Bài giảng Lưu huỳnh trioxit axit sunfuric - Nguyễn Thị Kim Thành

Nội dung text: Bài giảng Lưu huỳnh trioxit axit sunfuric - Nguyễn Thị Kim Thành

1. KiKiểểmm tratra bbààii ccũũ BBμμii 11:: NNªªuu tÝnhtÝnh chÊtchÊt hoho¸¸ hhääcc ®®iiÓÓnn hhììnhnh ccññaa khÝkhÝ HH2SS vvμμ hohoμμnn ththμμnhnh cc¸¸cc phph−−¬¬ngng ttrrììnhnh sausau:: HH2SS ++ ClCl2 →→ HH2SS ++ OO2 →→ ĐĐáápp áánn:: TÝnhTÝnh chÊtchÊt hãahãa hhääcc ®®iiÓÓnn hhììnhnh ccññaa khÝkhÝ HH2S:S: tÝnhtÝnh khkhöö mm¹¹nh:nh: HH2SS ++ ClCl2 SS ++ 2HCl2HCl t° 2H2H2SS ++ OO2 2S2S ++ 2H2H2OO t° 22 HH2SS ++ 33 OO2 2SO2SO2 ++ 2H2H2OO axit sunfuric 1
2. BBààii 22:: HãyHãy nêunêu ttíínhnh chchấấtt hhóóaa hhọọcc ccơơ bbảảnn ccủủaa SOSO2 ?? HoHoàànn ththàànhnh dãydãy bibiếếnn hhóóaa,, ghighi dõdõ đđiiềềuu kikiệệnn phphảảnn ứứngng ((nnếếuu ccóó):): SS (1) SOSO2 (2) SS (3) HH2SS (4) CCuuSS (5) SOSO2 ĐĐáápp áánn:: TTíínhnh chchấấtt hhóóaa hhọọcc ccơơ bbảảnn ccủủaa SOSO2 llàà:: oxitoxit axitaxit,, ththểể hihiệệnn ttíínhnh khkhửử vvàà ttíínhnh oxioxi hhóóaa t° (1)(1) SS ++ OO2  SOSO2 (2)(2) SOSO2 ++ 2H2H2SS  3H3H2SS ++ 2H2H2OO t° (3)(3) SS ++ HH2  HH2SS (4)(4) HH2SS ++ CuOCuO  CuSCuS ++ HH2OO (5)(5) 2CuS2CuS ++ 3O3O2  22 SOSO2 ++ 22 CuOCuO axit sunfuric 2
3. BBààii:: LLƯƯUU HUHUỲỲNHNH TRIOXITTRIOXIT AXITAXIT SUNFURICSUNFURIC NguyÔnNguyÔn ThÞThÞ KimKim ThThμμnhnh axit sunfuric 3
4. I.I. LLưưuu huhuỳỳnhnh trioxittrioxit SOSO33 1. CCấấuu ttạạoo phânphân ttửử NguyênNguyên ttửử SS ccóó ccấấuu hhììnhnh electronelectron llớớpp ngongoààii ccùùngng llàà:: 3s3s23p3p43d3d0 đđưượợcc phânphân bbốố trongtrong ccáácc orbitanorbitan:: ( (   3s2 3p4 3d0 ởở trtrạạngng ththááii kkííchch ththííchch ccóó ccấấuu hhììnhnh ee llớớpp ngongoààii llàà:: 3s3s13p3p33d3d2 đđưượợcc phânphân bbốố nhnhưư sausau::       3d2 3p3 3s1 axit sunfuric 4
5. I.I. LLưưuu huhuỳỳnhnh trioxittrioxit SOSO33 1. Cấu tạo phân tử S có 6 e độc thân ⇒ có thể liên kết với 6 e đđộc thân của 3 nguyên tử O tạo ra 6 liên kết công hóa trị. Mỗi nguyên tử O liên kết với nguyên tử S bằng một liên kết đôi: O S O O axit sunfuric 5
