THÔNG TIN TÀI LIỆU
Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì Chương 1: ESTE - LIPT A-ESTE I – KHÁI NIỆM, DANH PHÁP C2H5OH + CH3COOH H2SO4 đặ c, t0 CH3COOC2H5 + H2O etyl axetat H2SO4 đặ c, t0 CH3COOH + HO [CH2] CH CH3 CH3 CH3COO [CH3] CH CH3 + H2O CH3 isoamyl axetat Tổng quát: RCOOH + R'OH H2SO4 ñaë c, t0 RCOOR' + H2O Khi thay nhóm OH nhóm cacboxyl axit cacboxylic nhóm OR’ este CTCT este đơn chức: RCOOR’ R: gốc hiđrocacbon axit H R’: gốc hiđrocacbon ancol (R # H) CTCT chung este no đơn chức: - CnH2n+1COOCmH2m+1 (n ≥ 0, m ≥ 1) - CxH2xO2 (x ≥ 2) Tên gọi: Tên gốc hiđrocacbon ancol + tên gốc axit - Tên gốc axit: Xuất phát từ tên axit tương ứng, thay đuôi ic→at Thí dụ: CH3COOCH2CH2CH3: propyl axetat HCOOCH3: metyl fomat II – TÍNH CHẤT VẬT LÍ - Các este chất lỏng chất rắn điều kiện thường, khơng tan nước - Có nhiệt độ sơi thấp hẳn so với axit đồng phân ancol có khối lượng mol phân tử có số nguyên tử cacbon Thí dụ: CH3CH2CH2COOH CH3[CH2]3CH2OH CH3COOC2H5 (M = 88) (M = 88), t s0 = (M = 88), t s0 = t s0 =163,50C 1320C 770C Tan nhiều Tan nước Khơng tan nước nước Nguyên nhân: Do phân tử este không tạo liên kết hiđro với liên kết hiđro phân tử este với nước - Các este thường có mùi đặc trưng: isoamyl axetat có mùi chuối chín, etyl butirat etyl propionat có mùi dứa; geranyl axetat có mùi hoa hồng… III TÍNH CHẤT HỐ HỌC Thuỷ phân mơi trường axit Trang Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì CH3COOC2H5 + H2O H2SO4 đặ c, t0 C2H5OH + CH3COOH * Đặc điểm phản ứng: Thuận nghịch xảy chậm Thuỷ phân môi trường bazơ (Phản ứng xà phịng hố) CH3COOC2H5 + NaOH t0 CH3COONa + C2H5OH Đặc điểm phản ứng: Phản ứng xảy chiều IV ĐIỀU CHẾ Phương pháp chung: Bằng phản ứng este hoá axit cacboxylic ancol RCOOH + R'OH H2SO4 đặ c, t0 RCOOR' + H2O Phương pháp riêng: Điều chế este anol không bền phản ứng axit cacboxylic ancol tương ứng CH3COOH + CH CH t0, xt CH3COOCH=CH2 V ỨNG DỤNG - Dùng làm dung môi để tách, chiết chất hữu (etyl axetat), pha sơn (butyl axetat), - Một số polime este dùng để sản xuất chất dẻo poli(vinyl axetat), poli (metyl metacrylat), dùng làm keo dán - Một số este có mùi thơm, không độc, dùng làm chất tạo hương công nghiệp thực phẩm (benzyl fomat, etyl fomat, ), mĩ phẩm (linalyl axetat, geranyl axetat,…),… B-LIPIT I – KHÁI NIỆM Lipit hợp chất hữu có tế bào sống, khơng hồ tan nước tan nhiều dung môi hữu không cực Cấu tạo: Phần lớn lipit este phức tạp, bao gồm chất béo (triglixerit), sáp, steroit photpholipit,… II – CHẤT BÉO Khái niệm Chất béo trieste glixerol với axit béo, gọi chung triglixerit triaxylglixerol Các axit béo hay gặp: C17H35COOH hay CH3[CH2]16COOH: axit stearic C17H33COOH hay cis-CH3[CH2]7CH=CH[CH2]7COOH: axit oleic C15H31COOH hay CH3[CH2]14COOH: axit panmitic Axit béo axit đơn chức có mạch cacbon dài, khơng phân nhánh, no không no CTCT chung chất béo: R1COO CH2 R2COO CH R3COO CH2 R1, R2, R3 gốc hiđrocacbon axit béo, giống khác Thí dụ: (C17H35COO)3C3H5: tristearoylglixerol (tristearin) (C17H33COO)3C3H5: trioleoylglixerol (triolein) Trang Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì (C15H31COO)3C3H5: tripanmitoylglixerol (tripanmitin) Tính chất vật lí Ở điều kiện thường: Là chất lỏng chất rắn - R1, R2, R3: Chủ yếu gốc hiđrocacbon no chất béo chất rắn - R1, R2, R3: Chủ yếu gốc hiđrocacbon không no chất béo chất lỏng Khơng tan nước tan nhiều dung môi hữu không cực: benzen, clorofom,… Nhẹ nước, không tan nước Tính chất hố học a Phản ứng thuỷ phân (CH3[CH2] 16COO)3C3H5 + 3H2O tristearin H+, t0 3CH3[CH2] 16COOH + C3H5(OH)3 axit stearic glixerol b Phản ứng xà phòng hoá (CH3[CH2] 16COO)3C3H5 + 3NaOH tristearin t0 3CH3[CH2] 16COONa + C3H5(OH)3 natri stearat glixerol c Phản ứng cộng hiđro chất béo lỏng (C17H33COO)3C3H5 + 3H2 (loû ng) Ni 175 - 1900C (C17H35COO)3C3H5 (raé n) Ứng dụng - Thức ăn cho người, nguồn dinh dưỡng quan trọng cung cấp phần lớn lượng cho thể hoạt động - Là nguyên liệu để tổng hợp số chất khác cần thiết cho thể Bảo đảm vận chuyển hấp thụ chất hoà tan chất béo - Trong công nghiệp, lượng lớn chất béo dùng để sản xuất xà phòng glixerol Sản xuất số thực phẩm khác mì sợi, đồ hộp,… C-KHÁI NIỆM VỀ XÀ PHÒNG VÀ CHẤT GIẶT RỬA TỔNG HỢP I – XÀ PHÒNG Khái niệm Xà phòng thường dùng hỗn hợp muối natri muối kali axit béo, có thêm số chất phụ gia Thành phần chủ yếu xà phòng thường: Là muối natri axit panmitic axit stearic Ngồi xà phịng cịn có chất độn (làm tăng độ cứng để đúc bánh), chất tẩy màu, chất diệt khuẩn chất tạo hương,… Phương pháp sản xuất (RCOO)3C3H5 + 3NaOH chấ t bé o t0 3RCOONa + C3H5(OH)3 xàphò ng Xà phịng cịn sản xuất theo sơ đồ sau: Ankan axit cacboxylic muoá i natri củ a axit cacboxylic Thí dụ: O2, t0, xt 2CH3[CH2] 14CH2CH2[CH2] 14CH3 4CH3[CH2] 14COOH 2CH3[CH2] 14COOH + Na2CO3 2CH3[CH2] 14COONa + CO2 + H2O II – CHẤT GIẶT RỬA TỔNG HỢP