OLEUM LÀ GÌ?
Oleum là tên gọi của axit sunfuric được biểu thị theo công thức H2SO4.nSO3, trong đó n là hàm lượng mol lưu huỳnh trioxit tự do. Nó cũng có thể được biểu diễn theo công thức ySO3.H2O, với y là tổng hàm lượng mol lưu huỳnh trioxit. Khi tác dụng với nước, oleum tạo ra axit sunfuric đặc: H2SO4.nSO3 + H2O → H2SO4.
Oleum còn được gọi là axit sunfuric bốc khói, bởi vì có khói tương tự như khói dầu.
Bạn đang xem: ✅ Công thức oleum ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐
Tên gọi khác của oleum là axit Nordhausen và axit sunfuric bốc khói.
Hỗn hợp giữa SO3 và H2O đều được gọi là axit sunfuric. Khi tỷ lệ SO3/H2O < 1, ta gọi là dung dịch axit sunfuric. Khi tỷ lệ SO3/H2O > 1, ta gọi là oleum.
Nồng độ của oleum có thể được biểu diễn theo phần trăm SO3 (gọi là % oleum).
Các nồng độ chủ yếu của oleum là 40% oleum (109% H2SO4) và 65% oleum (114,6% H2SO4).
Sản xuất
Oleum được sản xuất thông qua quá trình tiếp xúc, trong đó lưu huỳnh được oxi hóa thành lưu huỳnh trioxit, sau đó được hòa tan trong axit sunfuric đặc. Axit sulfuric tự nó được tái sinh bằng cách pha loãng một phần của oleum.
Do SO3 có thể hòa tan trong H2SO4 tạo thành H2SO4.nSO3 (oleum), oleum thường xuất hiện trong giai đoạn SO3 + H2O → H2SO4.
Axit trong giai đoạn này là axit đặc sau đó được pha loãng.
Phản ứng: H2S2O7 → H2SO4 + SO3
Ứng dụng
Sản xuất axit sunfuric
Oleum là một chất trung gian quan trọng trong quá trình sản xuất axit sunfuric vì khả năng hidrat hóa cao. Khi SO3 được thêm vào nước, thay vì hòa tan, nó thường tạo thành một màn sương mịn của axit sulfuric, rất khó quản lý. Tuy nhiên, SO3 có thể dễ dàng hòa tan khi thêm vào axit sunfuric đặc, tạo thành oleum sau đó có thể được pha loãng với nước để tạo ra axit sunfuric đặc.
Là một trung gian vận chuyển
Oleum là một hình thức hữu ích để vận chuyển các hợp chất axit sunfuric, đặc biệt trong các toa xe lửa, giữa các nhà máy lọc dầu (sản xuất các hợp chất lưu huỳnh khác nhau như sản phẩm phụ của quá trình tinh chế) và người tiêu dùng công nghiệp.
Một số thành phần của oleum ở nhiệt độ phòng là dạng rắn, do đó an toàn hơn khi vận chuyển so với dạng lỏng. Chất rắn có thể được chuyển đổi thành chất lỏng tại điểm đến bằng cách làm nóng bằng hơi nước hoặc pha loãng hoặc nồng độ. Việc này đòi hỏi sự cẩn thận để ngăn chặn quá nhiệt và bay hơi của lưu huỳnh trioxit. Để trích xuất lưu huỳnh trioxit từ một bồn chứa, cần phải sưởi ấm cẩn thận bằng cách sử dụng ống dẫn hơi bên trong bồn chứa. Phải rất cẩn thận để tránh quá nóng, vì điều này có thể làm tăng áp suất trong bồn chứa vượt quá giới hạn an toàn.
Ngoài ra, oleum ít gây ăn mòn kim loại hơn axit sulfuric, bởi vì không có nước tự do để tấn công bề mặt. Do đó, axit sunfuric đôi khi được cô đặc thành dạng tinh thể rắn để sử dụng trong các đường ống trong nhà máy và sau đó được pha loãng trở lại thành axit để sử dụng trong các phản ứng công nghiệp.
Vào năm 1993 tại Richmond, California, đã xảy ra một sự cố nghiêm trọng do quá nhiệt, gây ra sự giải phóng lưu huỳnh trioxit hấp thụ độ ẩm từ khí quyển, tạo thành một màn sương của các hạt axit sulfuric có kích thước vi micromet, gây nguy hại cho sức khỏe đường hô hấp. Màn sương này lan rộng trên một khu vực rộng.
