Viết phương trình điều chế SO2 trong phòng thí nghiệm

Ô nhiễm môi trường ko khí, trái đất nóng lên, sự suy giảm của tầng ozon và mưa axit- Đây đều là những vấn đề hết sức nguy cấp hiện nay và nguyên nhân gây ra những hiện tượng này chính là do khí lưu huỳnh dioxit. Vậy đâu Lưu huỳnh dioxit được hình thành do đâu? Được điều chế như thế nào? Cùng tìm hiểu thông tin qua bài viết dưới đây

  • Khí lưu huỳnh dioxit là gì? Nguồn gốc hình thành
  • Những tính chất đặc trưng
  • Trật tự điều chế khí lưu huỳnh dioxit SO2 
  • Những ứng dụng thực tế của lưu huỳnh dioxit
  • Lưu huỳnh dioxit với nguy hiểm ko?
  • Video liên quan

Khí lưu huỳnh dioxit là gì? Nguồn gốc hình thành

Lưu huỳnh dioxit hay anhiđrit sunfuro là một hợp chất khí với công thức hóa học là SO2

Nguồn gốc tự nhiên

- Khí thoát ra từ những vụ phun trào của núi lửa.

Núi lửa phun trào

- Sự phân hủy của những hợp chất sinh vật học với chứa lưu huỳnh để tạo thành SO2 và oxit lưu huỳnh.

Nguồn gốc nhân tạo

- Khói thải từ những nhà máy lọc dầu, đốt than, sản xuất xi măng, bột giấy, luyện kim và công nghiệp chế biến.

- Sinh hoạt hàng ngày: Khói thuốc lá, thiết bị sử dụng gas làm nhiên liệu như bếp, lò nung, máy sấy quần áo,…ko đúng cách hoặc thiếu khí. Khí thải từ những chất đốt như rơm, gỗ, than đá,…

- Những phương tiện liên lạc: Khí thải của oto, xe máy,…

Khí thải từ những phương tiện liên lạc

Những tính chất đặc trưng

1. Tính chất vật lý

- Trạng thái vật lý: Tồn tại ở thể khí, nặng hơn ko khí

- Màu sắc: Ko màu

- Mùi: Mùi gây kích thích mạnh, với vị hăng cay

- Nhiệt độ nóng chảy: −72.4 °C (200.75 K)

- Nhiệt độ sôi: −10 °C (263 K)

- Độ hòa tan trong nước: 9.4 g/100 mL (25 °C)

- Khối lượng riêng: 2.551 g/L, gas

- Khối lượng phân tử mol: 64.054 g mol−1

2. Tính chất hóa học

- Công thức hóa học: SO2

Cấu trúc hóa học của SO2

- Oxy hóa chậm trong ko khí: Do quá trình quang quẻ hóa hoặc chất xúc tác mà SO2 dễ bị oxy hóa thành SO3 trong khí quyển.

- Là một oxit axit, tan trong nước để tạo thành axit sunfit H2SO3. Đây là một axit yếu

S + O2 → SO2

SO2 + H2O → H2SO3

- Tác dụng với dung dịch kiềm

Tùy vào tỷ lệ mol OH- và SO2 mà muối tạo thành với thể là muối sunfit, hiđrosunfit hoặc cả hai. Gọi T là tỷ lệ mol tương ứng của OH- và SO2

+ T < hoặc = 1 → muối  HSO3-

SO2 + NaOH → NaHSO3

SO2 + 2NaOH → Na­2SO3 + H2O

+ 1 < T < 2  → Hai muối: HSO3- và SO32- 

Làm vẩn đục nước vôi trong. Đó là muối caxi sunfit CaSO3 ko tan

Ca(OH)2

+

SO2

H2O

+

CaSO3

(dd)

 

(khí)

 

(lỏng)

 

(kt)

  

(ko màu)

 

(ko màu)

 

(trắng)

- S trong SO2 với số oxy hóa là +4 lên nó với thể lên +6 hoặc -2. Do đó SO2 vừa là chất oxy hóa, vừa là chất khử.

