NỘI DUNG DỰ KIẾN DẠY HỌC THEO YÊU CẦU CẦN ĐẠT CHỦ ĐỀ: HYDROGEN HALIDE VÀ MỘT SỐ PHẢN ỨNG CỦA ION HALIDE Xu hướng biến đổi nhiệt độ sôi của các hydrogen halide từ HCl đến HI dựa vào tương tác van der Waals, sự bất thường về nhiệt độ sôi của HF so với các HX khác Xu hướng biến đổi tính acid của dãy hydrohalic acid Tính khử của các ion halide (Cl-, Br-, I-) thông qua phản ứng với chất oxi hóa là sulfuric acid đặc, ứng dụng của một số hydrogen halide I Tính chất vật lí Trạng thái - Ở điều kiện thường, tất cả các hydrogen halide đều là chất khí không màu Tính tan - Các hydrogen halide đều là hợp chất có cực, tan rất nhiều nước HF tan vô hạn nước, các hydrogen halide khác có độ tan lớn và xấp xỉ với (1 lít nước 200C hòa tan 500 lít khí HCl) - Do có độ tan lớn nước, các hydrogen halide bốc khói không khí ẩm - Hydrogen halide tan vào nước tạo thành dung dịch hydrohalic acid, dung dịch HF đặc nhất 40%, dung dịch HCl đặc nhất đạt tới nồng độ 37% và có khối lượng riêng D = 1,19 g/cm3 Thí nghiệm tính tan của khí HCl nước Hóa chất dụng cụ: Bình đã thu đầy khí HCl, nút cao su có ống thủy tinh xuyên qua, chậu chứa nước có pha vài giọt dung dịch quỳ tím Giải thích: Do khí HCl tan nhiều nước, tạo sự giảm mạnh áp suất bình so với Dung dịch thu được là acid nên làm áp suất khí quyển, nước phun mạnh vào thế dung dịch quỳ tím ngả sang màu đỏ chỗ khí HCl đã hòa tan Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi Bảng P.6 Một số đặc điểm của các hydrogen halide Tính chất HF HCl HBr HI Trang Năng lượng liên kết H-X (Kcal/mol) 135 103 87 71 o Độ dài liên kết H-X ( A ) 0,92 1,27 1,41 1,60 Nhiệt độ nóng chảy (oC) -83 -114,2 -88 -50,8 o Nhiệt độ sôi ( C) 19,5 -84,9 -66,7 -35,8 Độ phân li dung dịch 0,1N (%) 92,6 93,5 95 - Từ HCl đến HI nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tăng dần theo chiều tăng của khối lượng phân tử - Riêng HF có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao bất thường so với các hydrogen halide khác II Tính chất hóa học Tính acid tăng dần từ HF đến HI độ dài liên kết giữa H và X tăng dần, lượng liên kết giảm dần Mặt khác các acid từ HCl đến HI là acid mạnh còn HF là acid yếu là một phần các phân tử HF liên kết với tạo HF2- nên lượng ion H+ đại lượng đặc trưng cho tính acid - Thứ tự tính acid và tính khử tăng dần theo dãy: HF < HCl < HBr < HI - HCl, HBr, HI có đầy đủ tính chất của một acid mạnh, ngoài còn có tính khử; HF là acid yếu - Acid HF có tính chất riêng là phản ứng ăn mòn thủy tinh, thường dùng để khắc chữ lên thủy tinh: 6HF + SiO2 → H2[SiF6] + 2H2O Khắc chữ lên thủy tinh bằng acid HF Tính acid - Hóa chất dụng cụ: Dung dịch HCl, giấy quỳ tím, bột CuO, dung dịch NaOH, phenolphtalein, bột CaCO3, đinh Fe, vụn Cu, ống nghiệm, kẹp gỗ, ống hút, mặt kính, kẹp nhíp, giá để ống nghiệm - Tiến hành: Nhỏ vài giọt dung dịch HCl lên mặt kính có mẫu giấy quỳ tím; Lấy ống nghiệm để lên giá cho vào mỗi ống lần lượt: ml dung dịch NaOH và vài Trang giọt phenolphtalein; đinh Fe, vụn Cu, bột CuO; bột CaCO sau đó nhỏ từ từ dung dịch HCl vào các ống nghiệm - Quan sát hiện tượng, nhận xét về tính acid của dung dịch HCl từ đó suy tính acid của dung dịch HBr và HI, viết phương trình minh họa a Tác dụng quỳ tím: Làm quỳ hóa đỏ b Tác