Điều Chế Và Chứng Minh Tính Khử Của Khí H2S

3. KẾT QUẢ VÀ GIẢI THÍCH

3.3.4.3. Điều chế và chứng minh tính khử của khí H2S

- Kết quả: khí H2S cháy với ngọn lửa vàng.

- Giải thích: H2S bị oxi hóa bởi oxi không khí. Phương trình phản ứng:

2H2S + 3O2 2Ht 2O + 2SO2

o

- Không để lâu H2S trong phòng thí nghiệm, vì: H2S có tính khử mạnh dễ bị oxi không khí oxi hóa thành kết tủa S màu vàng.

3.3.4.4. Phản ứng giữa dung dịch muối Na2S và dung dịch muối Pb(NO3)2

Hình 3-47.H2S cháy trong không khí

87 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh

- Kết quả: xuất hiện kết tủa đen.

- Giải thích: Dung dịch Na2S phản ứng với dung dịch Pb(NO3)2 tạo ra kết tủa PbS có màu đen.

Phương trình phản ứng:

Na2S + Pb(NO3)2 PbS + 2NaNO3

3.3.4.5. Phản ứng giữa dung dịch muối Na2S và dung dịch muối FeCl3

- Kết quả: xuất hiện kết tủa đen, dung dịch bị vẩn đục.

- Giải thích: Dung dịch Na2S tác dụng với dung dịch FeCl3 tạo kết tủa đen FeS và lưu huỳnh nên dung dịch bị vẩn đục.

Phương trình phản ứng:

2FeCl3 + 3Na2S 2FeS + S + 6NaCl

3.3.5. Hợp chất có oxi của lưu huỳnh

3.3.5.1. Điều chế và thử tính chất hóa học của khí SO2

- Kết quả: Khí SO2 thoát ra làm mất màu dung dịch KMnO4, và làm quỳ tím ẩm hóa đỏ.

Hình 3-49.SO2 làm mất màu dung dịch KMnO4

88 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh

- Giải thích: Axit H2SO4 đặc tác dụng với Na2SO3 (tt) giải phóng khí SO2. Khí SO2 có tính khử, có thể khử KMnO4 nên làm mất màu dung dịch này. Đồng thời khí SO2 hòa tan trong nước tạo thành dung dịch có tính axit làm quỳ tím hóa đỏ.

Phương trình phản ứng:

Na2SO3 + H2SO4 Na2SO4 + SO2 + H2O

5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 SO2 + H2O H2SO3

Khi ta thay dung dịch KMnO4 bằng dung dịch Br2 sẽ có hiện tượng làm mất màu nước Br2, vì xảy ra phản ứng:

SO2 + Br2 + 2H2O H2SO4 + 2HBr

3.3.5.2. Tính oxi hóa của SO2

- Kết quả: xuất hiện kết tủa trắng đục.

- Giải thích: do SO2 có tính oxi hóa, oxi hóa H2S thành kết tủa lưu huỳnh. Phương trình phản ứng:

SO2 + 2H2S 3S + 2H2O

3.3.5.3. Tính khử của SO2

3.3.5.3.1. SO2 tác dụng với dung dịch KMnO4

Hình 3-51.SO2 tác dụng với H2S

89 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh

- Kết quả: dung dịch KMnO4 bị mất màu.

- Giải thích: SO2 có tính khử, khử được dung dịch KMnO4 nên dung dịch bị mất màu tím của KMnO4.

- Phương trình phản ứng:

5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 - Vai trò của từng chất trong phản ứng:

+ SO2 đóng vai trò chất khử: S+4 S+6 + 2e + KMnO4 đóng vai trò chất oxi hóa:

Mn+7 + 5e Mn+2 3.3.5.3.2. SO2 tác dụng với dung dịch Br2 - Kết quả: dung dịch brom bị mất màu.

- Giải thích: SO2 có tính khử, khử được dung dịch Br2 nên dung dịch bị mất màu. + Phương trình phản ứng:

SO2 + Br2 + 2H2O 2HBr + H2SO4 + Vai trò của từng chất trong phản ứng:

 SO2 đóng vai trò chất khử:

S+4 S+6 + 2e

 Br2 đóng vai trò chất oxi hóa:

Br02 + 2e 2Br-

3.3.5.4. Tính oxi hóa mạnh của H2SO4 đặc

- Kết quả: có hiện tượng sủi bọt khí, miếng đồng tan dần tạo dung dịch màu xanh.

- Giải thích: H2SO4 đặc có tính oxi hóa mạnh, oxi hóa được kim loại đồng giải

90 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh

phóng khí SO2.

Phương trình phản ứng:

3.3.5.5. Tính háo nước của H2SO4 đặc

Thí nghiệm 1: - Kết quả:

+ Giấy lọc bị cháy đen.

+ Đường trắng chuyển sang vàng và đen đi..

- Giải thích: Axit sunfuric đặc hấp thụ mạnh nước từ các hợp chất gluxit (glucozơ, saccarozơ, tinh bột, xenlulozơ,…) để lại cacbon. Đường và giấy lọc là những hợp chất gluxit nên bị H2SO4 đặc hấp thụ nước.

Phương trình phản ứng:

Thí nghiệm 2:

- Kết quả: đường bị cháy đen, và trào ra khỏi cốc. H2SO4 đặc (C6H10O5)n 6nC + 5nH2O (đ) Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O H2SO4 đặc C12H22O11 12C + 11H2O

Hình 3-54.H2SO4 đặc làm đường hóa thành than

91 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh

- Giải thích: H2SO4 đặc có tính háo nước, nên tác dụng với đường (hợp chất cacbohidrat) tạo cacbon. Một phần cacbon bị H2SO4 đặc oxi hóa thành khí CO2 và SO2, gây hiện tượng sủi bọt, đẩy cacbon trào ra khỏi cốc.

Phương trình phản ứng:

C + 2H2SO4 CO2 + 2SO2 + 2H2O

3.3.5.6. Nhận biết ion sunfat

- Kết quả: xuất hiện kết tủa trắng không tan trong cả HCl và NaOH.

- Giải thích: dung dịch BaCl2 tác dụng muối sunfat tạo kết tủa trắng BaSO4. Kết tủa này không tan trong cả axit mạnh và bazơ mạnh.

Phương trình phản ứng:

Ba2+ + SO42- BaSO4

3.4. Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học

Hình 3-56. Kết tủa BaSO4 không tan trong axit mạnh, bazơ mạnh

Hình 3-55. H2SO4 đặc tác dụng với đường

H2SO4 đặc

92 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh 3.4.1. Ảnh hưởng của yếu tố nồng độ tới tốc độ phản ứng

3.4.1.1. Phản ứng giữa dung dịch HCl và kim loại kẽm

- Kết quả: Tốc độ sủi bọt khí ở ống nghiệm (2) nhanh hơn ở ống nghiệm (1).

- Giải thích: Điều kiện để các chất phản ứng với nhau là chúng phải va chạm vào nhau, tần số va chạm (số va chạm trong một đơn vị thời gian) càng lớn thì tốc độ phản ứng càng lớn. Khi nồng độ các chất phản ứng tăng, tần số va chạm tăng, nên tốc độ phản ứng tăng. Tuy nhiên, không phải mọi va chạm đều gây ra phản ứng, chỉ có những va chạm có hiệu quả mới xảy ra phản ứng. Ống nghiệm (2) chứa dung dịch HCl có nồng độ lớn hơn nên tốc độ phản ứng lớn hơn.

Phương trình phản ứng:

Zn + 2HCl ZnCl2 + H2

Kết luận: khi tăng nồng độ chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng.

3.4.1.2. Phản ứng giữa dung dịch Na2S2O3 và dung dịch H2SO4

- Kết quả: Thời gian xuất hiện màu trắng đục ở cốc (1) nhanh hơn cốc (2).

- Giải thích: Cốc (1) chứa dung dịch Na2S2O3 có nồng độ lớn hơn dung dịch Na2S2O3 ở cốc (2), nên tốc độ phản ứng lớn hơn, thời gian xuất hiện kết tủa nhanh hơn.

Phương trình phản ứng:

Na2S2O3 + H2SO4 S + SO2 + H2O + Na2SO4

3.4.2. Ảnh hưởng của yếu tố nhiệt độ tới tốc độ phản ứng

3.4.2.1. Phản ứng giữa dung dịch Na2S2O3 và dung dịch H2SO4

- Kết quả: Thời gian xuất hiện màu trắng đục ở cốc (2) nhanh hơn cốc (1). - Giải thích: Khi nhiệt độ phản ứng tăng dẫn đến hai hệ quả sau:

+ Tốc độ chuyển động của các phản ứng tăng, dẫn đến tần số va chạm giữa các phân tử chất phản ứng tăng.

+ Tần số va chạm có hiệu quả giữa các phân tử chất phản ứng tăng nhanh. Đây là

93 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh

yếu tố chính làm cho tốc độ phản ứng tăng nhanh khi tăng nhiệt độ.

Do đó, phản ứng ở cốc (2) thực hiện ở nhiệt độ cao hơn nên tốc độ phản ứng lớn hơn nên thời gian xuất hiện kết tủa nhanh hơn.

Kết luận: Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản ứng tăng. Phương trình phản ứng:

Na2S2O3 + H2SO4 S + SO2 + H2O + Na2SO4

3.4.2.2. Phản ứng giữa dung dịch axit sunfuric với kim loại kẽm

- Kết quả: Tốc độ thoát khí ở ống nghiệm (1) nhanh hơn ống nghiệm (2).

- Giải thích: Phản ứng ở ống nghiệm (1) thực hiện ở nhiệt độ cao hơn ống nghiệm (2), tần số va chạm có hiệu quả giữa các phân tử chất phản ứng lớn hơn nên tốc độ phản ứng lớn hơn so với ống nghiệm (2).

Phương trình phản ứng:

Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2

3.4.3. Ảnh hưởng của diện tích bề mặt tới tốc độ phản ứng

- Kết quả: Tốc độ sủi bọt khí ở ống nghiệm (1) nhanh hơn ống nghiệm (2).

- Giải thích: Chất rắn với kích thước hạt nhỏ có tổng diện tích tiếp xúc với dung dịch

Hình 3-58. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới tốc độ phản ứng.

94 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh

phản ứng lớn hơn so với chất rắn có kích thước hạt lớn cùng khối lượng, tần số va chạm lớn hơn nên tốc độ phản ứng cũng lớn hơn.

Kết luận: Khi tăng diện tích tiếp xúc các chất phản ứng, tốc độ phản ứng tăng. Phương trình phản ứng:

Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2

3.4.4. Ảnh hưởng của chất xúc tác tới tốc độ phản ứng

Kết quả: Tốc độ thoát khí ở ống nghiệm (1) nhanh hơn. Khi đưa tàn que đóm vào ống nghiệm này, que đóm cháy sáng.

Giải thích: MnO2 đóng vai trò xúc tác, làm tăng tốc độ phản ứng nên sự phân hủy H2O2 trong ống nghiệm (1) xảy ra nhanh hơn. Lượng oxi sinh ra trong ống nghiệm này nhanh và nhiều hơn nên làm tàn que đóm cháy sáng.

3.4.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự chuyển dịch cân bằng hóa học

- Kết quả: khi nhỏ dung dịch axit HNO3 đặc vào ống nghiệm chứa kim loại đồng, xuất hiện khí NO2 có màu nâu đỏ. Sau khoảng 1 – 2 phút, ống nghiệm (3) có màu nâu đỏ đậm hơn và màu nâu đỏ ở ống nghiệm (1) nhạt hơn so với ống nghiệm (2).

Hình 3-60. Ảnh hưởng của diện tích bề mặt đến tốc độ phản ứng

Hình 3-61. Ảnh hưởng của chất xúc tác tới tốc độ phản ứng

95 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh

- Giải thích: Khi cho axit HNO3 tác dụng với kim loại Cu giải phóng khí NO2 có màu nâu đỏ và luôn tồn tại một cân bằng hóa học:

Giá trị 58kJ là nhiệt của phản ứng thuận, phản ứng tỏa nhiệt. Phản ứng nghịch sẽ là phản ứng thu nhiệt với giá trị H 58kJ 0.

Khi ta ngâm ống nghiệm trong cốc nước nóng, tức tăng nhiệt độ môi trường thì màu nâu đỏ của khí NO2 đậm lên, nghĩa là cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng nồng độ khí NO2 – chuyển dịch theo chiều nghịch, chiều phản ứng thu nhiệt.

Khi ta ngâm ống nghiệm trong cốc nước lạnh, tức giảm nhiệt độ môi trường thì màu nâu đỏ của khí NO2 nhạt đi, nghĩa là cân bằng chuyển dịch theo chiều làm tăng nồng độ khí N2O4 – chuyển dịch theo chiều thuận, chiều phản ứng tỏa nhiệt.

Phương trình phản ứng:

Cu + 4HNO3 Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Kết luận: Khi tăng nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt, nghĩa là chiều làm giảm tác động của việc tăng nhiệt độ và khi giảm nhiệt độ, cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng tỏa nhiệt, chiều làm giảm tác động của việc giảm nhiệt độ.

(màu nâu đỏ) (không màu)

0 58    H kJ 2NO2 N 2O4

Hình 3-62. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cân bằng hóa học

96 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. KẾT LUẬN

Đề tài “ Video clip thí nghiệm hóa học lớp 10” thực hiện một số thí nghiệm hóa học lớp 10 ban cơ bản và nâng cao.

- Nội dung đề tài có đề cập đến một số kiến thức về hóa vô cơ.

- Đề tài được thực hiện những thí nghiệm đơn giản, phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm.

- Thí nghiệm được xây dựng trên tinh thần tận dụng những dụng cụ, hóa chất hiện có. Hầu hết thí nghiệm đều cho hiện tượng rõ ràng, sự thay đổi hiện tượng, trạng thái màu sắc, phù hợp với lý thuyết giúp học sinh dễ quan sát và tiếp thu khi giáo viên trình chiếu.

2. KIẾN NGHỊ

Do thực hiện đề tài trong thời gian tương đối ngắn và điều kiện cơ sở vật chất còn thiếu, nên tôi chỉ thực hiện một số thí nghiệm hóa học lớp 10, trong tương lai nếu có điều kiện cho phép sẽ thực hiện tiếp các thí nghiệm hóa học khác ở phổ thông sâu hơn và không chỉ riêng khối 10 mà còn ở các khối khác, để góp một phần nhỏ trong công tác dạy học.

97 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh

PHỤ LỤC

1. MỘT SỐ QUY TẮC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

Việc bảo đảm an toàn trong khi làm thí nghiệm là một công tác cơ bản, rất quan trọng của mọi người khi làm việc ở phòng thí nghiệm hóa học. Những quy tắc đảm bảo trong phòng thí nghiệm.

- Khi vào phòng thí nghiệm người thực hành phải mặc áo blouse. - Làm thí nghiệm với các chất khí độc trong tủ hút.

- Không được nếm và hút các chất độc bằng miệng.

- Không trực tiếp đưa hóa chất lên mũi và ngửi mà phải để cách xa.

- Không được cúi đầu về phía các chất lỏng đang đun sôi hoặc chất rắn đang đun nóng chảy để tránh bị hóa chất bắn vào mặt. Khi đun nóng các dung dịch trong ống nghiệm phải dùng kẹp và quay miệng ống nghiệm về phía không có người, đặc biệt là khi đun nóng axit đặc hoặc kiềm đặc.

- Khi bị axit đặc bắn hoặc rơi vào da phải rửa ngay với nước, sau đó rửa bằng dung dịch axit axetic 1% rồi rửa lại bằng nước và bôi thuốc sát trùng, băng lại.

- Khi bị bỏng do kiềm phải rửa bằng nước, sau đó rửa bằng dung dịch axit axetic 1% rồi rửa lại bằng nước và bôi thuốc sát trùng, băng lại.

- Khi bị bỏng do vật nóng, thủy tinh, mảnh sứ,…phải gắp các mảnh chất rắn ra và dùng bông tẩm KMnO4 3% đắp lên vết bỏng, sau đó băng lại bằng thuốc có tẩm thuốc mỡ chữa bỏng.

- Khi thực hành thí nghiệm xong phải rửa tay và các dụng cụ sạch bằng xà phòng.

2. CÁCH PHA CHẾ MỘT SỐ DUNG DỊCH TRONG PHÒNG THÍ

NGHIỆM

Pha chế dung dịch là một trong những công việc quan trọng ở phòng thí nghiệm hóa học.

Khi pha chế dung dịch cần tuân theo các quy tắc sau đây:

- Bình, lọ để pha chế dung dịch phải được rửa sạch và tráng nước cất trước khi pha . - Phải dùng nước cất để pha hóa chất (nếu không có thì có thể dùng nước mưa thật sạch, tuy không được tinh khiết).

- Trước khi pha dung dịch cần phải tính toán lượng chất tan và dung môi. - Nên pha dung dịch kiềm đặc vào bình sứ.

98 SVTH: Huỳnh Thị Mai Linh

- Nếu có thể nên kiểm tra lại nồng độ của dung dịch bằng tỉ khối kế.

- Sau khi pha xong dung dịch, cần phải cho vào lọ có màu thích hợp, đậy kín và dán nhãn để bảo quản tốt dung dịch.

Khi pha chế dung dịch, người ta thường dùng các loại ống đo, bình định mức, pipet có chia độ. Bình định mức dùng để pha dung dịch theo nồng độ mol/lít và nồng độ đương lượng. Vạch ở trên cổ bình cầu hoặc ở trên pipet là để chỉ mức chất lỏng cần lấy vào bình bằng dụng cụ hoặc pipet. Khi khuấy dung dịch cần dùng loại đũa thủy tinh có bịt ống cao su ở đầu để tránh vỡ ống đo hoặc bình, lọ.

Các dung dịch thường được pha theo các loại nồng độ: - Nồng độ phần trăm.

- Nồng độ mol/lít.

- Nồng độ đương lượng (nguyên chuẩn). Dưới đây là cách pha một số dung dịch:

2.1. Pha dung dịch của chất rắn trong nước theo nồng độ phần trăm

2.1.1. Pha dung dịch của chất rắn không ngậm nước

Trước khi pha phải tính lượng chất tan và lượng dung môi cần dùng là bao nhiêu. Áp dụng công thức sau: dd ct m m C% .100 => 100 %. dd ct m C m  (1) => mdm mdd mct (2) Với: C%: nồng độ % dung dịch cần pha.

mct: khối lượng chất tan cần lấy. mdd: khối lượng dung dịch cần pha. mdm: khối lượng dung môi cần lấy.

Ví dụ: pha 100 gam dung dịch NaCl 10%.

Giải: Áp dụng công thức (1), ta có khối lượng muối NaCl cần lấy:

 g m C m dd NaCl 10 10 100 . 10