Sunfu trioxit axit sunfuric và muối sunfat

Sunfu trioxit, axit sunfuric và
muối sunfat


NỘI DUNG BÀI:

1.
2.
3.

CTPT, tính chấấ
t vật lí, hóa học, phương pháp điềề
u chềấSO3 .
CTPT, tính chấấ
t vật lí, hóa học, phương pháp điềề
u chềấH2 SO4.
Tính chấất của các muốấi sunfat.


I. SO3 (sunfu trioxit)


1. Cấu trúc phân tử

•
•

Cấấu tạo hình tam giác đềề
u.
2
Nguyền tử S ở trạng thái lai hóa sp ba AO lai hóa tham gia tạo thành liền kềấ

t
xichma với AO p của ba nguyền tử O; một AO p khống lai hóa c ủa S tham gia liền
kềấ
t pi với AO p có e độc thấn của một trong ba nguyền tử O; liền kềấ
t pi này khống
định chỗ.


•

Phấn tử SO3 tốền tại trạng thái hơi. Khi làm lạnh, hơi đó ngưng tụ thành chấấ
t l ỏng
dễ bay hơi gốềm nhưng phấn tử trime mạch vòng (SO3 )3

•
•

Làm lạnh đềấ
n 16,8

0

C chấấ
t lòng biềấ
n thành khốấ
i rắấ
n trong suốấ
t SO3-y

Khi để lấu dưới 16,8C khốấ

i rắấ
n biềấ
n thành SO3-B và SO3-a có cấấ
u tạo dạng sợi
( chúng đềề
u gốề
m những phấn tử polime mạch thẳng (SO3 )oo

ngưng tụ

làm lạnh dưới 16,8 0 C


2. Tính chất hóa học

•

SO3 có khả nắng p/ư với nhiềều chấấ
t: H2 O, HF, HCl, NH3 :
- Tan vố hạn trong nước tạo thành axit sunfuric và trong axit sunfuric t ạo thành
oleum:
SO3 + H2 O = H2 SO4
nSO3 + H2SO4  H2SO4.nSO3 (ốleum)
Do có ái lực lớn với nước, sunfu trioxit có thể lấấy nước của xenlulozo, đ ường biềấ
n
chúng thành than.

⇒

-

Kềấ
t hợp với HF, HCl tạo axit halogensunfonic
SO3 + HCl = HSO3 Cl ( axit closunfonic)

- SO3 là một oxít axít mạnh:
SO3 + MgO  MgSO4
SO3 + 2NaOH  Na2SO4 + H2O
- Là chấấ
t oxi hóa mạnh:
SO3 + HBr --> SO2 + Br2 + H2O


3. Ứng dụng và điều chế

•
•
-

Ứng dụng: là sản phẩm trung gian để điềề
u chềấaxit sunfuric
Điềề
u chềấ
:
Trong CN: khí SO2 được oxi hóa bắề
ng oxi khống khí có mặt NO và NO 2 làm xúc
tác
2SO2 + O2 = SO3

-

Trong PTN:chưng cấất axit sunfuric bốấ
c khói ( oleum) trong d ụng c ụ bắề
ng th ủy tinh.


II. H2 SO4 ( axit sunfuric)


1. Cấu tạo phân tử & tính chất vật lí
Cấấu tạo tứ diện lệch với nguyền tử S trung tấm

•
•
•
•

Là chấất lỏng nặng, sánh như dấều, khống có màu và mùi, hóa rắấn ở 10,4 0 C sối có
phấn hủy ở 2960 C
Hỗn hợp đốềng sối của axit sunfuric và nước: đun sối axit tinh khiềấ
t, mới đấều axit
cho hơi có giàu khí SO3 đềấ
n khi dd có nốềng độ 98,2% thì sối ở 3380 C.
H2SO4 đặc rấất hút ẩm -> dùng làm khố khí ẩm.
– H2SO4 đặc tan vố hạn trong nước và toả nhiềề
u nhiệt.


