Lưu huỳnh có tác dụng được với H2SO4 loãng ko? Vì sao ? gợi ý: dựa vào tính o…

Chào các em! Hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau “mổ xẻ” một câu hỏi rất thú vị về phản ứng hóa học nhé. Để trả lời được câu hỏi này, chúng ta sẽ vận dụng kiến thức về tính chất hóa học, cụ thể là tính oxi hóa – khử của các chất.

Giải thích phương pháp:
Để xác định xem hai chất có phản ứng oxi hóa – khử với nhau hay không, chúng ta cần xem xét sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố trong các chất tham gia. Một phản ứng oxi hóa – khử luôn đi kèm với sự tăng số oxi hóa của chất khử (bị oxi hóa) và sự giảm số oxi hóa của chất oxi hóa (bị khử). Nếu không có sự thay đổi số oxi hóa nào, thì đó không phải là phản ứng oxi hóa – khử.

Lời giải chi tiết:

Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong các chất tham gia.

• Trong Lưu huỳnh ($S$): Đây là đơn chất, nên số oxi hóa của Lưu huỳnh là $S^0$.
• Trong axit sunfuric loãng ($H_{2}S{O}_4$ loãng):
  • Hiđro ($H$) có số oxi hóa là $H^{+1}$.
  • Oxi ($O$) có số oxi hóa là $O^{–2}$.
  • Để tìm số oxi hóa của Lưu huỳnh ($S$), ta áp dụng quy tắc tổng số oxi hóa trong phân tử trung hòa bằng 0: $2\times \left(+1\right)+x+4\times \left(–2\right)=0\Rightarrow 2+x–8=0\Rightarrow x=+6$. Vậy Lưu huỳnh trong $H_{2}S{O}_4$ có số oxi hóa là $S^{+6}$.

Bước 2: Phân tích khả năng thay đổi số oxi hóa và vai trò của từng chất.

• Lưu huỳnh đơn chất ($S^0$): Có thể tăng số oxi hóa (thể hiện tính khử) hoặc giảm số oxi hóa (thể hiện tính oxi hóa). Để phản ứng với $H_{2}S{O}_4$, $S^0$ cần phải bị oxi hóa (tức là tăng số oxi hóa).
• Lưu huỳnh trong $H_{2}S{O}_4$ loãng ($S^{+6}$): Số oxi hóa $+6$ là số oxi hóa cao nhất của Lưu huỳnh. Do đó, Lưu huỳnh trong $H_{2}S{O}_4$ chỉ có thể giảm số oxi hóa (thể hiện tính oxi hóa).
• Ngoài ra, trong axit loãng, các ion $H^{+}$ cũng có thể thể hiện tính oxi hóa (nhận electron để tạo thành $H_2$).

Bước 3: Đánh giá khả năng phản ứng oxi hóa – khử.

• Để Lưu huỳnh đơn chất ($S^0$) phản ứng, nó cần bị oxi hóa (tăng số oxi hóa). Điều này có nghĩa là nó cần một chất oxi hóa đủ mạnh.
• Chúng ta đã thấy rằng $H_{2}S{O}_4$ có nguyên tố Lưu huỳnh ở số oxi hóa cao nhất ($S^{+6}$), nên nó có khả năng đóng vai trò chất oxi hóa. Tuy nhiên, tính oxi hóa của $H_{2}S{O}_4$ phụ thuộc rất lớn vào nồng độ và nhiệt độ.
  • $H_{2}S{O}_4$ đặc, nóng là một chất oxi hóa mạnh, có thể oxi hóa các phi kim như Lưu huỳnh ($S^0$) thành $S{O}_2$ ($S^{+4}$). Phản ứng minh họa: $S+2H_{2}S{O}_4\text{(đặc, nóng)}\to 3S{O}_2+2H_{2}O$.
  • Ngược lại, $H_{2}S{O}_4$ loãng chỉ thể hiện tính axit mạnh thông thường (do ion $H^{+}$). Tính oxi hóa của nó rất yếu, chỉ đủ mạnh để oxi hóa các kim loại đứng trước Hiđro trong dãy hoạt động hóa học, tạo ra khí $H_2$. Lưu huỳnh là phi kim và không bị oxi hóa bởi ion $H^{+}$ trong axit loãng. Đồng thời, $S^{+6}$ trong $H_{2}S{O}_4$ loãng cũng không đủ mạnh để oxi hóa $S^0$.

Kết luận:

Vậy, Lưu huỳnh KHÔNG tác dụng được với $H_{2}S{O}_4$ loãng. Lý do là vì $H_{2}S{O}_4$ loãng là một axit mạnh nhưng tính oxi hóa của nó rất yếu (chỉ do $H^{+}$ gây ra) và không đủ để oxi hóa nguyên tố Lưu huỳnh ($S^0$).