Trang Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì 1 Khái niệm Những hợp chất muối natri axit cacboxylic có tính giặt rửa xà phòng gọi chất giặt rửa tổng hợp Phương pháp sản xuất Được tổng hợp từ chất lấy từ dầu mỏ Dầu mỏ axit ñoñexylbenzensunfonic natri ñoñexylbenzensunfonat Na2CO3 C12H25-C6H4SO3H C12H25-C6H4SO3Na axit ñoñexylbenzensunfonic natri ñoñexylbenzensunfonat TÁC DỤNG TẨY RỬA CỦA XÀ PHÒNG VÀ CHẤT GIẶT RỬA TỔNG HỢP - Muối natri xà phòng hay chất giặt rửa tổng hợp có khả làm giảm sức căng bề mặt chất bẩn bám vải, da,… vế bẩn phân tán thành nhiều phần nhỏ phân tán vào nước - Các muối panmitat hay stearat kim loại hố trị II thường khó tan nước, khơng nên dùng xà phịng để giặt rửa nước cứng (nước có chứa nhiều ion Ca2+, Mg2+) Các muối axit đođexylbenzensunfonic lại tan nước cứng, chất giặt rửa có ưu điểm xà phịng giặt rửa nước cứng Trang Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì Chương : CACBONHIĐRAT A KHÁI NIỆM VỀ CACBONHIĐRAT Cacbonhiđrat hợp chất hữu tạp chức, có chứa nhiều nhóm hyđroxyl (-OH) có nhóm cacbonyl ( -CO- ) phân tử, thường có cơng thức chung Cn(H2O)m B MONOSACCARIT Monosaccarit cacbonhiđrat đơn giản khơng bị thuỷ phân Ví dụ : Glucozơ fructozơ có cơng thức phân tử C6H12O6 * GLUCOZƠ I Tính chất vật lí trạng thái thiên nhiên: Chất rắn kết tinh, khơng màu, nóng chảy nhiệt độ 146oC có độ đường mía, có nhiều phận chín Glucozơ có thể người động vật (chiếm 0,1% máu người) II Cấu trúc phân tử Glucozơ có cơng thức phân tử C6H12O6, tồn dạng mạch hở mạch vòng Dạng mạch hở Glucozơ có cấu tạo anđehit đơn chức ancol chức, có cơng thức cấu tạo thu gọn CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CH=O Hoặc viết gọn: CH2OH[CHOH]4CHO Dạng mạch vũng -Nhúm-OH C5 cộng vào nhóm C=O tạo dạng vòng cạnh -Trong dung dịch, hai dạng chiếm ưu chuyển hoá lẫn theo cân qua dạng mạch hở CH 2OH H HO H O H OH H H OH 6 OH CH 2OH CH2OH H HO O H OH H H C OH H H HO O H OH H OH H H OH -Glucozơ Glucozơ -Glucozơ - Nhóm OH vị trí số gọi OH hemiaxetal III Tính chất hố học Glucozơ có tính chất nhóm anđehit ancol đa chức Tính chất ancol đa chức (poliancol) a Tác dụng với Cu(OH)2: dd glucozo hoà tan Cu(OH)2 t0 thường tạo dd phức có màu xanh 2C6H12O6 + Cu(OH)2(C6H11O6)2Cu + 2H2O b Phản ứng tạo este Khi Glucozơ tác dụng với anhidrit axetic tạo este chứa gốc axit :C6H7O(OCOCH3)5 Tính chất nhóm anđehit a Tính khử - Oxi hóa Glucozơ phức bạc amoniac (AgNO3 dung dịch NH3) AgNO3+ 3NH3+H2O[Ag(NH3)2]OH+ NH4NO3 CH2OH[CHOH]4CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH2OH[CHOH]4COONH4+ 2Ag+3NH3+ H2O Trang Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì Hoặc : CH2OH[CHOH]4CHO+2AgNO3+3NH3+H2OCH2OH[CHOH]4COONH4+ 2Ag+2NH4NO3 - Oxi hoá Glucozơ Cu(OH)2/NaOH đun nóng t CH2OH[CHOH]4CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH2OH[CHOH]4COONa+Cu2O+3H2O natri gluconat - Glucozo làm màu dd nước brom: CH2OH[CHOH]4CHO + Br2 +H2O CH2OH[CHOH]4COOH + HBr b Tính oxihố Ni,t CH2OH[CHOH]4CHO+H2 CH2OH[CHOH]4CH2OH ( Sobitol ) Tính chất riêng dạng mạch vòng 6 CH 2OH CH 2OH H HO H H OH H H 1+ HOCH3 HCl OH OH H H HO H OH H OH + H2O OCH3 OH Metyl -glucozit Khi nhóm -OH C1 chuyển thành nhóm -OCH3, dạng vịng khơng thể chuyển sang dạng mạch hở Phản ứng lên men 2C2H5OH + 2CO2 C6H12O6 enzim 0 30 35 C Điều chế ứng dụng a Điều chế 0 nC6H12O6 (C6H10O5)n + nH2O * FRUCTÔZƠ (Đồng phân GLUCÔZƠ) - Công thức phân tử C6H12O6 - Công thức câu tạo : CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-C-CH2OH || O Hoặc viết gọn: CH2OH[CHOH]3COCH2OH -Trong dd fructozơ tồn dạng mạch vịng cạnh cạnh HCl 400 -Ở dạng tinh thể: Fructozo dạng vòng cạnh HOCH2 H H CH2 OH OH OH OH H -Fructozơ HOCH2 H OH OH OH OH H CH2 OH -Fructozơ OH Fructozơ Trong mơi trường kiềm có chuyển hố: Glucozơ * Tính chất: - Tương tự glucozo, fructozo tác dụng Cu(OH)2 cho dd phức màu xanh, tác dụng H2 cho poliancol, tham gia p/ư tráng bạc, p/ư khử Cu(OH)2 cho kết tủa đỏ gạch Trang Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì - Khác với glucozo, fructozo không làm màu dd nước brom Dùng phản ứng để phân biệt Glucozo với Fructozo C – ĐISACCARIT Đisaccarit cacbonhiđrat bị thuỷ phân sinh phân tử monosaccarit Ví dụ : Saccarozơ cơng thức phân tử C12H22O11 I Tính chất vật lí, trạng thái thiên nhiên: Chất rắn kết tinh, khơng màu, tan tốt nước, nóng chảy nhiệt độ 185oC, có nhiều mía, củ cải đường II Cấu trúc phân tử CH 2OH H H OH HO H H O H OH HOCH2 OH H CH2 OH OH OH H Saccarozơ hợp - Glucozơ - Fructơzơ III Tính chất hố học Saccarozơ khơng cịn tính khử khơng cịn -OH hemixetal tự nên chuyển sang dạng mạch hở Vì saccarozơ cịn tính chất ancol đa chức đặc biệt có phản ứng thuỷ phân đisaccarit Phản ứng ancol đa chức a Phản ứng với Cu(OH)2 2C12H22O11+ Cu(OH)2 (C12H21O11)2Cu+ 2H2O b Phản ứng thuỷ phân H ,t C12H22O11+ H2O C6H12O6 + C6H12O6 