+ Là chất khử mạnh lúc phản ứng với chất oxy hóa mạnh (S+4 → S+6)    

2SO2 + O2  2SO3 (V2O5, 4500C)

Cl2 + SO2 + 2H2O → H2SO4 + 2HCl

Làm mất thuốc nước Brom

SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4

Làm mất màu dung dịch thuốc tím

5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + Hai H2SO4

+ Là chất oxy hóa mạnh lúc phản ứng với chất khử mạnh

SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O

SO2 + 2Mg → S + 2MgO

 

Trật tự điều chế khí lưu huỳnh dioxit SO2 

Trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm, khí SO2 được điều chế bằng cách cho muối sunfit là muối của axit yếu tác dụng với axit mạnh hơn thường là dung dịch axit sunfuric với muối natri sunfit với những bước sau:

- Lắp dụng cụ thí nghiệm theo mô phỏng sau

Điều chế SO2 trong phòng thí nghiệm

- Rót từ từ dung dịch axit sunfuric vào bình chứa natri sunfit rồi đậy nắp lại.

Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + SO2

- Đun nóng bình trên ngọn lửa đèn cồn với sử dụng lưới amiang.

- Thu khí lưu huỳnh dioxit bằng phương pháp chuyển ko khí. Sử dụng bông tẩm dung dịch natri hidroxit NaOH để hạn chế lượng khí SO2 thoát ra ngoài. Ko sử dụng bông tẩm khí amoniac NH3 vì nó là khí dễ bay khá làm việc thu khí ko đạt hiệu quả cao.

Ko nên cho muối sunfit tác dụng với axit clo hidric vì axit này rất dễ bay khá và hòa lẫn vào SO2 . Do đó, lúc tiến hành thử nghiệm tính chất hóa học, kết quả sẽ ko còn chuẩn xác nữa.

Trong công nghiệp

- Đốt lưu huỳnh

S + O2 (to) → SO2

- Đốt cháy H2S trong oxi dư

2H2S + 3O2 → 2H2O + 2SO2

- Cho kim loại tác dụng với H2SO4 đặc nóng

Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O

- Đốt pyrit sắt (FeS2)

4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 

Lò đốt sắt pirit

Những ứng dụng thực tế của lưu huỳnh dioxit

- Sản xuất axit sunfuric chính là ứng dụng quan yếu nhất.

- Làm chất tẩy trắng bột giấy, dung dịch đường.

- Làm chất bảo quản thực phẩm sử dụng cho những loại quả sấy khô, tránh được nấm mốc phát triển.

- Với những loại quả tươi, nó giúp giữ lại màu sắc tươi mới, chống sự thối rữa.

- Trong sản xuất rượu vang, lưu huỳnh dioxit được sử dụng để làm chất chống lại vi khuẩn xâm nhập, chống oxy hóa và tẩy trắng đường mật.

Ứng dụng thực tế của lưu huỳnh dioxit

Lưu huỳnh dioxit với nguy hiểm ko?

Với môi trường tự nhiên

- Lưu huỳnh dioxit là chất khí gây ô nhiễm môi trường ko khí.

- SO2 bị oxy hóa và tác dụng với nước thành axit sunfuric gây mưa axit. Gây tổn thương cho những loài thực vật lúc chúng xúc tiếp với môi trường chứa SO2 1- Hai ppm trong vài tiếng đồng hồ. Đối với những loài nấm, địa y thì chì chỉ với hàm lượng 0.15- 0.3 ppm cũng với thể gây độc cấp tính.

- Phá hủy tầng ozon:  SO2 + O3 →  SO3 + O2

- Trong ko khí ẩm, nó trở thành axit gây ăn mòn kim loại, bê tông. Làm thay đổi tính chất vật lý, màu sắc của đá vôi, đá hoa,..phá hủy những tác phẩm kiến trúc, gây gỉ sét cho sắt, thép, bào mòn vải sợi, giấy,… 

Khí SO2 gây hiện tượng mưa axit

Với con người

- Khí SO2 sẽ đi vào máu qua đường hô hấp hoặc tiêu hóa  sẽ làm giảm lượng dự trữ kiềm gây rối loạn chuyển hóa đường và protein, gây nên tình trạng thiếu vitamin b, c, ức chế enzym oxydaza, tạo methemiglobine để chuyển sắt II hòa tan thành sắt III kết tủa làm mạch máu bị tắc nghẽn. Điều này sẽ làm việc vận chuyển oxy của hồng huyết cầu bị hạn chế, nạn nhân nhanh chóng rơi vào trạng thái khó thở.

