Bản chất phản ứng
- Đây là phản ứng trao đổi mang bản chất của phản ứng acid - base truyền thống, trong đó oxide acid lưu huỳnh đioxit đóng vai trò là một chất nhận ion oxit hoặc tương tác trực tiếp với các ion hiđroxit trong dung dịch nước vôi trong để tạo thành gốc sunfit.
- Sự hình thành kết tủa canxi sunfit được giải thích bằng lực hút tĩnh điện mạnh mẽ giữa ion kim loại hóa trị hai Ca²⁺ và ion sunfit SO₃²⁻ mới được tạo ra, tạo nên mạng tinh thể bền vững, không tan và tách ra khỏi pha lỏng.
Phương trình ion thu gọn
SO₂ + Ca²⁺ + 2OH⁻ → CaSO₃ + H₂O
Hướng dẫn các bước cân bằng
- Bước 1: Liệt kê số nguyên tử của từng nguyên tố ở cả hai vế của phương trình phản ứng, ta nhận thấy vế trái có 1 Ca, 1 S, 4 O, 2 H và vế phải có 1 Ca, 1 S, 4 O, 2 H.
- Bước 2: So sánh số lượng nguyên tử giữa hai vế, ta thấy tất cả các nguyên tố gồm canxi, lưu huỳnh, oxi và hiđro đều đã tự động đạt trạng thái thăng bằng về mặt số lượng mà không cần thêm hệ số phụ.
- Bước 3: Thiết lập phương trình hóa học hoàn chỉnh với hệ số của tất cả các chất tham gia và sản phẩm đều là 1, cụ thể phương trình cân bằng tối giản là SO₂ + Ca(OH)₂ → CaSO₃ + H₂O.
1. Điều kiện phản ứng
Phản ứng diễn ra ngay ở điều kiện thường mà không cần chất xúc tác hay đun nóng.
2. Hiện tượng sau phản ứng
Khi dẫn khí lưu huỳnh đioxit không màu vào dung dịch canxi hiđroxit trong suốt, ngay lập tức xuất hiện vẩn đục màu trắng do sự hình thành kết tủa canxi sunfit không tan. Nếu tiếp tục sục dư khí lưu huỳnh đioxit, kết tủa trắng này sẽ bị hòa tan dần tạo thành dung dịch canxi hiđrosunfit trong suốt không màu.
3. Quá trình phản ứng
- Giai đoạn khơi mào: Khi mới dẫn khí SO₂ vào dung dịch Ca(OH)₂, các phân tử khí bắt đầu tiếp xúc và hòa tan vào lớp bề mặt dung dịch, tạo điều kiện cho các ion Ca²⁺ và OH⁻ tương tác bước đầu.
- Giai đoạn phản ứng mãnh liệt: Khi lượng SO₂ được sục vào tăng lên, phản ứng trung hòa diễn ra nhanh chóng trên khắp thể tích dung dịch, làm xuất hiện vô số hạt tinh thể CaSO₃ siêu nhỏ lơ lửng tạo hiện tượng vẩn đục trắng sữa rõ rệt.
- Giai đoạn kết thúc: Khi phản ứng đạt trạng thái bão hòa, toàn bộ lượng Ca(OH)₂ đã phản ứng hết, các hạt kết tủa CaSO₃ dần lắng xuống đáy ống nghiệm tạo thành lớp cặn rắn màu trắng, để lại lớp dung dịch phía trên trong suốt.
Mẹo nhớ nhanh bài học: Sục khí sunfurơ vào nước vôi, kết tủa trắng tinh hiện ra rồi.
4. Thông thư chi tiết các chất tham gia phản ứng (Reactants)
| SO₂ | Sulfur dioxide (Lưu huỳnh đioxit, khí sunfurơ) | Chất khí không màu, mùi hắc độc hại |
| Ca(OH)₂ | Calcium hydroxide (Canxi hiđroxit, nước vôi trong) | Dung dịch trong suốt không màu hoặc huyền phù trắng sữa |
5. Thông tin chi tiết các chất sản phẩm sau phản ứng (Products)
| CaSO₃ | Calcium sulfite (Canxi sunfit) | Chất rắn dạng tinh thể màu trắng, không tan trong nước |
| H₂O | Water (Nước) | Chất lỏng trong suốt, không màu, không mùi, không vị |
6. Ứng dụng thực tiễn của phản ứng
- Khử lưu huỳnh trong khí thải công nghiệp (FGD) tại các nhà máy nhiệt điện bằng cách sục khí SO₂ vào sữa vôi Ca(OH)₂ để giữ lại khí độc dưới dạng muối CaSO₃ không tan, giảm thiểu mưa axit bảo vệ bầu khí quyển.
- Sản xuất thạch cao nhân tạo thông qua việc oxy hóa tiếp sản phẩm canxi sunfit thành canxi sunfat, cung cấp nguồn nguyên liệu chất lượng cao cho ngành công nghiệp sản xuất xi măng và tấm trần thạch cao xây dựng.
- Kiểm soát chất lượng không khí trong các lò đốt chất thải bằng hệ thống lọc ướt sử dụng dung dịch canxi hiđroxit để trung hòa triệt để lượng khí sunfurơ phát sinh trước khi xả ra môi trường xung quanh.
Bài tập vận dụng kiểm tra kiến thức liên quan
Khi sục từ từ đến dư khí SO₂ vào dung dịch Ca(OH)₂ thì hiện tượng quan sát được là gì?
A
Xuất hiện kết tủa trắng, sau đó kết tủa tan dần tạo dung dịch trong suốt.
B
Xuất hiện kết tủa trắng và không có sự thay đổi nào thêm.
C
Không có hiện tượng gì xảy ra do muối tạo thành tan hoàn toàn.
D
Có bọt khí sủi bọt mãnh liệt và dung dịch chuyển sang màu xanh.
Lời giải chi tiết:
Khi bắt đầu sục khí SO₂, phản ứng tạo ra canxi sunfit CaSO₃ là chất kết tủa màu trắng không tan trong nước. Tuy nhiên, khi tiếp tục sục dư khí SO₂, một phản ứng axit - bazơ thứ hai xảy ra, trong đó lượng SO₂ dư sẽ hòa tan kết tủa CaSO₃ để tạo thành muối axit canxi hiđrosunfit Ca(HSO₃)₂ là một chất tan tốt trong nước, khiến dung dịch trở lại trong suốt. Phương án B sai vì thiếu giai đoạn hòa tan kết tủa. Phương án C sai hoàn toàn vì CaSO₃ không tan. Phương án D sai vì không có khí thoát ra cũng như không có sự thay đổi màu sắc sang xanh.
Thu Thủy
Cử nhân Hóa học Đại học Khoa học Tự nhiên. Có 5 năm kinh nghiệm giảng dạy và số hóa tài liệu giáo dục môn Hóa học.
Cập nhật: 29/06/2026
Đã kiểm duyệt chuyên môn
Miễn trừ trách nhiệm (Disclaimer): Toàn bộ thông số hóa học, điều kiện phản ứng và hiện tượng được tham chiếu từ cơ sở dữ liệu danh pháp IUPAC và sách giáo khoa Hóa học chuẩn. Dữ liệu mang tính chất tham khảo phục vụ học thuật. Chúng tôi khuyến cáo người dùng không tự ý thực hành các phản ứng sinh nhiệt, tạo khí độc hoặc chất nổ tại nhà khi không có thiết bị bảo hộ và sự giám sát của chuyên gia.