a.Trong phòng thí nghiệm * Phân hủy hợp chất chứa oxi và kém bền nhiệt thường là những chất có tính oxi hóa mạnh KMnO4,KClO3,H2O2,..... Cơ sở của phương pháp là khử những ion LK trong cá
Trang 1A.HALOGEN VÀ HỢP CHẤT
I.Clo
1.Điều chế Có trong khoáng vật cacnalit (KCl.MgCl2.6H2O) và xinvinit (NaCl.KCl)
a.Trong phòng thí nghiệm: Dùng HCl đặc tác dụng với các chất oxi hóa mạnh (MnO2,KMnO4,KClO3,K2Cr2O7, )
MnO2+4HCl -> MnCl2+Cl2+H2O (đun nóng)
2KMnO4+16HCl ->2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O (nhiệt độ thường)
KClO3+6HCl ->KCl+3Cl2+3H2O (nhiệt độ thường)
K2Cr2O7+14HCl ->2KCl+2CrCl3+3Cl2+7H2O
b.Trong công nghiệp (sản phẩm phụ của công nghiệp sản xuất xút (NaOH))
* Điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn: 2NaCl+2H2O ->H2+Cl2+2NaOH
II.Khí HCl
1.Trong phòng thí nghiệm Dùng NaCl rắn (tinh thể) tác dụng H2SO4 đặc
(phương pháp này cũng được dùng để điều chế HNO3 và HF)
NaCl+H2SO4 ->NaHSO4+HCl (nhiệt độ không quá 250 độ C hoặc nhiệt độ thường)
2NaCl+H2SO4 ->Na2SO4+2HCl (nhiệt độ > 400 độ C)
2.Trong công nghiệp
a.Phương pháp sunfat : tương tự điều chế trong phòng thí nghiệm
b.Phương pháp tổng hợp: H2+Cl2 ->2HCl (H2 và Cl2 thu được từ điện phân dd NaCl có màng ngăn)
c Ngày nay, một lượng lớn HCl thu được trong công nghiệp từ clo hóa các chất hữu cơ(chủ yếu là hiđrocacbon).
III.Các hợp chất khác của Clo
1 Các hợp chất.
a.Nước Gia-ven: Dùng NaOH loãng nguội tác dụng với Clo 2NaOH+Cl2 ->NaCl+NaClO+H2O
(Hoặc điện phân dd NaCl không màng ngăn)
b.Clorua vôi: Dùng Clo tác dụng với vôi tôi hoăc sữa vôi Ca(OH)2+Cl2 ->CaOCl2+H2O (30 độ C)
c.Muối Clorat (quan trọng nhất là KClO3)
* Dùng Clo tác dụng với dd kiềm nóng: 3Cl2+6KOH ->5KCl+KClO3+3H2O
* Điện phân dd KCl 25%: 3H2O+KCl ->KClO3+3H2 (70-75 độ C)
IV.Flo
1.Trạng thái tự nhiên Có trong khoáng vật florit (CaF2) và criolit (Na3AlF6 hay AlF3.3NaF)
2 Điều chế.
a.Trong công nghiệp Do F2 là chất oxi hóa rất mạnh nên không có chất khử nào đủ mạnh để tách được Flo ra khỏi hỗn hợp của
nó Vì vậy phương pháp tối ưu nhất là điện phân hỗn hợp KF+2HF (nhiệt độ nóng chảy 70 độ C)(dùng hỗn hợp này cũng bởi vì
giúp giảm nhiệt độ nóng chảy) (Cực dương làm bằng than chì và cực âm làm bằng thép đặc biệt hoặc Cu)
V.Khí HF Do F2 tác dụng quá mãnh liệt với nước nên phương pháp duy nhất để điều chế HF là dùng CaF2 tác dụng với H2SO4
đặc
CaF2+H2SO4 ->CaSO4+2HF (250 độ C)
VI.Brom và Iốt Sau khi lấy muối ăn ra khỏi nước biển, phần còn lại chứa nhiều muối NaBr và KBr.Ta sục khí Cl2 vào dd Bromua:
2NaBr+Cl2 ->2NaCl+Br2
(điều chế Iôt tương tự)
VII.Khí HBr Thủy phân PBr3 PBr3+3H2O ->H3PO3+3HBr
Thực tế, cho Br2 tác dụng trực tiếp với P và H2O (PT như trên)
VIII.Một số chất khác.
1.OF2(oxi florua): Cho F2 qua dd NaOH loãng (khoảng 2%) và lạnh 2F2+2NaOH ->2NaF+H2O+OF2
2
HBrO 3(axit bromic ) Được điều chế bằng cách dùng nước clo oxi hóa brom: 5Cl2 + Br2 + 6H2O -> 10HCl + 2HBrO3
B.Chương Oxi và Lưu huỳnh.
I.Oxi , Ozon và hidro peoxit.
1 Điều chế.
a.Trong phòng thí nghiệm
* Phân hủy hợp chất chứa oxi và kém bền nhiệt (thường là những chất có tính oxi hóa mạnh)
(KMnO4,KClO3,H2O2, )
2KMnO4 ->K2MnO4+MnO2+O2 (đun nóng)
2KClO3 ->2KCl+3O2 (xúc tác MnO2 đun nóng hoặc >500 độ C)
2H2O2 ->2H2O+O2 (xúc tác MnO2)
( Nhiệt phân muối nitrat của kim loại kiềm(hoặc kiềm thổ) cũng tạo ra được O2 nhưng chắc do tính nguy hiểm của phản ứng này nên nó không được dùng để điều chế O2 trong phòng thí nghiệm
2RNO3 ->2RNO2+O2 )
b.Trong công nghiệp
*.Từ không khí Không khí hóa lỏng ở áp suất cao, nhiệt độ thấp sau đó chưng cất phân đoạn không khí lỏng thu
O2 ở -183 độ C, Ar ở -186 độ C, N2 ở -196 độ C
*.Điện phân H2O (có hòa tan các chất điện li như H2SO4, NaOH, để tăng tính dẫn điện)
2H2O ->2H2+O2
II.Lưu huỳnh
1.Khai thác lưu huỳnh tự do trong lòng đất: Sử dụng hệ thống thiết bị nén H2O siêu nóng (170 độ C) vào mỏ S đẩy S nóng chảy lên (phương pháp Frasch)
Trang 22.Sản xuất từ hợp chất
a.Đốt H2S trong điều kiện thiếu không khí: H2S+O2 ->2S+2H2O
b.Dùng H2S khử SO2: 2H2S+SO2 ->3S+2H2O
(Thu hồi >90% lượng S trong khí độc SO2 và H2S)
III.H2S
* Trong công nghiệp: không sản xuất H2S (do đây là khí độc và không có ứng dụng trong thực tiễn)
* Trong phòng thí nghiệm: FeS+HCl(dd) ->H2S+FeCl2
IV.SO2
1 Điều chế.
