Lý Thuyết Hóa học 12 full

CHƯƠNG 1: ESTE – LIPIT A. LÝ THUYẾT I. ESTE. 1. Khái niệm, danh pháp Xét các phản ứng : C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O etyl axetat CH3COOH + HOCH22CHCH3 CH3COOCH22CHCH3 + H2O isoamyl axetat Các hợp chất etyl axetat, isoamyl axetat thuộc loại hợp chất este. Như vậy, khi thay nhóm OH ở nhóm cacboxyl của axit cacboxylic bằng nhóm OR thì được este. Este đơn chức có công thức chung là RCOOR, trong đó R là gốc hiđrocacbon hoặc H ; R là gốc hiđrocacbon. Este no đơn chức được tạo thành từ axit no đơn chức và ancol no đơn chức có công thức phân tử CnH2nO2 (với n = n1 + n2 + 1  2). Tên của este RCOOR gồm tên gốc R cộng thêm tên gốc axit RCOO (đuôi “at”). 2. Tính chất vật lí Các este là chất lỏng hoặc chất rắn ở điều kiện thường và chúng hầu như không tan trong nước. 3. Tính chất hoá học Este dễ bị thuỷ phân trong môi trường axit hoặc bazơ. CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH 4. Điều chế Các este thường được điều chế bằng cách đun sôi hỗn hợp gồm ancol và axit cacboxylic, có axit H2SO4 đặc làm xúc tác (phản ứng este hoá). RCOOH + R’OH RCOOR’ + H2O một số este không điều chế được bằng phương pháp riêng. Thí dụ : Vinyl axetat (CH3COOCH=CH2) CH3COOH + CHCH CH3COOCH=CH2 II. Khái niệm về lipit Lipit là những hợp chất hữu cơ có trong tế bào sống, không hòa tan trong nước như¬ng tan nhiều trong dung môi hữu cơ không phân cực. Về mặt cấu tạo, phần lớn lipit là các este phức tạp, bao gồm chất béo (còn gọi là triglixerit), sáp, steroit và photpholipit,... Thí dụ : (C17H35COO)3C3H5 : tristearoylglixerol (tristearin) ; (C17H33COO)3C3H5 : trioleoylglixerol (triolein) ; (C15H31COO)3C3H5 : tripanmitoylglixerol (tripanmitin). III. Chất béo 1. Khái niệm Chất béo là trieste của glixerol với axit béo, gọi chung là triglixerit hay là triaxylglixer Axit béo là axit đơn chức có mạch cacbon dài, không phân nhánh. Các axit béo thường có trong chất béo là : axit stearic (CH3CH216COOH), axit panmitic (CH3CH214COOH), axit oleic (cisCH3CH27CH=CHCH27COOH). Công thức cấu tạo chung của chất béo : 2. Tính chất vật lí Ở nhiệt độ thường, chất béo ở trạng thái lỏng

Hấ THễNG KIấN THC HOA HOC 12 CHNG 1: ESTE LIPIT A LY THUYấT I ESTE Khỏi nim, danh phỏp Xột cỏc phn ng : o t , H SO đặc C2H5OH + CH3COOH CH3COOC2H5 + H2O etyl axetat CH3COOH + HO[CH2]2CHCH3 | C H3 t o , H2 SO đặc CH3COO[CH2]2CHCH3 + H2O | C H3 isoamyl axetat Cỏc hp cht etyl axetat, isoamyl axetat thuc loi hp cht este Nh vy, thay nhúm OH nhúm cacboxyl ca axit cacboxylic bng nhúm OR thỡ c este Este n chc cú cụng thc chung l RCOOR', ú R l gc hirocacbon hoc H ; R' l gc hirocacbon Este no n chc c to thnh t axit no n chc v ancol no n chc cú cụng thc phõn t CnH2nO2 (vi n = n1 + n2 + 2) Tờn ca este RCOOR' gm tờn gc R' cng thờm tờn gc axit RCOO (uụi at) Tinh chõt võt li Cỏc este l cht lng hoc cht rn iu kin thng v chỳng hu nh khụng tan nc Tớnh cht hoỏ hc Este d b thu phõn mụi trng axit hoc baz o t , H SO CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH + C2H5OH o t CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH iu ch Cỏc este thng c iu ch bng cỏch un sụi hn hp gm ancol v axit cacboxylic, cú axit H2SO4 c lm xỳc tỏc (phn ng este hoỏ) RCOOH + ROH t , H SO RCOOR + H2O mt s este khụng iu ch c bng phng phỏp riờng Gv : Th.S NGUYN V MINH (BIấN HềA NG NAI) 0914449230 (zalo- facebook) Thớ d : Vinyl axetat (CH3COOCH=CH2) CH3COOH + CHCH II Khỏi nim v lipit t,0 xt CH3COOCH=CH2 Lipit l nhng hp cht hu c cú t bo sng, khụng hũa tan nc nhng tan nhiu dung mụi hu c khụng phõn cc V mt cu to, phn ln lipit l cỏc este phc tp, bao gm cht bộo (cũn gi l triglixerit), sỏp, steroit v photpholipit, Thớ d : (C17H35COO)3C3H5 : tristearoylglixerol (tristearin) ; (C17H33COO)3C3H5 : trioleoylglixerol (triolein) ; (C15H31COO)3C3H5 : tripanmitoylglixerol (tripanmitin) III Cht bộo Khỏi nim Cht bộo l trieste ca glixerol vi axit bộo, gi chung l triglixerit hay l triaxylglixer - Axit bộo l axit n chc cú mch cacbon di, khụng phõn nhỏnh - Cỏc axit bộo thng cú cht bộo l : axit stearic (CH 3[CH2]16COOH), axit panmitic (CH3[CH2]14COOH), axit oleic (cis-CH3[CH2]7CH=CH[CH2]7COOH) Cụng thc cu to chung ca cht bộo : R1COO C H | R COO C H | R3COO CH (trong ú R1, R2 , R3 l gc hirocacbon, cú th ging hoc khỏc nhau) Tớnh cht vt lớ nhit thng, cht bộo trng thỏi lng hoc rn Khi phõn t cú gc hirocacbon khụng no, thớ d (C17H33COO)3C3H5, cht bộo trng thỏi lng Khi phõn t cú gc hirocacbon no, thớ d (C 17H35COO)3C3H5, cht bộo trng thỏi rn Tớnh cht hoỏ hc V cu to, cht bộo l trieste, nờn chỳng cú tớnh cht ca este núi chung, nh tham gia phn ng thu phõn mụi trng axit, phn ng x phũng hoỏ v phn ng gc hirocacbon a) Phn ng thu phõn : un cht bộo, thớ d tristearin, vi dung dch axit H 2SO4 loóng s xy phn ng thu phõn : t o , H+ 3CH [CH ] COOH + C H (OH) ( CH3[CH2 ]16 COO ) C3H5 + 3H2O 16 tristearin b) Phn ng x phũng hoỏ axit stearic gtlixerol Gv : Th.S NGUYN V MINH (BIấN HềA NG NAI) 0914449230 (zalo- facebook) t 3CH [CH ]16 COONa + C 3H5 (OH)3 ( CH3[CH2 ]16 COO ) C3H5 + 3NaOH tristearin natri stearat glixerol c) Phn ng cng hiro ca cht bộo lng Khi un núng cht bộo lng, thớ d triolein (C 17H33COO)3C3H5, ri sc dũng khớ hiro (xỳc tỏc Ni) ni kớn sau ú ngui, thu c cht rn l tristearin ó xy phn ng : Ni (C17H35COO)3C3H5(rn) (C17H33COO)3C3H5 (lng) + 3H2 175 190o C III Cht git tng hp 1- Cht git : l nhng cht dựng vi nc cú tỏc dng lm sch cỏc cht bỏm bn trờn cỏc vt m khụng gõy phn ng hoỏ hc vi cht ú 2-X phũng : cú thnh phn chớnh l mui Natri (hoc kali) ca axit bộo nh C17H35COONa, C15H31COONa 3- Cht git tng hp: Khụng phi l x phũng nhng cú tớnh cht git tng t x phũng CHNG 2: CACBOHIRAT Cu trỳc phõn t a) Glucoz v fructoz (C6H12O6) Glucoz l monosaccarit, cu to bi mt nhúm cacbonyl C (l anehit) v nm nhúm OH nm nguyờn t cacbon cũn li (l poliancol): CH2OH[CHOH]4CHO Trong thiờn nhiờn, glucoz tn ti ch yu hai dng -glucoz v -glucoz (dng mch vũng) Trong dung dch, hai dng vũng ny chim u th v luụn chuyn hoỏ ln theo mt cõn bng qua dng mch h H CH2OH OH OH O H H H OH -glucoz OH H CH2OH OH OH H glucoz H O O C H H H CH2OH OH OH OH H O OH H OH H -glucoz Glucoz cú y cỏc tớnh cht ca ru a chc v anehit n chc Fructoz l ng phõn ca glucoz, cu to bi mt nhúm cacbonyl v trớ C2 (l xeton) v nm nhúm OH nm nguyờn t cacbon cũn li (l poliancol): CH2OH[CHOH]3COCH2OH Cựng vi dng mch h fructoz cú th tn ti dng mch vũng cnh hoc cnh Gv : Th.S NGUYN V MINH (BIấN HềA NG NAI) 0914449230 (zalo- facebook) H OH O H HOCH2 OH O H OH CH2OH H O H HOCH2 -fructoz OH fructoz CH2OH H OH CH2OH H OH H O H OH OH CH2OH H -fructoz Trong mụi trng baz, fructoz cú s chuyn hoỏ thnh glucoz OHCH2OH[CHOH]3-CO-CH2OH CH2OH[CHOH]4CHO b) Saccaroz v mantoz (C12H22O11) Saccaroz l mt isaccarit, cu to bi C1 ca gc - glucoz ni vi C2 ca gc - fructoz qua nguyờn t O (C1 O C2) Trong phõn t khụng cũn nhúm OH semiaxetal, nờn khụng cú kh nng m vũng Mantoz l ng phõn ca saccaroz, cu to bi C ca gc - glucoz ni vi C4 ca gc - hoc - glucoz qua nguyờn t O (C1 O C4) n v monosaccarit th hai cú nhúm OH semiaxetal t do, ú cú th m vũng to thnh nhúm anehit ( CHO) c) Tinh bt v xenluloz (C6H10O5)n Tinh bt l polisaccarit, cu to bi cỏc mt xớch -glucoz liờn kt vi thnh mch xon lũ xo, phõn t khụng cú nhúm CHO v cỏc nhúm OH b che lp i Xenluloz l ng phõn ca tinh bt, cu to bi cỏc mt xớch -glucoz liờn kt vi thnh mch kộo di, phõn t khụng cú nhúm CHO v mi mt xớch cũn nhúm OH t do, nờn cụng thc ca xenluloz cũn cú th vit [C6H7O2(OH)3]n Gv : Th.S NGUYN V MINH (BIấN HềA NG NAI) 0914449230 (zalo- facebook) Tớnh cht hoỏ hc Cacbohirat Glucoz Fructoz Saccaroz Mantoz Tinh bt Xenluloz Tớnh cht T/c ca anehit + [Ag(NH3)2]OH Ag + - Ag - - T/c riờng ca OH hemiaxetal + CH3OH/HCl Metyl glucozit - - Metyl glucozit - - T/c ca poliancol + Cu(OH)2 dd mu xanh lam dd mu xanh lam dd mu xanh lam dd mu xanh lam - - + + + + + Xenluloz triaxetat + + + + + Xenluloz trinitrat P/ thu phõn + H2O/H+ - - Glucoz + Fructoz Glucoz Glucoz Glucoz P/ mu + I2 - - - - mu xanh c trng - T/c ca ancol (P/ este hoỏ) + (CH3CO)2O (+) cú phn ng, khụng yờu cu vit sn phm; (-) khụng cú phn ng (*) phn ng mụi trng kim CHNG 3: AMIN, AMINOAXIT V PROTEIN A.Lí THUYT Cu to phõn t: Cỏc nhúm c trng H2N CH CO R CH COOH; R NH2; NH R1 amin - amino axit NH CH COOH n R peptit Khai niờm, ụng phõn, danh phap a) Amin : Gv : Th.S NGUYN V MINH (BIấN HềA NG NAI) 0914449230 (zalo- facebook) - Khi thay th mt hay nhiu nguyờn t hiro phõn t NH bng mt hay nhiu gc hirocacbon ta c amin Thớ d : CH3 NH2 ; CH3 NH CH3 ; CH N CH3 | ; CH3 (Amin bõc 1) (Amin bõc 2) (Amin bõc 3) C6H5NH2 (Amin thm bõc 1) - Phõn loi Amin c phõn loi theo hai cỏch thụng dng nht : * Theo c im cu to ca gc hirocacbon Amin thm (thớ d : anilin C6H5NH2), amin bộo (thớ d : etylamin C2H5NH2), amin d vũng (thớ d : piroliin ) NH * Theo bc ca amin Bc ca amin c tớnh bng s nguyờn t hiro phõn t amoniac b thay th bi gc hirocacbon Theo ú, cỏc amin c phõn loi thnh : amin bc mt, bc hai, bc ba Thớ d : CH3CH2CH2NH2 CH3CH2NHCH3 (CH3)3N Amin bõc Amin bõc Amin bõc - Danh phỏp Hp cht Tờn gc chc Tờn thay th CH3NH2 Metylamin Metanamin C2H5NH2 Etylamin Etanamin CH3CH2CH2NH2 Propylamin Propan 1amin Tờn thng b) Amino axit - inh nghia : La hp chõt tap chc phõn t cha ụng thi nhom chc amino (-NH2) va nhom chc cacboxyl (-COOH) Thi du : H2N CH2 COOH - Danh phỏp Cụng thc Tờn thay th Tờn bỏn h thng Tờn Kớ hiu thng CH COOH Axit aminoetanoic Axit aminoaxetic Glyxin Gly CH3 CH COOH NH Axit 2-aminopropanoic Axit Alanin -aminopropionic Ala Gv : Th.S NGUYN V MINH (BIấN HềA NG NAI) 0914449230 (zalo- facebook) c) Peptit va protein - Peptit l nhng hp cht cha t n 50 gc amino axit liờn kt vi bng cỏc liờn kt peptit (- CO NH -) - Phõn t peptit hp thnh t cỏc gc amino axit ni vi bi liờn kt peptit theo mt trt t nht nh : amino axit u N cũn nhúm - NH 2, amino axit u C cũn nhúm -COOH H2N- CH - CO NH- CH - CO NH- CH- CO- - HN- CH- COOH R1 u N R2 liờn kt peptit R3 Rn u C - Protein: l nhng polipeptit cao phõn t cú phõn t t vi chc nghỡn n vi triu + Cỏc phõn t protein khỏc v bn cht cỏc mt xớch amino axit, s lng v trt t sp xp ca chỳng Tớnh cht a) Tớnh cht ca nhúm -NH2 ( Amin va Aminoaxit) + Tớnh baz R NH2 + H2O NH3]+ + OH- [R Tỏc dng vi axit cho mui: NH3]+Cl- [R R NH2 + HCl Lu ý: Mi yu t lm tng mt electron nguyờn t nit phõn t amin núi chung u lm tng tớnh baz + Nhng nhúm y electron, chng hn cỏc gc ankyl cú hiu ng õy e, s lm cho tớnh baz tng lờn + Ngc li nhúm phenyl cú hiu ng hỳt e, s lm tớnh baz yu i Vỡ vy cỏc amin mch h cú tớnh baz mnh hn (dung dch nc ca chỳng cú th lm xanh giy qu) so vi amin thm (Anilin khụng lm xanh giy qu) + Tỏc dng vi HNO2 Amin bc + Amin bộo bc R NH2 + HONO HCl R OH + N2 + H2O NaNO + HCl Thớ d: C2H5NH2 + HONO C2H5OH + N2 + H2O + Amin thm bc ArNH2 + HNO2 + HCl 0-5oC -2H2O ArN2+Cl- hay ArN2Cl b) Amino axit cú tớnh cht ca nhúm - COOH Gv : Th.S NGUYN V MINH (BIấN HềA NG NAI) 0914449230 (zalo- facebook) +Tớnh axit RCH(NH2)COOH + NaOH RCH(NH2)COONa + H2O +Phn ng este hoỏ: Khi HCl H2N R COOH + C2H5OH H2N R COO C2H5 + H2O c) Amino axit cú phn ng gia nhúm -COOH v nhúm -NH2 +Tụn tai dang ion lng cc: H3N+ CH COO- H2 N CH COOH R R + Phn ng trựng ngng ca cỏc - v - amino axit to poliamit: nH2N [CH2]5 COOH to NH [CH2]5 CO n + nH2O + Tuy thuục vao sụ lng nhom (-NH 2) va (-COOH) thi dung dich amino axit se co mụi trng axit, baz hoc trung tinh d) Protein cú phn ng ca nhúm peptit - CO-NH + Phn ng thu phõn: H2N CH CO HN CH CO HN R1 R2 H2N CH COOH + H2N CH R1 NH CH COOH + nH O H2SO4 hay enzim n R R COOH + H2N CH COOH+ + H2N CH2 COOH CH CO R2 R3 Rn + Phn ng mu vi Cu(OH)2/ OH- cho dung dch mu xanh tớm (nhn bit protein) + Protein bi ụng tu un nong hoc gp axit, baz e) Anilin v nhiu protein cú phn ng th d dng nguyờn t H ca vũng benzen NH2 NH2 Br (dd) Br + 3HBr(dd) + 3Br2(dd) Br (trng) CHNG PễLIME V VT LIU PễLIME A Lí THUYT Khỏi nim v polime Gv : Th.S NGUYN V MINH (BIấN HềA NG NAI) 0914449230 (zalo- facebook) Polime l cỏc hp cht cú phõn t rt ln nhiu n v nh gi l mt xớch liờn kt vi to nờn - S mt xớch (n) phõn t polime c gi l h s polime hoỏ hay polime hoỏ - Theo ngun gc, ta phõn bit polime thiờn nhiờn, polime tng hp, polime nhõn to (bỏn tng hp) - Theo phn ng polime hoỏ, ta phõn bit polime trựng hp v polime trựng ngng Phn ng Trựng hp nh ngha Quỏ trỡnh Sn phm iu kin ca monome Trựng ngng L quỏ trỡnh kt hp nhiu phõn t nh ging hoc tng t (monome) thnh phõn t ln (polime) L quỏ trỡnh kt hp nhiu phõn t nh thnh phõn t ln (polime), ng thi gii phúng nhng phõn t nh (nh H2O,) n Monome Polime n Monome Polime+ nH2O Polime trựng hp Polime trựng ngng Cú hai nhúm chc cú Cú liờn kt ụi hoc vũng kh nng phn ng tr khụng bn lờn Cu trỳc - Phõn t polime cú th tn ti dng mch khụng phõn nhỏnh, dng mch phõn nhỏnh v dng mch khụng gian Tớnh cht a) Tớnh cht vt lớ - Hu ht polime l cht rn, khụng bay hi, khụng cú nhit núng chy xỏc nh, mt s tan cỏc dung mụi hu c a s polime cú tớnh do; mt s polime cú tớnh n hi, mt s cú tớnh dai, bn, cú th kộo thnh si b) Tớnh cht hoỏ hc: cú loi phn ng - Phn ng ct mch polime - Phn ng gi nguyờn mch polime - Phn ng khõu mch polime Khỏi nim v cỏc vt liu polime - Cht do: vt liu polime cú tớnh - T: vt liu polime hỡnh si, di v mnh - Cao su: vt liu cú tớnh n hi - Keo dỏn hu c: vt liu polime cú kh nng kt ni chc chn hai mnh vt liu khỏc Gv : Th.S NGUYN V MINH (BIấN HềA NG NAI) 0914449230 (zalo- facebook) - Vt liu compozit: vt liu t hp gm polime lm nha nn v cỏc vt liu vụ c, hu c khỏc B PHNG PHAP IấU CHấ MễT Sễ VT LIấU POLIME Nha a) Nha PE nCH2 CH2 xt, to, p CH2 CH2 n polietilen(PE) etilen b) Nha PVC nCH2 CH xt, to, p CH2 CH n Cl Cl poli(vinyl clorua) (PVC) vinyl clorua c) Nha PVA nCH2 xt, to, p CH OCOCH3 CH CH2 n OCOCH3 Thu phõn PVA mụi trng kim: to CH CH2 n + nNaOH OCOCH3 CH2 CH n + nCH3COONa OH d) Nha PMM (thu tinh hu c - plexiglas) nCH2 CH COOCH3 xt, to, p CH3 CH3 CH CH2 n COOCH3 poli(metyl metacrylat) (PMM) metyl metacrylat e) Nha PPF Poli(phenol - fomanehit) (PPF) cú dng: nha novolac, nha rezol, nha rezit Nha novolac: Nu d phenol v xỳc tỏc axit OH n OH + nHCHO H+, to CH2 n + nH2O Nha rezol: Nu d fomanehit v xỳc tỏc baz Nha rezit (nha bakelớt): Nha rezol núng chy (150 oC) v ngui thu c nha cú cu trỳc mng li khụng gian Cao su a) Cao su buna Na, t nCH2=CHCH=CH2 ( CH CH = CH CH ) n Gv : Th.S NGUYN V MINH (BIấN HềA NG NAI) 0914449230 (zalo- facebook) 10 buta-1,3-ien (butaien) b) Cao su isopren nCH2 C polibutaien (cao su buna) xt, to, p CH CH2 CH2 C CH CH2 n CH3 poliisopren (cao su isopren) CH3 2-metylbuta-1,3-dien (isopren) T a) T capron (nilon 6) xt, to, p nH2N[CH2]5COOH n CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 C=O NH NH[CH2]5CO n + nH2O xt, to, p NH[CH2]5CO n b) T nilon 6,6 nNH2[CH2]6NH2 + nHOOC[CH2]4COOH xt, to, p NH[CH2]6NHCO[CH2]4CO n + 2nH2O Keo dan a) Keo dỏn ure-fomanehit + o H ,t nNH2 - CO- NH2 + nCH2O nNH2 - CO - NH-CH2OH ure fomanehit monometylolure H+ , t o ( NH CO NH CH ) n + nH O poli(ure-fomanehit) CHNG 5: AI CNG Vấ KIM LOAI A Lí THUYT I V TR ,TNH CHT VT Lí, HO HC CHUNG CA KIM LOI V trớ Trong bng tun hon, cỏc nguyờn t kim loi cú mt : - Nhúm IA (tr nguyờn t hiro) v IIA Cỏc kim loi ny l nhng nguyờn t s - Nhúm IIIA (tr nguyờn t bo), mt phn ca cỏc nhúm IVA, VA, VIA Cỏc kim loi ny l nhng nguyờn t p - Cỏc nhúm B (t IB n VIIIB) Cỏc kim loi nhúm B c gi l nhng kim loi chuyn tip, chỳng l nhng nguyờn t d - H lantan v actini Cỏc kim loi thuc hai h ny l nhng nguyờn t f Chỳng c xp riờng thnh hai hng cui bng Gv : Th.S NGUYN V MINH (BIấN HềA NG NAI) 0914449230 (zalo- facebook) 11 Tớnh cht vt lớ ca kim loi * Tớnh cht chung a) Tớnh b) Tớnh dn in c) Tớnh dn nhit d) nh kim * Tớnh cht riờng a) Khi lng riờng b) Nhit núng chy c) Tớnh cng Tớnh cht hoỏ hc chung ca kim loi Tớnh cht hoỏ hc c trng ca kim loi l tớnh kh M M n + + ne a Tỏc dng vi phi kim Hu ht cỏc kim loi kh c phi kim thnh ion õm Thớ d : 4Al + 3O2 2Al2O3 Cu + Cl2 CuCl2 b Tỏc dng vi axit *) i vi dung dch HCl, H2SO4 loóng Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 *) i vi H2SO4 (c, núng) HNO3 Hu ht cỏc kim loi (tr Pt, Au) kh c +N5 v +S6 cỏc axit ny xung s +2 +4 oxi hoỏ thp hn: +N4 (NO2); N (NO) ; +N1 (N2O); N ; N3 (NH +4 ); S (SO2 ) ; S0 ; S2 (H2S) +5 +2 +2 Thớ d : Cu + 8HNO3 (loóng) Cu (NO3)2 + N O + 4H2O c Tỏc dng vi dung dch mui Kim loi hot ng kh c ion kim loi kộm hot ng hn dung dch mui +2 +2 Fe + Cu SO4 Fe SO4 + Cu d Tỏc dng vi nc - Nhng kim loi cú tớnh kh mnh nh Na, K, Ca, kh H 2O d dng nhit thng Gv : Th.S NGUYN V MINH (BIấN HềA NG NAI) 0914449230 (zalo- facebook) 12 +1 +1 Thớ d : Na + H O Na OH + H - Mt s kim loi cú tớnh kh trung bỡnh, nh Zn, Fe , kh c hi nc nhit cao o t Thớ d : 3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2 II DY IN HểA CA KIM LOI 1.Khỏi nim v cp oxi hoỏ - kh ca kim loi Trong phn ng hoỏ hc, cation kim loi cú th nhn electron tr thnh nguyờn t kim loi v ngc li, nguyờn t kim loi cú th nhng electron tr thnh cation kim loi Thớ d : Fe2+ + 2e Fe Cu2+ + 2e Cu Tng quỏt : M n+ 123 + ne Chất oxi hoá M { Chất khử Cht oxi hoỏ v cht kh ca cựng mt nguyờn t kim loi to nờn cp oxi hoỏ kh Cỏc cp oxi hoỏ - kh trờn c vit nh sau : Ag + Ag Fe2 + ; Fe Tng quỏt : Mn + M 2.Dóy in hoỏ ca kim loi K+ Na + K Na 2,92 2,71 Mg2 + Al3+ Zn + Fe2 + Ni + Sn + Pb + 2H + Cu + Ag + Au3+ H Mg Ag Al Zn Fe Ni Sn Pb Cu Au 2,37 1,66 0,76 0,44 0,25 0,14 0,13 0,00 + 0,34 + 0,80 + 1,50 Xỏc nh chiu ca phn ng oxi hoỏ - kh - Kim loi ca cp oxi hoỏ - kh cú th in cc chun nh hn kh c cation kim loi ca cp oxi hoỏ - kh cú th in cc chun ln hn dung dch mui o o Nu th E M n + / M < E Rm + / R thỡ chiu phn ng oxi hoỏ - kh xy theo quy tc (anpha) : Mn+ Rn+ M R o o Thớ d, E Cu2+ / Cu = +0,34 V v E Ag+ / Ag = +0,80 V, ta cú : Cu2+ Ag+ Cu Ag Gv : Th.S NGUYN V MINH (BIấN HềA NG NAI) 0914449230 (zalo- facebook) 13 - Phn ng oxi húa kh xy theo chiu cation Ag+ oxi hoỏ Cu thnh cation Cu2+ v cation Ag+ b kh thnh Ag : Cu + 2Ag+ Cu2+ + 2Ag - Suõt iờn ụng chuõn cua pin iờn hoa: (Ban nõng cao) Eopin = Eo cc õm - Eo cc dng III S N MềN KIM LOI Khỏi nim S n mũn kim loi l s phỏ hu kim loi hoc hp kim tỏc dng ca cỏc cht mụi trng M Mn+ + ne Hai dng n mũn kim loi a S n mũn hoỏ hc b S n mũn in hoỏ hc *) iu kin xy s n mũn in hoỏ hc + Cỏc in cc phi tip xỳc trc tip hoc giỏn tip vi qua dõy dn + Cỏc in cc cựng tip xỳc vi dung dch cht in li + Cỏc in cc phi khỏc v bn cht Chng n mũn kim loi a Phng phap bo v b mt b Phng phap bo v in hoỏ IV IU CH KIM LOI Nguyờn tc iu ch kim loi Kh ion kim loi kim loai: Phng phỏp iu ch kim loi Mn+ + ne M a Phng phỏp thu luyn Phng phỏp thu luyn (cũn gi l phng phỏp t) c dựng iu ch nhng kim loi cú th oxi hoỏ - kh chun cao, nh Cu, Hg, Ag, Au, b Phng phỏp nhit luyn C s ca phng phỏp ny l kh nhng ion kim loi cỏc hp cht nhit cao bng cỏc cht kh mnh nh C, CO, H2 hoc kim loi Al to Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 o t Cr2O3 + 2Al 2Cr + Al2O3 c Phng phỏp in phõn - iu ch kim loi cú tớnh kh mnh nh Li, Na, K, Al, bng cỏch in phõn nhng hp cht (mui, baz, oxit) núng chy ca chỳng Gv : Th.S NGUYN V MINH (BIấN HềA NG NAI) 0914449230 (zalo- facebook) 14 - iu ch kim loi cú tớnh kh trung bỡnh v kim loi cú tớnh kh yu nh Zn, Cu, bng cỏch in phõn dung dch mui ca chỳng PT in phõn : điện phân 2ZnSO4 + 2H2O 2Zn + 2H2SO4 + O2 Gv : Th.S NGUYN V MINH (BIấN HềA NG NAI) 0914449230 (zalo- facebook) 15 Tính chất kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm Tính chất hoá học chung Kim loại kiềm Kim loại kiềm thổ (Li, Na, K, Rb, Cs) (Be, Mg, Ca, Sr, Ba ) + M M + 1e M M2+ + 2e => Tính khử mạnh số => Tính khử mạnh ( KLK) KL t t 4Na + O2 2Mg + O2 2Na2O 2MgO Na cháy khí oxi khô tạo peoxit: t 2Na + O2 Na2O2 t t 2Na + Cl2 2NaCl Ca + Cl2 CaCl2 t t 2Na + S Ca + S Na2S CaS T/d với PK Với oxi 0 0 Với Cl2, S T/d với axit Nhôm ( Al ) Al Al3+ + 3e => Tính khử mạnh ( KLK, KLKT ) t 4Al + 3O2 2Al2O3 Với HCl H2SO4 loãng Với HNO3, H2SO4 đặc HNO3, H2SO4 đặc, nguội 2Na + 2HCl 2NaCl + H2 2Na + H2SO4 Na2SO4 + H2 (Phản ứng mãnh liệt ) 0 Ca + 2HCl CaCl2 + H2 Ca + H2SO4 CaSO4 + H2 4Mg + 10HNO3 loãng 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O Al tự bốc cháy tiếp xúc với clo : 2Al + 3Cl2 2AlCl3 t 2Al + 3S Al2S3 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 2Al +3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 Al + 4HNO3 loãng Al(NO3)3 + NO + 2H2O t Al +6HNO3 đặc Al(NO3)3+3NO2 + 3H2O t 2Al +6H2SO4 đ Al2(SO4)3+3SO2 + 6H2O Al thụ động 0 14 T/d với nớc T/d với dd muối KLK tan nớc tạo bazơ t0 thờng: Be không p/, Mg p/ kiềm: chậm, KLKT khác p/ tốt tạo bazơ kiềm: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 Ca + 2H2O Ca (OH)2 + H2 2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2 ( p/ xảy phá bỏ lớp Al 2O3 dừng lại xuất kết tủa Al(OH)3 ) (KLK t/d với H2O dd muối tạo dd kiềm Sau dd kiềm p/ với muối) t 2Al + Cr2O3 Al2O3 + 2Cr t T/d với oxit kim 2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe t loại 8Al + 3Fe3O4 4Al2O3 + 9Fe (Gọi phản ứng nhiệt nhôm ) 2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + T/d với dd kiềm 3H2 + + 2+ 2+ Khử ion M thành M: M + e Khử ion M thành M: M + 2e Khử ion Al3+ thành Al: Al 3+ + 3e Nguyên tắc M Điều M Al chế Điện phân muối clorua Điện phân muối clorua nóng Nguyên liệu: Quặng Boxit hiđroxit nóng chảy: chảy: ( Al2O3.2H2O ) thờng lẫn Fe2O3 dpnc SiO2 => tinh chế quặng điện phân 2MCl 2M + Cl2 Phơng dpnc dpnc Al2O3 n/chảy (Phải hoà tan MCl2 M + Cl2 4MOH 4M + O2 + 2H2O pháp criolit Na3AlF6 n/chảy để hạ t0 n/chảy hỗn hợp 9000C): dpnc 2Al2O3 4Al + 3O2 0 15 Các hợp chất Na, Ca, Al Na2O: oxit bazơ (t/dụng với nớc, CaO: oxit bazơ (t/dụng với nớc, oxit oxit axit, axit ): axit, axit ): Na2O + H2O 2NaOH CaO + H2O Ca(OH)2 Oxit Na2O + CO2 Na2CO3 CaO + CO2 CaCO3 Na2O + 2HCl 2NaCl + H2O CaO + 2HCl CaCl2 + H2O t */ Điều chế: CaCO3 CaO + CO2 NaOH: bazơ mạnh ( bazơ kiềm ) Ca(OH)2: bazơ mạnh (t/dụng với (t/dụng với axit, oxit axit, muối ): axit, oxit axit, muối ): NaOH + HCl NaCl + H2O Ca(OH)2 + 2HCl CaCl2 + 2H2O NaOH + CO2 NaHCO3 Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O 2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O Ca(OH)2 + 2CO2 Ca(HCO3)2 Hiđroxit 2NaOH + CuSO4 Na2SO4 + Cu(OH)2 Ca(OH)2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaOH */ Điều chế: điện phân dd NaCl có màng ngăn: dpmn 2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2 Al2O3: h/chất lỡng tính (tan axit mạnh bazơ mạnh ); bền với nhiệt Al2O3 + 6HCl 2AlCl3 + 3H2O Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O Muối NaHCO3: hợp chất lỡng tính NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2 NaHCO3+ NaOH Na2CO3 + H2O Là hợp chất bền: t 2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2 dd NaHCO3 có môi trờng kiềm Ca(HCO3)2: hợp chất lỡng tính Ca(HCO3)2 + 2HCl CaCl2 + 2H2O + 2CO2 Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 CaCO3 + 2H2O (**) Là hợp chất bền: Al(OH)3: h/chất lỡng tính (tan axit mạnh bazơ mạnh ); bền với nhiệt: */ H/chất lỡng tính: Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + NaOH 2NaAlO2 + H2O */ H/chất bền với nhiệt: t 2Al(OH)3 Al2O3 +3H2O */ Điều chế: AlCl3 + 3NH3 + 3H2O Al(OH)3 + 3NH4Cl AlCl3: t/d với dd kiềm tạo kết tủa keo màu trắng: AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl Nếu dd NaOH d Al(OH)3 tan tạo dd suốt: 16 NaHCO3+ H2O NaOH + H2CO3 Na2CO3: có tính chất muối: Na2CO3 + 2HCl 2NaCl + H2O + CO2 Na2CO3 + Ca(HCO3)2 CaCO3 + 2NaHCO3 (*) dd Na2CO3 có môi trờng kiềm Na2CO3 + H2O NaOH + NaHCO3 Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O dd Al3+ nớc thuỷ phân cho mtrờng axit: VD: AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + 3HCl Phèn chua: làm nớc đục, công CaCO3: có tính chất muối: thức: CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2 K2SO4.Al2(SO4)3 24H2O Tan nớc chứa khí CO2: hay viết gọn: KAl(SO4)2 12H2O CaCO3 + H2O + CO2 Ca(HCO3)2 => Phản ứng giải thích tạo thành Phèn nhôm: M2SO4.Al2(SO4)3 thạch nhũ hang động, xâm 24H2O thực nớc ma, tạo cặn ấm (M ion Li+, Na+, NH 4+ ) đun t Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2 (***) P/ (*), (**) (***) để làm mềm nớc có tính cứng tạm thời */ Nớc cứng: Là nớc chứa nhiều ion Ca2+ Mg2+ - Phân loại: + Tính cứng tạm thời: gây nên muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 + Tính cứng vĩnh cửu: gây nên muối CaSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2 + Tính cứng toàn phần: gồm tính cứng tạm thời tính cứng vĩnh cửu - Nguyên tắc làm mềm nớc: Làm giảm nồng độ ion Ca2+ Mg2+ - Phơng pháp hoá học làm mềm nớc cứng: + Tính cứng tạm thời: Dùng phản ứng (*), (**) (***) dùng NaOH: Ca(HCO3)2 + 2NaOH CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O + Tính cứng vĩnh cửu: CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaCl CaCl2 + 2Na3PO4 Ca3(PO4)2 + 6NaCl TNG KT V ST V MT S KIM LOI QUAN TRNG 17 TNH CHT HO HC CHUNG T/d Vi oxi vi Vi Cl2, S T/d vi axit St ( Fe: [ Ar]3d64s2) Fe Fe2+ + 2e => Tớnh kh TB Fe Fe3+ + 3e Crom ng (Cr: [ Ar]3d 4s ) (Cu: [ Ar]3d104s1) Tớnh kh mnh hn st, L kim loi kộm hot ng Tớnh yu hn nhụm kh yu t 3Fe + 2O2 Fe3O4 t 4Cr + 3O2 2Cr2O3 t 2Cu + O2 2CuO t 2Cr + 3Cl2 2CrCl3 t 2Cr + 3S Cr2S3 t Cr + 2HCl CrCl2 + H2 t Cr + H2SO4 CrSO4 +H2 t Cu + Cl2 CuCl2 t Cu+ S CuS Khụng p/ t 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 t Fe + S FeS Fe + 2HCl FeCl2 + H2 Vi HCl , Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 H2SO4 loóng 0 0 0 H2SO4 , HNO3, c ngui Fe + 4HNO3 loóng Fe(NO3)3 + NO + 2H2O t Fe+ 6HNO3c Fe(NO3)3+3NO2 + 3H2O t 2Fe+6H2SO4c Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O 3Cu + 8HNO3loóng 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O Cu + 4HNO3c Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O t Cu +2H2SO4 c CuSO4 + SO2 + 2H2O 0 Fe th ng hoỏ Fe khụng tỏc dng vi nc k thng < 570 C 3Fe+4H2O t Fe3O4+ 4H2 > 570 C Fe + H2O t FeO + H2 T/d vi nc 0 Vi HNO3, H2SO4 c 0 Cr th ng hoỏ k thng bn vi nc v khụng khớ cú lp mng oxit mng, bn vng bo v Khụng t/d 18 Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu T/d vi dd mui Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag Nu d AgNO3 xy tip p.: Fe(NO3)2 + AgNO3 Fe(NO3)3 + Ag Cỏc qung st quan trng:: Manhetit (Fe 3O4), Hematit (Fe2O3), Hematit nõu (Fe2O3.nH2O), Xierit (FeCO3), Pirit (FeS2) Oxit Cu+2AgNO3 Cu(NO3)2+2Ag Cu+ 2FeCl3 2FeCl2+ CuCl2 TNG KT V HP CHT CA ST V MT S KIM LOI QUAN TRNG HP CHT CA ST HP CHT CA CROM HP CHT CA NG Hp cht st (II) Hp cht st (III) FeO: l cht kh v l cht Fe2O3: l cht oxi hoỏ, Crom (II) oxit: CrO ng (II) oxit: CuO oxi hoỏ, l oxit baz l oxit baz */ Cú tớnh kh : KK d b */ L oxit baz: T/d vi axit, */ Tớnh kh: OXH thnh Cr2O3 oxit axit: 3FeO + 10HNO3 loóng */ L oxit baz: t/d vi dd HCl, CuO + H2SO4 CuSO4+H2O H2SO4 loóng: 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O */ L cht oxi hoỏ: t/d vi cht VD: CrO + 2HCl CrCl2 + H2O kh H2, CO nhit cao: */ Tớnh oxi hoỏ: t t Crom (III) oxit: Cr2O3 CuO + H2 Cu + H2O FeO + CO Fe + CO2 */ Tớnh oxi húa: Fe2O3 + 2Al Al2O3 L oxit lng tớnh: tan axit v kim c: + Fe */ L oxit baz: t Cr2O3 +6HCl 2CrCl3 +3H2O Fe2O3 + 3CO FeO + 2HCl FeCl2 + Cr2O3+2NaOHc 2NaCrO2+ Fe + 3CO2 H2O H2O */ L oxit baz: */ iu ch: Crom (VI) oxit: CrO3 Fe2O3+ CO t FeO +CO2 Fe2O3+ 6HCl L oxit axit: t/d vi nc to 2FeCl3 + H2O hn hp axit: iu ch: 0 0 19 2Fe(OH)3 t Fe2O3 + 3H2O St (II) hiroxit: Fe(OH)2: mu trng xanh */ Tớnh kh: 4Fe(OH)2+ 2H2O+ O2 Fe(OH)3 3Fe(OH)2 +10HNO3loóng 3Fe(NO3)3 + NO + 8H2O */ L baz: Fe(OH)2 + 2HCl FeCl2+2H2O */ B nhit phõn: Hiroxit t Fe(OH)2 FeO + H2O * iu ch: (ko cú kk) Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2 St (III) hiroxit: Fe(OH)3: mu nõu */ L baz: Fe(OH)3 + 3HCl FeCl3 +3H2O */ B nhit phõn:: t 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O iu ch: Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3 CrO3 + H2O H2CrO4 2CrO3 + H2O H2Cr2O7 L cht oxi hoỏ rt mnh lm nhiu cht bc chỏy tip xỳc: C, S, P Crom (II) hiroxit: Cr(OH)2: mu vng */ Cú tớnh kh: KK b OXH thnh Cr(OH)3 4Cr(OH)2+O2+2H2O4Cr(OH)3 */ L baz: t/d vi axit Cr(OH)2 + 2HClCrCl2 + 2H2O */ iu ch: (ko cú kk) Cr2+ + 2OH- Cr(OH)2 Crom (III) hiroxit: Cr(OH)3: mu lc xỏm L hiroxit lng tớnh: Tan dd axit v dd kim: Cr(OH)3 + 3HCl CrCl3+3H2O Cr(OH)3 + NaOH NaCrO2 + H2O Trong dd cũn cú tớnh oxi hoỏ v tớnh kh: 2Cr3+ + Zn 2Cr2+ + Zn2+ 2Cr3+ + 3Br2 + 16OH- CrO42 + 6Br- + 8H2O ng (II) hiroxit: Cu(OH)2: mu xanh */ L baz: Tan cỏc dd axit Cu(OH)2 +2HCl CuCl2+H2O */ B nhit phõn:: t Cu (OH)2 CuO + H2O 20 Mui FeCl2:Thng kt tinh FeCl3 : thng kt dng ngm nc tinh dng ngm nc */ L cht kh: */ L cht oxi hoỏ 2FeCl2 + Cl2 2FeCl3 2FeCl3 + Fe 3FeCl2 */ T/d vi dd kim: to kt 2FeCl3 + Cu 2FeCl2 + CuCl2 ta mu trng xanh */ T/ vi dd kim: to FeCl2+ 2NaOH kt ta mu nõu 2NaCl+Fe(OH)2 FeCl3+ 3NaOH * iu ch: (cn dựng 3NaCl +Fe(OH)3 ngay) FeO + 2HCl FeCl2 + H2O iu ch: Fe2O3+ 6HCl Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 2FeCl3 + H2O Mui Crom (II): cha ion - dd mui ng (II) cú mu xanh Cr2+ - Mui ng (II) sunfat: t Cú tớnh kh mnh CuSO4.5H2O CuSO4+5H2O VD: 2CrCl2 + Cl22CrCl3 Mu xanh Mu trng Mui cromat v comat: - Cromat CrO42 : mu vng - icromat Cr2O72 : mu da cam - Trong dd cú cõn bng: Cr2O72- + H2O CrO42- + 2H+ (Da cam) (Mu vng) - Cú tớnh oxi hoỏ mụi trng axit:: Cr2O72 + 6Fe2+ + 14H+ 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O 21 22