S + O2 → SO2 là phản ứng hóa học đốt cháy lưu huỳnh trong oxi. Sau phản ứng thu được khí lưu huỳnh dioxit. Mời các bạn tham khảo chi tiết phương trình phản ứng giữa S và O2 qua bài viết dưới đây.
Lý thuyết phương trình S + O2
1. Phản ứng S + O2
S + O2 
SO2
2. Điều kiện phản ứng S + O2
Điều kiện: Nhiệt độ
3. Cách thực hiện phản ứng đốt cháy lưu huỳnh S + O2
Đưa muỗng sắt có chứa một 1 lượng nhỏ lưu huỳnh bột vào ngọn lửa đèn cồn. Sau đó đưa lưu huỳnh đang cháy vào lọ có chứa khí oxi.
4. Hiện tượng phản ứng xảy ra S + O2
Lưu huỳnh cháy trong không khí: với ngọn lửa nhỏ, màu xanh nhạt
Lưu huỳnh cháy trong oxi: mãnh liệt hơn, tạo thành khí lưu huỳnh đi oxit
Nội dung mở rộng S + O2
Lưu huỳnh là gì?
Lưu huỳnh là nguyên tố phi kim phổ biến có ký hiệu S, số nguyên tử là 16. Nguyên tố này có nhiều hóa trị (−2; 0; +4; +6) trong bảng tuần hoàn hóa học. Đây là chất rắn kết tinh màu vàng chanh, không mùi, không vị.
Lưu huỳnh có màu vàng chanh
Hiện nay, lưu huỳnh thu được từ dầu mỏ, khí đốt và cát dầu Athabasca đang là nguồn cung lớn nhất trên thị trường với các kho dự trữ lớn dọc theo Alberta. Nó chủ yếu được sử dụng để sản xuất phân bón, chế tạo thuốc súng, diêm, sản xuất thuốc trừ sâu và thuốc diệt nấm.
Lưu huỳnh trong tiếng Phạn được gọi là sulvere còn trong tiếng Latinh là sulpur. Ngoài ra nó còn có một số tên gọi khác là lưu hoàng, diêm sinh hoặc sinh diêm vàng,. Ngay từ thời cổ đại, lưu huỳnh đã được nhắc đến trong Pentateuch của Kinh Thánh (Sáng thế ký). Trong tiếng Ả Rập sufra có nghĩa là màu vàng và nó bắt nguồn từ màu sáng của lưu huỳnh ở dạng tự nhiên.
Lưu huỳnh có ở đâu?
Trong cơ thể con người, lưu huỳnh là một nguyên tố thiết yếu cho sự sống và được tìm thấy trong hai amino axit.
Trong tự nhiên, nó có thể được tìm thấy ở dạng đơn chất hoặc trong các khoáng chất sulfide và sulfat. Lưu huỳnh dạng đơn chất thường được tìm thấy ở gần các suối nước nóng và các khu vực núi lửa trên khắp thế giới, đặc biệt là dọc vành đai lửa Thái Bình Dương. Đây cũng chính là lý do mà lưu huỳnh còn có tên gọi truyền thống là brimstone. Các trầm tích núi lửa hiện đang được khai thác tại Chile, Nhật Bản và Indonesia.
Lưu huỳnh dạng đơn chất thường được tìm thấy ở các khu vực núi lửa
Ngoài ra, trong các mỏ muối dọc theo bờ biển thuộc vịnh Mexico và trong các evaporit ở Đông Âu, Tây Á cũng tồn tại nhiều mỏ chứa lưu huỳnh đơn chất. Trong các mỏ này, lưu huỳnh được hình thành nhờ hoạt động của các vi khuẩn kỵ khí với các khoáng chất sulfat, điển hình là thạch cao. Các mỏ này chính là nền tảng để sản xuất lưu huỳnh công nghiệp tại Nga, Mỹ, Ba Lan, Turkmenistan và Ukraina.
Công thức cấu tạo của lưu huỳnh
Công thức cấu tạo của lưu huỳnh
Tính chất đặc trưng của lưu huỳnh
Tính chất hóa học của lưu huỳnh
Nguyên tử lưu huỳnh có 6 electron lớp ngoài cùng, trong đó có 2 electron độc thân. Trong các phản ứng hoá học thì số oxi hóa của lưu huỳnh có thể tăng hoặc giảm. Do đó nó vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử.
+> Tính khử
Lưu huỳnh thể hiện tính khử khi tác dụng với phi kim và các chất oxi hóa khác.
- Phản ứng với phi kim
– Lưu huỳnh phản ứng với hầu như các phi kim, trừ N và I.