6. I.I. LLưưuu huhuỳỳnhnh trioxittrioxit SOSO33 1. Cấu tạo phân tử Theo quy tắc bát tử, công thức cấu tạo của SO3 được viết là: O S O O ⇒⇒ TrongTrong hhợợpp chchấấtt SOSO3,, nguyênnguyên ttốố SS ccóó ssốố oxioxi hohoáá ccựựcc đđạạii llàà ++ 6.6. axit sunfuric 6
7. I.I. LLưưuu huhuỳỳnhnh trioxittrioxit SOSO33 2. TTíínhnh chchấấtt ccủủaa SOSO3 a. TTíínhnh chchấấtt vvậậtt lýlý ỞỞ nhinhiệệtt đđộộ ththưườờngng SOSO3:: llàà chchấấtt llỏỏngng,, khôngkhông mmààuu tantan vôvô hhạạnn trongtrong nnưướớcc vvàà trongtrong axitaxit sunfuricsunfuric tt0 nnóóngng chchảảyy:: 17170C.C. tt0 sôisôi:: 45450CC axit sunfuric 7
8. I.I. LLưưuu huhuỳỳnhnh trioxittrioxit SOSO33 2.2. TTíínhnh chchấấtt ccủủaa SOSO3 b.b. TTíínhnh chchấấtt hhóóaa hhọọcc:: llàà oxitoxit axitaxit ttáácc ddụụngng rrấấtt mmạạnhnh vvớớii HH2OO ttạạoo ththàànhnh axitaxit sunfuricsunfuric vvàà ttỏỏaa nhinhiềềuu nhinhiệệtt:: SO3 + H2O H2SO4 ttáácc ddụụngng vvớớii oxitoxit bazbazơơ,, bazbazơơ ttạạoo ththàànhnh mumuốốii sunfatsunfat(c(cáácc emem ttựự chocho vvíí ddụụ minhminh hohoạạ).). axit sunfuric 8
9. I.I. LLưưuu huhuỳỳnhnh trioxittrioxit SOSO33 2.2. TTíínhnh chchấấtt ccủủaa SOSO3 c.c. ỨỨngng ddụụngng vvàà đđiiềềuu chchếế SOSO3 íítt ccóó ứứngng ddụụngng ththựựcc titiễễnn,, llàà ssảảnn phphẩẩmm trungtrung giangian đđểể ssảảnn xuxuấấtt axitaxit HH2SOSO4 ccóó ttầầmm quanquan trtrọọngng bbậậcc nhnhấấtt trongtrong côngcông nghinghiệệpp TrongTrong côngcông nghinghiệệpp SOSO3 đđưượợcc đđiiềềuu chchếế bbằằngng ccááchch oxioxi hhóóaa SOSO2 ởở nhinhiệệtt đđộộ caocao ccóó chchấấtt xxúúcc ttáácc:: 450°C- 500°C 2SO2 + O2 V O 2SO3 2 5 axit sunfuric 9
10. II.II. AxitAxit sunfuricsunfuric HH22SOSO44 1.1. CCấấuu ttạạoo phânphân ttửử O O H S O O H Theo qui tắc bát tử Trong hợpchất H2SO4, nguyên tử S cósố oxi hoá là + 6 axit sunfuric 10
11. II.II. AxitAxit sunfuricsunfuric HH22SOSO44 CCấấuu ttạạoo axitaxit sunfuricsunfuric trongtrong khôngkhông giangian axit sunfuric 11
12. II.II. AxitAxit sunfuricsunfuric HH22SOSO44 2.2. TTíínhnh chchấấtt vvậậtt lýlý llàà chchấấtt llỏỏngng,, ssáánhnh nhnhưư ddầầu,khôngu,không mmààuu,, khôngkhông baybay hhơơii,, nnặặngng 3 ggÇÇnn ggấấpp 22 llầầnn nnưướớc(Hc(H2SOSO4 ccóó DD =1,84=1,84 g/cmg/cm ).). HH2SOSO4 đđặặcc ddễễ hhúútt ẩẩmm→→ddùùngng llààmm khôkhô khkhíí ẩẩmm HH2SOSO4 tantan nhinhiềềuu trongtrong HH2OO →→ hihiđđratrat HH2SOSO4.nH.nH2OO vvàà totoảả nhinhiềềuu nhinhiệệtt ChChúú ýý:: Khi pha loãng axit H2SO4 đặc phải rót từ từ axit vào H2O và khuấy nhẹ bằng đũa thuỷ tinh, tuyệt đối không làm ngược lại. axit sunfuric 12
