BÀI 7: SULFURIC ACID VÀ MUỐI SULFATE

1. SULFURIC ACID

*Tìm hiểu tính chất vật lí của sulfuric acid

- Sulfuric acid (H$_{2}$SO$_{4}$) là chất lỏng sánh như dầu, không màu, không bay hơi, nặng gần gấp 2 lần nước (H$_{2}$SO$_{4}$ 98% có D = 1,84 g/cm$^{3}$).

- H$_{2}$SO$_{4}$ tan vô hạn trong nước và tỏa nhiệt rất nhiều nhiệt.

* Tìm hiểu cấu tạo phân tử, tính chất hóa học và ứng dụng của sulfuric acid

a) Cấu tạo phân tử

Phân tử H$_{2}$SO$_{4}$ có 2 liên kết H - O, 2 liên kết S - O, 2 liên kết S = O liên kết với nhau bằng liên kết cộng hoá trị phân cực

b) Tính chất hóa học

Số OXH của S là +6 cao nhất 

$\rightarrow $ chỉ có xu hướng giảm số OXH khi tham gia phản ứng hoá học 

$\rightarrow $ có tính oxi hoá 

Phương trình điện li 

H$_{2}$SO$_{4}$ $\rightarrow $ H$^{+}$ + HSO$_{4}^{-}$

HSO$_{4}^{-}$ $\rightleftharpoons $  H$^{+}$ + SO$_{4}^{2-}$ (K$_{a}$ ≈ 10$^{-2}$)

$\rightarrow $  H$_{2}$SO$_{4}$  là acid mạnh

Tính acid

H$_{2}$SO$_{4}$ loãng có đầy đủ tính chất của một acid mạnh.

-  Làm đổi màu quỳ tím thành đỏ

- Tác dụng với nhiều kim loại (Mg, Al, Zn, Fe,...) tạo thành muối sulfate và giải phóng khí H$_{2}$.

H$_{2}$SO$_{4}$(loãng) + Mg $\rightarrow $ MgSO$_{4}$ + H$_{2}$ (↑)

-  Tác dụng với oxide base, base, muối của các acid yếu $\rightarrow $ muối sulfate.

H$_{2}$SO$_{4}$ + CuO $\rightarrow $ CuSO$_{4}$ + H$_{2}$O

H$_{2}$SO$_{4}$+ Cu(OH)$_{2}$ $\rightarrow $ CuSO$_{4}$ + 2H$_{2}$O

H$_{2}$SO$_{4}$ + 2KOH $\rightarrow $ K2SO$_{4}$ + 2H$_{2}$O

MgCO$_{3}$ + H$_{2}$SO$_{4}$ $\rightarrow $ MgSO$_{4}$ + CO$_{2}$ ↑ + H$_{2}$O

Tính oxi hoá:

Thí nghiệm 1: Phản ứng của dung dịch H$_{2}$SO$_{4}$ đặc, nóng với Cu.

Hiện tượng: Mảnh đồng tan dần, xuất hiện, bọt khí mạnh và tạo dung dịch màu xanh.

PTHH:

Cu + 2H$_{2}$ SO$_{4}$ đ  $\rightarrow $ CuSO$_{4}$ + SO$_{2}$↑+ 2H$_{2}$O

Thí nghiệm 2: Phản ứng của dung dịch H$_{2}$ SO$_{4}$ đặc với đường

Hiện tượng: Khi nhỏ dung dịch H$_{2}$SO$_{4}$ đặc vào cốc đựng đường, đường chuyển từ màu trắng sang màu đen. Sau đó, chất rắn màu đen dâng cao lên miệng cốc kèm theo khí. Phản ứng tỏa nhiều nhiệt.

Giải thích:

Dung dịch H$_{2}$SO$_{4}$ đặc có tính háo nước mạnh, hút nước trong phân tử đường, tạo sản phẩm carbon màu đen.

PTHH: C$_{12}$H$_{22}$O$_{11}$ + H$_{2}$SO$_{4}$(đặc) $\rightarrow $ 12C + H$_{2}$SO$_{4}$.11H$_{2}$O

Sau đó một phần Carbon sinh ra phản ứng lại với dung dịch H$_{2}$SO$_{4}$ tạo thành chất khí CO$_{2}$, SO$_{2}$ gây sủi bọt trong cốc, làm carbon dâng lên khỏi miệng cốc.

PTHH:

C + 2H$_{2}$SO$_{4}$ đặc $\rightarrow $ CO$_{2}$ + 2SO$_{2}$ + 2H$_{2}$O

Kết luận:

• Dung dịch sulfuric acid loãng là một trong các acid mạnh và có tính chất chung của acid.

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

c) Ứng dụng

   Sulfuric acid được dùng để sản xuất phân bón, thuốc trừ sâu, chất giặt rửa tổng hợp, tơ sợi hoá học, chất dẻo, sơn màu, phẩm nhuộm, dược phẩm, chế biến dầu mỏ...

Kết luận:

Sulfuric acid là hoá chất hàng đầu được dùng trong nhiều ngành sản xuất.

* Tìm hiểu cách bảo quản sử dụng và nguyên tắc xử lý sơ bộ khi bị bỏng acid

• Khi sử dụng sulfuric acid cần cẩn thận, tuân thủ quy tắc an toàn

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

• Tuyệt đối không đổ nước vào acid, pha loãng sulfuric acid theo các bước trên.

• Cần nắm vững và thực hiện đúng các nguyên tắc xử lí sơ bộ khi bị bỏng acid.

* Tìm hiểu quy trình sản xuất sulfuric acid theo phương pháp tiếp xúc 

Trong công nghiệp, sulfuric acid được sản xuất theo phương pháp tiếp xúc gồm 3 giai đoạn, theo sơ đồ: 

2. MUỐI SULFATE

* Tìm hiểu ứng dụng một số muối sulfate và nhận biết ion sulfate

Muối sulfate được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống và sản xuất

Nhận biết ion sulfate: sử dụng các dung dịch muối của barium (Ba$^{2+}$) hoặc dung dịch Ba(OH)$_{2}$.