Sulfur và sulfur dioxide SVIP

I. SULFUR

1. Trạng thái tự nhiên

- Sulfur (S) là nguyên tố phi kim nằm ở ô 16, chu kì 3, nhóm VIA và có độ âm điện là 2,58.

- Trong tự nhiên, sulfur tồn tại ở dạng đơn chất và hợp chất.

- Đơn chất lưu huỳnh phân bố ở các vùng lân cận núi lửa, nhất là khu vục vành đai lửa Thái Bình Dương.

- Phần lớn lượng lưu huỳnh trong tự nhiên tồn tại ở dạng hợp chất trong khoáng vật.

- Sulfur chiếm 0,2% khối lượng cơ thể con người và tham gia cấu tạo nên protein, enzyme.

2. Tính chất

a. Tính chất vật lí

Trong điều kiện thường, sulfur tồn tại ở trạng thái rắn, màu vàng, không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ, nóng chảy ở khoảng 113 ^oC và sôi ở khoảng 445 ^oC.

b. Tính chất hóa học

Sulfur - S₈ (thường viết là S) thể hiện cả tính oxi hóa và khử.

⚡ THÍ NGHIỆM 1 (Tính oxi hóa của sulfur)

- Trộn đều hỗn hợp bột iron và bột sulfur theo tỉ lệ 1 : 1,5 về khối lượng.

- Lấy 2 gam hỗn hợp trên cho vào ống nghiệm chịu nhiệt và nút miệng ống bằng bông.

- Hơ nóng đều phần đáy ống nghiệm rồi tập trung đun vào phần chứa hỗn hợp.

⚡ THÍ NGHIỆM 3 (Tính khử của sulfur)

- Cho bột sulfur vào muôi sắt rồi hơ nóng đến khi nóng chảy và cháy một phần. Sau đó, đưa nhanh muôi sắt vào bình khí oxygen và 1 ít nước.

- Khi lửa đã tắt, lắc bình tam giác và chờ khoảng 1 phút rồi xác định pH dung dịch bên trong.

Tính oxi hóa

- Sulfur phản ứng với hydrogen ở nhiệt độ cao tạo thành hydrogen sulfide.

\(H_2(g)+S(s)\overset{t^{o}}{\rarr}H_2S(g)\)

- Sulfur tác dụng với nhiều kim loại ở nhiệt độ cao tạo thành muối sulfide.

\(Fe\left(s\right)+S\left(s\right)\overset{t^{o}}{\rarr}FeS\left(s\right)\)

- Sulfur có thể tác dụng với thủy ngân ở nhiệt độ thường nên được dùng để xử lí thủy ngân rơi vãi.

\(Hg\left(l\right)+S\left(s\right)\rarr HgS\left(s\right)\)

Tính khử

Sulfur cháy trong không khí:

\(S(s)+O_2(g)\overset{t{^\circ}}{\rightarrow}SO_2(g)\)      \(\mathrm{\Delta}H_{298}^{o} = - 296,8\ kJ\)

3. Ứng dụng

Sulfur được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như lưu hóa cao su, sản xuất sulfuric acid, chế tạo diêm, thuốc nổ, thuốc trừ sâu và thuốc diệt nấm.

II. SULFUR DIOXIDE

1. Một số tính chất

- Sulfur dioxide là khí không màu, mùi hắc, độc, nặng hơn không khí và tan nhiều trong nước.

- SO₂ có đầy đủ tính chất của một oxide acid và có tính oxi hóa, tính khử.

Phản ứng giữa sulfur dioxide và hydrogen sulfide giúp chuyển hóa khí hydrogen sulfide trong khí thiên nhiên thành sulfur.

\(SO_2+2H_2S\to3S+2H_2{}O\)

SO₂ có thể bị oxi hóa thành SO₃ khi có mặt của chất xúc tác. Đây chính là phản ứng góp phần hình thành mưa acid.

\(SO_2+NO_2\overset{xt}{\rarr}SO_3+NO\)

2. Ứng dụng

SO₂ là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất sulfuric acid, chất tẩy trắng bột giấy, chất khử màu, chất chống nấm mốc cho mây tre đan,...

Sản phẩm mây tre đan

3. Một số biện pháp giảm thải sulfur dioxide vào khí quyển

Sulfur dioxide gây ô nhiễm không khí và ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người. Vì vậy, cần kiểm soát lượng khí sulfur dioxide phát thải để bảo vệ môi trường.

- Nguồn phát thải: Núi lửa, đốt nhiên liệu, sản xuất H₂SO₄,...

- Hậu quả: Gây mưa acid và ảnh hưởng đến sức khỏe con người (khó thở, viêm đường hô hấp, đau mắt, rối loạn chuyển hóa, giảm vận chuyển O₂ trong máu,...).

- Biện pháp: Thay nhiên liệu hóa thạch bằng nhiên liệu sạch và năng lượng tái tạo, xử lí khí thải bằng tháp/bồn hấp phụ, chuyển hóa SO₂ thành hợp chất ít ô nhiễm hơn bằng CaO, Ca(OH)₂, CaCO₃.