dụng kim loại đứng trước H tạo muối có hóa trị thấp và giải phóng H2 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 Fe + 2HBr → FeBr2 + H2 c Tác dụng base, oxide base tạo muối giữ nguyên hóa trị và nước NaOH + HCl → NaCl + H2O NaOH + HI → NaI + H2O CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O CuO + 2HBr → CuBr2 + H2O d Tác dụng muối của acid yếu tạo muối mới và acid mới CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O 2.Tính khử Tác dụng được các chất oxi hóa KMnO 4, KClO3, MnO2, K2Cr2O7 , HBr và HI có tính khử mạnh HCl nên tác dụng được H 2SO4 đặc, còn HCl thì không 2HBr + H2SO4 → Br2 + SO2 + 2H2O 8HI + H2SO4 → 4I2 + H2S + 4H2O III Muối halide Cung điện muối ở Ba Lan Sâu 100 m dưới lòng đất núi, mỏ muối Wieliczka Ba Lan có một cung điện làm muối Công trình này được tạo dựng từ thế kỷ XVII Các chỉnh thể điêu khắc, giá đèn chùm treo trần và cả đến các gian phòng đều được làm muối Tính tan - Muối halide có độ tan tương tự và hầu hết là tan nhiều nước, trừ một Trang số muối không tan muối silver, PbI2, MnI2 và ít tan PbCl2, PbBr2 Nhận biết các ion halide Hóa chất dụng cụ: Các dung dịch NaCl, NaF, NaBr, NaI, AgNO 3, ống nghiệm, kẹp gỗ, ống hút, giá để ống nghiệm Tiến hành: Lấy ống nghiệm để lên giá cho vào mỗi ống lần lượt ml: dung dịch NaF, dung dịch NaCl, dung dịch NaBr và dung dịch NaI sau đó nhỏ từ từ từng giọt dung dịch AgNO3 vào ống nghiệm Quan sát hiện tượng: Nhận xét và rút kết luận, viết phương trình minh họa Màu các kết tủa AgCl, AgBr, AgI - Để nhận biết các hydrohalic acid hay các ion halide, thuốc thử là dung dịch AgNO3 sẽ có các hiện tượng khác NaF hay HF không hiện tượng NaCl + AgNO3 →AgCl↓trắng + NaNO3 HCl + AgNO3 →AgCl↓trắng + HNO3 NaBr + AgNO3 →AgBr↓vàng nhạt + NaNO3 HBr + AgNO3 →AgBr↓vàng nhạt + HNO3 NaI + AgNO3 →AgI↓vàng + NaNO3 HI + AgNO3 →AgI↓vàng + HNO3 IV Ứng dụng hydrogen halide Ứng dụng của HCl: - Tẩy gỉ thép: loại bỏ gỉ thép trước đưa vào sử dụng với những mục đích khác cán, mạ điện và những kỹ thuật khác Fe2O3 + Fe + HCl → FeCl2 + H2O - Sản xuất các hợp chất hữu vinyl chloride và dichloroethane để sản xuất PVC Trang - Sản xuất than hoạt tính Gỗ + HCl + nhiệt → than hoạt tính - Sản xuất các hợp chất vô muối calcium chloride , nickel(II) chloride dùng cho việc mạ điện và zinc clorua cho công nghiệp mạ và sản xuất pin - HCl chất lượng cao được dùng để điều chỉnh pH của nước cần xử lý - HCl chất lượng cao được dùng để tái sinh các nhựa trao đổi ion Trao đổi cation được sử dụng rộng rãi để loại các ion Na + và Ca2+ từ các dung dịch chứa nước, tạo nước khử khoáng Axít này được dùng để rửa các cation từ các loại nhựa Ứng dụng của HBr: • HBr thường sử dụng chủ yếu để điều chế các muối bromide, đặc biệt là zinc bromide, calcium bromide sodium bromide • Đây được xem mợt chất hữu ích việc điều chế các hợp chất brom hữu Một số ete bị phân ly dùng HBr • Hydrobromic acid là chất xúc tác cho các phản ứng ankyl hóa và giúp tách chiết các quặng • Một những hợp chất brom hữu quan trọng công nghiệp được điều chế từ HBr là allyl bromide, Br-CH2-COOH và Tetrabromobisphenol Ứng dụng của HF: Sử dụng lọc dầu: HF được sử dụng làm chất xúc tác quá trình ankyl hóa của các nhà máy lọc dầu Là chất ăn mòn làm Do có khả