Axit Sunfuric là gì? Tính chất, điều chế, ứng dụng của Axit Sunfuric

Axit sulfuric là gì?

Những điều cơ bản của axit sulfuric là gì?

Axit sunfuric có công thức hóa học H2SO4, tồn tại dưới dạng chất lỏng không màu, không vị, không bay hơi. Axit H2SO4 nặng hơn nước và có thể hòa tan trong không khí ở bất kỳ nồng độ nào. Đây là loại axit được đánh giá cao và được sử dụng phổ biến trong ngành hóa chất. Và nó cũng là chất được dùng làm chất xúc tác cho nhiều phản ứng hóa học.

Bạn có thể dễ dàng tìm thấy axit này ở bất cứ đâu. Cái nào dễ tìm và phân biệt nhất, đặc biệt là trong nước mưa. Nếu bạn bị dính nước mưa mà cảm thấy ngứa ngáy, khó chịu thì đó là do tác động của axit sulfuric.

Hiện nay, chưa có nhà khoa học nào tìm thấy mẫu H2SO4 tinh khiết trên Trái đất. Tuy nhiên, hóa chất này chỉ tồn tại ở dạng dung dịch chứa nhiều hỗn hợp chất hữu cơ. Và như vậy H2SO4 tinh khiết cần được điều chế bằng phản ứng hóa học từ nhiều hợp chất khác nhau.

Tìm hiểu tính chất cơ bản của axit sunfuric H2SO4

Có hai loại axit sunfuric, axit sunfuric loãng và axit sunfuric đậm đặc. Mỗi loại sẽ có tính chất vật lý và hóa học khác nhau.

Tìm hiểu tính chất vật lý của axit sunfuric H2SO4

Như đã đề cập, axit H2SO4 đậm đặc hoặc lỏng có đặc tính tồn tại ở dạng lỏng, không màu, không mùi, không vị. Axit H2SO4 loãng có đặc điểm là khó bay hơi và tan hoàn toàn trong nước. H2SO4 đậm đặc nổi bật với khả năng hút nước cực tốt và tỏa nhiều nhiệt.

Vì vậy, bạn nên lưu ý không đổ nước vào axit mà chỉ đổ axit vào nước. Để tránh bị bỏng xảy ra khi nước tiếp xúc với axit. Và H2SO4 cũng có thể được pha loãng để tạo thành H2SO4 loãng. Nhưng hãy nhớ làm theo các thủ tục trên để tránh tình trạng xấu.

Tìm hiểu tính chất hóa học của axit sunfuric H2SO4

Đối với axit sunfuric loãng: Đây là axit cực mạnh nên có đầy đủ tính chất hóa học của axit thông thường. Điển hình là: đổi màu quỳ tím sang đỏ hoặc phản ứng với axit, bazơ, oxit bazơ, muối để tạo ra hợp chất hóa học mong muốn.

Đối với axit sunfuric đậm đặc: Axit sunfuric đậm đặc có tính chất tương tự axit sunfuric loãng. Ngoài ra, có một vài điểm khác biệt giữa các axit đậm đặc như: Khi phản ứng với sắt, thêm đồng (Cu) vào dung dịch sẽ tạo ra màu xanh lam. Và axit H2SO4 đậm đặc cũng có tính kiềm cực cao. Ví dụ, khi bạn cho H2SO4 vào một bát nước trắng, chỉ sau vài phút nước sẽ chuyển sang màu đen và có vẻ tràn ra ngoài.

Phương pháp điều chế axit sunfuric H2SO4

Phương pháp điều chế axit sunfuric H2SO4

Để sản xuất axit sunfuric người ta sử dụng một trong ba phương pháp công nghệ điều chế cơ bản: công nghệ tiếp xúc, công nghệ NOx và công nghệ CaSO4. Các phương pháp này đều sử dụng cùng một nguyên tắc để chuẩn bị thu được axit tinh khiết nhất.

Nguyên lý chung của các công nghệ trên là thu SO2 từ các nguyên liệu đầu vào khác nhau bao gồm: lưu huỳnh, pyrit, chalcopyrit, sphalerit, galena, CaSO4. Các loại khí hóa lỏng, khí thải có chứa oxit lưu huỳnh… Tiếp theo, SO2 được oxy hóa thành SO3 trong các thiết bị tiếp xúc sử dụng chất xúc tác. Cuối cùng SO3 được hòa tan trong axit đậm đặc tạo thành axit H2SO4.

Trong 3 công nghệ trên, công nghệ tiếp xúc là phương pháp phổ biến và được sử dụng rộng rãi nhất. Về nguyên liệu, người ta thường sử dụng quặng lưu huỳnh hoặc pyrit để sản xuất axit sunfuric. Trước đây, khi chưa có quặng pyrit, người Đức đã sử dụng nguyên liệu CaSO4 (anhydrite) để sản xuất axit sulfuric. Không chỉ tích hợp với quá trình sản xuất xi măng mà còn mang lại hiệu quả kinh tế cao.

Theo phương pháp sử dụng công nghệ tiếp xúc, có 2 loại đường:

Đường tiếp xúc và hấp thụ tiếp điểm đơn (tiếp điểm đơn) phổ biến

Đường dây tiếp điểm đơn được áp dụng phổ biến trước đây với hiệu suất chuyển đổi SO2 thành SO3 chỉ 98%. Lượng SO2 không được chuyển hóa sẽ thải vào không khí gây ô nhiễm môi trường. Vì vậy, hiện nay người ta không còn sử dụng phương pháp trên nữa mà thay vào đó sử dụng phương pháp tiếp xúc kép.

