So sánh tính chất hóa học và tính chất vật lý của Oxi (O) và lưu huỳnh (S) - Hóa lớp 10

Bài viết dưới đây chúng ta cùng so sánh tính chất hóa học và tính chất vật lý của oxi và lưu huỳnh để hệ thống lại kiến thức của hai nguyên tố phi kim quan trọng này.

Oxi có vai trò quyết định đối với sự sống của con người và động vật. mỗi người cần 20-30m³ không khí để thở mỗi ngày. Còn lưu huỳnh được ứng dụng nhiều trong công nghiệp như: sản xuất axit sunfuric, sản xuất chất tẩy trắng bột giấy, diêm, dược phẩm, phẩm nhuộn,...

I. So sánh tính chất vật lý của Oxi và lưu huỳnh

• Tính chất vật lý của oxi

- Oxi là một chất không màu, không mùi.

- Oxi là một chất ít tan trong nước (1 lít nước ở 20°C hòa tan được 3 ml khí oxi).

- Oxi nặng hơn không khí (d_O2/KK = 32/29).

- Khi hóa lỏng ở nhiệt độ -183 độ C, oxi sẽ có màu xanh nhạt và ở dạng lỏng và có thể bị hút bởi nam châm.

• Tính chất vật lý của lưu huỳnh

- Lưu huỳnh là chất rắn màu vàng, giòn, thực tế không tan trong nước, không thấm nước nhưng tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như : rượu, benzen..., dẫn điện và dẫn nhiệt kém. 

- Lưu huỳnh có hai dạng thù hình(lưu huỳnh S_α tà phương, lưu huỳnh S_β đơn tà) và dạng vô định hình (lưu huỳnh dẻo).

- Lưu huỳnh sôi ở 444,6^oC tạo thành hơi màu đỏ nâu. Nếu làm nguội nhanh thì hơi lưu huỳnh chuyển thành bột mịn, gồm những tinh thể nhỏ, gọi là lưu huỳnh hoa. Ở trạng thái rắn, mỗi phân tử lưu huỳnh gồm 8 nguyên tử (S₈) khép kín thành vòng.

- Do mạng tinh thể lưu huỳnh là mạng phân tử nên lưu huỳnh nóng chảy ở nhiệt độ tương đối thấp 112,8^oC, chỉ cao hơp nhiệt độ sôi của nước một ít. Nếu tiếp tục đun nóng đến 187^oC lưu huỳnh lỏng trở nên sẫm, có màu vàng nâu và đặc lại, gọi là lưu huỳnh dẻo. Đó là một dạng thù hình của lưu huỳnh. Trong lưu huỳnh dẻo phân tử lưu huỳnh có cấu tạo mạch rất dài giống như phân tử cao su nên lưu huỳnh có tính đàn hồi.

- Như vậy, tồn tại những phân tử lưu huỳnh có thành phần khác nhau. Để đơn giản, ta chỉ viết phân tử lưu huỳnh gồm 1 nguyên tử S.

I. So sánh tính chất hóa học của Oxi và lưu huỳnh

• Oxi và lưu huỳnh là những nguyên tố phi kim có tính oxi hóa mạnh: O>SO>S

- Oxi oxi hóa hầu hết kim loại, nhiều phi kim, nhiều hợp chất.

- Lưu huỳnh oxi hóa nhiều kim loại, một số phi kim.

• Khác với oxi, lưu huỳnh còn thể hiện tính khử khi tác dụng với những nguyên tố có độ âm điện lớn hơn như O, F.

* Tính chất hóa học của oxi

- Oxi tác dụng với phi kim

Oxi tác dụng với nhiều phi kim như H, S, P,… ở nhiệt độ cao.

 S + O₂   SO₂

 4P + 5O₂  2P₂O₅

 2H₂ + O₂  2H₂O

- Oxi tác dụng với kim loại

Oxi tác dụng với nhiều kim loại ở nhiệt độ cao:

 3Fe + 2O₂  Fe₃O₄

 2Cu + O₂  2CuO

 2Mg + O₂  2MgO

- Oxi tác dụng với hợp chất

Oxi là phi kim hoạt động mạnh, ở nhiệt độ cao nó tác dụng với nhiều hợp chất.

 CH₄ + 2O₂  CO₂ + 2H₂O

 4FeS₂ + 11O₂  Fe₂O₃ + 8SO₂

* Tính chất hóa học của lưu huỳnh

-  Là một phi kim khá hoạt động. Lưu huỳnh vừa thể hiện tính khử vừa thể hiện tính oxi hóa.

• Lưu huỳnh thể hiện tính oxi hóa

i) Tác dụng với kim loại. 

 -  Lưu huỳnh dễ tạo ra hợp chất với nhiều kim loại, thường là khi đun nóng. 

* Ví dụ: Hỗn hợp gồm bột sắt và bột lưu huỳnh nếu được đun nhẹ lúc đầu thì phản ứng xảy ra rất mạnh, toả nhiều nhiệt: 

 Fe   +   S  → FeS 

 -  Phản ứng giữa lưu huỳnh với nhôm hoặc với kẽm cũng xảy ra mãnh liệt kèm theo sự loé sáng. Những sợi dây đồng mảnh có thể cháy trong hơi lưu huỳnh tạo ra CuS màu đen. 

-  Thuỷ ngân phản ứng với lưu huỳnh ở ngay nhiệt độ thường: 

 Hg   +   S  → HgS 

- Hợp chất của lưu huỳnh với kim loại thuộc loại muối, gọi là sunfua (FeS - sắt sunfua, Al₂S₃ - nhôm sunfua, .....) 

ii) Tác dụng với hidro 

- Lưu huỳnh cũng phản ứng trực tiếp với hiđro. Khi dẫn hiđro vào ống nghiệm đứng lưu huỳnh đang sôi thì ở đầu ống dẫn khí xuất hiện khí mùi trứng thối, đó là hiđro sunfua:

 H₂  +  S     H₂S 

- Phản ứng này không thực hiện đến cùng.