13. II.II. AxitAxit sunfuricsunfuric HH22SOSO44 3.3. TTíínhnh chchấấtt hhóóaa hhọọcc a. TTíínhnh chchấấtt ccủủaa dungdung ddịịchch axitaxit loãngloãng gigiốốngng t/ct/c chungchung ccủủaa axitaxit ++ LLààmm đđổổii mmààuu qqùùyy ttíímm sangsang hhồồngng ++ TTáácc ddụụngng vvớớii kimkim loloạạii đđứứngng trtrưướớcc hidrohidro (xem phim) H2SO4 + Fe FeSO4 + H2 ++ TTáácc ddụụngng vvớớii oxitoxit bazbazơơ vvàà bazbazơơ (xem phim) 3H2SO4 + Fe2O3 Fe2(SO4)3 + 3H2O HH2SOSO4 ++ Cu(OH)Cu(OH)2 CuSOCuSO4 ++ 2H2H2OO (xem phim) ++ TTáácc ddụụngng vvớớii mumuốốii (xem phim) HH2SOSO4 ++ CaCOCaCO3 CaSOCaSO4↓↓++ HH2OO ++ COCO2 axit sunfuric 13
14. II.II. AxitAxit sunfuricsunfuric HH22SOSO44 3.3. TTíínhnh chchấấtt hhóóaa hhọọcc b.b. TTíínhnh oxioxi hohoáá mmạạnhnh ccủủaa axitaxit HH2SOSO4 đđặặcc - H2SO4 ®Æc, nãng t¸c dông víi hầuhếtcáckimloại (trõ Au, Pt), kh«ng gi¶i phãng ra H2 mµ t¹o s¶n phÈm chøa S: SO2, S, H2S; ®−a kim loại ®Õn sè oxi hãa cao. +6 o++2 4 2H2H2SOSO4 ++ CuCu == CuSOCuSO4 ++ 2H2H2O+O+ SOSO2 -H2SO4 ®Æc t¸c dông víi mét sè phi kim (C,S,P, ) → t¹o sản phẩmcósè oxi hãa cao +6 o +4 +4 2H2H2SOSO4 ++ CC ==-1 2H2H2OO ++ 2SO2SO2 ++ COCO2 +6 o+4 HH2SOSO4 ++ 2HI2HI == II2++ 2H2H2OO ++ SOSO2 axit sunfuric 14
15. II.II. AxitAxit sunfuricsunfuric HH22SOSO44 3.3. TTíínhnh chchấấtt hhóóaa hhọọcc b. Tính oxi hóa mạnh của axit H2SO4 đặc ChiChiếếmm nnưướớcc kkếếtt tinhtinh ccủủaa nhinhiềềuu mumuốốii hihiđđratrat hohoặặcc chichiếếmm ccáácc nguyênnguyên ttốố HH vvàà OO(thành phần của H2O) trongtrong nhinhiềềuu hhợợpp chchấấtt (xem phim) H SO đặc CuSOCuSO4.5H.5H2OO 2 4 CuSOCuSO4 ++ 5H5H2OO màu xanh màu trắng H2SO4 ®Æc + C12H12O11 → C + H2SO4. nH2O ®−êng ăn than d¹ng hidrat axit - H2SO4 đặc dây vào tay sẽ bị bỏng rất nặng, vì vậy khi sử dụng axit sunfuric phải hết sức cẩn thận. Chó ý: Fe, Al, Cr thô ®éng trong H2SO4 ®Æc nguéi → dïng vËn chuyÓn, ®ùng H2SO4 ®Æc,nguội axit sunfuric 15
