Acid Sunphuric H2SO4

Axit sunfuric, còn được gọi là vitriol, là một axit vô cơ gồm các nguyên tố lưu huỳnh, oxy và hydro, có Công thức phân tử H₂SO₄. Nó là một 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 axit 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. Khi tiếp xúc, axit sulfuric có thể gây bỏng hóa chất nghiêm trọng và thậm chí bỏng nhiệt thứ cấp; nó rất nguy hiểm ngay cả ở nồng độ vừa phải.

Axit sulfuric là một hóa chất công nghiệp rất quan trọng, và sản lượng axit sunfuric 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 axit sunfuric ướt, quy trình buồng chì và một số phương pháp khác.

Ứng dụng phổ biến nhất của axit sulfuric là sản xuất phân bón. Nó cũng là một chất trung tâm trong công nghiệp hóa chất. Ứng dụng chính bao gồm sản xuất phân bón (và chế biến khoáng sản khác), lọc dầu, xử lý nước thải và tổng hợp hóa học. Nó có một loạt các ứng dụng cuối cùng bao gồm cả chất tẩy rửa có tính axit trong nước, và làm chất điện phân trong pin axit-chì và trong các chất tẩy rửa khác nhau.

Trạng Thái:

Axit sulfuric tinh khiết hoàn toàn không được tìm thấy trên Trái Đất, do áp lực rất lớn giữa axít sulfuric và nước. Ngoài ra, axít sulfuric là thành phần của mưa axit, được tạo thành từ dioxit lưu huỳnh  trong nước bị ôxi hoá, hay là axít sulfuric bị ôxi hoá. Lưu huỳnh điôxit được sản xuất khi nhiên liệu chứa lưu huỳnh (than đá) bị đốt cháy.

Axít sulfuric được tạo thành trong tự nhiên bởi quá trình ôxi hoá quặng pyric, ví dụ như quặng pirit sắt. Phân tử ôxy ôxi hoá quặng pirit sắt (FeS₂) thành ion sắt (II) hay Fe²⁺:

2FeS₂ + 7O₂ + 2H₂O → 2Fe²⁺ + 4SO₄^2- + 4H⁺

Fe²⁺ có thể bị ôxi hoá lên Fe³⁺:

4Fe²⁺ + O₂ + 4H⁺ → 4 Fe³⁺+ 2H₂O

và Fe³⁺ tạo ra có thể kết tủa dưới dạng hiđrôxit. Phương trình tạo thành hiđrôxit là

Fe³⁺ + 3H₂O → Fe(OH)₃ + 3H⁺

Ion sắt (III) cũng có thể ôxi hóa pirit. Khi sắt (III) xuất hiện, quá trình có thể trở nên nhanh chóng.

Ứng dụng

Axít sulfuric là hóa chất hàng đầu được dùng trong nhiều ngành công nghiệp sản xuất. Hàng năm, các nước trên thế giới sản xuất khoảng 160 triệu tấn H₂SO₄ dùng để sản xuất phân bón, thuốc trừ sâu, chất giặt tẩy rửa tổng hợp, tơ sợi hóa học, chất dẻo, sơn màu,....

Axít sulfuric được sản xuất trong công nghiệp từ lưu huỳnh, ôxy và nước theo phương pháp tiếp xúc.

Trong giai đoạn đầu lưu huỳnh bị đốt để tạo ra điôxít lưu huỳnh.

(1) S(r) + O₂(k) → SO₂(k)

Sau đó nó bị ôxi hóa thành triôxít lưu huỳnh bởi ôxy với sự có mặt của chất xúc tác oxit vanadi.

(2) 2SO₂ + O₂(k) → 2SO₃(k) (với sự có mặt của V₂O_5,t^450-500oC)

Cuối cùng triôxít lưu huỳnh được xử lý bằng nước (trong dạng 97-98% H₂SO₄ chứa 2-3% nước) để sản xuất axít sulfuric 98-99%.

(3) SO₃(k) + H₂O(l) → H₂SO₄(l)

Bên cạnh đó, SO₃ cũng bị hấp thụ bởi H₂SO₄ để tạo ra ôleum (H₂S₂O₇), chất này sau đó bị làm loãng để tạo thành axít sulfuric.

(4) H₂SO₄(l) + SO₃ → H₂S₂O₇(l)

Ôleum sau đó phản ứng với nước để tạo H₂SO₄ đậm đặc.

(5) H₂S₂O₇(l) + H₂O(l) → 2 H₂SO₄(đ)