bài 4 brom, iod và các hợp chất của chúng oxi ozon

Điều chế Br2 a. Hiện tượng quan sát Khi cho vào ống nghiệm một ít tinh thể KBr, tinh thể MnO2 và dung dịch H2SO4 đậm đặc thì ngay lập tức trong ống nghiệm có khí bay ra, dung dịch chuyển sang màu vàng nâu. b. Phương trình phản ứng 2 KBr + MnO2 + 2 H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + Br2 + 2 H2O c. Giải thích MnO2 là chất oxi hóa mạnh trong môi trường acid mạnh hơn H2SO4 nên phản ứng xảy ra nhanh và làm dung dịch đổi màu

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

KHOA HÓA HỌC

- -Sinh viên thực hiện: TRẦN THỊ HOÀI NHI NGÀY 21/10/2014

Nhóm: 1

BÀI THỰC HÀNH SỐ 4:

BROM, IOD VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA CHÚNG

OXI - OZON 1.Thí nghiệm 1: Điều chế Br 2

a Hiện tượng quan sát

Khi cho vào ống nghiệm một ít tinh thể KBr, tinh thể MnO2 và dung dịch

H2SO4 đậm đặc thì ngay lập tức trong ống nghiệm có khí bay ra, dung dịch chuyển sang màu vàng nâu

b Phương trình phản ứng

2 KBr + MnO2 + 2 H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + Br2 + 2 H2O

c Giải thích

MnO2 là chất oxi hóa mạnh trong môi trường acid mạnh hơn H2SO4 nên phản ứng xảy ra nhanh và làm dung dịch đổi màu

2 Thí nghiệm 2: Điều chế I 2

Khi trộn tinh thể KI, tinh thể MnO2 và dung dịch H2SO4 đậm đặc vào chén

sứ rồi dùng bình cầu để đậy chén thì quan sát thấy có một lớp chất rắn màu tím bám dưới đáy bình cầu

2 KI + MnO2 + 2 H2SO4→ K2SO4 + MnSO4 + I2 + 2 H2O

Trang 2

c Giải thích

MnO2 là chất oxi hóa mạnh trong môi trường acid mạnh hơn H2SO4 nên phản ứng xảy ra nhanh, xuất hiện lớp chất rắn màu tím dưới đáy bình cầu chính

là tinh thể Iod tạo thành

3 Thí nghiệm 3: Tính chất của Brom và Iod

Brom

Trên Cloroform: dung dịch trong

suốt

Benzen: trong suốt → màu vàng

Dưới Brom: màu vàng nhạt hơn

ban đầu

Brom: màu vàng → trong suốt

Iod

Trên Dung dịch màu tím chuyển

sang màu nâu đỏ

Dung dịch màu tím chuyển sang màu nâu đỏ

Dưới

b Giải thích

 Brom và iod tan tốt trong các dung môi hữu cơ, dung môi càng không phân cực thì độ tan càng tăng

 Tính chất này được áp dụng để tách, chiết brom hoặc iod ra khỏi dung dịch

Cho dung dịch NaOH 2M vào ống nghiệm chứa dung dịch nước Brom thì màu vàng của Br2 nhạt dần đến mất màu Thêm dung dịch H2SO4 2M vào dung dịch thì có hiện tượng sủi bọt khí, dung dịch dần xuất hiện màu vàng và ống nghiệm nóng lên

Br2 + 2 NaOH → NaBr + NaBrO + H2O

Br2 + OH-↔ Br- + BrO+ + H2O

H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O

H+ + OH-→ H2O

Trang 3

c Giải thích

Trong môi trường kiềm, Brom vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính khử, do đó khi thêm NaOH vào dung dịch Br2 thì xảy ra phản ứng tạo thành muối của Brom nên màu vàng của của Br2 nhạt dần rồi mất màu

Khi thêm dung dịch H2SO4 vào thì H+ kết hợp cới OH- làm cho nồng độ OH

-giảm xuống, cần bằng chuyển dịch theo chiều nghịch tạo ra Br2 nên thấy xuất hiện màu vàng của Br2

Ống nghiệm nóng lên do phản ứng trung hòa acid – bazơ giữa NaOH và

H2SO4 tỏa nhiệt

Trộn tinh thể iod và nước cất ta có được dung dịch màu vàng đất, khi thêm

hồ tinh bột vào thì dung dịch chuyển từ màu vàng đất sang màu cam, đun nóng ống nghiệm dung dịch chuyển sang màu tím

b Giải thích

Iod là phân tử không phân cực, nước là dung môi phân cực mạnh nên iod tan rất hạn chế trong nước tạo dung dịch màu vàng đất Hồ tinh bột tác dụng với iod tạo phức chất có màu cam, khi đun nóng thì chuyển sang màu tím, để nguội lại

có màu cam vì: iod tan trong nước lạnh tốt hơn trong nước nóng mà tinh bột là amilozơ và amilopectin được cấu tạo từ nhiều mắc xích glucozơ có cấu trúc xoắn lại, có lỗ rỗng nên iod sẽ chui vào đó và bị giữ lại tạo thành hỗn hợp hấp thu ánh sáng màu cam nên ta thấy hồ tinh bột chuyển thành màu cam

Khi đun nóng độ tan của iod bị hạn chế, các mắt xích glucozơ dãn ra, chuyển động hỗn loạn, cấu trúc vòng bị phá vỡ dẫn đến cấu tạo xoắn của hồ tinh bột bị phá vỡ làm cho iod không thể chui vào và càng không được giữ lại nên tinh bột chuyển màu Để nguội thì cấu trúc ban đầu của hồ tinh bột được xác lập nên nó có lại màu cam

Khi thêm dung dịch KI 1M vào ống nghiệm chứa tinh thể iod thì iod tan nhanh, dung dịch màu vàng đất chuyển sang màu nâu đỏ

Trang 4

KI + I2→ KI3

c Giải thích

I2 tan nhiều trong nước nếu có mặt I- do tạo ion triodua I3- có màu vàng nâu,

do đó cho KI vào môi trường có mặt I- nên I2 tan nhanh và đổi màu

Khi thêm dung dịch NaOH 1M vào ống nghiệm chứa tinh thể iod thì iod tan nhanh và cho dung dịch màu nâu đỏ Thêm dung dịch H2SO4 0,5M vào ống nghiệm thì dung dịch tách thành 3 lớp, lớp ở trên và ở dưới cho ra kết tủa màu đen, lớp ở giữa là dung dịch màu vàng đất, đồng thời ống nghiệm nóng lên

3 I2 + 6 NaOH → 5 NaI + NaIO3 + 3 H2O

I2 + OH-→ I- + IO3+5 + H2O

H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O

H+ + OH-→ H2O

c Giải thích

Trong môi trường kiềm, Iod vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính khử,

do đó khi thêm NaOH vào dung dịch I2 thì xảy ra phản ứng tạo thành muối của Iod nên I2 tan nhanh và tạo dung dịch có màu nâu đỏ

Khi thêm dung dịch H2SO4 vào thì H+ kết hợp cới OH- làm cho nồng độ OH

-giảm xuống, cần bằng chuyển dịch theo chiều nghịch tạo ra I2 I2 không tan trong dung dịch H2SO4 nên dung dịch tách thành 3 lớp

8 Thí nghiệm 8: So sánh tính oxi hóa của các halogen

Ống 1: dung dịch KBr 1M + benzen + nước clo thì dung dịch chuyển sang màu cam và dần mất màu

Ống 2: dung dịch KI 1M + benzen + nước clo thì dung dịch chuyển sang màu nâu và dần mất màu

Trang 5

Ống 3: dung dịch KI 1M + benzen + nước brom thì dung dịch có màu vàng

và tách thành 2 lớp

Cl2 + 2 KBr → 2 KCl + Br2

Br2 + C6H6→ C6H5Br + HBr

Cl2 + 2 KI → 2 KCl + I2

Br2 + 2 KI → 2 KBr + I2

c Giải thích

Dựa vào thế điện cực:

E0

I2/2I-= 0,536V

E0

2I-/I2 < E0

2Br-/Br2 < E0

2Cl-/Cl2

Tính oxi hóa của các halogen X- tăng dần I2 < Br2 < Cl2 nên các halogen có tính oxi hóa mạnh sẽ đẩy các halogen có tính oxi hóa yếu ra khỏi dung dịch của nó

Ống 1: Cl2 đẩy Br- tạo thành Br2, Br2 phản ứng với benzene làm mất màu dung dịch

Ống 2: Cl2 đẩy I- tạo thành I2, I2 tan trong benzene làm mất màu dung dịch Ống 3: Br2 đẩy I- tạo thành I2

9 Thí nghiệm : So sánh tính khử của các ion X

-a Hiện tượng quan sát

Ống nghiệm A: tinh thể KCl + dung dịch H2SO4 đậm đặc thấy có khí màu vàng thoát ra mạnh, sủi bọt khí mãnh liệt, có mùi xốc đồng thời đáy ống nghiệm nóng

Ống nghiệm B: tinh thể KBr + dung dịch H2SO4 đậm đặc thấy có khí thoát

ra, sủi bọt khí mãnh liệt, có mùi xốc và dung dịch có màu vàng cam

Ống nghiệm C: tinh thể KI + dung dịch H2SO4 đậm đặc thấy có khí thoát ra, sủi bọt khí màu vàng nâu, có mùi xốc và dung dịch kết tinh màu tím đen

Trang 6

2 KBr + H2SO4→ Br2 + SO2 + 2 KOH

2 Br- + SO42-→ Br2 + SO2

8 KI + H2SO4→ 4 I2 + 2 H2S + 8 KOH

I- + SO42-→ I2 + H2S

c Giải thích

Các halogen có tính oxi hóa mạnh và tính khử mạnh tăng dần từ F- < Cl- <

Br- < I- nên khi cho acid H2SO4 vào thì X- khử S+6 về các dạng có số oxi hóa khác nhau

Ống nghiệm A: Cl- có tính khử yếu nên không tác dụng được với dung dịch

H2SO4

Ống nghiệm B: Br- có tính khử mạnh hơn nên khử S+6 → S+4 tạo khí SO2 có mùi xốc

Ống nghiệm C: I- có tính khử mạnh nhất nên khử S+6 → S-2 tạo khí H2S có mùi trứng thối

 Trong các phản ứng trên mỗi ion X- đóng vai trò là chất khử

10 Thí nghiệm 10: So sánh tính khử của các ion X

-a Hiện tượng quan sát

Ban đầu khi cho benzen vào 3 ống nghiệm thì dung dịch không có màu, thêm dung dịch FeCl3 vào thì dung dịch đổi màu:

Ống nghiệm A: dung dịch KCl 1M + benzen + dung dịch FeCl3 0,1M thì dung dịch có màu vàng nhạt và tách thành 2 lớp

Ống nghiệm B: dung dịch KBr 1M + benzen + dung dịch FeCl3 0,1M thì dung dịch có màu vàng nâu và tách thành 2 lớp

Ống nghiệm C: dung dịch KI 1M + benzen + dung dịch FeCl3 0,1M thì dung dịch có màu đỏ đậm và tách thành 2 lớp

b Giải thích

Dựa vào thế điện cực oxi hóa-khử:

Fe3+ + e = Fe2+ E0 = 0,771V

Trang 7

2 Cl- - 2e = Cl2 E0 = 1,359V

2 Br- - 2e = Br2 E0 = 1,070V

2 I- - 2e = I2 E0 = 0,536V

Ống nghiệm A và B: vì tính khử của Cl- < Br- nên màu của dung dịch là do màu của FeCl3 FeCl3 có tình oxi hóa mạnh nên những dung dịch này không thể tác dụng với FeCl3 và chúng không tan trong benzen nên có hiện tượng tách thành 2 lớp

Ống nghiệm C: ion I- có tính khử mạnh và khử Fe3+ → Fe2+ đồng thời tạo ra

I2 nên dung dịch có màu đỏ đậm

Tính khử của các ion X- tăng dần: F- < Cl- < Br- < I-

11 Thí nghiệm 11: Điều chế oxy

Đun nóng ống nghiệm chứa MnO2 thì thấy hơi nước bám trên thành bình mỗi lúc càng nhiều, đưa que đóm vào ống nghiệm thì que đóm cháy sáng

Đun nóng ống nghiệm chứa H2O2 thì có khí bay ra và hơi nước bám trên thành bình

2 H2O2→ 2 H2O + O2

c Giải thích

MnO2 là chất xúc tác, khi đun nóng ống nghiệm chứa MnO2 thì khí O2 mới sinh ra có nhiệt độ cao phản ứng với H2 trong không khí tạo thành hơi nước bám trên thành bình

Tương tự khi đun nóng ống nghiệm chứa H2O2 thì khí O2 sinh ra phản ứng với H2 trong không khí tạo thành hơi nước bám trên thành bình

Nhận biết khí O2 thoát ra từ các ống nghiệm bằng cách ta đưa quy đóm vào ống nghiệm thì que đóm cháy sáng trong khí O2

Trang 8

12 Thí nghiệm 12: Sự cháy trong oxy

Đốt mẫu than trên ngọn lửa đèn cồn thì nó cháy ửng hồng, đưa mẫu than này vào lọ có chứa khí O2 thì phản ứng cháy mãnh liệt và cho ánh sáng chói, đồng thời có khí không màu thoát ra

C + O2→ CO2

2 C + O2→ 2 CO

2 CO + O2→ CO2

c Giải thích

Khi đốt mẫu than này trên đèn cồn thì xảy ra sự cháy của cacbon, cacbon cháy trong không khí ửng hồng tạo khí CO2 và khí CO Khi đưa vào lọ chứa oxy thì cacbon cháy mãnh liệt, khí không màu thoát ra là khí CO2

Cacbon cháy trong oxy nguyên chất mãnh liệt hơn cháy trong không khí

Đốt cháy thìa chứa lưu huỳnh trên ngọn lửa đèn cồn thấy lưu huỳnh nóng chảy rồi cháy ở ngoài không khí cho ngọn lửa màu xanh mờ Sau đó đưa lưu huỳnh đang cháy vào lọ chứa O2, lưu huỳnh tiếp tục cháy cho ngọn lửa sáng xanh, có khí thoát ra và có mùi xốc

S + O2→ SO2

SO2 + O2→ SO3

c Giải thích

Ở nhiệt độ cao thì lưu huỳnh nóng chảy, đưa lưu huỳnh đang cháy vào lọ chứa oxy thì lưu huỳnh phản ứng mãnh liệt với oxy ở nhiệt độ cao tạo thành khí

SO2 và khí SO2 tiếp tục bị oxi hóa thành khí SO3

Trang 9

Khi thêm nước vào lọ chứa cacbon cháy trong O2 và thử môi trường dung dịch bằng giấy quỳ xanh thì giấy chỉ thị không đổi màu

Khi thêm nước vào lọ chứa lưu huỳnh cháy trong O2 và thử môi trường dung dịch bằng giấy quỳ xanh thì giấy chỉ thị chuyển sang màu đỏ

CO2 + H2O ↔ H2CO3

SO3 + H2O → H2SO4

c Giải thích

Khí CO2 tan ít trong nước tạo thành dung dịch acid H2CO3 là acid yếu nên không làm thay đổi màu giấy chỉ thị

Khí SO3 tan trong nước tạo thành dung dịch acid H2SO4 là acid mạnh nên giấy chỉ thị chuyển sang màu đỏ

Đốt sợi dây sắt có cắm mẫu than đốt cháy ngoài không khí rồi đưa nhanh vào lọ chứa oxi thấy phản ứng xảy ra mãnh liệt, những hạt sáng là sắt và sắt từ oxit nóng đỏ bắn vào thành bình, nhiệt tỏa ra của phản ứng làm nóng chảy đầu dây sắt thành giọt tròn

Fe + O2 → FeO

Fe + O2 → Fe2O3

Fe + O2 → Fe3O4

c Giải thích

Ở nhiệt độ cao sắt tác dụng mãnh liệt với khí Oxy sinh ra hỗn hợp oxit sắt, phản ứng tỏa nhiệt thấy sắt cháy sáng

16 Thí nghiệm 16: Phản ứng của oxy trong dung dịch

Trang 10

Sục khí O2 vào ống nghiệm chứa dung dịch KI 0,1M trong môi trường

H2SO4 loãng thì dung dịch dần chuyển sang màu nâu đỏ

O* +2KI + H2SO4 → I2 + K2SO4 + H2O

c Giải thích

Trong khí O2 có 1 lượng nhỏ oxy nguyên tử O* có tính oxi hoa mạnh, trong môi trường acid nó oxi hóa I- thành I2, I2 tạo ra làm cho dung dịch có màu nâu đỏ

Oxy là phi kim hoạt động hóa học mạnh đặc biệt là ở nhiệt độ cao Oxy tác dụng được với nhiều đơn chất, hợp chất và dung dịch

Sự khác nhau giữa sợ cháy và sự oxi hóa:

 Sự cháy: được tiến hành ở nhiệt độ cao, phản ứng xảy ra nhanh, tỏa ra nhiệt lượng lớn và có hiện tượng phát sáng

 Sự oxi hóa: diễn ra chậm, xảy ra ở nhiệt độ thường, không có hiện tượng phát sáng

Định dạng
Số trang	10
Dung lượng	41,26 KB