Phản ứng nhiệt phân Mg(NO3)2 tạo thành MgO, NO2 và O2 là một phản ứng phân hủy quan trọng trong hóa học vô cơ. Dưới đây là phương trình phản ứng chi tiết, điều kiện thực hiện, hiện tượng và các ví dụ minh họa.
Phương trình phản ứng nhiệt phân Mg(NO3)2:
2Mg(NO3)2 –to–> 2MgO + 4NO2 ↑ + O2 ↑
Điều kiện phản ứng:
- Nhiệt độ cao.
Cách thực hiện phản ứng:
- Nhiệt phân muối Mg(NO3)2 trong điều kiện thí nghiệm.
Hiện tượng nhận biết phản ứng:
- Có khí màu nâu đỏ (NO2) thoát ra.
- Chất rắn sau phản ứng (MgO) có khối lượng giảm so với ban đầu do sự thoát khí.
Giải thích phản ứng Mg(NO3)2 ra MgO
Khi Mg(NO3)2 bị nhiệt phân, nó trải qua quá trình phân hủy thành các chất đơn giản hơn. Cụ thể, ion nitrat (NO3-) bị oxy hóa, tạo thành khí NO2 và O2, trong khi ion magie (Mg2+) kết hợp với oxy để tạo thành oxit magie (MgO), một chất rắn màu trắng. Phản ứng này thuộc loại phản ứng oxi hóa khử nội phân tử, trong đó một phần của phân tử Mg(NO3)2 đóng vai trò chất oxi hóa và phần còn lại đóng vai trò chất khử.
Ứng dụng của phản ứng:
Phản ứng nhiệt phân Mg(NO3)2 có một số ứng dụng trong phòng thí nghiệm và công nghiệp, bao gồm:
- Điều chế MgO: MgO là một hợp chất quan trọng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, bao gồm vật liệu chịu lửa, chất xúc tác và dược phẩm.
- Nghiên cứu hóa học: Phản ứng này được sử dụng để nghiên cứu cơ chế phản ứng và tính chất của các hợp chất nitrat kim loại.
Bài tập vận dụng
Ví dụ 1: Sản phẩm thu được khi nhiệt phân Mg(NO3)2 là gì?
A. MgO, NO2, O2
B. Mg(NO2)2, O2
C. Mg, NO2, O2
D. Mg, N2, O2
Hướng dẫn giải:
Dựa vào phương trình phản ứng: 2Mg(NO3)2 –to–> 2MgO + 4NO2 ↑ + O2 ↑
Đáp án A.
Ví dụ 2: Thể tích khí (đktc) thoát ra khi nhiệt phân hoàn toàn 0,1 mol Mg(NO3)2 là bao nhiêu?
A. 1,12 lít
B. 5,60 lít
C. 3,36 lít
D. 4,48 lít
Hướng dẫn giải:
Theo phương trình: 2Mg(NO3)2 –to–> 2MgO + 4NO2 ↑ + O2 ↑
Số mol khí NO2 = 4 * 0,1 / 2 = 0,2 mol
Số mol khí O2 = 0,1 / 2 = 0,05 mol
Tổng số mol khí = 0,2 + 0,05 = 0,25 mol
Thể tích khí = 0,25 * 22,4 = 5,6 lít
Đáp án B.
Ví dụ 3: Chất nào sau đây khi nhiệt phân không thu được oxit kim loại?
A. Mg(NO3)2
B. Cu(NO3)2
C. NaNO3
D. Zn(NO3)2
Hướng dẫn giải:
Nhiệt phân NaNO3 thu được NaNO2 và O2, không tạo oxit kim loại.
Đáp án C.
Lưu ý quan trọng
- Phản ứng nhiệt phân muối nitrat của các kim loại khác nhau sẽ cho ra các sản phẩm khác nhau. Ví dụ, muối nitrat của kim loại kiềm (như NaNO3) bị phân hủy tạo thành muối nitrit và O2.
- Điều kiện nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến sản phẩm của phản ứng.
- Luôn tuân thủ các quy tắc an toàn khi thực hiện phản ứng hóa học.
