Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + NaI: cân bằng, hiện tượng

Trả lời nhanh

Phương trình đã cân bằng: I₂ + 2Na₂S₂O₃ → Na₂S₄O₆ + 2NaI. I₂ là chất oxi hoá (nhận 2e thành 2I^–), Na₂S₂O₃ là chất khử (nhường electron, lưu huỳnh tăng từ +2 lên +2,5). Hiện tượng: dung dịch iot màu nâu vàng bị nhạt dần rồi mất màu.

Phương trình phản ứng

Dạng phân tử: I₂ + 2Na₂S₂O₃ → Na₂S₄O₆ + 2NaI

Dạng ion rút gọn: I₂ + 2S₂O₃^2– → S₄O₆^2– + 2I^–

Na₂S₂O₃: natri thiosunfat.
Na₂S₄O₆: natri tetrathionat.
NaI: natri iodua.

Cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron

Bước 1. Xác định số oxi hoá. Trong ion S₂O₃^2–: 2x + 3·(–2) = –2 nên x = +2. Trong ion S₄O₆^2–: 4x + 6·(–2) = –2 nên x = +2,5 (số oxi hoá trung bình). Iot đi từ 0 xuống –1.

Bước 2. Viết các quá trình.

Quá trình khử: I₂⁰ + 2e → 2I^–1
Quá trình oxi hoá: 2S₂⁺²O₃ → S₄^+2,5O₆ + 2e (4 nguyên tử S, mỗi nguyên tử tăng 0,5 nên nhường tổng cộng 2e)

Bước 3. Cân bằng electron. Hai quá trình cùng trao đổi 2e nên hệ số nhân đều bằng 1.

Bước 4. Đặt hệ số vào phương trình. 1 I₂, 2 Na₂S₂O₃, 1 Na₂S₄O₆; còn lại Na: 4 nguyên tử Na ở vế trái, Na₂S₄O₆ giữ 2 nên NaI phải là 2.

Kiểm tra: I: 2 = 2; Na: 4 = 2 + 2; S: 4 = 4; O: 6 = 6. Cân bằng đúng.

Chất	Vai trò	Biến đổi
I₂	Chất oxi hoá	0 → –1 (nhận electron)
Na₂S₂O₃	Chất khử	S: +2 → +2,5 (nhường electron)

Hiện tượng và điều kiện phản ứng

Điều kiện: nhiệt độ thường, môi trường trung tính hoặc axit rất yếu.
Hiện tượng: dung dịch iot màu nâu vàng nhạt dần rồi mất màu. Nếu có hồ tinh bột thì màu xanh tím biến mất khi iot vừa phản ứng hết.

Cần chú ý môi trường. Trong kiềm mạnh, iot chuyển thành hipoiodit/iodat và có thể oxi hoá thiosunfat đến sunfat, lúc đó tỉ lệ 1 : 2 không còn đúng. Trong axit mạnh, thiosunfat bị phân huỷ tạo lưu huỳnh và SO₂ (S₂O₃^2– + 2H⁺ → S↓ + SO₂↑ + H₂O), làm sai kết quả.

Ứng dụng: chuẩn độ iot – thiosunfat

Đây là phản ứng nền tảng của phương pháp chuẩn độ iot. Người ta cho chất oxi hoá (như Cu²⁺, Cl₂, H₂O₂) tác dụng với KI dư để giải phóng I₂, rồi chuẩn độ lượng I₂ đó bằng dung dịch Na₂S₂O₃ đã biết nồng độ. Chỉ thị là hồ tinh bột, thường cho vào gần cuối khi dung dịch đã có màu vàng nhạt, điểm tương đương là lúc màu xanh tím vừa biến mất.

Quan hệ cần nhớ: n(Na₂S₂O₃) = 2·n(I₂).

Mẹo nhớ và lỗi hay gặp

Hai ion thiosunfat “ghép đôi” với nhau qua cầu S–S để thành một ion tetrathionat, vì vậy luôn cần 2 Na₂S₂O₃ cho mỗi I₂.
Lỗi 1: viết sản phẩm là Na₂SO₄ hoặc S. Với iot (chất oxi hoá yếu) sản phẩm là tetrathionat; với Cl₂ (oxi hoá mạnh hơn) mới lên sunfat.
Lỗi 2: quên hệ số 2 trước NaI, dẫn đến lệch Na.
Lỗi 3: tính số oxi hoá của S trong S₄O₆^2– bằng +2,5 rồi cho rằng không tồn tại. Đó chỉ là số oxi hoá trung bình, cách làm hoàn toàn hợp lệ ở chương trình phổ thông.

Bài tập luyện tập

Bài 1. Chuẩn độ 20 mL dung dịch I₂ cần vừa đủ 16 mL dung dịch Na₂S₂O₃ 0,1M. Tính nồng độ mol của dung dịch I₂.

Đáp án: n(Na₂S₂O₃) = 0,016 × 0,1 = 1,6·10^–3 mol → n(I₂) = 0,8·10^–3 mol → C = 0,8·10^–3 / 0,02 = 0,04M.

Bài 2. Cần bao nhiêu gam Na₂S₂O₃ (M = 158 g/mol) để phản ứng vừa đủ với 0,005 mol I₂?

Đáp án: n(Na₂S₂O₃) = 0,01 mol → m = 0,01 × 158 = 1,58 g.

Bài 3. Cho 25 mL dung dịch I₂ 0,02M phản ứng hết với dung dịch Na₂S₂O₃ 0,1M. Tính thể tích dung dịch Na₂S₂O₃ cần dùng.

Đáp án: n(I₂) = 0,025 × 0,02 = 5·10^–4 mol → n(Na₂S₂O₃) = 10^–3 mol → V = 10^–3 / 0,1 = 0,01 L = 10 mL.

Câu hỏi thường gặp

Na2S2O3 + I2 tạo ra sản phẩm gì?

Tạo Na2S4O6 (natri tetrathionat) và NaI theo phương trình I2 + 2Na2S2O3 → Na2S4O6 + 2NaI.

Trong phản ứng này chất nào là chất oxi hoá, chất khử?

I2 là chất oxi hoá vì số oxi hoá giảm từ 0 xuống –1; Na2S2O3 là chất khử vì lưu huỳnh tăng số oxi hoá từ +2 lên +2,5.

Vì sao dùng hồ tinh bột khi chuẩn độ iot bằng thiosunfat?

Hồ tinh bột tạo màu xanh tím với iot. Khi iot phản ứng hết, màu xanh tím biến mất, giúp nhận ra điểm tương đương rất rõ.

Có thể thực hiện phản ứng trong môi trường kiềm mạnh hoặc axit mạnh không?

Không nên. Kiềm mạnh làm iot bị chuyển hoá và thiosunfat bị oxi hoá sâu hơn; axit mạnh làm thiosunfat phân huỷ tạo S và SO2, đều làm sai tỉ lệ phản ứng.