4.2.4 Acid - Tính chất hóa học - H2SO4

 

B. Axit sunfuric H₂SO₄

I. Tính chất vật lí

Axit H₂SO₄ là chất lỏng sánh, không màu, nặng gấp hai lần nước, không bay hơi, tan dễ dàng trong nước và tỏa nhiều nhiệt

* Cách pha loãng dung dịch H₂SO₄

II. Tính chất hóa học

Axit H₂SO₄ loãng và H₂SO₄ đặc có những tính chất hóa học khác nhau.

1. Tính chất hóa học của axit H₂SO₄ loãng: 

H₂SO₄ loãng có đầy đủ tính chất của một axit mạnh.

a) Làm đổi màu quỳ tím thành đỏ

b) Tác dụng với nhiều kim loại (Mg, Al, Zn, Fe,...) tạo thành muối sunfat và giải phóng khí H2

c) Tác dụng với bazơ tạo thành muối sunfat + nước.

d) Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối sunfat + nước.

e) Tác dụng với một số muối

2. Axit H₂SO₄ đặc có tính chất hóa học riêng.

a) Tác dụng với kim loại

Axit H₂SO₄ đặc tác dụng với nhiều kim loại nhưng không giải phóng khí hiđro. Khí nóng tạo thành muối sunfat (ứng với hóa trị cao của kim loại nếu kim loại có nhiều hóa trị) và khí sunfurơ

Ví dụ:

2Fe + 6H₂SO_{4 đặc nóng}  →  Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂↑  + 6 H₂O   

b) Tính háo nước.

Ví dụ: khi cho axit H₂SO₄ vào đường, đường sẽ hóa thành than.

C₁₂H₂₂O₁₁   $\stackrel{H_{2}S{O}_4}{\to }$   12C + 11H₂O

III. Ứng dụng

Hàng năm, thế giới sản xuất gần 200 triệu tấn axit H₂SO₄ . Axit H₂SO₄ là nguyên liệu của nhiều ngành sản xuất hóa học như sản xuất phân bón, phẩm nhuộm, chế biến dầu  mỏ,..

IV. Sản xuất axit H₂SO₄ 

Trong công nghiệp, axit sunfuric được sản xuất bằng phương pháp tiếp xúc. Nguyên liệu là lưu huỳnh (hoặc quặng pirit sắt), không khí và nước.

Quá trình sản xuất axit H₂SO₄ gồm 3 công đoạn sau:

- Sản xuất lưu huỳnh đi oxit bằng cách đốt lưu huỳnh hoặc pirit sắt trong không khí;

S + O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ SO₂

4FeS₂ + 11O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 8SO₂ + 2Fe₂O₃

- Sản xuất lưu huỳnh trioxit bằng cách oxi hóa SO₂, có xúc tác là V₂O₅ ở 450⁰C

                    2SO₂ + O_{2 $\underset{V_2{O}_5}{\overset{t^0}{\to }}$} 2SO₃

Sản xuất axit H₂SO₄ bằng cách cho SO₃ tác dụng với nước:

SO₃ + H₂O →  H₂SO₄

V. Nhận biết axit H₂SO₄ và muối sunfat

- Để nhận ra axit H₂SO₄ trong các axit và nhận ra muối sunfat trong các muối, ta dùng thuốc thử là dung dịch muối bari, 

- Khi cho dung dịch muối bari vào dung dịch H₂SO₄ hoặc muối sunfat, thấy có chất kết tủa màu trắng, không tan trong nước và trong axit là BaSO₄ xuất hiện.

Phương trình hóa học:

H₂SO₄ + BaCl₂ → 2HCl + BaSO₄

Na₂SO₄ + BaCl₂ → 2NaCl + BaSO₄