Slide Giáo Trình Công Nghệ Hóa Vô Cơ phần 6 pps

- 71 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ - Hóa tính : Do độ bền liên kết nhỏ, phân tử e độc thân nên NO2 bền ; 150 C bị phân hủy theo phản ứng 2NO2 = 2NO + O2 đến 6000C phân hủy hoàn toàn * NO2 chất oxy hóa mạnh, có hoạt tính hóa học cao _ C, S, P cháy tiếp tục NO2 (khi có xúc tác Pt, Ni, NO2 dễ bị khử NH3) C + NO2 = 2CO2 + N2 ∴ NO2 tương tác với số nguyên tố không kim loại kim loại, oxy hóa CO thành CO2, SO2 thành SO3 NO2 + 2Cu = Cu2O + NO↑ NO2 + CO = CO2 + NO NO2 + SO2 = SO3 + NO = 2NH3↑ + xt ∴ Với H2 : 2NO2 + 7H2 4H2O + Tính khử : Thể tác dụng với chất oxy hóa mạnh Cl2 + 2NO2 = 2ClNO2 (clorua nitroni) O3 + 2NO2 = N2O5 H2O2 + 2NO2 = 2HNO3 + O2 + Caùc oxyt NO2 N2O4 tương tác với nước tạo axit nitrơ axit nitric, với kiềm tạo muối nitrit nitrat : NO2 + H2O = 2NO2 + 2NaOH = HNO2 + HNO3 NaNO2 + NaNO3 + H2O Vì vậy, NO2 N2O4 anhydrit hỗn tạp acid nitrơ axit nitric b Điều chế - Trong phòng thí nghiệm : cho Cu tác dụng với HNO3 đặc + 4HNO3(đ) = Cu Cu(NO3)2 + NO2↑ + 2H2O - Trong công nghiệp : NO2 sản phẩm trung gian để điều chế HNO3, tạo nên cho NO tác dụng với oxy Acit nitric (HNO3): Trong HNO3, N mức oxy hóa +5, phân tử có cấu tạo phẳng : H 1160 102 O 0,96A O N 1,41A Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học - 72 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ 1140 O a Lý tính HNO3 nguyên chất chất lỏng không màu, bốc khói mạnh không khí, d = 1,52; Tnc0 = -41,50C; Ts0 = 830C HNO3 68,4% dung dịch đẳng phí, sôi 121,90C Acid nitric tan vô hạn nước, acid bán thị trường thường chứa 70% HNO3, đặc bốc khói (cẩn thận sử dụng HNO3 rơi vào chỗ mô liên kết tế bào bị phá vỡ, gây bỏng nặng) b Hóa tính HNO3 chất bền Dưới tác dụng ánh sáng nhiệt, bị phân hủy chậm 4HNO3 = 2H2O + 4NO2↑ + O2↑ Vì HNO3 để lâu thường có màu vàng (do có chứa NO2) - Tính oxy hóa : Trong HNO3, N mức oxy hóa +5 (cao nhất) nên tính chất hóa học đặc trưng HNO3 tính oxy hoùa NO3- + 4H+ + 3e- ⇔ NO + 2H2O, E0 = 0,96v Tùy theo hoạt tính chất khử, nồng độ HNO3, điều kiện phản ứng mà bị khử mức oxy hóa khác : HNO3 → HNO2, NO2, NO, N2O, N2, NH2OH, NH3 HNO3 oxy hoùa đa số kim loại phi kim loại : + Tác dụng với kim loại : HNO3 oxy hóa tất kim loại trừ Au Pt Tuy nhiên, HNO3 đặc nguội số kim loại Fe, Al, Cr… bị thụ động hóa có tạo thành màng oxyt bền bao bọc Phản ứng HNO3 đặc với kim loại thường chậm lúc đầu phản ứng bắt đầu trở nên mãnh liệt Vì vậy, người ta thường cung cấp nhiệt để khơi mào phản ứng * Với kim loại nặng : khử HNO3(đ) NO2 HNO3 (l) veà NO 3Pb + 8HNO3(l) = 3Pb(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O Pb + 4HNO3(ñ) = Pb(NO3)2 + 2NO2↑ + 4H2O * Kim loại kiềm, kiềm thổ khử HNO3(đ) NO2 HNO3(l) NH3 