SEMINAR HOÁ VÔ CƠ NHÓM 17: AXIT SULFURIC I.Cấu tạo tính chất vật lý: 1.Cấu tạo: phân tử H2SO4 cấu tạo hình tứ diện lệch với nguyên tử S tâm, độ dài liên kết S-OH 1.53Å, liên kết S-O 1.46Å 2.Tính chất vật lý: Axit Sulfuric chất lỏng nặng, sánh dầu, màu mùi, hoá rắn 10.4 oC, phân huỷ 196oC, d H2SO4 98% 1.84g/cm3 Ở nhiệt độ thường axit hoàn toàn không bay Đun nóng 450oC bị phân ly thành SO3, H2O nguội lại kết hợp thành H2SO4.Dung dịch H2SO4 sôi 338oC, hỗn hợp đồng sôi H2SO4 H2SO4 tan vô hạn nước phát nhiều nhiệt có hydrat hoá mạnh: H2SO4 + nH2O = H2SO4.nH2O ΔHo298 = -79.4 kJ/mol Khi làm lạnh dung dịch H2SO4 thu tinh thể hydrat như: H2SO4.H2O, H2SO4.2H2O, H2SO4.4H2O Do phát nhiệt mạnh nên pha loãng axit H2SO4 đặc cần đổ từ từ axit vào nước, đồng thời khuấy dung dịch Axit sunfuric tinh khiết hoà tan khí SO3 theo tỉ lệ thạo thành axit polisunfuric: H2S2S7 , H2S3O10, H2S4O13, H2Sn+1O3n+2 Các hỗn hợp gọi oleum, chất lỏng nhớt màu II Tính chất hoá học điển hình Tính háo nước: H2SO4 háo nước, hút nước, ứng dụng làm khô nhiều chất rắn, lỏng, khí dùng nhiều phản ứng hữu cơ: VD: C12H22O11 12C + 11H2O Vì axit H2SO4 đặc làm bỏng da nguy hiểm Tinh axit mạnh: H2SO4 axit mạnh axit nấc phân ly H2SO4 H+ + HSO4- K 1= ∞ HSO4- H+ + SO4-2 K2= 2x10-2 Dung dịch axit sunfuric loãng có tính axit thể qua phản ứng hoà tan kim loại hoạt động (đứng trước H dãy điện hoá) nhờ vào khả oxi hoá ion H3O+ thành hidro bay lên: VD: Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 ; Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 Tính oxi hoá mạnh axit đặc, nóng: Axit sunfuric đặc, nóng chất oxi hoá mạnh Thực tế, H2SO4 đặc, nóng tác dụng với hầu hết kim loại, đặc biệt có kim loại đứng sau hydro Cu, Ag, Hg tạo thành muối sunfat giải phóng SO S H2S: VD: H2SO4(đ) + Cu CuSO4 + SO2 + H2O Riêng phản ứng cho kim loại hoạt động tác dụng với axit sunfuric đặc nóng sản phẩm oxi hoá tạo thành hỗn hợp gồm SO2, S H2S Nếu H2SO4 đặc,nguội làm thụ động hoá Fe,Al, Cr nên người ta dùng bình thép để đựng chuyên chở đặc, nguội Đối với chất phi kim C,S,P… H2SO4 đặc thể tính oxi hoá: VD: C+ 2H2SO4 = 2SO2 + CO2 + 2H2O Đối với hợp chất có tính khử HI, H 2S axit sunfuric đặc nóng đóng vai trò chất oxi hoá VD: H2SO4(đ) + 2HBr = SO2 + Br2 + 2H2O III Sản xuất -Phương pháp tiếp xúc a) Điều chế SO2: S + O2 → SO 2; 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 Lọc khí: khử bụi, hợp chất có hại cho xúc tác, làm khô khí b,c,d) e) Oxy hóa SO2:2SO2 + O2 2SO3 f,g) Hấp thụ SO3: hỗn hợp khí (SO2+SO3+O2) làm nguội, cho tan vào dung dịch H2SO4, thu oleum H2SO4.xSO3 -Phương pháp tháp a) Điều chế SO2: S + O2 → SO2; FeS2 + 8O2 → Fe3O4 + 6SO2 b) Lọc hỗn hợp khí (SO2+O2), làm nguội xuống 100o c) Oxy hóa SO2 đồng thời hợp nước, với xúc tác (NO+NO2) IV Ứng dụng Axít sunfuric hóa chất thương mại quan trọng, sản lượng axít sulfuric quốc gia số tốt sức mạnh công nghiệp quốc gia Axit sunfuric ứng dụng nhiều ngành sản xuất như: Phẩm nhuộm(2%), luyện kim(2%), chất dẻo(5%), chất tẩy rửa(14%),giấy sợi(8%), sơn(11%), phân bón(30%) (phân lân, amoni sunfat, phân NPK)….Ngoài có ứng dụng dầu mỏ, thuốc nổ, acquy, dược phẩm thuốc trừ sâu VD:Axít Sunfuric sản xuất phân bón: Supe lân sản xuất công nghiệp tác động axít sulfuric đá phosphate, Ca 3(PO4) Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 = Ca(H2PO4)2 + 2CaPO4 VD:Axit sunfuric công nghiệp chất tẩy rửa Axit sunfuric dùng để điều chế Sulfonate ( chất cải thiện khả hòa tan liên kết với vật liệu ) H2SO4 tác dụng với ankyl tạo axit sunfonic.Sau ax sunfonic tham gia phản ứng este hoá ankyl hoá để tạo sunfonat O HO S O O OH + R => R S O OH + H2O ... lân sản xuất công nghiệp tác động axít sulfuric đá phosphate, Ca 3(PO4) Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 = Ca(H2PO4)2 + 2CaPO4 VD :Axit sunfuric công nghiệp chất tẩy rửa Axit sunfuric dùng để điều chế Sulfonate... Ứng dụng Axít sunfuric hóa chất thương mại quan trọng, sản lượng axít sulfuric quốc gia số tốt sức mạnh công nghiệp quốc gia Axit sunfuric ứng dụng nhiều ngành sản xuất như: Phẩm nhuộm(2%), luyện... H2SO4 đặc thể tính oxi hoá: VD: C+ 2H2SO4 = 2SO2 + CO2 + 2H2O Đối với hợp chất có tính khử HI, H 2S axit sunfuric đặc nóng đóng vai trò chất oxi hoá VD: H2SO4(đ) + 2HBr = SO2 + Br2 + 2H2O III Sản