Trình bày cách pha loãng axit sunfuric đặc an toàn?

H₂SO₄ là cụm từ viết tắt của axit sunfuric, cái tên này bắt nguồn từ tiếng Pháp là acidesulfurique.Axit sunfuric là một chất dạng lòng nhưng hơi sệt lại như dầu, không có mùi, rất khó bay hơi. Vậy cách pha loãng axit sunfuric đặc an toàn như thế nào? Hãy cùng Toploigiai tìm hiểu qua bài viết dưới đây!

Khái niệm H₂SO₄ đặc là gì?

- H₂SO₄ là cụm từ viết tắt của axit sunfuric, cái tên này bắt nguồn từ tiếng Pháp là acidesulfurique.Axit sunfuric là một chất dạng lòng nhưng hơi sệt lại như dầu, không có mùi, rất khó bay hơi và có phân tử khối nặng gấp 2 lần phân tử nước.Trọng lượng riêng của H₂SO₄  đặc 98%, với mật độ ( kí hiệu là D) là 1,87g/cm³ và nồng độ mollà 18. Đây là một trong những axit vô cơ mạnh nhất trong hóa học, chính vì vậy nó rất dễ hòa tan trong nước dù bất kể môi trường và tỉ lệ nào.

- Đặc biệt, bạn không thể tìm thấy bất kì H₂SO₄ đặc nói riêng và H₂SO₄ nói chung trên Trái Đất. Bởi vì áp lực giữa axit H₂SO₄  và nước khác nhau.

Ngoài ra, H₂SO₄  đặc còn có những dạng khác như axit sunfuric loãng, axit phân bón, axit ắcquy – chì,... Để phân biệt những dạng trên, thì ta hãy chú ý đến nồng độ của chúng. Trong đó, nồng độ axit H₂SO₄ đặc là cao nhất và thấp nhất là nồng độ của axit H₂SO₄ loãng.

Các tính chất của H₂SO₄ đặc

a. H₂SO₄ đặc là axit mạnh

- Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.

- Tác dụng với bazơ (trong đó kim loại đã có mức oxi hóa cao nhất) tạo thành muối và nước.

- Tác dụng với oxit bazơ (trong đó kim loại đã có mức oxi hóa cao nhất) tạo thành muối và nước.

- Tác dụng với muối (trong đó kim loại đã có số oxi hóa cao nhất) tạo thành muối và nước.

b. Tính oxi hóa mạnh

     Trong H₂SO₄, S có mức oxi hóa cao nhất (+6) nên H₂SO₄ đặc nóng còn có tính oxi hóa mạnh.

* Tác dụng với kim loại

- H₂SO₄ đặc phản ứng được với hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) → muối trong đó kim loại có hóa trị cao + H₂O + SO₂ (S, H₂S).

- Sản phẩm khử của S⁺⁶ tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại: kim loại có tính khử càng mạnh thì S⁺⁶ bị khử xuống mức oxi hóa càng thấp.

2Fe + 6H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O

2H₂SO₄ + Cu → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

5H₂SO₄ + 4Zn → 4ZnSO₄ + H₂S + 4H₂O

- Chú ý: bài tập kim loại tác dụng với axit sunfuric đặc thường gặp nhất là tạo khí SO₂, khi giải thường vận dụng bảo toàn e và bảo toàn nguyên tố:

n_e = n_{kim loại.hóa trịkim loại} = 2n_SO2

n_{H2SO4 phản ứng} = 2n_SO2

m_muối = m_{kim loại} + 96n_SO2

- H₂SO₄ đặc nguội thụ động với Al, Fe và Cr.

* Tác dụng với phi kim → oxit phi kim + H₂O + SO₂

S + 2H₂SO₄ → 3SO₂ + 2H₂O (t⁰)

C + 2H₂SO₄ → CO₂ + 2H₂O + 2SO₂ (t⁰)

2P + 5H₂SO₄ → 2H₃PO₄ + 5SO₂ + 2H₂O

* Tác dụng với các chất khử khác

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

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

- Chú ý: Axit sunfuric đặc còn có khả năng hấp thụ SO₃ tạo thành oleum có công thức tổng quát là H₂SO₄.nSO₃.

Cách pha loãng axit sunfuric đặc an toàn?

     Axit sunfuric đặc tan dễ dàng trong nước và tỏa rất nhiều nhiệt nên khi pha loãng phải cho từ từ axit đặc vào lọ đựng sẵn nước rồi khuấy đều. Tuyệt đối không được làm ngược lại sẽ gây nguy hiểm.

Điều chế axit sunfuric

- Axít sulfuric được sản xuất trong công nghiệp từ lưu huỳnh, oxi và nước theo phương pháp tiếp xúc; hoặc có thể sản xuất axit sulfuric từ quặng pirit sắt.

- Trong giai đoạn đầu lưu huỳnh bị đốt để tạo ra điôxít lưu huỳnh.

S + O₂ → SO₂

- Hoặc quặng pirit sắt sẽ bị đốt trong không khí giàu oxi tạo ra SO₂

4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂

- Sau đó nó bị ôxi hóa thành lưu huỳnh trioxit bởi ôxi với sự có mặt của chất xúc tác ôxít vanadi (V2O5)

2SO₂ + O₂ → 2SO₃

- Cuối cùng lưu huỳnh trioxit được hòa tan bằng nước.

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

- Ngoài ra, SO₃ cũng bị hấp thụ bởi H₂SO₄ để tạo ra ôleum (H₂SO₄.xSO₃), oleum sau đó được pha loãng tạo thành dung dịch axit.

H₂SO₄ + xSO₃ → H₂SO₄.xSO₃

- Ôleum sau đó phản ứng với nước để tạo H₂SO₄ đậm đặc.

H₂SO₄.xSO₃ + xH₂O → (x+1)H₂SO₄

Ứng dụng của axit sunfuric đặc  trong đời sống

- Axit sunfuric đóng vai trò trong hàng loạt các quá trình sản xuất kim loại (đồng, kẽm,…) và là nguyên liệu của một số dung dịch dung dịch tẩy gỉ, làm sạch bề mặt thép,…

- Sử dụng để sản xuất nhôm sunfat (VD: phèn làm giấy). Chất quan trọng trong quá trình 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 còn được dung làm chất điện giải trong hàng loạt các dạng ắc quy, axit chì…

- Ngoài ra còn có mặt trong các ngành công nghiệp như phân bón, luyện kim, phấn nhuộm, chết dẻo, giấy, sợi,…

- Sử dụng một axit làm chất xúc tác kết hợp với H₂SO₄ thường được để loại bỏ các hợp chất của lưu huỳnh (S) và hydrocacbon không bão hòa có trong dầu thô. Một trong những phương pháp lọc dầu khá phổ biến.