Những loại phản ứng? Ý nghĩa của từ hóa học là gì? Làm thế nào để chuẩn bị hydro cho một phản ứng như vậy? Giải pháp có sẵn trong bài viết tóm tắt romanhords.com sau đây.
Bạn đang xem: Sản xuất khí hiđro – phản ứng thế
Trong phản ứng trên, một nguyên tố kẽm (Zn) phản ứng với một hợp chất (axit HCl). Sau phản ứng, một nguyên tử của nguyên tố Zn đã thay thế hiđro trong hợp chất.
Phân loại phản ứng thế và ví dụ minh họa
Khi chúng ta nói về phản ứng thế, chúng ta muốn nói đến phản ứng thế trong hóa học hữu cơ và phản ứng thế trong hóa học vô cơ.
Phản ứng thế trong hóa học vô cơ
Phản ứng thế trong hóa học vô cơ luôn gắn liền với sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố. Bản chất của phản ứng thế là phản ứng hóa học trong đó nguyên tố hoạt động hóa học mạnh hơn thay thế nguyên tố kém hoạt động hóa học hơn trong hợp chất của nó ở những điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất định.
Phương trình phản ứng minh họa: A + BX -> AX + QUÁ
Phản ứng thế trong hóa học hữu cơ
Phản ứng thế trong các hợp chất hữu cơ thuộc 3 loại chính, đó là:
Phản ứng thế ái lực điện tử.
Phản ứng thế ái lực hạt nhân.
Phản ứng thế ban đầu.
Đây là phản ứng thường gặp ở hydrocacbon no, ký hiệu là S. Nó là phản ứng dây chuyền, để bắt đầu phản ứng ta cần chiếu sáng hoặc thêm chất dễ phân hủy thành gốc tự do hoạt động.
Điều chế phản ứng thế hiđro
Hydrogen thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. Vậy phản ứng điều chế hiđro như thế nào?
Điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm
“Trong phòng thí nghiệm, hydro được tạo ra bằng cách cho axit (HCl hoặc H2SO4 loãng) phản ứng với kẽm kim loại (hoặc sắt hoặc nhôm).” (SGK Hóa học 8, NXB Giáo dục Việt Nam).
Cụ thể quá trình chỉnh sửa như sau:
Cho một mẩu kẽm hoặc 2, 3 viên kẽm (Zn) vào ống nghiệm.
Đổ 2 – 3 ml dung dịch axit clohydric (HCl) vào ống nghiệm.
Tiếp tục đậy ống bằng nút cao su có ống dẫn khí. Sau khi giảm độ tinh khiết, xác nhận rằng dòng hydro không chứa oxy. Tại thời điểm này, chúng tôi đặt một que đom đóm có cặn màu đỏ vào đầu ống dẫn và xem que cháy.
Nhỏ một giọt dung dịch từ ống nghiệm lên mặt kính đồng hồ và để khô quan sát hiện tượng ta thấy:
Trên bề mặt miếng kẽm xuất hiện bọt khí, sau đó chúng thoát ra khỏi chất lỏng, sau đó miếng kẽm tan ra.
Những que đom đóm còn than hồng đỏ được cắm vào phần trên của ống dẫn khí, khí thoát ra không làm cho than hồng cháy nữa.
Châm một ngọn lửa đã được bật lửa vào đầu ống dẫn khí, khí thoát ra sẽ cháy trong không khí với ngọn lửa màu xanh nhạt, đó là khí hiđro.
Cô đặc một giọt dung dịch ta thu được chất rắn màu trắng, đó là kẽm clorua (ZnCl2).
Ta có phương trình hóa học sản xuất hiđro trong phòng thí nghiệm như sau:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Lưu ý: H2SO4 loãng có thể thay HCl; Zn bằng Fe hoặc Al.
Trường hợp muốn điều chế hiđro trong phòng thí nghiệm với lượng lớn hơn ta tiến hành như sau:
Rót dung dịch axit HCl loãng vào phễu.
Mở khóa dung dịch axit khỏi phễu để nó chảy vào lọ và phản ứng với kẽm.
Thu hiđro trong ống nghiệm như sau: Hiđro đẩy nước ra khỏi ống nghiệm hoặc Hiđro đẩy không khí ra khỏi ống nghiệm.
Điều chế hiđro trong công nghiệp
Trong công nghiệp, con người thu được hydro (H2) theo ba cách:
Điện phân nước.
Dùng than để khử nước (H2O) trong lò đốt khí than.
Sản xuất H2 từ khí thiên nhiên, khí dầu mỏ.
Bài tập thực hành về phản ứng
Bài tập phản ứng thế dưới đây được romanhords.com sưu tầm từ sách giáo khoa Hóa học 8 và có đáp án gợi ý giúp các em dễ dàng ôn tập.
Bài 1 (Bài tập 1 SGK Hóa học 8 trang 117)
Phản ứng hóa học nào sau đây có thể dùng để sản xuất hiđro trong phòng thí nghiệm?
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2.
2H2O → 2H2 + O2.
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2.
Câu trả lời gợi ý:
Dựa vào nội dung bài học Điều chế phản ứng thế hiđro trên đây, chúng ta có thể dễ dàng nhận thấy thí nghiệm số 1 và số 3 được sử dụng để sản xuất hiđro trong phòng thí nghiệm. Ở đây hiđro thu được từ Zn hoặc Al bằng HCl hoặc H2SO4 loãng.
Bài 2 (Bài tập 4 trang 117 SGK Hóa 8)
Một phòng thí nghiệm hóa học có kim loại kẽm và sắt, dung dịch HCl, axit H2SO4.
1/ Viết phương trình hóa học có thể tạo ra hiđro;
2/ Cần dùng bao nhiêu gam kẽm và bao nhiêu gam sắt để tạo ra 2,24 lít hiđro?
Câu trả lời gợi ý:
1/ Viết phương trình hóa học mà hiđro có thể thu được:
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2.
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2.
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2.
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2.
2/ Tính khối lượng Zn, Fe theo gam
Ta có: nH2 = 2,24/22,4 = 0,1 mol
Khối lượng Fe cần dùng (mFe) = 56.0,1 = 5,6 g.
Xem thêm: Chọn chủ đề ATGT và những điều cần biết về Atgt
Khối lượng Zn (mZn) cần dùng = 65.0,1 = 6,5 g.
Hi vọng bài viết trên đã giúp các bạn học tập hiệu quả làm thế nào để phản ứng đồng thời biết điều chế phản ứng thế hiđro trong phòng thí nghiệm cũng như trong công nghiệp. Đừng quên truy cập romanhords.com thường xuyên để biết thêm nhiều kiến thức hóa học bổ ích nhé!
