Các bước điều chế H2SO4 đặc an toàn
Điều Chế H₂SO₄ Đặc: Phương Pháp Sản Xuất & Ứng Dụng
Axit sunfuric (H₂SO₄) đặc là một vào những hóa hóa học quan lại trọng nhất vào công nghiệp, được phần mềm rộng rãi vào sản xuất phân bón, luyện kim, chế biến dầu mỏ và nhiều nghành không giống. Dưới đây là những phương thức điều chế H₂SO₄ sệt vào công nghiệp và phòng thí nghiệm.
1. Phương Pháp Điều Chế H₂SO₄ Đặc Trong Công Nghiệp
1.1. Phương Pháp Tiếp Xúc (Contact Process) – Hiện Đại & Phổ Biến Nhất
Đây là phương thức được sử dụng rộng rãi vào sản xuất H₂SO₄ công nghiệp nhờ hiệu suất cao và ít gây ô nhiễm và độc hại môi ngôi trường.
Nguyên tắc:
Oxi hóa lưu huỳnh (S) hoặc quặng pyrit (FeS₂) nhằm tạo ra SO₂.
Tiếp tục lão hóa SO₂ thành SO₃ bằng xúc tác V₂O₅.
Hấp thụ SO₃ vào H₂SO₄ loãng nhằm tạo ra oleum, sau đó pha loãng để thu H₂SO₄ sệt.
Các bước thực hiện tại:
Cách 1: Đốt diêm sinh hoặc quặng pyrit nhằm tạo ra SO₂
S + O₂ → SO₂
4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂
Bước 2: Oxi hóa SO₂ thành SO₃ bằng xúc tác V₂O₅ ở 450 - 500°C
2SO₂ + O₂ → 2SO₃
Cách 3: Hấp thụ SO₃ vào H₂SO₄ loãng để tạo oleum (H₂S₂O₇)
SO₃ + H₂SO₄ → H₂S₂O₇
Cách 4: Pha loãng oleum để thu H₂SO₄ 98%
H₂S₂O₇ + H₂O → 2H₂SO₄
Ưu điểm:
Hiệu suất cao (trên 98%).
acid sulfuric 98% ra axit có độ đậm đặc cao.
Ít tạo độc hại môi trường.
Nhược điểm:
Cần xúc tác V₂O₅ và nhiệt độ độ cao.
1.2. Phương Pháp Buồng Chì (Lead Chamber Process) – Ít Dùng
Phương pháp này được sử dụng ngày trước nhưng hiện tại nay ít phổ biến chuyển do tạo H₂SO₄ có nồng độ thấp (~70%).
Nguyên tắc:
Oxi hóa SO₂ trong buồng chì, có tương đối nước và khí NO₂ làm hóa học xúc tác.
Các bước thực hiện nay:
SO₂ + NO₂ + H₂O → H₂SO₄ + NO
2NO + O₂ → 2NO₂
Nhược điểm:
Chỉ chiếm được H₂SO₄ 70%, nên cô đặc thêm nhằm đạt 98%.
Gây ô nhiễm môi trường do sử dụng NO₂.
2. Điều Chế H₂SO₄ Đặc Trong Phòng Thí Nghiệm
Nguyên liệu:
H₂SO₄ loãng (~50%).
Nhiệt nhằm cô quánh dung dịch.
Cách thực hiện tại:
Đun nhẹ H₂SO₄ loãng để loại quăng quật nước, thu được axit đậm đặc rộng.
Không đun thừa sức nóng độ sôi (337°C) để tách tiêu hủy thành SO₃ và H₂O.
Nhược điểm:
Không thu được H₂SO₄ 98% tinh khiết vì khó loại vứt không còn nước.
Dễ khiến bắn axit, nguy khốn lúc thao tác.
3. Ứng Dụng Của H₂SO₄ Đặc
Sản xuất phân bón: Super photphat (Ca(H₂PO₄)₂), amoni sunfat ((NH₄)₂SO₄).
Luyện kim: Tẩy rửa kim chủng loại trước Khi mạ hoặc đánh.
Chế biến chuyển dầu mỏ: Loại quăng quật tạp chất vào xăng dầu.
Chế tạo nên hóa hóa học: Thuốc nổ (TNT), phẩm nhuộm, vật liệu bằng nhựa tổng hợp.
Xử lý nước thải: Điều chỉnh pH vào công nghiệp.
4. Lưu Ý An Toàn Khi Điều Chế & Sử Dụng H₂SO₄ Đặc
Luôn rót axit vào nước, không làm ngược lại nhằm rời phản ứng tỏa nhiệt mạnh.
Đeo kính bảo hộ, găng tay cao su, quần áo bảo lãnh Khi làm việc với axit.
Bảo cai quản trong bình nhựa HDPE, tách kim loại và chất dễ cháy.
Không hít phải hơi H₂SO₄, thực hiện việc trong ko gian thông thoáng.
5. Câu Hỏi Thường Gặp Về Điều Chế H₂SO₄ Đặc
Tại sao không hấp thụ SO₃ trực tiếp vào nước để tạo H₂SO₄?
Không được, vì SO₃ phản xạ trực tiếp với nước tạo sương mù H₂SO₄, rất khó khăn kiểm tra.
Do đó, SO₃ được hấp thụ vào H₂SO₄ loãng để tạo nên oleum trước khi pha loãng cùng với nước.
Tại sao cần dùng xúc tác V₂O₅ vào cách tiếp xúc?
V₂O₅ giúp phản xạ SO₂ + O₂ → SO₃ diễn ra nhanh chóng hơn và hiệu suất cao rộng.
Có thể cô đặc H₂SO₄ loãng thành 98% trong phòng thí nghiệm không?
Có thể, tuy nhiên ko khuyến khích vì:
Dễ tạo nguy khốn do phản xạ lan nhiệt mạnh.
H₂SO₄ rất có thể phun ra bên ngoài Khi đun nóng.
6. Tóm Lại
H₂SO₄ đặc (98%) công ty yếu ớt được pha chế bởi cách tiếp xúc do hiệu suất cao và ít độc hại.
Phương pháp buồng chì không còn phổ biến chuyển vì chỉ thu được H₂SO₄ loãng.
Trong chống thí nghiệm, rất có thể cô đặc H₂SO₄ loãng bởi nhiệt, tuy nhiên cực kỳ nguy khốn.
H₂SO₄ sệt có khá nhiều ứng dụng trong sản xuất phân bón, luyện kim, chế biến dầu mỏ và hóa chất công nghiệp.
