Tin tức

Cách điều chế axit sunfuric trong công nghiệp

Đăng bởi: Tống Quang Hải
Cùng Giấy Hải Tiến tìm hiểu kỹ hơn về những tính chất hóa học, tính chất vật lý, ứng dụng và cách điều chế axit sunfuric ngay dưới đây.

Cách điều chế axit sunfuric trong công nghiệp

Axit sunfuric có công thức hóa học là H2SO4, một axit vô cơ được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành nghề lĩnh vực khác nhau. Mời các bạn cùng Giấy Hải Tiến tìm hiểu kỹ hơn về những tính chất, ứng dụng và cách điều chế axit sunfuric qua bài viết dưới đây. 

Tính chất vật lí của Axit sunfuric 

Trước khi muốn biết điều chế axit sunfuric, mời các bạn cùng tìm hiểu về các tính chất của loại axit này nhé! Axit sunfuric là chất ở trạng thái lỏng sánh như dầu, không màu, không mùi và tan vô hạn trong nước. Đây là hợp chất rất háo nước, khi phản ứng xảy ra sẽ tỏa một lượng nhiệt rất cao nên chúng ta cần thận trọng. 

Tính chất vật lí của Axit sunfuric

Tính chất vật lí của Axit sunfuric

H2SO4 tan nhiều trong các dung môi hữu cơ và có khả năng làm than hóa các hợp chất hữu cơ. Nhiệt độ sôi của Axit sunfuric là 336 °C và nhiệt độ nóng chảy của axit này là 10.371°C. 

Tính chất hóa học của Axit Sunfuric H2SO4 

Axit Sunfuric có tính axit và tính bào mòn rất mạnh, có thể gây nguy hiểm cho bất cứ thứ gì khi họp chất này chạm vào nếu nồng độ cao hoặc vượt nồng độ cho phép. H2SO4 có độ biến động thấp nên thường được sử dụng trong việc điều chế các axit dễ bay hơi hơn thông qua phản ứng với muối axit khác. 

Tính chất hóa học của Axit Sunfuric H2SO4

Tính chất hóa học của Axit Sunfuric H2SO4

Ngoài ra, nhờ tính háo nước mà hóa chất này còn được sử dụng để làm khô nhiều loại khí không phản ứng với axit. Khi cho H2SO4 vào quỳ tím sẽ chuyển sang màu đỏ giống các loại axit khác. 

Hiện tại, Axit Sunfuric có hai loại là axit sunfuric loãng và axit sunfuric đặc, mỗi loại lại có những đặc điểm hóa học khác nhau. Cụ thể như sau:

Tính chất H2SO4 loãng

  • H2SO4 tác dụng với kim loại (đứng trước H, trừ Pb)  sẽ tạo ra muối sunfat. Phương trình ví dụ cụ thể: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑. 

  • H2SO4 tác dụng với oxit bazơ sẽ tạo thành muối mới và nước, trong đó kim loại sẽ giữ nguyên giá trị. Phương trình ví dụ cụ thể: FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O. 

  • Axit sunfuric phản ứng với bazơ sẽ tạo ra muối mới và nước. Phương trình ví dụ cụ thể: H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O, H2SO4­ + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O. 

  • H2SO4 tác dụng với muối sẽ tạo ra muối mới  và axit mới. Phương trình ví dụ cụ thể: Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2↑, H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2↑. Ở hai phương trình này, axit mới được sinh ra là HCO3 , vì đây là axit yếu nên đã nhanh chóng trở thành H2O và CO2 khi sinh ra. 

Kiến thức hữu ích liên quan đến axit sunfuric

Kiến thức hữu ích liên quan đến axit sunfuric 

Tính chất với H2SO4 đặc

  • H2SO4 tác dụng với kim loại sẽ tạo ra muối sunfat và chất khử cùng nước. Phương trình ví dụ cụ thể: Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 ↑ + 2H2O. 

  • H2SO4 tác dụng với phi kim tạo ra oxit phi kim  và nước, đồng thời giải phóng khí SO2. Phương trình ví dụ cụ thể: C + 2H2SO4 → CO2 + 2H2O + 2SO2↑ (nhiệt độ), 2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2↑ + 2H2O. 

  • Ngoài ra, axit sunfuric còn phản ứng với một số chất khử khác như: 2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O. 