a.Trong phòng thí nghiệm: Na2SO3+H2SO4(dd) ->Na2SO4+H2O+SO2 (đun nóng)
b.Trong công nghiệp:
-Đốt cháy S: S+O2 ->SO2
-Đốt quặng sunfua kim loại như FeS2,Cu2S, : 4FeS2+11O2 ->2Fe2O3+8SO2
V.SO3 2SO2+O2< ->2SO3 (xúc tác V2O5 450-500 độ C)
VI.H2SO4 (3 công đoạn)
* H2SO4 98% hấp thụ SO3 thu Oleum H2SO4.nSO3
H2SO4+nSO3 ->H2SO4.nSO3
Dùng nước thích hợp pha loãng Oleum: H2SO4.nSO3+H2O ->(n+1)H2SO4
C.Nitơ và Phốt pho I.N2
1.Trạng thái tự nhiên Có trong khoáng vật “diêm tiêu natri”(NaNO3)
2.Điều chế.
a.Trong phòng thí nghiệm: NH4NO2 ->N2+H2O (đun nóng nhẹ)
* Hoặc đun nóng nhẹ hỗn hợp bão hòa NH4Cl và NaNO2:
NH4Cl+NaNO2 ->N2+NaCl+2H2O (đun nóng nhẹ)
* Hoặc: 2NH4Cl+4CuO ->N2+H2+CuCl2+3Cu (nhiệt độ)
b.Trong công nghiệp Chưng cất phân đoạn không khí lỏng thu N2 ở -196 độ C (xem điều chế O2)
II.NH3
1.Trong phòng thí nghiệm
-Muối amoni tác dụng chất kiềm đun nóng nhẹ: 2NH4Cl+Ca(OH)2 ->2NH3+CaCl2+2H2O
(Làm khô NH3: cho qua bình đựng CaO)
-Điều chế nhanh 1 lượng nhỏ NH3: đun nóng dd NH3 đậm đặc (làm khô như trên)
2.Trong công nghiệp
N2+3H2 ->2NH3 (450-500 độ C, 200-300 atm, xúc tác Al2O3,K2O, )
III.Một số chất khác (trong phòng thí nghiệm)
1.N2O: NH4NO3 ->N2O+2H2O (đun nóng nhẹ)
2.NO: 3Cu+8HNO3(loãng) ->2NO+4H2O+3Cu(NO3)2
3.NO2: Cu+4HNO3(đặc) ->2NO2+2H2O+Cu(NO3)2
4.N2O5: 2HNO3 (P2O5) >N2O5+H2O
5.N2H4(hidrazin-nhiên liệu tên lửa) trong công nghiệp: 2NH3 < -> N2H4+H2 (tia cực tím)
IV.HNO3
1 Điều chế.
a.Trong phòng thí nghiệm: NaNO3 (hoặc KNO3) rắn tác dụng với H2SO4 đặc nóng
NaNO3+H2SO4 ->HNO3+NaHSO4
(phương pháp này chỉ điều chế một lượng nhỏ HNO3 bốc khói)
b.Trong công nghiệp
*PHƯƠNG PHÁP OXI HÓA (3 giai đoạn)
- Oxi hóa NH3 bằng oxi không khí: 4NH3+5O2 ->4NO+6H2O (800-900 độ C, xúc tác Pt) phản ứng tỏa 907KJ
- Oxi hóa NO thành NO2 (làm nguội NO hóa hợp với O2): 2NO+O2 ->NO2
- Chuyển hóa NO2 thành HNO3: 4NO2+2H2O+O2 ->4HNO3
* PHƯƠNG PHÁP HỒ QUANG: N2 ->NO ->NO2 ->HNO3
V.Phốt pho Gồm 2 loại Photpho trắng và photpho đỏ
1.Trạng thái tự nhiên Có trong khoáng vật apatit (3Ca3(PO4)2.CaF2), phốtphorit (Ca3(PO4)2)
2.Điều chế trong công nghiệp Nung hỗn hợp quặng phốtphorit, cát, than cốc ở 1200 độ C trong lò điện
Ca3(PO4)2+3SiO2+5C ->3CaSiO3+2P+5CO
(Hơi P thoát ra ngưng tụ khi làm lạnh, thu P trắng dạng rắn)
VI.H3PO4
1.Trong phòng thí nghiệm:
P+5HNO3(đặc) ->H3PO4+5NO2+H2O
PCl5+4H2O ->H3PO4+5HCl
2.Trong công nghiệp.
Trang 3a.Phương pháp trích li: H2SO4 đặc + quặng phốtphorit (hoặc apatit)
Ca3(PO4)2+3H2SO4 ->3CaSO4+2H3PO4 (nhiệt độ)
(Tách muối CaSO4 kết tinh và cô đặc dd, làm lạnh để axit kết tinh.Axit H3PO4 điều chế được không tinh khiết, chất lượng thấp=>chủ yếu để sản xuất phân bón)
b.Phương pháp nhiệt: Điều chế H3PO4 tinh khiết và nồng độ cao hơn
4P+5O2 ->2P2O5 (nhiệt độ)
P2O5+3H2O ->3H3PO4
D Cacbon và Silic
I Cacbon
1.Trạng thái tự nhiên Có trong khoáng vật canxit (CaCO3), magiezit (MgCO3), đolomit (CaCO3.MgCO3)
2.Điều chế
a.Kim cương nhân tạo Nung than chì ở 2000 độ C, áp suất 50-100 nghìn atm, xúc tác Fe,Cr hay Ni
b.Than chì nhân tạo Nung than cốc ở 2500-3000 độ C trong lò điện (không có không khí)
c.Than cốc Nung than mỡ khoảng 1000 độ C trong lò cốc (không có không khí)
d.Than gỗ Tạo nên khi đốt cháy gỗ trong điều kiện thiếu không khí
e.Than muội Nhiệt phân CH4 có xúc tác
CH4 >C+H2
f.Than mỏ Khai thác trực tiếp từ các vỉa than trong lòng đất
II.CO
1.Trong phòng thí nghiệm Cho H2SO4 đặc và axit HCOOH, đun nóng
HCOOH >CO+H2O (nhiệt độ H2SO4 đặc)
2.Trong công nghiệp
-Cho hơi nước qua than nung đỏ: C+H2O ->CO+H2
(Hỗn hợp khí tạo thành gọi là khí than ướt, chứa trung bình khoảng 44% CO, còn lại là CO2,N2,H2, )
-Sản xuất trong lò gas: thổi không khí qua than nung đỏ CO2 bị khử thành CO CO2+C ->2CO
(Hỗn họp khí thu được gọi là khí lò gas hay khí than khô, chứa trung bình khoảng 25% CO, ngoài ra là N2,CO2 và một lượng nhỏ khí khác)
III.CO2
1.Trong phòng thí nghiệm Cho dd HCl tác dụng với đá vôi trong bình kíp CaCO3+2HCl ->CaCl2+CO2+H2O
2.Trong công nghiệp
Được tạo ra trong quá trình đốt than để thu năng lượng ngoài ra trong quá trình chuyển hóa khí thiên nhiên, các sản phẩm dầu
mỏ, nung vôi, lên men rượu từ glucozo,
IV.Si
1.Trạng thái tự nhiên Có trong khoáng vật cao lanh (Al2O3.2SiO2.2H2O), xecpentin (3MgO.2SiO2.2H2O), fenspat
(Na2O.Al2O3.6SiO2)
2.Điều chế.