4Ca + 10HNO3(đ) = N2O 4Zn + 10HNO3(l) 4NH4NO3 + Zn(NO3)2 + 3H2O = + 4Ca(NO3)2 + 5H2O * Sn, Fe, Al, Zn khử HNO3 (l) NH3 + Tác dụng với phi kim loại : C, S, P, As, I2; HNO3 oxy hóa chúng đến mức oxy hóa cực đại HNO3 (đ) bị khử NO2, HNO3(l) NO Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học - 73 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ 3P + 5HNO3(l) + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO↑ 3I2 + 10HNO3(l) = 6HIO3 + 10NO + 2H2O S = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O + 6HNO3(ñ) + Tác dụng với hợp chất : HNO3 oxy hóa Fe+2 → Fe+3, dư Fe+2, NO kết hợp với Fe2+ cho hợp chất có màu nây bền 6FeSO4 + 2HNO3 + 3H2SO4 FeSO4 3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O = + NO = [Fe(NO)]SO4 màu nâu HNO3(đ) oxy hóa HI HCl, HNO3(l) oxy hóa HI I2 HNO3 oxy hóa S2- SO42- (H2S, PbS, Ag2S, CuS) + 8HNO3(ñ) PbS = PbSO4 + 8NO2↑ + 4H2O * Nước cường thủy : thể tích HNO3(đ) + thể tích HCl(đ) HNO3 + 3HCl ⇔ NOCl + Cl2 + NOCl → NO + 2H2O Cl Trong hỗn hợp này, HNO3 trợ lực nitrosyl clorua tác dụng chất oxy hóa Cl- HCl biến ion kim loại thành anion phức Ví dụ : ⇔ Hg2+ + 4Cl- HgS ↑↓ + S2- + 2H+ + ↑↓ HgCl42- S 3HgS + 12HCl + 2HNO3 = + + 6H + 2NO32NO 3HgCl42- + H2O + 3S + 2NO↑ + 4H2O Au, Pt tan nước cường thủy lực chúng clor : Au + 3Cl = AuCl3 AuCl3 + HCl = H[AuCl4] = H[AuCl4] + NO + 2H2O Tổng quát : Au + HNO3 + 4HCl 3Pt + 4HNO3 + 18HCl = ( 3H2[PtCl6] + 4NO↑ + 8H2O 3Pt + 4HNO3 + 12HCl = 3PtCl4 + 4NO + 8H2O PtCl4 + 2HCl = H2[PtCl6] ) - Với hợp chất hữu : HNO3 nitro hóa hợp chất hữu cho hợp chất nitro có màu vàng (HNO3 ⇔ NO2+ + NO3- + H2O) Với diện H2SO4(đ), HNO3 phân ly sau : HONO2 + H2SO4 ⇔ NO2+ + HSO4- + H2O) NO2+ tác dụng với nhiều chất hữu cách thay vào nguyên tử hay nhóm nguyên tử chất hữu Ví dụ : C6H5CH3 + 3HONO2 + 3H2SO4 = C6H2CH3(NO2)3 + 3H2O + 3H2SO4 TNT (thuốc nổ) Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học - 74 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ - Tính acid : HNO3 acid mạnh, tan nước phân ly hoaøn toaøn : HNO3 + ⇔ H3O+ H2O + NO3- → Khi tác dụng với baz oxyt baz tạo muối nitrat nước c Ứng dụng HNO3 hóa chất quan trọng, dùng để sản xuất thuốc nổ, phân bón, phẩm nhuộm, hóa chất dược phẩm… d Điều chế - Trong phòng thí nghiệm : đun nóng hỗn hợp nitrat với H2SO4 KNO3 + H2SO4 = KHSO4 + HNO3↑ - Trong công nghiệp : Sản xuất HNO3 từ oxy hóa xúc tác khí NH3 * Oxy hóa NH3 không khí (7 – 8% NH3) 5000C có lưới Pt – Rh làm xúc tác : 4NH3 + 5O2 = 4NO + + 2O2 = 4NO2 + H2O = 2HNO3 + 6H2O (1) * Oxy hóa NO thành NO2 : 4NO (2) * Hợp nước với NO2 : 3NO2 NO (3) NO sinh (3) lại dùng lại (2) Quá trình sản xuất gồm giai đoạn : + Giai đoạn oxy hóa NH3 : người ta trộn khí NH3 với không khí (lấy dư), cho hỗnhợp