Hóa vô cơ Chương 7: Nguyên tố nhóm VIA

CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) Chương VII nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) NỘI DUNG TÀI LIỆU NHẬN XÉT CHUNG [1] – Tập 2, Chương 7: trang 218 – 250 I ĐƠN CHẤT [2] – Chương 4: trang 61 – 104 Oxi Lưu huỳnh [3] – Phần II, Chương 4: trang 274 – 330 II HỢP CHẤT Hợp chất oxi [4] – Chapter 16: page 546 – 590 Hợp chất lưu huỳnh Chương VII nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) NHẬN XÉT CHUNG - Cấu hình electron hóa trị: ns2np4  X + 2e- = X2- (liên kết ion CHT), thể tính oxi hóa - Tính phi kim, tính oxi hóa giảm từ O2 đến Po - Từ S trở đi, có khả nhường e  thể tính khử - Từ S trở đi, có ON d trống  tạo nhiều số oxi hóa dương (+2, +4, +6) - Các H2X có tính bền  nên tính khử, tính axit  Chương VII nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) I ĐƠN CHẤT Oxi (χ = 3,44) Có hai thù hình: dioxi (O2) – oxi trioxi (O3) – ozơn 1.1 Oxi - Khí khơng màu, khơng mùi, khơng vị - Ít tan nước, tan nhiều dung mơi hữu - Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi thấp - Duy trì cháy, cần cho sống Chương VII nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) - Bậc liên kết 2, lượng liên kết lớn (494 kJ/mol)  O2 bền, không phân cực - Là chất oxi hóa mạnh: O2 + 2H2  2H2O (nổ) O2 + 2NO  2NO2 (tức thì) 2Fe + 3/2O2 + nH2O  Fe2O3.nH2O (rất chậm) (gỉ sắt) - Sự tạo thành O2 tự nhiên: 6CO2 + 6H2O Chương VII Diệp lục  Ánh sáng C6H12O6 + 6O2 nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) - Điều chế: Trong PTN: Nhiệt phân hợp chất giầu oxi: KClO3 to, MnO2  KCl + O2 to 2KNO3  2KNO2 + O2 2KMnO4 o t K2MnO4 + MnO2 + O2 Trong cơng nghiệp: • Chưng cất phân đoạn khơng khí lỏng • Điện phân dung dịch kiềm • Rây phân tử Chương VII nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG VII: CÁC NGUN TỐ PHÂN NHĨM VIA (X) 1.2 Ozơn Bậc liên kết 1,5 Momen lưỡng cực  = 0,52 D So với oxi, ozơn có: - tonc tos thấp cao - Tan nước nhiều - Kém bền hơn: O3  O2 + O - Hoạt tính hóa học mạnh hơn: 2Ag + O3  Ag2O + O2 2KI + O3 + H2O  I2 + 2KOH + O2 Chương VII nvhoa102@gmail.com * CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) Sự tạo thành O3:  Điều chế: Phóng điện êm qua O2 30.000 V hay tác dụng xạ sóng ngắn lên oxi: 3O2  2O3  Trong tự nhiên: hυ O2  2O (tia tử ngoại  = 160 – 240 nm ) O + O2  O3 hυ O3  O + O2 (tia tử ngoại  = 240 – 360 nm) O2 + O Chương VII 160 – 240 nm 240 – 360 nm O3 nvhoa102@gmail.com (Vành đai bảo vệ trái đất) CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) The electromagnetic spectrum Chương VII nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) Hiện tượng suy giảm tầng ozôn: Nguyên nhân: Freon (CFCl3, CF2Cl2, CHClF2); NOx: hυ CF2Cl2  CF2Cl + Cl ( = 190 – 225 nm) Cl + O3  ClO + O2 ClO + O  Cl + O2 O3 + O  2O2 Chương VII nvhoa102@gmail.com 10 CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) H2O2 (hydro peoxit, oxi già): H2O2 pha H2O2 pha rắn - Chất lỏng, không màu, tan vô hạn nước - Không bền (gây nổ) nhiệt độ, ánh sáng, xúc tác (MnO2, Ag …): H2O2  H2O + O - Tính axit yếu: H2O2 + H2O ⇌ H3O+ + HO2- K = 2,4.10-12 H2O2 + 2NaOH  Na2O2 + 2H2O H2O2 + Ba(OH)2  BaO2 + 2H2O Chương VII nvhoa102@gmail.com 18 CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) - Tính oxi hóa (đặc trưng): H2O2 + 2H+ + 2e ⇌ 2H2O, 0 = +1,78 V 4H2O2 + PbS  PbSO4 + 4H2O H2O2 + 2KI  2KOH + I2 - Tính khử: H2O2 - 2e ⇌ O2 + 2H+ , 0 = +0,68 V 5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4  2MnSO4 + 5O2 + K2SO4 + 8H2O * Chương VII nvhoa102@gmail.com 19 CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) - Điều chế: • Trong PTN: BaO2 + H2SO4  H2O2 + BaSO4 • Trong CN: Điện phân dung dịch H2SO4 50%: 2HSO4̅  2e  H2S2O8 H2S2O8 + 2H2O  2H2SO4 + H2O2 Phương pháp anky antroquinol: Pd or Ni Chương VII nvhoa102@gmail.com 20 CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) Hợp chất lưu huỳnh 2.1 Hợp chất S (-2)  Dihydro sunfua (H2S): - Khí, khơng màu, mùi trứng thối, độc, tan nước ( = 1,02 D), tan nhiều dung môi hữu - Trong dung dịch nước, có tính axit yếu: H2S + H2O ⇌ H3O+ + HS- K1 = 10-7 HS- + H2O ⇌ H3O+ + S2 K2 = 10-19 Chương VII nvhoa102@gmail.com 21 CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) - Có tính khử mạnh: 2H2S + O2  2S↓ + 2H2O * (thiếu O2, tothấp) 2H2S + 3O2  2SO2 + 2H2O (dư oxy, to) H2S + 2O2  H2SO4 (dư O2, to,xt, ẩm) H2S + 2FeCl3  S↓ + 2FeCl2 + 2HCl 5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4  5S +2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O H2S + 3H2SO4(đặc, nóng)  4SO2 + 4H2O H2S + 4Br2 + 4H2O  H2SO4 + 8HBr Chương VII nvhoa102@gmail.com 22 CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)  Muối sunfua: - Phân loại muối sunfua theo độ tan: • Sunfua tan nước: Na2S, BaS, Al2S3, Cr2S3 … • Suafua tan axit lỗng: MnS, FeS, ZnS … • Sunfua tan axit có tính oxi hóa mạnh: CuS, Ag2S, HgS, PbS … - Muối sunfua có tính khử mạnh: 2ZnS + 3O2  2ZnO + 2SO2 3S2 + 8NO3̅ + 8H+  3SO42– + 8NO + 4H2O Chương VII nvhoa102@gmail.com 23 CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) - Muối sunfua axit, bazo, lưỡng tính: SiS2 + 3H2O ⇌ H2SiO3 + 2H2S Na2S + H2O ⇌ NaHS + NaOH Cr2S3 + 6H2O ⇌ 2Cr(OH)3 + 3H2S 2.2 Hợp chất S(+4): SO2, H2SO3, SO32 SO2 - Anhydrit sunfurơ: SO2 + H2O ⇌ H2SO3 Chương VII nvhoa102@gmail.com 24 CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) - Oxit axit: SO2 + 2NaOH  Na2SO3 + H2O  H2SO3 (SO2.xH2O) - Khơng bền, có tính axit trung bình với Ka1=2.10-2, Ka2=6.10-6  HSO3- , SO32- Chúng không bền nhiệt; SO32- bền HSO3- - Chỉ MeHSO3 M(HSO3)2 dễ tan bị thủy phân tạo môi trường axit yếu - Chỉ Me2SO3 tan bị thủy phân tạo môi trường kiềm yếu Chương VII nvhoa102@gmail.com 25 CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)  SO2, HSO3- SO32- có tính oxi hóa yếu khử mạnh: - Oxi hóa yếu: SO2 + 2CO  S + 2CO2 * Na2SO3 + 2Na2S + 7H2SO4  4S + 6Na2SO4 + 7H2O - Khử đặc trưng: 2SO2 + O2  2SO3 (to,V2O5) 2Na2SO3 + O2kk  