Mn ơi, cho mình hỏi sao CuS lại ko tác dụng đc vs H2SO4 vậy ạ? Theo điều kiện ax…

Để giải đáp, chúng ta sẽ đi theo từng bước một:

1. Nhắc lại các điều kiện để phản ứng trao đổi giữa axit và muối xảy ra.

Trong chương trình Hóa học lớp 9, chúng ta học rằng, phản ứng trao đổi (phản ứng giữa dung dịch axit và dung dịch muối) chỉ xảy ra khi sản phẩm tạo thành có ít nhất một trong các điều kiện sau:

• Tạo thành chất kết tủa (chất không tan).
• Tạo thành chất khí.
• Tạo thành chất điện li yếu hơn rất nhiều (thường là nước, khi axit tác dụng với bazơ, nhưng trong trường hợp này là axit yếu hơn axit ban đầu).

Em đã nêu rất đúng điều kiện về “axit tạo thành yếu hơn axit tham gia hoặc dễ bay hơi” (tức là tạo khí). Điều này là một trong những điều kiện quan trọng để phản ứng xảy ra.

2. Phân tích các chất tham gia và sản phẩm dự kiến trong phản ứng $\mathrm{CuS}$ với $H_{2}S{O}_4$.

Nếu phản ứng này xảy ra theo kiểu trao đổi, chúng ta có thể viết phương trình dự kiến như sau:

$$\mathrm{CuS}+H_{2}S{O}_4\to \mathrm{CuS}{O}_4+H_{2}S\uparrow$$

• Chất phản ứng:
  • $\mathrm{CuS}$ (Đồng(II) sulfua): Theo bảng tính tan, $\mathrm{CuS}$ là một muối không tan trong nước và không tan ngay cả trong các axit mạnh như $\mathrm{HCl}$ hay $H_{2}S{O}_4$ loãng.
  • $H_{2}S{O}_4$ (Axit sunfuric): Là một axit mạnh.
• Sản phẩm dự kiến:
  • $\mathrm{CuS}{O}_4$ (Đồng(II) sunfat): Theo bảng tính tan, $\mathrm{CuS}{O}_4$ là một muối tan trong nước.
  • $H_{2}S$ (Hiđro sunfua): Là một axit rất yếu (yếu hơn $H_{2}S{O}_4$) và là một chất khí dễ bay hơi.
3. Giải thích tại sao phản ứng không xảy ra dù có điều kiện “tạo axit yếu/khí”.

Em đã rất tinh ý khi nhận ra rằng sản phẩm $H_{2}S$ là một axit yếu hơn và là chất khí, điều này tưởng chừng như đủ để phản ứng xảy ra. Tuy nhiên, có một điều kiện tiên quyết và quan trọng hơn cả mà chúng ta cần xem xét, đó là khả năng tương tác của các chất phản ứng.

Đối với phản ứng trao đổi giữa axit và muối, để các ion có thể “trao đổi chỗ” cho nhau và tạo thành sản phẩm, thì ít nhất một trong các chất phản ứng ban đầu phải tan được, hoặc ít nhất phải bị axit tấn công, hòa tan để tạo ra các ion cần thiết.

• Trong trường hợp này, $\mathrm{CuS}$ là một muối rất không tan. Khi em cho $\mathrm{CuS}$ rắn vào dung dịch $H_{2}S{O}_4$ loãng, $\mathrm{CuS}$ không bị hòa tan bởi axit. Điều này có nghĩa là các ion ${\mathrm{Cu}}^{2+}$ và $S^{2-}$ từ $\mathrm{CuS}$ không thể đi vào dung dịch để gặp gỡ và trao đổi với các ion $H^{+}$ và ${\mathrm{SO}}_4^{2-}$ của $H_{2}S{O}_4$ để tạo ra sản phẩm mới.
• Em cứ hình dung thế này: Các điều kiện về tạo kết tủa, khí, hay axit yếu chỉ phát huy tác dụng nếu các chất phản ứng có thể “gặp nhau” (tức là tan hoặc hòa tan vào nhau). Vì $\mathrm{CuS}$ không tan trong $H_{2}S{O}_4$, nên phản ứng trao đổi không thể xảy ra một cách đáng kể.

Do đó, lời giải thích của thầy giáo em là hoàn toàn chính xác: “phản ứng này ko xảy ra do $\mathrm{CuS}$ là muối không tan trong axit mạnh”. Điều kiện này đã chặn đứng khả năng phản ứng ngay từ bước đầu tiên.

4. Lời giải thích thêm về sự hiểu nhầm của em (“chỉ cần thỏa mãn 1 trong 2 điều kiện”).

Em nói đúng rằng “chỉ cần thỏa mãn 1 trong 2 điều kiện” (tạo khí hoặc kết tủa/axit yếu) thì phản ứng trao đổi xảy ra. Tuy nhiên, điều này đúng khi các chất phản ứng đã ở trạng thái có thể tương tác với nhau (ví dụ, cả hai đều là dung dịch, hoặc một chất rắn có thể tan trong chất lỏng còn lại). Trong trường hợp của $\mathrm{CuS}$ và $H_{2}S{O}_4$, ngay cả khi sản phẩm dự kiến có $H_{2}S$ là chất khí, thì bản thân $\mathrm{CuS}$ không tan trong $H_{2}S{O}_4$ nên không có “nguồn” ${\mathrm{Cu}}^{2+}$ và $S^{2-}$ để tham gia phản ứng trao đổi ion. Do đó, phản ứng không thể diễn ra được.

Tóm lại: Phản ứng giữa $\mathrm{CuS}$ và $H_{2}S{O}_4$ không xảy ra mặc dù có thể tạo ra khí $H_{2}S$ (là axit yếu hơn) vì $\mathrm{CuS}$ là chất rắn rất bền, không tan trong dung dịch $H_{2}S{O}_4$. Điều này khiến cho các ion không thể trao đổi với nhau để tạo thành sản phẩm.

Hy vọng qua lời giải thích này, em đã hiểu rõ hơn về bản chất của phản ứng hóa học nhé! Luôn giữ tinh thần học hỏi và đặt câu hỏi như vậy, em sẽ tiến bộ rất nhanh trong môn Hóa học!