qua chất xúc tác lưới Pt-Rh, chất xúc tác lúc đầu nung nóng lên 5000C, sau nhiệt phản ứng oxy hóa trì nhiệt độ + Giai đoạn oxy hóa NO hấp thụ : Làm lạnh hỗn hợp khí máy oxy hóa xuống 400C đưa vào tháp oxy hóa NO hấp thụ lần 1, thực song song phản ứng (2) (3), dung dịch HNO3 thu chân tháp, phần NO chưa hết đưa vào tháp 2, nhà máy có dãy tháp Nhà máy thường thu dung dịch 50%, chưng cất trực tiếp đến dung dịch, 70% Sau đem chưng HNO3 70% với H2SO4(đ) HNO3 95% Muối Nitrat : NO3- có cấu tạo hình tam giác với góc ONO = 1200, dN-O = 1,218A0 - O N O Hồ Bích Ngọc sp2 O Khoa Hóa Học - 75 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ N trạng thái lai hóa sp2, orbital lai hóa tham gia tạo thành liên kết σ với nguyên tử O Orbital 2p lại N tạo nên liên kết π không định chỗ với nguyên tử oxy - NO3- không màu nên muối nitrat cation không màu không màu Hầu hết dễ tan nước (một vài muối bị hút ẩm không khí NaNO3 NH4NO3, muối nitrat kim loại hóa trị thường dạng hydrat) - Các nitrat bị nhiệt phân, nitrat kiềm bền nhất(>10000C phân hủy), nitrat khác bị nhiệt phânở nhiệt độ thấp Sản phẩm nhiệt phân tùy thuộc vào chất cation + Nitrat kim loại hoạt động từ kim loại kiềm → Mg (trong dãy điện thế) đun nóng bị phân hủy thành nitrit oxy t0 = 2NaNO3 2NaNO2 + O2 + Nitrat kim loại hoạt động Mg → Cu (kể Mg, Cu) đun nóng bị phân hủy thành oxyd, NO2 vaø O2 2Pb(NO3)2 t = 2PbO + 4NO2 + O2 + Nitrat kim loại hoạt động Cu đun nóng bị phân hủy đến kim loại NO2 vaø O2 : = AgNO3 Ag + NO2 + 1/2O2 - Do dễ oxy nên muối nitrat khan đun nóng chất oxy hóa mạnh : NO3- môi trường acid có khả oxy hóa, HNO3 Ví dụ : Thuốc súng đen hỗn hợp gồm KNO3, C S : 2KNO3 + 3C 75% + 15% S2 = N2 + 3CO2 + K2S 10% - Điều chế : Tương tác HNO3 với kim loại, hydroxyt hay carbonat kim loại - ng dụng : Làm phân bón, thuốc nổ… (2KNO3 + S + 3C = K2S + 3CO2 + N2) III PHOSPHOR A ĐƠN CHẤT Tính chất : a Lý tính P có số dạng thù hình : P trắng, P đen, P đỏ - P trắng : Có mạng lưới lập phương, kiến trúc 2,21A ) 600 Hồ Bích Ngọc mạng lưới b ao gồm phân tử P4 liên kết với lực Van der Waals Phân tử P4 có cấu tạo hình từ diện với nguyên tử P nằm đỉnh Khoa Hóa Học - 76 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ Do góc liên kết nhỏ so với góc vân đạo p nguyên tử nên mật độ điện tử không tập trung đường liên kết nguyên tử liên kết bền vững P trắng khối suốt giống sáp Là chất có mạng lưới phân tử, P trắng dễ nóng chảy, dễ bay (Tnc0 = 440C; Ts0 = 2870C), mềm dễ tan dung môi không cực CS2, benzen, d=1,8 g/ cm3, 500C tự bùng cháy mãnh liệt không khí nên phải bảo quản nước Hơi P có mùi tỏi chưng cất 1000C với nước, người ta lợi dụng tính chất để tinh chế P Ở 10000C, phân tử P4 tách làm phân tử P2 có cấu tạo giống N2 