Hoàn thành sơ đồ chuyển đổi từ S ra H2SO4
Để điều chế axit sulfuri trong công nghiệp, chúng ta cần hoàn thành sơ đồ phản ứng từ S ra SO2, SO2 ra SO3 và SO3 ra H2SO4. Các bước phản ứng được thực hiện như sau:
- S ra SO2: Đốt lưu huỳnh trong không khí theo phương trình phản ứng S + O2 → SO2.
- SO2 ra SO3: SO2 được oxi hóa bằng phương trình phản ứng 2SO2 + O2 → 2SO3.
- SO3 ra H2SO4: SO3 tác dụng với nước để tạo thành axit sulfuric H2SO4 theo phương trình phản ứng SO3 + H2O → H2SO4.
Các phản ứng trên đây là quan trọng trong việc sản xuất axit sulfuric, một trong những hóa chất được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành công nghiệp. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng axit H2SO4 đặc có tính oxi hóa mạnh hơn axit H2SO4 loãng, do đó, người sử dụng cần phải tuân thủ các quy trình an toàn nhất định, bao gồm pha loãng axit đặc trước khi sử dụng.
Tính chất của axit H2SO4 đặc và loãng
Axit H2SO4 đặc và loãng có các tính chất hóa học khác nhau. Một trong những khác biệt đáng kể là tính oxi hóa mạnh hơn của axit H2SO4 đặc. Tuy nhiên, điều này có thể gây ra nguy hiểm nếu không được xử lý cẩn thận. Do đó, người sử dụng cần phải tuân thủ các quy trình an toàn nhất định, bao gồm pha loãng axit đặc trước khi sử dụng.
An toàn khi sử dụng axit H2SO4 đặc
Khi sử dụng axit H2SO4 đặc, người dùng cần tuân thủ các quy trình an toàn nhất định để đảm bảo an toàn cho bản thân và người xung quanh. Các quy trình an toàn bao gồm:
- Pha loãng axit đặc trước khi sử dụng để giảm tính oxi hóa mạnh của axit H2SO4 đặc.
- Sử dụng thiết bị bảo vệ, bao gồm kính chắn, găng tay, áo khoác bảo hộ và khẩu trang.
- Tránh tiếp xúc trực tiếp với axit H2SO4 đặc, đặc biệt là tránh để axit chảy vào mắt hoặc da.
- Lưu trữ axit H2SO4 đặc trong nơi khô ráo, thoáng mát và tránh ánh nắng trực tiếp.
- Tránh hít phải hơi axit H2SO4 đặc, vì đây là một chất kích thích mạnh và có thể gây hại đến hệ thần kinh và đường hô hấp.
Ngoài ra, nếu xảy ra sự cố khi sử dụng axit H2SO4 đặc, cần phải được xử lý kịp thời bằng các biện pháp an toàn, bao gồm dùng nước để rửa sạch các vùng da bị tiếp xúc với axit, và sử dụng các loại bột hút để hấp thụ và làm khô axit dư thừa. Trong trường hợp nghiêm trọng, cần liên hệ ngay với các cơ quan cứu hỏa hoặc cơ quan y tế để được hỗ trợ kịp thời.
Kim loại bị thụ động trong H2SO4 đặc nguội
Một câu hỏi thường được đặt ra liên quan đến axit H2SO4 đặc là “Kim loại nào bị thụ động trong H2SO4 đặc nguội?” Đây là một câu hỏi quan trọng về tính chất của axit H2SO4 đặc.
Trong H2SO4 đặc nguội, kim loại như nhôm (Al) sẽ không phản ứng với axit và được gọi là kim loại bị thụ động. Điều này là do khi đặt Al trong H2SO4 đặc, nó sẽ bị bao phủ bởi một lớp oxit nhôm (Al2O3) và không phản ứng với axit nữa.
Cách pha loãng axit H2SO4 đặc an toàn
Đối với câu hỏi thứ hai, kim loại Al sẽ bị thụ động trong H2SO4 đặc nguội. Điều này xảy ra do khi kim loại Al tiếp xúc với axit H2SO4 đặc, nó sẽ tạo ra một lớp bảo vệ bề mặt kim loại, ngăn cản quá trình phản ứng tiếp diễn. Tuy nhiên, nếu ta dùng dung dịch H2SO4 loãng, quá trình phản ứng sẽ tiếp diễn và sinh ra khí H2, vì vậy Al sẽ không bị thụ động.
Để pha loãng H2SO4 đặc một cách an toàn, ta cần thực hiện rót từ từ nước vào axit và khuấy đều. Điều này được thực hiện vì khi rót nước vào axit, nó sẽ hấp thụ nhiệt từ môi trường, tạo ra một lượng nhiệt lớn, gây ra sự phản ứng bùng nổ. Do đó, ta cần phải rót từ từ nước vào axit và khuấy đều để tránh tạo ra lượng nhiệt lớn và đảm bảo an toàn trong quá trình pha loãng.
Cuối cùng, về sơ đồ phản ứng S → SO2 → SO3 → H2SO4, đây là quá trình sản xuất axit sulfuric. Sulfur (S) được oxi hóa thành SO2, sau đó SO2 tác dụng với O2 để tạo ra SO3. Cuối cùng, SO3 tác dụng với nước để tạo ra H2SO4. Quá trình này được thực hiện theo phương pháp Contact, trong đó SO2 và O2 được trộn lại để tạo ra SO3, sau đó SO3 được hòa tan trong nước để tạo ra H2SO4. Chi tiết hơn về quá trình sản xuất axit sulfuric có thể tham khảo tại nguồn tham khảo sau: https://vlab.edu.vn/resource/tailieu/Lop11/HH_Lop11_Chapter2_Part2.pdf.
Bài tập vận dụng
Câu 1:
Axit H2SO4 đặc khác với axit H2SO4 loãng ở tính chất hóa học nào?
A. Tính bazo mạnh
B. Tính oxi hóa mạnh
C. Tính axit mạnh
D. Tính khử mạnh
Đáp án: B
Câu 2:
Kim loại nào bị thụ động trong H2SO4 đặc nguội?
A. Al
B. Cu
C. Ag
D. Fe
Đáp án: A
Câu 3:
Để pha loãng H2SO4 đặc một cách an toàn, cần thực hiện:
A. Rót nhanh axit vào nước và khuấy đều
B. Rót nhanh nước vào axit và khuấy đều
C. Rót từ từ nước vào axit và khuấy đều
D. Rót từ từ axit vào nước và khuấy đều
Đáp án: D
Câu 4:
Kim loại nào sau đây không tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng?
A. Al
B. Mg
C. Zn
D. Ag
Đáp án: D