Tại sao nói axit H2S có tính khử mạnh?

VnDoc xin giới thiệu bài Tại sao nói axit H2S có tính khử mạnh? được chúng tôi sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Hóa học lớp 10 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.

Câu hỏi: Tại sao nói Axit H₂S có tính khử mạnh?

Lời giải:

Hidro sunfua có tính chất hóa học đặc trưng là có tính khử mạnh, là tính chất hóa học thứ 2 mà chúng ta cần nói đến.

Vì trong phân tử H₂S lưu huỳnh có số oxi hóa thấp nhất (-2) nên nó là chất khử mạnh có thể tác dụng hầu hết các chất oxy hóa cho sản phẩm có số oxh cao hơn. Trong hợp chất H₂S, có số oxi hóa của nguyên tố lưu huỳnh nằm ở mức thấp nhất là −2.

Tùy thuộc vào bản chất và nồng độ của chất oxi hóa tham gia các phản ứng hóa học, cũng như mức nhiệt độ mà nguyên tố lưu huỳnh có thể bị oxi hóa thành dạng lưu huỳnh tự do (S0). Hoặc chuyển thành lưu huỳnh với số oxi hóa +4 (S⁺⁴), dạng lưu huỳnh có số oxi hóa +6 (S⁺⁶).

Để chứng minh H₂S có tính khử người ta cho H₂S phản ứng với các chất oxi hóa mạnh

Ví dụ:

H₂S + Br₂ + H₂O → H₂SO₄ + HBr

Có tính khử do:

Trong H₂S có S^-2 mà sau phản ứng có S⁺⁶

⇒ Số oxi hóa tăng nên H₂S có tính khử

1. Tính chất vật lý

- Khí H₂S (Hiđro sunfua) là khí không màu, mùi trứng thối, nặng hơn không khí (d ≈ 1,17). Hóa lỏng ở −60^oC, hóa rắn ở −86^oC.

- Khí H₂S tan trong nước (ở 20^oC và 1atm, khí hiđro sunfua có độ tan S = 0,38g/100g H₂O).

- Khí H₂S rất độc, chỉ cần 0,05 mg H₂S trong 1 lít không khí đã gây ngộ độc, chóng mặt, nhức đầu thậm chí chết nếu thở lâu trong H₂S.

- Cấu trúc phân tử của chất H₂S tương tự như cấu trúc phân tử của nước (H₂) là đều bị phân cực.

- Tuy nhiên H₂S có khả năng tạo thành liên kết Hiđro yếu hơn nước. H₂S là chất khí ít tan trong nước nhưng lại tan nhiều trong dung môi hữu cơ.

2. Nguồn gốc của khí hidrosunfua- H₂S

Khí H₂S có ở cả trong tự nhiên và được tạo ra trong công nghiệp:

- Nguồn H₂S tự nhiên

Khí Hiđro sunfua được tạo thành do chất hữu cơ, rau cỏ thối rữa, phân hủy, đặc biệt có nhiều ở những nơi nước cạn, các bờ biển và sông hồ nông cạn.

Phát hiện khí này được sinh ra từ các vết nứt núi lửa, cống rãnh, giếng sâu, hầm lò khai thác than. Ước khoảng 50-60 triệu tấn khí H₂S sinh ra từ tự nhiên mỗi năm.

- Sinh ra trong sản xuất công nghiệp

+ H₂S sinh ra trong công nghiệp do các quá trình sử dụng các nhiên liệu có chứa lưu huỳnh. Trong quá trình chế biến xenlulozơ, sản xuất sợi nhân tạo, nấu bột giấy, thuộc da, khi nấu thuốc nhuộm, xử lý nước thải….

+ Ước lượng lượng khí H₂S sinh ra trong quá trình sản xuất các ngành công nghiệp là khoảng 3 triệu tấn mỗi năm.

3. Tính chất hóa học của H₂S, đặc tính của Hiđro sunfua

H₂S có tính axit

Tính chất hóa học của H₂S đầu tiên mà chúng ta muốn nhắc đến là H₂S có tính axit yếu.

- Khí Hiđro sunfua có thể tan trong nước như được nhắc ở trên và tạo thành dung dịch axit rất yếu có tên là axit sunfuhiđric, nó hoạt động yếu hơn cả axit cacbonic.

- Axit sunfuhiđric tác dụng với dung dịch kiềm sẽ tạo nên 2 loại muối: muối trung hòa và muối axit.

Axit H₂S có tính khử mạnh

- Là chất khử mạnh vì trong H₂S lưu huỳnh có số oxi hóa thấp nhất (-2).

- Khi tham gia phản ứng hóa học, tùy thuộc vào bản chất và nồng độ của chất oxi hóa, nhiệt độ,… mà nguyên tố lưu huỳnh có số oxi hóa −2 (S^-2) có thể bị oxi hóa thành (S⁰), (S⁺⁴), (S⁺⁶).

