Một trong những loại axit vô cơ thông dụng, phổ biến nhất hiện nay là axit sunfuric bởi tính ứng dụng cao trong đời số, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp. Vậy axit sunfuric là gì? Axit sunfuric có cấu tạo phân tử ra sao, có những ứng dụng nào? Bài viết ngày hôm nay cũng chúng tôi tìm hiểu về loại axit này nhé.
Axit sulfuric là hóa chất hàng đầu được dùng trong nhiều ngành công nghiệp sản xuất với vai trò là nguyên liệu chính hoặc chất xúc tác. Hàng năm, các nước trên thế giới sản xuất khoảng 160 triệu tấn H2SO4. Vậy axit sunfuric là gì?
Axit Sulfuric có tên gọi bắt nguồn từ tiếng Pháp là acide sulfurique
Axit sunfuric – H2SO4, là một chất lỏng sánh như dầu, không màu, không mùi, không bay hơi, nặng gần gấp 2 lần nước [H2SO4 98% có D = 1,84 g/cm3]. Nó là một axit vô cơ mạnh và khả năng hòa tan hoàn toàn trong nước theo bất kỳ tỷ lệ nào.
Đặc biệt, hoàn toàn không tìm thấy H2SO4 tinh khiết trên Trái Đất, do áp lực rất lớn giữa axít sulfuric và nước. Ngoài ra, axít sulfuric là thành phần của mưa axít, được tạo thành từ điôxít lưu huỳnh trong nước bị ôxi hoá, hay là axít sulfuric bị ôxi hoá.
Công thức phân tử: H2SO4
Như vậy, từ đây ta có hiểu axit sunfuric là gì rồi. Đây là một axit vô cơ gồm các nguyên tố lưu huỳnh, oxy và hydro với công thức hóa học là H2SO4. Axit sunfuric là hóa chất lỏng không màu, không mùi và sánh, hòa tan trong nước và một phản ứng tỏa nhiệt cao.
Các tính chất hóa học của axit sunfuric là gì?
Sau khi tìm hiểu axit sunfuric là gì? Chúng tâ cùng xem axit sunfuric có tính chất vật lý và tính chất hóa học như thế nào nhé.
Tính chất vật lý của axit sunfuric
Axit sunfuric có các tính chất vật lý sau đây:
– Axit sunfuric là chất lỏng, hơi nhớt và nặng hơn nước, khó bay hơi và tan vô hạn trong nước.
– Axit sunfuric đặc thường hút mạnh nước và tỏa nhiều nhiệt nên khi pha loãng phải cho từ từ axit đặc vào nước mà không làm ngược lại, vì H2SO4 có thể gây bỏng.
– Axit sunfuric còn có khả năng làm than hóa các hợp chất hữu cơ.
Tính chất hóa học của axit sunfuric
Về axit sunfuric loãng
Axit sunfuric là một axit mạnh, hóa chất này có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit như:
– Axit sunfuric H2SO4 làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ.
– Tác dụng với kim loại đứng trước H [trừ Pb] tạo thành muối sunfat:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
– Tác dụng với oxit bazo tạo thành muối mới [trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị] và nước: FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O
– Axit sunfuric tác dụng với bazo tạo thành muối mới và nước:
H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
– H2SO4 tác dụng 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
Về axit sunfuric đặc
Axit sunfuric đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh với tính chất hóa học nổi bật như:
– Tác dụng với kim loại: Khi cho mảnh Cu vào trong H2SO4 tạo ra dung dịch có màu xanh và có khí bay ra với mùi sốc:
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O
– Tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim + H2O + SO2. Ví dụ:
C + 2H2SO4 → CO2 + 2H2O + 2SO2 [nhiệt độ]
2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O
– Tác dụng với các chất khử khác:
2FeO + 4H2SO4 → Fe2[SO4]3 + SO2 + 4H2O
– H2SO4 còn có tính háo nước đặc trưng như đưa H2SO4 vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường sẽ bị chuyển sang màu đen và phun trào với phương trình hóa học như sau: C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4.11H2O
Ứng dụng phổ biến của axit sunfuric là gì?
Sau khi chúng ta đã tìm hiểu axit sunfuric là gì và các tính chất hóa học của loại axit này, chúng ta cùng xem axit này được ứng dụng như thế nào trong đời sống nhé!