– Khi bị đốt nóng, lưu huỳnh cháy trong không khí với ngọn lửa màu xanh và hình thành lưu huỳnh (IV) oxit. Phản ứng xảy ra như sau:
S + O2 → SO2
- Phản ứng với các chất có tính oxi hóa mạnh
3S + 2KClO3 → 2KCl + 3SO2
S + 6HNO3 (đặc) → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
S + 2H2SO4 (đặc) → 3SO2 + 2H2O
+> Tính oxi hóa
Lưu huỳnh có các mức oxi hóa là -2; 0; +4; +6.
- Phản ứng với kim loại
– Khi đun nóng, lưu huỳnh dễ dàng phản ứng với nhiều kim loại.
Fe + S → FeS
– Khi tác dụng với nhôm hoặc kẽm, phản ứng xảy ra mãnh liệt kèm theo sự loé sáng.
– Đồng cháy trong hơi lưu huỳnh tạo ra đồng(II) sulfide màu đen.
– Ở nhiệt độ thường, thuỷ ngân có thể tác dụng với lưu huỳnh
Hg + S → HgS
– Hợp chất của lưu huỳnh với kim loại được gọi là muối sunfua và các muối này thường có màu đặc trưng nên người ta dùng đặc điểm này để phân biệt các muối lưu huỳnh, ví dụ như muối MnS màu hồng, CuS, PbS, Ag2S màu đen, CdS màu vàng….
Muối CuS có màu đen
- Phản ứng với hidro
– Lưu huỳnh tác dụng trực tiếp với hidro ở nhiệt độ 350 độ C để tạo thành khí hidro sunfua có mùi trứng thối.
H2 + S → H2S
Tính chất vật lý của lưu huỳnh
Lưu huỳnh có 2 dạng thù hình là lưu huỳnh tà phương (SαSα) và lưu huỳnh đơn tà (SβSβ). Hai dạng này tuy khác nhau về cấu tạo tinh thể và một số tính chất vật lý nhưng chúng đều có chung tính chất hoá học, đặc biệt, tùy vào mức nhiệt độ mà 2 dạng này có thể biến đổi qua lại với nhau.
Lưu huỳnh có 2 dạng thù hình
Nhiệt độ có ảnh hưởng đến tính chất vật lý của lưu huỳnh, cụ thể là:
- Dưới 113 độ C: Sα; Sβ là chất rắn màu vàng và trong phân tử có 88 nguyên tử liên kết cộng hóa trị với nhau tạo thành mạch vòng.
- Tại nhiệt độ 119 độ C: Sα; Sβ nóng chảy thành dạng chất lỏng linh động màu vàng.
- Tại nhiệt độ 187 độ C, S lỏng có màu nâu đỏ và trở nên đặc nhớt.
- Nhiệt độ sôi của lưu huỳnh là 445 độ C.
Các phương pháp điều chế lưu huỳnh
Hiện nay, lưu huỳnh chủ yếu được sản xuất theo 2 phương pháp sau đây:
Khai thác lưu huỳnh dạng tự do ở trong lòng đất
Phương pháp này được thực hiện bằng cách sử dụng hệ thống nén nước siêu nóng ở 170 độ C cho vào các mỏ lưu huỳnh để đẩy lưu huỳnh nóng chảy lên phía trên mặt đất.
Khai thác lưu huỳnh dạng tự do ở trong lòng đất
Sử dụng hidro sunfua
– Đốt hidro sunfua H2S trong điều kiện thiếu khí
2H2S + O2 → 2S + 2H2O
– Dùng hidro sunfua khử lưu huỳnh dioxide
2H2S + SO2 → 3S + 2H2O
Ứng dụng của lưu huỳnh là gì?
Trong công nghiệp
Trong công nghiệp, lưu huỳnh có nhiều ứng dụng thông qua dẫn xuất chính của nó là axit sulfuric (H2SO4). Do đó nó được đánh giá là nguyên tố quan trọng bậc nhất đối với mọi lĩnh vực của nền kinh tế thế giới hiện nay. Ở Mỹ, H2SO4 được sản xuất nhiều hơn tất cả các loại hóa chất công nghiệp khác. Việc tiêu thụ axit sulfuric còn được coi là một trong những chỉ số tốt nhất để đánh giá sự phát triển nền công nghiệp của một quốc gia.
Lưu huỳnh có nhiều ứng dụng thông qua dẫn xuất chính của nó là axit sulfuric
Lưu huỳnh cũng được ứng dụng trong sản xuất ắc quy, bột giặt, cao su lưu hóa, thuốc diệt nấm và phân bón phosphat. Các sulfit được dùng để làm trắng giấy và là chất bảo quản trong rượu vang và làm khô các loại hoa quả.