hòa tan được các oxide metal nên HF được sử dụng quá trình tẩy các tạp chất oxide bề mặt kim loại, tẩy cáu cặn thiết bị trao đổi nhiệt Nó còn là hóa chất chống gỉ kim loại thép, inox, chống ăn mòn và tẩy trắng inox Bơi vì khả hòa tan oxides iron silica-chất gây ô nhiễm, acid HF được sử dụng trước vận hành nồi sản xuất nước áp suất cao Dùng để tách đá, phá đá Acid HF được sử dụng cho việc giải thể các mẫu đá (thường là bột) trước phân tích và được sử dụng macerations acid để trích xuất các hóa thạch hữu từ các loại đá silicate Trang Trong ngành thủy tinh, kính Do tính chất phản ứng mạnh với kính, có thể hòa tan SiO2 nên acid flohydric được dùng làm chất ăn mòn, hòa tan kính và được dùng khắc thủy tinh Sản xuất hợp chất organofluorine florua Acid HF là chất được dùng hóa organofluorine Nhiều hợp chất organofluorine được chuẩn bị cách sử dụng HF là nguồn fluoride , teflon, fluoropolymers, fluorocarbons và chất làm lạnh freon Nó còn là nguồn để tổng hợp các sản xuất hợp chất hữu Flo và các sản phẩm của flo Ứng dụng của NaCl a Trong công nghiệp – Trong công nghiệp sản xuất giày da, người ta sử dụng muối để bảo về da – Trong sản xuất cao su, muối dùng để làm trắng các loại cao su – Trong dầu khí, muối là thành phần quan trọng dung dịch khoan giếng khoan – Từ muối có thể chế các loại hóa chất dùng cho các ngành khác sản xuất aluminium, copper, thép, điều chế nước Javel,…bằng cách điện phân nóng chảy hoặc điện phân dung dịch sodium chloride có màng ngăn b Trong nông nghiệp, chăn nuôi – Muối giúp cân sinh lý thể giúp gia súc, gia cầm phát triển khỏe mạnh, giảm bệnh tật – Giúp phân loại hạt giống theo trọng lượng – Cung cấp thêm vi lượng trộn với các loại phân hữu để tăng hiệu quả của phân bón c Trong thực phẩm – Sodium chloride dùng công nghiệp chế biến thực phẩm Là thành phẩn chính muối ăn và được sử dụng phổ biến – Sodium chloride có tính hút ẩm, đó được sử dụng để bảo quản thực phẩm, nó làm tăng áp suất thẩm thấu dẫn đến làm cho vi khuẩn bị mất nước và chết – Dùng muối để ướp thực phẩm sống tôm, cá,…để không bị ươn, ôi trước thực phẩm được nấu – Khử mùi thực phẩm, giữ cho trái không bị thâm – Tăng hương vị, kiểm soát quá trình lên men của thực phẩm d Trong y tế Trang – Muối sodium chloride dùng để sát trùng vết thương rất tốt – Dùng để trị cảm lạnh, pha huyết thanh, thuốc tiêu độc và một số loại thuốc khác để chữa bệnh cho người – Cung cấp muối khoáng cho thể thiếu nước, khử độc, lọc thể, làm đẹp da, chữa viêm họng, làm trắng răng, chữa hôi miệng,… e Trong đời sống gia đình – Giữ cho hoa đã hái được tươi, hỗ trợ căm hoa giả – Hỗ trợ tẩy vết trắng bàn gỗ để lại bơi ly nước và đĩa nóng, lau chùi chảo gang dính mỡ dễ dàng – Làm chất bảo quản VẬN DỤNG Câu Vì muối thô dễ bị chảy nước? Câu Vì trước ăn rau sống, người ta thường ngâm chúng vào dung dịch muối ăn? Câu Vì luộc rau muống, cần bỏ thêm một ít muối NaCl vào nước luộc? Câu Vì hợp chất của floride lại bảo vệ được răng? Câu Vì nước mắt lại mặn? Câu Đối với thể, muối iodine có vai trò thế nào? Để khắc phục sự thiếu hụt iodine thể người ta thường làm gì? Câu Vì thuỷ tinh lại có thể tự thay đổi màu? Câu Acid HCl có vai trò thế nào đối với thể người? Câu Khi nồng độ của acid HCl dịch vị dạ dày lớn 