20000C, phân tử P2 bị phân hủy thành nguyên tử P Do cấu tạo phân tử P4, góc PPP bé cách bất thường nên liên kết P_P dễ bị đứt có khuynh hướng chuyển thành dạng thù hình polymer bền - P đỏ : P trắng để lâu ngày vàng Quá trình nhanh chóng đun nóng, chiếu sáng hay có chất xúc tác iod : Ptrắng → Pđỏ , ∆H = -4,4 kcal/ ptg P đỏ hỗn hợp nhiều dạng không P trắng, có màu thay đổi từ đỏ đến tím, d = ÷ 2,4 g/cm3 P đỏ khôngnóng chảy áp suất thường mà nóng chảy áp suất 43 atm, t0 = 575 ÷ 6000C Ở áp suất thường thăng hoa 4230C, ngưng tụ tạo thành P trắng - P đen : Nấu P trắng lên 2000C áp suất 12000 atm thu P đen P đen bề giống graphit, chất dạng polymer, có mạng lưới nguyên tử, nguyên tử P liên kết với nguyên tử P khác bao quanh theo hình tháp liên kết công hóa trị với độ dài liên kết = 2,18A0 Mạng lưới có kiến trúc lớp tương tự than chì, khoảng cách lớp = 3,68A0 P đen chất bán dẫn (P trắng P đỏ không dẫn điện), d=2,7 g/cm3, không tan dung môi nào, nóng chảy 10000C áp suất 18.000 atm Trong dạng thù hình P trắng độc không bền, P đỏ P đen bền không độc b Hóa tính So với N2, P4 hoạt động mạnh độ âm điện N lớn P liên kết P4 bền (E = 50 kcal/ ptg) N2 (220 kcal/ ptg) Do khác kiến trúc dạng thù hình P nên hoạt tính hóa học chúng khác nhiều : P trắng hoạt động P đen hoạt động Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học - 77 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ Ví dụ : Ở điều kiện thường, P trắng bị oxy không khí oxy hóa dần, P đỏ P đen bền Ở t0 cao, P trắng tự bốc cháy 400C, P đỏ 2500C P đen 4000C P vừa có tính oxy hóa vừa có tính khử tính chất tính khử - Tính khử : * Với oxy : P có lực oxy Trong không khí, t0 thường P trắng bị oxy hóa cho P4O6 đồng thời có phát lânquang P4 + 3O2 = P4O6 Ở t ∼ 50 C P trắng tự bốc cháy cho P4O10 thành khói đặc đồng thời phát nhiệt lượng lớn cho lửa sáng chói P4 + 5O2 = P4O10 Phản ứng lợi dụng để làm bom cháy đạn mù * Với Halogen : P tác dụng trực tiếp với halogen hợp chất kiểu PX3 (thiếu X2), PX5 (dư X2) trừ I2 cho hợp chất PI3 P2I4 Các hợp chất bị thủy phân : PX3 + 3H2O = H3PO3 + 3HX PX5 + H2O = POX3 + 2HX Phosphor oxy halogen Nếu dư H2O : POX3 + 3H2O = H3PO4 + 3HX Trừ PF5, hợp chất PX5 không bền dễ bị phân hủy nhiệt PX5 PX3 ⇔ + X2 → Được dùng tác nhân clor hóa brom hóa * Với S : P phản ứng với S cho dãy sulfua P4S3, P4S7, P4S10… chất rắn màu vàng, bị thủy phân cho H2S oxyt acid P * Với hợp chất : P tác dụng với nhiều hợp chất, hợp chất chứa oxy (KclO3, KNO3, K2Cr2O7…) phản ứng quan trọng có ứng dụng thực tế + Với HNO3 đặc, nóng : 3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO Dùng để điều chế acid H3PO4 + Với H2O: 8P + 12H2O = 3H3PO4 + 5PH3 2P + 8H2O = 2H3PO4 + 5H2 Dùng để điều chế H3PO4 công nghiệp