Phản ứng giữa đồng(II) oxit (CuO) và axit sunfuric (H2SO4) là một thí nghiệm hóa học quan trọng, thường được sử dụng để minh họa phản ứng giữa một oxit kim loại không tan và một axit loãng, tạo thành muối tan. CuO là một chất rắn màu đen, khi phản ứng với H2SO4 sẽ tạo ra dung dịch màu xanh lam đặc trưng của muối đồng(II) sulfat (CuSO4).
Phương Trình Phản Ứng CuO + H2SO4
Phản ứng này có thể được biểu diễn bằng phương trình hóa học sau:
CuO (r) + H2SO4 (dd) → CuSO4 (dd) + H2O (l)
Trong đó:
- CuO (r) là đồng(II) oxit ở trạng thái rắn.
- H2SO4 (dd) là axit sunfuric ở dạng dung dịch.
- CuSO4 (dd) là đồng(II) sulfat ở dạng dung dịch (màu xanh lam).
- H2O (l) là nước ở trạng thái lỏng.
Phản ứng này là một ví dụ về phản ứng trao đổi (phản ứng thế hai lần) hoặc phản ứng trung hòa, vì oxit kim loại (bazơ) phản ứng với axit để tạo thành muối và nước.
Điều Gì Xảy Ra Khi CuO Phản Ứng Với H2SO4 Đặc?
Phản ứng của đồng với axit sunfuric đặc nóng là một phản ứng oxi hóa khử (redox). Trong trường hợp này, axit sunfuric hoạt động như một chất oxi hóa. Đồng không thể đẩy hydro ra khỏi các axit không oxi hóa như HCl hoặc H2SO4 loãng. Tuy nhiên, nó phản ứng với H2SO4 đặc vì H2SO4 đặc là một chất oxi hóa mạnh. Khi đun nóng đồng với axit sunfuric đặc, phản ứng tạo ra khí sulfur dioxide (SO2). Phương trình phản ứng như sau:
Cu (r) + 2H2SO4 (đặc, nóng) → CuSO4 (dd) + SO2 (k) + 2H2O (l)
Phương Trình Cân Bằng Phản Ứng CuO + H2SO4
Phương trình phản ứng giữa đồng(II) oxit và axit sunfuric đã được cân bằng ở trên:
CuO (r) + H2SO4 (dd) → CuSO4 (dd) + H2O (l)
Phương trình này đã cân bằng về số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố ở cả hai vế của phương trình.
Tại Sao Phản Ứng CuO + H2SO4 Tạo Ra Màu Xanh Lam?
Màu xanh lam đặc trưng của dung dịch là do sự hình thành của ion đồng(II) sulfat (CuSO4). Khi CuSO4 hòa tan trong nước, nó phân ly thành các ion đồng(II) (Cu2+) và ion sulfat (SO42-). Ion Cu2+ tạo thành phức chất với các phân tử nước xung quanh, tạo nên màu xanh lam đặc trưng. Sự hấp thụ ánh sáng trong vùng đỏ-cam của quang phổ bởi phức chất này là nguyên nhân tạo nên màu sắc quan sát được.
Axit Sunfuric Có Hòa Tan Đồng Không?
Axit sunfuric loãng không hòa tan đồng kim loại. Như đã đề cập ở trên, đồng không thể đẩy hydro ra khỏi axit sunfuric loãng. Tuy nhiên, có một số trường hợp có thể xảy ra sự hòa tan đồng:
-
Bề mặt đồng bị oxi hóa: Nếu bề mặt của đồng bị oxi hóa một phần thành CuO, axit sunfuric có thể hòa tan lớp CuO này:
-
Sự có mặt của chất oxi hóa: Nếu có mặt một chất oxi hóa (ví dụ: oxy từ không khí) trong dung dịch axit sunfuric, đồng có thể bị oxi hóa và hòa tan.
Muối Nào Được Tạo Ra Khi CuO Phản Ứng Với Axit Clohydric?
Đồng không phản ứng trực tiếp với axit clohydric (HCl). Tuy nhiên, đồng(II) oxit (CuO) có thể phản ứng với HCl tạo thành đồng(II) clorua (CuCl2) và nước. Phản ứng này là một phản ứng trung hòa, trong đó oxit kim loại (bazơ) phản ứng với axit để tạo thành muối và nước. Phương trình phản ứng như sau:
CuO (r) + 2HCl (dd) → CuCl2 (dd) + H2O (l)
Đồng(II) clorua (CuCl2) là muối được tạo thành trong phản ứng này.
