Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng phân tích chi tiết quá trình phản ứng giữa dung dịch $\text{FeCl}_3$ (Iron(III) chloride) loãng và dung dịch $\text{Na}_2\text{S}$ (Sodium sulfide). Đây là một ví dụ điển hình minh họa cho sự xảy ra đồng thời của quá trình oxi hóa – khử và phản ứng tạo kết tủa trong hóa học vô cơ.
Khi nhỏ dung dịch Iron(III) chloride vào dung dịch Sodium sulfide (vốn có môi trường kiềm, pH > 7), hiện tượng quan sát được là sự hình thành tức thời của một hỗn hợp gồm hai loại kết tủa: kết tủa màu vàng nhạt và kết tủa màu đen.
Bản chất của hiện tượng này được lý giải qua hai giai đoạn chuyển hóa:
- Quá trình oxi hóa – khử: Ion $\text{Fe}^{3+}$ đóng vai trò là chất oxi hóa sẽ phản ứng với ion $\text{S}^{2-}$ (chất khử) để tạo ra ion $\text{Fe}^{2+}$ và Sulfur nguyên tố ($\text{S}$) – tương ứng với phần kết tủa màu vàng nhạt:$$2\text{Fe}^{3+} + \text{S}^{2-} \rightarrow 2\text{Fe}^{2+} + \text{S}\downarrow$$
- Quá trình tạo kết tủa: Lượng ion $\text{Fe}^{2+}$ vừa sinh ra ngay lập tức kết hợp với ion $\text{S}^{2-}$ dư có trong môi trường để tạo thành Iron(II) sulfide ($\text{FeS}$) – tương ứng với phần kết tủa màu đen:$$\text{Fe}^{2+} + \text{S}^{2-} \rightarrow \text{FeS}\downarrow$$
Phương trình hóa học tổng quát dạng phân tử của toàn bộ quá trình:
$$2\text{FeCl}_3 + 3\text{Na}_2\text{S} \rightarrow 6\text{NaCl} + \text{S}\downarrow + 2\text{FeS}\downarrow$$
Để kiểm chứng thành phần của hỗn hợp sản phẩm, người ta có thể sử dụng dung dịch Hydrochloric acid ($\text{HCl}$) để hòa tan chọn lọc lượng $\text{FeS}$ màu đen, qua đó làm lộ rõ phần kết tủa $\text{S}$ màu vàng nhạt không tan.
Mời các bạn cùng theo dõi video thực nghiệm dưới đây để quan sát toàn bộ diễn biến phản ứng và các thao tác kiểm chứng một cách trực quan, rõ nét nhất:
