Acid sulfuric

Axít sulfuric hay axít sulphuric, H2SO4, là một axít vô cơ mạnh. Nó hòa
tan trong nước theo bất kỳ tỷ lệ nào. Tên gọi cổ của nó là dầu sulfat.
Axít sulfuric có nhiều ứng dụng, và nó được sản xuất với một sản lượng
lớn hơn bất kỳ chất hóa học nào, ngoại trừ nước. Sản lượng của thế giới
năm 2001 là 165 triệu tấn, với giá trị xấp xỉ 8 tỷ USD. Sử dụng chủ yếu
của nó bao gồm sản xuất phân bón, chế biến quặng, tổng hợp hóa học, xử
lý nước thải và tinh chế dầu mỏ.


Mặc dù có thể sản xuất axít sulfuric 100%, nhưng nó sẽ mất SO3 ở điểm
sôi để tạo ra axít 98,3%. Axít 98% cũng ổn định hơn khi lưu trữ, vì thế
nó là dạng thông thường của axít sulfuric đậm đặc. Các nồng độ khác của
axít sulfuric được sử dụng cho các mục đích khác nhau. Một số nồng độ
phổ biến là:

* 33,5%, axít cho ắc quy (sử dụng trong các ắc quy axít-chì)
* 62,18%, axít trong bể (chì) hay để sản xuất phân bón
* 77,67%, axít trong tháp sản xuất hay axít Glover.
* 98%, đậm đặc

Cũng có nhiều loại cấp độ tinh khiết khác nhau. Loại H2SO4 kỹ thuật là
không tinh khiết và thường có màu, nhưng nó thích hợp cho việc sản xuất
phân bón. Loại tinh khiết như loại US Pharmacopoeia (USP) được sử dụng
để sản xuất các loại dược phẩm và thuốc nhuộm.

Khi có nồng độ cao của SO3(khí) được bổ sung vào axít sulfuric, thì
H2S2O7 được tạo ra. Nó được gọi là axít sulfuric bốc khói hay ôleum,
hoặc ít thông dụng hơn là axít Nordhausen. Nồng độ của ôleum hoặc được
biểu diễn theo % SO3 (gọi là % ôleum) hoặc như là "% H2SO4 (lượng được
tạo thành nếu đã bổ sung thêm nước H2O); các nồng độ chủ yếu là 40%
ôleum (109% H2SO4) và 65% ôleum (114,6% H2SO4). H2S2O7 tinh khiết trên
thực tế là một chất rắn có nhiệt độ nóng chảy là 36 °C.

Tính phân cực và tính dẫn điện

H2SO4 khan là một chất lỏng phân cực, với hằng số điện môi khoảng 100.
Điều này là do nó có thể phân ly bằng cách tự proton hóa chính nó, một
quá trình được biết đến như là tự proton hóa, nó diễn ra ở mức độ cao
hơn khoảng 10 tỷ lần so với nước:

2 H2SO4 → H3SO4+ + HSO4−

Điều này cho phép các proton có tính linh động hơn trong H2SO4. Nó cũng
làm cho axít sulfuric là một dung môi tốt cho nhiều phản ứng. Trên thực
tế, cân bằng hóa học phức tạp hơn so với điều nêu trên. 100% H2SO4 chứa
các loại ion sau ở trạng thái cân bằng (số được nêu tính theo mmol trên
1 kg dung môi): HSO4− (15,0), H3SO4+ (11,3), H3O+ (8,0), HS2O7− (4,4),
H2S2O7 (3,6), H2O (0,1).

Thuộc tính hóa học
Phản ứng với nước

Phản ứng ngậm nước (hyđrat hóa) của axít sulfuric là một phản ứng tỏa
nhiệt cao. Nếu nước được thêm vào axít sulfuric đậm đặc thì nó bị sôi
và bắn ra rất nguy hiểm. Phải luôn ghi nhớ là thêm axít vào nước chứ
không phải thêm nước vào axít. Lưu ý rằng một phần của vấn đề này là do
các tỷ trọng tương đối của hai chất lỏng. Nước có tỷ trọng thấp hơn
axít sulfuric và có xu hướng nổi lên trên axít. Phản ứng này tốt nhất
được coi là tạo ra các ion hiđrôni, như sau:

H2SO4 + H2O → H3O+ + HSO4-.