0,001M thì người đó mắc bệnh gì? A Tiêu chảy C Khó tiêu B Ợ chua D Viêm ruột thừa Câu 10 Dãy các acid nào đựng được bình thủy tinh? A HCl, HNO3, HF B HCl, HNO3, H2SO4 C HF, HNO3, H2SO4 D HF, HCl, H2SO4 Câu 11 Nồng độ tối đa cho phép của HCl khí thải của nhà máy vào không khí là 30,00 mg/m3 Để đánh giá sự ô nhiễm không khí một vùng đô thị người ta lấy 2,00 lít không khí cho lội từ từ qua dung dịch AgNO dư, thu được 2,359.10 -4 gam kết tủa Xác định nồng độ HCl khí thải nhà máy có vượt qua giới hạn cho phép không? Trang Câu 12 Để chắc khỏe và giảm bệnh sâu thì hàm lượng ion floride nước cần đạt là 0,5 - mg/l Hãy tính lượng NaF cần phải hòa tan vào nước để có hàm lượng floride từ 0,5 mg/l lên đến mg/l để cung cấp cho ba triệu người dân thành phố, biết mỗi người dân dùng 200 lít nước mỗi ngày Giả sử lượng NaF không bị hao hụt quá trình pha trộn và cung cấp đến người tiêu dùng Hướng dẫn Câu Muối ăn có thành phần chính là NaCl, ngoài còn có một ít các muối khác đó có MgCl2 magnesium chloride rất ưa nước, nó hấp thụ nước không khí và rất dễ tan nước Câu Trước ăn rau sống, người ta thường ngâm chúng vào dung dịch muối ăn khoảng 10-15 phút để sát trùng Vì dung dịch muối ăn có nồng độ muối cao nồng độ muối các tế bào vi khuẩn, nên hiện tượng thẩm thấu qua tế bào nước làm nồng độ muối vi khuẩn tăng cao, vi khuẩn mất nước nên bị tiêu diệt Do tốc độ thẩm thấu chậm nên sát trùng chỉ hiệu quả ngâm nước muối từ 10 đến 15 phút Câu Dưới áp suất khí quyển 1atm thì nước sôi 100 0C Nếu cho thêm một ít muối ăn vào nước thì nhiệt độ sôi cao 1000C, đó luộc rau sẽ mau mềm, xanh và chín nhanh là luộc nước, thời gian rau chính nhanh làm ít mất vitamin Câu Răng được bảo vệ bơi lớp men cứng, dày khoảng mm Lớp men này là hợp chất Ca5(PO4)3OH và được tạo thành phản ứng 5Ca2+ + 3PO43- + OH- → Ca5(PO4)3OH Sau các bữa ăn, vi khuẩn tấn công thức ăn thừa miệng tạo thành các acid hữu làm hư lớp men Biện pháp tốt nhất để bảo vệ là ăn thức ăn ít chua, ít đường và đánh sau ăn Người ta thường trộn vào thuốc đánh các chất NaF hay SnF2 và F- tạo điều kiện cho phản ứng 5Ca2+ + 3PO43- + F- → Ca5(PO4)3F Hợp chất Ca5(PO4)3F là men thay thế cho một phần Ca5(PO4)3OH bị mất Câu Trong nước mắt có chứa muối, là muối thể tạo Muối có khắp mọi nơi thể, máu, dịch thể, từng bộ phận đều có sự tồn tại của muối Trên nhãn cầu chúng ta có một tuyến lệ, nó giống một xương gia công máu thành nước mắt, đó nước mắt có muối Nước mắt có tác dụng làm bôi trơn nhãn cầu, làm cho nhãn cầu không bị khô, có vết thương thì muối có tác dụng hạn chế sự phát Trang triển của vi khuẩn mắt Câu Iodine là một nguyên tố vi lượng hết sức cần thiết đối với người Theo các nhà khoa học, mỗi ngày thể người cần được cung cấp từ 1.10-4 đến 2.10-4 gam nguyên tố iodine Cơ thể tiếp nhận được phần iodine cần thiết dưới dạng hợp chất của iodine có sẵn muối ăn và một số loại thực phẩm Thiếu hụt iodine làm não bị hư hại nên người ta trơ nên đần độn, chậm chạp, có thể điếc, câm, liệt chi, lùn và còn gây bệnh bướu cổ và hàng loạt rối loạn khác, đặc biệt nguy hiểm đối với bà mẹ và trẻ em Để khắc phục sự thiếu iodine, người ta phải cho thêm hợp chất của iodine vào thực phẩm như: muối ăn, sữa, kẹo,…Việc dùng muối ăn làm phương tiện chuyển