Bài 4. Một số axit quan trọng
A. AXIT CLOHIĐRIC $(HCl)$
I. TÍNH CHẤT
1. Tính chất vật lí:
- Khi hòa tan khí $HCl$ vào nước ta thu được dung dịch $HCl.$
- Dung dịch $HCl$ đậm đặc là dung dịch bão hòa hiđro clorua, có nồng độ khoảng $37\%,$ từ đây ta có thể pha chế thành dung dịch $HCl$ có nồng độ khác nhau.
2. Tính chất hóa học:
$HCl$ có đầy đủ tính chất của một axit mạnh:
- Làm đổi màu quỳ tím thành đỏ.
- Tác dụng với nhiều kim loại $(Mg,$ $Al,$ $Zn,$ $Fe,...)$ tạo thành muối clorua và giải phóng khí hiđro.
$2\,\,HCl\,\,_{(dd)}\,\, + \,\,Fe\,\,_{(r)}\,\, \longrightarrow \,\,FeCl_{2}\,\,_{(dd)}\,\, + \,\,H_{2}\,\,_{(k)}$
- Tác dụng với bazơ tạo thành muối clorua và nước.
$2\,\,HCl\,\,_{(dd)}\,\, + \,\,Cu(OH)_{2}\,\,_{(r)}\,\, \longrightarrow \,\,CuCl_{2}\,\,_{(dd)}\,\, + \,\,2\,\,H_{2}O\,\,_{(l)}$
- Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối clorua và nước.
$2\,\,HCl\,\,_{(dd)}\,\, + \,\,CuO\,\,_{(r)}\,\, \longrightarrow \,\,CuCl_{2}\,\,_{(dd)}\,\, + \,\,H_{2}O\,\,_{(l)}$
- Tác dụng với một số muối. (Học trong Bài 9)
II. ỨNG DỤNG
$HCl$ dùng để:
- Điều chế các muối clorua.
- Làm sạch bề mặt kim loại trước khi hàn.
- Tẩy gỉ kim loại trước khi sơn, tráng, mạ kim loại.
- Dùng trong chế biến thực phẩm, dược phẩm...
B. AXIT SUNFURIC $(H_{2}SO_{4})$
I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ
- Axit $H_{2}SO_{4}$ là chất lỏng sánh, không màu, nặng gấp hai lần nước, không bay hơi, tan dễ dàng trong nước và tỏa nhiều nhiệt.
II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Axit $H_{2}SO_{4}$ loãng và $H_{2}SO_{4}$ đặc có những tính chất hóa học khác nhau.
1. Tính chất hóa học của axit $H_{2}SO_{4}$ loãng:
$H_{2}SO_{4}$ loãng có đầy đủ tính chất của một axit mạnh:
- Làm đổi màu quỳ tím thành đỏ.
- Tác dụng với nhiều kim loại $(Mg,$ $Al,$ $Zn,$ $Fe,...)$ tạo thành muối sunfat và giải phóng khí hiđro.
$Zn\,\,_{(r)}\,\, + \,\,H_{2}SO_{4}\,\,_{(dd)}\,\, \longrightarrow \,\,ZnSO_{4}\,\,_{(dd)}\,\, + \,\,H_{2}\,\,_{(k)}$
- Tác dụng với bazơ tạo thành muối sunfat và nước.
$H_{2}SO_{4}\,\,_{(dd)}\,\, + \,\,Cu(OH)_{2}\,\,_{(r)}\,\, \longrightarrow \,\,CuSO_{4}\,\,_{(dd)}\,\, + \,\,2\,\,H_{2}O\,\,_{(l)}$
- Tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối sunfat và nước.
$H_{2}SO_{4}\,\,_{(dd)}\,\, + \,\,CuO\,\,_{(r)}\,\, \longrightarrow \,\,CuSO_{4}\,\,_{(dd)}\,\, + \,\,H_{2}O\,\,_{(l)}$
- Tác dụng với một số muối. (Học trong Bài 9)
2. Axit $H_{2}SO_{4}$ đặc có tính chất hóa học riêng:
a) Tác dụng với kim loại:
- Axit $H_{2}SO_{4}$ (đặc, nóng) tác dụng với nhiều kim loại nhưng không giải phóng khí hiđro. Sản phẩm tạo thành là muối sunfat (ứng với hóa trị cao của kim loại nếu kim loại có nhiều hóa trị) và sinh ra khí sunfurơ.
