Lý thuyết axit sunfuric giải quyết vấn đề ĐGNL

I. Axit sunfuric loãng và muối sunfat

I. AXIT SUNFURIC

1. Tính chất vật lí

Cách pha loãng axít H₂SO₄ đặc

– Axit sunfuric (H₂SO₄) là chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi, nặng gần gấp 2 lần nước (H₂SO₄ 98% có D = 1,84 g/cm³).

– H₂SO₄ tan vô hạn trong nước và toả nhiệt rất nhiều nhiệt. Nếu ta rót nước vào H₂SO₄, nước sôi đột ngột và kéo theo những giọt axit bắn ra xung quanh gây nguy hiểm. Vì vậy, muốn pha loãng axit H₂SO₄ đặc, người ta phải rót từ từ axit vào nước và khuấy nhẹ bằng đũa thuỷ tinh mà không được làm ngược lại.

2. Tính chất hóa học

* Tính chất của dung dịch axit sunfuric loãng

Dung dịch axit sunfuric loãng có những tính chất chung của axit, đó là:

– Đổi màu quỳ tím thành đỏ.

– Tác dụng với kim loại đứng trước H trong dãy hoạt động hóa học (trừ Pb), giải phóng khí hiđro:

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

Phương pháp giải:

+ Bảo toàn nguyên tố : n_{gốc SO4}= ${{n}_{{{H}_{2}}}}={{n}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}$

+ Bảo toàn khối lượng: m_muối = m_{kim loại} + ${{m}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}$ – ${{m}_{{{H}_{2}}}}$= m_{kim loại} + $96.{{n}_{{{H}_{2}}}}$

– Tác dụng với oxit bazơ và với bazơ:

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

Phương pháp giải:

+ Bảo toàn nguyên tố H: ${{n}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}={{n}_{{{H}_{2}}O}}={{n}_{O\,\,(trong\,\,oxit)}}$

+ Bảo toàn khối lượng: m_muối = m_oxit + ${{m}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}$- ${{m}_{{{H}_{2}}O}}$ = m_oxit+ 80.${{n}_{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}}}$ = m_oxit+ 80.n_{O (trong oxit)}

– Tác dụng với bazơ:

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O

– Tác dụng được với nhiều muối (điều kiện: sau phản ứng sinh ra kết tủa, chất khí hoặc H₂O)

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + CO₂+ H₂O

II. MUỐI SUNFAT

Muối sunfat là muối của axit sunfuric. Có 2 loại muối sunfat:

– Muối trung hoà (muối sunfat) chứa ion sunfat SO₄^2-. Phần lớn muối sunfat đều tan trừ BaSO₄, SrSO₄, PbSO₄ không tan; CaSO₄ và Ag₂SO₄ ít tan.

– Muối axit (muối hiđrosunfat) chứa ion hiđrosunfat HSO₄^–

III. NHẬN BIẾT ION SUNFAT

Thuốc thử nhận biết muối sunfat là dung dịch muối bari. Sản phẩm phản ứng là BaSO₄ kết tủa trắng, không tan trong axit.

H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ ↓ + 2HCl

Na₂SO₄ + Ba(OH)₂ → BaSO₄↓ + 2NaOH

II. Axit sunfuric đặc

I. H₂SO₄ ĐẶC LÀ MỘT AXIT MẠNH

– 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.

II. TÍNH OXI HOÁ MẠNH

1. Tác dụng với kim loại

– Axit sunfuric đặc, nóng có tính oxi hoá rất mạnh, nó oxi hoá được hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt), tạo ra muối trong đó kim loại có hóa trị cao nhất + H₂O + sản phẩm khử.

* Lưu ý: Al, Fe, Cr bị thụ động hóa trong H₂SO₄ đặc nguội

– Sản phẩm khử của S⁺⁶ có thể là: H₂S, S, SO₂ 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.

$\overset{0}{\mathop{Cu}}\,~~+2{{H}_{2}}\overset{+6}{\mathop{S}}\,{{O}_{4}}~\xrightarrow{{}}~\overset{+2}{\mathop{Cu}}\,S{{O}_{4}}~+2\text{ }{{H}_{2}}O\text{ }{{+}_{~}}\overset{+4}{\mathop{S}}\,{{O}_{2}}$

$4\overset{0}{\mathop{Mg}}\,~~+5{{H}_{2}}\overset{+6}{\mathop{S}}\,{{O}_{4}}~\xrightarrow{{}}4~\overset{+2}{\mathop{Mg}}\,S{{O}_{4}}~{{+}_{~}}{{H}_{2}}\overset{-2}{\mathop{S}}\,+\text{ 4}{{H}_{2}}O\text{ }$

Phương pháp giải:

– Sử dụng định luật bảo toàn electron : n_{e kim loại cho} = n_{e H2SO4 nhận tạo sp khử}

– Cần nhớ: ${{n}_{SO_{4}^{2-}}}=\frac{{{n}_{e\,\,cho}}}{2}$

+) m_muối = m_{kim loại} + m_{gốc SO4}

2. Tác dụng với phi kim

– H₂SO₄ đặc có khả năng phản ứng với nhiều phi kim (C, S, P,…) và nhiều hợp chất:

$2{{H}_{2}}\overset{+6}{\mathop{S}}\,{{O}_{4}}~+\text{ }\overset{0}{\mathop{S}}\,~\xrightarrow{{{t}^{o}}}~3\overset{+4}{\mathop{S}}\,{{O}_{2}}~+\text{ }2{{H}_{2}}O$

3. Tác dụng với các chất khử khác

$2FeO + 4{H_2}S{O_4}\xrightarrow{{{t^o}}}F{e_2}{(S{O_4})_3} + S{O_2} + 4{H_2}O$

$~2{{H}_{2}}\overset{+6}{\mathop{S}}\,{{O}_{4}}~+\text{ }2K\overset{-1}{\mathop{Br}}\,~\text{ }\xrightarrow{{}}\text{ }{{\overset{0}{\mathop{Br}}\,}_{2}}+\text{ }\overset{+4}{\mathop{S}}\,{{O}_{2}}~+\text{ }2{{H}_{2}}O\text{ }{{+}_{~}}{{K}_{2}}S{{O}_{4}}$

III. TÍNH HÁO NƯỚC:

Axit sunfuric đặc hấp thụ mạnh nước. Nó cũng hấp thụ nước từ các hợp chất từ các hợp chất gluxit. Thí dụ, nhỏ H₂SO₄ đặc vào đường saccarozơ

C₁₂H₂₂O₁₁ $\xrightarrow{{{H}_{2}}S{{O}_{4}}~}$12C + 11H₂O

Tiếp theo, một phần cacbon bị H₂SO₄ đặc oxi hoá thành khí CO₂ cùng với SO₂ cùng với SO₂ bay lên làm sủi bọt, đẩy cacbon trào ra ngoài cốc.

C + 2H₂SO₄ $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ CO₂ + 2SO₂ + 2H₂O

Da thịt tiếp xúc với H₂SO₄ đặc sẽ bi bỏng rất nặng, vì vậy khi sử dụng axit sunfuric phải hết sức thận trọng.

I. Axit sunfuric loãng và muối sunfat

II. Axit sunfuric đặc

Reader Interactions

Trả lời Hủy