Vào khoảng thế kỷ XII, người Trung Quốc đã chế tạo thành công thuốc súng bằng cách sử dụng lưu huỳnh, kali nitrat và carbon. Ngoài ra, vì là chất dễ cháy mà lưu huỳnh cũng được sử dụng để sản xuất các loại diêm và pháo hoa.
Vai trò sinh học
Lưu huỳnh là nguyên tố thiết yếu cho mọi tế bào và nó có trong axit amin cystein và methionin. Liên kết disulfua giữa các polypeptid có vai trò đặc biệt quan trọng trong sự tạo thành và cấu trúc của protein. Lưu huỳnh tạo ra protein, giúp điều chỉnh biểu hiện của gen và duy trì tính toàn vẹn của các mô liên kết như da, dây chẳng, gân,…
Các axit amin homocystein và taurin cũng chứa lưu huỳnh nhưng không được mã hóa bởi ADN và không phải là một phần của cấu trúc sơ cấp của các protein. Một số dạng vi khuẩn sử dụng hidro sunfua thay vào vị trí của nước với vai trò là chất cung cấp electron trong các tiến trình thô sơ giống như quang hợp.
Lưu huỳnh vô cơ tạo thành một phần của các cụm Fe – S và lưu huỳnh là cầu nối trong vị trí CuA của cytochrom c oxidaza. Bên cạnh đó sulfur cũng là thành phần quan trọng của coenzym A.
Thực vật hấp thụ lưu huỳnh trong đất dưới dạng các ion sunfat.
Thực vật hấp thụ lưu huỳnh trong đất dưới dạng các ion sunfat
Trong y học
Magnesi sulfat có thể được sử dụng như thuốc nhuận tràng.
Thuốc nhuận tràng Magnesi sulfat
Thuốc lưu huỳnh thường được dùng để điều trị các bệnh liên quan đến rối loạn về da vì nó có khả năng kháng viêm và kháng khuẩn cao. Ví dụ như kem, sữa dưỡng da, thuốc mỡ hoặc xà phòng lưu huỳnh dùng để điều trị mụn trứng cá hoặc thuốc mỡ lưu huỳnh dùng để điều trị viêm da tiết bã, ghẻ. Để đạt hiệu quả cao, các nhà sản xuất thường dùng thêm axit salicylic (BHA) hay Resorcinol để kết hợp cùng với lưu huỳnh trong thành phần dược liệu điều trị mụn trứng cá.
Thuốc trị mụn trứng cá lưu huỳnh
Ứng dụng khác của lưu huỳnh
Trong nhiếp ảnh, các thiosulfat natri và amoni được dùng làm tác nhân cố định.
Magnesi sulfat (còn gọi là muối Epsom) có thể được sử dụng dùng làm chất bổ sung cho các bình ngâm hoặc là tác nhân làm tróc vỏ cây hoặc bổ sung magnesi cho cây trồng.
Cuối thế kỷ XVIII, các nhà sản xuất đồ gỗ đã sử dụng lưu huỳnh nóng chảy để tạo ra các lớp khảm trang trí trên gỗ. Tuy nhiên việc nung chảy lưu huỳnh cũng tạo ra lưu huỳnh dioxide – một chất độc nên các đồ gỗ có lớp khảm lưu huỳnh đã bị loại bỏ nhanh chóng.
Lưu huỳnh có độc không – Tác hại của lưu huỳnh đến con người và môi trường
Đối với con người và các sinh vật sống
Lưu huỳnh là một chất vô cùng độc hại và khi ngấm vào nguồn nước, nó có thể gây nguy hiểm cho các sinh vật sống trong đó, ví dụ như tôm, cua, cá, ngao, sò,.. khiến chúng bị ngộ độc và chết. Hơn nữa, nếu con người ăn phải những sinh vật nhiễm lưu huỳnh thì cũng có nguy cơ bị nhiễm độc gián tiếp.
Thực phẩm nhiễm lưu huỳnh gây nguy hiểm cho người sử dụng
Mặc dù lưu huỳnh dioxide khá an toàn khi sử dụng với một lượng nhỏ để làm phụ gia thực phẩm nhưng khi ở nồng độ cao thì nó phản ứng với hơi ẩm để tạo ra axit sulfuro và gây tổn thương cho phổi, mắt và nhiều cơ quan khác. Với các sinh vật không có phổi như côn trùng hoặc thực vật thì nó sẽ ngăn cản quá trình hô hấp.
