Trong chương trình Hóa học phổ thông, tính lưỡng tính của các hợp chất là một chủ đề nền tảng, đòi hỏi sự phân tích kỹ lưỡng về các trạng thái cân bằng ion trong dung dịch. Dựa trên các tiến trình thực nghiệm từ video Cho dung dịch NaOH vào dung dịch ZnSO4 và ngược lại, bài viết này sẽ phân tích chi tiết chuỗi phản ứng đặc trưng của zinc hydroxide ($\mathrm{Zn(OH)_2}$).
Các thực nghiệm trong video được bố trí theo một trình tự logic chặt chẽ, khảo sát sự thay đổi của hệ hóa học dưới các điều kiện nồng độ và thứ tự phản ứng khác nhau:
- Sự hình thành và hòa tan kết tủa trong môi trường kiềm: Khi nhỏ từ từ dung dịch sodium hydroxide ($\mathrm{NaOH}$) vào dung dịch zinc sulfate ($\mathrm{ZnSO_4}$), ban đầu hệ xuất hiện kết tủa trắng zinc hydroxide ($\mathrm{Zn(OH)_2}$). Khi lượng $\mathrm{NaOH}$ đạt đến mức dư thừa, kết tủa này bị hòa tan hoàn toàn để tạo thành phức chất tan sodium tetrahydroxozincate ($\mathrm{Na_2[Zn(OH)_4]}$).
- Sự chuyển dịch cân bằng khi đảo ngược trình tự thuốc thử: Quá trình nhỏ từ từ $\mathrm{ZnSO_4}$ vào dung dịch $\mathrm{NaOH}$ thể hiện một bức tranh động lực học phức tạp hơn. Giai đoạn đầu, kết tủa trắng sinh ra nhưng tan biến ngay lập tức do lượng kiềm trong hệ đang chiếm ưu thế. Khi tiếp tục bổ sung $\mathrm{ZnSO_4}$, sự sụt giảm nồng độ ion $\mathrm{OH^-}$ cùng với môi trường acid đặc trưng của dung dịch muối kẽm đã tác động lên trạng thái cân bằng. Quá trình thủy phân phức chất diễn ra mạnh mẽ, dẫn đến sự tái xuất hiện của kết tủa $\mathrm{Zn(OH)_2}$ với khối lượng tăng dần.
- Khảo sát hệ phản ứng với tác nhân acid: Để củng cố toàn diện về tính chất của chất lưỡng tính, thực nghiệm tiếp tục sử dụng dung dịch hydrochloric acid ($\mathrm{HCl}$) tác dụng với dung dịch chứa gốc tetrahydroxozincate. Tương tự như quy luật trong môi trường kiềm, kết tủa trắng $\mathrm{Zn(OH)_2}$ được tái lập ở giai đoạn đầu, và sau đó lại bị hòa tan thành dung dịch trong suốt khi lượng $\mathrm{HCl}$ dư thừa.
Phần nội dung dưới đây sẽ đi sâu vào việc giải thích cơ chế, thiết lập các phương trình hóa học tương ứng cho từng giai đoạn, qua đó cung cấp một góc nhìn hệ thống và trực quan về bản chất hóa học của các hợp chất kẽm trong dung dịch.