a.Trong phòng thí nhiệm Đốt cháy hỗn hợp bột Mg với cát nghiền mịn
SiO2+2Mg ->Si+MgO (đốt cháy)
b.Trong công nghiệp Dùng than cốc khử SiO2 trong lò điện ở nhiệt độ cao
SiO2+2C ->Si+2CO (nhiệt độ)
3 Điều chế.
-Silic siêu tinh khiết là chất bán dẫn dùng trong kỹ thuật vô tuyến điện và điện tử
- Dùng chế tạo pin mặt trời
- Trong luyện kim, hợp kim ferosilic được dùng để chế tạo thép chịu axit
E Phân
I Phân đạm Phân đạm cung cấp nitơ hóa hợp cho cây dưới dạng ion nitrat (NO3-) và ion amoni (NH4)
- Độ dinh dưỡng của phân đạm được đánh giá bằng hàm lượng % N trong phân
a Phân đạm amoni: NH4Cl, (NH4)2SO4, NH4NO3… các muối này được điều chế khi cho amoniac tác dụng với axit tương ứng 2NH3 + H2SO4 -> (NH4)2SO4
- Loại phân này chỉ bón cho các loại đất ít chua, hoặc đất đã được khử chua bằng CaO
b Đạm nitrat: NaNO3, Ca(NO3)2………
- Phân này được điều chế khi cho axit nitric tác dụng với muối cacbonat của các kim loại tương ứng
Na2CO3 + HNO3 -> 2NaNO3 + CO2 + H2O
* Phân đạm amoni và phân đạm nitrat: khi bảo quản thường dễ hút nước trong không khí và chảy rữa Chúng tan nhiều trong nước, nên có tác dụng nhanh đối với cây trồng, nhưng cũng dễ bị mưa rửa trôi
c Urê: Urê (NH2)2CO là chất rắn màu trắng, tan tốt trong nước, chứa khoảng 46% N, được điều chế bằng cách cho amoniac tác dụng với CO2 ở nhiệt độ 180– 2000C, dưới áp suất ≈200 atm CO2 + 2NH3 -> (NH2)2CO + H2O
- Trong đất, urê tác dụng với vi sinh vật urê bị phân hủy cho thoát ra amoniac, hoặc chuyển dần thành muối amoni cacbonat khi tác dụng với nước: (NH2)2CO + 2H2O -> (NH4)2CO3
II Phân Lân Phân lân: Cung cấp photpho cho cây dưới dạng ion photphat hoặc H2PO4-
- Phân lân tác dụng cho cành lá khỏe, hạt chắc, quả hoặc củ to
- Độ dinh dưỡng được đánh giá bằng hàm lượng % P2O5 tương ứng với lượng photpho có trong thành phần của nó
Ví dụ: Ca(H2PO4)2 ……….P2O5
243 g ……… 142 g => %P2O5 =142/234 =61%
- Nguyên liệu để sản xuất phân lân là quặng photphorit và apatit
Trang 41 Supephotphat.
a Supephotphat đơn
-Supephotphat đơn chứa 14-20% P2O5, được sản xuất bằng cách cho bột quặng photphorit hoặc apatit tác dụng với axit sunfuric đặc:
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 -> Ca(H2PO4)2 +2CaSO4↓
b Supephotphat kép: Supephotphat kép chứa hàm lượng P2O5 cao hơn (40-50% P2O5) vì chỉ có Ca(H2PO4)2 Quá trình sản xuất qua hai gia đoạn
Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 -> 2H3PO4 +3CaSO4↓
Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 ->3Ca(H2PO4)2
c Phân lân nung chảy:
- Thành phần chính: là hỗn hợp (PO43-, SiO32-) (Ca2+, Mg2+) -> chúng đều là các muối không tan chỉ thích hợp với đất chua
- % Hàm lượng P2O5 thấp nhất trong các loại phân
- Điều chế: Nung hỗn hợp gồm: (bột quặng apatit hoặc phốt pho rít + đá xà vân với thành phần chính MgSiO3 + than cốc) ở
10000C trong lò đứng
III Phân Kali
- Cung cấp K cho cây dưới dạng K+
- Đánh giá độ dinh dưỡng bằng hàm lượng % K2O ứng với lượng K có trong phân
VD: 2KCl ……… K2O
2*74,5……… 94 => %K2O=94/2*74,5=63%
- Gồm KCl, K2SO4
IV Một số loại phân khác.
1 Phân hỗn hợp chứa cả NPK.
+ tạo ra do sự trộn lẫn các phân đơn VD: trộn lẫn (NH4)2HPO4 và KNO3
2 Phân phức hợp: Gồm các chất tạo ra trong các phản ứng hóa học.
VD: NH3 + H3PO4 -> NH4H2PO4 và (NH4)2HPO4 (amophot)
3 Phân vi lượng: Cung cấp các nguyên tố vi lượng cho cây với hàm lượng nhỏ như: Zn, Cu, Co…
Nước Cứng
1 Khái niệm.
- Nước cứng là nước có chứa nhiều cation Ca2+, Mg2+ Nước chứa ít hoặc không chứa được gọi là nước mềm
2 Phân loại Căn cứ vào thành phần của anion gốc axit có trong nước cứng, người ta phân thành 3 loại
- Nước cứng tạm thời: là nước cứng do các muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 gây ra
- Nước có tính cứng vĩnh cửu: là nước do các muối CaCl2, MgCl2, CaSO4, MgSO4 gây ra
- Nước có tính cứng toàn phần: là nước có cả tính cứng tạm thời và vĩnh cửu
* Chú ý: Nước tự nhiên thuờng có cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu
3 Tác hại của nước cứng.
- Nước cứng gây trở ngại nhiều cho đời sống hàng ngày: giặt bằng xà phòng trong nước sẽ tạo ra các muối không tan, các chất này bám trên mặt sợi vải làm quần áo mau mục nát
- Nước cứng gây tác hại co các ngành sản xuất như tạo ra các cặn trong nồi hơi, gây lãng phí nhiên liệu và không an toàn
4 Biện pháp làm mềm nước cứng.
a Nguyên tắc: làm giảm nồng độ các ion Mg2+, Ca2+
b Phương pháp.
