Phản ứng giữa H2S và HNO3 đặc là một ví dụ điển hình của phản ứng oxi hóa khử, trong đó H2S đóng vai trò là chất khử và HNO3 đóng vai trò là chất oxi hóa. Bài viết này sẽ cung cấp thông tin chi tiết về phản ứng này, bao gồm phương trình hóa học, điều kiện phản ứng, hiện tượng quan sát được, và các ví dụ minh họa.
Phương Trình Phản Ứng H2S + HNO3
Phản ứng giữa H2S và HNO3 có thể được biểu diễn bằng phương trình hóa học sau:
3H2S + 2HNO3 → 4H2O + 2NO↑ + 3S↓
Điều Kiện Phản Ứng
Phản ứng này thường xảy ra ở điều kiện thường. Tuy nhiên, tốc độ phản ứng có thể tăng lên khi sử dụng HNO3 đặc và có sự khuấy trộn.
Cách Thực Hiện Phản Ứng
Để thực hiện phản ứng, bạn có thể sục khí H2S vào dung dịch HNO3 loãng hoặc đặc.
Hiện Tượng Nhận Biết
Hiện tượng dễ nhận thấy khi phản ứng xảy ra là:
-
Xuất hiện kết tủa màu vàng của lưu huỳnh (S).
-
Có khí NO (nitơ monoxit) thoát ra, không màu, nhưng nhanh chóng bị oxi hóa thành NO2 màu nâu đỏ khi tiếp xúc với không khí.
2NO + O2 → 2NO2 (màu nâu đỏ)
Vai Trò của H2S và HNO3
Trong phản ứng này:
- H2S là chất khử mạnh, có khả năng nhường electron. Số oxi hóa của S trong H2S là -2, và nó bị oxi hóa thành S đơn chất, có số oxi hóa là 0.
- HNO3 là chất oxi hóa mạnh, có khả năng nhận electron. Số oxi hóa của N trong HNO3 là +5, và nó bị khử thành NO, có số oxi hóa là +2.
Tại Sao HNO3 Phải Là Đặc?
HNO3 đặc có tính oxi hóa mạnh hơn so với HNO3 loãng. Điều này là do nồng độ ion H+ và NO3- cao hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nhận electron. Với HNO3 loãng, sản phẩm khử có thể khác, ví dụ như NH4NO3.
Ứng Dụng và Lưu Ý
Phản ứng giữa H2S và HNO3 có một số ứng dụng trong phòng thí nghiệm và công nghiệp:
- Nhận biết H2S: Phản ứng này có thể được sử dụng để nhận biết sự có mặt của khí H2S.
- Điều chế lưu huỳnh: Trong một số quy trình công nghiệp, phản ứng này có thể được sử dụng để điều chế lưu huỳnh.
Lưu ý quan trọng:
- H2S là một khí độc, có mùi trứng thối đặc trưng. Cần thực hiện phản ứng trong tủ hút hoặc nơi thoáng khí.
- HNO3 đặc là một chất ăn mòn mạnh. Cần sử dụng đồ bảo hộ khi làm việc với HNO3 đặc.
Ví Dụ Minh Họa
Ví dụ 1: Hiện tượng gì xảy ra khi sục khí H2S vào dung dịch HNO3 đặc?
A. Không có hiện tượng gì.
B. Có khí mùi hắc.
C. Có kết tủa vàng và khí hóa nâu trong không khí.
D. Có kết tủa vàng và khí mùi hắc thoát ra.
Đáp án đúng là: C
Ví dụ 2: Tổng hệ số cân bằng tối giản của phương trình phản ứng giữa H2S và HNO3 tạo ra S, NO và H2O là bao nhiêu?
A. 5
B. 9
C. 11
D. 14
Đáp án đúng là: D
Phương trình hóa học: 3H2S + 2HNO3 → 4H2O + 2NO↑ + 3S↓
Tổng hệ số các chất là: 3 + 2 + 4 + 2 + 3 = 14
Ví dụ 3: Cho 2,24 lít khí H2S (đktc) tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 đặc. Khối lượng lưu huỳnh thu được là bao nhiêu?
A. 3,2 gam
B. 6,4 gam
C. 2,24 gam
D. 9,6 gam
Hướng dẫn giải:
Ta có: nH2S = 2,24 / 22,4 = 0,1 mol
Phương trình hóa học: 3H2S + 2HNO3 → 4H2O + 2NO↑ + 3S↓
Theo phương trình, nS = nH2S = 0,1 mol
Vậy mS = 0,1 * 32 = 3,2 gam
Đáp án đúng là: A
Mở Rộng
Ngoài HNO3, H2S cũng có thể phản ứng với nhiều chất oxi hóa mạnh khác như H2SO4 đặc nóng, KMnO4, K2Cr2O7,… Các phản ứng này đều tạo ra các sản phẩm khác nhau tùy thuộc vào điều kiện phản ứng và chất oxi hóa sử dụng.
Kết Luận
Phản ứng giữa H2S và HNO3 đặc là một phản ứng oxi hóa khử quan trọng, có nhiều ứng dụng trong thực tế. Việc nắm vững các kiến thức về phản ứng này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về tính chất hóa học của H2S và HNO3, cũng như các quy luật của phản ứng oxi hóa khử.