Do sự hyđrat hóa của axít sulfuric là phản ứng thuận xét theo nhiệt
động lực học (ΔH = 880 kJ/mol), axít sulfuric là một chất hấp thụ nước
rất tốt, và nó được sử dụng trong sản xuất nhiều loại hoa quả khô. Ái
lực của axít sulfuric đối với nước là đủ mạnh để chiếm lấy các nguyên
tử hiđrô và ôxy từ các hợp chất chứa chúng; ví dụ, đường glucoza
(C6H12O6) với axít sulfuric đậm đặc sẽ tạo ra cacbon nguyên tố và nước
để nó hấp thụ (nó sẽ loãng ra một chút): C6H12O6 → 6C + 6H2O.

Các phản ứng khác

Như là một axít, axít sulfuric phản ứng với phần lớn các bazơ để tạo ra
muối sulfat tương ứng. Ví dụ, đồng(II) sulfat, một muối màu xanh lam
quen thuộc của đồng được sử dụng trong mạ điện và làm thuốc diệt nấm,
được điều chế bằng phản ứng của đồng(II) ôxít với axít sulfuric:

CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O

Axít sulfuric cũng có thể sử dụng để đẩy các axít yếu hơn ra khỏi muối của chúng, ví dụ natri axetat tạo ra axít axetic:

H2SO4 + CH3COONa → NaHSO4 + CH3COOH

Tương tự, phản ứng của axít sulfuric với kali nitrat có thể sử dụng để
sản xuất axít nitric, cùng với sự tạo thành của kali bisulfat. Với
chính bản thân axít nitric thì axít sulfuric có phản ứng như là một
axít cũng như là một chất khử nước, tạo ra các ion nitronium NO2+, là
quan trọng trong các phản ứng nitrat hóa có diễn ra thay thế vòng thơm
ái lực điện tử. Loại phản ứng này có sự proton hóa diễn ra trên nguyên
tử ôxy, là quan trọng trong nhiều phản ứng của hóa hữu cơ, chẳng hạn
este hóa Fischer và khử nước của rượu.

Axít sulfuric phản ứng với phần lớn các kim loại trong phản ứng thế đơn
để tạo ra khí hđrô và muối sulfat của kim loại. Axít H2SO4 loãng phản
ứng với sắt, nhôm, kẽm, mangan và niken, nhưng thiếc và đồng thì cần
phải dùng axít đặc nóng. Chì và vonfram lại có khả năng chống lại sự ăn
mòn của axít sulfuric. Phản ứng của sắt chỉ ra dưới đây là phổ biến cho
nhiều kim loại, nhưng phản ứng với thiếc là không bình thường trong đó
điôxít lưu huỳnh (sulfur điôxít) được tạo ra chứ không phải hiđrô.

Fe(rắn) + H2SO4(dung dịch) → H2(khí) + FeSO4(dung dịch)

Sn(rắn) + 2 H2SO4(l) → SnSO4 + 2 H2O + SO2

Khía cạnh môi trường

Axít sulfuric là thành phần của các trận mưa axít, được tạo ra do phản
ứng của khí sulfur điôxít với nước có trong khí quyển. Sulfur điôxít là
sản phẩm chính được tạo ra khi các loại nhiên liệu có chứa lưu huỳnh
như than hay dầu mỏ bị đốt cháy.

Axít sulfuric là thành phần chính trong bầu khí quyển nóng của Kim
Tinh, nó gây ra nhiều khó khăn cho việc thám hiểm hành tinh này bằng
các loại tàu vũ trụ.

