Axit sunfuric (một axit vô cơ gồm các nguyên tố lưu huỳnh, oxy và hydro với công thức hóa học là H2SO4) là hóa chất được sử dụng phổ biến hiện nay với những, đặc điểm, tính chất hóa học và ứng dụng đặc biệt. Axit sunfuric được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp để trung hòa pH trong xử lý nước thải, và được sử dụng trong sản xuất phân bón, chế biến quặng, tổng hợp hóa học, tinh chế dầu mỏ…
Tính chất vật lý
- Axit sunfuric là chất lỏng, hơi nhớt và nặng hơn nước, khó bay hơi và tan vô hạn trong nước
- Axit sunfuric đặc thường hút mạnh nước và tỏa nhiều nhiệt nên khi pha loãng phải cho từ từ axit đặc vào nước mà không làm ngược lại, vì H2SO4 có thể gây bỏng.
- Axit sunfuric còn có khả năng làm than hóa các hợp chất hữu cơ.
Tính chất hóa học
Axit sunfuric loãng
Axit sunfuric là một axit mạnh, hóa chất này có đầy đủ các tính chất hóa học chung của axit như:
Axit sunfuric H2SO4 làm chuyển màu quỳ tím thành đỏ.
Tác dụng với kim loại đứng trước H (trừ Pb) tạo thành muối sunfat:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
Tác dụng với oxit bazo tạo thành muối mới (trong đó kim loại giữ nguyên hóa trị) và nước
FeO + H2SO4 → FeSO4 + H2O
Axit sunfuric tác dụng với bazo tạo thành muối mới và nước
H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
Axit sunfuric tác dụng với muối tạo thành muối mới (trong đó kim loại vẫn giữ nguyên hóa trị) và axit mới
Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2
H2SO4 + 2KHCO3 → K2SO4 + 2H2O + 2CO2
Axit sunfuric đặc
Axit sunfuric đặc có tính axit mạnh, oxi hóa mạnh với tính chất hóa học nổi bật như:
Tác dụng với kim loại: Khi cho mảnh Cu vào trong H2SO4 tạo ra dung dịch có màu xanh và có khí bay ra với mùi sốc.
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O
Tác dụng với phi kim tạo thành oxit phi kim + H2O + SO2
C + 2H2SO4 → CO2 + 2H2O + 2SO2 (nhiệt độ)
2P + 5H2SO4 → 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O
Tác dụng với các chất khử khác
2FeO + 4H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O
Axit sunfuric còn có tính háo nước đặc trưng như đưa Axit sunfuric vào cốc đựng đường, sau phản ứng đường sẽ bị chuyển sang màu đen và phun trào với phương trình hóa học như sau:
C12H22O11 + H2SO4 → 12C + H2SO4.11H2O
Ứng dụng của hóa chất sunfuric
Axit sunfuric là hóa chất hàng đầu, được dùng nhiều trong công nghiệp sản xuất với vai trò là nguyên liệu chính hoặc chất xúc tác. Hóa chất H2SO4 được sử dụng rất nhiều trong sản xuất phân bón, chất giặt tẩy rửa tổng hợp, sản xuất tơ sợi hóa học, chất dẻo, sơn màu.
Trong sản xuất phân bón
Axit sunfuric chủ yếu được sử dụng trong sản xuất axit photphoric, là chất được sử dụng để sản xuất các loại phân photphat, và cũng dùng để sản xuất Amoni sunfat.
Trong sản xuất công nghiệp
- Axit sunfuric được sử dụng rộng rãi trong quá trình sản xuất kim loại như sản xuất đồng, kẽm và dùng trong làm sạch bề mặt thép và dung dịch tẩy gỉ.
- Ngoài ra, axit sunfuric còn được sử dụng để sản xuất nhôm sunfat (ví dụ như phèn làm giấy). Sản xuất các loại muối sunfat, tẩy rửa kim loại trước khi mạ, chế tạo thuốc nổ, chất dẻo, thuốc nhuộm, sản xuất dược phẩm.
- Hỗn hợp axit với nước được dùng để làm chất điện giải trong hàng loạt các dạng ắc quy, axit chì…
- Mỗi năm có khoảng 160 triệu tấn H2SO4, trong đó nổi bật khi được sử dụng trong các ngành sản xuất như phân bón 30%, luyện kim 2%, phẩm nhuộm 2%, chất dẻo 5%, chất tẩy rửa 14%, giấy, sợi 8%…
Trong xử lý nước thải
Sản xuất nhôm hidroxit là chất được sử dụng trong các nhà máy xử lý nước để lọc các tạp chất, cũng như cải thiện mùi vị của nước, trung hòa pH trong nước, và sử dụng để loại bỏ các ion Mg2+, Ca2+ có trong nước thải
Lưu ý: Về tác hại của axit sunfuric, đây là hóa chất nguy hiểm, hạng một ăn mòn và gây bỏng rộp da. Vì thế khi sử dụng nên trang bị đầy đủ các dụng cụ chuyên dụng, mặt nạ phòng độc cá nhân, khẩu trang, tủ hút khio pha chế…
