Hóa vô cơ Chương 6: Nguyên tố nhóm VA

- Ít tan trong nước và các dung môi hữu cơ.. - Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp.. - Không duy trì sự cháy, sự sống... • Các hợp chất chứa nitơ bao gồm khoáng diêm tiêu natri NaNO3

105 – 141[3] – Phần II, Chương

3: trang 179 – 273[4] – Chapter 15: page

485 – 545

NHẬN XÉT CHUNG

- Cấu hình electron hóa trị: ns2np3

 E + 3e- = E3- thể hiện tính oxi hóa

 E – ne-  E(+1) đến E(+5) thể hiện tính khử

- Từ N  Bi:

Tính PK, tính oxihóa, tính axit của oxit, độ bền (+5)

Tính KL, tính khử, tính bazo của oxit, độ bền (+3) 

Trừ N2, khả năng tạo mạch E – E  từ P  Bi

N , P: phi kim – As, Sb: lưỡng kim – Bi là kim loại

I ĐƠN CHẤT

1 Nitơ (χ = 3,04)

Elk = 942 kJ/mol  N2 trơ ở điều kiện thường

1.1 Tính chất vật lý

- Khí không màu, không mùi, không vị

- Ít tan trong nước và các dung môi hữu cơ

- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp

- Không duy trì sự cháy, sự sống

1.3 Trạng thái tự nhiên, điều chế, ứng dụng

• Trong không khí nitơ chiếm 78,03 %

• Các hợp chất chứa nitơ bao gồm khoáng diêm tiêu

natri (NaNO3); các hợp chất hữu cơ phức tạp trong

cơ thể động thực vật

Điều chế:

Trong công nghiệp: Chưng cất phân đoạn KK lỏng

Trong PTN: NH4NO2  N2 + 2H2O (nhiệt phân)

NH4Cl + NaNO2  N2 + NaCl + 2H2O2NaN3  3N2 + 2Na

2 Photpho (χ = 2,19)

2.1 Tính chất vật lý: Photpho có 3 dạng thù hình:

 Photpho trắng (P 4 ): Không bền  P đỏ; phát quang;

độc; không tan trong nước; tan trong CS2, benzene.

 Photpho đỏ - P ∞ : Bền; không độc; thăng hoa khi

đun nóng; không tan trong CS2

200 300 12000

C atm



250 C,khoâng co ùKK0 

 Photpho đen - P ∞ : Rất bền; không độc; bán dẫn

(1,5 eV)

600 o C, P

2.3 Trạng thái tự nhiên, điều chế, ứng dụng

 Trạng thái tự nhiên:

Khoáng photphorit: Ca3(PO4)2Quặng apatit: Ca5X(PO4)3 (X = F-, OH- …)Phân chim, xương động vật

 Điều chế trong CN:

2Ca3(PO4)2 + 10C + 6SiO2  3CaO.2SiO2 + 10CO + P4

 Ứng dụng: diêm, axit photphoric …

 Tính chất hóa học:

• Phản ứng cộng hợp (đặc trưng):

NH3+ HCl  NH4Cl2NH3 + AgCl  [Ag(NH3)2]Cl

• Phản ứng khử khi đốt nóng:

4NH3 + 3O2  2N2 + 6H2O4NH3 + 5O2  4NO + 6H2O2NH3 + 3CuO  3Cu + 2H2O + N2

800 - 900 oC Pt/Rh

• Phản ứng thế ở nhiệt độ cao:

Na + NH3  ½H2 + NaNH2 2Na + NH3  H2 + Na2NH3Na + NH3  3/2H2 + Na3N

 Amoni (NH 4 )

• Dễ tan trong nước, bị thủy phân

NH4+ + H2O ⇌ NH3 + H3O+

Ka = 5,6.10-10

• Dễ kết tinh: (NH4)2SO4.Al2(SO4)3 .24H2O;

(NH4)2SO4.Fe2(SO4)3 .24H2O; (NH4)2SO4.FeSO4.6H2O

• Dễ phân hủy nhiệt: [NH4HCO3; NH4Cl; NH4NO3]

• Tính khử: 2NH4Cl + 4CuO  3Cu + CuCl2 + N2 + 4H2O

• 2NH4Cl + ZnO  ZnCl2 + 2NH3 + H2O

R = 1,43 Å

• Axit yếu (Ka = 4,5.10-4), không bền:

3HNO  HNO + 2NO + H O

-100 o C

 NO 2

• Đa phần dễ tan trong nước

• Bền hơn axit, tính bền nhiệt:

Muối với Me: bền nhiệt

Muối với kim loại đứng trước Cu  oxit kim loại:

Cu(NO2)2  CuO + NO + NO2Muối với kim loại đứng sau Cu  kim loại:

AgNO2  Ag + NO2

• Có khả năng tạo phức chất, vd: K3[Co(NO2)6]

 N 2 O 3 , HNO 2 , NO 2 : có tính oxi hóa và khử

1.3 Hợp chất N (+4): NO 2

• Khí màu nâu đỏ, mùi khó chịu và độc

• Không bền nhiệt:

2NO2  2NO + O2 ; 2NO2  N2 + 2O2

• Anhydrit của hỗn hợp axit nitrơ và axit nitric:

2NO2 + H2O ⇌ HNO2 + HNO32NO2 + 2NaOH  NaNO2 + NaNO3 + H2O

2NO2 + O3  N2O5 + O22NO2 + H2O2  2HNO3

• Chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không

khí, tan vô hạn trong nước và tỏa nhiều nhiệt:

HNO3 + nH2O  HNO3.nH2O + Q (n = 1; 3)

• Không bền bởi ánh sáng và nhiệt:

4HNO3  4NO2 + O2 + 2H2O

• Dung dịch loãng có tính axit tương đối mạnh:

HNO3 + H2O ⇌ H3O+ + NO3- Ka = 24

• Oxi hóa mạnh ở mọi nồng độ:

8HNO3 loãng + 3Cu  3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

10HNO3 đặc + 3I2  6HIO3 + 10NO + 2H2O5HNO3 đặc + 3P + 2H2O  3H3PO4 + 5NO

2HNO3 + 6FeSO4 + 3H2SO4  3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O

FeSO4 + NO  [Fe(NO)]SO4

• Hỗn hợp gồm 1V HNO3đặc và 3V HClđặc được gọi

là nước cường toan (cường thủy), có tính oxi hóarất mạnh do tạo thành clo nguyên tử:

 NO 3

• Dễ tan trong nước

• Bền hơn axit, nhưng không bền nhiệt, khi to:

Muối với Me  muối nitrit:

KNO3  KNO2 + ½O2Muối với kim loại đứng trước Cu  oxit kim loại:

Zn(NO2)2  ZnO + 2NO2 + ½O2Muối với kim loại đứng sau Cu  kim loại:

AgNO  Ag + NO + ½O

• Tính oxi hóa:

NaNO3 + 4Zn + 7NaOH + 6H2O  4Na2[Zn(OH)4] + NH3

2NaNO3 + 3Cu + 4H2SO4  3CuSO4 + Na2SO4 + 2NO + 4H2O

• Diêm tiêu kali (KNO 3 ):

KNO3 dùng làm phân bón, chất bảo quản, công

nghiệp thủy tinh

NaNO3 + KCl ⇌ NaClkết tinh ~ 30o C + KNO3 kết tinh ~ 22o C

2.3 Hợp chất P (+5)

 Photpho (V) oxit – P 4 O 10

• P4O10 tác dụng với nước tạo

nhiều loại axit photphoric:

• Đơn giản có 3 loại axit sau:

P2O5 + H2O  2HPO3 ; P2O5 + 2H2O  H4P2O7

P2O5 + 3H2O  2H3PO4

 Axit photphoric – H 3 PO 4

• Là axit 3 lần, có độ mạnh trung bình:

H3PO4 + H2O ⇌ H3O+ + H2PO4̅ K 1 = 7,52.10-3

H2PO4̅ + H2O ⇌ H3O+ + HPO42– K 2 = 6,31.10-8HPO42– + H2O ⇌ H3O+ + PO43– K 3 = 2,2.10-13

• Axit bị nhiệt phân mất nước dần:

H3PO4  H4P2O7  HPO3

• Rất bền, chỉ thể hiện tính oxi hóa yếu ở t o > 400 oC.

 Muối photphat

• Muối photphat rất đa dạng, có tính tan khác nhau:

H2PO4̅ tan trong nước, các photphat còn lại đa sốkhông tan

• Các muối photphat bị nhiệt phân khử nước như

sau:

NaH2PO4 → Na2H2P2O7 → (NaPO3)x →(NaPO3)3 → (NaPO3)6

Viết đơn giản:

Na2HPO4  Na4P2O7 ; NaH2PO4  NaPO3

III PHÂN BÓN

1 Phân đạm:

(NH4)2SO4 – SA (đạm 1 lá)

NH4NO3 – NA (đạm 2 lá)(NH2)2CO – Urê

NH4Cl

2 Phân lân – Ca(H 2 PO 4 ) 2

Super photphat đơnSuper photphat kép