Tóm tắt lý thuyết về nitơ, photpho và hợp chất của chúng. Tóm tắt lý thuyết về nitơ, photpho và hợp chất của chúng. Tóm tắt lý thuyết về nitơ, photpho và hợp chất của chúng. Tóm tắt lý thuyết về nitơ, photpho và hợp chất của chúng. Tóm tắt lý thuyết về nitơ, photpho và hợp chất của chúng.
Trang 1NITƠ – PHỐTPHO
1 VỊ TRÍ NGUYÊN TỐ NHÓM VA TRONG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN
Nhóm VA gồm các nguyên tố 7N, 15P, 33As, 51Sb, 83Bi có 5 electron lớp ngoài cùng nên dễ nhận thêm 3e
để đạt cấu hình bền vững của khí hiếm, do đó tính oxihóa là tính chất đặc trưng
2 NITƠ (N 2 ) vì phân tử N2 có liên kết ba nên ở điều kiện thường N2 kém hoạt động nhưng khi có t0 và xúc tác thì N2 khá hoạt động
N 2 thể hiện tính ôxihóa khi tác dụng các chất khử tạo nitua (tạo sản phẩm chứa N -3 ).
TÁC DỤNG VỚI H 2
N2 + 3H2 2NH3 Chất oxi hóa Amoniac
TÁC DỤNG VỚI KIM LOẠI ( với nhiều kim loại có tính khử mạnh)
N2 + 6Li t o 2Li3N
Ngoài ra, Nitơ còn thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxihóa mạnh (O2)
TÁC DỤNG VỚI O 2 ở nhiệt độ thường không có pản ứng; điều kiện ở 30000C, tia lửa điện)
N2 + O2 2NO
NO + O2 NO2 (phản ứng xảy ran gay ở nhiệt độ thường)
3 PHỐT PHO (P) tuy là phi kim nhưng P thường thể hiện tính khử là chính khi tác dụng với các phi kim (O2, Cl2…)
TÁC DỤNG VỚI OXI có thể tạo hai sản phẩm
4P + 3O2 t o 2P2O3
4P + 5O 2 t o 2P2O5
TÁC DỤNG VỚI PHI KIM KHÁC (Halogen, S) tạo hợp chất P ứng soh dương.
2P + 3Cl2 t o 2PCl3
TÁC DỤNG VỚI HỢP CHẤT gặp các chất ôxihóa mạnh HNO3, KClO3, KNO3, K2Cr2O7P bị ôxihóa đến soh +5
3P + 2H2O + 5HNO3 t o 3H3PO4 + 5 NO
Ngoài ra P còn thể hiện tính oxhóa khi tác dụng với chất khử tạo hợp chất của P ứng soh -3
2P + 3Zn t o Zn3P2
4 AMONIAC ( NH 3 ) vì
3
3
H
N , đây là soh thấp nhất của Nitơ nên NH3 là một chất khử.