- Đối với những người mắc bệnh hen, khí SO2  làm tăng tần suất hen suyễn do sự co thắt phế truất quản.

- Xúc tiếp với da sẽ làm da bị phù, phỏng thậm chí hoại tử.

- Xúc tiếp với mắt làm hỏng mi mắt, bỏng giác mạc, viêm kết mạc, làm con ngươi bị hóa cứng.

Giải pháp sơ cứu y tế

- Nhiễm độc cấp tính

+ Đưa nạn nhân tới nơi thoáng khí và cho thở oxy, nếu khó thở với thể cho uống thuốc giãn phế truất quản.

+ Nếu xúc tiếp với da, cần sử dụng dung dịch natri sunfit nồng độ 2% để rửa sạch.

+ Sử dụng dung dịch epherin nồng độ 2- 3% để nhỏ mũi.

+ Đưa nạn nhân tới cơ sở vật chất y té sắp nhất để theo dõi và điều trị tiếp nếu cần.

- Nhiễm độc mãn tính

+ Giới hạn việc xúc tiếp với SO2 bằng cách chuyển người bị nhiễm độc tới nơi làm việc khác nếu với thể.

+ Nếu ko thể thay đổi công việc thì những người đó cần tập những bài thở rèn luyện cho cơ quan hô hấp.

+ Sử dụng thêm kháng sinh nếu cần, bổ sung những thực phẩm giàu protein, uống sữa, đường để tăng cường sức đề kháng, phòng độc cho thân thể.

Thực phẩm bổ sung đạm, protein

Những lưu ý lúc làm việc 

+ Mang y phục bảo hộ lao động ko hấp thụ SO2, khẩu trang hoạt tính, mặt nạ chống độc nếu phải xúc tiếp với nồng độ cao

+ Sử dụng nước súc mồm là dung dịch natri sunfit 10%.

+ Ăn nhiều chất đạm, vitamin

Lời giải chi tiết, dễ hiểu nhất cho nghi vấn: “Điều chế SO2 trong phòng thí nghiệm như thế nào?” cùng với tri thức tham khảo do Top Tài Liệu soạn là tài liệu cực hay và có ích giúp những bạn học trò ôn tập và tích luỹ thêm tri thức bộ môn Hóa học 10

– Trong phòng thí nghiệm, SO2 được điều chế bằng cách cho muối sunfit tác dụng với axit mạnh như: HCl, H2SO4.

Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + SO2

– Ngoài ra, khí SO2 còn được điều chế bằng cách cho Cu tác dụng với H2SO4 đặc.

Cu + 2H2SO2 đặc → CuSO4 + SO2 + 2H2O

– Lưu huỳnh đioxit hay anhiđrit sunfurơ là một hợp chất hóa học với công thức SO2. Đây là một khí vô sinh ko màu, nặng hơn ko khí và là sản phẩm chính của sự đốt cháy hợp chất lưu huỳnh.

Những tên gọi khác: sulfur dioxit, lưu huỳnh oxit, khí SO2.

* Trong tự nhiên

Khí thoát ra từ vụ núi lửa phun trào,những hợp chất sinh vật học với chứa lưu huỳnh phân hủy tạo ra SO2 và oxit lưu huỳnh.

* Nhân tạo

Khói thải từ những nhà máy lọc dầu, đốt than, luyện kim, sản xuất xi măng, bột giấy, công nghiệp chế biến. Khí thải sinh ra từ những phương tiện liên lạc: ô tô, xe máy,…Sinh hoạt hàng ngày: khói thuốc lá, thiết bị sử dụng gas làm nhiên liệu ko đúng cách hay thiếu khí, khí thải sinh ra từ quá trình đốt rơm, gỗ, than đá,…

Lưu huỳnh đioxit (SO2) là một chất với tính oxi hóa, lúc oxi hóa chậm trong ko khí sẽ chuyển thành SO2SO3. Chất xúc tác cho phản ứng này chính là quá trình quang quẻ hóa. Ngoài ra, một số tính chất hóa học cụ thể của SO2 gồm:

