Tính chất của các muối sunfat.
SO3
cấu tạo phân tử
• Phân tử SO3 có cấu tạo hình tam giác đều:
• góc SOS bằng 120, độ dài liên kết S-O là 1,43A và
• Trong phân tử SO3, nguyên tử S ở trạng thái lai hóa sp2, 3AO lai hóa tạo thành liên kết với AO p của 3 nguyên tử O; một AO còn lại không lai hóa của S có e độc thân tham gia tạo thành liên kết không định chỗ với AO p có e độc thân của 1 trong 3 nguyên tử O. Sự rút ngắn mạnh độ dài liên kết S-O cho thấy ngoài liên kết kiểu p-p còn có liên kết kiểu pd
• Phân tử SO3 tồn tại ở trạng thái hơi.Khi làm lạnh hơi SO3 ngưng tụ thành chất lỏng dễ bay hơi(nđs 44,4) gồm chủ yếu những phân tử trime mạch vòng (SO3)3. Khi làm lạnh tiếp dạng trime biến thành dạng polime mạch thẳng.
Tính chất hóa học
• Phân tử SO3 có khả naeng kết hợp với phân tử của nhiều chất như H2O, HF, HCl, NH3.
SO3 + H2O = H2SO4 SO3 + HCl = HSO3Cl
• Do có ái lực lớn với nước , SO3 có thể lấy nước của nhiều chất hữu cơ như xenlulozo, đường, và biến chúng thành than
• SO3 là chất OXH mạnh , nó tương tác với halogenua của các kim loại và không kim loại giải phóng halogen
Điều chế
• Trong công nghiệp: OXH SO2 bằng oxi không khí khi có mặt xúc tác SO2 + O2 2SO3
• Trong phòng thí nghiệm: chưng cất axit sunfuric bốc khói (oleum)trong dụng cụ hoàn toàn bằng thủy tinh
H2SO4
Cấu tạo
• -Phân tử H2SO4 có cấu tạo hình tứ diện lệch với nguyên tử S ở tâm, độ dài liên kết S-OH là 1,53A , của liên kết S-O là 1,46A
Tính chất vật lý
• Là chất lỏng nhớt, sánh như dầu, không có màu và mùi, hóa rắn ở 10,4 , sôi có phân hủy ở 296
• Khi đun sôi axit tinh khiết , mới đầu axit cho hơi có giàu khí SO3 đến khi dung dịch có nồng độ 98,2% thì sôi ở 338, đó là hỗn hợp đồng sôi của axit sunfuric và nước
Tính chất hóa học
Có tính axit mạnh: H2SO4 + H2O → HSO4- + H3O+
HSO4- + H2O SO42- + H3O+ Ka2=10-2 →axit sunfuric trong nước là axit mạnh
• Là chất hút ẩm mạnh nên thường được sử dụng làm chất làm khô, lấy dduocj nước của nhiều hợp chất mà thành phần của nó chứa nước
• H2SO4 đặc có tính OXH nhất là khi đun nóng, hòa tan được những kim loại kém hoạt động như Cu, Hg, một số nguyên tố không kim loại như C,S..
• Dung dịch axit sunfuric loãng hoàn toàn không có khả năng OXH như vậy mà giống hoàn toàn những axit bình thường khác , nó hòa tan các kim loại hoạt động nhờ khả năng OXH của H3O+
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2O
Điều chế
• Trong công nghiệp sản xuất theo 2 phương pháp: phương pháp buồng chì và phương pháp tiếp xúc
- Phương pháp buồng chì: SO2 được bằng oxi không khí với chất xúc tác là hỗn hợp các khí NO và NO2. Qúa trình này không cho trực tiếp SO3 và H2SO4 mà cho sản phẩm trung gian là nitrozoni hidrosunfat:
2SO2 + O2 + NO + NO2 + H2O = 2NOHSO4
dùng nước hòa tan sản phẩm này ở trong buồng làm bằng chì 2NOHSO4 + H2O =2H2SO4 + NO +NO2
- Phương pháp tiếp xúc: dùng oxi không khí OXH SO2 thành SO3 với xúc tác V2O5 ở nhiệt độ 500