16. II.II. AxitAxit sunfuricsunfuric HH22SOSO44 4.4. ỨỨngng ddụụngng Biểu đồ ứng dụng của axit sunfuric Ph©n bãn 30% - là hóa chất hàng đầu trong nhiều -Ph©n l©n ngành sản xuất. -Amoni sunfat S¬n 11% -Ph©n NPK - Sản xuất axit H SO ngày càng GiÊy sîi 8% -Sîi visco 2 4 -Sîi axetat tăng. ChÊt tÈy röa 14% năm sản phẩm(triệu tấn) 1900 4,2 ChÊt dÎo 5% 1937 18,8 LuyÖn kim 2% 1960 47 PhÈm nhuém 2% những năm 80 100 Nh÷ng øng dông kh¸c 28% -DÇu má -Acquy -D−îc phÈm -Thuèc næ - hàng năm trên thế giới s/x khoảng -Thuèc trõ s©u 160 triệu tấn axit H2SO4. axit sunfuric 16
17. II.II. AxitAxit sunfuricsunfuric HH22SOSO44 5.5. SSảảnn xuxuấấtt axitaxit sunfuricsunfuric TrongTrong côngcông nghinghiệệpp s/xs/x axitaxit HH2SOSO4 bbằằngng phphươươngng phpháápp titiếếpp xxúúcc,, ggồồmm 33 côngcông đđooạạnn chchíínhnh:: a.a. S/xS/x SOSO2 (tuỳ thuộc nguyên liệu mà cách thức khác nhau): ĐĐốốtt ququặặngng piritpirit:: 4FeS4FeS2 ++ 1111 OO2 2Fe2Fe2OO3 ++ 8SO8SO2 OxiOxi hhóóaa S:S: SS ++ OO2 SOSO2 450°C- 500°C b.b. S/xS/x SOSO3:: 2SO2 + O2 2SO3 V2O5 c.c. S/xS/x axitaxit HH2SOSO4:: HHấp thụ SO3 oleum(H2SO4.nSO3) H2SO4 + nSO3 H2SO4.nSO3 - dùng lượng H2O thích hợp pha loãng oleum axit H2SO4 H2SO4.nSO3+ nH2O (n+1) H2SO4 axit sunfuric 17
18. 2- III.III. MuMuốốii sunfat.Nhsunfat.Nhậậnn bibiếếtt ionion sunfatsunfat SOSO4 1. MuMuốốii sunfatsunfat ggồồmm ccóó 22 loloạạii:: 2- - MuMuốốii trungtrung hòa(hòa(muối sunfat)) chchứứaa ccáácc ionion SOSO4 ,,phphầầnn llớớnn đđềềuu tan(trtan(trừừ BaSOBaSO4,, CaSOCaSO4,PbSO,PbSO4 ):): KK2SOSO4,, - - MuMuốốii axit(axit(muối hiđro sunfat)) chchứứaa ionion HSOHSO4 :: KHSOKHSO4,, NaHSONaHSO4,, Ca(HSOCa(HSO4))2,, 2.2. NhNhậậnn bibiếếtt:: ddùùngng dddd mumuốốii baribari hohoặặcc dddd Ba(OH)Ba(OH)2 đđểể nhnhậậnn bibiếếtt 2- ionion SOSO4 :: (xem phim) HH SOSO ++ BaClBaCl BaSOBaSO ++ 2HCl2HCl 2 4 2 4 tr ắng NaNa2SOSO4 ++ Ba(OH)Ba(OH)2 BaSOBaSO4 ++ 22 NaOHNaOH axit sunfuric 18
19. CCủủngng ccốố HH22SOSO44 TÝnh axit TÝnh oxi hãa ) hång → baz¬ tím Oxi hãa KL Oxi hãa PK T/d víi Oxit TÝnh ph©n li Oxi hãa mét qu× T/d víi Muèi sè H/C kh¸c T/d víi Baz¬ ( axit sunfuric 19
20. ChChúúcc ccáácc emem hhọọcc ttốốtt axit sunfuric 20