$Cu\,\,_{(r)}\,\, + \,\,2\,\,H_{2}SO_{4}\,\,_{(đặc,\,\, nóng)}\,\, {\overset{t^o}{\longrightarrow}} \,\,CuSO_{4}\,\,_{(dd)}\,\, + \,\,2\,\,H_{2}O\,\,_{(l)}\,\, + \,\,SO_{2}\,\,_{(k)}$
$2\,\,Fe\,\,_{(r)}\,\, + \,\,6\,\,H_{2}SO_{4}\,\,_{(đặc,\,\, nóng)}\,\, {\overset{t^o}{\longrightarrow}} \,\,Fe_{2}(SO_{4})_{3}\,\,_{(dd)}\,\, + \,\,6\,\,H_{2}O\,\,_{(l)}\,\, + \,\,3\,\,SO_{2}\,\,_{(k)}$
b) Tính háo nước:
- $H_{2}SO_{4}$ đặc có tính háo nước.
Ví dụ: khi cho axit $H_{2}SO_{4}$ đặc vào đường, đường sẽ hóa thành than:
$C_{12}H_{22}O_{11}\,\,\, {\overset{H_{2}SO_{4}\,\,đặc}{\longrightarrow}} \,\,\,11\,\,H_{2}O\,\, + \,\,12\,\,C$
III. ỨNG DỤNG
- Axit $H_{2}SO_{4}$ là nguyên liệu của nhiều ngành sản xuất hóa học, như sản xuất phân bón, phẩm nhuộm, chế biến dầu mỏ, chất tẩy rửa,...
IV. SẢN XUẤT AXIT $H_{2}SO_{4}$
- Trong công nghiệp, axit sunfuric được sản xuất bằng phương pháp tiếp xúc. Nguyên liệu là lưu huỳnh (hoặc quặng pirit sắt), không khí và nước.
- Quá trình sản xuất axit $H_{2}SO_{4}$ gồm 3 công đoạn sau:
$\bullet \,$ Sản xuất lưu huỳnh đioxit bằng cách đốt lưu huỳnh hoặc pirit sắt trong không khí:
$S \,\,+\,\, O_{2}\,\, {\overset{t^o}{\longrightarrow}} \,\,SO_{2}$
$4\,\,FeS_{2}\,\, + \,\,11\,\,O_{2}\,\, {\overset{t^o}{\longrightarrow}} \,\,8\,\,SO_{2}\,\, + \,\,2\,\,Fe_{2}O_{3}$
$\bullet \,$ Sản xuất lưu huỳnh trioxit $SO_{3}$ bằng cách oxi hóa $SO_{2},$ có xúc tác là $V_{2}O_{5}$ ở $450^{o}C:$
$2\,\,SO_{2}\,\, + \,\,O_{2}\,\,\, \underset{V_{2}O_{5}}{\overset{t^{o}C}{\longrightarrow}} \,\,\,2\,\,SO_{3}$
$\bullet \,$ Sản xuất axit $H_{2}SO_{4}$ bằng cách cho $SO_{3}$ tác dụng với nước:
$SO_{3}\,\, + \,\,H_{2}O\,\, \longrightarrow \,\,H_{2}SO_{4}$
V. NHẬN BIẾT AXIT $H_{2}SO_{4}$ VÀ MUỐI SUNFAT
- Để nhận biết axit $H_{2}SO_{4}$ trong các axit và nhận ra muối sunfat trong các muối, ta dùng thuốc thử là dung dịch muối bari: $BaCl_{2};$ $Ba(NO_{3})_{2};$ hay $Ba(OH)_{2}$ để nhận ra gốc sunfat.
- Khi cho dung dịch muối bari vào dung dịch $H_{2}SO_{4}$ hoặc muối sunfat, thấy có chất kết tủa màu trắng, không tan trong nước, đó là $BaSO_{4}.$
- Phương trình hóa học:
$H_{2}SO_{4}\,\,_{(dd)}\,\, + \,\,BaCl_{2}\,\,_{(dd)}\,\, \longrightarrow \,\,2\,\,HCl\,\,_{(dd)}\,\, + \,\,BaSO_{4}\,\,_{(r)}$
$Na_{2}SO_{4}\,\,_{(dd)}\,\, + \,\,BaCl_{2}\,\,_{(dd)}\,\, \longrightarrow \,\,2\,\,NaCl\,\,_{(dd)}\,\, + \,\,BaSO_{4}\,\,_{(r)}$
