Bất kỳ axit nào cũng là một chất phức tạp mà phân tử của nó chứa một hoặc nhiều nguyên tử hydro và dư lượng axit.
Công thức của axit sunfuric là H2SO4. Do đó, phân tử axit sunfuric chứa hai nguyên tử hydro và dư lượng axit SO4.
Axit sunfuric được hình thành khi oxit lưu huỳnh phản ứng với nước
SO3+H2O -> H2SO4
Axit sulfuric 100% nguyên chất (monohydrat) là chất lỏng nặng, nhớt như dầu, không màu, không mùi, có vị chua “đồng”. Ở nhiệt độ +10 ° C, nó cứng lại và biến thành khối tinh thể.
Axit sulfuric đậm đặc chứa khoảng 95% H2SO4. Và nó cứng lại ở nhiệt độ dưới -20°C.
Tương tác với nước
Axit sunfuric hòa tan tốt trong nước, trộn với nó theo bất kỳ tỷ lệ nào. Điều này giải phóng một lượng nhiệt lớn.
Axit sunfuric có thể hấp thụ hơi nước từ không khí. Tính chất này được sử dụng trong công nghiệp để làm khô khí. Khí được làm khô bằng cách cho chúng đi qua các thùng chứa đặc biệt có chứa axit sulfuric. Tất nhiên, phương pháp này chỉ có thể được sử dụng cho những loại khí không phản ứng với nó.
Được biết, khi axit sunfuric tiếp xúc với nhiều chất hữu cơ, đặc biệt là cacbohydrat, các chất này sẽ bị cháy thành than. Thực tế là carbohydrate, giống như nước, chứa cả hydro và oxy. Axit sulfuric lấy đi những nguyên tố này. Những gì còn lại là than.
Trong dung dịch H2SO4, chất chỉ thị quỳ tím và metyl da cam chuyển sang màu đỏ chứng tỏ dung dịch này có vị chua.
Tương tác với kim loại
Giống như bất kỳ axit nào khác, axit sulfuric có khả năng thay thế các nguyên tử hydro bằng các nguyên tử kim loại trong phân tử của nó. Nó tương tác với hầu hết các kim loại.
Axit sulfuric loãng phản ứng với kim loại như axit thông thường. Kết quả của phản ứng là tạo thành muối có dư lượng axit SO4 và hydro.
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
MỘT axit sunfuric đậm đặc là chất oxi hóa rất mạnh. Nó oxy hóa tất cả các kim loại, bất kể vị trí của chúng trong dãy điện áp. Và khi phản ứng với kim loại, bản thân nó bị khử thành SO2. Hydro không được giải phóng.
Сu + 2 H2SO4 (conc) = CuSO4 + SO2 + 2H2O
Zn + 2 H2SO4 (conc) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O
Nhưng các kim loại thuộc nhóm vàng, sắt, nhôm và bạch kim không bị oxy hóa trong axit sunfuric. Vì vậy, axit sunfuric được vận chuyển trong thùng thép.
Muối axit sulfuric thu được từ các phản ứng như vậy được gọi là sunfat. Chúng không màu và dễ kết tinh. Một số trong số chúng hòa tan cao trong nước. Chỉ CaSO4 và PbSO4 ít tan. BaSO4 hầu như không tan trong nước.
Tương tác với bazơ
Phản ứng giữa axit và bazơ gọi là phản ứng trung hòa. Kết quả của phản ứng trung hòa axit sunfuric là muối chứa dư lượng axit SO4 và nước H2O được hình thành.
Ví dụ về phản ứng trung hòa axit sulfuric:
H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O
H2SO4 + CaOH = CaSO4 + 2 H2O
Axit sunfuric phản ứng trung hòa cả bazơ hòa tan và không hòa tan.
Vì phân tử axit sulfuric có hai nguyên tử hydro và cần có hai bazơ để trung hòa nó nên nó được phân loại là axit dibasic.
Tương tác với các oxit cơ bản
Từ môn hóa học ở trường, chúng ta biết rằng oxit là những chất phức tạp có chứa hai nguyên tố hóa học, một trong số đó là oxy ở trạng thái oxy hóa -2. Oxit bazơ được gọi là oxit của kim loại hóa trị 1, 2 và một số kim loại có hóa trị 3. Ví dụ về các oxit bazơ: Li2O, Na2O, CuO, Ag2O, MgO, CaO, FeO, NiO.