phương pháp đại Với dung dịch kiềm loãng sôi P4 + 3KOH + 3H2O = 3KH2PO2 + PH3 Kali hypophosphit Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học - 78 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ - Tính oxy hóa : * Với hydro : 2P + 3H2 ⇔ 2PH3 ; ∆H = 2,2 kcal/ ptg Phản ứng khhó khăn, xảy t0 > 3000C nhiệt độ PH3 lại bị phân hủy nên thực tế coi P không tác dụng với hydro PH3 điều chế gián tiếp Ca3P2 + 6H2O = 3Ca(OH)2 + 2PH3↑ * Với kim loại : Khi đốt nóng, P oxy hóa hầu hết kim loại (cả Pt) để tạo phosphua Tùy thuộc vào chất kim loại mà tỷ lệ kiểu liên kết phosphua thay đổi Chẳng hạn phosphua nguyên tố s (M3P, M’3P2) xem hợp chất cộng hóa trị – Ion, chúng giống muối, dễ bị nước phân hủy Mg3P2 + 6H20 = 3Mg(OH)2 + 2PH3 Phosphua nguyên tố d (MP, MP2, M3P) có màu xám hay đen, ánh kim dẫn điện, hoạt động mặt hóa học Chúng hợp chất cộng hóa trị Trạng thái tự nhiên Trong đất, P chiếm 0,04% Σ nguyên tử, tập trung dạng khoáng : Phosphorit [Ca3 CPO4)2] vaø apatit [Ca5 x (PO4)3] (X :F, Cl, OH) P có thành phần thể, xương có khoảng 60% Ca3(PO4)2 – Đồng vị bền : 31 P Đồng vị phóng xạ nhân tạo 30P, 32P dùng làm thị phóng xạ nghiên cứu qúa trình trao đổi P thực vật, sinh vật, theo dõi hiệu suất bón phân lân đất trồng Ứïng : P đóng vai trò quan trọng sống, với N2, C, O, P có Protit động thực vật P có chất giữ vai trò tích cực qúa trình sinh học quan trọng động thực vật Trong thực vật, P tích tụ chủ yếu hạt quả, động vật, P có xương, răng, mô thần kinh P đỏ dùng để chế thuốc diêm (thuốc đầu diêm : KClO3, K2 Cr2 07, S, thuốc phấn diêm : P đỏ, Sb2 S3, keo + thủy tinh bột), P trắng làm lựu đạn khói, P dùng để sản xuất chất độc hoá học Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học - 79 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ Điều chế : Nung đỏ Ca3 (PO4 )2 với than cát lò điện 1500oc 2Ca3(PO4)2 P4O10 2Ca3(PO4)2 + + 6SiO2 = 6CaSiO3 + P4O10 + 10C = P4 + 10CO = P4 6SiO2 + 10C + 6CaSiO3 + 10CO Làm ngưng tụ thoát P trắng, sau cách đốt nóng lâu 200 – 3000C, chuyển thành P đỏ B HP CHẤT Phosphin PH3 : PH3 có cấu tạo giống NH3 P H H H ^ HPH = 93,70c P trạng thái lai hóa sp3 đặc trưng N NH3 PH3 có độ phân cực (µ = 0,56 D) a Tính chất - Lý tính : PH3 khí không màu, mùi trứng thối, Tnc0 = -1330C, Ts0=- 87,40C; độc (dùng làm thuốc diệt chuột Zn3P2) Ở trạng thái lỏng hay dung dịch, PH3 không hình thành liên kết hydro nên tan nước tượng tụ hợp phân tử NH3 - Hóa tính : * PH3 phân cực nên khả cho cặp e tự PH3 nhiều so với NH3 : không kết hợp với nước mà kết hợp với H+ acid mạnh HClO4, HX (X : Cl, Br, I) taïo ion phosphoni PH4+ PH3 + HClO4 = PH4ClO4 * PH3 có tính khử mạnh : + Bốc cháy không khí đun nóng đến 1500C PH3 + 2O2 = H3PO4 Hỗn hợp PH3 với không khí