SỰ PHÂN HỦY NH3 không bền nhiệt
2NH3 N2 + 3H2
Khi tác dụng với chất ôxihóa thường N -3 bị ôxihóa thành N 0 (N 2 ), một ít tạo N +2 (NO)
TÁC DỤNG VỚI O 2 tạo hai sản phẩm khác nhau phụ thuộc vào xúc tác
4NH3 + 3O2 t o 2N2 + 6H2O
4NH3 + 5O2 t ,oxt 4NO + 6H2O
TÁC DỤNG VỚI Cl 2 NH3 tự bốc cháy trong khí clo
2NH3 + 3Cl2 6HCl + N2
Nhớ NH3 + HCl NH4Cl (khói trắng, chứng tỏ khí NH3 là bazơ)
VỚI OXIT 1 SỐ ÔXÍT KIM LOẠI (thường là oxít kim loại trung bình, yếu)
2NH3 + 3CuO t o N2 + 3Cu + 3H2O
5 DUNG DỊCH AMONIAClà dung dịch bazơ yếu và có mùi khai do NH3 dễ bay hơi
TÁC DỤNG VỚI CHẤT CHỈ THỊ MÀU làm quì tím hóa xanh
-TÁC DỤNG VỚI DD AXIT tạo muối amoni (axit mạnh hay axit tan)
NH3 + HCl NH4Cl (amoni clorua)
NH3 + H+
4 NH3 (dd) + HNO3(l) NH4NO3 (amoni nitrat)
NH3 + H+
4 NH3 + H2SO4 NH4HSO4 (amoni hidrosunfat)
Trang 22NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4 (amoni sunfat)
2NH3 + 2H+ + SO2
4 2NH
4 + SO2
4
TÁC DỤNG VỚI DD MUỐI tạo hidrôxit không tan
2NH3 + 2H2O + FeSO4 Fe(OH)2 + (NH4)2SO4
2NH3 + 2H2O + Fe2+ Fe(OH)2 + 2NH
4 3NH3 + 3H2O + AlCl3 Al(OH)3 + 3NH4Cl
3NH3 + 3H2O + Al3+ Al(OH)3 + 3NH
4
6 MUỐI AMONI (NH 4 - )
Muối amoni là hợp chất ion, phân tử gồm cation NH
4 (amoni) và anion gốc axit
Tất cả muối amoni điều tan, là chất điện li mạnh
(NH4)nA nNH
4 + A n-Ion NH4+ là một axit yếu
TÁC DỤNG VỚI CHẤT CHỈ THỊ MÀU làm quỳ tím hóa đỏ
NH4+ + H2O NH3 + H3O+
TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH BAZƠ tạo NH3, nay là phản ứng dùng để nhận biết muối amoni (tạo khí có mùi khai), dung điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm
NH
4 + OH-
PHẢN ỨNG PHÂN HỦY đa số muối amoni điều không bền nhiệt.
Muối amoni của axit dễ bị phân hủy hay không có tính oxihóa mạnh khi nhiệt phân tạo NH 3 và axit tương ứng.
NH4Cl NH3 + HCl
NH4HCO3 NH3 + CO2 + H2O
Muối amoni của axit có tính oxi hóa mạnh khi bị nhiệt phân tạo không tạo NH 3 mà tạo sản phẩm ứng soh cao hơn NH4NO3 t o N2O + 2H2O
NH4NO3 t o N2 + ½ O2 + 2H2O
NH4NO2 t o N2 + 2 H2O
7 AXIT NITRIC (HNO 3 ) là một axit mạnh đồng thời là một chất ôxihóa rất mạnh
Rất dễ bị phân hủy bởi nhiệt
4HNO3 t o 4NO2 + O2 + 2H2O
HNO 3 là axit mạnh
TÁC DỤNG VỚI CHẤT CHỈ THỊ MÀU làm quỳ tím hóa đỏ
HNO3 H+ + NO3
-TÁC DỤNG VỚI BAZƠ tạo muối và nước
HNO3 + KOH KNO3 + H2O
H+ + OH
-
H2O 3HNO3+ Fe(OH)3 Fe(NO3)3 + 3H2O
3H+ + Fe(OH)3 Fe3+ + 3H2O
TÁC DỤNG VỚI OXITBAZƠ tạo muối và nước
2HNO3 + CuO Cu(NO3)2 + H2O
2H+ + CuO Cu2+ + H2O
TÁC DỤNG VỚI MUỐI CỦA AXIT YẾU tạo muối và axit tương ứng
2HNO3 + CaCO3 Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
2H+ + CaCO3 Ca2+ + CO2 + H2O
3
5
O
N
H là chất ôxihóa mạnh
TÁC DỤNG VỚI KIMLOẠI tác dụng hầu hết với kim loại trừ Au và Pt, phản ứng không tạo H2
M + HNO3 t o M(NO3)n + H2O +
3 4
3 2
02 1
2 2 4
NO H N N
O N
O N
O N
Trang 3
n: là hóa trị cao nhất của kim loại (còn gọi điện tích cao nhất của kim loại có thể tồn tại ở dạng ion tự do)
Ứng với mỗi sản phẩm viết một phương trình
Fe, Al, Cr… không tác dụng với HNO3 đặc nguội do kim loại bị thụ động hóa
Khi tạo NO2 ( khí màu nâu đỏ, khí bị hấp thụ bởi kiềm), NO (khí không màu hóa nâu trong không khí), N2O (khí không màu nặng hơn không khí), N2 (khí không màu nhẹ hơn không khí), NH4NO3 (không tạo khí)
Không nói tạo gì thì nhớ HNO3 đặc (tạo NO2), HNO3 loãng (tạo NO)
Kim loại có tính khử càng mạnh và HNO3 càng loãng thì 5
N bị khử xuống soh càng thấp.