tải iodine vào thể người được nhiều nước áp dụng Muối iodine là muối ăn có trộn thêm một lượng nhỏ hợp chất của iodine thường là KI hoặc KIO (trộn 25 kg KI vào một tấn muối ăn) Việc dùng muối iodine thật dễ dàng và đơn giản Về mùi vị, màu sắc, muối iodine không khác gì muối ăn thường Tuy nhiên hợp chất iodine có thể bị phân huỷ nhiệt độ cao Vì vậy phải thêm muối iodine sau thực phẩm đã được nấu chín Câu Việc chế tạo thuỷ tinh đổi màu tương tự chế tạo thuỷ tinh thường, chỉ khác là người ta thêm vào nguyên liệu chế tạo thuỷ tinh một ít chất cảm quang silver chloride hay silver bromide… và một ít chất tăng độ nhạy copper chloride Chất nhạy cảm làm cho thuỷ tinh biến đổi nhạy Sự đổi màu có thể giải thích sau: Khi bị chiếu sáng, silver chloride tách thành silver và chlorine Silver sẽ làm cho thuỷ tinh sẫm màu Khi không chiếu sáng nữa, silver và chlorine lại gặp nhau, tạo thành silver chloride không màu, làm cho thuỷ tinh lại suốt Câu Acid HCl có vai trò rất quan trọng đối với quá trình trao đổi chất của thể Trong dịch vị dạ dày của người có acid HCl với nồng độ khoảng từ 0,0001 đến 0,001 mol/l Ngoài việc hoà tan các muối khó tan, acid HCl còn là chất xúc tác cho các phản ứng thuỷ phân các chất đường, bột và chất đạm thành các chất đơn giản để thể có thể hấp thụ được Lượng acid HCl dịch vị dạ dày nhỏ hoặc lớn mức bình thường đều mắc bệnh Khi dịch vị dạ dày, acid HCl có nồng độ nhỏ 0,0001 mol/l ta mắc bệnh khó tiêu, ngược lại, nồng độ lớn 0,001 mol/l ta mắc bệnh ợ chua Một số thuốc chữa đau dạ dày có chứa muối NaHCO còn gọi là thuốc muối có tác dụng trung Trang hoà bớt acid dạ dày NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O Như vậy, mắc chứng đầy chúng ta có thể ăn chua để làm tăng nồng độ acid dạ dày và ngược lại đau dạ dày không nên ăn chua Các bệnh lí về dạ dày liên quan đến nồng độ acid có dày Câu B; Câu 10 B; Câu 11 HCl + AgNO3 →AgCl + HNO3 nHCl = nAgCl = CHCl = 2,359.10−4 = 1,6438.10-6 mol 143,5 1, 6438.10 −6.36,5.103 mg = 29,99 mg/m3 2.10−3 m3 Vậy nồng độ khí HCl nằm miền cho phép Câu 12 Lượng floride cần cung cấp cho ba triệu dân là 3.106.200.0,5 = 3.108 mg = 300 kg Lượng NaF cần pha vào nước là 300.42 = 19 663,16 kg TÊN BÀI DẠY: Chủ Đề: HIDROGEN HALIDE VÀ MỘT SỚ PHẢN ỨNG CỦA ION HALIDE (HALOGENUA) Mơn học/Hoạt động giáo dục: Hóa học Thời gian thực hiện:(5 tiết) * NỘI DUNG KIẾN THỨC CỦA CHỦ ĐỀ: Nội dung 1: Tính chất vật lí Nội dung 2: Tính chất hóa học và phân biệt ion halide Nội dung 3: Tìm hiểu ứng dụng của hydrogen halide và muối halide Nội dung 4: Luyện tập Nội dung 5: Vận dụng kiến thức thực tiễn I MỤC TIÊU DẠY HỌC Năng lực đặc thù a) Nhận thức hoá học: Trang 10 ... độ acid có dày Câu B; Câu 10 B; Câu 11 HCl + AgNO3 →AgCl + HNO3 nHCl = nAgCl = CHCl = 2,359 .10? ??4 = 1,6438 .10- 6 mol 143,5 1, 6438 .10 −6.36,5 .103 mg = 29,99 mg/m3 2 .10? ??3 m3 Vậy nồng độ khí... triệu dân là 3 .106 .200.0,5 = 3 .108 mg = 300 kg Lượng NaF cần pha vào nước là 300.42 = 19 663,16 kg TÊN BÀI DẠY: Chủ Đề: HIDROGEN HALIDE VÀ MỘT SỐ PHẢN ỨNG CỦA ION HALIDE (HALOGENUA)... KIẾN THỨC CỦA CHỦ ĐỀ: Nội dung 1: Tính chất vật lí Nội dung 2: Tính chất hóa học và phân biệt ion halide Nội dung 3: Tìm hiểu ứng dụng của hydrogen halide và muối halide Nội