Hidro sunfua rất độc, độc hơn nhiều so với xyanua dù ở nồng độ thấp. Nó thường được tìm thấy trong nhiều môi trường làm việc và có thể được tạo ra từ các sản phẩm của con người hoặc sự phân hủy của các phụ phẩm trong tự nhiên. Mặc dù ban đầu H2S có mùi nhưng nó nhanh chóng làm mất cảm giác mùi nên các nạn nhân có thể không biết đến sự hiện diện của nó cho đến khi quá muộn. Do đó, hidro sunfua là mối nguy hiểm cho người lao động.
Khí H2S rất độc dù với nồng độ thấp
Đối với môi trường
Khí hidro sunfua H2S được hình thành do sự phân hủy các chất hữu cơ như thực vật và là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước. Trong tự nhiên, H2S thường được tìm thấy trong nước giếng khoan. Ngoài ra, trong nguồn nước cũng thường xuất hiện sulfua và bisulfide.
Nước cấp có chứa H2S với hàm lượng thấp khoảng 1,0 PPM đã có khả năng ăn mòn, làm xỉn màu các đố dùng bằng bạc, đồng và khiến quần áo, đồ gốm xuất hiện các vết đen.
Ngoài ra, khi đốt lưu huỳnh ở nhiệt độ cao, khí SO2 sẽ được hình thành và gây ô nhiễm môi trường không khí. Đây cũng là một trong những tác nhân gây biến đổi khí hậu, hiệu ứng nhà kính, mưa axit,…
Bài tập vận dụng liên quan S + O2
Câu 1. Lưu huỳnh tác dụng với axit sunfuric đặc, nóng:
S + 2H2SO4 → 3SO2 + 2H2O
Trong phản ứng này, tỉ lệ nguyên tử lưu huỳnh bị khử và số nguyên tử lưu huỳnh bị oxi hoá là:
A. 1 : 2.
B. 1 : 3.
C. 3 : 1.
D. 2 : 1.
Câu 2. Đung nóng 9,75 gam kali với một phi kim X dư thu được 13,75 gam muối. Hỏi X là phi kim nào sau đây?
A. Cl
B. Br
C. S
D. N
Đáp án C
Giả sử X có hóa trị là x.
xK + X → KxX
Ta có: nK = 9,75/39 = 0,25 mol
→nKxX = nK/x = 0,25/x
→ MKxX = 39x + X = (13,75)/0,25:n = 55x → X = 16x
Thỏa mãn x = 2 suy ra X = 32 nên X là S, muối là K2S
Câu 3. Phát biểu nào sau đây không đúng?
A. Lưu huỳnh là một phi kim mạnh, có tính oxi hóa mạnh điển hình
B. Khi tham gia phản ứng, lưu huỳnh thể hiện tính oxi hóa hoặc tính khử
C. Điều kiện thường, lưu huỳnh là chất rắn, màu vàng, không tan trong nước
D. Điều kiện thường, lưu huỳnh tồn tại dạng phân tử tám nguyên tử S8
Câu 4. Hơi thủy ngân rất dộc, bởi vậy khi làm vỡ nhiệt kế thủy ngân thì chất bột được dùng để rắc lên thủy ngân rồi gom lại là
A. vôi sống.
B. cát.
C. muối ăn.
D. lưu huỳnh.
Đáp án D
Thủy ngân tác dụng với lưu huỳnh ngay tại điều kiện thường:
Hg + S → HgS ↓
Do đó khi làm vỡ nhiệt kế thuỷ ngân thì chất bột được dùng để rắc lên thuỷ ngân rồi gom lại là lưu huỳnh, tránh gây ngộ độc
Câu 5. Cho các phản ứng hóa học sau:
S + O2 SO2
S + 3F2 SF6
S + Hg → HgS
S + 6HNO3 (đặc) H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
Trong các phản ứng trên, số phản ứng trong đó S thể hiện tính khử là
A. 3
B. 2
C. 4
D. 1
Câu 6. Cho 5,5 gam hỗn hợp bột sắt và bột nhôm tác dụng với bột lưu huỳnh trong điều kiện không có không khí) thấy có 6,4 gam lưu huỳnh tham gia phản ứng. Khối lượng sắt có trong 5 gam hỗn hợp đầu là
A. 5,6 gam.
B. 11,2 gam.
C. 2,8 gam.
D. 8,4 gam.
Đáp án
nS = 6,4/32 = 0,2 (mol)
⇒ mhh = mFe + mAl
Bảo toàn electron: 2nFe + 3nAl = 2nS
⇒ 56nFe + 27 nAl = 5,5 (1)
2nFe + 3nAl = 2.0,2 (2)
Giải hệ phương trình (1), (2)
⇒ nFe = 0,05
nAl = 0,1
⇒ mFe = 0,05.56 = 2,8 (gam)
……………………………..
Mời các bạn tham khảo tài liệu liên quan
