Tính háo nước của H2SO4 đặc. Sulfuric acid (H2SO4) đặc và sucrose (C12H22O11)

Trong chương trình Hóa học phổ thông, tính háo nước của sulfuric acid đặc ($H_{2}SO_{4}$) là một trong những tính chất đặc trưng và mang lại hiệu ứng trực quan mạnh mẽ nhất. Đoạn video dưới đây sẽ minh họa chi tiết quá trình này thông qua việc cho sulfuric acid đặc tiếp xúc với các vật liệu hữu cơ quen thuộc như gỗ khô, lá tươi, giấy ăn và tiêu biểu nhất là đường sucrose.

Bản chất của quá trình này nằm ở ái lực rất lớn của sulfuric acid đặc với nước. Khi tiếp xúc với các hợp chất carbohydrate, acid sẽ phân tách các nguyên tử hydrogen và oxygen theo đúng tỉ lệ của phân tử nước ($H_{2}O$), chỉ để lại phần khung carbon đen xốp. Đối với đường sucrose ($C_{12}H_{22}O_{11}$), phương trình hóa học diễn ra như sau:

$$C_{12}H_{22}O_{11} \xrightarrow{H_{2}SO_{4} \text{ đặc}} 12C + 11H_{2}O$$

Quá trình này tỏa ra một lượng nhiệt rất lớn. Ngay lập tức, một phần carbon vừa được giải phóng sẽ tiếp tục tham gia phản ứng oxi hóa - khử với chính sulfuric acid đặc, tạo ra hỗn hợp khí carbon dioxide ($CO_{2}$) và sulfur dioxide ($SO_{2}$). Chính sự thoát khí này đã tạo ra lực đẩy, làm khối carbon xốp phồng rộp và trào dâng ra khỏi cốc:

$$C + 2H_{2}SO_{4} \text{ đặc} \rightarrow CO_{2}\uparrow + 2SO_{2}\uparrow + 2H_{2}O$$

Thông qua việc quan sát các hiện tượng thực nghiệm, người học có thể nắm bắt rõ hơn về cơ chế phản ứng, đồng thời nhận thức được tính ăn mòn nghiêm trọng của sulfuric acid đặc để luôn tuân thủ các nguyên tắc an toàn khi làm việc trong phòng thí nghiệm.

https://youtu.be/VDgJLTOCMVw