Axit sunfuric phản ứng với các oxit cơ bản trong phản ứng trung hòa. Kết quả của phản ứng này, cũng như trong phản ứng với bazơ, muối và nước được hình thành. Muối chứa dư lượng axit SO4.
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
Tương tác với muối
Axit sulfuric phản ứng với muối của axit yếu hơn hoặc dễ bay hơi, đẩy các axit này ra khỏi chúng. Kết quả của phản ứng này là tạo thành muối có dư lượng axit SO4 và axit
H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl
Ứng dụng của axit sunfuric và các hợp chất của nó
Cháo bari BaSO4 có khả năng chặn tia X. Bằng cách lấp đầy các cơ quan rỗng của cơ thể con người, các bác sĩ X quang sẽ kiểm tra chúng.
Trong y học và xây dựng, thạch cao tự nhiên CaSO4 * 2H2O và canxi sunfat tinh thể hydrat được sử dụng rộng rãi. Muối Glauber Na2SO4 * 10H2O được sử dụng trong y học và thú y, trong công nghiệp hóa chất - để sản xuất soda và thủy tinh. Đồng sunfat CuSO4 * 5H2O được những người làm vườn và nhà nông học biết đến, họ sử dụng nó để chống sâu bệnh và bệnh cây.
Axit sulfuric được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau: hóa chất, gia công kim loại, dầu mỏ, dệt may, da và các ngành khác.
Đó là 269,2 ºС và mật độ riêng là 1,83 g/ml ở nhiệt độ môi trường (20°) - đây là axit sulfuric. Điểm nóng chảy của chất này chỉ là 10,3°С.
Mức độ tập trung phần lớn là yếu tố quyết định việc sử dụng nó trong hóa học và sản xuất công nghiệp. Theo quy định, hai cách phân chia mức độ tập trung thông thường chính được phân biệt, mặc dù theo nghĩa khoa học chặt chẽ, không thể vẽ một đường số giữa chúng. Theo phân loại này, axit sunfuric loãng và axit sunfuric đậm đặc được phân biệt.
Tương tác với một số kim loại như sắt, kẽm, magie, chất này giải phóng hydro trong quá trình phản ứng. Ví dụ, khi tương tác với sắt sẽ xảy ra phản ứng, công thức phản ứng được viết như sau: Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2. Cần nhớ rằng axit sulfuric loãng, đặc tính của nó là một tác nhân oxy hóa mạnh, thực tế không tương tác với các kim loại có hoạt tính thấp - đồng, bạc, vàng.
Là một tác nhân oxy hóa mạnh, hợp chất này có khả năng oxy hóa một danh sách rất lớn các kim loại; tính chất này quyết định việc sử dụng rộng rãi nó trong nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp.
Theo quy luật, khi phản ứng với các chất hoạt tính hóa học, ví dụ như magiê hoặc natri, kết quả của phản ứng oxi hóa khử là (IV), và nếu các hoạt chất này là kim loại thì phản ứng tạo ra hydro sunfua (H2S) và lưu huỳnh (S ). Những kim loại hoạt động này có thể là canxi, kali, magiê đã được đề cập và các loại khác.
Axit khan, hay còn gọi là axit sunfuric đậm đặc, yếu hoặc thực tế không tương tác với kim loại, chẳng hạn như với sắt, vì sắt có mức độ hoạt động hóa học cực kỳ thấp. Kết quả của sự tương tác của chúng chỉ có thể là sự hình thành một màng bền trên bề mặt hợp kim chứa sắt, thành phần hóa học của nó bao gồm các oxit. Điều này là do axit sulfuric loãng, thậm chí đậm đặc hơn, được lưu trữ và vận chuyển chủ yếu trong các thùng chứa làm bằng kim loại: titan, nhôm, niken.
Chất này có khả năng oxy hóa các phi kim loại và thậm chí thể hiện tính chất oxy hóa của nó trong các phản ứng với các chất phức tạp, chẳng hạn như chất khử. Bản chất của sự xuất hiện của các phản ứng như vậy được xác định bởi mức độ nồng độ của axit sulfuric loãng trong từng trường hợp cụ thể. Mặt khác, chất này dù ở mức độ nồng độ nào cũng có nhiều tính chất đặc trưng mà các axit khác có. Ví dụ, nó có khả năng tương tác với các oxit và dẫn đến giải phóng muối. Điều tương tự cũng xảy ra khi tương tác với hydroxit. Ngoài ra, H2SO4 pha loãng là một hợp chất lưỡng tính, cũng hình thành một số tính chất đặc trưng của nó khi tương tác với các chất khác. Điều chính là do kết quả của những tương tác này, hai loại muối được hình thành: muối trung bình (đối với axit đậm đặc) - sunfat và đối với axit loãng - hydrosulfate.