Glucozơ Fructozơ c Phản ứng với sữa vôi Ca(OH)2 cho dung dịch suốt (canxi saccarat) C12H22O11+ Ca(OH)2 + H2O C12H22O11.CaO.2H2O IV ứng dụng sản xuất đường saccarozơ ứng dụng Sản xuất đường saccarozơ V Đồng phân saccarozơ: mantozơ Cấu tạo - Phân tử mantozơ gốc Glucozơ liên kết với C1 gốc - glucozo với C4 gốc - glucozo qua nguyờn tử oxi Liờn kết -C1-O-C4 gọi l/k -1,4-glicozit 6 CH 2OH CH 2OH H HO H H H OH H H OH O H H OH H H OH OH - Nhóm -OH hemiaxetal gốc Glucozơ thứ hai tự nên dung dịch gốc mở vịng tạo nhóm -CHO Trang Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì Tính chất a Thể tính chất poliol giống saccarozơ, tác dụng với Cu(OH)2 cho phức đồng mantozơ b Có tính khử tương tự Glucozơ c Bị thuỷ phân sinh phân tử Glucozơ D POLISACCARIT Là cacbonhiđrat phức tạp bih thửy phân sinh nhiều phân tử monosaccarit Ví dụ: Tinh bột xenlulozơ có cơng thức phân tử (C6H10O5)n I - TINH BỘT 1- Tính chất vật lí, trạng thái thiên nhiên Tinh bọt chất rắn vơ định hình, màu trắng, khơng tan nước lạnh, tan nước nóng tạo dung dịch keo (hồ tinh bột), hợp chất cao phân tử có loại ngũ cốc, loại củ Cấu trúc phân tử + Tinh bột hỗn hợp loại polisaccarit amilozơ amilopectin Cả có cơng thức (C6H10O5)n gốc α-glucozơ - Cấu trúc phân tử Amilozơ: gốc α-glucozơ liên kết với liên kết α-1,4-glucozit tạo thành chuỗi dài không phân nhánh, xoắn lại thành hình lị xo 6 H H OH H OH O H OH H H H O H H H H CH 2OH CH 2OH CH 2OH H H OH H H O OH OH - Cấu trúc phân tử Amilopectin: gốc α-glucozơ liên kết với liên kết α-1,4-glucozit tạo liên kết α-1,6-glucozit tạo thành chuỗi phân nhánh 6 H H H H OH H H OH CH 2OH CH 2OH CH 2OH O H OH H H H O H H OH H H H OH H H OH H O CH 2OH CH 2OH CH 2OH H O H OH 5 H OH H H H H OH H OH O H H OH H O H OH Tính chất hố học Là polisaccarit có cấu trúc vịng xoắn, tinh bột biểu hiệu yếu tính chất poliancol, biểu rõ tính chất thuỷ phân phản ứng màu với iot a Phản ứng thuỷ phân + Thuỷ phân nhờ xúc tác axit H ,t n C6H12O6 (C6H10O5)n + nH2O + Thuỷ phân nhờ enzim H 2O H 2O H 2O Tinh bét § extrin Mantozo glucozo α - amilaza β - amilaza mantaza b Phản ứng màu với dung dịch iot: Trang Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì Nhỏ dung dịch iot vào ống nghiệm đựng dung dịch hồ tinh bột vào mặt cắt củ khoai lang + Hiện tượng : Dung dịch hồ tinh bột ống nghiệm mặt cắt củ khoai lang nhuốm màu xanh tím Khi đun nóng, màu xanh tím biến mất, để nguội màu xanh tím lại xuất + Giải thích: Nhờ liên kết hiđro phân tử amilozơ tạo thành vòng xoắn bao bọc phân tử iot tạo hợp chất màu xanh tím đặc trưng Khi đun nóng phân tử amilozơ duỗi ra, iot bị giải phóng khỏi phân tử tinh bột làm màu xanh tím Khi để nguội, iot bị hấp phụ trở lại làm dung dịch có màu xanh tím Phản ứng dùng đề nhận tinh bột iot ngược lại Sự chuyển hóa tinh bột thể H 2O H 2O H 2O Tinh bét § extrin Mantozo glucozo α - amilaza β - amilaza mantaza Glucozo CO2 H 2O [O] enzim enzim enzim glicogen Sự tạo thành tinh bột xanh ánh sáng mặttrời 6nCO2 + 5n H2O (C6H10O5)n + 6nCO2 clorophin II XENLULOZƠ Tính chất vật lí Trạng thái tự nhiên Xenlulozơ chất rắn, dạng sợi, màu trắng, không tan nước, tan dung dịch svayde ( dugn dịch Cu(OH)2 NH3 ), có gỗ , Cấu trúc phân tử Xenlulozơ polime hợp thành từ mắt xích -glucozo nối với cỏc liờn kết 1,4-glicozit có cơng thức (C6H10O5)n, phân tử xenlulozo khơng phân nhánh, vịng xoắn CH 2OH H H H H OH OH O H n Mỗi mắt xích C6H10O5 có nhóm -OH tự do, nên viết cơng thức xenlulozơ [C6H7O2(OH)3]n Tính chất hố học Xenlulozơ polisaccarit mắt xích có nhóm -OH tự nên xenlulozơ có phản ứng thuỷ phân phản ứng ancol đa chức a Phản ứng polisaccarit o H SO4 , t nC6H12O6 (C6H10O5)n+ nH2O b Phản ứng ancol đa chức +Xenlulozơ phản ứng với HNO3 có H2SO4 đặc xúc tác o H SO4 , t [C6H7O2(ONO2)3]n+ 3nH2O [C6H7O2(OH)3]n+3nHNO3 (Xenlulozo trinitrat) + Xenlulozơ phản ứng với anhidrit axetic [C6H7O2(OH)3]n+2n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OCOCH3)2(OH)]n+ 2n CH3COOH Trang Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì [C6H7O2(OH)3]n+3n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OCOCH3)3]n+ 3n CH3COOH +Phản ứng với nước Svayde: [Cu(NH3)4](OH)2 Xenlulozơ phản ứng với nước Svayde cho dung dịch phức đồng- xenlulozơ dùng để sản xuất tơ đồng-amoniac Bảng tóm tắt tính chất cacbonhiđrat Glucozơ Fructozơ +[Ag(NH3)2]OH Ag Saccarozơ Mantozơ Tinh bột + - Ag - Metyl glicozit Dd xanh lam + - Dd xanh lam Dd xanh lam Metyl glicozit Dd xanh lam (CH3CO)2O + + + + + HNO3/H2SO4 + + + + + glucozơ glucozơ + CH3OH/HCl + Cu(OH)2 H2O/H+ glucozơ + fructozơ (+) có phản ứng ; (-) khơng có phản ứng - - - Xenlulozơ Xenlulozơ triaxetat Xenlulozơ triaxetat glucozơ Trang 10 Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì Chương 3: POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME A-POLIME I – KHÁI NIỆM: Polime hợp chất có phân tử khối lớn nhiều đơn vị sở gọi mắt xích liên kết với tạo nên Thí duï:polietilen ( CH2 CH2 )n, nilon-6 ( NH [CH2] CO )n - n: Hệ số polime hoá hay độ polime hoá Các phân tử CH2=CH2, H2N[CH2]5COOH: monome * Tên gọi: Ghép từ poli trước tên monome Nếu tên monome gồm hai cụm từ trở lên đặt dấu ngoặc đơn Thí dụ: polietilen ( CH2 CH2 )n; poli(vinyl clorua) ( CH2 CHCl )n * Một số polime có tên riêng: Thí dụ: Teflon: Nilon-6: CF2 CF2 n NH [CH2] CO n Xenlulozơ: (C6H10O5)n II – ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC Mạch không phân nhánh: amilozơ, tinh bột,… Mạch phân nhánh: amilopectin, glicogen,… Mạng khơng gian: cao su lưu hố, nhựa bakelit,… oooooooooooo ooooo oooo o o o o oo b) ooooooooooooooooooo ooooooooooooooo oo oo o o ooo o o o oooooo c) ooooooooooooooooo oo ooooooo o o ooo o o o o o o ooooo o o o oo oo o ooooooooo o ooooooo o ooooooooooooooooooooooooooooooooooooo a) ooooooooooooooo a) mạng khô ng phâ n nhá nh b) mạng phâ n nhá nh c) mạng khô ng gian III – TÍNH CHẤT VẬT LÍ Các polime hầu hết chất rắn, khơng bay hơi, khơng có nhiệt độ nóng chảy xác định Polime nóng chảy cho chất lỏng nhớt, để nguội rắn lại gọi chất nhiệt dẻo Polime khơng nóng chảy, đun bị phân huỷ gọi chất nhiệt rắn IV – TÍNH CHẤT HỐ HỌC Phản ứng phân cắt mạch cacbon Polime có nhóm chức mạch dễ bị thuỷ phân Thí dụ: (C6H10O5)n + nH2O Tinh t H+, t0 nC6H12O6 Glucozơ Polime trùng hợp bị nhiệt phân nhiệt độ thích hợp tạo thành đoạn ngắn, cuối thành monome ban đầu (phản ứng giải trùng hợp hay phản ứng đepolime hoá) Thí dụ: CH CH2 C6H5 n polistiren 3000C nCH CH2 C6H5 stiren Trang 18 Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì Phản ứng giữ nguyên mạch cacbon Cl CH2 CH2 C CH2 CH3 n poliisopren hiđroclo hoá CH2 CH C CH2 +nHCl CH3 n poliisopren Phản ứng tăng mạch polime ( khâu mạch ) Phản ứng lưu hoá chuyển cao su thành cao su lưu hoá Phản ứng chuyển nhựa rezol thành nhựa rezit OH OH CH2 CH2 CH2OH n + CH2 t0 + nH2O CH2 CH2 OH n OH n V – PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ Phản ứng trùng hợp: Trùng hợp trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) giống hay tương tự thành phân tử lớn (polime) Điều kiện cần cấu tạo monome tham gia phản ứng trùng hợp phân tử phải có liên kết bội (CH2=CH2, CH2=CH-Cl, CH2=CH-CH-CH2,…) vịng bền mở như: CH2 CH2 C O CH2 CH2, H2C O CH2 CH2 NH, Thí dụ: xt, t0, p nCH2 CH Cl vinyl clorua CH2 CH Cl n poli(vinyl clorua) CH2 CH2 C O H2C CH2 CH2 NH caprolactam t0, xt NH[CH2] 5CO n capron Phản ứng trùng ngưng nHOOC-C6H4-COOH + nHOCH2-CH2OH t0 CO C6H4-CO OC2H4 O n + 2nH2O poli(etylen-terephtalat ) nH2N CH2] NH2 + nHOOC-[CH2] 4-COOH t0 NH [CH2] NHCO [CH2] CO n + 2nH2O poli(hexametylen añipamit) hay nilon-6,6 Trùng ngưng trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng phân tử nhỏ khác (thí dụ H2O) Điều kiện cần cấu tạo monome tham gia phản ứng trùng ngưng phân tử phải có hai nhóm chức có khả phản ứng Trang 19 Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì VI – ỨNG DỤNG: Vật liệu polime phục vụ cho sản xuất đời sống: Chất dẻo, tơ,cao su, keo B- VẬT LIỆU POLIME I – CHẤT DẺO Khái niệm chất dẻo vật liệu compozit - Chất dẻo vật liệu polime có tính dẻo - Vật liệu compozit vật liệu hỗn hợp gồm hai thành phần phân tán vào không tan vào Thành phần vật liệu compozit gồm chất (polime) chất phụ gia khác Các chất nhựa nhiệt dẻo hay nhựa nhiệt rắn Chất độn sợi (bơng, đay, poliamit, amiăng,…) bột (silicat, bột nhẹ (CaCO3), bột tan (3MgO.4SiO2.2H2O),… Một số polime dùng làm chất dẻo CH2 CH2 n a) Polietilen (PE): PE chất dẻo mềm, nóng chảy nhiệt độ 1100C, có tính “trơ tương đối” ankan mạch không phân nhánh, dùng làm màng mỏng, vật liệu điện, bình chứa,… b) Poli (vinyl clorua) (PVC): CH2 CH Cl n PVC chất rắn vơ định hình, cách điện tốt, bền với axit, dùng làm vật liệu cách điện, ống dẫn nước, vải che mưa c) Poli (metyl metacylat) : CH2 CH3 C COOCH3 n Là chất rắn suốt cho ánh sáng truyền qua tốt (gần 90%) nên dùng chế tạo thuỷ tinh hữu plexiglat d) Poli (phenol fomanñehit)(PPF) Có dạng: Nhựa novolac, nhựa rezol nhựa rezit - Sơ đồ điều chế nhựa novolac: OH OH n +nCH2O OH + n CH2OH H , 75 C -nH2O CH2 n ancol o-hiđroxibenzylic nhựa novolac - Điều chế nhựa rezol: Đun nóng hỗn hợp phenol fomanđehit theo tỉ lệ mol 1:1,2 (xt kiềm), thu nhựa rezol - Điều chế nhựa rezit: Nhựa rezol OH > 140 C đểnguộ i OH CH2 Nhựa rezit OH CH2 CH2 CH2OH Mộ t đoạn mạch phâ n tửnhựa rezol Trang 20 Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì OH OH CH2 OH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 Mộ t đoạn mạch phâ n tửnhựa rezit II – TƠ Khái niệm - Tơ polime hình sợi dài mảnh với độ bền định - Trong tơ, phân tử polime có mạch khơng phân nhánh, xếp song song với Phân loại a Tơ thiên nhiên (sẵn có thiên nhiên) bơng, len, tơ tằm b Tơ hố học (chế tạo phương pháp hoá học) - Tơ tổng hợp (chế tạo từ polime tổng hợp): tơ poliamit (nilon, capron), tơ vinylic (vinilon, nitron,…) - Tơ bán tổng hợp hay tơ nhân tạo (xuất phát từ polime thiên nhiên chế biến thêm đường hoá học): tơ visco, tơ xenlulozơ axetat,… Một số loại tơ tổng hợp thường gặp a Tơ nilon-6,6 nH2N CH2] NH2 + nHOOC-[CH2] 4-COOH t0 NH [CH2] NHCO [CH2] CO n + 2nH2O poli(hexametylen añipamit) hay nilon-6,6 - Tính chất: Tơ nilon-6,6 dai, bền, mềm mại, óng mượt, thấm nước, giặt mau khô bền với nhiệt, với axit kiềm - Ứng dụng: Dệt vải may mặc, vải lót săm lốp xe, dệt bít tất, bện làm dây cáp, dây dù, đan lưới,… b Tơ nitron (hay olon) nCH2 CH CN acrilonitrin RCOOR', t0 CH2 CH CN n poliacrilonitrin - Tính chất: Dai, bền với nhiệt giữ nhiệt tốt - Ứng dụng: Dệt vải, may quần áo ấm, bện len đan áo rét c Tơ enang xt nH2N-(CH2)6-COOH [ -NH-(CH2)6-CO- ]n III – CAO SU Khái niệm: Cao su vật liệu có tính đàn hồi Phân loại: Có hai loại cao su: Cao su thiên nhiên cao su tổng hợp a Cao su thiên nhiên Cấu tạo: 250-300 C Cao su thieân nhieân isopren Trang 21 Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì Cao su thiên nhiên polime isopren: CH2 C CH CH2 n CH3 n~ ~ 1.500 - 15.000 Tính chất ứng dụng - Cao su thiên nhiên có tính đàn hồi, khơng dẫn điện nhiệt, khơng thấm khí nước, khơng tan nước, etanol, axeton,…nhưng tan xăng, benzen - Cao su thiên nhiên tham gia phản ứng cộng (H2, HCl, Cl2,…) phân tử có chứa liên kết đơi Tác dụng với lưu huỳnh cho cao su lưu hố có tính đàn hồi, chịu nhiệt, lâu mịn, khó hồ tan dung môi so với cao su thường - Bản chất q trình lưu hố cao su (đun nóng 1500C hỗn hợp cao su lưu huỳnh với tỉ lệ khoảng 97:3 khối lượng) tạo cầu nối −S−S− mạch cao su tạo thành mạng lưới S S S S ,t nS S S S S b Cao su tổng hợp: Là loại vật liệu polime tương tự cao su thiên nhiên, thường điều chế từ ankađien phản ứng trùng hợp Cao su buna nCH2 CH CH CH2 Na CH2 CH CH CH2 n t , xt buta-1,3-đien polibuta-1,3-đien Cao su buna có tính đàn hồi độ bền cao su thiên nhiên Cao su buna-S buna-N t0 nCH2 CH CH CH2 + nCH CH2 xt C6H5 buta-1,3-ñien stiren t0,p nCH2 CH CH CH2 + nCH2 CH xt CN buta-1,3-ñien acrilonitrin CH2 CH CH CH2 CH CH2 n C6H5 cao su buna-S CH2 CH CH CH2 CH CH2 n CN cao su buna-N IV – KEO DÁN TỔNG HỢP 1.Khái niệm: Keo dán vật liệu có khả kết dính hai mảnh vật liệu rắn giống khác mà không làm biến đổi chất vật liệu kết dính Một số loại keo dán tổng hợp thơng dụng a Nhựa vá săm: Là dung dịch đặc cao su dung môi hữu b Keo dán epoxi: Làm từ polime có chứa nhóm epoxi CH2 CH O c Keo dán ure-fomanđehit nH2N-CO-NH2 + nCH2=O t0, xt HN CO NH CH2 n + nH2O poli ( ure-fomanđehit ) Trang 22 Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì Chương 4: ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI A- Giới thiệu chung I – VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI TRONG BẢNG TUẦN HỒN - Nhóm IA (trừ H), nhóm IIA (trừ B) phần nhóm IVA, VA, VIA - Các nhóm B (từ IB đến VIIIB) - Họ lantan actini II – CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI Cấu tạo nguyên tử - Nguyên tử hầu hết ngun tố kim loại có electron lớp ngồi (1, 3e) Thí dụ: Na: [Ne]3s1 Mg: [Ne]3s2 Al: [Ne]3s23p1 - Trong chu kì, ngun tử ngun tố kim loại có bán kính nguyên tử lớn điện tích hạt nhân nhỏ so với nguyên tử nguyên tố phi kim Thí dụ: 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 0,157 0,136 0,125 0,117 0,110 0,104 0,099 Cấu tạo tinh thể - Ở nhiệt độ thường, trừ Hg thể lỏng, kim loại khác thể rắn có cấu tạo tinh thể - Trong tinh thể kim loại, nguyên tử ion kim loại nằm nút mạng tinh thể Các electron hoá trị liên kết yếu với hạt nhân nên dễ tách khỏi nguyên tử chuyển động tự mạng tinh thể a Mạng tinh thể lục phương - Các nguyên tử, ion kim loại nằm đỉnh tâm mặt hình lục giác đứng ba nguyên tử, ion nằm phía hình lục giác - Trong tinh thể, thể tích nguyên tử ion kim loại chiếm 74%, cịn lại 26% khơng gian trống Ví dụ: Be, Mg, Zn b Mạng tinh thể lập phương tâm diện - Các nguyên tử, ion kim loại nằm đỉnh tâm mặt hình lập phương - Trong tinh thể, thể tích nguyên tử ion kim loại chiếm 74%, cịn lại 26% khơng gian trống Ví dụ: Cu, Ag, Au, Al,… c Mạng tinh thể lập phương tâm khối - Các nguyên tử,ion kim loại nằm đỉnh tâm hình lập phương - Trong tinh thể, thể tích nguyên tử ion kim loại chiếm 68%, cịn lại 32% khơng gian trống Ví dụ: Li, Na, K, V, Mo,… Liên kết kim loại Liên kết kim loại liên kết hình thành nguyên tử ion kim loại mạng tinh thể có tham gia electron tự B – Tính chất vật lí kim loại Tính chất chung: Ở điều kiện thường, kim loại trạng thái rắn (trừ Hg), có tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt có ánh kim Trang 23 Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì Giải thích a Tính dẻo Kim loại có tính dẻo ion dương mạng tinh thể kim loại trượt lên dễ dàng mà không tách rời nhờ electron tự chuyển động dính kết chúng với b Tính dẫn điện - Khi đặt hiệu điện vào hai đầu dây kim loại, electron chuyển động tự kim loại chuyển động thành dịng có hướng từ cực âm đến cực dương, tạo thành dòng điện - Ở nhiệt độ cao tính dẫn điện kim loại giảm nhiệt độ cao, ion dương dao động mạnh cản trở dòng electron chuyển động c Tính dẫn nhiệt - Các electron vùng nhiệt độ cao có động lớn, chuyển động hỗn loạn nhanh chóng sang vùng có nhiệt độ thấp hơn, truyền lượng cho ion dương vùng nên nhiệt độ lan truyền từ vùng đến vùng khác khối kim loại - Thường kim loại dẫn điện tốt dẫn nhiệt tốt d Ánh kim Các electron tự tinh thể kim loại phản xạ hầu hết tia sáng nhìn thấy được, kim loại sáng lấp lánh gọi ánh kim Kết luận: Tính chất vật lí chung kim loại gây nên có mặt electron tự mạng tinh thể kim loại Không electron tự tinh thể kim loại, mà đặc điểm cấu trúc mạng tinh thể kim loại, bán kính nguyên tử,…cũng ảnh hưởng đến tính chất vật lí kim loại Ngồi số tính chất vật lí chung kim loại, kim loại cịn có số tính chất vật lí khơng giống - Khối lượng riêng: Nhỏ nhất: Li (0,5g/cm3); lớn Os (22,6g/cm3) - Nhiệt độ nóng chảy: Thấp nhất: Hg (−390C); cao W (34100C) - Tính cứng: Kim loại mềm K, Rb, Cs (dùng dao cắt được) cứng Cr (có thể cắt kính) C Tính chất hố học chung kim loại - Trong chu kì: Bán kính nguyên tử nguyên tố kim loại < bán kính nguyên tử nguyên tố phi kim - Số electron hố trị ít, lực liên kết với hạt nhân tương đối yếu nên chúng dễ tách khỏi nguyên tử Tính chất hố học chung kim loại tính khử M → Mn+ + ne Tác dụng với phi kim a Tác dụng với clo 2Fe + 3Cl t0 +3 -1 2FeCl Trang 24 Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì b Tác dụng với oxi 0 t0 0 t0 2Al + 3O2 3Fe + 2O2 +3 -2 2Al 2O3 +8/3 -2 Fe3O4 c Tác dụng với lưu huỳnh Với Hg xảy nhiệt độ thường, kim loại cần đun nóng t0 Fe + S 0 +2 -2 FeS +2 -2 Hg + S HgS Tác dụng với dung dịch axit a Dung dịch HCl, H2SO4 loãng +1 Fe + +2 2HCl FeCl2 + H2• b Dung dịch HNO3, H2SO4 đặc: Phản ứng với hầu hết kim loại (trừ Au, Pt) +5 3Cu + 8HNO3 (loaõng) +6 +2 +2 3Cu(NO3)2 + 2NO• + 4H2O +2 Cu + 2H2SO4 (đặc) +4 CuSO4 + SO2• + 2H2O Tác dụng với nước - Các kim loại có tính khử mạnh: kim loại nhóm IA IIA (trừ Be, Mg) khử H2O dễ dàng nhiệt độ thường - Các kim loại có tính khử trung bình khử nước nhiệt độ cao (Fe, Zn,…) Các kim loại cịn lại khơng khử H2O +1 +1 2Na + 2H2O 2NaOH + H2• Tác dụng với dung dịch muối: Kim loại mạnh khử ion kim loại yếu dung dịch muối thành kim loại tự +2 +2 Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu• D – Dãy điện hố kim loại Cặp oxi hoá – khử kim loại Ag+ + 1e Cu2+ + 2e Fe2+ + 2e Ag Cu Fe [O] [K] Dạng oxi hoá dạng khử nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hố – khử kim loại Thí dụ: Cặp oxi hố – khử Ag+/Ag; Cu2+/Cu; Fe2+/Fe So sánh tính chất cặp oxi hố – khử Thí dụ: So sánh tính chất hai cặp oxi hố – khử Cu2+/Cu Ag+/Ag Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag Kết luận: Tính khử: Cu > Ag Tính oxi hoá: Ag+ > Cu2+ Dãy điện hoá kim loại Trang 25 Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì K + Na+ Mg 2+ Al 3+ Zn2+ Fe2+ Ni 2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Ag+ Au3+ Tính oxi hoácủ a ion kim loại tă ng K Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H2 Cu Ag Au Tính khửcủ a kim loại giả m Ý nghĩa dãy điện hoá kim loại Dự đoán chiều phản ứng oxi hoá – khử theo quy tắc α: Phản ứng hai cặp oxi hoá – khử xảy theo chiều chất oxi hoá mạnh oxi hoá chất khử mạnh hơn, sinh chất oxi hố yếu chất khử yếu Thí dụ: Phản ứng hai cặp Fe2+/Fe Cu2+/Cu xảy theo chiều ion Cu2+ oxi hoá Fe tạo ion Fe2+ Cu Fe2+ Cu2+ Fe Cu Fe + Cu → Fe + Cu Tổng quát: Giả sử có cặp oxi hoá – khử Xx+/X Yy+/Y (cặp Xx+/X đứng trước cặp Yy+/Y) 2+ 2+ Xx+ Yy+ X Y Phương trình phản ứng: Yy+ + X → Xx+ + Y Pin điện hố a Cấu tạo +Mơ tả cấu tạo pin điện hóa: Là thiết bị gồm: kim loại, nhúng vào dd muối có chứa cation kim loại đó; dd nối với cầu muối (dd điện li trơ: NH4NO3, KNO3) + Suất điện động pin điện hoá (vd: Zn- Cu) Epin = 1,10 V Đ/v pin điện hóa Zn-Cu hình 5.3 ta có : E o pin E o (Cu2 / Cu) E o ( Zn2 / Zn) Giải thích * Điện cực Zn (cực âm) nguồn cung cấp e, Zn bị oxi hoá thành Zn2+ tan vào dung dịch: Zn → Zn2+ + 2e * Điện cực Cu (cực dương) e đến cực Cu, ion Cu2+ bị khử thành kim loại Cu bám bề mặt đồng Cu2+ + 2e → Cu * Vai trò cầu muối : Trung hòa điện tích dd - Cation NH4+ ( K+) Zn2+ di chuyển sang cốc đựng dung dịch CuSO4 - Ngược lại : anion NO3– SO42-di chuyển sang cốc đựng dung dịch ZnSO4 Sự di chuyển ion làm cho dung dịch muối ln trung hồ điện Trang 26 Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì * Phương trình ion rút gọn biểu diễn q trình oxi hố-khử xảy bề mặt điện cực pin điện hoá: Cu2+ + Zn → Cu + Zn2+ Oxh Kh Kh yếu Oxh yếu 2+ Zn Zn 2+ Cu Cu ChÊt oxi ho¸ yếu Chất oxi hoá mạ nh tạ o thành Chất khư m¹ nh ChÊt khư u Nhận xét – Có biến đổi nồng độ ion Cu2+ Zn2+ trình hoạt động pin Cu2+ giảm, Zn2+ tăng – Năng lượng phản ứng oxi hóa – khử pin điện hóa sinh dịng điện chiều – Những yếu tố ảnh hưởng đến suất điện động pin điện hóa như: * Nhiệt độ * Nồng độ ion kim loại * chất kim loại làm điện cực - Trong pin điện hóa: * Cực âm ( anot) : xảy qt oxi hóa * Cực dương( catot) : xảy qt khử Cấu tạo điện cực hiđro chuẩn - Điện cực platin - Điện cực nhúng vào dd axit H+ M - Cho dịng khí H2 có p =1 atm liên tục qua dd axit để bề mặt Pt hấp phụ khí H2 Trên bề mặt điện cực hidro xảy cân oxi hóa- khử cặp oxi hoá - khử H+/H2 H2 2H+ + 2e - Người ta chấp nhận cách quy ước điện cực điện cực hidro chuẩn 0,00V nhiệt độ : E o H / H 0,00V Thế điện cực chuẩn kim loại - Thiết lập pin điện hoá gồm: điện cực chuẩn kim loại bên phải, điện cực hiđro chuẩn bên trái vôn kế hiệu điện lớn hai điện cực chuẩn: Suất điện động pin - Thế điện cực chuẩn kim loại cần đo chấp nhận suất điện động pin tạo điện cực hidro chuẩn điện cực chuẩn kim loại cần đo Trong pin điện hóa: Nếu điện cực kim loại cực âm → điện cực chuẩn kim loại có giá trị âm, điện cực kim loại cực dương → điện cực chuẩn kim loại có giá trị dương * Xác định điện cực chuẩn cặp Ag+/Ag : Các phản ứng xảy ra: – Ag cực dương (catot): Ag+ + e → Ag – Hidro cực âm (anot) : H2 → 2H+ + 2e Phản ứng xảy pin: 2Ag+ + H2 → 2Ag + 2H+ Trang 27 Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì -Dãy điện cực chuẩn kim loại dãy xếp theo chiều tăng dần điện cực chuẩn kim loại Ý nghĩa điện cực chuẩn kim loại - Trong dung môi nước, điện cực chuẩn kim loại E M / M lớn tính oxi hóa cation Mn+ mạnh tính khử kim loại M yếu Ngược lại điện cực chuẩn kim loại nhỏ tính oxi hóa cation yếu tính khử kim loại mạnh Học sinh phân tích phản ứng cặp oxi hóa–khử : Cu2+/Cu (E0 = +0,34V) Ag+/Ag ( E0 = +0,80V) thấy: – ion Cu2+ có tính oxi hóa yếu ion Ag+ – kim loại Cu có tính khử mạnh Ag – Cặp oxi hóa–khử Cu2+/Cu điện cực chuẩn nhỏ cặp oxi hóa –khử Ag+/Ag Kết luận: + kim loại cặp oxi hóa–khử điện cực chuẩn nhỏ có khử cation kim loại cặp oxi hóa–khử điện cực chuẩn lớn ( Hoặc : Cation kim loại cặp oxi hóa–khử điện cực chuẩn lớn oxi hóa kim loại cặp điện cực chuẩn nhỏ hơn.) Hoặc theo quy tắc : Chất oxi hóa mạnh mạnh oxi hóa chất khử mạnh , sinh chất oxi hóa yếu chất khử yếu 2Ag+ + Cu → Cu2+ + 2Ag Mg + 2H+ → Mg2+ + H2 + Kim loại cặp oxi hóa- khử điện cực chuẩn nhỏ 0,00 V đẩy hidro khỏi dd axit HCl, H2SO4 loãng (Hoặc : cation H+ cặp 2H+/H2 oxi hóa kim loại cặp oxi hóa – khử điện cực chuẩn nhỏ ( điện cực chuẩn âm) - Suất điện động chuẩn pin điện hóa (E0pin) điện cực chuẩn cực dương trừ điện cực chuẩn cực âm Suất điện động pin điện hóa ln số dương Ta xác định điện cực chuẩn cặp oxi hóa–khử biết suất điện động chuẩn pin điệ hóa (E0pin) điện cực chuẩn cặp oxi hóa–khử cịn lại Thí dụ: với pin (Ni-Cu) ta có: n 0 E Ni ECu E pin 2 2 / Ni / Cu E- Hợp kim I – KHÁI NIỆM: Hợp kim vật liệu kim loại có chứa số kim loại số kim loại phi kim khác Thí dụ: - Thép hợp kim Fe với C số nguyên tố khac - Đuyra hợp kim nhôm với đồng, mangan, magie, silic II – TÍNH CHẤT Tính chất hợp kim phụ thuộc vào thành phần đơn chất tham gia cấu tạo mạng tinh thể hợp kim Tính chất hố học: Tương tự tính chất đơn chất tham gia vào hợp kim Thí dụ: Hợp kim Cu-Zn - Tác dụng với dung dịch NaOH: Chỉ có Zn phản ứng Zn + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2↑ Trang 28 Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì - Tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc, nóng: Cả phản ứng Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O Zn + 2H2SO4 → ZnSO4 + SO2 + 2H2O Tính chất vật lí, tính chất học: Khác nhiều so với tính chất đơn chất Thí dụ: - Hợp kim khơng bị ăn mịn: Fe-Cr-Ni (thép inoc),… - Hợp kim siêu cứng: W-Co, Co-Cr-W-Fe,… - Hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp: Sn-Pb (thiếc hàn, tnc = 2100C,… - Hợp kim nhẹ, cứng bền: Al-Si, Al-Cu-Mn-Mg III – ỨNG DỤNG - Những hợp kim nhẹ,bền chịu nhiệt độ cao áp suất cao dùng để chế tạo tên lửa, tàu vũ trụ, máy bay, tơ,… - Những hợp kim có tính bền hố học học cao dùng để chế tạo thiết bị ngành dầu mỏ cơng nghiệp hố chất - Những hợp kim không gỉ dùng để chế tạo dụng cụ y tế, dụng cụ làm bếp,… - Hợp kim vàng với Ag, Cu (vàng tây) đẹp cứng dùng để chế tạo đồ trang sức trước số nước dùng để đúc tiền F- Sự ăn mòn kim loại I – KHÁI NIỆM: Sự ăn mòn kim loại phá huỷ kim loại hợp kim tác dụng chất môi trường xung quanh Hệ quả: Kim loại bị oxi hoá thành ion dương M → Mn+ + ne II – CÁC DẠNG ĂN MÒN Ăn mịn hố học: Thí dụ: - Thanh sắt nhà máy sản xuất khí Cl2 0 +3 -1 2Fe + 3Cl2 2FeCl - Các thiết bị lò đốt, chi tiết động đốt 0 3Fe + 2O2 +1 3Fe + 2H2O t0 t0 +8/3 -2 Fe3O4 +8/3 