Lịch sử

Sự phát hiện ra axít sulfuric được gắn với bác sĩ và là nhà giả kim
thuật Hồi giáo thế kỷ 9 Ibn Zakariya al-Razi (Rhases), là người đã thu
được chất này bằng cách chưng cất khô các loại khoáng chất như sắt (II)
sulfat ngậm 7 phân tử nước (FeSO4 • 7H2O), khi đó gọi là sulfat lục và
đồng(II) sulfat ngậm 5 phân tử nước (CuSO4 • 5H2O), gọi là sulfat lam.
Khi bị nung nóng, các hợp chất này bị phân hủy tương ứng thành sắt(II)
ôxít và đồng(II) ôxít, giải phóng nước và sulfur triôxít, chúng kết hợp
với nhau tạo thành một dung dịch loãng của axít sulfuric. Phương pháp
này đã được phổ biến tới châu Âu thông qua việc dịch các luận thuyết và
sách Hồi giáo bởi các nhà giả kim thuật châu Âu, chẳng hạn như người
Đức Albertus Magnus (thế kỷ 13). Vì lý do này, axít sulfuric đã được
các nhà giả kim thuật châu Âu thời Trung cổ gọi là dầu sulfat và phần
hồn của sulfat trong số các tên gọi khác nhau.

Trong thế kỷ 17, nhà hóa học người Đức-Hà Lan Johann Glauber đã điều
chế axít sulfuric bằng cách đốt lưu huỳnh cùng với xanpet (kali nitrat,
KNO3), với sự có mặt của hơi nước. Khi xanpet bị phân hủy, nó ôxi hóa
lưu huỳnh thành SO3, là chất kết hợp với nước để tạo ra axít sulfuric.
Trong năm 1736, Joshua Ward, một dược sĩ người London đã sử dụng phương
pháp này để bắt đầu việc sản xuất hàng loạt axít sulfuric lần đầu tiên.

Năm 1746 ở Birmingham, John Roebuck bắt đầu sản xuất axít sulfuric theo
cách này trong các bể chì, là những thiết bị khỏe hơn và ít đắt tiền
hơn cũng như có thể chế tạo to hơn so với các loại đồ chứa bằng thủy
tinh đã sử dụng trước đây. Công nghệ bể chì này cho phép công nghiệp
hóa việc sản xuất axít sulfuric hiệu quả hơn và cùng với một số cách
làm tinh khiết thì nó đã là phương pháp chuẩn để sản xuất trong gần như
hai thế kỷ.

Axít sulfuric của John Roebuck chỉ chứa khoảng 35–40% a xít. Các phương
thức làm tinh khiết sau này trong công nghệ bể chì của nhà hóa học
người Pháp Joseph-Louis Gay-Lussac và nhà hóa học người Anh John Glover
đã cải thiện nó tới 78%. Tuy nhiên, việc sản xuất một số thuốc nhuộm và
các hóa chất khác đòi hỏi phải có sản phẩm đậm đặc hơn, và trong suốt
thế kỷ 18 điều này chỉ có thể thực hiện bằng cách chưng cất khô các
khoáng chất với kỹ thuật tương tự như các công nghệ nguyên thủy của giả
kim thuật. Pyrit (sắt đisulfua, FeS2) đã bị nung nóng trong không khí
để tạo ra sắt (II) sulfat (FeSO4), chất này bị ôxi hóa bằng cách nung
nóng tiếp trong không khí để tạo ra sắt(III) sulfat (Fe2(SO4)3), là
chất khi bị nung tới 480 °C bị phân hủy để tạo ra sắt(III) ôxít và
sulfur triôxít, chất này cho qua nước để tạo thành axít sulfuric với
nồng độ bất kỳ. Chi phí cao của công nghệ này đã ngăn cản việc sản
xuất/sử dụng đại trà axít sulfuric đậm đặc.

Năm 1831, nhà buôn dấm người Anh Peregrine Phillips đã lấy bằng sáng
chế cho công nghệ kinh tế hơn để sản xuất sulfur triôxít và axít
sulfuric đậm đặc, ngày nay được biết đến như là công nghệ tiếp xúc.
Cuối cùng thì tất cả các nguồn cung cấp axít sulfuric trên thế giới
ngày nay đều sản xuất theo phương pháp này.