- Các phản ứng của H₂S

+ Khí H₂S tác dụng với O₂ có thể tạo ra S hoặc SO₂ tùy theo cách tiến hành phản ứng và lượng oxi:

2H₂S + 3O₂ → 2H₂O + 2SO₂ (nếu dư oxi)

2H₂S + O2 → 2H₂O + 2S

+ Ở nhiệt độ cao, khí H₂S sẽ bị cháy trong không khí với ngọn lửa có màu xanh nhạt, khí H₂S bị oxi hóa thành SO₂:

2H₂S + 3O₂ → 2H₂O + 2SO₂

+ Khi tác dụng với clo thì H₂S có thể tạo S hay H₂SO₄ tùy theo từng điều kiện phản ứng:

H₂S + 4Cl₂ + 4H₂O → 8HCl + H₂SO₄

H₂S +Cl₂ → 2 HCl + S (khí clo gặp khí H₂S)

+ Dung dịch H₂S có tính axit yếu ở 2 nấc: Khi tác dụng với dung dịch kiềm thì có thể tạo muối axit hoặc tạo muối trung hoà

H₂S + NaOH → NaHS + H₂O

H₂S + NaOH → Na₂S + H₂O

4. Điều chế H₂S

Trong tự nhiên

- Khí này đa số sinh ra trong tự nhiên và khí thải của các ngành công nghiệp như đã nhắc ở trên. Hidro sunfua thường được điều chế từ sự phân hủy vi sinh vật của các chất hữu cơ khi không có O₂ (hay còn gọi là quá trình phân hủy kỵ khí)

- H₂S cũng tồn tại trong khí núi lửa, khí tự nhiên

Điều chế H₂S trong phòng thí nghiệm

- Trong phòng thí nghiệm thì người ta điều chế chất khí này bằng cách cho dung dịch axit clohiđric phản ứng với sắt (II) sunfua:

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S↑

- Hoặc điều chế H₂S từ S

- Một số sunfua kim loại và phi kim khi tác dụng với nước sẽ tạo ra hydro sunfua

Điều chế H₂S trong công nghiệp

- Sản xuất H₂S khi tách khỏi khí chua – đây là khí tự nhiên có hàm lượng H₂S cao. Ngoài ra, ta có thể sản xuất bằng cách xử lý hydro bằng lưu huỳnh nguyên tố nóng chảy ở khoảng 450°C.

- Trên đây là những tính chất hóa học của - mà chúng ta cần tìm hiểu. - là loại khí độc tồn tại xung quanh chúng ta. Chính vì vậy hãy tìm hiểu cách phòng tránh nó nhé.

5. Khí H₂S độc như thế nào?

H₂S là khí rất độc. Nếu trong không khí có chứa một lượng, dù là rất nhỏ hydro sunfua người và động vật cũng có thể bị ngộ độc nặng, ngạt thở, choáng váng và ói mửa. Tùy vào nồng độ khí hydro sunfua mà mức độ nguy hiểm của nó sẽ khác nhau. Trường hợp nặng có thể khiến nạn nhân bị tê liệt toàn thân, thậm chí tử vong.

+ Nồng độ khoảng 100ppm: Gây kích thích đến màng phổi của con người. Nếu hít thở lâu trong khoảng 1 giờ, mắt và đường hô hấp sẽ bị ảnh hưởng. Nếu liên tục trên 8 giờ, nạn nhân có thể bị tử vong.

+ Nồng độ khoảng 400ppm đến 700ppm: Chỉ trong khoảng 30 phút, nạn nhân có thể bị nguy hiểm đến tính mạng.

+ Nồng độ trên 800ppm: Nạn nhân có thể gây mất ý thức, có khả năng tử vong ngay lập tức.

Bảng phân tích mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe theo nồng độ khí H ₂ S có trong không khí

6. Ứng dụng của khí H₂S – khí Hydro sunfua

Dù là khí rất độc nhưng hydro sunfua vẫn có nhiều ứng dụng quan trọng trong một số ngành công nghiệp thương mại quan trọng. Ví dụ như:

- Dùng làm nguyên liệu để sản xuất axit sunfuric và nguyên tố lưu huỳnh.

- Sản xuất các chất sulfide vô cơ trung gian dùng làm nguyên liệu cho các quy trình sản xuất thuốc trừ sâu, thuốc nhuộm, da và dược phẩm.

- Dùng để sản xuất nước nặng trong một số nhà máy điện hạt nhân.

- Trong nông nghiệp, khí hydro sunfua được dùng làm chất khử trùng.

- Có mặt trong một số loại dầu cắt gọt kim loại, là chất làm mát và chất bôi trơn,… trong quy trình gia công kim loại.

----------------------------------------

Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn nội dung bài Tại sao nói axit H2S có tính khử mạnh? Để có kết quả học tập tốt và hiệu quả hơn, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Hóa học 10, Chuyên đề Vật Lý 10, Chuyên đề Hóa học 10, Giải bài tập Toán 10. Tài liệu học tập lớp 10 mà VnDoc tổng hợp biên soạn và đăng tải.