Đang tải... (xem toàn văn)
Bài 16 Hợp chất của cacbon A – CACBON MONOOXIT I Cấu tạo phân tử và tính chất vật lí Cấu tạo của CO là C ≡ O (trong đó có 1 liên kết thuộc kiểu cho nhận) CO là chất khí, không màu, không mùi, không vị[.]
Bài 16: Hợp chất cacbon A – CACBON MONOOXIT I Cấu tạo phân tử tính chất vật lí - Cấu tạo CO C ≡ O (trong có liên kết thuộc kiểu cho - nhận) - CO chất khí, khơng màu, khơng mùi, khơng vị, tan nước bền với nhiệt, hóa lỏng -191,5oC, hóa rắn -205,2oC - CO khí độc kết hợp với hemoglobin máu tạo thành hợp chất bền làm cho hemoglobin tác dụng vận chuyển khí O2 II Tính chất hóa học - CO oxit trung tính (oxit khơng có khả tạo muối) ⇒ khơng tác dụng với nước, dung dịch bazơ dung dịch axit nhiệt độ thường - CO chất khử mạnh: + Tác dụng với phi kim Thí dụ: t → 2CO2 2CO + O2 ⎯⎯ CO + Cl2 → COCl2 (photgen) + CO khử oxit kim loại đứng sau Al dãy hoạt động hóa học kim loại (phản ứng xảy nhiệt độ cao) Thí dụ: o t → 3CO2 + 2Fe 3CO + Fe2O3 ⎯⎯ o t → CO2 + Cu CO + CuO ⎯⎯ Chú ý: Dựa tính chất hóa học mà CO ứng dụng để làm nhiên liệu khí, hay dùng luyện kim để khử oxit kim loại III Điều chế Trong phịng thí nghiệm - Đun nóng axit fomic (HCOOH) có mặt H2SO4 đặc Phương trình hóa học: o H 2SO dac, t → CO + H2O HCOOH ⎯⎯⎯⎯⎯ Trong công nghiệp - Khí CO điều chế theo hai phương pháp: + Cho nước qua than nung đỏ: o 1050 C ⎯⎯⎯⎯ → CO + H2 C + H2O ⎯⎯⎯ ⎯ ⇒ Hỗn hợp khí tạo thành gọi khí than ướt Ngồi CO (chiếm khoảng 44%), H2 cịn có khí khác CO2, N2,… + Trong lị gas, thổi khơng khí qua than nung đỏ: o t → CO2↑ Ở phần lò: C + O2 ⎯⎯ o t → 2CO Khí CO2 qua lớp than nung đỏ: CO2 + C ⎯⎯ ⇒ Hỗn hợp khí thu gọi khí lị gas (khí than khơ) Trong khí lị gas, CO thường chiếm khoảng 25%, ngồi cịn có CO2, N2,… o Hình 1: Sơ đồ lị gas B – CACBON ĐIOXIT (CO2) I Cấu tạo phân tử tính chất vật lý Cấu tạo phân tử - Cấu tạo CO2 O = C = O - Phân tử CO2 có cấu tạo thẳng, khơng phân cực Tính chất vật lý - Là chất khí khơng màu, nặng gấp 1,5 lần khơng khí - Tan nước - CO2 bị làm lạnh đột ngột chuyển sang trạng thái rắn, gọi nước đá khô - Nước đá khơ khơng nóng chảy mà thăng hoa nên dùng để làm môi trường lạnh khô, tiện lợi để bảo quản thực phẩm Hình 2: Đá khơ Lưu ý: Khi sử dụng đá khô phải đeo gang tay chống lạnh để tránh bị bỏng lạnh tiếp xúc với đá khơ II Tính chất hóa học - Khí CO2 khơng cháy, khơng trì cháy nhiều chất - CO2 oxit axit, tan nước tạo thành axit cacbonic: CO2 (k) + H2O (l) ⇄ H2CO3 (dd) - Ngồi ra, CO2 cịn tác dụng với oxit bazơ dung dịch kiềm Thí dụ: t → CaCO3 CaO + CO2 ⎯⎯ NaOH + CO2 → NaHCO3 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O III Điều chế Trong phịng thí nghiệm - CO2 điều chế cách cho dung dịch HCl tác dụng với đá vơi - Phương trình hóa học: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O Trong công nghiệp - Khí CO2 thu hồi từ q trình đốt cháy hoàn toàn than để cung cấp lượng cho trình sản xuất khác o t → CO2 C + O2 ⎯⎯ - Ngồi ra, khí CO2 cịn thu hồi từ q trình chuyển hóa khí thiên nhiên, sản phẩm dầu mỏ; q trình nung vơi; trình lên men rượu từ đường glucozơ o t → CaO + CO2 CaCO3 ⎯⎯ o len men C6H12O6 ⎯⎯⎯ → 2CO2 + 2C2H5OH C – AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT I Axit cacbonic (H2CO3) - Là axit bền, tồn dung dịch loãng, dễ bị phân hủy thành CO2 H2O H2CO3 CO2 + H2O - Là axit hai nấc: H 2CO3 HCO3− H + + HCO3− H + + CO32− II Muối cacbonat Là muối axit cacbonic (gồm muối CO32− HCO 3− ) Tính tan - Muối cacbonat kim loại kiềm, amoni đa số muối hiđrocacbonat dễ tan nước - Muối cacbonat kim loại khác khơng tan 2 Tính chất hóa học a) Tác dụng với axit Thí dụ: NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2↑ + H2O HCO 3− + H+ → CO2↑ + H2O Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O CO32− + 2H+ → CO2↑ + H2O b) Tác dụng với dung dịch kiềm - Các muối hiđrocacbonat tác dụng dễ dàng với dung dịch kiềm Thí dụ: NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O HCO3− + OH − → CO32− + H 2O c) Phản ứng nhiệt phân - Muối cacbonat tan không bị nhiệt phân (trừ muối amoni), muối cacbonat không tan bị nhiệt phân: t → MgO + CO2↑ MgCO3 ⎯⎯ - Tất muối hiđrocacbonat bị nhiệt phân: 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2↑ + H2O Ca(HCO3)2 → CaCO3 + H2O + CO2↑ Ứng dụng - Canxi cacbonat (CaCO3) tinh khiết chất bột nhẹ, màu trắng, dùng làm chất độn cao su số ngành công nghiệp - Natri cacbonat (Na2CO3) khan (sođa khan) chất bột màu trắng, tan nhiều nước Dùng công ngiệp thủy tinh, đồ gốm, bột giặt, … - Natri hiđrocacbonat (NaHCO3) chất tinh thể màu trắng, tan nước; dùng công nghiệp thực phẩm, y học dùng làm thuốc giảm đau dày o ... 3− + H+ → CO2↑ + H2O Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O CO32− + 2H+ → CO2↑ + H2O b) Tác dụng với dung dịch kiềm - Các muối hiđrocacbonat tác dụng dễ dàng với dung dịch kiềm Thí dụ: NaHCO3 + NaOH... Muối cacbonat kim loại kiềm, amoni đa số muối hiđrocacbonat dễ tan nước - Muối cacbonat kim loại khác khơng tan 2 Tính chất hóa học a) Tác dụng với axit Thí dụ: NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2↑ + H2O... Axit cacbonic (H2CO3) - Là axit bền, tồn dung dịch loãng, dễ bị phân hủy thành CO2 H2O H2CO3 CO2 + H2O - Là axit hai nấc: H 2CO3 HCO3− H + + HCO3− H + + CO32− II Muối cacbonat Là muối axit cacbonic