6HNO3 (đ) + Fe t o Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
6H+ + 3NO3- + Fe Fe3+ + 3NO2 + 3H2O
8HNO3 (l ) + 3Cu t o 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
8H+ + 2NO3- + 3Cu 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
TÁC DỤNG VỚI PHI KIM (thường thì phi kim dạng rắn, HNO3 đặc) sản phẩm ứng soh cao của phi kim
C + 4HNO3đ t o CO2 + 4NO2 + 2H2O
S + 6HNO3đ t o H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
5HNO3l + 3P + 2H2O t o 3H3PO4 + 5NO
5HNO3+ P t o H3PO4 + 5NO2 + H2O
TÁC DỤNG VỚI CÁC HỢP CHẤT (các hợp chất chứa nguyên tử có soh thấp)
FeO + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
Nhớ là một chất đối với HNO 3 thì cả hai tính axit mạnh và tính oxihóa mạnh xảy ra đồng thời.
8 MUỐI NITRAT (NO 3 - ) tất cả muối nitrat điều tan
M(NO3)n Mn+ + nNO
3 NO3- là ion trung tính, chỉ có tính oxihóa
TRONG MÔI TRƯỜNG AXIT MẠNH (H + ) giống HNO3 loãng.
TRONG MÔI TRƯỜNG BAZƠ MẠNH (OH ) tác dụng với kim loại có oxit và hiđroxit là các chất
lưỡng tính NH3 ( nếu hết NO3- tạo H2)
NHIỆT PHÂN MUỐI NITRAT muối amoni, muối kim loại, dựa vào dãy điện hóa ta có
Muối kim loại hoạt động (từ Li đến Mg) t o Muối nitrit+O2
Muối kim loại hoạt động trung bình (từ sau Mg đến Cu) t o Oxit kim loại + NO2 + O2 Muối kim loại yếu (sau Cu) t o Kim loại + NO2 + O2
9 AXIT PHỐTPHORIC (H 3 PO 4 ) là một axit trung bình yếu.
TÁC DỤNG CHẤT CHỈ THỊ MÀU làm quỳ tím hóa đỏ (điện li theo 3 nấc)
4 H2PO
4 H+ + HPO2
4 HPO2
4 H+ + PO3
4 Trong dd H3PO4 ngoài phân tử H3PO4 còn có các ion H+, H2PO
4 , HPO2
4 , PO3 4
TÁC DỤNG VỚI BAZƠ
H3PO4 + NaOH 1:1 NaH2PO4 + H2O
Natri đihiđroPhotphat H3PO4 + 2NaOH 1:2 Na2HPO4 + 2H2O
Natri HiđroPhotphat H3PO4 +3NaOH 1:3 Na3PO4 + 3H2
NatriPhotphat
TÁC DỤNG VỚI KIM LOẠI TRƯỚC HIDRO tạo muối và hiđrô
3Mg + 2H3PO4 t o Mg3(PO4)2 + 3H2
3Zn + 2H3PO4 t o Zn3(PO4)2 + 3H2
10 MUỐI PHÔTPHAT (chứa PO 4 3- ) có muối trung hòa, muối axit (đihyđrô hay monohđrô)
Tất cả muối trung hòa, muối axit của Natri, Kali, Amôni đều tan trong nước
Với các kim loại khác chỉ có muối đihiđrophotphat tan
Nhận biết muối amoni, cho tác dụng với AgNO3 (thuốc thử)
PO43- + 3Ag+
Ag3PO4 màu vàng
Trang 4TRONG CÔNG NGHIỆP hóa lỏng không khí ở to rất thấp sau đó tăng dần to lên –196oC, Nitơ sôi và bay hơi trước còn lại là O2 và các khí khác (vì to sôi của O2 là -183oC)
TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
12 ĐIỀU CHẾ AMONIAC (NH 3 )
TRONG CÔNG NGHIỆP nguyên liệu từ không khí (có N2) và khí lò cốc (có H2), hay từ không khí (có N2 và O2) ; C và hơi nước
( hỗn hợp thu được có CO, H2 và N2 loại CO thu được N2 và H2)
N2 + 3H2 Fe t P, ,0
TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM cho muối amoni tác dụng dung dịch bazơ (t0)
NH4NO3 + NaOH t o NaNO3 + NH3 + H2O
13 ĐIỀU CHẾ PHỐT PHO (P) nung trong lò điện hỗn hợp gồm Canxiphotphat , Silic đioxit và than
Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 t o 3 CaSiO3 + 2P + 5CO
Khi ngưng tụ hơi thoát ra sẽ thu được P trắng Sau đó, đốt nóng lâu ở 2000C - 3000C thu P đỏ
14 ĐIỀU CHẾ AXIT PHÔTPHORIC (H 3 PO 4 ) dùng phương pháp sunfat
Ca3 (PO4)2 +3H2SO4 đ t o 3H3PO4 + 3CaSO4
15 CÁC LOẠI PHÂN BÓN HÓA HỌC
PHÂN ĐẠM cung cấp Nitơ cho cây dưới dạng NO
3, NH
4
Amôni CTPT NH4Cl, (NH4)2SO4, NH4NO3
Phân đạm urea ( loại tốt nhất ) CTPT (NH2)2CO
NH3 + CO 2 (NH2)2CO + H2O
(NH2)2CO + 2H2O (NH4)2CO3 (khi bị ướt)
Phân đạm nitrat CTPT : KNO3 , Ca(NO3)2, …
PHÂN LÂN cung cấp phôtpho cho cây dưới dạng ion PO3
4
Phân lân tự nhiên CTPT Ca3(PO4)2, điều chế từ quặng Apatit, Photphorit
Supe photphat (Supe lân) CTPT Ca(H2PO4)2
Ca 3(PO 4)2 + 2H2SO4 t o Ca(H2PO 4)2 + 2CaSO4
Supe photphat đơn: Ca(H2PO 4)2 CaSO4.2H2O ( thạch cao )
Ca 3(PO4)2 + 4H3PO4 t o 3Ca(H2PO 4)2
Supe photphat kép
Amophot là loại phân bón phức hợp vừa có N, P CTPT NH4H2PO4, (NH4)2HPO4.
PHÂN KALI cung cấp Kali cho cây dưới dạng ion K+ CTPT KCl , K2SO4, K2CO3 (thường gọi là
bồ tạt)
CÁC PHẢN ỨNG CHÍNH TRONG CHƯƠNG NITƠ-PHỐT PHO
7 NH3+HCl 8 Al3+ + NH3 + H2O 9 Fe2+ + NH3 + H2O
10 Cu(OH)2 + NH3 11 AgCl + NH3 12 NH3+O2
27 HNO3l+ Cu 28 HNO3đ+Cu 29 HNO3 + HCl + Au
36 HNO3+Fe(OH)2 37 HNO3+Fe(OH)3 38 HNO3+FeS
45 AgNO3 46 Cu + NaNO3 + H2SO4 47 P+Ca
Trang 554 H3PO4+NaOH 55 H3PO4+NaOH 56 H3PO4+NaOH
60 Ca3(PO4)2 +H2SO4 61 Ca3(PO4)2 +H2SO4