H2SO4 là gì?

Axit sunfuric là một axit vô cơ gồm các nguyên tố lưu huỳnh, oxy và hydro với công thức hóa học là H₂SO₄. Hãy cùng Toploigiai tìm hiểu rõ hơn về H₂SO₄ qua bài viết dưới đây nhé!

H₂SO₄ là gì?

Axit sunfuric 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. 

- Công thức phân tử là: H₂SO₄.

- Công thức cấu tạo của H₂SO₄: 

Tính chất của Axit sunfuric

2.1. Tính chất vật lý

- H₂SO₄ là chất lỏng không màu, dạng sánh hơi nhớt, nặng hơn nước, khó bay hơi, tan vô hạn trong nước.

- H₂SO₄ đặc hút mạnh nước và tỏa rất nhiều nhiệt, do đó trong quá trình pha loãng, nên đổ axit từ từ vào nước (không làm ngược lại), bởi H₂SO₄ sẽ gây bỏng.

- H₂SO₄ có thể làm than hóa các hợp chất hữu cơ.

2.2. Tính chất hóa học

a. Đối với Axit sunfuric loãng

H₂SO₄ là một axit mạnh, kể cả với nồng độ loãng thì hóa chất này cũng mang đầy đủ tính chất hóa học của một axit như:

- Axit Sunfuric làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ

- H₂SO₄ phản ứng với các kim loại đứng trước Hidro (trừ Pb) tạo muối sunfat

Phương trình hóa học minh họa:

2Al + 3H₂SO_4loãng → Al2(SO₄)₃ + 3H₂↑

H₂SO₄ phản ứng với oxit bazơ tạo muối mới (trong muối kim loại giữ nguyên giá trị) và nước. Phương trình hóa học minh họa:

Al₂O₃ + 3H₂SO_4loãng → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

H₂SO₄ phản ứng với bazo tạo nước và muối mới. Phương trình hóa học minh họa:

NaOH + H₂SO_4loãng → NaHSO₄ + H₂O

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ 

H₂SO₄ phản ứng với muối tạo muối mới và axit mới. Phương trình hóa học minh họa:

Na₂CO₃ +H₂SO₄loãng → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂

b. Đối với Axit sunfuric đặc

H₂SO₄ đặc là hợp chất có axit và oxi hóa rất mạnh. Được chứng minh qua các thí nghiệm sau:

Thí nghiệm tác dụng với kim loại: Cho Axit Sulfuric đặc tác dụng với mảnh kim loại Cu tạo dung dịch màu xanh và có khí bay ra, có mùi sốc.

Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Thí nghiệm tác dụng với phi kim: Cho H₂SO₄ đặc tác dụng với nguyên tố phi kim như Cacbon (C) và Lưu Huỳnh (S) tạo thành oxit phi kim và nước, giải phóng khí SO₂

S + 2H₂SO₄ → 3SO₂↑ + 2H₂O

C + 2H₂SO₄ → CO₂ + 2H₂O + 2SO₂↑

Axit Sulfuric tác dụng với các chất khử khác: Cho H₂SO₄ tác dụng với chất khử (FeO, FeSO₄) tạo thành muối và nước, giải phóng khí SO₂

2FeO + 4H₂SO₄ → Fe2(SO₄)₃ + SO₂↑ + 4H₂O

2FeSO₄ + 2H₂SO₄ → Fe2(SO₄)₃ + SO₂↑ + 2H₂O

Thí nghiệm tính háo nước của Axit Sunfuric: Cho H₂SO₄ vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường trong cốc chuyển màu đen và sôi trào

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂SO₄ → 12C + H₂SO₄.11H₂O

Điều chế axit sunfuric ( H₂SO₄)

FeS₂ hoặc S → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄

– Đốt cháy quặng firit sắt:

4FeS₂ + 11O₂ → 8SO₂ + 2Fe₂O₃

– Oxi hóa SO₂ bằng oxi trong điều kiện 400 – 500 độ C, xúc tác V₂O₅):

2SO₂ + O₂ → 8SO₃

– Axit sunfuric đặc hấp thụ SO₃ tạo thành oleum có công thức tổng quát là H₂SO₄.nSO₃:

nSO₃ + H₂SO₄ → H₂SO₄ .nSO₃  

– Pha loãng oleum thành axit sunfuric bằng lượng nước thích hợp:

H₂SO₄ .nSO₃  + (n+1) H₂O→ (n+1)H₂SO₄

Các dạng của axit sunfuric  

Mặc dù có thể sản xuất axit sunfuric 100%, nhưng nó sẽ mất SO₃ ở điểm sôi để tạo ra axit 98,3%. Các nồng độ khác nhau của axit sunfuric được sử dụng với những mục đích khác nhau có thể kể đến như:

- Axit sunfuric loãng dùng trong phòng thí nghiệm thường chỉ có 10%.

- Dùng cho ắc quy khoảng 33,5%.

- Hàm lượng 62,18% là axit được dùng để sản xuất phân bón.

- 77,67% được dùng trong tháp sản xuất hay axit glover.

- 98% là axit đậm đặc.

Tính dẫn điện và tính phân cực của H₂SO₄

Axit sunfuric khan là một chất lỏng phân cực, hằng số điện môi khoảng 100. Điều này là do nó có thể phân ly bằng cách tự proton hóa chính nó, là một quá trình được biết đến là tự proton hóa.

Phương trình thể hiện: 

2H₂SO₄ → H₃SO₄⁺ + HSO₄⁻