•

Axit sunfuric có thể hòa tan SO3 theo bấấ
t kì tỉ lệ nào tạo các loại axit polisunfuric.
Hỗn hợp các axit gọi là oleum:

-

Là chấấ
t lỏng nhớt và khống màu
Bốấc hơi mạnh trong khống khí giải phóng SO3 (axit sunfuric bốấ
c khói)
Khi đun nóng, SO3 sẽ bay hơi và nhiệt độ sối axit tắng liền tục cho đềấ
n khi axit có
nốềng độ 98,2%.


•
•

•

Axit tan vố hạn trong nước và phát nhiệt nhiềề
u.
Lượng nhiệt phát ra là kềấ
t quả của quá trình
hidrat hóa mạnh của phấn t ử H2 SO4
Khi pha loãng axit sunfuric đặc thì rót từ từ
axit vào nước và khuấấ
y nhẹ; khống làm ngược
lại

( nguy hiểm)

Axit sunfuric đặc gấy bỏng rấất nặng -> cẩn th ận
khi làm thí nghiệm với axit sunfuric đặc

cố gái bị bỏng axit


a. Tính chất của axit sunfuric loãng

•

•

Là axit mạnh và hai nấấc:
H2 SO4 + H2 O = H3 O+ + HSO4 HSO4 - + H2 O = H3 O+ + SO4 2Trong dd loãng, quá trình phấn li nấấc thứ nhấất x ảy ra hoàn toàn và K 2 = 10-2
Làm quì tím hoá đỏ


b. Tính chất của axit sunfuric đặc
b.1 Tính oxi hóa mạnh:

•

T/d với hấề
u hềấ
t các kim loại trừ Au, Pt


•

Tác dụng với phi kim ( C, S, P)

•

Tác dụng với hợp chấất có tính khử ( HI, KI, KBr, FeO, Fe 3O4, Fe(OH)2, FeCO3, H2S, …)


b.2. Tính háo nước

•

Axit H2SO4 đặc chiềấ
m nước kềấ
t tinh của nhiềề
u muốấ
i hiđrat (muốấ
i ng ậm n ước) ho ặc
chiềấ
m các nguyền tốấH và O (thành phấề
n của n ước) trong nhiềề
u h ợp chấấ
t
- Hợp chấấ
t cacbohiđrat (Cn(H2O)m)

- CuSO4.5H2O


3.Ứng dụng:

- H SO là hóa chất rất thông dụng trong phòng thí nghiệm.

2

4


4. Trạng thái tự nhiên:

-Là một thành phần của mưa axit
-Là sản phẩm của quá trình oxi hóa quặng pirit:
2FeS + 7O + 2H O = 2Fe + 4SO
+ 4H+
2
2
2
2+
42-

-Ngoài Trái Đất: Được tạo thành ở tầng khí quyển trên cao của
Sao Kim:
CO = CO + O (tia cực tím)
2
SO + O = SO
2
3
SO + H O = H SO
3

2
2 4
Đám mây axit sunfuric


Đám mây H SO trên sao Kim:
2 4


5. Điều chế:

Trong công nghiệp: có 2 phương pháp:

•Phương pháp buồng chì (pp tháp) :

4FeS + 11O = 2Fe O + 8SO
2
2
2 3
2
S + O = SO
2
2
2SO +O +NO +H 0 = 2NOHSO
2
2
2
4
2NOHSO + H O = 2H SO + NO+ NO

* Phương pháp tiềấp xúc:

Lò đốt pirit

Oleum
(H2SO4.nH2O)

H2SO4


*Công nghệ đốt lưu huỳnh và tiếp xúc kép:


6. Mưa axit:

- Là mưa có pH<5,6


* Tác hại:

Phá hủy động thực vật:

Bào mòn công trình kiếến trúc, công trình: