D. QUI TRÌNH CHO MỘT BÀI THÍ NGHIỆM
3. BÀI THỰC HÀNH SỐ 3
3.1. Thí nghiệm 1: Tính oxi hĩa của oxi
Hiện tượng: Đoạn dây thép xoắn cháy mãnh liệt trong bình đựng khí oxi.
Giải thích: Do oxi là chất oxi hĩa mạnh, nên oxi cĩ thể oxi hĩa hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt…) tạo thành oxit.
Phương trình phản ứng hĩa học xảy ra: 3Fe + 2O2 Fe3O4
Vai trị của từng chất trong phản ứng: Chất khử: Fe , Chất oxi hĩa: O2
< 2500C
> 4000C
3.2. Thí nghiệm 2: Sự biến đổi trạng thái của lưu huỳnh theo nhiệt độ
Hiện tượng: Trước khi đun, lưu huỳnh là chất rắn màu màu vàng. Tiếp theo, lưu huỳnh nĩng chảy thành chất lỏng màu vàng, rất linh động. Sau đĩ, lưu huỳnh trở nên quánh nhớt, cĩ màu nâu đỏ.
Giải thích: Ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nĩng chảy (dưới 1130C), lưu huỳnh là chất rắn, màu vàng. Phân tử lưu huỳnh gồm 8 nguyên tử liên kết cộng hĩa trị với nhau tạo thành mạch vịng:.
Ở nhiệt độ 1190C, lưu huỳnh nĩng chảy thành chất lỏng màu vàng, rất linh động. Ở nhiệt độ này, các phân tử S8 chuyển động trượt trên nhau rất dễ dàng.
Ở nhiệt độ 1870C, lưu huỳnh lỏng trở nên quánh nhớt, cĩ màu nâu đỏ. Ở nhiệt độ này, mạch vịng của phân tử S8 bị đứt gẫy tạo thành những chuỗi cĩ 8 nguyên tử S. Những chuỗi này liên kết với nhau tạo thành phân tử lớn, chứa tới hang triệu nguyên tử Sn. Những phân tử Sn chuyển động rất khĩ khăn.
Ở nhiệt độ 4450C, lưu huỳnh sơi. Ở nhiệt độ này các phân tử lớn Sn bị đứt gẫy thành nhiều phân tử nhỏ bay hơi. Thí dụ, ở 40000C hơi lưu huỳnh là những phân tử S2, ở nhiệt độ 17000C hơi lưu huỳnh là những nguyên tử S.
3.3. Thí nghiệm 3: Tính oxi hĩa của lưu huỳnh
Hiện tượng: Khi đun trên ngọn lửa đèn cồn, hỗn hợp rắn chuyển sang màu đen và cháy sáng.
Hình 3.5: Lưu huỳnh nĩng chảy theo nhiệt độ
Giải thích: Do lưu huỳnh cĩ tính oxi hĩa, nên lưu huỳnh tác dụng với Fe ở nhiệt độ cao, tạo thành Fe (II) sunfua.
Phương trình hĩa học xảy ra: Fe + S FeS
3.4. Thí nghiệm 4: Tính khử của lưu huỳnh
Hiện tượng: Lưu huỳnh cháy sáng cho ngọn lửa màu xanh mờ.
Giải thích: Do lưu huỳnh cĩ tính khử, nên lưu huỳnh cĩ thể khử oxi từ số oxi hĩa là 0 thành oxi cĩ số oxi hĩa -2.
Phương trình hĩa học xảy ra: S + O2 SO2
3.5. Trả lời câu hỏi thảo luận
3.5.1. Khơng khí là hỗn hợp nhiều khí trong đĩ oxi chiếm 20%, cháy trong khơng khí thì lượng oxi duy trì sự cháy ít hơn so với trong oxi, phần lớn lượng nhiệt sinh ra từ phản ứng cháy bị tiêu hao do việc đốt nĩng các khí khác do đĩ sự cháy trong oxi mạnh hơn trong khơng khí. Mặc khác, trong khơng khí, diện tích tiếp xúc của chất cháy với các phân tử oxi ít hơn nhiều lần nên sự cháy diễn ra chậm hơn. Chính vì thế mà đoạn dây thép cháy mãnh liệt trong bình đựng khí oxi.
3.5.2. Xem phần giải thích ở thí nghiệm 2: Lưu huỳnh nĩng chảy theo nhiệt độ. 3.5.3. Sản phẩm tạo thành cĩ thể cĩ khi cho Fe tác dụng với S là: FeS, Fe3O4, SO2: Fe + S FeS
3Fe + 2O2 Fe3O4 S + O2 SO2
Hình 3.7: Lưu huỳnh cháy trong oxi
to
to
to to to
Phải trộn đều hỗn hợp (Fe+S) để Fe và S tiếp xúc đều nhau và trở nên đồng nhất, phản ứng sẽ xảy ra nhanh và đạt hiệu quả cao.
Tỉ lệ S : Fe = 4 : 7 về khối lượng vì: nFe nS 4 32 7 56 1 : 1 = =
Nghĩa là tỉ lệ mol phản ứng vừa đủ để khơng tạo thành SO2 là khí độc.