Lý thuyết chung về axit sunfuric - muối sunfat

Lưu về Facebook:

I. Axit sunfuric

1. Tính chất vật lý.

- Axit sunfuric (${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$) là chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi, nặng gấp 2 lần nước (${{H}_{2}}S{{O}_{4}}\,98%$ có D = 1,84 $g/c{{m}^{3}}$)

- Các pha loãng axit ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$ đặc

2. Tính chất hóa học

a. Tính chất của dung dịch axit sunfuric loãng

Dung dịch axit ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$ loãng là một axit mạnh, có đầy đủ tính chất của một axit

- Đổi màu quỳ tím thành đỏ

- Tác dụng với kim loại hoạt động, giải phóng khí hiđro

- Tác dụng với oxit bazơ và với bazơ

- Tác dụng được với nhiều muối

b) Tính chất của axit sunfuric đặc

- Tính oxi hóa mạnh

Axit sunfuric đặc, nóng có tính oxi hóa mạnh, nó oxi hóa được hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt) nhiều phi kim (C, S, P…) và nhiều hợp chất :

  $2{{H}_{2}}\overset{+6}{\mathop{S}}\,{{O}_{4}}\,+\,\overset{0}{\mathop{Cu}}\,\to \overset{+2}{\mathop{Cu}}\,S{{O}_{4}}+2{{H}_{2}}O+\overset{+4}{\mathop{S}}\,{{O}_{2}} \\$

 $ 2{{H}_{2}}\overset{+6}{\mathop{S}}\,{{O}_{4}}+\overset{0}{\mathop{S}}\,\to 3\overset{+4}{\mathop{S}}\,{{O}_{2}}+2{{H}_{2}}O \\$

 $ 2{{H}_{2}}\overset{+6}{\mathop{S}}\,{{O}_{4}}+2KB{{\text{r}}^{-}}\to \overset{0}{\mathop{B{{\text{r}}_{2}}}}\,+\overset{+4}{\mathop{S}}\,{{O}_{2}}+2{{H}_{2}}O+{{K}_{2}}S{{O}_{4}} \\$

- Tính háo nước :

Axit sunfuric đặc hấp thụ mạnh nước. Nó cũng hấp thụ nước từ các hợp chất gluxit.

VD: ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$ đặc vào đường saccarozơ

${{C}_{12}}{{H}_{22}}{{O}_{11}}\xrightarrow{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}\,dac}12C\,+\,11{{H}_{2}}O$

Sau đó một phần cacbon bị ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$

$C+2{{H}_{2}}S{{O}_{4\,dac}}\to C{{O}_{2}}+2S{{O}_{2}}+2{{H}_{2}}O$

Da thịt tiếp xúc với ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$ đặc sẽ bị bỏng rất nặng.

3. Ứng dụng

- Axit sunfuric là hóa chất hàng đầu được dùng trong nhiều ngành sản xuất. Hàng năm, các nước trên thế giới sản xuất khoảng 160 triệu tấn ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$

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

4. Sản xuất axit sunfuric

Trong công nghiệp.

Có 3 công đoạn chính.

a) Sản xuất lưu huỳnh đioxit $S{{O}_{2}}$

- Đốt cháy lưu huỳnh

$S+{{O}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}S{{O}_{2}}$

- Đốt quặng pirit sắt \[\text{Fe}{{\text{S}}_{2}}\]

$4F\text{e}{{S}_{2}}+11{{\text{O}}_{2}}\xrightarrow{{{t}^{o}}}2F{{\text{e}}_{2}}{{O}_{3}}+8\text{S}{{O}_{2}}$

b) Sản xuất lưu huỳnh trioxit ($S{{O}_{3}}$)

Oxi hóa $S{{O}_{2}}$ bằng khí oxi hoặc không khí dư ở nhiệt độ $450-{{500}^{0}}C$, chất xúc tác là vanadi (V) oxit ${{V}_{2}}{{O}_{5}}$ :

 $2{\text{S}}{O_2} + {O_2}\overset {xt,{t^o}} \leftrightarrows 2{\text{S}}{O_3}$

c) Hấp thụ $S{{O}_{3}}$ bằng ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$

Dùng ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$ 98% hấp thụ $S{{O}_{3}}$ , được oleum ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}.n\text{S}{{O}_{3}}$

${{H}_{2}}S{{O}_{4}}+n\text{S}{{O}_{3}}\to {{H}_{2}}S{{O}_{4}}.n\text{S}{{O}_{3}}$

Sau đó dùng lượng nước thích hợp pha loãng oleum, được ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}$ đặc :

${{H}_{2}}S{{O}_{4}}.n\text{S}{{O}_{3}}+n{{H}_{2}}O\to (n+1){{H}_{2}}S{{O}_{4}}$ 

II. Muối sunfat. Nhận biết ion sunfat

1. Muối sunfat

Muối sunfat là muối của axit sunfuric. Có 2 loại muối sunfat :

- Muối trung hòa (muối sunfat) chứa ion sunfat $SO_{4}^{2-}$. Phần lớn muối sunfat đều tan trừ $BaS{{O}_{4}}$, $S\text{r}S{{O}_{4}}$, $PbS{{O}_{4}}$ không tan.

- Muối axit (muối hiđrosunfat) chứa ion hiđrosunfat $H\text{S}O_{4}^{-}$ .

2. Nhận biết ion sunfat

Thuốc thử nhận biết ion sunfat $SO_{4}^{2-}$ là dung dịch muối bari. Sản phẩm phản ứng là bari sunfat $BaS{{O}_{4}}$ kết tủa trắng, không tan trong axit.

  ${{H}_{2}}S{{O}_{4}}+BaC{{l}_{2}}\to BaS{{O}_{4}}\downarrow +2HCl \\$

  $N{{a}_{2}}S{{O}_{4}}+BaC{{l}_{2}}\to BaS{{O}_{4}}\downarrow +2NaCl \\$