Phản ứng giữa kim loại và dung dịch axit nitric ($\text{HNO}_3$) luôn là một chủ đề trọng tâm và ẩn chứa nhiều biến đổi phức tạp trong hóa học vô cơ. Khác với các axit thông thường chỉ thể hiện tính axit, $\text{HNO}_3$ còn đóng vai trò là một chất oxi hóa rất mạnh. Khi tương tác với một kim loại có tính khử mạnh như magnesium ($\text{Mg}$), ion $\text{N}^{+5}$ không bị khử về một trạng thái duy nhất mà tạo ra một hỗn hợp các sản phẩm đa dạng, phụ thuộc trực tiếp vào nồng độ dung dịch và nhiệt độ lúc xảy ra phản ứng. Chuỗi sản phẩm khử này có thể trải dài từ các khí như $\text{NO}_2$, $\text{NO}$, $\text{N}_2\text{O}$, $\text{N}_2$ cho đến muối amoni $\text{NH}_4\text{NO}_3$ tồn tại trong dung dịch.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng quan sát và phân tích chuỗi thực nghiệm về phản ứng của $\text{Mg}$ với $\text{HNO}_3$ ở ba mức nồng độ khác biệt: $0.1\text{ M}$, $2\text{ M}$ và dung dịch đặc $65\%$. Để khảo sát yếu tố nhiệt độ, các thí nghiệm được tiến hành song song ở cả điều kiện nhiệt độ phòng ($\approx 25^\circ\text{C}$) và nhiệt độ thấp ($< 10^\circ\text{C}$). Việc quan sát sự biến thiên về tốc độ phản ứng, mức độ tỏa nhiệt, màu sắc của khí thoát ra, cũng như quá trình dùng môi trường kiềm để nhận biết sự hình thành của cation $\text{NH}_4^+$, sẽ giúp làm rõ sự chuyển dịch của các phản ứng oxi hóa – khử.
Mời các bạn cùng theo dõi video thực nghiệm chi tiết dưới đây để đối chiếu các lý thuyết hóa học với những hiện tượng sinh động diễn ra trong thực tế.