Sản xuất

Axít sulfuric được sản xuất từ lưu huỳnh, ôxy và nước theo công nghệ
tiếp xúc. Trong giai đoạn đầu lưu huỳnh bị đốt để tạo ra sulfur điôxít.
Nó bị ôxi hóa thành sulfur triôxít bởi ôxy với sự có mặt của chất xúc
tác vanadi(V) ôxít. Cuối cùng sulfur triôxít được xử lý bằng nước
(trong dạng 97-98% H2SO4) để sản xuất axít sulfuric 98-99%. Bên cạnh
đó, SO3 cũngbị hấp thụ bởi H2SO4 để tạo ra ôleum (H2S2O7), chất này sau
đó bị làm loãng để tạo thành axít sulfuric.

(1) S(rắn) + O2(khí) → SO2(khí)

(2) 2 SO2 + O2(khí) → 2 SO3(khí) (có mặt V2O5)

(3) SO3(khí) + H2O(lỏng) → H2SO4(lỏng)

Năm 1993, sản xuất axít sulfuric của Mỹ khoảng 36,4 triệu tấn. Sản lượng cả thế giới năm 2001 là 165 triệu tấn.


Sử dụng

Axít sulfuric là hóa chất thương mại rất quan trọng, và thực vậy sản
lượng axít sulfuric của một quốc gia là một chỉ số tốt về sức mạnh công
nghiệp của quốc gia đó. Sử dụng chủ yếu của axít sulfuric (60% sản
lượng toàn thế giới) là trong "phương pháp ướt" của việc sản xuất axít
phốtphoric, là chất được sử dụng để sản xuất các loại phân hóa học
phốtphat cũng như natri triphốtphat để làm bột giặt. Trong phương pháp
này đá phốtphat được sử dụng, và hơn 100 triệu tấn được sản xuất hàng
năm. Nguyên liệu thô được chỉ ra dưới đây là fluoro-apatit, mặc dù
thành phần chính xác có thể dao động nhiều. Nó được xử lý bằng axít
sulfuric 93% để tạo ra canxi sulfat, florua hiđrô (HF) và axít
phốtphoric. HF được loại ra trong dạng axít florosilicic. Quy trình
tổng quan có thể biểu diễn như sau:

Ca5F(PO4)3 + 5 H2SO4 + 10 H2O → 5 CaSO4·2 H2O + HF + 3 H3PO4

Các loại phân bón sulfat như amoni sulfat được sản xuất từ axít sulfuric, mặc dù với sản lượng ít hơn so với các phốtphat.

Một ứng dụng quan trọng khác của axít sulfuric là để sản xuất nhôm
sulfat, còn được biết 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 nhôm cacboxylat
dạng giêlatin, nó giúp làm đông lại các sợi bột giấy thành bề mặt cứng
của giấy. Nó cũng được sử dụng để sản xuất nhôm hyđrôxít, là chất được
sử dụng trong các nhà máy xử lý nước để lọc các tạp chất, cũng như để
cải thiện mùi vị của nước. Nhôm sulfat được tạo ra từ phản ứng của
bôxít với axít sulfuric:

Al2O3 + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3 H2O

Axít sulfuric cũng được sử dụng cho các mục đích khác trong công nghiệp
hóa chất. Ví dụ, nó là chất xúc tác axít thông thường để chuyển hóa
cyclohexanoneoxim thành caprolactam, sử dụng để sản xuất nylon
(nilông). Nó cũng được sử dụng để sản xuất axít clohiđric từ muối ăn
bằng công nghệ Mannheim. Phần nhiều H2SO4 được sử dụng trong công
nghiệp hóa dầu để tinh luyện dầu mỏ, ví dụ làm chất xúc tác cho phản
ứng của isobutan với isobutylen để tạo ra isooctan, là hợp chất làm
tăng chỉ số octan của xăng. Axít sulfuric cũng là quan trọng cho sản
xuất các loại thuốc nhuộm.

Hỗn hợp của axít sulfuric với nước được sử dụng làm chất điện giải
trong hàng loạt các dạng ắc quy axít-chì trong đó nó tham gia vào phản
ứng thuận nghịch để chì (Pb) và chì điôxít (PbO2) chuyển hóa thành
chì(II) sulfat. Axít sulfuric cũng là thành phần cơ bản của một số chất
làm sạch các cống rãnh, được sử dụng để làm sạch các vật cản có chứa
giấy, giẻ rách và các vật liệu khác mà không dễ làm sạch bằng các dung
dịch xút ăn da.