Trong sản xuất công nghiệp
Mỗi năm có khoảng 160 triệu tấn H2SO4, trong đó nổi bật khi được sử dụng trong các ngành sản xuất luyện kim 2%, phẩm nhuộm 2%, chất dẻo 5%, chất tẩy rửa 14%, giấy, sợi 8%…
Axit sunfuric được sử dụng rộng rãi trong quá trình sản xuất kim loại như sản xuất đồng, kẽm và dùng trong làm sạch bề mặt thép và dung dịch tẩy gỉ.
Ngoài ra, axit sunfuric còn được sử dụng để sản xuất nhôm sunfat [ví dụ như phèn làm giấy]. Sản xuất các loại muối sunfat, tẩy rửa kim loại trước khi mạ, chế tạo thuốc nổ, chất dẻo, thuốc nhuộm, sản xuất dược phẩm.
Hỗn hợp axit với nước được dùng để làm chất điện giải trong hàng loạt các dạng ắc quy, axit chì…
Trong phòng thí nghiệm
Điều chế các axít khác yếu hơn: HNO3, HCL
Trong xử lý nước thải
Sản xuất nhôm hidroxit là chất được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước để lọc các tạp chất, cũng như cải thiện mùi vị của nước, trung hòa pH trong nước, và sử dụng để loại bỏ các ion Mg2+, Ca2+ có trong nước thải.
Trong sản xuất phân bón
Axít sulfuric [60% sản lượng toàn thế giới] chủ yếu được sử dụng là trong sản xuất axít phốtphoric, là chất được sử dụng để sản xuất các loại phân photphate, canxi dihydrogen photphat, amoni photphate, và cũng dùng để sản xuất Amoni sunfat.
Ứng dụng khác của axit sunfuric
Sản xuất nhôm sulfat, được biết đến như là phèn làm giấy. Nó có thể phản ứng với một lượng nhỏ xà phòng trên các sợi bột giấy nhão để tạo ra cacboxylat nhôm dạng giêlatin, nó giúp làm đông lại các sợi bột giấy thành bề mặt cứng của giấy.
Một số lưu ý khi sử dụng axit sunfuric
Những lưu ý khi sử dụng axit sunfuric là gì?
Dựa vào các tính chất lý hóa của axit Sulfuric ở phần trên, chắc hẳn chúng ta cũng nhận thức được hóa chất này nguy hiểm như thế nào nếu tiếp xúc trực tiếp. Do đó, khi sử dụng cần tuân thủ tuyệt đối các lưu ý dưới đây để đảm bảo an toàn cho bản thân:
– Đeo găng tay dày dặn, chất lượng; mặc quần áo bảo hộ khi tiếp xúc với hóa chất.
– Khi sử dụng H2SO4 phải đeo kính và mũ đầy đủ. Không đi dép hay chân đất nên đi giày bảo hộ hoặc ủng. Tuyệt đối không xử lý nó trên một băng ghế mở.
– Tuyệt đối không đổ hóa chất khỏi chai chứa. Tuyệt đối không pipette ra với miệng. Phải dùng pipet thủy tinh dày với nút cao su. Tuân theo chỉ dẫn trên nhãn sản phẩm.
– Tuyệt đối không đổ nước thẳng vào chai chứa Axit sunfuric để tẩy rửa. Khi pha loãng H2SO4, tuyệt đối không được đổ nước vào axit mà cần đổ từ từ axit vào nước. Khi đun nóng H2SO4 sẽ giải phóng ra chất SO2 và SO3, đây là những loại khí rất độc hại, có thể cần đeo mặt nạ phòng độc nếu đun nóng axit với số lượng lớn.
Lưu ý trong khi bảo quản
Để tránh việc hóa chất axit sulfuric không may bị rò rỉ xa môi trường, phản ứng với chất khác gây nguy hiểm, ô nhiễm thì cần lưu ý các điều sau:
– Lưu trữ axit bằng bồn nhựa, thùng phuy nhựa. Không dùng các thùng kim loại để chứa, bởi tính axit mạnh sẽ làm oxy hóa, ăn mòn kim loại.
– Đậy nắp thật kín, đặt tại nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp. Không để hóa chất gần nơi chứa bazơ hay chất khử. Tránh bảo quản chung với các kim loại nặng, kim loại nhẹ, chẳng hạn các chất như: HCl, Axit Nitric…
Như vậy, nội dung bài viết trên đây người viết đã cung cấp cho bạn đọc khái niệm axit sunfuric là gì và những tính chất vất lý, hóa học quan trọng nhất của loại axit này cũng như những lưu ý khi sử dụng chúng.