Phản ứng giữa bạc (Ag) và axit sulfuric đặc nóng (H2SO4 đặc) là một phản ứng oxi hóa khử quan trọng trong hóa học. Phản ứng này tạo ra bạc sunfat (Ag2SO4), khí sulfur dioxide (SO2) và nước (H2O). Dưới đây là thông tin chi tiết về phản ứng này, bao gồm điều kiện, cách thực hiện, hiện tượng nhận biết, và các ví dụ minh họa.
Phương trình hóa học:
2Ag + 2H2SO4 (đặc, nóng) → Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
Điều kiện phản ứng
- Axit sulfuric (H2SO4) phải ở trạng thái đặc và được đun nóng.
- Nhiệt độ cao là yếu tố cần thiết để phản ứng xảy ra.
Cách thực hiện phản ứng
- Cho kim loại bạc (Ag) vào ống nghiệm hoặc bình phản ứng.
- Thêm từ từ axit sulfuric đặc vào ống nghiệm.
- Đun nóng nhẹ nhàng hỗn hợp phản ứng.
Hiện tượng nhận biết phản ứng
- Kim loại bạc tan dần trong dung dịch axit.
- Có khí sulfur dioxide (SO2) không màu, mùi hắc thoát ra.
- Dung dịch thu được là dung dịch bạc sunfat (Ag2SO4) không màu.
Tại sao Ag chỉ tạo SO2 khi phản ứng với H2SO4 đặc nóng?
Bạc (Ag) là một kim loại có tính khử yếu. Do đó, khi tác dụng với axit sulfuric đặc nóng, nó chỉ có thể bị oxi hóa lên trạng thái Ag+ và tạo ra sản phẩm khử là sulfur dioxide (SO2) thay vì các sản phẩm khử khác như sulfur (S) hoặc hydrogen sulfide (H2S).
Ví dụ minh họa và bài tập
Ví dụ 1: Cân bằng phương trình hóa học sau: Ag + H2SO4 (đặc, nóng) → Ag2SO4 + SO2 + H2O
Giải:
Phương trình đã được cân bằng như sau: 2Ag + 2H2SO4 → Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
Tổng hệ số tối giản của phương trình là: 2 + 2 + 1 + 1 + 2 = 8
Ví dụ 2: Cho các chất sau: Fe, Mg, Al, Ag, Cu tác dụng với H2SO4 đặc nguội. Hỏi có bao nhiêu chất phản ứng?
Giải:
Fe và Al bị thụ động hóa trong H2SO4 đặc nguội, do đó không phản ứng.
Phương trình phản ứng xảy ra:
- Mg + 2H2SO4 → MgSO4 + SO2 + 2H2O
- 2Ag + 2H2SO4 → Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
- Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O
Vậy có 3 chất phản ứng.
Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn 10,8 gam Ag trong H2SO4 đặc nóng, thu được V lít khí SO2 (đktc). Tính giá trị của V.
Giải:
Số mol Ag là: nAg = 10,8 / 108 = 0,1 mol
Phương trình phản ứng: 2Ag + 2H2SO4 → Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
Theo phương trình, nSO2 = 1/2 nAg = 1/2 0,1 = 0,05 mol
Vậy thể tích khí SO2 (đktc) là: V = 0,05 * 22,4 = 1,12 lít
Ví dụ 4: Cho 5,4 gam Ag tác dụng hoàn toàn với H2SO4 đặc, nóng, dư. Tính khối lượng muối tạo thành.
Giải:
Số mol Ag là: nAg = 5,4 / 108 = 0,05 mol
Phương trình phản ứng: 2Ag + 2H2SO4 → Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
Theo phương trình, nAg2SO4 = 1/2 nAg = 1/2 0,05 = 0,025 mol
Khối lượng muối Ag2SO4 tạo thành là: mAg2SO4 = 0,025 * 312 = 7,8 gam.
Ứng dụng của phản ứng Ag + H2SO4 đặc nóng
- Điều chế bạc sunfat (Ag2SO4): Phản ứng này là một phương pháp để điều chế bạc sunfat trong phòng thí nghiệm.
- Phân tích định tính: Phản ứng được sử dụng để nhận biết sự có mặt của ion bạc (Ag+) trong dung dịch.
- Nghiên cứu khoa học: Phản ứng này được sử dụng trong các nghiên cứu về tính chất hóa học của bạc và các hợp chất của nó.
Hy vọng bài viết này cung cấp đầy đủ thông tin chi tiết và hữu ích về phản ứng giữa Ag và H2SO4 đặc nóng.