nỗ hạ áp suất + Tương tác với halogen tạo phosphor penta halogenua PH3 + 4Cl2 = PCl5 + 3HCl + Giải phóng kim loại từ dung dịch muối bạc, muối đồng PH3 + 6AgNO3 + 3H2O Hồ Bích Ngọc = 6Ag + 6HNO3 + H3PO3 Khoa Hóa Học - 80 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ b Điều chế Cho phosphua kim loại tác dụng với nước Ca3P2 + 6H2O = 3Ca(OH)2 + 2PH3 Cho P tương tác với dung dịch kiềm đặc Hợp chất P3+ với oxy : a Phosphor (III) oxyt(P4O6) (Anhydric phospho) Phân tử P4O6 gồm nguyên tử P đỉnh tứ 1,65A0 9,90 1280 diện nguyên tử O nằm bên trung điểm cạnh tứ diện Liên kết P_O có độ dài ngắn so với liên kết đơn (1,84A0) tức có mức độ kép rõ rệt Liên kết π tạo nên nhờ cặp e tự oxy orbital 3d trống P, tức theo kiểu π cho p → d - P4O6 chất dạng tinh thể màu trắng mềm sáp, dễ bay hơi, nóng chảy (Ts0 = 175,40C; Tnc0 = 23,80C); độc gần P trắng Dễ tan eter, CS2, benzen, cloroform - Phân tử P2O4 không bền, đun nóng vài ngày bình kín 200-2500C P4O6 phân hủy thành P đỏ oxyt P2O4 2P4O6 = 2P + 3P2O4 P4O6 tương đối hoạt động, thường biểu tính khử * Với oxy : Ở t0 thường bị oxy hóa chậm không khí biến thành P4O10 2P4O6 + 2O2 = P4O10 Quá trình phát quang mạnh; đến 70 C; P4O6 bốc cháy (Với halogen : P4O6 tương tác mãnh liệt với Cl2 Br2 tạo oxy halogen với I2 bình kín tạo P2I4 P4O6 + Cl2 → POCl3) * Với H2O : P4O6 tan nước lạnh cho acid phosphorơ P4O6 + 6H2O = 4H3PO3 Với nước nóng, cho phosphin vaø acid phosphoric P4O6 + 6H2O = PH3 + 3H3PO4 * Với dung dịch HCl : P4O6 tạo acid phosphorơ P4O6 + 6HCl = 2H3PO3 + 2PCl3 - Điều chế : Cho không khí khô qua chậm P trắng P4 + 3O2 = P4O6 b Axit photphorơ (H3PO3) Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học - 81 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ Trong phân tử H3PO3 có nguyên tử H tham gia tạo thành nhóm hydroxyt_OH nên có 3H phân tử H3PO3 dyoxyt triaxit H HO P =O P ⇔ OH OH : bền OH OH - H3PO3 chất dạng tinh thể không màu, chảy rữa, dễ tan nước, Tnc0 = 740C - H3PO3 chất không bền, 1500C tự oxy hóa khử theo phản öùng : 150 C 4H3PO3 = 34H3PO4 + PH3 * Trong dung dịch nước, H3PO3 Là acid mạnh trung bình k1 = 2.10-2 , k2 = 2.10-7 * H3PO3 chất khử mạnh, khử kim loại hoạt động hợp chất : H3PO3 + H9Cl2 + H2O = H3PO3 + H9 + 2HCl H3PO3 + 2AgNO3 + H2O = H3PO3 + 2Ag + 2HNO3 - Điều chế : Cho PCl3 tác dụng với nước lạnh : PCl3 + 3H2O = H3PO3 + 3HCl Sau chưng cất kết tinh Hợp chất P5+ với oxy : a Phospho (V) oxyt (P4O10) (Anhydric phosphoric) 1,62A0 Phân tử P4O10 có cấu tạo tương tự P4O6 có 1,39A0 1170 thêm nguyên tử O liên kết với nguyên tử P với độ dài 1,39A0 liên kết tạo với liên kết P_O cầu oxy góc 1170 Mạng lưới tinh thể gồm phân tử P4O10 liên kết với lực Vander Waals - P4O10 chất rắn trắng tuyết, thăng hoa 3500C - P4O10 bền nhiệt, tính oxy hóa, có tính hút nước mãn liệt nên dùng làm khô Nó tan nước tùy lượng nước hay nhiều mà cho axit metaphotphoric (HPO3), Pyrophotphoric (H4P2O7) ortophotphoric (H3PO4) P4O10 Hồ Bích Ngọc + 2H2O = 4HPO3 Khoa Hóa Học - 82 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ 2HPO3 + H2O = H4P2O7 H4P2O7 + H2O = 2H3PO4 b Axit photphoric - Axid photphoric (acid orto photphoric) có cấu tứ 1120 P 1,52A 1,57A0 diện, nguyên tử oxy đỉnh tứ diện làm cho phân H tử bền - H3PO4 chất rắn, không màu, kết tinh, Tnc0 = 1090 42,50C; d=1,88 acid bền, bay Tan H nước, acid bán thị trường chứa 85% H3PO4 - H3PO4 triaxit, dung dịch axit mạnh H trung bình Các số điện ly : K1 = 7,5.10-3; K2 = 6,2.10-8; K3=5.10-13 H3PO4 tính oxy hóa, t0 cao với chất khử mạnh C bị khử : 2H3PO4 + 5C = 3H2O + 2P + 5CO Khi đun nóng lên đến t0 cao, bị nước dần axit pyrophotphoric metaphotphoric 2200C H P O + = 2H3PO3 22= C HPO3 H3PO4 H2O + H2O - Điều chế : * Trong phòng thí nghiệm; cho nước có dư tác dụng lên PX5, POX3 hay P4O10 * Trong công nghiệp : Cho HNO3 đặc nóng tác dụng với P đỏ 5HNO3 + 3P + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO + 5H2 Hay cho P tác dụng với nướv t cao : 2P + = 8H2O 800 C 2H3PO4 Cho H2SO4 nồng độ trung bình tương tác với photphoric thiên nhiên Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = 3CaSO4↓ + 3H3PO4 Tách muối CaSO4 tan cô dung dịch đến 150 C làm lạnh để axit kết tinh c Acid pyrophotphoric (H4P2O7) - Phân tử H4P4O7 có cấu trúc tứ diện PO4 liên kết với nguyên tử O chung OH O P OH Hồ Bích Ngọc OH O P OH HO O O HO OH P O P O OH Khoa Hóa Học - 83 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ - H4P2O7 chất dạng tinh thể mềm, không màu, dễ tan nước, Tnc0=610C - H4P2O7 axit nấc mạnh H3PO4 K1 = 1,4.10-1 ; K2 = 1,1.10-2 ; K3 = 2,9.10-7 ; K4 = 3,6.10-9 Nhưng biết dạng muối muối hydrodiphosphat (H2P2O72-) diphotphat trung tính (P2O74-) - Điều chế : Đun nóng axit ortophotphoric 2200C 2H3PO4 2200C = H4P2O7 + H2O d Axit meta photphoric (HPO3) - Axit meta photphoric polymer kết hợp tứ diện PO4 tạo thành phân tử vòng nên có công thức (HPO3)n - HPO3 chất dạng thủy tinh, Tnc0 = 400C - Tương tác chậm với nước để chuyển thành axit orto, trình tăng nhanh đun sôi dung dịch có mặt axit mạnh e Muối ortophotphat Acid ortophosphoric cho loại muối : dihydro photphat, mono hydro photphat photphat trung tính - Các muối photphat nói chung không màu Tất photphat di axit dễ tan nước muối photphat mono axit photphat trung tính có muối kim loại kiềm dễ tan - Trong muối photphat tan, muối photphat trung tính kim loại kiềm bị thủy phân mạnh cho môi trường kiềm mạnh Na3PO4 + H2O = NaOH + Na2HPO4 Muoái photphat mono axit bị thủy phân yếu Na2HPO4 + H2O ⇔ NaOH + NaH2PO4 HPO2-4 + H2O ⇔ H3O+ + PO43- Ngoài Nên dung dịch Na2HPO4 có môi trường kiềm yếu Muối photphat diaxit bị thủy phân yếu trình xảy so với trình phân ly H2PO4- nên dung dịch Na2HPO4 có môi trường axit yếu NaH2PO4 H2PO4- + + H2O H2O ⇔ NaOH ⇔ H3O + + H3PO4 + HPO42- - Khi có mặt Mg2+ dung dịch amoniac, PO43- tạo kết tủa màu trắng NH4MgPO4 không tan dung dịch amoniac tan axit NH4+ + Mg2+ + PO43- Hồ Bích Ngọc = NH4MgPO4↓ Khoa Hóa Học - 84 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ - Khi có mặt muối amoni molipdat (NH4)2 MoO4 dung dịch HNO3, PO43tạo kết tủa amoniphotpho molipdat(NH4)3[PMO12O40] màu vàng không tan HNO3 tan kiềm dung dịch amoniac 3NH4+ + PO43- + 12M0O4- + 24H+ = (NH4)3[PM012O40]↓ + 12H2O - Các photphat không tan có tính chất chung tan axit vô loãng Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 = Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4 - Khi nung khô photphat diaxit kiềm cho metaphotphat mono axit cho pyrophotphat nNaH2PO4 = nH2O + (NaPO3)n 2Na2HPO4 = H2O + Na4P2O7 + ng dụng : Photphat canxi, amoni dùng làm phân bón, Na3PO4, NaH2PO4 dùng để làm mềm nước + Điều chế : Photphat kim loại kiềm cho H3PO4 tác dụng với hydroxyt hay carbonat kim loại kiềm Photphat tan : Điều chế phản ứng trao đổi C PHÂN LÂN VÀ PHÂN ĐẠM Phân đạm : a Vai trò N thực vật Nitơ cần cho tạo thành protein chất sở tế bào, cho tạo thành diệp lục tố Như vậy, nitơ cần thiết cho tạo thành tế bào để sinh trưởng Cây cần N thời kỳ non để sinh sinh nhánh N có ảnh hưởng định đến hiệu suất mùa màng nên phân đạm vô quan trọng b Các phân đạm quan trọng Trừ họ đậu, khác đồng hóa dạng hợp chất vô trạng thái dung dịch đất Giá trị phân đạm biểu thị lượng nitơ chứa phân Cây hấp thụ N dạng nitrat (NO3-) hay amoni (NH4+) Người ta chia phân đạm làm nhóm : - Phân amoni : gồm amoniac lỏng, dung dịch amoniac, muối amoni - Phân nitrat : Gồm nitrat (NaNO3, KNO3, NH4NO3, Ca(NO3)2 - Phân amit : Gồm canxi xyanamit CaCN2, Ure’CO(NH2)2 Quan trọng NH4NO3, (NH4)2SO4 + Phân (NH4)2SO4 (21% N): Phân Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học ... - Giáo Trình Hoá Vô Cơ Điều chế : Nung đỏ Ca3 (PO4 )2 với than cát lò điện 1500oc 2Ca3(PO4)2 P4O10 2Ca3(PO4)2 + + 6SiO2 = 6CaSiO3 + P4O10 + 10C = P4 + 10CO = P4 6SiO2 + 10C + 6CaSiO3 + 10CO Làm... bạc, muối đồng PH3 + 6AgNO3 + 3H2O Hồ Bích Ngọc = 6Ag + 6HNO3 + H3PO3 Khoa Hóa Học - 80 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ b Điều chế Cho phosphua kim loại tác dụng với nước Ca3P2 + 6H2O = 3Ca(OH)2 + 2PH3... C; P4O6 bốc cháy (Với halogen : P4O6 tương tác mãnh liệt với Cl2 Br2 tạo oxy halogen với I2 bình kín tạo P2I4 P4O6 + Cl2 → POCl3) * Với H2O : P4O6 tan nước lạnh cho acid phosphorơ P4O6 + 6H2O