Cân bằng phản ứng Fe + H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O

Định nghĩa phản ứng oxi hóa khử

Phản ứng oxi hóa khử là phản ứng trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tử. Số oxi hóa là điện tích của nguyên tử giả định rằng mọi liên kết đều là ion.

Vai trò của chất oxi hóa và chất khử

Trong phản ứng oxi hóa khử, chất khử là chất nhường electron, còn chất oxi hóa là chất nhận electron. Sự oxi hóa là quá trình mất electron, còn sự khử là quá trình nhận electron.

Phản ứng giữa Fe và H2SO4 loãng

Phản ứng hóa học

Khi Fe phản ứng với H2SO4 loãng, phản ứng sẽ tạo ra FeSO4, H2 và nước. Đây là phản ứng oxi hóa khử, trong đó Fe đóng vai trò chất khử và H+ đóng vai trò chất oxi hóa.

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑

Cân bằng phản ứng

Để cân bằng phản ứng, ta cần đảm bảo rằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở vế trái bằng số nguyên tử của nguyên tố đó ở vế phải. Sau khi cân bằng, phản ứng trở thành:

2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2↑ + 6H2O

Phản ứng giữa Fe với H2SO4 đặc nguội

Phản ứng hóa học

Khi Fe phản ứng với H2SO4 đặc nguội, phản ứng sẽ tạo ra Fe2(SO4)3 và SO2. Đây cũng là phản ứng oxi hóa khử, trong đó Fe đóng vai trò chất khử và S đóng vai trò chất oxi hóa.

2Fe + 6H2SO4 (đặc, nguội) → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O

Cân bằng phản ứng

Sau khi cân bằng, phản ứng trở thành:

2Fe + 6H2SO4 (đặc, nguội) → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O

Phản ứng giữa Fe với H2SO4 đặc nóng

Phản ứng hóa học

Khi Fe phản ứng với H2SO4 đặc nóng, phản ứng sẽ tạo ra Fe2(SO4)3, SO2 và H2O. Đây cũng là phản ứng oxi hóa khử, trong đó Fe đóng vai trò chất khử và S đóng vai trò chất oxi hóa. Tuy nhiên, khi đun nóng, phản ứng sẽ tạo ra thêm khí H2S và S.

2Fe + 6H2SO4 (đặc, nóng) → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 2H2S↑ + 2H2O

Cân bằng phản ứng

Sau khi cân bằng, phản ứng trở thành:

2Fe + 6H2SO4 (đặc, nóng) → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + H2S↑ + 5H2O

Cân bằng phản ứng Fe + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O

Để cân bằng phản ứng, chúng ta cần đảm bảo rằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở vế trái bằng số nguyên tử của nguyên tố đó ở vế phải. Ta có thể thực hiện cân bằng bằng cách sử dụng phương pháp cân bằng ion electron.

Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tử

Bước 2: Xác định chất khử và chất oxi hóa

Chất khử là Fe, vì số oxi hóa của Fe tăng từ 0 lên +3. Chất oxi hóa là S, vì số oxi hóa của S giảm từ +6 xuống +4.

Bước 3: Viết bán phản ứng oxi hóa và khử

Bán phản ứng oxi hóa:

Fe → Fe3+ + 3e-

Bán phản ứng khử:

S6+ + 2e- → S4+

Bước 4: Cân bằng bán phản ứng

Cần cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố và số điện tích ở hai vế của mỗi bán phản ứng.

Bán phản ứng oxi hóa:

2Fe → 2Fe3+ + 6e-

Bán phản ứng khử:

S6+ + 4e- → 3S4+

Bước 5: Nhân bán phản ứng với hệ số thích hợp

Nhân bán phản ứng oxi hóa với hệ số 3 và bán phản ứng khử với hệ số 2 để cân bằng số electron trao đổi.

Bán phản ứng oxi hóa (nhân 3):

6Fe → 6Fe3+ + 18e-

Bán phản ứng khử (nhân 2):

2S6+ + 8e- → 6S4+

Bước 6: Cộng hai bán phản ứng

Cộng hai bán phản ứng đã nhân hệ số vào với nhau, sau đó khử các electron ở hai vế.

6Fe + 2S6+ → 6Fe3+ + 6S4+

Bước 7: Thêm ion H+ và H2O để cân bằng phản ứng

Thêm ion H+ và H2O vào vế thích hợp để cân bằng số nguyên tử của H và O.

6Fe + 2S6+ + 18H+ → 6Fe3+ + 6S4+ + 9H2O

Bước 8: Kiểm tra lại phản ứng đã cân bằng

Kiểm tra lại số nguyên tử của mỗi nguyên tố và số điện tích ở hai vế của phản ứng để đảm bảo đã cân bằng.

6Fe + 2S6+ + 18H+ → 6Fe3+ + 6S4+ + 9H2O

Phản ứng đã cân bằng:

6Fe + 2H2SO4 (đặc, nóng) → Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + H2S↑ + 5H2O

Kết luận

Phản ứng giữa Fe và H2SO4 là một phản ứng oxi hóa khử, trong đó Fe đóng vai trò chất khử và H+ hoặc S đóng vai trò chất oxi hóa. Tùy thuộc vào điều kiện phản ứng (nồng độ H2SO4, nhiệt độ), phản ứng sẽ tạo ra các sản phẩm khác nhau. Việc cân bằng phản ứng hóa học rất quan trọng để đảm bảo rằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở vế trái bằng số nguyên tử của nguyên tố đó ở vế phải. Việc sử dụng phương pháp cân bằng ion electron là một trong những cách hiệu quả để cân bằng phản ứng hóa học.

Mọi thắc mắc quý khách hàng xin vui lòng gửi về số Hotline 1900.868644 hoặc địa chỉ email [email protected] để được giải đáp. Trân trọng!