Cân bằng phản ứng Ag + H2SO4 ra gì (và phương trình Fe + H2SO4 đặc nóng)

Axit sunfuric (H2SO4) đặc là dung dịch nước của axit sunfuric có phần khối lượng lớn hơn hoặc bằng 70%, thường được gọi là nước xấu.

Axit sunfuric đặc có tính ăn mòn cao: Dưới áp suất thường, axit sunfuric đặc sôi có thể ăn mòn tất cả các kim loại ngoại trừ iridi và rutheni, và số lượng kim loại nguyên tố có thể bị ăn mòn thậm chí còn vượt quá cường độ nước.

Axit sunfuric có đặc tính oxy hóa mạnh khi nồng độ cao, đây là một trong những điểm khác biệt lớn nhất giữa nó và axit sunfuric loãng. Đồng thời, nó cũng có tính khử nước, độ bay hơi thấp, tính axit, hút nước, v.v.

Tương tự như axit nitric, sản phẩm khử có thể là lưu huỳnh đioxit, lưu huỳnh nguyên tố hoặc sunfua tùy thuộc vào loại và lượng chất khử.

Axit sunfuric được kết hợp với axit nitric, axit clohydric, axit hydroiodic, axit hydrobromic và axit pecloric, và được gọi là sáu axit vô cơ mạnh hóa học.

Vì axit sunfuric đặc chứa một số lượng lớn các phân tử axit sunfuric đơn chức (các phân tử axit trong dung dịch axit mạnh không nhất thiết đều bị ion hóa thành ion, độ mạnh của axit là tương đối) nên axit sunfuric đặc có tính hút nước và khử nước (thường là được gọi là cacbon hóa, tức là ăn mòn) Và có tính oxi hóa mạnh; trong khi ở trong axit sunfuric loãng, các phân tử axit sunfuric đã bị ion hóa hoàn toàn nên nó không có những tính chất hóa học đặc biệt của axit sunfuric đặc.

Axit sunfuric bốc khói là chất lỏng bốc khói đặc không màu hoặc có màu nâu (màu nâu vì nó chứa một lượng nhỏ các ion sắt). Nó có mùi hăng nồng và hút nước mạnh.

Axit sunfuric có thể được trộn với nước theo bất kỳ tỷ lệ nào và tỏa ra một lượng lớn nhiệt độ pha loãng. Vì vậy, khi pha loãng axit sunfuric đặc, cần cho từ từ axit sunfuric đặc vào nước dọc theo thành bình và dùng đũa thủy tinh khuấy liên tục.

Axit sunfuric tinh khiết là một chất lỏng dầu không màu và không mùi. Phần trăm khối lượng của H2SO4 trong axit sunfuric đặc thường dùng là 98,3% và khối lượng riêng của nó là 1,84 g · cm-3. 98,3%, điểm nóng chảy: 10 ℃; điểm sôi: 338 ℃.

Axit sunfuric đặc khi tan sẽ tỏa ra nhiều nhiệt nên khi pha loãng axit sunfuric đặc phải “cho axit vào nước, đổ từ từ theo thành bình, khuấy liên tục”.

Ở nhiệt độ phòng, axit sunfuric đặc có thể thụ động hóa các kim loại như sắt và nhôm. Nguyên nhân chính là do các phân tử axit sunfuric phản ứng với các kim loại này tạo thành một màng oxit dày đặc, ngăn cản các phân tử axit sunfuric tiếp tục phản ứng với kim loại.

Khi đun nóng ở áp suất thường, axit sunfuric đặc có thể phản ứng với tất cả các kim loại (kể cả bạch kim và vàng) trừ iridi và rutheni để tạo thành sunfat kim loại hóa trị cao, bị khử thành SO2, S, H2S hoặc sunfua kim loại:

Cu + 2H2SO4 (đặc, nóng) → CuSO4 + SO2 + 2H2O

Axit sunfuric đặc nóng có thể oxi hóa cacbon, lưu huỳnh, photpho và các nguyên tố phi kim khác thành oxit hoặc oxyaxit hóa trị cao của chúng, bản thân chúng bị khử thành SO2. Trong loại phản ứng này, axit sunfuric đặc chỉ thể hiện tính oxi hóa.

C + 2 H2SO4 → 2 SO2↑ + CO2↑ + 2 H2O

S + 2H2SO4 đặc nóng → 3SO2↑ + 2H2O

5H2SO4 + 2P ⟶ 2H2O + 5SO2↑ + 2H3PO4

Axit sunfuric đặc có tính oxi hóa mạnh, không thể dùng axit sunfuric đặc làm chất hút ẩm khi điều chế các khí có tính khử như H2S và HI trong phòng thí nghiệm:

H2S + H2SO4 (đặc) = S ↓ + SO2 + 2H2O

8HI + H2SO4 (đặc) = 4I2 ↓ + H2S + 2H2O

Ở nhiệt độ thường, bạc tan dần, xuất hiện khí không màu, có mùi hắc, phương trình phản ứng như sau:

2Ag + 2H2SO4 → Ag2SO4 + SO2 + 2H2O

Fe tác dụng H₂SO₄ đặc nóng là một phản ứng oxi hóa khử có phương trình:

2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O