Đường tiếp xúc kép và hấp thụ (tiếp điểm kép) có hiệu suất chuyển đổi tốt

Hiện nay, để đáp ứng yêu cầu về ô nhiễm môi trường, đường dây tiếp xúc đơn đang dần bị loại bỏ và thay thế bằng đường dây tiếp xúc kép có hiệu suất chuyển đổi SO2 khoảng 99,5% – 99,9%.

Với dây chuyền này, lượng SO2 trong khí thải đảm bảo nằm trong ngưỡng cho phép khoảng 500 mg/m3, sương mù axit sunfuric đạt 35 mg/m3. Số liệu này đạt tiêu chuẩn TCVN 5939 – 1995, tiêu chuẩn về khí thải công nghiệp.

Có thể thấy, về cơ bản công nghệ sản xuất axit sunfuric trên thế giới đã phát triển và ổn định ở mức khá cao. Hiện nay, xu hướng phát triển công nghệ trên thế giới tập trung chủ yếu vào việc nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, nguyên liệu thô và giảm thải khí độc ra môi trường.

Tiêu chí chính của dây chuyền sản xuất axit sulfuric thế hệ mới là giảm chi phí năng lượng đến mức tối thiểu. Đồng thời phải đáp ứng những tiêu chuẩn rất khắt khe về bảo vệ môi trường. Dây chuyền sản xuất phải có khả năng thu hồi tối ưu lưu huỳnh và năng lượng, xử lý khí thải, sản phẩm phụ và tái chế tốt. Đồng thời, vận hành phải đơn giản, thuận tiện và tuân thủ các tiêu chuẩn cao về môi trường.

Một số lưu ý quan trọng khi sản xuất axit sunfuric H2SO4

Một số lưu ý quan trọng khi sản xuất H2SO4

Trong quá trình sản xuất axit H2SO4 sẽ sinh ra SO2, SO3 là những hóa chất cực kỳ độc hại. Hay chính axit H2SO4 cũng gây bỏng khi tiếp xúc với da người. Vì vậy, khi điều chế và sản xuất axit sunfuric cần chú ý:

Mang đầy đủ các thiết bị bảo hộ như: găng tay, kính bảo hộ, khẩu trang chống độc, găng tay, khẩu trang, quần áo bảo hộ.

Nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất chứa nhiều chất độc hại nên cần được xử lý trước khi thải vào hệ thống nước thải chung.

Bảo quản H2SO4 trong hộp nhựa hoặc hộp xốp, nơi khô ráo, thoáng mát, tránh xa các hóa chất ăn mòn hoặc bazơ.

Một số ứng dụng phổ biến của axit sunfuric H2SO4

Một số ứng dụng phổ biến của axit sunfuric H2SO4

Được xem là “vua” của các loại hóa chất, axit H2SO4 được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời sống. Đặc biệt hóa chất đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp.

Trong công nghiệp sản xuất: Axit sunfuric H2SO4 có mặt trong hầu hết các ngành công nghiệp như luyện kim, chất tạo màu, hóa chất xây dựng, giấy, sợi. Theo thống kê, mỗi năm có hơn 160 triệu tấn H2SO4 được sản xuất để đáp ứng cho các ngành công nghiệp này.

Sản xuất phân bón: Ứng dụng chủ yếu của H2SO4 là sản xuất phân bón. Đây là một trong những thành phần phổ biến nhất được sử dụng trong phân bón. Các loại phân bón chủ yếu được sản xuất từ ​​H2SO4 bao gồm: Phốt phát, Canxi dihydrogen, Amoni photphat, Amoni sunfat. ..

Xử lý nước thải: Axit H2SO4 là hóa chất cơ bản được sử dụng trong sản xuất nhôm hydroxit. Đây là thành phần không thể thiếu khi xử lý nước trong các nhà máy. Nhôm hydroxit sẽ giúp loại bỏ tạp chất, khử trùng nước và cân bằng độ pH trong nước. Điều đặc biệt quan trọng là sử dụng nó để loại bỏ các kim loại nặng trong nước như Mg, Ca, tránh nguy cơ nước bị nhiễm phèn.

Một số lưu ý khi sử dụng axit sunfuric là gì?

Theo tính chất hóa học của H2SO4 thì đây là một axit cực mạnh. Vì vậy, khi sử dụng hóa chất này người dân cần lưu ý các vấn đề như:

Không tiếp xúc trực tiếp với axit sunfuric tinh khiết hoặc pha loãng – H2SO4. Bởi hóa chất này sẽ gây bỏng da cực kỳ mạnh, thậm chí bỏng nếu xịt vào mắt,…

Các vật dụng bằng vải hoặc giấy sẽ bốc khói nếu tiếp xúc với H2SO4, vì vậy hãy bảo quản hóa chất này ở nơi an toàn.

Khi trộn H2SO4 chỉ trộn theo chiều axit chảy vào dung dịch chứ không trộn theo chiều ngược lại. Phải đổ từ từ H2SO4 vào dung dịch nếu không sẽ gây hiện tượng axit phun trào và phun trào rất nguy hiểm.

Bạn phải chọn mua H2SO4 ở những địa chỉ uy tín, chất lượng để đảm bảo an toàn và chất lượng khi sử dụng.

Trên đây là tất cả những thông tin cơ bản nhất về axit sunfuric là gì? Cùng rất nhiều ứng dụng nổi bật của loại axit này mà chúng tôi muốn giới thiệu tới bạn đọc. Hy vọng bài viết của Hóa Chất Đông Á đã mang đến cho bạn đọc nhiều kiến ​​thức hữu ích về hóa chất!