Tác dụng với nước đựng tạo ra một axit yếu:

SO2 + H2O → H2SO3

Tác dụng với một số dung dịch bazơ tạo ra muối:

SO2 + NaOH → NaHSO3

SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O

Vừa với phản ứng khử vừa với phản ứng oxi hóa:

SO2 thể hiện tính khử qua những phản ứng sau:

2SO2 + O2 → 2SO3 (V2O5, 450oC)

Cl2 + SO2 + 2H2O → H2SO4 + 2HCl

SO2 làm mất thuốc nước Brom:

SO2 + Br2 + 2H2O → 2HBr + H2SO4

SO2 làm mất màu thuốc tím:

5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4

SO2 thể hiện tính oxy hóa qua những phản ứng sau:

SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O

SO2 + 2Mg → S + 2MgO

– Trạng thái vật lý: Tồn tại ở thể khí, nặng hơn ko khí

– Màu sắc: Ko màu

– Mùi: Mùi gây kích thích mạnh, với vị hăng cay

– Nhiệt độ nóng chảy: −72.4 °C (200.75 K)

– Nhiệt độ sôi: −10 °C (263 K)

– Độ hòa tan trong nước: 9.4 g/100 mL (25 °C)

– Khối lượng riêng: 2.551 g/L, gas

– Khối lượng phân tử mol: 64.054 g mol−1

* Trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm, khí SO2 được điều chế bằng cách cho muối sunfit là muối của axit yếu tác dụng với axit mạnh hơn thường là dung dịch axit sunfuric với muối natri sunfit với những bước sau:

– Lắp dụng cụ thí nghiệm theo mô phỏng sau:

– Rót từ từ dung dịch axit sunfuric vào bình chứa natri sunfit rồi đậy nắp lại.

Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + SO2

– Đun nóng bình trên ngọn lửa đèn cồn với sử dụng lưới amiang.

– Thu khí lưu huỳnh dioxit bằng phương pháp chuyển ko khí. Sử dụng bông tẩm dung dịch natri hidroxit NaOH để hạn chế lượng khí SO2 thoát ra ngoài. Ko sử dụng bông tẩm khí amoniac NH3 vì nó là khí dễ bay khá làm việc thu khí ko đạt hiệu quả cao.

Ko nên cho muối sunfit tác dụng với axit clo hidric vì axit này rất dễ bay khá và hòa lẫn vào SO2. Do đó, lúc tiến hành thử nghiệm tính chất hóa học, kết quả sẽ ko còn chuẩn xác nữa.

* Trong công nghiệp

– Đốt lưu huỳnh

S + O2 (to) → SO2

– Đốt cháy H2S trong oxi dư

2H2S + 3O2 → 2H2O + 2SO2

– Cho kim loại tác dụng với H2SO4 đặc nóng

Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O

– Đốt pyrit sắt (FeS2)

4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2

– Phơi nhiễm ngắn hạn Lưu huỳnh đioxit (SO2) với thể gây hại cho hệ hô hấp của người và động vật. Nhóm đối tượng bị tác động nhiều nhất là những người bị hen suyễn, đặc trưng là trẻ em và người già.

– Ko chỉ là SO2, những oxit lưu huỳnh khác cũng làm tác động tiêu cực tới sức khỏe. SO2 với thể phản ứng với những hợp chất khác trong khí quyển (vd: VOC) để tạo thành cách hạt nhỏ PM. Những hạt nhỏ với thể xâm nhập sâu vào phổi với số lượng đủ đủ to gây ra nhiều vấn đề sức khỏe.

– Cụ thể lúc xúc tiếp với khí sunfurơ thân thể với thể bị:

+ Khò khè, khó thở và tức ngực và những vấn đề khác đặc trưng lúc tập thể dục hoặc tham gia những hoạt động thể chất.

+ Xúc tiếp liên tục ở mức cao làm tăng những triệu chứng hô hấp và làm giảm khả năng hoạt động của phổi.

+ Phơi nhiễm ngắn khí SO2 trong ko khí, người hen suyễn với thể gặp phải tính trạng khó thở.

+ Suy giảm chức năng của hệ hô hấp.

Leave a Comment

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *