Axit Sunfuric là gì?
Axit sulfuric H2SO4 (Acid sulfurique, còn được gọi là axid sulfuric) có công thức hóa học là H2SO4. Tên bắt nguồn từ tiếng Pháp acide sulfurique. Nó là một chất lỏng không màu, không mùi, hòa tan trong nước và trải qua một phản ứng tỏa nhiệt cao.
Axit sunfuric là một thành phần của mưa axit, được hình thành bằng cách oxy hóa sulfur dioxide, hoặc oxy hóa axit sulfuric, trong nước.
Axit sulfuric là một hóa chất hàng đầu được mệnh danh là “Vua của các hóa chất” và được sử dụng làm nguyên liệu chính hoặc chất xúc tác trong nhiều ngành sản xuất. Hàng năm, các nước trên thế giới thải ra khoảng 160 triệu tấn H2SO4. H2SO4 được dùng trong sản xuất phân bón, thuốc trừ sâu, chất tẩy rửa tổng hợp, sợi hóa học, chất dẻo, sơn ...
Đặc biệt, do áp suất rất lớn giữa axit sunfuric và nước, nên H2SO4 tinh khiết không bao giờ được tìm thấy trên Trái đất. Ngoài ra, axit sunfuric là một thành phần của mưa axit, bao gồm lưu huỳnh đioxit hoặc axit sunfuric bị oxy hóa trong nước bị oxy hóa.
Tính chất vật lý
Axit sunfuric là chất lỏng không màu, không mùi, nặng hơn nước, dễ tan trong nước và không dễ bay hơi.
Axit sunfuric đặc phản ứng với nước ở nhiệt độ cao nên khi pha loãng phải cho từ từ vào nước và ngược lại vì H2SO4 loãng có thể gây bỏng.
Axit sunfuric có thể cacbon hóa chất hữu cơ.
Tính chất hóa học
Đối với H2SO4 loãng: Axit sunfuric là một axit mạnh, hóa chất này có tất cả các tính chất hóa học chung của một axit, như:
Axit sunfuric H2SO4 chuyển quỳ tím thành đỏ.
Phản ứng với các kim loại trước H (trừ Pb) để tạo thành các muối sunfat:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
Phản ứng với oxit kiềm tạo thành muối mới (khi kim loại vẫn ở trạng thái hóa trị) và nước.
FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O
Axit sunfuric phản ứng với bazơ để tạo thành muối mới và nước.
H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
H2SO4 phản ứng với muối tạo thành muối mới (trong đó kim loại vẫn giữ nguyên hóa trị) và axit mới.
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2
H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2
Đối với H2SO4 đặc: Axit sunfuric đặc là một axit mạnh và là chất oxi hóa mạnh với những tính chất hóa học nổi bật như:
Tác dụng với kim loại: Cho tấm đồng vào H2SO4 thấy có dung dịch màu xanh lam, có khí bay ra, có mùi xốc.
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O
Phản ứng với các phi kim loại tạo thành oxit phi kim loại và nước, giải phóng khí SO2
C + 2H2SO4 → CO2 + 2H2O + 2SO2 (nhiệt độ)
2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O
Phản ứng với các chất khử khác:
2FeO + 4H2SO4 → Fe2 (SO4) 3 + SO2 + 4H2O
H2SO4 cũng có tính chất ưa nước đặc trưng, ví dụ khi cho H2SO4 vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường sẽ chuyển sang màu đen và phun ra, phương trình hóa học như sau:
C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4.11H2O
Cách tinh chế Axit Sunfuric
Đây là cách tạo ra axit sunfuric:
FeS2 hoặc S → SO2 → SO3 → H2SO4
Đốt quặng sắt Fluorit:
4FeS2 + 11O2 → 8SO2 + 2Fe2O3
Oxi hóa SO2 bằng oxi ở điều kiện 400-5000C và xúc tác V2O5:
2SO2 + O2 → 8SO3
Axit sunfuric đặc hấp thụ SO3 tạo thành oleum, công thức chung là H2SO4.nSO3:
nSO3 + H2SO4 → H2SO4 .nSO3
Pha loãng oleum thành axit sulfuric với một lượng nước thích hợp:
H2SO4 .nSO3 + (n + 1) H2O → (n + 1) H2SO4
Ứng dụng của Axit Sunfuric
Bạn sẽ thấy axit sulfuric xuất hiện rất nhiều trong ngành công nghiệp ngày nay. Vậy chúng được sử dụng để làm gì?
Ứng dụng công nghiệp
Axit sunfuric được sử dụng để sản xuất kim loại như đồng và kẽm và để làm sạch bề mặt thép.
Axit sunfuric được sử dụng để sản xuất sunfat để làm sạch kim loại trước khi mạ điện, và trong sản xuất thuốc nổ, chất dẻo, thuốc nhuộm và dược phẩm.
Hỗn hợp axit loãng được sử dụng làm chất điện phân cho các loại pin khác nhau, axit chì, v.v.
ứng dụng phòng thí nghiệm
Điều chế axit yếu hơn như HNO3.HCl
Ứng dụng trong xử lý nước thải
Nhôm hydroxit được sản xuất từ axit sunfuric, được sử dụng làm hóa chất xử lý nước thải để lọc tạp chất và cải thiện mùi vị nước, trung hòa độ pH trong nước và loại bỏ các ion Mg2 +, Ca2 + có trong nước thải.
Ứng dụng trong sản xuất phân bón
Axit sunfuric được sử dụng rộng rãi để sản xuất axit photphoric. Đây là nhà sản xuất Phân bón phốt phát, Monocalcium Phosphate, Amoni Phosphate và cũng được sử dụng để sản xuất Amoni Sulfate.
những ứng dụng khác
Nhôm sunfat được tạo ra từ axit sunfuric được gọi là phèn giấy.
Lưu ý khi sử dụng và bảo quản
Axit sulfuric rất nguy hiểm, vì vậy cần tuân thủ một số biện pháp phòng ngừa khi làm việc với:
Chú ý khi sử dụng
Nên sử dụng đồ bảo hộ như găng tay và kính, đồng thời phải có tấm che mặt và tạp dề PVC để đảm bảo an toàn khi tiếp xúc với axit sunfuric loãng và khi tiếp xúc với axit đậm đặc.
Khi pha loãng axit sunfuric với nước, hãy đổ từ từ dung dịch axit vào và khuấy đều, không làm ngược lại.
Các lưu ý về bảo quản
Axit sulfuric là một axit mạnh nên được bảo quản ở nơi khô ráo và thoáng mát, tránh xa các chất kiềm và chất khử.
Trước khi sử dụng dung dịch axit này, bạn nên hiểu rõ sự nguy hiểm của nó để tránh bị bỏng và làm hỏng các bề mặt như nhôm, sắt, v.v.