2Na2SO4  Điều chế SO2 PTN: NaHSO3 + H2SO4đ  NaHSO4 + SO2 + H2O Chương VII nvhoa102@gmail.com 26 CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) 2.3 Hợp chất S(+6): SO3, H2SO4, SO42 SO3 - Anhydrit sunfuric: SO3 + H2O  H2SO4 Ho = - 89,12 kJ - Oxi axit: SO3 + 2NaOH  Na2SO4 + H2O  H2SO4 - Chất lỏng, sánh dầu, tan vô hạn nước tỏa nhiều nhiệt - Là dung mơi ion hóa mạnh: H2SO4 + H2SO4 ⇌ H3SO4+ + HSO4Chương VII nvhoa102@gmail.com 27 CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) - H2SO4 tinh khiết khơng điện ly - Dung dịch lỗng H2SO4 điện ly nấc H+: H2SO4 + H2O ⇌ H3O+ + HSO4- Ka1 = 103 HSO4- + H2O ⇌ H3O+ + SO42- Ka2 = 10-2 - Dung dịch đậm đặc nóng có tính oxi hóa mạnh: to 2H2SO4 đ + 2Ag → Ag2SO4 + SO2 + 2H2O to 2H2SO4 đ + C → CO2 + 2SO2 + 2H2O to H2SO4 đ + 2HBr → SO2 + Br2 + 2H2O - Dung dịch đậm đặc nguội làm thụ động Fe,Al,Cr … Chương VII nvhoa102@gmail.com 28 CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHĨM VIA (X) Điều chế H2SO4 cơng nghiệp:  Chế tạo SO2: to S + O2 → SO2 to 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2  Chuyển hóa SO2 thành SO3: 2SO2 + O2 400 - 550 oC ⇌ V2O5,Me2O/SiO2 2SO3  Hấp thu SO3 H2SO4 98,3%: SO3 + H2SO4 98,3% → polisunfuric (oleum) Chương VII nvhoa102@gmail.com 29 CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) 2.4 Các axit muối khác S  H2S2O3 S2O3 - Axit thiosunfuric không bền: +4 2-: H2S2O3 → S + SO2 + H2O Na2S2O3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2 + S + H2O Là axit trung bình mạnh, điện ly nấc H+ với Ka1 = 0,25; Ka2 = 1,8.10-2 Có tính khử đặc trưng: 2H2S2O3 + I2 → H2S4O6 + 2HI Chương VII nvhoa102@gmail.com 30 CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X) - Muối thiosunfat (Na2S2O3.5H2O) bền, có tính khử tạo phức: Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O → 2NaHSO4 + 8HCl (1) 2Na2S2O3 + I2 → 2NaI + Na2S4O6 (2) Natri tetrathionat 2Na2S2O3 + AgBr → Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr (3) Điều chế: to Na2SO3 + S → Na2S2O3 (dd bão hòa) Chương VII nvhoa102@gmail.com 31 CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)  H2S2O8 S2O82-: - Axit pesunfuric không bền nước: H2S2O8 + 2H2O → 2H2SO4 + H2O2 - Muối pesunfat có tính oxi hóa mạnh: 2MnSO4 + 5(NH4)2S2O8 + 8H2O → 2HMnO4 + 5(NH4)2SO4 + 7H2SO4 Chương VII nvhoa102@gmail.com 32 ... hữu - Trong dung dịch nước, có tính axit yếu: H2S + H2O ⇌ H3O+ + HS- K1 = 10 -7 HS- + H2O ⇌ H3O+ + S2 K2 = 1 0-1 9 Chương VII nvhoa102@gmail.com 21 CHƯƠNG VII: CÁC NGUN TỐ PHÂN NHĨM VIA (X) - Có... Ka1=2.1 0-2 , Ka2=6.1 0-6  HSO 3- , SO3 2- Chúng không bền nhiệt; SO3 2- bền HSO 3- - Chỉ MeHSO3 M(HSO3)2 dễ tan bị thủy phân tạo môi trường axit yếu - Chỉ Me2SO3 tan bị thủy phân tạo môi trường kiềm yếu Chương. .. nvhoa102@gmail.com 25 CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHĨM VIA (X)  SO2, HSO 3- SO3 2- có tính oxi hóa yếu khử mạnh: - Oxi hóa yếu: SO2 + 2CO  S + 2CO2 * Na2SO3 + 2Na2S + 7H2SO4  4S + 6Na2SO4 + 7H2O - Khử đặc