Tóm tắt lý thuyết Sulfur và Sulfur dioxide bài 7 hóa 11

Trong Bài 7 Hóa 11, các em sẽ được tìm hiểu về Sulfur và Sulfur dioxide, hai hợp chất có tầm quan trọng lớn trong hóa học và môi trường. Sau đây là nội dung tóm tắt ngắn gọn giúp các em có thể dễ dàng nắm bắt được hết kiến thức trong bài.

Sulfur là gì?

Sulfur (lưu huỳnh) là nguyên tố đứng thứ 17 về độ phổ biến trong vỏ Trái Đất, chiếm khoảng 0,03 – 0,1% khối lượng. Nó có bốn đồng vị bền: \(^{32}S\)(94,98%), \(^{33}S\)(0,76%), \(^{34}S\)(4,22%) và \(^{36}S\)(0,02%). 

Trong tự nhiên, Sulfur xuất hiện cả dưới dạng nguyên chất và hợp chất. Dạng nguyên chất của Sulfur thường được tìm thấy ở các khu vực gần núi lửa và suối nước nóng,… Còn dạng hợp chất bao gồm các khoáng vật sulfide, sulfate, và protein,…

Trạng thái tự nhiên của Sulfur

Sulfur được giải phóng từ lõi Trái Đất chủ yếu dưới dạng Sulfur dioxide (\(SO_2\)) và hydrogen sulfide (\(H_2S\)) khi xảy ra các đợt phun trào núi lửa. 

Sau đó, hydrogen sulfide chuyển hóa thành các muối sulfide ít tan, hình thành nên các khoáng vật như pyrite và chalcopyrite,… 

Còn Sulfur dioxide sẽ chuyển hóa thành các muối sulfate của calcium và barium, tạo thành các khoáng vật như thạch cao. 

Trong cơ thể con người, Sulfur chiếm khoảng 0,2% khối lượng và có mặt trong nhiều protein cũng như enzyme.

Cấu tạo nguyên tử và phân tử

– Cấu tạo nguyên tử

• Nguyên tố Sulfur ở ô số 16, nhóm VIA, chu kì 3 trong bảng tuần hoàn. Nguyên tử Sulfur có độ âm điện là 2,58. Sulfur có tính phi kim.
• Sulfur tạo ra nhiều hợp chất với các số oxi hoá khác nhau từ –2 đến +6, ví dụ: \(H_2S\), \(SO_2\), \(SO_3\)….

– Cấu tạo phân tử

• Phân tử Sulfur gồm 8 nguyên tử (\(S_8\)) có dạng vòng khép kín. Mỗi nguyên tử Sulfur liên kết với hai nguyên tử bên cạnh bằng hai liên kết cộng hoá trị không phân cực. 
• Liên kết S-S có năng lượng liên kết bằng 226 kJ/mol và độ dài liên kết là 205 pm.Trong phản ứng hoá học, phân tử Sulfur được viết đơn giản là S.

Tính chất vật lí

Sulfur chỉ  tồn tại dưới hai dạng thù hình: dạng tà phương (ổn định ở nhiệt độ thường) và dạng đơn tà.

Sulfur không tan trong nước, tan ít trong alcohol, nhưng tan nhiều trong carbon disulfide.

Sulfur có nhiệt độ nóng chảy là 113°C và nhiệt độ sôi là 445°C.

Tính chất hoá học của Sulfur

Khi tham gia phản ứng hoá học, Sulfur có thể thể hiện tính oxi hoá hoặc tính khử. Trong thực tế, hầu hết các phản ứng của Sulfur chỉ xảy ra khi đun nóng.

– Phản ứng với hydrogen và kim loại

Khi ở nhiệt độ cao, Sulfur phản ứng với hydrogen tạo ra hydrogen sulfide.

\(\text{H}_2 (g) + \text{S} (s) \xrightarrow{t^\circ} \text{H}_2\text{S} (g) \quad \Delta_r H^\circ = -20.6 \, \text{kJ}\)

Sulfur phản ứng với thủy ngân (mercury) ngay ở nhiệt độ phòng và phản ứng với nhiều kim loại khác khi ở nhiệt độ cao, tạo ra các muối sulfide.

Hg + S → HgS

\(2\text{Al} + 3\text{S} \xrightarrow{t^\circ} \text{Al}_2\text{S}_3\)

– Phản ứng với phi kim

Ở nhiệt độ thích hợp, Sulfur phản ứng với một số phi kim như fluorine, oxygen…

Ví dụ:

\(\text{S}(s) + 3\text{F}_2(g) \rightarrow \text{SF}_6(g) \quad \Delta_r H^\circ = -1220.5 \, \text{kJ}\)

Ứng dụng của Sulfur trong đời sống

Sulfur (lưu huỳnh) là một nguyên tố hóa học có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực của đời sống và sản xuất. Dưới đây là một số ứng dụng nổi bật của Sulfur:

Trong Công nghiệp:

• Sản xuất axit Sulfuric \(H_2SO_4\): Đây là ứng dụng quan trọng nhất của Sulfur. Axit Sulfuric được sử dụng rộng rãi trong sản xuất phân bón, thuốc nhuộm, giấy, chất tẩy rửa, và nhiều hóa chất khác.
• Sản xuất cao su: Sulfur được sử dụng để lưu hóa cao su, làm tăng độ bền và đàn hồi của cao su.
• Sản xuất thuốc súng, diêm: Sulfur là một thành phần quan trọng trong thuốc súng và diêm.
• Sản xuất thuốc trừ sâu, thuốc diệt nấm: Sulfur được sử dụng để tạo ra các hợp chất hóa học có khả năng tiêu diệt sâu bệnh và nấm gây hại cho cây trồng.
• Sản xuất giấy: Sulfur được sử dụng trong quá trình sản xuất giấy để tẩy trắng và làm mịn giấy.
• Sản xuất chất dẻo: Sulfur được sử dụng để sản xuất một số loại chất dẻo.

Trong Đời sống:

• Bảo quản thực phẩm: Sulfur dioxide (\(SO_2\)) có tác dụng diệt khuẩn, chống oxy hóa, nên được sử dụng để bảo quản trái cây sấy khô, rượu vang.
• Làm đẹp: Sulfur có mặt trong một số sản phẩm chăm sóc da và tóc, giúp điều trị mụn trứng cá, vẩy nến.
• Y học: Sulfur được sử dụng trong một số loại thuốc để điều trị các bệnh về da.

Một số ứng dụng khác:

• Sản xuất pin: Sulfur được sử dụng trong một số loại pin.
• Sản xuất chất tẩy trắng: Sulfur dioxide được sử dụng để tẩy trắng vải và giấy.
• Sản xuất chất bôi trơn: Một số hợp chất của Sulfur được sử dụng làm chất bôi trơn.

Sulfur dioxide là gì ?

Sulfur dioxide (\(SO_2\)) là một hợp chất hóa học gồm một nguyên tử Sulfur và hai nguyên tử oxy. Đây là một khí không màu, có mùi hắc và gây kích ứng, thường được giải phóng trong quá trình đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch chứa Sulfur như than đá và dầu mỏ, cũng như trong các hoạt động của núi lửa.

Tính chất vật lí của Sulfur dioxide

Trong điều kiện bình thường, Sulfur dioxide (\(SO_2\)) là một chất khí không màu, nặng hơn không khí và có mùi hắc, dễ nhận biết. Nó tan nhiều trong nước, với 1 lít nước có thể hòa tan tới 40 lít khí Sulfur dioxide ở 20°C.

Sulfur dioxide là một khí độc, nếu hít phải khí này vượt mức cho phép có thể gây viêm nhiễm đường hô hấp.

Sulfur dioxide có tính chất hóa học gì?

– Tính oxi hoá

Sulfur dioxide phản ứng với hydrogen sulfide tạo nên Sulfur và nước.

\(\text{SO}_2 + 2\text{H}_2\text{S} \rightarrow 3\text{S} + 2\text{H}_2\text{O}\)

– Tính khử

Sulfur dioxide phản ứng với nitrogen dioxide (\(NO_2\)) trong sự hiện diện của xúc tác nitrogen oxide, tạo thành Sulfur trioxide.

\(\text{SO}_2 + \text{NO}_2 \xrightarrow{t^\circ, \, \text{xt}} \text{SO}_3 + \text{NO}\)

Tính ứng dụng của Sulfur dioxide

Sulfur dioxide đóng vai trò quan trọng như một chất trung gian trong quy trình sản xuất axit Sulfuric.

Nhờ vào khả năng tẩy trắng và diệt khuẩn, Sulfur dioxide được ứng dụng để tẩy trắng bột giấy, loại bỏ màu trong quá trình sản xuất đường, và ngăn ngừa nấm mốc trên các sản phẩm mây tre đan,…

Trong lĩnh vực nghiên cứu, Sulfur dioxide ở dạng lỏng là một dung môi phân cực, được sử dụng để tiến hành nhiều phản ứng hóa học.

Nguồn phát sinh Sulfur dioxide và tác động đến môi trường

– Nguồn phát sinh Sulfur dioxide

Sulfur dioxide được phát sinh từ cả nguồn tự nhiên (khí thải từ núi lửa) và nguồn nhân tạo. Trên phạm vi toàn cầu, nguồn Sulfur dioxide tự nhiên chiếm tỉ lệ lớn hơn, nhưng tại các khu vực đô thị và công nghiệp, nguồn phát thải nhân tạo lại chiếm ưu thế.

Nguồn Sulfur dioxide nhân tạo chủ yếu xuất phát từ việc đốt cháy các nhiên liệu chứa tạp chất Sulfur (than đá, dầu mỏ), đốt quặng sulfide (như galen và blend) trong ngành luyện kim, hay đốt Sulfur và quặng pyrite trong sản xuất axit Sulfuric,…

– Tác hại của Sulfur dioxide với môi trường

Sulfur dioxide là một trong các tác nhân làm ô nhiễm khí quyển, gây mưa acid và viêm đường hô hấp ở người..

– Các biện pháp hạn chế Sulfur dioxide phát thải ra môi trường

Tăng cường sử dụng các nguồn năng lượng mới, năng lượng sạch, năng lượng tái tạo; sử dụng tiết kiệm, hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên; cải tiến công nghệ sản xuất, có biện pháp xử lí khí thải và tái chế các sản phẩm phụ có chứa Sulfur.

Trong bài này chúng ta đã cùng nhau khám phá Sulfur và Sulfur dioxide, những tính chất vật lí, tính chất hoá học và tác động của chúng đến môi trường. Hy vọng với kiến thức đã được tóm tắt đầy đủ trên đây các em đã hiểu hết về Sulfur và Sulfur dioxide.

<<Xem thêm>> Hóa 11 KNTT Bài 6: Một số hợp chất của Nitrogen với Oxygen