LÝ THUYẾT / HÓA HỌC / HÓA HỌC VÔ CƠ / CHỦ ĐỀ 9. CÁC AXIT OXI HÓA MẠNH

AXIT SUNFURIC

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- Axit sunfuric (H₂SO₄) là chất lỏng SÁNH NHƯ DẦU, KHÔNG màu, KHÔNG bay hơi, NẶNG gần GẤP 2 lần nước.

(H₂SO₄ 98% có D = 1,84 g/cm³)

- H₂SO₄ TAN VÔ HẠN trong nước và toả rất nhiều nhiệt.

- Nếu ta RÓT NƯỚC VÀO H₂SO₄, nước sôi ĐỘT NGỘT và kéo theo những giọt axit BẮN RA xung quanh gây nguy hiểm.

=> Muốn PHA LOÃNG axit H₂SO₄ _đặc, người ta phải RÓT TỪ TỪ axit vào nước và KHUẤY NHẸ bằng đũa thuỷ tinh mà KHÔNG ĐƯỢC làm ngược lại.

II. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

- Ở trạng thái LOÃNG là một axit MẠNH.

- Ở trạng thái ĐẶC là một chất OXI HOÁ MẠNH.

1. Ở DẠNG LOÃNG

Làm ĐỎ quì tím, tác dụng kim loại (TRƯỚC H₂) giải phóng H₂, tác dụng bazơ, oxit bazơ và nhiều muối.

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

NaOH + H₂SO₄ → NaHSO₄ + H₂O

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2HCl

Na₂ CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

2. Ở DẠNG ĐẶC

Tác dụng với KIM LOẠI: oxi hoá HẦU HẾT các kim loại (trừ Au và Pt) tạo muối HOÁ TRỊ CAO và thường giải phóng SO₂(có thể H₂S, S nếu kim loại khử MẠNH như Mg).

2 Fe + 6H₂SO₄ →Fe₂ (SO₄)₃ + 3SO₂ + 6 H₂O

Cu + 2H₂SO₄ →CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

3. TÁC DỤNG VỚI PHI KIM

Tác dụng với PHI KIM ( tác dụng với các phi kim ở dạng RẮN, t^o) tạo hợp chất của phi kim ứng với SỐ OXH CAO NHẤT.

C + 2H₂SO₄ →CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O

S + 2H₂SO_4→ 3SO₂ + 2H₂O

4. TÁC DỤNG VỚI MỘT SỐ CHẤT KHỬ

- Tác dụng với một số chất có tính KHỬ

FeO + H₂SO₄ →Fe₂ (SO₄)₃+ SO₂ + 4H₂O

HBr + H₂SO₄ →Br₂ + SO₂ + 2H₂O

- HÚT NƯỚC của 1 số chất hữu cơ:

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂SO_4(đ) → 12C + H₂SO₄.11H₂O

Al, Cr, Cu bị THỤ ĐỘNG HÓA trong H₂SO_{4đặc, ngượi}(tức là KHÔNG viết phản ứng trong TRƯỜNG HỢP này)

III. ỨNG DỤNG

- Axit sunfuric là hoá chất HÀNG ĐẦU được dùng trong nhiều ngành sản xuất.

- Hàng năm, các nước trên thế giới sản xuất khoảng 160 triệu tấn H₂SO₄.

- Axit sunfuric được dùng để: SẢN XUẤT phân bón, thuốc trừ sâu, chất giặt rửa tổng hợp, tơ sợi hoá học, chất dẻo, sơn màu, phẩm nhuộm, dược phẩm, chế biến dầu mỏ...

IV. SẢN XUẤT

- Axit sunfuric được sản xuất trong CÔNG NGHIỆP bằng PHƯƠNG PHÁP TIẾP XÚC.

- Phương pháp này có 3 công đoạn chính:

GIAI ĐOẠN 1: Sản xuất lưu huỳnh đioxit (SO₂)	Phụ thuộc vào NGUỒN NGUYÊN LIỆU có sẵn Người ta đi từ nguyên liệu ban đầu là LƯU HUỲNH hoặc PIRIT SẮT FeS₂ - ĐỐT CHÁY lưu huỳnh: S + O₂ → SO₂ - ĐỐT QUẶNG pirit sắt FeS₂ 4FeS₂+ 11O₂→2Fe₂O₃ + 8SO₂
GIAI ĐOẠN 2: Sản xuất lưu huỳnh trioxit (SO₃)	OXI HOÁ SO₂bằng KHÍ OXI hoặc không khí DƯ ở nhiệt độ 450 – 500^oC Chất xúc tác là vanađi (V) oxit V₂O₅ 2SO₂ + O₂→2SO₃
GIAI ĐOẠN 3: Hấp thụ SO₃ bằng H₂SO₄	DÙNG H₂SO₄ 98% hấp thụ SO₃, được OLEUM H₂SO₄ .nSO₃: H₂SO₄ + nSO₃ → H₂SO₄ .nSO₃ Sau đó dùng lượng nước thích hợp PHA LOÃNG OLEUM, được H₂SO₄ đặc: H₂SO₄.nSO₃ + nH₂O → (n + 1) H₂SO₄