H2SO4 là chất điện li mạnh hay yếu?

1. H₂SO₄ là gì?

- Axit sulfuric còn được gọi là vitriol là một loại acid vô cơ gồm các nguyên tố lưu huỳnh, oxy và hydro, có công thức phân tử H₂SO₄.

- Tồn tại dưới dạng chất lỏng không màu, không mùi và sánh, hòa tan trong nước, trong một phản ứng tỏa nhiệt cao. Tính ăn mòn của nó có thể được quy định chủ yếu là có tính acid mạnh và nếu ở nồng độ cao, có tính chất khử nước và oxy hóa. Nó cũng hút ẩm, dễ dàng hấp thụ hơi nước từ không khí. H₂SO₄ có thể gây bỏng hóa chất nghiêm trọng và thậm chí bỏng nhiệt thứ cấp khi tiếp xúc trực tiếp; nó rất nguy hiểm ngày cả ở nồng độ vừa phải.

- Là một hóa chất công nghiệp rất quan trọng và sản lượng acid sulfuric của một quốc gia là một chỉ số tốt về sức mạnh công nghiệp của quốc gia đó. Nó được sản xuất rộng rãi với các phương pháp khác nhau như quy trình tiếp xúc, quy trình acid sulfuric ướt, quy trình buồng chì và một số phương pháp khác.

- Công thức cấu tạo của H₂SO₄:

- Mô hình phân tử H₂SO₄

2. H₂SO₄ có những tính chất gì?

* Tính chất vật lí:

- 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:

a. 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

- H₂SO₄ tác dụng với muối tạo thành muối mới (trong đó kim loại vẫn giữ nguyên hóa trị) và axit mới.

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → NaHSO₄ + H₂O + CO₂

H₂SO₄ + 2KHCO₃ → K₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂

b, 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: Axit sunfuric đặc, nóng tác dụng được với hầu hết các kim loại (kể cả kim loại đứng sau H như Cu, Ag)..."

Cu + 2H₂SO_{4(đặc nóng)} → 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

- H₂SO₄ còn có tính háo nước đặc trưng như đưa H₂SO₄ 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

3. H₂SO₄ là chất điện li mạnh hay yếu?

- H₂SO₄ (axit sunfuric) là một chất điện li mạnh. Khi tan trong nước, nó phân li gần như hoàn toàn thành các ion H⁺ và SO₄^2-, tạo ra nồng độ ion cao và dẫn điện tốt. 

* Phương trình điện li:

H₂SO₄ ⇔ 2H⁺ + SO₄^2-

4. Cách điều chế H₂SO₄

FeS₂ hoặc S → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄

– Đốt cháy quặng firit sắt:

4FeS₂+ 11O₂ → 8SO₂ + 2Fe₂O₃

– Oxi hóa SO₂ bằng oxi trong điều kiện 400 – 500 độ C, xúc tác V₂O₅):

2SO₂ + O₂ → 8SO₃

– Axit sunfuric đặc hấp thụ SO₃ tạo thành oleum có công thức tổng quát là H₂SO₄.nSO₃:

nSO₃ + H₂SO₄ → H₂SO₄ .nSO₃

– Pha loãng oleum thành axit sunfuric bằng lượng nước thích hợp:

H₂SO₄ .nSO₃ + (n+1) H₂O→ (n+1)H₂SO₄

5. Ứng dụng của H₂SO₄

- 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, …