Nghiên cứu hóa học hữu cơ
Oleum là một chất thử mạnh, có tính ăn mòn cao. Một ứng dụng quan trọng của oleum là quá trình nitrat hóa thứ cấp của nitrobenzen. Quá trình nitrat hóa đầu tiên có thể xảy ra với axit nitric trong axit sunfuric, nhưng điều này làm mất tác dụng của vòng theo hướng thay thế điện di. Một chất thử mạnh hơn, oleum, là cần thiết để đưa nhóm nitro thứ hai vào vòng.
Sản xuất thuốc nổ
Oleum được sử dụng trong sản xuất nhiều chất nổ, trừ trường hợp đặc biệt là nitrocellulose. Trong quá trình sản xuất nitrocellulose, nồng độ H2SO4 thường được điều chỉnh bằng cách sử dụng oleum. Yêu cầu hóa học cho việc sản xuất thuốc nổ thường yêu cầu hỗn hợp khô chứa axit nitric và axit sunfuric. Axit nitric thương mại thông thường bao gồm một azeotrope của axit nitric và nước, và có chứa 68% axit nitric. Vì vậy, hỗn hợp axit nitric thông thường trong axit sunfuric chứa một lượng nước đáng kể và không phù hợp cho các quá trình như sản xuất trinitrotoluene.
Việc tổng hợp RDX và một số chất nổ khác không đòi hỏi sử dụng olehum.
Axit nitric khô, được gọi là axit nitric bốc khói trắng, có thể được sử dụng để điều chế hỗn hợp nitrat không có nước, và phương pháp này được sử dụng trong các hoạt động thí nghiệm nhỏ, trong đó chi phí nguyên liệu không quan trọng. Axit nitric bốc khói rất nguy hiểm khi xử lý và vận chuyển, vì nó cực kỳ ăn mòn và dễ bay hơi. Đối với sử dụng trong công nghiệp, các hỗn hợp nitrat mạnh như vậy được điều chế bằng cách trộn oleum với axit nitric thông thường để lưu huỳnh tự do trong lưu huỳnh tiêu thụ nước trong axit nitric.
Phản ứng
Tương tự như axit sunfuric đặc, oleum cũng là một chất khử nước mạnh. Nếu đổ oleum vào glucose bột hoặc hầu như bất kỳ loại đường nào khác, nó sẽ hút nguyên tố nước ra khỏi đường trong một phản ứng tỏa nhiệt, để lại carbon nguyên chất. Carbon này mở rộng ra bên ngoài và cứng lại để tạo thành một chất đen đặc với bọt khí.
Bài tập xác định công thức Oleum
Các kiến thức cần nhớ:
- Oleum có công thức là H2SO4.nSO3. Khi Oleum tác dụng với nước, ta có: (n+1)H2SO4.
⇒ noleum = nH2SO4/n+1
- Khi pha trộn dung dịch oleum có thể xem là một axit có nồng độ: [(n+1)98]/(98 + 80n)
- Muốn xác định công thức của Oleum cần xác định được nH2SO4 : NSO3
Bài tập 1: Xác định công thức của Oleum A, biết rằng cần phải dùng 800ml dung dịch KOH 0,1M để trung hòa được dung dịch A khi hòa tan 3,38 gam A vào nước.
Bài giải:
Gọi công thức của Oleum là H2SO4.nSO3
Ta có:
H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O
0,04 mol ← 0,08 mol
H2SO4.nSO3 + nH2O → (n+1) H2SO4
nH2SO4.nSO3 = nH2SO4/(n+1)= 0,04/(n +1)
Mặt khác:
Xem thêm : Công thức Ancol
nH2SO4.nSO3 = 3,38/(98 + 80n)
⇒ 0,04/(n+1) = 3,38/(98 + 80n) ⇒ n=3
Vậy công thức của oleum A là H2SO4.3SO3
Bài tập 2:
Cho 0,015 mol một loại hợp chất Oleum vào nước ta thu được 200ml dung dịch X. Cần 200ml dung dịch NaOH 0,15M để trung hòa 100ml dung dịch X. Tính phần trăm khối lượng nguyên tố lưu huỳnh có trong Oleum trên.
Bài giải:
Gọi công thức của Oleum là H2SO4.nSO3.
Ta có: nNaOH = 0,2.0,15 = 0,03 mol (trong 100ml dung dịch X)
Trong 100ml X: H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
0,015 ← 0,03
Ở trong 200ml X: H2SO4.nSO3 + nH2O → (n+1) H2SO4
0,015 → 0,03
⇒ (n+1)/1 = 0,03/0,015 = 2 → n=1 → oleum có công thức: H2SO4.SO3
⇒ %ms = [32,2/(98+80)]100% = 35,95%
Vậy trong Oluem có 35,95% khối lượng nguyên tố lưu huỳnh
Bài tập 3:
Hòa an hết 1,69 gam oleum với công thức H2SO4.3SO3 vào nước dư. Để trung hòa dung dịch thu được cần X ml dung dịch KOH 1M. Vậy X bằng bao nhiêu?
Bài giải:
Ta có: nH2SO4.3SO3 = 1,69/338 = 5.10-3 mol
PTHH: H2SO4.3SO3 + 3H2O → 4H2SO4
5.10-3 → 0,02
H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O
0,02 → 0,04
⇒ XKOH = (0,04/1)1000 = 40ml
Vậy cần 40ml dung dịch KOH 1M
Bài tập 4:
Thu được một loại Oleum có phần trăm khối lượng SO3 là 40,82% sau khi cho hấp thụ m gam SO3 vào trong 100 gam dung dịch H2SO4 96,4%. Tính m?
Bài giải:
Dung dịch H2SO4 ban đầu sẽ có: mH2SO4 = 96,4 gam và mH2O = 3,6 gam
⇒ nH2O = 0,02 mol
Ta có PTPƯ:
SO3 + H2O → H2SO4
Xem thêm : ✅ Công thức tính thể tích ⭐️⭐️⭐️⭐️⭐️
0,2 mol ← 0,2mol → 0,2 mol
mSO3 = m – 0,2.80 (g)
C%SO3 = [mSO3/(100 + m)].100% = [(m-16)/(100 + m)].100% = 40,82%
⇒ m = 96
Bài tập 5:
Sau khi hòa tan 8,45 gam oleum A vào nước thu được dung dịch B. Cần 200ml dung dịch NaOH 1M để trung hòa dung dịch B. Xác định công thức Oleum A.
Bài giải:
Gọi công thức của A là H2SO4.nSO3
Ta có:
nH2SO4 (trong dung dịch B) = (1 + n) . nH2SO4.nSO3
⇒ nH2SO4.nSO3 = nH2SO4 (trong dung dịch B)/n +1
Để trung hòa B cần 0,2 mol NaOH
2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O
0,2 mol -> 0,1 mol
⇒ nH2SO4.nSO3 = nH2SO4 (trong dd B)/n + 1 = 0,1/n + 1
Mặt khác: nH2SO4.nSO3 = 8,45/98 + 80n
⇒ 0,1/n +1 = 8,45/98 + 80n ⇒ n = 3
Vậy công thức của A là H2SO4.3SO3
Bài 9 trang 191 Hóa học 10 Nâng cao: Oleum là gì?
Bài 46: Luyện tập chương 6 – Bài 9 trang 191 SGK Hóa học 10 Nâng cao. Oleum là gì?
Oleum là dung dịch H2SO498%H2SO498% hấp thụ SO3 tạo thành oleum H2SO4.nSO3.
H2SO4+nSO3→H2SO4.nSO3H2SO4+nSO3→H2SO4.nSO3
a) Xác định công thức oleum.
H2SO4+2KOH→K2SO4+2H2O(1)0,04←0,08H2SO4+2KOH→K2SO4+2H2O(1)0,04←0,08
Ta có nKOH = 0,8.0,1 = 0,08 (mol)
Khi hòa tan oleum vào nước có quá trình
H2SO4.nSO3+nH2O→(n+1)H2SO4(2)H2SO4.nSO3+nH2O→(n+1)H2SO4(2)
Từ (2) và đề bài ta có 98+80n3,38=n+10,0498+80n3,38=n+10,04
Giải ra được n = 3. Vậy công thức phân tử oleum là H2SO4.3SO3.
b) Gọi a là số mol oleum H2SO4.3SO3.
Moleum = 98 + 240=338u ⇒moleum=338a
Khi hòa tan oleum vào nước có phản ứng sau:
Nguồn: https://vatlytuoitre.com
Danh mục: Định luật
