Tính chất vật lí, tính chất hoá học của Sulfuric acid H2SO4, ứng dụng của muối Sulfate? Hoá 11 chân trời bài 7

Nội dung về Tính chất vật lí, cấu tạo phân tử, tính chất hoá học của Sulfuric acid (H₂SO₄), quy trình sản xuất Sulfuric acid theo phương pháp tiếp xúc và ứng dụng của muối sulfate.

1. Sulfuric acid (H₂SO₄) tính chất vật lí, cấu tạo phân tử, tính chất hoá học của sulfuric acid

1.1. Tính chất vật lí của sulfuric acid H₂SO₄

• Sulfuric acid là chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi, nặng gần gấp hai lần nước (98% có khối lượng riêng là 1,84 g/cm³).

1.2. Cấu tạo phân tử của sulfuric acid H₂SO₄

• Sulfuric acid có cấu tạo phân tử như sau:

1.3. Tính chất hoá học của sulfuric acid H₂SO₄

• Dung dịch sulfuric acid loãng là một trong các acid mạnh và có tính chất chung của acid như làm quỳ tím hoá đỏ, tác dụng với kim loại, base, muối,…

• Dung dịch sulfuric acid đặc có tính oxi hoá mạnh và tính háo nước.

Cu + H₂SO_4 (đặc)  CuSO₄ + SO₂ + H₂O

C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂SO_4 (đặc) → 12C + H₂SO₄.11H₂O

(Saccharose)

C + 2H₂SO_4 (đặc) → CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O

• Sulfuric acid là hoá chất hàng đầu được dùng trong nhiều ngành sản xuất: Sản xuất phân bón, thuốc trừ sâu, chất tẩy rửa tổng hợp, tơ sợi hoá học, chất dẻo, sơn màu,…

1.4. Cách bảo quản, sử dụng và nguyên tắc xử lí sơ bộ khi bỏng acid

• Khi sử dụng, bảo quản dung dịch sulfuric acid cần phải cẩn thận, tuân thử đúng nguyên tắc an toàn.

- Cần bảo quản sulfuric acid trong các bình kín và đặt ở nơi khô ráo, thoáng mát; không đặt gần nơi có các chất khử, kim loại nhẹ.

- Pha loãng dung dịch H₂SO₄ đặc: Rót từ từ dung dịch H₂SO₄ đặc vào nước và khuấy đều. Tuyệt đối không làm ngược lại, sẽ rất nguy hiểm.

• Cần nắm vững và thực hiện đúng các nguyên tắc xử lí sơ bộ khi bị bỏng acid: Khi bị bỏng aicd, cần nhanh chóng bỏ quần áo bị dính acid, sau đó rửa ngay bằng nước sạch khoảng 20 phút. Sau đó, cần nhanh chóng chuyển người bị bỏng đến cơ sở y tế gần nhất để được theo dõi và điều trị.

1.5. Quy trình sản xuất sulfuric acid theo phương pháp tiếp xúc:

• Giai đoạn 1: Sản xuất sulfur dioxide (SO₂)

4FeS₂ + 11O₂  2Fe₂O₃ + 8SO₂

S + O₂  SO₂

• Giai đoạn 2: Sản xuất sulfur trioxide (SO₃)

 2SO₂(g) + O₂(g) → 2SO₃(g)   (450 - 500⁰C, V₂O₅)  Δ_rH₂₉₈⁰ = –198kJ

• Giai đoạn 3: Sản xuất sulfuric acid (H₂SO₄)

Dung dịch H₂SO₄ 98% hấp thụ SO₃, thu được Oleum.

H₂SO₄ + nSO₃ → H₂SO₄.nSO₃ (Oleum)

Sau đó dùng lượng nước thích hợp pha loãng Oleum thu được dung dịch H₂SO₄ đặc.

H₂SO₄.nSO₃ + nH₂O → (n+1)H₂SO₄

2. Muối sulfate

- Muối sulfate là những hợp chất quan trọng, được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Ví dụ: CaSO₄ làm vật liệu xây dựng, làm chất phụ gia; MgSO₄ được sử dụng sản xuất muối tắm, (NH₄)₂SO₄ là thành phần của thuốc trừ sâu hoà tan, thuốc diệt nấm,…

- Thuốc thử để nhận biết ion sulfate SO₄^2– (trong dung dịch H₂SO₄ hoặc trong dung dịch muối sulfate) là ion Ba²⁺ (trong dung dịch barium hoặc dung dịch Ba(OH)₂).

Ba²⁺ + SO₄^2– → BaSO₄↓ _(trắng).