SO2 + Br2 + H2O → H2SO4 + HBr: Cân bằng, hiện tượng

Trả lời nhanh

Phương trình đúng là SO₂ + Br₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HBr. Phản ứng xảy ra ngay ở điều kiện thường. Nước brom màu vàng nâu bị nhạt dần rồi mất màu. SO₂ là chất khử (S⁺⁴ lên S⁺⁶), còn Br₂ là chất oxi hoá (Br⁰ xuống Br⁻¹).

Phương trình hoá học đã cân bằng

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HBr

Điều kiện: nhiệt độ thường, SO₂ (khí hoặc dung dịch) tác dụng với nước brom.
Hiện tượng: dung dịch brom màu vàng nâu (da cam) nhạt dần và mất màu hoàn toàn khi SO₂ đủ hoặc dư.
Sản phẩm: hai axit mạnh là H₂SO₄ và HBr nên dung dịch sau phản ứng có tính axit mạnh.

Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron

Làm theo từng bước để không bị nhầm hệ số của H₂O:

Xác định số oxi hoá: S⁺⁴O₂ + Br₂⁰ + H₂O → H₂S⁺⁶O₄ + HBr⁻¹.
Viết quá trình:

S⁺⁴ → S⁺⁶ + 2e (quá trình oxi hoá)

Br₂⁰ + 2e → 2Br⁻¹ (quá trình khử)
Cân bằng electron: hai quá trình đều trao đổi 2e nên tỉ lệ SO₂ : Br₂ = 1 : 1.
Cân bằng nguyên tố còn lại: vế phải có 4 nguyên tử H (2 trong H₂SO₄, 2 trong 2HBr) nên cần 2H₂O. Kiểm tra O: vế trái 2 + 2 = 4, vế phải 4. Đã cân bằng.

Vì sao phản ứng này xảy ra?

Trong SO₂, lưu huỳnh ở mức oxi hoá +4, là mức trung gian giữa −2 và +6 nên SO₂ vừa có tính khử vừa có tính oxi hoá. Gặp chất oxi hoá mạnh như Br₂, nước brom, KMnO₄, SO₂ thể hiện tính khử và lên S⁺⁶. Nước đóng vai trò môi trường và cung cấp nguyên tử O, H để tạo H₂SO₄, không thay đổi số oxi hoá.

Mẹo nhớ: SO₂ gặp halogen (Cl₂, Br₂) trong nước thì cho H₂SO₄ và HX. Phản ứng với Cl₂ viết tương tự: SO₂ + Cl₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HCl.

Ứng dụng của phản ứng

Nhận biết SO₂: khí làm mất màu nước brom. Cách này phân biệt SO₂ với CO₂ vì CO₂ không phản ứng với nước brom.
Loại SO₂ khỏi hỗn hợp khí: dẫn hỗn hợp CO₂ và SO₂ qua nước brom dư, SO₂ bị giữ lại, CO₂ thoát ra.
Kiểm tra sản phẩm: nhỏ BaCl₂ vào dung dịch sau phản ứng thu được kết tủa trắng BaSO₄ không tan trong axit: Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄↓. Nhỏ AgNO₃ thu được kết tủa vàng nhạt AgBr: Ag⁺ + Br⁻ → AgBr↓.

Lỗi sai thường gặp

Quên hệ số 2 trước H₂O và HBr: viết SO₂ + Br₂ + H₂O → H₂SO₄ + HBr là chưa cân bằng.
Viết sản phẩm là H₂SO₃: H₂SO₃ chỉ là sản phẩm khi SO₂ tan trong nước (không có chất oxi hoá). Có Br₂ thì phải lên H₂SO₄.
Nhầm với phản ứng tạo lưu huỳnh: SO₂ + 2H₂S → 3S + 2H₂O, trong đó SO₂ là chất oxi hoá. Với brom thì ngược lại.
Dùng nước brom có Br₂ dư rồi kết luận không có SO₂: nếu lượng SO₂ quá ít, màu brom chỉ nhạt đi chứ chưa mất hẳn.

Bài tập luyện tập

Bài 1. Dẫn 0,224 lít SO₂ (đktc) vào dung dịch brom dư. Tính khối lượng Br₂ đã phản ứng (Br = 80).

Đáp án: n(SO₂) = 0,224 : 22,4 = 0,01 mol. Tỉ lệ 1 : 1 nên n(Br₂) = 0,01 mol, m = 0,01 × 160 = 1,6 gam.

Bài 2. Cho SO₂ dư vào dung dịch chứa 0,02 mol Br₂. Tính khối lượng H₂SO₄ và số mol HBr tạo thành (H = 1, S = 32, O = 16).

Đáp án: Br₂ hết nên n(H₂SO₄) = 0,02 mol, m = 0,02 × 98 = 1,96 gam. n(HBr) = 2 × 0,02 = 0,04 mol.

Bài 3. Hỗn hợp X gồm CO₂ và SO₂ đi qua lượng dư nước brom. Khí thoát ra là gì? Viết phương trình.

Đáp án: Khí thoát ra là CO₂ vì không phản ứng. SO₂ bị giữ lại theo phương trình SO₂ + Br₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HBr.

Câu hỏi thường gặp

SO2 + Br2 + H2O tạo ra sản phẩm gì?

Tạo ra H2SO4 và HBr theo phương trình SO2 + Br2 + 2H2O → H2SO4 + 2HBr. Đây là phản ứng oxi hoá – khử xảy ra ở điều kiện thường.

Hiện tượng khi dẫn SO2 vào nước brom là gì?

Dung dịch nước brom màu vàng nâu nhạt dần rồi mất màu, vì Br2 bị khử thành ion Br− không màu.

Trong phản ứng SO2 và Br2, chất nào là chất khử?

SO2 là chất khử vì số oxi hoá của S tăng từ +4 lên +6. Br2 là chất oxi hoá vì số oxi hoá giảm từ 0 xuống −1.

Làm sao phân biệt SO2 và CO2 bằng nước brom?

Dẫn từng khí vào nước brom. Khí làm mất màu nước brom là SO2, khí không làm đổi màu là CO2.