Video dưới đây sẽ minh họa trực quan một trong những tính chất hóa học đặc trưng nhất của hợp chất chứa ion iron(II) ($Fe^{2+}$): khả năng đóng vai trò là chất khử trong các phản ứng oxi hóa – khử.
Thông qua thí nghiệm nhỏ từ từ dung dịch nitric acid ($HNO_3$) loãng vào ống nghiệm chứa dung dịch iron(II) sulfate ($FeSO_4$), chúng ta có thể phân tích và đánh giá những hiện tượng thực nghiệm rõ rệt sau:
- Sự biến đổi màu sắc dung dịch: Dung dịch $FeSO_4$ ban đầu có màu xanh lục nhạt sẽ dần chuyển sang màu vàng nâu. Dấu hiệu này chứng minh ion $Fe^{2+}$ đã bị oxi hóa để tạo thành hợp chất chứa ion iron(III) ($Fe^{3+}$).
- Sự hình thành chất khí: Quá trình phản ứng giải phóng khí nitrogen monoxide ($NO$) không màu. Khi thoát ra khỏi bề mặt dung dịch và tiếp xúc với không khí, khí $NO$ lập tức phản ứng với oxygen tạo thành khí nitrogen dioxide ($NO_2$) có màu đỏ nâu ở phần trên của ống nghiệm.
Cơ sở của các hiện tượng trên được diễn tả qua các phương trình hóa học:
Phương trình phân tử:
$3FeSO_4 + 4HNO_3 \rightarrow Fe_2(SO_4)_3 + Fe(NO_3)_3 + NO\uparrow + 2H_2O$
Phương trình ion thu gọn:
$3Fe^{2+} + 4H^+ + NO_3^- \rightarrow 3Fe^{3+} + NO\uparrow + 2H_2O$
Phản ứng tạo khí đỏ nâu trong không khí:
$2NO + O_2 \rightarrow 2NO_2$
Việc quan sát chi tiết thí nghiệm này không chỉ giúp củng cố kiến thức lý thuyết về sự thay đổi trạng thái oxi hóa của kim loại chuyển tiếp, mà còn rèn luyện tư duy phân tích sự chuyển hóa các chất trong dung dịch. Mời các bạn cùng theo dõi quá trình phản ứng!