  • Cho axit H2SO4 vào cốc đựng đường, đường sẽ dần có màu đen và phun trào với phương trình hóa học sau: C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4.11H2O. 

  • Các phản ứng hóa học còn phụ thuộc vào nhiệt độ của H2SO4. Chẳng hạn như nếu axit sunfuric đặc nguội sẽ không phản ứng với nhôm hay sắt nhưng ở thể đặc nóng thì lại xảy ra phản ứng hóa học. 

Cách điều chế axit sunfuric 

Thông thường, điều chế axit sunfuric không thực hiện trong phòng thí nghiệm vì rất nguy hiểm. Trong công nghiệp, người ta sẽ điều chế theo chu trình sau: FeS2 hoặc S → SO2 → SO3 → H2SO4. 

Cách điều chế axit sunfuric

Cách điều chế axit sunfuric 

  • Bước 1: Trước tiên, cần đốt cháy quặng firit sắt: 4FeS2 + 11O2 → 8SO2 + 2Fe2O3. 

  • Bước 2: Sau đó oxi hóa SO2 bằng oxi trong điều kiện 400 đến 5000C, chất  xúc tác V2O5: 2SO2 + O2 → 8SO3. 

  • Bước 3: Axit sunfuric đặc hấp thụ SO3 tạo thành oleum với công thức tổng quát là H2SO4.nSO3: nSO3 + H2SO4 → H2SO4 .nSO3. 

  • Bước 4: Pha loãng oleum thành axit sunfuric H2SO4 bằng lượng nước thích hợp: H2SO4 .nSO3  + (n+1) H2O→ (n+1)H2SO4. 

Ứng dụng của H2SO4 trong đời sống 

H2SO4 mặc dù rất nguy hiểm nếu tiếp xúc nhưng hợp chất này được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành nghề lĩnh vực khác nhau. Người ta thường điều chế Axit sunfuric để phục vụ cho những công việc dưới đây: 

Ứng dụng của H2SO4 trong đời sống

Ứng dụng của H2SO4 trong đời sống 

  • Ứng dụng trong các ngành công nghiệp: Axit sunfuric được sử dụng để sản xuất kim loại như đồng, kẽm...và làm nguyên liệu của một số dung dịch tẩy gỉ, làm sạch bề mặt thép...H2SO4 còn được sử dụng để sản xuất  nhôm sunfat, các loại muối sunfat, thuốc nhuộm, chất tẩy rửa kim loại, sản xuất dược phẩm...

Hỗn hợp Axit sunfuric với nước còn được dùng làm chất điện giải trong các loại axit chì, ắc quy...Ngoài ra, người ta còn sử dụng H2SO4 trong ngành công nghiệp sản xuất phấn nhuộm, chất dẻo, phân bón, luyện kim...

  • Axit sunfuric xử lý chất thải: H2SO4 được dùng để sản xuất nhôm hidroxit (AlOH3) - một chất được sử dụng để trung hòa độ pH của nước, cải thiện mùi vị, lọc các tạp chất và loại bỏ tình trạng nước cứng có trong nước thải. 

  • Sản xuất phân bón: Axit sunfuric được dùng trong quá trình tạo ra axit photphoric. Loại chất này được sử dụng rộng rãi để sản xuất các loại phân bón như photphat, hay amoni sunfat.

  • Quá trình lọc dầu: H2SO4 được sử dụng cùng một chất xúc tác để loại bỏ hợp chất của lưu huỳnh (S) và hydrocacbon không bão hòa có trong những loại dầu thô. 

  • Ứng dụng vào y học: Người ta còn điều chế axit sunfuric để ứng dụng vào trong y học, cụ thể là dùng để chế tạo hóa trị kiềm hóa chống và ngăn ngừa lại bệnh ung thư. 

  • Dùng sản xuất ắc quy chì: H2SO4 ở dạng loãng được sử dụng một chất điện phân đóng vai trò liên kết các phần pin với nhau. Trong trường hợp này, axit sunfuric được coi là pin axit. 

Với những thông tin về tính chất hóa học, vật lý, ứng dụng và cách điều chế axit sunfuric, hy vọng sẽ giúp các bạn hiểu hơn về hợp chất axit này để ứng dụng vào trong quá trình học tập. Giấy Hải Tiến chúc các bạn sẽ có thêm niềm yêu thích với bộ môn hóa học thú vị này nhé! 

15:56 04-01-2022 (8 tháng trước)