Như đã lưu ý, axit sulfuric loãng là một sản phẩm quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong ngành hóa chất. Ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp khác cũng rất đa dạng. Vì vậy, nó được sử dụng trong sản xuất sợi nhân tạo và các loại nhựa, phân khoáng và thuốc nhuộm. Các tính chất của axit đang được yêu cầu trong sản xuất. Trong sản xuất luyện kim, nó là không thể thiếu và cũng được sử dụng rộng rãi làm chất hút ẩm khí.
Các dẫn xuất của axit sulfuric - sunfat - được sử dụng tích cực trong nông nghiệp, công nghiệp - sản xuất sơn, giấy, cao su, thạch cao và nhiều hơn nữa.
Trang 2
Axit sulfuric loãng thích hợp để sản xuất các axit anion đơn giản ít tan trong nước.
Axit sulfuric loãng, từ đó axit benzensulfonic được loại bỏ bằng benzen, lại được cô đặc do đưa anhydrit sulfuric vào. Dịch chiết benzen được chưng cất và benzen được đưa trở lại chu trình. Cặn chưng cất là axit benzensulfonic khá tinh khiết. Với phương pháp này sử dụng axit sunfuric là tốt nhất. Nhược điểm là cân bằng nhiệt không đạt yêu cầu và thời gian phản ứng dài. Khi quá trình này được thực hiện dưới áp suất, ở nhiệt độ cao và khi axit sulfuric được cô đặc trong các thiết bị phản ứng thì phương pháp này có thể mang lại hiệu quả kinh tế.
Axit sunfuric loãng phản ứng với kim loại có thế điện cực p 0, giải phóng hydro.
Axit sulfuric loãng không có tác dụng đối với sunfua đồng, do đó, việc rửa trôi trực tiếp quặng chứa một lượng đáng kể khoáng chất sunfua đồng là không có lợi. Sắt sunfat là dung môi cho khoáng chất sunfua đồng.
Axit sulfuric loãng không thể hiện đặc tính oxy hóa, ngoại trừ khả năng hòa tan kim loại khi khử H thành H2 (xem phần. Nhiều hợp chất hữu cơ bị oxy hóa một phần hoặc hoàn toàn bởi axit sulfuric đậm đặc. Tính chất của axit sulfuric là được mô tả trong phần
Axit sunfuric loãng, không giống như axit sunfuric đậm đặc, hầu như không có tác dụng với đồng kim loại. Axit sulfuric càng loãng thì sự tương tác giữa chúng càng ít được chú ý. Hiện tượng này được giải thích là do axit sunfuric loãng không có đặc tính oxy hóa.
Axit sulfuric loãng, được tinh chế khỏi tạp chất hữu cơ, có thể được sử dụng một phần để trung hòa nước thải có tính kiềm của nhà máy, cũng như vôi sống để tạo ra hạt dùng trong sản xuất xi măng, hoặc sản phẩm dạng bột kỵ nước được sử dụng trong sản xuất nhựa đường và gạch làm chất độn, hoặc thạch cao , có nhu cầu không giới hạn trong nhiều ngành công nghiệp - xây dựng, luyện kim, y tế.
Axit sulfuric loãng khi đun nóng với kim loại thiếc sẽ giải phóng hydro và tạo thành thiếc sunfat.
Axit sulfuric loãng không phản ứng với iodua. Axit sulfuric đậm đặc không có tác dụng với iốt nguyên tố.
Axit sulfuric loãng (hơn 10% H2SO4) phá hủy đáng kể gỗ. Trong dung dịch axit sulfuric đậm đặc, gỗ sẽ bị cháy thành than. Ở nhiệt độ cao, ngay cả axit sunfuric loãng cũng có thể phá hủy gỗ, khiến gỗ bị thủy phân. Gỗ không ổn định trong axit nitric. Dung dịch axit clohydric loãng (10% HC1) ở nhiệt độ thường không ảnh hưởng đến gỗ. Gỗ hoạt động gần giống như axit hydrofluoric.