P + HNO3. Phosphorus tác dụng với nitric acid loãng và đặc

Nội dung video trình bày một khảo sát thực nghiệm trực quan về quá trình oxi hóa - khử giữa nguyên tố phosphorus (bao gồm cả hai dạng thù hình là phosphorus trắng và phosphorus đỏ) với dung dịch nitric acid ($HNO_3$). Các thí nghiệm được thiết kế đối chứng bài bản nhằm làm rõ mức độ phản ứng và sự thay đổi của sản phẩm sinh ra khi khảo sát ở hai điều kiện nồng độ: dung dịch acid loãng (2M) và dung dịch acid đặc (63%).

Bài thực hành tập trung vào việc quan sát và phân tích hai hiện tượng phản ứng cốt lõi:

• Trường hợp tác dụng với $HNO_3$ loãng (2M): Ở nhiệt độ phòng ($20^\circ \text{C}$), phản ứng chưa xảy ra. Khi được cung cấp nhiệt lượng để kích hoạt, hệ bắt đầu phản ứng mạnh. Sản phẩm khử thu được là khí nitrogen monoxide ($NO$) không màu, khí này lập tức tương tác với oxygen trong không khí tạo ra vệt khí màu nâu đỏ ở miệng ống nghiệm.
• Trường hợp tác dụng với $HNO_3$ đặc (63%): Phản ứng có thể khơi mào chậm ngay ở nhiệt độ phòng và tốc độ phản ứng tăng rõ rệt khi gia nhiệt nhẹ. Quá trình này trực tiếp giải phóng khí nitrogen dioxide ($NO_2$) có màu nâu đỏ đặc trưng.

Để đảm bảo tính toàn vẹn của kết luận, khâu kiểm chứng sản phẩm oxi hóa cũng được thực hiện chặt chẽ. Bằng cách trích xuất dung dịch sau phản ứng và cho tác dụng với dung dịch thuốc thử calcium hydroxide ($Ca(OH)_2$), sự xuất hiện của kết tủa trắng calcium phosphate ($Ca_3(PO_4)_2$) đã xác nhận sự hình thành của phosphoric acid ($H_3PO_4$) ở cả hai môi trường nồng độ.

Các phương trình hóa học tổng quát mô tả quá trình:

$$3P + 5HNO_3 \text{ (loãng)} + 2H_2O \xrightarrow{t^\circ} 3H_3PO_4 + 5NO \uparrow$$

$$P + 5HNO_3 \text{ (đặc)} \xrightarrow{t^\circ} H_3PO_4 + 5NO_2 \uparrow + H_2O$$

Đoạn tư liệu thực nghiệm này là cơ sở vững chắc giúp đối chiếu các nguyên lý nhiệt động lực học và động hóa học lý thuyết với những biến đổi biểu hiện trên thực tế, tạo tiền đề cho những phân tích sâu hơn về nhóm nguyên tố VA trong chương trình.

https://youtu.be/Vw6BulS7szA