Tình trạng khẩn cấp

Sự sôi của axít sulfuric khi thêm nước vào thường sinh ra các đám khói
chứa hơi axít sulfuric, hơi này cực nóng cũng như có tính axít cao. Các
đám cháy gần nơi có axít sulfuric thông thường được dập bằng các loại
bình bọt hay các chất đất khô để tránh khả năng làm sôi axít. Ở những
chỗ bắt buộc phải dùng nước thì mục tiêu là phải đổ nước thật nhiều và
thật nhanh để có thể làm nguội nhanh nhiệt do phản ứng sinh ra.

Những người chữa cháy phải mặc quần áo chống bắn tóe khi làm việc với
axít sulfuric, để bảo vệ chính họ chống lại cả hơi và sự bắn tung tóe
hay lan tràn.

Cảnh báo

Khi cần phải trộn axít với nước thì axít sulfuric cần phải được thêm
vào nước, không bao giờ làm ngược lại. Xem trên đây để có thêm thông
tin. Là một axít và một chất ôxi hóa mạnh, axít sulfuric cần được bảo
quản xa nơi chứa các bazơ và các chất khử. Nó là một chất ăn mòn mạnh
thậm chí ngay cả khi bị pha loãng, nó ăn mòn nhiều kim loại chẳng hạn
như sắt và nhôm.

Găng tay và kính cần phải được sử dụng khi tiếp xúc với H2SO4 loãng, và
khi tiếp xúc với axít đậm đặc thì phải có các tấm bảo vệ mặt và tạp dề
PVC.

thkx nhìu!...nhưng bạn gì ui...đọc đã dài, lại khó hỉu, mà học sinh thì có cả đống thứ để mà học...vậy có cách nào nhớ hết [ một cách sơ lược và đủ xài ] về thằng nhỏ Sunfuric khó ưa này hok?
Một thống kê nho nhỏ, hay là highlight lên tí ti!

@Frozental:Hay đó mày, hok hổ danh trùm Hóa, post típ đi
@Evil: Mày l6n mod rồi à ? Sao chuyển dc bài hay thế.........

Trích dẫn :

@Evil: Mày l6n mod rồi à ? Sao chuyển dc bài hay thế.........

Tao làm mod mấy ngày nay rồi . Có thư thông báo

ê mí chú, lạc đề tài...muốn gì í hở?...à, ai rảnh rảnh làm cái thống kê ba cái kiến thức Hóa vô cơ đi, tui nghi hết Hk2, quên sạch ráo quá hà!...

Nếu bạn muốn dễ nhớ về thằng H2SO4 này thì có những tính chất cơ bản sau:
Lý tính: Là chất lỏng, sánh, không màu, nặng gần gấp đôi nước( đậm đặc). Acid đậm đặc có nồng độ 98%

Hóa tính:
A) Acid loãng
Là 1 acid mạnh: tác dụng được với KL đứng trước hydro, tác dụng với kiềm và muối acid yếu hơn nó
B) Acid đặc
a)Là 1 chất oxi hóa mạnh: Oxi hóa được hầu hết KL( trừ Au,Pt) và đều đưa KL lên hóa trị cao nhất. Acid đặc nguội thụ động với Fe, Al. Acid sulfuric cũng có thể tác dụng với những chất có tính khử khác.
b)Tính háo nước: Acid sulfuric là 1 chất khó bay hơi và háo nước. Ta lợi dụng tính chất này để hút nước, làm khô 1 số chất khí và tạo muối khan( ko ngậm nước). H2SO4 có thể hút nước từ các carbon hydrate để tạo ra carbon. Vì vậy tránh cho acid sulfuric rơi vào da gây bỏng nặng.

Nhận biết ion SO4 2-: Ta có thể nhận biết = cation các KL kiềm thổ( nhóm IIA). Điển hình là Bari~~> kết tủa trắng BaSO4

Điều chế:
S->SO2->SO3->H2SO4

thkz bạn gì gì nhìu!...^.^..sẽ cố gắng nạp dữ liệu vào CPU!

ặc
Tưởng có cái gì cao siêu hoá ra trong sách cả
có cái gì mới hơn ko