Bài 33: Axit sunfuric – Muối sunfat
I.
Axit sunfuric
1. Tính chất vật lý:
- Axit sunfuric (H2SO4) là chất lỏng như dầu, không màu, không bay hơi, nặng gấp gần 2 lần
nước (H2SO4 98% có D = 1,84g/cm3 ).
- H2SO4 tan vô hạn trong nước và tỏa rất nhiều nhiệt
-Pha H2SO4:
+Nếu ta rót nước vào H2SO4, nước sôi đột ngột và kéo theo những giọt axit bắn ra xung quanh
gây nguy hiểm
+ Vì vậy, muốn pha loãng axit H2SO4 đặc, người ta phải rót từ từ axit vào nước và khuấy nhẹ
bằng đũa thủy tinh mà không được làm ngược lại.
2. Tính chất hóa học
A. Tính chất hóa học của H2SO4 loãng:
+ Làm quì tím hoá đỏ
+ Tác dụng với muối của những axit yếu
NA2CO3+H2SO4->NA2SO4+H2O+CO2
+ Tác dụng với oxit bazơ hoặc bazơ
-> muối + H2O
*NAOH+H2SO4->NA2SO4+H2O
+ Tác dụng kim loại trước hiđro
->muối hoá trị thấp của KL + H2
* Fe+H2SO4->FeSO4+H2
B. Tính chất hóa học của H2SO4 đặc
-Tính oxi hóa mạnh Axit sunfuric đặc và nóng có tính oxi hóa rất mạnh ,oxi hóa được
hầu hết các kim loại trừ Au,Pt , nhiều phi kim như C, S ,P, ... và nhiều hợp chất
6H2SO4 + 2Fe->Fe2(SO4)3 + 6H2O + 3SO2
2H2SO4+Cu -> CuSO4 + 2H2O + SO2
2H2SO4 +S-> 3SO2 + 2H2O
H2SO4 + 8HI -> 4I2 + H2S + 4H2O
-Axit sunfuric đặc, nguội làm một số kim loại như Fe,Al, Cr,...bị động hóa
C.
Tính háo nước
Axit sunfuric đặc chiếm nước kết tinh của nhiều muối hiđrat (muối ngậm nước )
hoặc chiếm các nguyên tố H và O (thành phần của nước ) trong nhiều hợp chất
***VD: Hợp chất gluxit (cacbohiđrat) tác dụng với h2so4 đặc bị biến thành
cacbon (than)
C12H22O11  12C + 11H2O ( xúc tác: H2SO4 đặc)
-Sau đó một phần sản phẩm C bị h2so4 đặc oxi hóa thành khí SO2 gây hiện
tượng sủi bọt đẩy cacbon trào ra
* C+H2SO4->CO2+2SO2 +2H2O
3. Ứng dụng
-Axit sunfuric là hóa chất hàng đầu được sử dụng trong nhiều ngành sán xuất.Hàng
năm,có khoảng 160 triệu tấn H2SO4 được sản xuất trên toàn thế giới.
-Các loại phân bón sunfat như amoni sunfat được sản xuất từ axit sunfuric.
-Sản xuất nhôm sunfat, nhôm sunfat được tạo ra từ phản ứng của bô xít với axit
sunfuric:
Al2O3 + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3 H2O
-Là chất xúc tác axit thông thường để chuyển
hóa cyclohexanoneoxim thành caprolactam, sử dụng để sản xuất nylon (nilông).
-Sử dụng để sản xuất axit clohiđric từ muối ăn bằng công nghệ Mannheim.
-Sản xuất:
+Phẩm nhuộm
+Luyện kim
+Chất dẻo
+Chất tẩy rửa
+Giấy,sợi
+Sơn
+Dầu mỏ
+Thuốc nổ
+Acquy
+Dược phẩm
+Thuốc trừ sâu
4.
Sản xuất axit sunfuric: Axít sulfuric được sản xuất trong công
nghiệp từ lưu huỳnh, ôxy và nước theo phương pháp tiếp xúc.Gồm 3
công đoạn:
A. Sản xuất lưu huỳnh dioxit (SO2):
-Đầu tiên người ta đốt lưu huỳnh hoặc quặng sắt FeS2 tạo ra một
lượng lớn khí SO2.
* S(r) + O2(k) → SO2(k)
* 4FeS2 + 11O2
to
2Fe2O3 + 8SO2
B. Sản xuất lưu huỳnh trioxit (SO3)
-Sau đó toàn bộ lượng khí này được oxi hóa dưới tác dụng của nhiệt
độ và chất xúc tác V2O5 tạo ra lưu huỳnh trioxit
•
2SO2 + O2(k) → 2SO3(k) (với sự có mặt của V2O5,t450-500oC) ( mũi tên 2
chiều nha )
C. Hấp thụ SO2 bằng H2SO4
-Dùng H2SO4 98% hấp thụ SO2, được oleum H2SO4.nSO3:
* H2SO4 + nSO3  H2SO4 . nSO3
- sau đó dùng lượng nước thích hợp pha loãng oleum được H2SO4:
* H2SO4.nSO3 + nH2O  (n+1) H2SO4
*** NOTE:
-Ngoài ra axit sunfuric có thể vô tình được tạo ra trong tự nhiên thông
qua khí thải của nhà máy qua phương trình sau
• S + O2 → SO2;Quá trình đốt cháy lưu huỳnh trong khí oxi sẽ sinh ra lưu
huỳnh điôxít.
• SO2 + OH· → HOSO2·;
• Phản ứng hoá hợp giữa lưu huỳnh điôxít và các hợp chất gốc hiđrôxit.
• HOSO2· + O2 → HO2 +SO3 Phản ứng giữa hợp chất gốc HOSO2· và O2 sẽ
cho ra hợp chất gốc HO2· và SO3
• SO3(k) + H2O(l) → H2SO4(l)
- Không chỉ thế H2SO4 còn có trong mưa axit
- Mặc dù có thể sản xuất axít sulfuric 100%, nhưng nó sẽ mất SO3 ở điểm sôi để tạo
ra axít 98,3%. Axít 98% cũng ổn định hơn khi lưu trữ, vì nó là dạng thông thường
của axít sulfuric đậm đặc. Các nồng độ khác của axít sulfuric được sử dụng cho
các mục đích khác nhau.
5. MUỐI SUNFAT. NHẬN BIẾT ION SUNFAT
1.Muối sunfat:
Muối sunfat là muối của axir sunfuric. Có 2 loại muối sunfat:
- Muối trung hoà (muối sunfat) chứa ion sunfat SO. Phần lớn muối sunfat đều tan trừ
BaSO4, SrSO4, PbSO4 không tan.
-
Muối axit (muối hiđrosunfat) chứa ion hiđrosunfat HSO
2. Nhận biết ion sunfat
- Thuốc thử nhận biết ion sunfat SOlà dung dịch muối bari. Sản phẩm phản ứng
là bari sunfat BaSO4 kết tủa trắng, không tan trong axit.
-nhận biết muối sunfat
H2SO4 + BaCl2 →→BaSO4 + 2HCl
Na2SO4 + Ba(OH)2 →→BaSO4 + 2NaOH