* Phương pháp kết tủa.
- Đối với nước cứng tạm thời: đun sôi nước có tính cứng tạm thời Lọc bỏ kết tủa, được nước mềm
M(HCO3)2 →0
t
MCO3 + CO2 + H2O
- Có thể dùng dung dịch Ca(OH)2 hoặc Na2CO3
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 -> 2CaCO3 + 2H2O
Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 -> Mg(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O
- Đối với nước cứng vĩnh cửu: Người ta dùng dung dịch Na2CO3 hoặc Na3PO4
Ca2+ +CO32- -> CaCO3↓
Mg2+ + CO32- -> MgCO3↓
* Phương pháp trao đổi ion.
F KIM LOẠI
* Vị trí của kim loại.
- Nhóm IA (trừ nguyên tố hiđro) và IIA Đây là các nguyên tố s.
- Nhóm IIIA (trừ nguyên tố bo), một phần của các nhóm IVA, VA, VIA Các kim loại này là những nguyên tố p
- Các nhóm B (từ IB đến VIIIB) Kim loại các nhóm B gọi là các kim loại chuyển tiếp, thuộc nguyên tố d
-Họ lantan và actini Các kim loại thuộc họ này là những nguyên tố f
I Tính chất vật lý của kim loại.
*Tính chất chung.
1 Tính dẻo Những kim loại có tính dẻo cao như: Au, Ag, Al, Cu, Sn,…
2 Tính dẫn điện Khả năng dẫn điện giảm dần: Ag, Cu, Au, Al, Fe,…
3 Tính dẫn nhiệt Khả năng dẫn điện giảm dần: Ag, Cu, Al, Fe,…
Trang 54 Ánh kim.
* Tính chất riêng
a Khối lượng riêng Li có khối lượng riêng nhỏ nhất, D =0,5 g/cm3, Osimi (Os) có khối lượng riêng lớn nhất, D = 22,6 g/cm3/
b Nhiệt độ nóng chảy Hg có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất ở -390C, W có nhiệt độ nóng chảy cao 34100
c Tính cứng Cr cứng nhất trong số các kim loại.
II.Phương pháp chung điều chế kim loại (trong công nghiệp)
1.Phương pháp thủy luyện (điều chế kim loại có tính khử yếu như Cu,Hg,Ag,Au, )
Cơ sở của phương pháp là dùng những dung dịch thích hợp như dd H2SO4, NaOH, NaCN, để hòa tan KL và tách ra khỏi phần không tan có trong quặng Sau đó, các ion KL trong dd được khử bằng KL có tính khử mạnh hơn như Fe,Zn,
Ag2S+4KCN ->2K(Ag(CN)2)+K2S
2K(Ag(CN)2)+Zn ->K2(Zn(CN)4)+2Ag
2.Phương pháp nhiệt luyện (điều chế KL có tính khử trung bình và yếu như Zn,Fe,Sn,Pb,Cu, )
Cơ sở của phương pháp là khử những ion LK trong các hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử mạnh như C,CO,H2
hoạc kim loại Al, kim loại kiềm và kiềm thổ
-Trường hợp là quặng sunfua KL như Cu2S, ZnS, FeS2, thì phải chuyển sunfua KL thành oxit KL sau đó khử oxit KL bằng chất khử thích hợp
2ZnS+3O2 ->2ZnO+2SO2 (nung) ZnO+C ->CO+Zn (nhiệt độ cao)
-Đối với những KL khó nóng chảy như Cr,Fe dùng Al làm chất khử (phương pháp nhiệt nhôm)
Cr2O3+2Al ->2Cr+Al2O3
-Với những KL kém hoạt động như Hg,Ag chỉ cần đốt cháy quặng cũng thu được KL mà không cần phải khử bằng các tác nhân khác
3.Phương pháp điện phân (điều chế được hầu hết các KL)
Cơ sở của phương pháp là dùng dòng điện một chiều để khử các ion KL
-Điều chế những KL có tính khử mạnh như Li,Na,Al,K, bằng cách điện phân những hợp chất (muối, bazơ, oxit) nóng
chảy của chúng
2KCl ->2K+Cl2
-Điều chế KL có tính khử trung bình và KL có tính khử yếu như Zn,Cu, bằng cách điện phân dung dịch muối của chúng
2ZnSO4+2H2O ->2Zn+2H2SO4+H2
III.Kim loại kiềm và kiềm thổ
1 Kim loại kiềm.
a Cấu tạo và tính chất.
Bán kính nguyên tử tăng dần Năng lượng ion hoá giảm dần
Độ âm điện giảm dần Mạng tinh thể: Lập phương tâm khối
b Tính chất vật lý.
- Nhiệt độ sôi giảm dần - Nhiệt độ nóng chảy giảm dần
- Khối lượng riêng tăng dần - Độ cứng giảm dần
* Điều chế Do không có chất nào khử được ion KL kiềm nên phương pháp thường dùng là điện phân nóng chảy muối
halogenua của chúng thu KL ở Catot
VD
* Điều chế Na: điện phân hỗn hợp 2NaCl+CaCl2 (để hạ nhiệt độ nóng chảy xuống còn khoảng 600 độ C)
2NaCl ->2Na+Cl2
* Điều chế NaOH Điện phân dd có màng ngăn: 2NaCl+2H2O ->H2+Cl2+2NaOH
(dd NaOH lẫn nhiều NaCl Người ta cô đặc dd NaCl ít tan so với NaOH nên kết tinh trước.Tách NaCl còn lại NaOH)
2 Kim loại kiềm thổ.
a Cấu tạo và tính chất.
- Bán kính nguyên tử tăng dần - Năng lượng ion hoá giảm dần
- Độ âm điện giảm dần - Mạng tinh thể:
+ Lục phương: Be, Mg
+ Lập phương tâm diện: Ca, Sr
+ Lập phương tâm khối: Ba
b Tính chất vật lý.
- Nhiệt độ nóng chảy giảm dần
- Nhiệt độ sôi giảm dần
- Khối lượng riêng tăng dần
III.Al và hợp chất.
1 Al Điện phân nóng chảy Al2O3 và Na3AlF6 (nhiệt độ nóng chảy 900 độ C)
(Tác dụng Na3AlF6: tiết kiệm năng lượng,tạo chất lỏng có tính dẫn điện tốt hơn Al2O3,hỗn hợp này có khối lượng riêng < Al nổi lên trên Al, ngăn cản Al tiếp xúc với không khí)
2Al2O3 ->4Al+3O2
2 hợp chất.
- boxit Al2O3.2H2O
- Rubi và Saphia: Al + Cr2O3 (hoặc TiO2), Al + Fe3O4
Trang 6- Phèn chua: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O, nếu thay K = Li, Na, NH4 thì gọi chung là phèn nhôm.
IV.Cr
1.Trạng thái tự nhiên Có trong quặng cromit (FeO.Cr2O3)
2.Điều chế.
* Tách Cr2O3 từ quặng cromit, điều chế Cr bằng phương pháp nhiệt nhôm
Cr2O3+2Al ->2Cr+Al2O3 (nhiệt độ)
(Độ tinh khiết của Cr 97-99%, tạp chất là Al,Fe,Si)
V.Fe và hợp chất
1.Trạng thái tự nhiên Có trong quặng hematit đỏ (Fe2O3), hematit nâu (Fe2O3.nH2O), manhetit (Fe3O4)-quặng giàu Fe nhất, xiderit (FeCO3), pirit sắt (FeS2)
2.Điều chế
a.Fe
3Fe2O3+CO ->2Fe3O4+CO2 (400 độ C)
Fe3O4+CO ->3FeO+CO2 (500-600 độ C) FeO+CO ->Fe+CO2 (700-800 độ C) b.FeO (phòng thí nghiệm) phân hủy Fe(OH)2 ở nhiệt độ cao (không có không khí)
Fe(OH)2 ->FeO+H2O (nhiệt độ)
c.Fe(OH)2 (phòng thí nghiệm) Phản ứng trao đổi ion của dd muối Fe(II) + dd bazo (không có không khí)
FeCl2+2NaOH ->Fe(OH)2+ 2NaCl hay Fe2++2OH Fe(OH)2
c.Muối Fe(II) (phòng thí nghiệm)
-Fe hoặc hợp chất Fe(II) như FeO, Fe(OH)2 tác dụng với dd HCl hoặc H2SO4 (không có không khí) -Từ muối Fe(III): 2FeCl3+Fe ->3FeCl2
d.Fe2O3: Phân hủy Fe(OH)3 ở nhiệt độ cao 2Fe(OH)3 ->Fe2O3+3H2O
e.Fe(OH)3 Phản ứng trao đổi ion của dd muối Fe(III) hoặc phản ứng oxi hóa Fe(OH)2
FeCl3+3NaOH ->2NaCl+Fe(OH)3
f.Muối Fe(III) Điều chế trực tiếp từ phản ứng Fe tác dụng với chất oxi hóa mạnh như Cl2,HNO3,H2SO4(đặc, nóng), phản ứng hợp chất Fe(III) với axit
2Fe(OH)3+3H2SO4 ->Fe2(SO4)3+6H2O
Fe2O3+6HCl ->2FeCl3+3H2O
A.HIĐROCACBON
I.Phương pháp chung điều chế hiđrocacbon (đi từ dầu mỏ)
1.Hai phương pháp chế biến dầu mỏ
a.Rifominh (Là quá trình sử dụng xúc tác và nhiệt độ biến đổi cấu trúc của H-C từ không phân nhánh thành phân nhánh, từ
không thơm thành thơm.)
Điều kiện: 500 độ C, 20-40 atm, xúc tác Pt,Pd,Ni, trên chất mang là Al2O3 hoặc nhôm silicat
-Chuyển ankan mạch thẳng thành ankan mạch nhánh và xicloankan
VD: CH3(CH2)5CH3 ->(CH3)2CHCH2CH(CH3)2 hoặc C6H11CH3 (mạch vòng)+H2
-Tách hiđro chuyển xicloankan thành aren
VD: C6H12(mạch vòng) >C6H6+3H2
-Tách hiđro chuyển ankan thành aren
VD: CH3(CH2)5CH3 ->C6H6CH3+4H2
b.Crăckinh
(là quá trình bẻ gãy phân tử H-C mạch dài thành các phân tử H-C mạch ngắn hơn nhờ tác dụng nhiệt hoặc xúc tác và nhiệt) -Crăckinh nhiệt (700-800 độ C) (tạo ra eten,propen,buten,penten, )
-Crăckinh xúc tác (400-450 độ C, Alumino silicat (75-90% SiO2, 10-35% Al2O3)+HF ) (chuyển H-C mạch dài (C21-C35) thành mạch ngắn)
2.Một số phương pháp khác
a.Nung RCOONa rắn với vôi tôi xút (CaO có vai trò làm giảm nhiệt lượng=>an toàn hơn)
RCOONa+NaOH ->RH+Na2CO3 (nung, xúc tác CaO)
(RH có thể là ankan,anken, )
b.Phương pháp Wuyêc-fictic: RX+R’X+2Na ->R-R’+2NaX
* Hoặc: RX+R'X+Zn ->R-R'+ZnX2 (axeton)
(X là halogen (Cl,Br,I)), (R và R’ có thể là ankan,anken,aren, )
c.Cộng 2 H-C
VD: C6H6+C3H6 ->C6H5CH(CH3)2(Cumen) (nhiệt độ, H+)
C6H6+C2H4 ->C6H6C2H5 (nhiệt độ, H+)
d.Phản ứng điện phân (phương pháp Konbơ)
RCOONa+2H2O ->R-R+2CO2+2NaOH+H2
II.Ankan
a Điều chế trong phòng thí nghiệm.
* Nung CH3COONa rắn với vôi tôi xút: CH3COONa+NaOH ->Na2CO3+CH4 (nung)
* Thủy phân Al4C3: Al4C3+12H2O ->3CH4+4Al(OH)3
b Ứng dụng
Trang 7- Dùng làm nhiên liệu, nguyên liệu, vật liệu…
III.Xicloankan: CH3(CH2)4CH3 ->C6H12+H2 (nhiệt độ, xt)
IV.Anken
1 Điều chế.
a.Trong phòng thí nghiệm: Đun ancol với axit sufuric đặc
CH3CH2OH ->CH2=CH2+H2O (170 độ C,H2SO4 đặc)
b.Trong công nghiệp Tách hiđro từ ankan hoặc crăckinh:
C2H6 ->C2H4+H2 (400-600 độ C, xt Cr2O3)
c.Khác
*Tách H2O ra khỏi nước: R-CH(OH)-CH2-R’ ->R-CH=CH-R’+H2O (170 độ C,H+)
* Tách HX ra khỏi dẫn xuất halogen: R-CHX-CH2-R’+NaOH ->R-CH=CH-R’+NaX+H2O (đun nóng, xt ancol)
V.Ankađien: CH3CH2CH2CH3 ->CH2=CH=CH=CH2+2H2 (xt, nhiệt độ)
CH3CH2(CH3)CH2CH3 ->CH2=C(CH3)CH=CH2+2H2 (xt, nhiệt độ)
VI.Ankin.
1 Điều chế C2H2
-Phương pháp điều chế trong công nghiệp hiện nay: nhiệt phân metan ở 1500 độ C, làm lạnh nhanh: 2CH4 ->C2H2+3H2
(1500 độ C)
* Phương pháp cũ: CaO ->CaC2 ->C2H2
CaO+3C ->CO+CaC2(đất đèn) CaC2+2H2O ->Ca(OH)2+C2H2
VII.Benzen và ankin benzene:
1 Điều chế:
* Benzen: CH3(CH2)4CH3 xt → ,t0
->C6H6+4H2
* Toluen: CH3(CH2)5CH3 →xt,t0
C6H5CH3+4H2
* Etylbenzen: C6H6+C2H4 →xt,t0
C6H5C2H5
VIII.Điều chế một số hợp chất quan trọng từ khí thiên nhiên (CH4)
1.Butađien (C4H6): CH41500 → 0C C2H2+HO HSOHgSO 0C→
4 4 2
2 , , , 80 CH3CHO + 0→
2 ,Ni,t
H C2H5OH 400−5000C,Al2O3→C4H6
CH41500 → 0C C2H2+CuCl,NH4 ClhoacCuCl2→
C4H4(vinyl axetilen) +Pd/PbCO 3→
C4H6
* Phương pháp cũ: mùn cưa ->glucozo -> C2H5OH ->C4H6
2.Stiren: CH41500 → 0C C2H2 +C, 600 0C→
C6H6+C2H4 →xt,H+ C6H5C2H5 + →ZnO,t0 C6H5C2H3
IX.Dẫn xuất halogen
1 Điều chế.
Hiđrocabon không no tác dụng với HCl, HBr, Cl2, … (phản ứng cộng)
Hiđrocacbon no tác dụng với Cl2, Br2, … (phản ứng thế)
(Ngoài ra, hiđrocacbon không no cũng có thể thế halogen ở 450-500 độ C)
VD: C2H4 ->CH2Cl-CH2Cl ->CH2=CH-Cl
C2H4+Cl2 ->CH2Cl-CH2Cl (etanol,NaOH)
CH2Cl-CH2Cl500 → 0C CH2=CH-Cl+HCl, C2H2+HCl 150−2000C,HgCl 2→CH2=CHCl
(xem điều chế glixerol)
Từ ancol
ROH+HXt →0,ZnCl2 RX+H2O
R-OH+PCl5 ->RCl+POCl3+HCl
3ROH+PI3 ->3RI+H3PO3
II.Ancol
1.Phương pháp chung
-Hidrat hóa anken trong môi trường axit (H2SO4,HCl,H3PO4,HBr,HClO4, )
-Thủy phân dẫn xuất halogen bằng dd kiềm nóng: R-Cl+HOH ->R-OH+H-Cl
-Khử anđêhit và xeton bằng H mới sinh (H(+)+Fe) hoặc tác dụng với H2 xúc tác Ni,Pt,
R-CHO+2H ->R-CH2-OH (Ni, nhiệt độ) R-CO-R’+2H ->R-CH(OH)-R’ (Ni, nhiệt độ)
-Từ este (Cách này thuộc phần nâng cao): RCOOR' ->RCH2OH+R'OH (nhiệt độ, xúc tác LiAlH4- chất khử mạnh)
-Ngoài ra cũng có thể tạo ancol từ amin bậc nhất: R-NH2+HNO2 ->R-OH+N2+H2O
2.Etanol (C2H5OH) trong công nghiệp
a điều chế.
-Hidrat hóa etilen xúc tác axit: CH2=CH2+HOH ->CH3-CH2-OH (H2SO4, 3000C)
-Lên men tinh bột: (C6H10O5)n+nH2O ->nC6H12O6 (enzim)
C6H12O6 ->2C2H5OH+2CO2 (enzim- men zima)
Trang 83.Metanol (CH3OH)
a Điều chế. Cách 1: 2CH4+O2 ->2CH3OH (200 độ C, 100 atm, xúc tác Cu)
Cách 2: CH4+H2O ->CO+3H2 (xúc tác, nhiệt độ)
CO+3H2 ->CH3OH (400 độ C, 200 atm, xúc tác ZnO,CrO3)
4.Một số ancol quan trọng khác
a.Etylen glicol (CH2OH-CH2OH): 3CH2=CH2+2KMnO4+4H2O ->3HOCH2-CH2OH+2MnO2+2KOH (nhiệt độ thường)
* Trong công nghiệp: CH2=CH2(+Cl2) ->CH2Cl-CH2Cl(+H2O)(xúc tác Na2CO3) ->CH2OH-CH2OH
b.Glixerol hay glixerin (CH2OH-CHOH-CH2OH)
CH2=CH-CH3+Cl2 450 →0 ,doc
CH2=CH-CH2Cl + Cl2+ H2O -> CH2Cl-CHOH-CH2Cl+NaOH ->Glixerol -Xà phòng hóa chất béo
-Lên men glucozo có mặt NaHSO3: C6H12O6 ->CH2OH-CHOH-CH2OH+CH3CHO+CO2 (NaHSO3)
III.Phenol
1 Tính chất vật lý.
- Phenol (C6H5OH) là chất rắn không màu, tan ít trong nước lạnh, tan vô hạn ở 660C, tan tốt trong etanol, ete và axetan… trong quá trình bảo quản, phenol thường bị chảy rữa và thẫm màu dần do hút ẩm và bị oxi hóa bởi oxi không khí
- Phenol độc, khi tiếp xúc với da sẽ gây bỏng
- Các phenol thường là chất rắn, có nhiệt độ sôi cao, ở phenol cũng có liên kết hidro liên phân tử
2 Điều chế
a.Phương pháp cũ: C6H6+Cl2 ->C6H5Cl+HCl (Fe)
C6H5Cl+2NaOH ->C6H5ONa+NaCl+H2O (300 độ C, 200 atm)
C6H5ONa+H(+) ->C6H5OH+Na(+)
b.Phương pháp chủ yếu hiện nay là sản xuất đồng thời phenol và axeton
C6H6(+CH2=CH-CH3)(H+) ->C6H5CH(CH3)2 1)O2(kk);2)H2SO4 >C6H5OH+CH3-CO-CH3
C.ANĐEHIT-XETON-AXIT CACBONXYLIC
I.Anđehit-Xeton
1 Tính chất vật lý.
- Fomanđehit (ts: -190C) và axetanđehit (ts: 210C) là những chất khí không màu, mùi xốc, tan tốt trong nước và trong các dung môi hữu cơ
- Axeton là chất lỏng dễ bay hơi (ts: 570C), tan vô hạn trong nước và hòa tan được nhiều chết hữu cơ khác
- So với hiđrocacbon có cùng số nguyên tử C trong phân tử, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của anđehit và xeton cao hơn Nhưng so với ancol cùng số nguyên tử C lại thấp hơn
- Mỗi anđehit hoặc xeton có mùi riêng biệt: xitral (C10H16O) có mùi sả, axeton có mùi thơm nhẹ, menton (C10H18O) có mùi bạc
hà, anđehit xinamic (C6H5-CH=CH-CHO) có mùi quế…
2 Điều chế.
a.Từ ancol
-Phương pháp chung để điều chế anđehit và xeton là oxi hóa nhẹ ancol bậc I và bậc II tương ứng bằng CuO
-Fomanđehit được điều chế trong công nghiệp bằng cách oxi hóa nhẹ metanol nhờ oxi kk ở 600-700 độ C, xúc tác Cu hoặc Ag
2CH3OH+O2 ->2HCHO+2H2O (600 độ C, Ag)
b.Từ hiđrocacbon
-Các anđehit và xeton thông dụng thường được sản xuất từ hiđrocacbon
+Oxi hóa không hoàn toàn metan là phương pháp mới sản xuất HCHO: CH4+O2 ->HCHO+H2O (xúc tác, nhiệt độ)
+Oxi hóa etilen là phương pháp hiện đại sản xuất CH3CHO: 2CH2=CH2+O2 ->2CH3CHO (PdCl2,CuCl2, nhiệt độ) +Oxi hóa Cumen rồi chế hóa với axit H2SO4 thu được axeton cùng phenol (xem phần điều chế phenol)
-Ngoài ra: C2H2+H2O ->CH3CHO (HgSO4, H2SO4, 80 độ C)
-Thủy phân dẫn xuất halogen: R-CHCl2 ->RCH(OH)2 (không bền) ->RCHO+H2O
RCHCl2+2NaOH ->RCHO+H2O+2NaCl
II.Axit cacbonxylic
1 Tính chất vật lý.
- ở điều kiện thường, tất cả các axit cacboxylic đều là những chất lỏng hoặc rắn
- Nhiệt độ sôi cao hơn của anđehit, xeton và cả ancol có cùng số cacbon (do tạo thành liên kết hidro liên phân tử ở axit)
- các axit fomic, axetic, propionic tan vô hạn trong nước Khi số nguyên tử cacbon tăng lên, độ tan giảm
- Mỗi axit có vị chua riêng biệt: axit axetic có vị chua của giấm, axit xitric có vị chua chanh, axit oxalic có vị chua me…
2 Điều chế.
a.Trong phòng thí nghiệm
-Oxi hóa hiđrocacbon, ancol,
C6H5CH3(+KMnO4+H2O)(80-100 độ C) ->C6H5COOK(H3O+) ->C6H5COOH
-Từ dẫn xuất halogen
* RX (+KCN) ->RCN(H3O+, nhiệt độ) ->RCOOH
* RX3+3NaOH ->RCOOH+3NaX+H2O
* C2H5Br(+Mg)(ete khan) ->C2H5MgBr(+CO2) ->BrMg-OOC-C2H5(H+) ->C2H5COOH (và MgOHBr-magie hiđroxit bromua)
-Từ anđehit
CH3CHO(+HCN) ->CH3CH(OH)-CN(H+) ->CH3COOH
Trang 9-Ngoài ra, thủy phân este (xúc tá H2SO4 đặc)
b.Trong công nghiệp
-Lên men giấm là phương pháp cổ nhất, ngày nay chỉ còn dùng để sản xuất giấm ăn
CH3CH2OH+O2 ->CH3COOH+H2O (men giấm, 25-30 độ C) -Oxi hóa anđehit axetic trước đây là phương pháp chủ yếu sản xuất CH3COOH:
CH3CHO+1/2O2 ->CH3COOH (Mn2+, nhiệt độ)
-Đi từ metanol và CO nhờ xúc tác thích hợp là phương pháp hiện đại sản xuất CH3COOH
CH3OH+CO ->CH3COOH (xúc tác, nhiệt độ)
(phương pháp này cho axit axetic với giá hạ nhất)
c.Phương pháp khác trong công nghiệp
-Từ hiđrocacbon (năm nay rất dễ thi đến nó)
2R-CH2-CH2-R’+5O2 ->2R-COOH+2R’-COOH+2H2O (nhiệt độ, xúc tác)
2CH3CH2CH2CH3+5O2 ->4CH3COOH+2H2O (xúc tác, 180 độ C, 500 atm)
R-CH=CH-R’+[O](KMnO4) ->RCOOH+R’COOH
-Chưng gỗ: trong nước chưng gỗ có 10% CH3COOH, trung hòa bằng nước vôi trong thành Ca(CH3COO)2 Tách riêng muối
này rồi chế hóa bằng H2SO4 và đun nóng, axit axetic bay ra được ngưng tụ lại
3.Một số axit cacbonxylic quan trọng khác
a.Axit oxalic (HCOO-COOH)
2HCOONa400 → 0C NaOOC-COONa+H2
NaOOC-COONa+2H+ ->HOOC-COOH+2Na+
b.Axit phtalic (C6H4(COOH)2 vị trí o):
C10H8(naphtalen)(+O2(kk)) ->C6H4(C=O)2O V2O5,350- 4500C→anhiđrit phtalic + H2O ->C6H4(COOH)2
Ngoài ra oxi hóa o-xilen bằng O2(kk) cũng có thể tạo ra anhiđrit phtalic
D.ESTE-AMIN
I.Este
1 Tính chất vật lý.
- Este có nhiệt độ sôi thấp hơn axit và ancol có cùng số nguyên tử cacbon
- Các este thường là những chất lỏng, nhẹ hơn nước, rất ít tan trong nước, có khả năng hòa tan được nhiều chất hữu cơ khác nhau
+ Những este có khối lượng phân tử rất lớn có thể ở thể rắn ( như mỡ động vật, sáp ong,…)
- Các este thường có mùi thơm dễ chịu: isoamyl axetat có mùi chuối chin, etyl butirat có mùi dứa, etyl isovalerat có mùi táo…
2 Điều chế.
a.Từ ancol và axit cacbonxylic: RCOOH+R’OH< ->RCOOR’+H2O (H2SO4 đặc, nhiệt độ)
b.Từ phenol và anhiđrit axit hoặc clorua axi
C6H5OH+(CH3CO)2O ->CH3COOC6H5+CH3COOH
C6H5OH+CH3COOCl ->CH3COOC6H5+HCl
c.Từ hiđrocacbon và axit cacbonxylic: CH3COOH+C2H2 ->CH3COOC2H3
II Chất béo.
1 Định nghĩa.
-Chất béo là Trieste của glixerol với các axit monocacobylic(axit béo) có số nguyên tử cacbon chẵn (khoảng từ 12C đến 24C) không phân nhánh, gọi chung là triglixerit hay triaxylglixerol
=> Công thức cấu tạo: C3H5(OOCR)3
2 Tính chất vật lý.
- Các triglixerit chứa chủ yếu gốc axit béo no thường là chất rắn ở nhiệt độ phòng, chẳng hạn như mỡ động vật (mỡ bò, mỡ cừu…) Các triglixerit chứa chủ yếu các gốc axit béo không no thường là chất lỏng ở nhiệt độ phòng và được gọi là dầu Nó thường có nguồn gốc thực vật (dầu lạc, dầu vừng….) hoặc từ động vật máu lạnh (dầu cá)
- Chất béo nhẹ hơn nước và không tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ như: benzene, xăng, ete…
III.Amin
1 Tính chất vật lý.
- Metyl-, đimetyl-, trimetyl- và etylamin là những chất khí, mùi khai khó chịu, độc, dễ tan trong nước Các amin đồng đẳng cao hơn là những chất lỏng hoặc rắn có độ tan trong nước giảm dần theo chiều tăng của phân tử khối
- Anilin (C6H5NH2) là chất lỏng, sôi ở 1840C, không màu, rất độc, ít tan trong nước, tan trong etanol, benzene Để lâu trong không khí, anilin chuyển sang màu nâu đen vì bị oxi hóa bởi oxi không khí
2 Điều chế.
a.Thay thế nguyên tử H của phân tử ammoniac: NH3 + CH3I -> CH3NH2 + CH3I-> (CH3)2NH +CH3I -> (CH3)3N
b.Khử hợp chất nitro: Anilin và amin thơm được điều chế bằng cách khử nitrobenzen (hoặc dẫn xuất nitro tương ứng) bằng H
mới sinh (Fe,Zn+HCl)
C6H5NO2+6H →Fe+HCl C6H5NH2+2H2O
E Xà Phòng và chất giặt rửa.
I – KHÁI NIỆM VÀ TÍNH CHẤT CỦA CHẤT GIẶT RỬA
1 Khái niệm chất giặt rửa
- Là những chất khi dùng cùng với nước thì có tác dụng làm sạch các chất bẩn bám trên các vật rắn mà không gây ra phản ứng hóa học với các chất đó
Trang 10- Các chất giặt rửa lấy trực tiếp từ thiên nhiên như bồ kết, bồ hòn,…và các chất giặt rửa tổng hợp
2 Tính chất giặt rửa
a) Một số khái niệm liên quan:
- Chất tẩy màu làm sạch các vết bẩn nhờ những phản ứng hóa học như nước Gia-ven, nước clo…
- Chất ưu nước là chất tan tốt trong nước như etanol, axit axetic, …
- Chất kị nước là những chất hầu như không tan trong nước như hiđrocacbon, dẫn xuất halogen Chất kị nước thì ưa dầu mỡ, tức tan tốt vào dầu mỡ Chất ưu nước thì thường kị dầu mỡ
b) Đặc điểm cấu trúc phân tử muối natri của axit béo:
(Công thức cấu tạo gọn nhất của phân tử muối natri stearat)
- Gồm đầu ưa nước là nhóm COO – Na+ nối với một đuôi kị nước, ưa dầu mỡ là nhóm – CxHy (thường x ≥ 15)
- Cấu trúc hóa học gồm một đầu ưa nước gắn với một đuôi dài ưa dầu mỡ là hình mẫu chung cho phân tử chất giặt rửa
c) Cơ chế hoạt động của chất giặt rửa:
Lấy trường hợp natri stearat làm ví dụ, đuôi ưa dầu mỡ CH3[CH2]16– thâm nhập vào vết bẩn, còn nhóm COO – Na+ ưa nước lại
có xu hướng kéo ra phía các phân tử nước Kết quả là vết bẩn bị chia thành những hạt rất nhỏ được giữ chặt bởi các phân tử natri stearat, không bám vào vật rắn nữa mà phân tán vào nước rồi bị rửa trôi đi
II – XÀ PHÒNG VÀ CHẤT GIẶT RỬA TỔNG HỢP
Giống
nhau
Cùng kiểu cấu trúc, đuôi dài không phân cực ưa dầu mỡ kết hợp với đầu phân cực ưa nước
Đuôi dài không phân cực ưa dầu mỡ Đầu phân cực ưa nước
Natri stearat C17H35COONa (trong xà phòng)
Natri lauryl sunfat C12H25OSO3Na (trong chất giặt rửa)
Khác
nhau
- Đuôi là gốc hiđrocacbon của axit béo, đầu là
anion cacboxylat
- Khi gặp Ca2+, Mg2+ trong nước cứng thì natri
stearat cho kết tủa làm giảm chất lượng xà
phòng
- Đuôi là bất kì gốc hiđrocacbon dài nào, đầu có thể là anion cacboxylat, sunfat
- Natri lauryl sunfat không có hiện tượng đó nên có ưu điểm
là dùng được với nước cứng
Phương
pháp sản
xuất
- Đun dầu thực vật hoặc mỡ động vật với xút
hoặc KOH ở nhiệt độ và áp xuất cao
- Oxi hóa parafin của dầu mỏ nhờ oxi không khí,
có xúc tác, rồi trung hòa axit sinh ra bằng NaOH:
Oxi hóa parafin được axit cacboxylic, hiđro hóa axit thu được ancol, cho ancol phản ứng với H2SO4 rồi trung hòa thì được chất giặt rửa loại ankyl sunfat
Thành
phần
chính
- Các muối natri (hoặc kali) của axit béo, thường
là natri stearat (C17H35COONa), natri panmitat
(C15H31COONa), natri oleat (C17H33COONa)…
- Các phụ gia thường là chất màu, chất thơm…
-Ngoài chất giặt rửa tổng hợp, chất thơm, chất màu, còn có thể có chất tẩy trắng như natri
hipoclorit…Natri hipoclorit có hại cho da khi giặt bằng tay
F Cacbohydrat.
I Glucozơ.
1 Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên.
- Glucozơ là chất kết tinh, không màu, nóng chảy ở 146oC (dạng α) và 150oC (dạng β), dễ tan trong nước
- Có vị ngọt, có trong hầu hết các bộ phận của cây (lá, hoa, rễ…) đặc biệt là quả chín (còn gọi là đường nho)
- Trong máu người có một lượng nhỏ glucozơ, hầu như không đổi (khoảng 0,1 %)
II Fructozơ.
-Fructozơ tồn tại chủ yếu ở dạng β, vòng 5 cạnh hoặc 6 cạnh.
- Ở trạng thái tinh thể, fructozơ ở dạng β, vòng 5 cạnh
- Fructozơ là chất kết tinh, dễ tan trong nước, có vị ngọt hơn đường mía, có nhiều trong quả ngọt và đặc biệt trong mật ong (tới 40%)
III Saccarozơ.
1 Tính chất vật lí và trạng thái tự nhiên.
- Saccarozơ là chất kết tinh, không màu, dễ tan trong nước, ngọt hơn glucozơ, nóng chảy ở nhiệt độ 185oC
- Có nhiều trong cây mía (nên saccarozơ còn được gọi là đường mía), củ cải đường, thốt nốt…
- Có nhiều dạng sản phẩm: đường phèn, đường kính, đường cát…