Fe3O4 + H2• Ăn mịn hố học q trình oxi hố – khử, electron kim loại chuyển trực tiếp đến chất môi trường Ăn mịn điện hố a Khái niệm Thí nghiệm: (SGK) Hiện tượng: - Kim điện kế quay chứng tỏ có dịng điện chạy qua - Thanh Zn bị mịn dần - Bọt khí H2 Cu Giải thích: Trang 29 Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì - Điện cực âm (anot); Zn bị ăn mòn theo phản ứng: Zn → Zn2+ + 2e Ion Zn2+ vào dung dịch, electron theo dây dẫn sang điện cực Cu - Điện cực dương (catot): ion H+ dung dịch H2SO4 nhận electron biến thành nguyên tử H thành phân tử H2 2H+ + 2e → H2↑ Ăn mịn điện hố q trình oxi hố – khử, kim loại bị ăn mịn tác dụng dung dịch chất điện li tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương b Ăn mịn điện hố học hợp kim sắt khơng khí ẩm Thí dụ: Sự ăn mịn gang khơng khí ẩm - Trong khơng khí ẩm, bề mặt gang ln có lớp nước mỏng hồ tan O2 khí CO2, tạo thành dung dịch chất điện li - Gang có thành phần Fe C tiếp xúc với dung dịch tạo nên vô số pin nhỏ mà sắt anot cacbon catot Tại anot: Fe → Fe2+ + 2e Các electron giải phóng chuyển dịch đến catot Tại catot: O2 + 2H2O + 4e → 4OH− Ion Fe2+ tan vào dung dịch chất điện li có hồ tan khí O2, Tại đây, ion Fe2+ tiếp tục bị oxi hoá, tác dụng ion OH− tạo gỉ sắt có thành phần chủ yếu Fe2O3.nH2O c Điều kiện xảy ăm mịn điện hố học Các điện cực phải khác chất Cặp KL – KL; KL – PK; KL – Hợp chất hoá học Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp gián tiếp qu dây dẫn Các điện cực tiếp xúc với dung dịch chất điện li III – CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI Phương pháp bảo vệ bề mặt Dùng chất bền vững với mơi trường để phủ mặt ngồi đồ vật kim loại bôi dầu mỡ, sơn, mạ, tráng men,… Thí dụ: Sắt tây sắt tráng thiếc, tôn sắt tráng kẽm Các đồ vật làm sắt mạ niken hay crom Phương pháp điện hoá Nối kim loại cần bảo vệ với kim loại hoạt động để tạo thành pin điện hoá kim loại hoạt động bị ăn mịn, kim loại bảo vệ Thí dụ: Bảo vệ vỏ tàu biển làm thép cách gán vào mặt ngồi vỏ tàu (phần chìm nước) khối Zn, kết Zn bị nước biển ăn mòn thay cho thép G- Điều chế kim loại I – NGUYÊN TẮC ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI Khử ion kim loại thành nguyên tử Mn+ + ne → M II – PHƯƠNG PHÁP Phương pháp nhiệt luyện Trang 30 Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì Nguyên tắc: Khử ion kim loại hợp chất nhiệt độ cao chất khử C, CO, H2 kim loại hoạt động Phạm vi áp dụng: Sản xuất kim loại có tính khưt trung bình (Zn, FE, Sn, Pb,…) cơng nghiệp Thí dụ: PbO + H2 t0 Fe3O4 + 4CO Fe2O3 + 2Al Pb + H2O t0 t0 3Fe + 4CO2 2Fe + Al 2O3 Phương pháp thuỷ luyện Nguyên tắc: Dùng dung dịch thích hợp như: H2SO4, NaOH, NaCN,… để hoà tan kim loại hợp chất kim loại tách khỏi phần không tan có quặng Sau khử ion kim loại dung dịch kim loại có tính khử mạnh Fe, Zn,… Thí dụ: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓ Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu↓ Phạm vi áp dụng: Thường sử dụng để điều chế kim loại có tính khử yếu Phương pháp điện phân a Điện phân hợp chất nóng chảy Nguyên tắc: Khử ion kim loại dịng điện cách điện phân nóng chảy hợp chất kim loại Phạm vi áp dụng: Điều chế kim loại hoạt động hoá học mạnh K, Na, Ca, Mg, Al Thí dụ 1: Điện phân Al2O3 nóng chảy để điều chế Al K (-) Al 3+ Al 3+ + 3e 2Al2O3 ñpnc Al 2O3 Al A (+) O22O2O2 + 4e 4Al + 3O2• Thí dụ 2: Điện phân MgCl2 nóng chảy để điều chế Mg K (-) Mg 2+ Mg2+ + 2e MgCl ñpnc MgCl Mg A (+) Cl 2Cl Cl 2• + 2e Mg + Cl 2• b Điện phân dung dịch Nguyên tắc: Điện phân dung dịch muối kim loại Phạm vi áp dụng: Điều chế kim loại có độ hoạt động hố học trung bình yếu Thí dụ: Điện phân dung dịch CuCl2 để điều chế kim loại Cu K (-) CuCl A (+) 2+ Cu , H2O (H2O) Cl -, H2O Cu2+ + 2e Cu 2Cl Cl 2• + 2e CuCl đpdd Cu + Cl 2• c Tính lượng chất thu điện cực Trang 31 Tổng hợp lý thuyết 12 Dựa vào công thức Farađây: m = Học kì AIt nF , đó: m: Khối lượng chất thu điện cực (g) A: Khối lượng mol nguyên tử chất thu điện cực n: Số electron mà nguyên tử ion cho nhận I: Cường độ dòng điện (ampe) t: Thời gian điện phân (giấy) F: Hằng số Farađây (F = 96.500) Trang 32 ... dung dịch iot: Trang Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì Nhỏ dung dịch iot vào ống nghiệm đựng dung dịch hồ tinh bột vào mặt cắt củ khoai lang + Hiện tượng : Dung dịch hồ tinh bột ống nghiệm mặt cắt củ... HO-N=O + HCl c Phản ứng nhân thơm anilin Viết gọn : C6H5NH2 + 3Br2 → C6H5Br3NH2 ↓ + 3HBr kết tủa màu trắng o Trang 12 Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì :NH2 Br + 3Br2 Nhận biết anilin NH2 Br H2O... - Oxi hóa Glucozơ phức bạc amoniac (AgNO3 dung dịch NH3) AgNO3+ 3NH3+H2O[Ag(NH3)2]OH+ NH4NO3 CH2OH[CHOH]4CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH2OH[CHOH]4COONH4+ 2Ag+3NH3+ H2O Trang Tổng hợp lý thuyết 12 Học kì
Ngày đăng: 03/07/2020, 12:46
Xem thêm: