tài liệu hóa học 11 bài giảng hóa học 11 bài tập hóa học 11

thành photpho trắng.  Trong phòng thí nghiệm, người ta thường sử dụng photpho đỏ..  Trong hai dạng thù hình, photpho trắng hoạt động hơn photpho đỏ. Để đơn giản, trong các phản ứng [r]

(1)

HHÓÓAA HHỌỌCC MMỖỖII NNGGÀÀYY ((BBiiêênn ssooạạnn))

WWeebbssiitete:: wwwwww hhooaahhooccmmooiinnggaayy ccoomm EEmmaaiil:l: hhooaahhooccmmooiinnggaayy ccoomm@@ggmmaaiill.c.coomm



LÝ THUYẾT HKI

HÓA HỌC 11

Họ tên học sinh : Trường :

Lớp :

Năm học : 2019-2020

“HỌC HÓA BẰNG SỰ ĐAM MÊ”

(2)

LÍ THUYẾT : SỰ ĐIỆN LI

Biên soạn: HÓA HỌC MỖI NGÀY Website: www.hoahocmoingay.com FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com I HIỆN TƯỢNG ĐIỆN LI

1 Nhận xét

Các dung dịch axit, bazơ muối dẫn điện 2 Nguyên nhân tính dẫn điện dung dịch axit, bazơ muối nước

Tính dẫn điện dung dịch axit, bazơ muối dung dịch chúng có tiểu phân mang điện tích chuyển động tự gọi ion

+ Quá trình phân li chất nước ion gọi điện li

+ Những chất tan nước (hay trạng thái nóng chảy) phân li ion gọi chất điện li

 Axit, bazơ muối chất điện li + Sự điện li biểu diễn phương trình điện li

NaCl Na+ + Cl -HCl  H+ + Cl -NaOH Na+ + OH -II CƠ CHẾ CỦA QUÁ TRÌNH ĐIỆN LI

1 Cấu tạo phân tử H2O

 Liên kết O - H phân tử nước liên kết cộng hoá trị phân cực, cặp electron dùng chung lệch phía oxi, nên oxi có dư điện tích âm, cịn hiđro có dư điện tích dương

 Vì vậy, phân tử H2O phân tử phân cực 2 Quá trình điện li NaCl nước

 NaCl hợp chất ion, nghĩa gồm cation Na+ anion Cl- liên kết với lực tĩnh điện

 Khi cho NaCl tinh thể vào nước, ion Na+ Cl- bề mặt tinh thể hút chúng phân tử H2O (cation hút đầu âm anion hút đầu dương)

 Quá trình tương tác phân tử nước phân cực ion muối kết hợp với chuyển động hỗn loạn không ngừng phân tử nước làm cho ion Na+ Cl- muối tách dần khỏi tinh thể hồ tan nước

Phương trình điện li: NaCl  Na+ + Cl -3 Quá trình điện li HCl nước

 Phân tử hiđro clorua (HCl) phân tử phân cực tương tự phân tử nước Cực dương phía hiđro, cực âm phía clo

 Khi tan nước, phân tử HCl hút chúng cực ngược dấu phân tử nước

 Do tương tác phân tử nước phân tử HCl, kết hợp với chuyển động không ngừng phân tử nước dẫn đến điện li phân tử HCl ion H+ Cl

-Phương trình điện li HCl:

HCl  H+ + Cl

 Trong phân tử ancol etylic, saccarozơ, glixerol, có phân cực yếu, nên tác dụng phân tử nước chúng điện li thành ion được, chúng chất không điện li

(3)

PHÂN LOẠI CHẤT ĐIỆN LI

Biên soạn: HÓA HỌC MỖI NGÀY Website:www.hoahocmoingay.com FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com I ĐỘ ĐIỆN LI

Độ điện li α (anpha) chất điện li tỉ số số phân tử phân li ion (n) tổng số phân tử hoà tan (no)

  o n n CHÚ Ý:

+ Độ điện li chất điện li khác nằm khoảng < α  + Khi chất có α = 0, q trình điện li khơng xảy ra, chất khơng điện li + Độ điện li thường biểu diễn dạng phần trăm

Thí dụ : Trong dung dịch CH3COOH 0,043M, 100 phân tử hồ tan có phân tử điện li ion, độ điện li :

2 100

  = 0,02 hay 2% II CHẤT ĐIỆN LI MẠNH VÀ CHẤT ĐIỆN LI YẾU

1 Chất điện li mạnh

Chất điện li mạnh chất tan nước, phân tử hoà tan điện li ion (α =1)  Đó axit mạnh (HCl, HNO3, HClO4, H2SO4, ); bazơ mạnh (NaOH, KOH, Ba(OH)2 hầu hết muối tan

 Trong phương trình điện li chất điện li mạnh, người ta dùng mũi tên chiều trình điện li

Thí dụ : Na2SO4  2Na+ + SO24 2 Chất điện li yếu

Chất điện li yếu chất tan nước có phần số phân tử hồ tan điện li ion, phần cịn lại tồn dạng phân tử dung dịch (0 < α < 1)

 Đó các axit yếu (CH3COOH, HClO, H2S, HF, H2SO3, H2CO3 ) ; bazơ yếu (không tan Bi(OH)3, Cr(OH)2 , ) muối tan.

 Trong phương trình điện li chất điện li yếu, người ta dùng hai mũi tên ngược chiều Thí dụ : CH3COOH  H+ +CH3COO

-a) Cân điện li

 Cân điện li cân động

 Giống cân hoá học khác, cân điện li có số cân K tuân theo nguyên lí chuyển dịch cân Lơ Sa-tơ-li-ê (LỚP 10)

b) Ảnh hưởng pha loãng đến độ điện li

 Khi pha loãng dung dịch, độ điện li chất điện li tăng

Giải thích: Khi pha loãng dung dịch, ion dương âm chất điện li cách xa hơn, có điều kiện va chạm vào để tạo lại phân tử, pha lỗng khơng cản trở đến điện li phân tử

(4)

AXIT-BAZƠ-MUỐI

Biên soạn:HÓA HỌC MỖI NGÀY Website:www.hoahocmoingay.com

FB Fanpage & Youtube:Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com I AXIT VÀ BAZƠ THEO THUYẾT A-RÊ-NI-UT

1 Định nghĩa

a) Axit chất tan nước phân li cation H+

Thí dụ : HCl  H+ + Cl

CH3COOH  H+ + CH3COO

-CHÚ Ý: Các dung dịch axit có số tính chất chung, tính chất cation H+ dung dịch b) Bazơ chất tan nước phân li anion OH-

Thí dụ : NaOH  Na++ OH

-CHÚ Ý: Các dung dịch bazơ có số tính chất chung, tính chất anion OH- dung dịch 2 Axit nhiều nấc, bazơ nhiều nấc

a) Axit nhiều nấc

+ Axit nấc axit tan nước mà phân tử phân li nấc ion H+

Thí dụ : HCl, CH3COOH, HNO3,

+ Axit nhiều nấc axit tan nước mà phân tử phân li nhiều nấc ion H+

Thí dụ : H2SO4, H2SO3,H3PO4,

H3PO4  H+ + H PO2 4 : K1 = 7,6.10-3

H PO  H+ + HPO24 : K2 = 6,2.10-8

4

HPO   H+ + PO34 : K3 = 4,4.10-13  H3PO4 axit ba nấc.

b) Bazơ nhiều nấc

+ Bazơ nấc là bazơkhi tan nước phân li nấc ion OH -+ Bazơ nhiều nấc là bazơkhi tan nước phân li nhiều nấc ion OH

-Cr(OH)2  Cr(OH)+ + OH- Cr(OH) +  Cr2+ + OH  Cr(OH)2 bazơ hai nấc.

3 Hiđroxit lưỡng tính

Hiđroxit lưỡng tính hiđroxit tan nước vừa phân li axit, vừa phân li bazơ

Thí dụ: Zn(OH)2, Al(OH)3 hiđroxit lưỡng tính :

Zn(OH)2  Zn2+ +2OH- : Phân li kiểu bazơ Zn(OH)2  ZnO22+ 2H+ : Phân li kiểu axit Al(OH)3  Al3+ +3OH- : Phân li kiểu bazơ Al(OH)3  AlO2- + H+ + H2O : Phân li kiểu axit

(5)

FB Fanpage & Youtube:Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com CHÚ Ý:

+ Để thể tính axit Zn(OH)2, Al(OH)3 người ta thường viết dạng H2ZnO2 (axit zincic) HAlO2 (axit aluminic)

+ Một số hiđroxit lưỡng tính thường gặp Al(OH)3, Zn(OH)2, Pb(OH)2, Sn(OH)2, Cr(OH)3, Cu(OH)2

II KHÁI NIỆM VỀ AXIT VÀ BAZƠ THEO THUYẾT BRON-STÊT 1 Định nghĩa

Axit chất nhường proton (H+).Bazơ chất nhận proton Axit  Bazơ + H+

Thí dụ : CH3COOH + H2O  H3O+ +CH3COO- Axit bazơ axit bazơ

Thí dụ 2 : NH3 + H2O  NH4 + OH- Bazơ axit axit bazơ

Thí dụ 3 : HCO3 + H2O  H3O+ + CO23 Axit bazơ axit bazơ

3

HCO + H2O  H2CO3 + OH- Bazơ axit axit bazơ H2O HCO3 làlưỡng tính

CHÚ Ý:

+ Phân tử H2O, đóng vai trị axit hay bazơ H2O chất lưỡng tính + Theo thuyết Bron-stêt, axit bazơ phân tử ion

III HẰNG SỐ ĐIỆN LI AXIT VÀ BAZƠ

1 Hằng số phân li axit: Xét phân li CH3COOH nước

Cách 1: CH3COOH  H +

+CH3COO

(1) ; Ka =

3

H CH COO

CH COOH

 

   

   

 

 

Trong đó : [H+], [CH3COO-] [CH3COOH] nồng độ mol lúc cân

Cách 2: CH COOH3  H O2 H O3  CH COO3  (2) ;

 

3

a

3

H O CH COO

K

CH COOH

 

   

   



CHÚ Ý: + H2O cân (2) dung mơi, dung dịch lỗng nồng độ H2O coi số, nên khơng có mặt biểu thức tính K

+ Phương trình (1) viết theo thuyết A-rê-ni-ut, phương trình (2) viết theo thuyết Bron-stêt Hai cách viết cho kết giống nhau, nghĩa giá trị Ka nhau, H+ H3O+ khác cách viết

NHẬN XÉT:

+ Ka số phân li axit. Giá trị Ka phụ thuộc vào chất axit nhiệt độ + Giá trị Ka axit nhỏ, lực axit yếu

Thí dụ: 25oC, Ka CH3COOH 1,75.10-5 HClO 5,0.10-8  Lực axit HClO yếu CH3COOH

(6)

Biên soạn:HĨA HỌC MỖI NGÀY Website:www.hoahocmoingay.com

FB Fanpage & Youtube:Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com 2 Hằng số phân li bazơ

NH3 nước bazơ yếu : NH3 + H2O NH4 + OH-

b

3

[NH ][OH ] K

[NH ]

 

 [NH4], [OH-] [NH3] nồng độ mol lúc cân

CHÚ Ý:

+ Kb số phân li bazơ. Giá trị Kb phụ thuộc vào chất bazơ nhiệt độ + Giá trị Kb bazơ nhỏ, lực bazơ yếu

IV MUỐI 1 Định nghĩa

Muối hợp chất, tan nước phân li cation kim loại (hoặc cation NH4) anion gốc axit Thí dụ : (NH4)2SO4 2NH4 + SO24

NaHCO3  Na+ + HCO3

 Muối mà anion gốc axit khơng cịn hiđro có khả phân li ion H+ (hiđro có tính axit) gọi muối trung hồ.Thí dụ: NaCl, (NH4)2SO4, Na2CO3

 Nếu anion gốc axit muối cịn hiđro có khả phân li ion H+, muối gọi muối axit.Thí dụ: NaHCO3, NaH2PO4, NaHSO4,

CHÚ Ý: Một số muối Na2HPO3 NaH2PO2 cịn hiđro, muối trung hịa hiđro khơng có khả phân li ion H+

 Ngồi có số muối phức tạp thường gặp muối kép : NaCl.KCl; KCl.MgCl2.6H2O ;

phức chất : Ag(NH3)2Cl, Cu(NH3)4SO4,

2 Sự điện li muối nước

 Hầu hết muối (kể muối kép) khi tan nước phân li hoàn toàn cation kim loại (hoặc cation NH4) anion gốc axit:

K2SO4  2K+ + SO24 NaCl.KCl  Na+ + K+ + 2Cl NaHSO3  Na+ + HSO3

 Nếu anion gốc axit cịn chứa hiđro có tính axit, gốc phân li yếu H+

HSO  H+ + SO32

 Phức chất tan nước phân li hoàn toàn ion phức (ion phức nằm dấu móc vng), sau ion phức phân li yếu cấu tử thành phần

(7)

SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC pH

Biên soạn: HÓA HỌC MỖI NGÀY Website:www.hoahocmoingay.com FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com I - NƯỚC LÀ CHẤT ĐIỆN LI RẤT YẾU

1 Sự điện li nước

Nước chất điện li yếu : H2O  H+ + OH- (1) 2 Tích số ion nước

Hằng số H O

K gọi tích số ion nước, tích số số nhiệt độ xác định Ở 25oC :

2 H O

K = [H+].[OH-] = 1,0.10-14  nước có:

[H+] = [OH-] = 1,0 1014 = 1,0.10-7 (mol/l)  mơi trường trung tính mơi trường [H+] = [OH-] = 1,0.10-7M 3 Ý nghĩa tích số ion nước

a) Mơi trường axit :

Môi trường axit môi trường đó: [H+] > [OH-] hay [H+] > 1,0.10-7 M b) Môi trường kiềm:

Môi trường kiềm mơi trường : [H+] < [OH-] hay [H+] <1,0.10-7 M KẾT LUẬN

Môi trường trung tính : [H+] = 1,0.10-7M Mơi trường axit : [H+] > 1,0.10-7M Môi trường kiềm : [H+] < 1,0.10-7M II - KHÁI NIỆM VỀ pH CHẤT CHỈ THỊ AXIT - BAZƠ

1 Khái niệm pH

 Dung dịch thường dùng có nồng độ H+ nhỏ, để tránh ghi nồng độ H+ với số mũ âm, người ta dùng pH với quy ước sau :

+ [H+] = 1,0.10-pH M  Nếu [H+] = 1,0.10a M pH = a + pH = -lg[H+]

2 Chất thị axit - bazơ

Chất thị axit-bazơ chất có màu biến đổi phụ thuộc vào giá trị pH dung dịch Thí dụ: màu hai chất thị axit -bazơ quỳ phenolphtalein khoảng pH khác nhau:

Quỳ tím

Phenolphtalein pH < 8,3 không màu

pH  8,3 hồng Chú ý: Trong dung dịch xút đặc màu hồng bị biến

SỰ ĐIỆN LI CỦA NƯỚC pH CHẤT CHỈ THỊ AXIT-BAZƠ

Đỏ (pH  6) Tím Xanh (pH  8)

(8)

PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION

Biên soạn: HÓA HỌC MỖI NGÀY Website: www.hoahocmoingay.com FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com

I - ĐIỀU KIỆN XẢY RA PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION TRONG DUNG DỊCH

+ Phản ứng xảy dung dịch chất điện li phản ứng ion

+ Phản ứng trao đổi ion dung dịch chất điện li xảy ion kết hợp với tạo thành chất sau:

- Tạo thành chất kết tủa - Tạo thành chất điện li yếu.

- Tạo thành chất khí

Ví dụ 1: Cho dung dịch Na2SO4 tác dụng với dung dịch BaCl2

Phương trình phản ứng : Na2SO4 + BaCl2  2NaCl + BaSO4 

Phương trình ion đầy đủ: 2Na+ + SO24+ Ba2+ + 2Cl-2NaCl + BaSO4 

Phương trình ion rút gọn : Ba2+ + SO24  BaSO4

Phương trình ion rút gọn cho biết bản chất phản ứng dung dịch chất điện li.

Cách chuyển PTPƯ dạng phân tử  PT ion rút gọn Bước 1: + Chuyển tất chất điện li mạnhthành ion

+ Các chất khí, kết tủa, điện li yếu để nguyên dạng phân tử

+ Phương trình thu phương trình ion đầy đủ

Bước 2: Lược bỏ ion không tham gia phản ứng  phương trình ion rút gọn : Ba2+ + SO24  BaSO4

NHẬN XÉT: Muốn điều chế BaSO4 cần trộn dung dịch chứa ion Ba2+ dung dịch chứa ion

4 SO 

Ví dụ 2: Cho dung dịch NaOH tác dụng với dung dịch HCl

Phương trình phản ứng : HCl + NaOH  NaCl + H2O

Phương trình ion đầy đủ: H+ + Cl- + Na+ + OH-  Na+ + Cl- + H2O

Phương trình ion rút gọn : H+ + OH-  H2O

Ví dụ 3: Chodung dịch HCl tác dụng với dung dịch CH3COONa

Phương trình phản ứng : HCl + CH3COONa  CH3COOH + NaCl

Phương trình ion đầy đủ : H+ + Cl- + Na++ CH3COO-  CH3COOH + Cl- + Na+

Phương trình ion rút gọn : CH3COO- + H+  CH3COOH Ví dụ 4: Cho dung dịch HCl vào cốc đựng dung dịch Na2CO3

Phương trình phản ứng : 2HCl + Na2CO3 2NaCl + CO2 + H2O

Phương trình ion đầy đủ : 2H+ + 2Cl- + 2Na++ CO32- 2Na+ +2Cl- + CO2 + H2O

Phương trình ion rút gọn : 2H CO23 CO2  H O2

(9)

PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION

II PHẢN ỨNG THUỶ PHÂN CỦA MUỐI 1 Khái niệm thuỷ phân muối

Phản ứngtrao đổi ion muối nước phản ứng thuỷ phân muối

2 Phản ứng thuỷ phân muối

Chú ý quan trọng:

+ Cation kim loại sau Mg2+ bị thủy phân

+ Anion gốc axit yếu bị thủy phân

a) Muối trung hoà tạo cation của bazơ mạnh gốc axit yếu, tan nước gốc axit yếu bị thuỷ

phân làm cho dung dịch có tính kiềm (pH > 7,0)

Thí dụ: CH3COONa ; K2S ; Na2CO3

b) Muối trung hoà tạo cation của bazơ yếu gốc axit mạnh, tan nước, cation bazơ

yếu bị thuỷ phân làm cho dung dịch có tính axit (pH < 7,0)

Thí dụ: Fe(NO3)3, NH4Cl, ZnBr2

c) Muối trung hoà tạo cation của bazơ mạnh gốc axit mạnh, tan nước không bị thuỷ

phân, môi trường dung dịch trung tính (pH = 7,0)

Thí dụ: NaCl, KNO3, KI

d) Muối trung hoà tạo cation của bazơ yếu gốc axit yếu, tan nước cation anion

đều bị thuỷ phân Môi trường dung dịch phụ thuộc vào độ thuỷ phân hai ion [trường hợp

này cho kỳ thi]

THÍ DỤ MINH HỌA

Thí dụ 1. Khi xác định pH dung dịch CH3COONa nước, ta thấy pH >

Giải thích:

+ CH3COONa hồ tan nước phân li ion theo phương trình:

CH3COONa  Na+ + CH3COO

-+ Anion CH3COO- không bền nên phản ứng với H2O tạo chất điện li yếu CH3COOH

CH3COO- + HOH  CH3COOH + OH

- Các anion OH- giải phóng, nên mơi trường có pH >

Thí dụ 2. pH dung dịch Fe(NO3)3 nhỏ

Giải thích:

+ Do cation Fe3+ không bền nên tác dụng với H2O tạo thành chất điện li yếu Fe(OH)2+:

Fe3+ + HOH  Fe(OH)2+ + H+

+ Nồng độ H+ tăng lên phản ứng, nên dung dịch có pH <

Thí dụ 3. Khi hoà tan (CH3COO)2Pb nước, hai ion Pb2+ CH3COO- bị thuỷ phân Môi

trường axit hay kiềm phụ thuộc vào độ thuỷ phân hai ion

Thí dụ 4. Những muối axit NaHCO3, KH2PO4, K2HPO4 hoà tan nước điện li

anion HCO , H PO , HPO3 2 4 24 Các ion lưỡng tính Chúng phản ứng với H2O, môi trường

(10)

KHÁI QUÁT NHÓM NITƠ

Biên soạn:HĨA HỌC MỖI NGÀY Website: www.hoahocmoingay.com

FB Fanpage & Youtube:Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com

I - VỊ TRÍ CỦA NHĨM NITƠ TRONG BẢNG TUẦN HỒN

+ Nhóm nitơ gồm nguyên tố : nitơ (N), photpho (P), asen (As), antimon (Sb) bitmut (Bi) + Chúng thuộc nguyên tố p.

Một số tính chất nguyên tố nhóm nitơ

Nitơ Photpho Asen Antimon Bitmut Nhận xét

Số hiệu nguyên tử 15 33 51 83 Tăng dần Nguyên tử khối 14,01 30,97 74,92 121,75 208,98 Tăng dần Cấu hình electron lớp ngồi

cùng 2s

2

2p3 3s23p3 4s24p3 5s25p3 6s26p3 Đều có e lớp ngồi Bán kính ngun tử (nm) 0,070 0,110 0,121 0,141 0,146 Tăng dần Độ âm điện 3,04 2,19 2,18 2,05 2,02 Giảm dần Năng lượng ion hoá thứ

(kJ/mol) 1402 1012 947 834 703

Giảm dần

II - TÍNH CHẤT CHUNG CỦA CÁC NGUN TỐ NHĨM NITƠ 1 Cấu hình electron nguyên tử

 Lớp electron nguyên tử ns2np3,có electron

  

ns2 np

 Ở trạng thái bản, nguyên tử nguyên tố nhóm nitơ có 3 electron độc thân, số hợp chất chúng có hố trị ba

 Đối với nguyên tử nguyên tố P, As, Sb Bi trạng thái kích thích, electron cặp electron phân lớp ns chuyển sang obitan d trống phân lớp nd

 trạng thái kích thích nguyên tử nguyên tố có 5 electron độc thân chúng có hố trị năm hợp chất

2 Sự biến đổi tính chất đơn chất a)Tính oxi hố - khử

 Các ngun tố nhóm nitơ có số oxi hố cao +5 Ngồi ra, chúng cịn có số oxi hố +3 -3 Riêng ngun tử nitơ cịn có thêm số oxi hoá +1, +2, +4

 Ngun tử ngun tố nhóm nitơ thể tínhoxi hố tính khử  Khả oxi hố giảm dần từ nitơ đến bitmut

b) Tính kim loại - phi kim

Đi từ nitơ đến bitmut, tính phi kimgiảm dần, đồng thời tính kim loại tăng dần 3 Sự biến đổi tính chất hợp chất

(11)

Biên soạn:HÓA HỌC MỖI NGÀY Website: www.hoahocmoingay.com

a)Hợp chất với hiđro

 Tất nguyên tố nhóm nitơ tạo hợp chất khí với hiđro (hiđrua), có cơng thức chung RH3

 Độ bền nhiệt giảm dần từ NH3 đến BiH3  Dung dịch chúng khơng có tính axit b)Oxit hiđroxit

 Từ nitơ  bitmut, tính axit oxit hiđroxit tương ứng giảm dần đồng thời tính bazơ chúng tăng dần

 Độ bền hợp chất với số oxi hoá +3 tăng, độ bền hợp chất với số oxi hố +5 nói chung giảm

 Các oxit nitơ photpho với số oxi hoá +5 (N2O5, P2O5) oxit axit, hiđroxit chúng axit (HNO3, H3PO4)

(12)

LÍ THUYẾT: NITƠ

Biên soạn: HĨA HỌC MỖI NGÀY Website: www.hoahocmoingay.com FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com I - CẤU TẠO PHÂN TỬ

+ Ngun tử nitơ có cấu hình electron 1s22s22p3, phân lớp ngồi có electron độc thân + Nằm thứ 7, nhóm VA, chu kỳ bảng tuần hoàn

+ Hai nguyên tử nitơ liên kết với ba liên kết cộng hoá trị khơng có cực, tạo thành phân tử N2

II - TÍNH CHẤT VẬT LÍ

 Ở điều kiện thường, nitơ chất khí khơng màu, khơng mùi, khơng vị, hơi nhẹ khơng khí, hố lỏng 196oC, hố rắn 210oC

 Khí nitơ tan nước

 Nitơ khơng trì cháy sự sống III - TÍNH CHẤT HỐ HỌC

 Vì có liên kết ba với lượng liên kết lớn (ENN = 946 kJ/mol) nên phân tử nitơ bền Ở nhiệt độ thường, nitơ trơ mặt hoá học nhiệt độ cao nitơ trở nên hoạt động tác dụng với nhiều chất

 Nguyên tử nitơ phi kim hoạt động, độ âm điện nhỏ độ âm điện flo oxi Tuỳ thuộc vào độ âm điện chất phản ứng mà nitơ thể tính oxi hố hay tính khử Tuy nhiên,

tính oxi hố trội tính khử

1 Tính oxi hố

a) Tác dụng với hiđro

o

o t , P

2 2 3

xt

N 3H NH





  ; H = -92 kJ

 Đây phản ứng thuận nghịch toả nhiệt

b) Tác dụng với kim loại

Ở nhiệt độ thường, nitơ chỉ tác dụng với kim loại liti, tạo thành liti nitrua:

2

6Li  N 

3

2Li N



Ở nhiệt độ cao, nitơ tác dụng với số kim loại Ca, Mg, Al, 3Mg + N2

o t

 Mg3N2 (magie nitrua)

2Al + N2 o t

2AlN (nhôm nitrua) CHÚ Ý: Các nitrua kim loại nước bị thủy phân hoàn toàn

(13)

LÍ THUYẾT: NITƠ

Mg3N2 + 6H2O  3Mg(OH)2 + 2NH3 2 Tính khử

Ở nhiệt độ khoảng 3000oC (hoặc nhiệt độ lò hồ quang điện), nitơ kết hợp trực tiếp với oxi tạo khí nitơ monooxit NO :

0

2

N O

o t  

2

2 NO 

; H = +180 kJ CHÚ Ý: + Đây phản ứng thuận nghịch thu nhiệt

+ Trong thiên nhiên khí NO tạo thành có giơng

+ Ở điều kiện thường, khí NO khơng màu kết hợp với oxi khơng khí, tạo khí nitơ đioxitNO2 màu nâu đỏ

 

2

2(kk)

2 NO O  NO4 

KIẾN THỨC BỔ SUNG + N2KHÔNG phản ứng trực tiếp với halogen lưu huỳnh

+ Các oxit khác nitơ: N2O, N2O3, N2O5KHÔNG điều chế từ phản ứng trực tiếp nitơ oxi

IV - TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ ĐIỀU CHẾ 1 Trạng thái tự nhiên

Trong tự nhiên, nitơ tồn dạng tự dạng hợp chất

 Ở dạng tự do, nitơ chiếm khoảng 80% thể tích khơng khí Nitơ thiên nhiên hỗn hợp hai đồng vị : 147N (99,63%) 157N(0,37%)

Ở dạng hợp chất, nitơ có nhiều khống vật natri nitrat (NaNO3) với tên gọi diêm tiêu natri Nitơ cịn có thành phần protein, axit nucleic, nhiều hợp chất hữu thiên nhiên

2 Điều chế

a) Trong công nghiệp (phương pháp chưng cất phân đoạn khơng khí lỏng)

Sau loại bỏ CO2 nước, khơng khí hoá lỏng áp suất cao nhiệt độ thấp Nâng dần nhiệt độ, đến 196oC nitơ sơi tách khỏi oxi lỏng oxi có nhiệt độ sơi cao (183oC)

b) Trong phịng thí nghiệm.

+ Đun nóng dung dịch bão hồ muối amoni nitrit: NH4NO2

o t

 N2 + 2H2O

Có thể thay muối amoni nitrit bền dung dịch natri nitrit (NaNO2) amoni clorua (NH4Cl) :

NH4Cl + NaNO2 o t

 N2 + NaCl + 2H2O + Nhiệt phân (NH4)2Cr2O7 :

(NH4)2Cr2O7 o t

(14)

AMONIAC VÀ MUỐI AMONI

A AMONIAC

I - CẤU TẠO PHÂN TỬ

H : N : H

H

|

H N H

H

 

Công thức electron Cơng thức cấu tạo

 Phân tử NH3 có cấu tạo hình chóp, với ngun tử nitơ đỉnh, đáy tam giác mà đỉnh ba

nguyên tử hiđro

 NH3 phân tử có cực : N có dư điện tích âm, ngun tử H có dư điện tích dương

II TÍNH CHẤT VẬT LÍ

 Amoniac chất khí khơng màu, mùi khai xốc, nhẹ khơng khí  thu khí NH3 cách đẩy khơng khí (úp ngược bình)

 Khí NH3 tan nhiều nước

 Amoniac tan nước tạo thành dung dịch amoniac Dung dịch amoniac đậm đặc thường có nồng độ 25% (D = 0,91 g/cm3)

III - TÍNH CHẤT HỐ HỌC 1 Tính bazơ yếu

a) Tác dụng với nước

 Khi tan nước, một phần nhỏ phân tử amoniac kết hợp với ion H+ nước, tạo thành ion amoni (NH )4 ion hiđroxit (OH-)

NH3 + H2O  NH4 + OH

- Trong dung dịch, amoniac bazơ yếu : 25oC, số điện li bazơ Kb = 1,8.10-5

 Dung dịch amoniac làm cho phenolphtalein từ không màu chuyển sang màu hồng, quỳ tím chuyển sang màu xanhdùng giấy quỳ tím tẩm ướt để nhận khí amoniac

b) Tác dụng với axit

Với H2SO4: 2NH3 + H2SO4  (NH4)2SO4 NH3 + H2SO4  NH4HSO4

Với HCl: NH3 (k) + HCl (k)  NH4Cl (r) (*)

CHÚ Ý: Phản ứng (*) cho tượng “khói” màu trắng xuất "Khói" hạt nhỏ li ti tinh thể muối amoni clorua NH4Cl  Dùng phản ứng để nhận khí amoniac

c) Tác dụng với dung dịch muối

Dung dịch amoniac có khả làm kết tủa nhiều hiđroxit kim loại tác dụng với dung dịch muối chúng

(15)

FB Fanpage & Youtube:Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com Ví dụ: AlCl3 + 3NH3 + 3H2O  Al(OH)3 + 3NH4Cl

Al3++ 3NH3 + 3H2O  Al(OH)3 + 3NH4+ Hoặc FeSO4 + 2NH3 + 2H2O  Fe(OH)2+ (NH4)2SO4

Fe2++ 2NH3 + 2H2O  Fe(OH)2 + 2NH4+

2 Khả tạo phức

 Dung dịch amoniac có khả hồ tan hiđroxit hay muối tan số kim loại, tạo thành dung dịch phức chất.

Thí dụ : Cu(OH)2 + 4NH3  [Cu(NH3)4](OH)2 Cu(OH)2 + 4NH3  [Cu(NH3)4]2+ + 2OH

(xanh thẫm)

Zn(OH)2 + 4NH3  [Zn(NH3)4](OH)2 AgOH + 2NH3  [Ag(NH3)2]OH

AgCl + 2NH3  [Ag(NH3)2]Cl AgCl + 2NH3  [Ag(NH3)2]+ + Cl

-CHÚ Ý: Sự tạo thành ion phức [Cu(NH3)4] 2+

, [Ag(NH3)2] +

, xảy phân tử amoniac kết hợp với các ion Cu2+, Zn2+, Ag+, liên kết cho - nhận cặp electron chưa sử dụng nguyên tử nitơ với obitan trống ion kim loại

CHÚ Ý QUAN TRỌNG:

Cho từ từ đến dư dung dịch NH3 vào dung dịch CuSO4 Hãy cho biết tượng xảy ra ?

+ Ban đầu xuất kết tủa màu xanh:

CuSO4 + 2NH3 + 2H2O Cu(OH)2 + (NH4)2SO4

+ Sau đó, kết tủa bị hòa tan thành dung dịch xanh thẫm:

Cu(OH)2 + 4NH3  [Cu(NH3)4](OH)2

(HS làm tương tự cho NH3 cho từ từ đến dư vào dd ZnCl2 AgNO3)

3 Tính khử

a) Tác dụng với oxi :

 Khi đốt khí oxi, amoniac cháy với ngọn lửa màu vàng 

  

o

3

t C

3 2

4 NH 3O 2N 6H O

 Khi đốt amoniac oxi khơng khí có mặt chất xúc tác:

 

 o 

3

Pt,t C

3 2

4NH 5O 4NO 6H O

b) Tác dụng với clo :

Dẫn khí NH3 vào bình chứa khí clo, NH3 tự bốc cháy tạo lửa có "khói" trắng 

  

3

3 2

2NH 3Cl N 6HCl (1)

LƯU Ý: + "Khói" trắng hạt NH4Cl sinh khí HCl vừa tạo thành hố hợp với NH3

+ Thường dùng phản ứng (1) tạo “khói” trắng để loại khí độc Cl2 phịng thí nghiệm

c) Tác dụng với oxit kim loại

Khi đun nóng, NH3 khử CuO màu đen tạo Cu màu đỏ, nước khí N2 : o

3

t

2

3

2NH 3CuO 3Cu N 3H O



(16)

IV - ỨNG DỤNG

 Amoniac sử dụng để sản xuất axit nitric

 Sản xuất loại phân đạm NH4NO3, (NH4)2SO4, urê,  Điều chế hiđrazin N2H4 làm nhiên liệu cho tên lửa

 Amoniac lỏng dùng làm chất gây lạnh máy lạnh

V - ĐIỀU CHẾ

1 Trong phòng thí nghiệm

 Khí amoniac điều chế cách cho muối amoni tác dụng với kiềm đun nóng nhẹ 2NH4Cl + Ca(OH)2

o

t

 2NH3 + CaCl2 + 2H2O

LƯU Ý: + Muốn điều chế nhanh lượng nhỏ khí amoniac, người ta thường đun nóng dung dịch amoniac đậm đặc + Để làm khơ khí, người ta cho khí NH3 vừa tạo thành có lẫn nước qua bình đựng vơi sống (CaO)

2 Trong cơng nghiệp

N2(k) + 3H2(k)  2NH3(k) ; H = -92 kJ

LƯU Ý: Thực phản ứng nhiệtđộ khoảng 450 - 500oC, áp suất khoảng 200 - 300 atm dùng chất xúc tác sắt kim loại trộn thêm Al2O3, K2O.

B MUỐI AMONI I - TÍNH CHẤT VẬT LÍ

 Muối amoni chất tinh thể ion, phân tử gồm cation amoni NH4 anion gốc axit  Tất muối amoni dễ tan nước tan phân li hoàn tồn thành ion  Ion NH4 khơng có màu dung dịch bị thủy phân tạo môi trường axit:

+ +

4 3

NH + H O  NH + H O

II - TÍNH CHẤT HỐ HỌC

1 Tác dụng với dung dịch kiềm  khí NH3 bay

Thí dụ : (NH4)2SO4 + 2NaOH  o

t

2NH3 + Na2SO4 + 2H2O    to  

4

NH OH NH H O

trong dung dịch ion NH4 axit

Phản ứng sử dụng để nhận biết ion NH4

2 Phản ứng nhiệt phân

Khi đun nóng, các muối amoni dễ bị nhiệt phân huỷ, tạo sản phẩm khác a) Muối amoni chứa gốc axit khơng có tính oxi hóa 

o

t C

NH3 NH4Cl (r) 

o

t C

NH3 + HCl Ở nhiệt độ thường: (NH4)2CO3  NH3 + NH4HCO3

NH4HCO3  NH3 + CO2 + H2O dùng muối NH4HCO3 để làm cho bánh trở nên xốp

b) Muối amoni chứa gốc axit có tính oxi hóa 

o

t C

N2, N2O (đinitơ oxit) nước NH4NO2 

o

t C

N2 + 2H2O ; NH4NO3 

o

t C

(17)

AXIT NITRIC & MUỐI NITRAT

A AXIT NITRIC

I - CẤU TẠO PHÂN TỬ  Phân tử HNO3 có cấu tạo :

 Trong hợp chất HNO3, nguyên tố nitơ có số oxi hố cao +5

II - TÍNH CHẤT VẬT LÍ

 Axit nitric tinh khiết chất lỏng khơng màu, bốc khói mạnh khơng khí ẩm, khối lượng riêng 1,53 g/cm3, sôi 86oC

 Axit nitric tinh khiết kém bền, nhiệt độ thường có ánh sáng bị phân huỷ phần tạo NO2 Khí tan vào dung dịch axit, làm cho dung dịch có màu vàng

4HNO3  4NO2 + O2 + 2H2O

 Axit nitric tan nước theo tỉ lệ Trên thực tế thường dùng loại axit đặc có nồng độ 68%, D = 1,40 g/cm3

III - TÍNH CHẤT HỐ HỌC 1 Tính axit

 Axit nitric axit mạnh, phân li hoàn toàn thành H+ NO3 HNO3  H+ + NO3

- Dung dịch HNO3 có đầy đủ tính chất dung dịch axit :

+ Làm quỳ tím đổi thành màu đỏ

+ Tác dụng với oxit bazơ tạo muối nitrat nước

CuO + 2HNO3  Cu(NO3)2 + H2O

+ Tác dụng với bazơ tạo muối nitrat nước

Ca(OH)2 + 2HNO3  Ca(NO3)2 + 2H2O

+Tác dụng với muối axit yếu

CaCO3 + 2HNO3 Ca(NO3)2 + CO2+ H2O

 Axit nitric axit có tính oxi hố mạnh

 Tuỳ thuộc vào nồng độ axit bản chất chất khử nhiệt độ phản ứng mà HNO3

bị khử đến số sản phẩm khác nitơ : NO2 , NO , N2O , N2 , NH4NO3 a) Với kim loại

 HNO3 oxi hóa hầu hết kim loại (trừ Au Pt) khơng giải phóng khí H2 , ion NO3 có khả oxi hoá mạnh H+ Khi đĩ, kim loại bị oxi hố đến mức oxi hố cao tạo muối nitrat

 HNO3 đặc nóng cho sản phẩm khử khí NO2 (nâu đỏ) HNO3 lỗng thường cho sản phẩm khử

là khí NO (khơng màu, hóa nâu đỏ khơng khí), với kim loại đủ mạnh có sản phẩm khử sâu N2O, N2, NH4NO3

AXIT NITRIC VÀ MUỐI NITRAT

H O N

O

(18)

* Với HNO3 đặc, nóng: sản phẩm khử khí

+4

N O (nâu đỏ)

Tổng quát:

0 +5 +n +4

3(đặc,nóng) n 2

M + 2nH N O M (NO ) + n N O + nH O

Ví dụ:

0 +5 +3 +4

3(đặc,nóng) 3 2

Fe + 6H N O Fe(NO ) + 3N O + 3H O

  

   

0

3 2

Cu 4HNO (đặc) Cu(NO ) 2N O 2H O

0 +5 +1 +4

3(đặc,nóng) n 2

Ag + 2H N O Ag(NO ) + N O + H O

* Với HNO3 lỗng: sản phẩm khử thường khí

+2

N O(không màu), KL trung bình, yếu

Tổng quát:

0 +5 +n +4

3(đặc,nóng) n

3M + 4nH N O  3M (NO ) + n N O + 2nH O

Ví dụ:

0 +5 +3 +2

3(loãng) 3

Fe + 4H N O Fe(NO ) + N O + 2H O

0 2

3 2

3Cu 8HNO (lo·ng) C u(NO ) 2N O 4H O

  

   

0 +5 +1 +2

3(loãng)

3Ag + 4H N O  3Ag NO + N O + 2H O

 Riêng với kim loại đủ mạnh ( Mg, Zn, Al, kể Fe), nồng độ HNO3 loãng nhiệt độ

khá lạnh, ngồi sản phẩm khử thơng thường NO, cịn có sản phẩm khử sâu +1

2 N O,

o 2

N 3

4 3

N H NO

Thí dụ : Cho bột kẽm vào dung dịch HNO3 lỗng lạnh, phản ứng có thể:

0 +5 +2 +2

3 2

0 +5 +2 +1

2

3 2

0 +5 +2

2

3 2

0 +5 +2 -3

3

3Zn + 8H N O Zn (NO ) + 2N O + 4H O

4Zn + 10H N O Zn (NO ) + N O + 5H O

5Zn + 12H N O Zn (NO ) + N + 6H O

4Zn + 10H N O Zn (NO ) + N H NO + 3H O



CHÚ Ý: + Fe, Al, Cr bị thụ động hoá dung dịch HNO3 đặc, nguội H2SO4 đặc nguội

+ Nước “cường toan” hay “cường thủy” hỗn hợp thể tích dung dịch HNO3 đặc với thể tích dung dịch HCl

đặc có khả hòa tan kim loạikể vàng bạch kim:

Au + HNO3 + 3HCl  AuCl3 + NO  + 2H2O

b) Với phi kim

Khi đun nóng, axit nitric đặc oxi hoá nhiều phi kim C, S, P, I2, Thí dụ :

  

   

o

0

t

3 2

(19)

o

0 +5 +5 +2 t

3

0 +5 +4 +4 +2 t

3 2 +5 +5 +2

t

2 3 3 2

3 P + 5H N O + 2H O 3H P O + 5N O C + 4H N O (đặc) CO + N O + N O I + 10H N O 6HIO + 10 N O + 2H O

   c) Với hợp chất

 Khi đun nóng, HNO3 oxi hố nhiều hợp chất có chứa nguyên tố có số oxi hóa chưa cực đại H2S, HI, SO2, FeO, muối sắt (II),

Thí dụ :

2

3H S 2HNO (lo·ng) 3S 2N O 4H O

  

   

+2 +5 +3 +2

3(loãng) 3

3 Fe O + 10H N O  Fe(NO ) + N O + 5H O

 Nhiều chất hữu bị phá huỷ bốc cháy tiếp xúc với HNO3 đặc

 HNO3 hoá chất quan trọng

 Phần lớn HNO3 sản xuất cơng nghiệp dùng để điều chế phân bón NH4NO3

 HNO3 dùng để sản xuất thuốc nổ (thí dụ TNT, ), thuốc nhuộm, dược phẩm

V - ĐIỀU CHẾ

1 Trong phịng thí nghiệm

NaNO3(r) + H2SO4(đặc)

o t

 HNO3 + NaHSO4 CHÚ Ý: Phương pháp dùng để điều chế lượng nhỏ HNO3bốc khói (đậm đặc)

2 Trong cơng nghiệp

HNO3 sản xuất từ amoniac Quá trình sản xuất gồm ba giai đoạn :

 Oxi hoá khí amoniac oxi khơng khí: 4NH3 + 5O2

o Pt, t C

 4NO + 6H2O ; H = - 907 kJ

Oxi hoá NO thành NO2:

2NO + O2  2NO2

Chuyển hoá NO2 thành HNO3:

4NO2 + 2H2O + O2  4HNO3

B MUỐI NITRAT

Muối nitrat muối axit nitric I - TÍNH CHẤT CỦA MUỐI NITRAT

1 Tính chất vật lí

 Tất muối nitrat tan nhiều nước chất điện li mạnh

 Ion NO3 khơng có màu, nên màu số muối nitrat màu cation kim loại muối tạo nên Thí dụ: Cu(NO3)2 có màu xanh

 Một số muối nitrat NaNO3, NH4NO3 , dễ bị chảy rữa

2 Tính chất hố học

Các muối nitrat bền với nhiệt, chúng bị phân huỷ đun nóng

a) Muối nitrat kim loại hoạt động mạnh (trước Mg) t Co muối nitrit O2

2M(NO3)n

o t C

(20)

FB Fanpage & Youtube:Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com Thí dụ : 2KNO3

o

t

 2KNO2 + O2

NGOẠI LỆ: 2Ba(NO3)2

o

t

2BaO + 4NO2 + O2

b) Muối nitrat kim loại từ Mg  Cu t Co

 oxit kim loại + NO2 + O2

2M(NO3)n

o t C

M2On + 2nNO2+

n 2O2

Thí dụ : 2Mg(NO3)2

o

t

 2MgO + 4NO2 + O2

c) Muối kim loại hoạt động (sau Cu) t Co

kim loại + NO2 + O2

M(NO3)n

o t C

M + nNO2+

n 2O2

Thí dụ : 2AgNO3

o

t

 2Ag + 2NO2 + O2

CHÚ Ý: Ở nhiệt độ cao, muối nitrat phân huỷ oxi nên chúng chất oxi hoá mạnh

NHẬN XÉT:  Nhiệt phân muối nitrat kim loại tạo O2

 Khối lượng chất rắn giảm sau phản ứng nhiệt phân = tổng khối lượng chất khí tạo thành  Dạng tập thường tính: chất rắn sau phản ứng, thể tích khí hiệu suất

(HS xem thêm chuyên đề Thầy soạn giảng dạy lớp)

3 Nhận biết ion nitrat

 Trong mơi trường trung tính: ion NO3 khơng có tính oxi hố  Khi có mặt ion H+: ion NO3 thể tính oxi hố giống HNO3

 Vì để nhận ion NO ,3 người ta đun nóng nhẹ dung dịch chứa NO3 với Cu H2SO4 loãng : 3Cu + 8H+ + 2NO3  3Cu2+ + 2NO + 4H2O

(dd xanh) (không màu)

2NO + O2  2

(nâu đỏ) 2NO

 Phản ứng tạo dung dịch màu xanh khí khơng màu đổi màu nâu đỏ miệng ống nghiệm (HS thuộc lịng phương trình ion muốn thi ĐH-CĐ đạt điểm cao!!!)  Trong môi trường kiềm: ion NO3 bị Be, Zn, Al khử đến NH3

4Zn + KNO3 + 7KOH  4K2ZnO2 + NH3 + 2H2O

8Al + 3NaNO3 + 5NaOH + 2H2O 8NaAlO2 + 3NH3

II - ỨNG DỤNG CỦA MUỐI NITRAT

 Các muối nitrat sử dụng chủ yếu để làm phân bón hố học (phân đạm) nơng nghiệp, thí dụ: NH4NO3,NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2

 Kali nitrat sử dụng để chế thuốc nổ đen (thuốc nổ có khói) Thuốc nổ đen chứa 75% KNO3, 10% S 15% C Khi thuốc nổ có phản ứng xảy ra:

2KNO3 + 3C + S

o t C

(21)

LÍ THUYẾT: PHOTPHO

I VỊ TRÍ VÀ CẤU HÌNH ELECTRON NGUN TỬ

 Photpho thứ 15, nhóm VA, chu kì bảng tuần hồn  Cấu hình electron nguyên tử photpho: 1s22s22p63s23p3

 Do lớp ngồi có electron, nên hợp chất, hóa trị photpho Ngồi ra, số hợp chất, photpho cịn có hóa trị

II TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Đơn chất photpho tồn số dạng thù hình, quan trọng photpho trắng

photpho đỏ 1 Photpho trắng

 Photpho trắng chất rắn suốt, màu trắng (hoặc vàng nhạt), trơng giống sáp, có cấu trúc mạng tinh thể phân tử Do đó, photpho trắng mềm, dễ nóng chảy (tnc = 44,1oC)

 Photpho trắng không tan nước, tan nhiều dung môi hữu

như benzen, cacbon đisunfua, ete, , rất độc, gây bỏng nặng rơi vào da

 Photpho trắng bốc cháy khơng khí nhiệt độ 40oC, nên bảo quản cách ngâm nước Ở nhiệt độ thường, photpho trắng phát quang màu lục nhạt trong bóng tối Khi đun nóng đến nhiệt độ 250oC khơng có khơng khí, photpho trắng chuyển dần thành photpho đỏ dạng bền

2 Photpho đỏ

 Photpho đỏ chất bột màu đỏ có cấu trúc polime, nên khó nóng chảy khó bay photpho trắng

Cấu trúc polime photpho đỏ

 Photpho đỏ không tan dung môi thông thường, dễ hút ẩm chảy rữa, bền khơng khí ở nhiệt độ thường không phát quang bóng tối Nó bốc cháy nhiệt độ 250oC Khi

đun nóng khơng có khơng khí, photpho đỏ chuyển thành hơi, làm lạnh ngưng tụ lại

thành photpho trắng

 Trong phịng thí nghiệm, người ta thường sử dụng photpho đỏ

SỰ CHUYỂN ĐỔI QUA LẠI CỦA:PHOTPHO TRẮNG PHOTPHO ĐỎ

III - TÍNH CHẤT HỐ HỌC

PHOTPHO

(22)

 Do liên kết phân tử photpho bền phân tử nitơ nên ở điều kiện thường photpho hoạt động hoá học mạnh nitơ, độ âm điện photpho (2,19) nhỏ nitơ (3,04)

 Trong hai dạng thù hình, photpho trắng hoạt động photpho đỏ Để đơn giản, phản ứng hoá học người ta viết phân tử photpho dạng một nguyên tử P

 Khi tham gia phản ứng hoá học, số oxi hoá photpho tăng từ đến +3 +5, giảm từ đến -3, nên photpho thể tính khửvà tính oxi hố

 Photpho thể rõ rệt tính oxi hố khi tác dụng với số kim loại hoạt động, tạo photphua kim loại

Thí dụ : 3Ca +

0

2P to

3 Ca P  (canxi photphua) 3Na +

0

P to

3

Na P (natri photphua) 3Zn +

0

2P to

3

Zn P (kẽm photphua)

CHÚ Ý: Zn3P2 thành phần “thuốc chuột”, dễ bị thủy phân tạo photphin (chất độc) tác nhân gây chuột chết

Zn3P2 + 6H2O  3Zn(OH)2 + 2PH3  Tác dụng với H2:

3H2 +

P to

3

2 P H (photphin)

CHÚ Ý: + Hơi PH3 độc, 150 o

C bị bốc cháy khơng khí: 2PH3 + 4O2

o

t

P2O5 + 3H2O

+ PH3 sinh thối rữa xác động thực vật, có lẫn điphotphin P2H4 tự bốc cháy phát ánh sáng xanh tượng “ma trơi”

2 Tính khử

a) Tác dụng với oxi

Thiếu oxi :

0

4P + 3O2

o

t C



3

2

2 P O 

(điphotpho trioxit)

Dư oxi :

0

4P + 5O2

o

t C



5

2

2 P O 

(điphotpho pentaoxit) b) Tác dụng với clo

Thiếu clo :

0

2P + 3Cl2

o

t C



3

2 P Cl 

(photpho triclorua)

Dư clo :

0

2P + 5Cl2

o

t C



5

2 P Cl 

(photpho pentaclorua)

c) Tác dụng với hợp chất

Photpho tác dụng dễ dàng với hợp chất có tính oxi hố mạnh HNO3 đặc, KClO3, KNO3,

K2Cr2O7,

Thí dụ : 6P + 5KClO3

o

t C

 3P2O5 + 5KCl

6P + 5K2Cr2O7

o

t C

 5K2O + 5Cr2O3 + 3P2O5

(23)

Biên soạn:HĨA HỌC MỖI NGÀY Website: www.hoahocmoingay.com

Với HNO3 đặc: P + 5HNO3(đặc)

o

t C

 H PO3 4 + 5NO2 + H2O

 Phần lớn photpho sản xuất dùng để sản xuất axit photphoric, phần lại chủ yếu dùng sản xuất diêm

 Ngoài ra, photpho cịn dùng vào mục đích qn : sản xuất bom, đạn cháy, đạn khói, V - TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN ĐIỀU CHẾ

1 Trong tự nhiên không gặp photpho trạng thái tự do hoạt động mặt hố học

 Phần lớn photpho vỏ Trái Đất nằm dạng muối axit photphoric Hai khoáng vật photpho apatit 3Ca3(PO4)2.CaF2 photphorit Ca3(PO4)2

 Ngồi ra, photpho cịn có trong protein thực vật (hạt, quả, ) ; trong xương, răng, bắp thịt, tế bào não, người động vật

2 Điều chế

Trong công nghiệp, photpho sản xuất cách nung hỗn hợp quặng photphorit, cát than cốc 1200oC lò điện :

Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C

o

t C

 3CaSiO3 + 2P + 5CO

(24)

AXIT PHOTPHORIC & MUỐI

I – ĐIPHOTPHO PENTAOXIT P2O5 1 Tính chất vật lí

P2O5 chất rắn, màu trắng, rất háo nước dùng để làm khô nhiều chất

2 Tính chất hóa học: Mang đầy đủ tính chất oxit axit  Tác dụng với H2O: P2O5 + H2O  2H3PO4

 Tác dụng với dung dịch kiềm tạo muối tùy theo tỉ lệ mol P2O5 + 2NaOH + H2O 1 : 2 2NaH2PO4

P2O5 + 4NaOH 1 : 4 2Na2HPO4 + H2O

P2O5 + 6NaOH 1 : 6 2Na3PO4 + 3H2O

 Tác dụng với oxit bazơ (tan): P2O5 + 3CaO  Ca3(PO4)2

II - AXIT PHOTPHORIC 1 Cấu tạo phân tử

 Phân tử H3PO4 có cấu tạo :

H O

H O P O

H O 

 



H O

H O P O

H O 

 



 Trong hợp chất H3PO4, photpho có số oxi hố cao +5

 Axit photphoric, cịn gọi axit orthophotphoric (H3PO4) chất tinh thể, suốt, không

màu, nóng chảy 42,5oC, háo nước nên dễ chảy rữa, tan nước theo tỉ lệ  Axit photphoric thường dùng dung dịch đặc, sánh, có nồng độ 85%

a)Tính oxi hố - khử:

 Khác với nitơ, photpho mức oxi hoá +5 bền hơn  axit photphoric khó bị khử, khơng có

tính oxi hố như axit nitric

b)Tác dụng nhiệt:

 Khi đun nóng đến khoảng 200 - 250oC, axit photphoric mất bớt nước, biến thành axit điphotphoric H4P2O7 :

2H3PO4 o t C

H4P2O7 + H2O

 Tiếp tục đun nóng đến khoảng 400 - 500oC, axit điphotphoric lại bớt nước, biến thành axit metaphotphoric :

H4P2O7 o t C

2HPO3 + H2O

 Các axit HPO3, H4P2O7 lại kết hợp với nước để tạo axit H3PO4

c)Tính axit

Axit H3PO4 triaxit, có độ mạnh trung bình Trong dung dịch phân li theo ba nấc

Nấc : H3PO4  H+ + H PO2 4 ; K1 = 7,6.10-3

(25)

AXIT PHOTPHORIC & MUỐI

Nấc : H PO2 4  H+ + 2

HPO ; K2 = 6,2.10-8

Nấc : HPO24  H+ + PO34 ; K3 = 4,4.10-13

 dung dịch H3PO4 có phân tử H3PO4 không phân li, ion H+, H PO2



, HPO24 photphat PO34 (không kể H+ OH- nước phân li ra)

Dung dịch H3PO4 có tính chất chung axit như: làm đổi màu quỳ tím thành đỏ, tác dụng

với oxit bazơ, bazơ, muối, kim loại,

Khi tác dụng với oxit bazơ bazơ, tuỳ theo tỉ lệ mol chất tác dụng mà axit photphoric tạo muối trung hoà, muối axit hỗn hợp muối:

Thí dụ : H3PO4 + NaOH 1 : NaH2PO4 + H2O

H3PO4 + 2NaOH 1 : 2Na2HPO4 + 2H2O

H3PO4 + 3NaOH 1 : Na3PO4 + 3H2O

4 Điều chế ứng dụng

a) Trong phịng thí nghiệm: P + 5HNO3(đặc)

o t C

 H PO3 4 + 5NO2 + H2O

b) Trong công nghiệp :

 Cho H2SO4 đặc tác dụng với quặng photphorit quặng apatit:

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 o t C

3CaSO4 + 2H3PO4

 Axit H3PO4 điều chế phương pháp khơng tinh khiết, có chất lượng thấp

 Để điều chế H3PO4 có độ tinh khiết nồng độ cao hơn, người ta đốt cháy photpho để P2O5,

rồi cho P2O5 tác dụng với nước:

4P + 5O2 o

t

 2P2O5 ; P2O5 + 3H2O 2H3PO4

III - MUỐI PHOTPHAT

 Muối photphat muối axit photphoric

 Axit photphoric tạo ba loại muối : muối photphat trung hoà hai muối photphat axit

Thí dụ : Muối photphat trung hoà : Na3PO4, Ca3(PO4)2, (NH4)3PO4

Muối đihiđrophotphat : NaH2PO4, Ca(H2PO4)2, NH4H2PO4

Muối hiđrophotphat : Na2HPO4, CaHPO4, (NH4)2HPO4

1 Tính chất muối photphat a) Tính tan

Tất muối đihiđrophotphat tan nước

 Trong số muối hiđrophotphat photphat trung hoà có muối natri, kali, amoni dễ tan, cịn muối kim loại khác không tan tan nước

b) Phản ứng thuỷ phân : Các muối photphat tan bị thuỷ phân dung dịch

Thí dụ : Na3PO4 + H2O  Na2HPO4 + NaOH

3

PO  + H2O  HPO24



+ OH

- dung dịch Na3PO4 có mơi trường kiềm, làm quỳ tím ngả màu xanh

2 Nhận biết ion photphat

Thuốc thử để nhận biết ion PO34 dung dịch muối photphat AgNO3  Kết tủa vàng Ag3PO4

(26)

PHÂN BÓN HÓA HỌC

 Phân bón hố học là hố chất có chứa ngun tố dinh dưỡng, bón cho nhằm nâng cao suất trồng

 Có ba loại phân bón hố học phân đạm, phân lân phân kali.

I - PHÂN ĐẠM

 Phân đạm cung cấp nitơ hoá hợp cho dạng ion nitrat NO3 ion amoni NH4

 Phân đạm có tác dụng kích thích q trình sinh trưởng cây, làm tăng tỉ lệ protein thực vật Có phân đạm, trồng phát triển nhanh, cho nhiều hạt, củ

 Các loại phân đạm phân đạm amoni, phân đạm nitrat, phân đạm urê  Độ dinh dưỡng phân đạm đánh giá hàm lượng % N phân

1 Phân đạm amoni

 Đó muối amoni NH4Cl, (NH4)2SO4, NH4NO3,

 Các muối điều chế cho amoniac tác dụng với axit tương ứng 2NH3 + H2SO4  (NH4)2SO4

 Khi tan nước, muối amoni bị thuỷ phân tạo môi trường axit, nên thích hợp bón phân cho loại đất chua, đất khử chua trước vôi (CaO)

NH4+ + H2O  NH3 + H3O+

2 Phân đạm nitrat

 Đó muối nitrat NaNO3, Ca(NO3)2,

 Các muối điều chế cho axit nitric tác dụng với muối cacbonat kim loại tương ứng

CaCO3 + 2HNO3  Ca(NO3)2 + CO2 + H2O

 Phân đạm amoni phân đạm nitrat bảo quản thường dễ hút nước khơng khí chảy rữa Chúng tan nhiều nước, nên có tác dụng nhanh trồng, dễ bị nước mưa rửa trôi

3 Urê

 Urê [(NH2)2CO] chất rắn màu trắng, tan tốt nước, chứa khoảng 46% N, điều chế

bằng cách cho amoniac tác dụng với CO2 nhiệt độ 180 - 200oC, áp suất ~ 200 atm :

CO2 + 2NH3  (NH2)2CO + H2O

 Trong đất, tác dụng vi sinh vật urê bị phân huỷ cho thoát amoniac, chuyển dần thành muối amoni cacbonat tác dụng với nước :

(NH2)2CO + 2H2O  (NH4)2CO3

II - PHÂN LÂN

 Phân lân cung cấp photpho cho dạng ion photphat

 Phân lân cần thiết cho thời kì sinh trưởng thúc đẩy q trình sinh hố, trao đổi chất lượng thực vật Phân lân có tác dụng làm cho cành khoẻ, hạt chắc, củ to

 Độ dinh dưỡng phân lân đánh giá hàm lượng % P2O5 tương ứng với lượng

photpho có thành phần

(27)

PHÂN BÓN HÓA HỌC

 Nguyên liệu để sản xuất phân lân quặng photphorit apatit  Một số loại phân lân supephotphat, phân lân nung chảy,

1 Supephotphat

Có hai loại supephotphat supephotphat đơn supephotphat kép. Thành phần hai loại muối tan Ca(H2PO4)2

a) Supephotphat đơn:

 Chứa 14 - 20% P2O5, sản xuất cách cho bột quặng photphorit apatit tác dụng với

axit sunfuric đặc :

Ca3(PO4)2 + 2H2SO4  Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4

 Cây trồng đồng hố dễ dàng muối Ca(H2PO4)2, cịn CaSO4 phần khơng có ích, làm rắn đất

b) Supephotphat kép

 Chứa hàm lượng P2O5 cao (40 - 50% P2O5) có Ca(H2PO4)2

 Quá trình sản xuất supephotphat kép xảy qua hai giai đoạn : điều chế axit photphoric, cho axit phophoric tác dụng với photphorit apatit :

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4  2H3PO4 + 3CaSO4

Ca3(PO4)2 + 4H3PO4  3Ca(H2PO4)2

2 Phân lân nung chảy

 Để sản xuất phân lân nung chảy, người ta nung hỗn hợp: bột quặng apatit (hay photphorit) + đá xà vân (thành phần magie silicat) + than cốc nhiệt độ 1000oC lị đứng Sản phẩm nóng chảy từ lị làm nguội nhanh nước để khối chất bị vỡ thành hạt vụn, sau sấy khơ nghiền thành bột

 Thành phần chính phân lân nung chảy hỗn hợp photphat silicat canxi magie (chứa 12 - 14% P2O5) Các muối khơng tan nước, nên thích hợp cho loại đất chua

III - PHÂN KALI

 Phân kali cung cấp cho trồng nguyên tố kali dạng ion K+

 Phân kali giúp cho hấp thụ nhiều đạm hơn, cần cho việc tạo chất đường, chất bột, chất xơ chất dầu, tăng cường sức chống bệnh, chống rét chịu hạn

 Độ dinh dưỡng phân kali đánh giá hàm lượng % K2O tương ứng với lượng kali

có thành phần

 Hai muối KCl K2SO4 sử dụng nhiều để làm phân kali Tro thực vật

loại phân kali có chứa K2CO3

IV - MỘT SỐ LOẠI PHÂN BÓN KHÁC 1 Phân hỗn hợp phân phức hợp

Phân hỗn hợp phân phức hợp loại phân bón chứa đồng thời hai ba nguyên tố dinh dưỡng

 Phân hỗn hợp: chứa ba nguyên tố N, P, K gọi phân NPK Loại phân sản phẩm trộn lẫn loại phân đơn theo tỉ lệ N : P : K khác tuỳ theo loại đất trồng Thí dụ : Nitrophotka là hỗn hợp (NH4)2HPO4 KNO3

Phân phức hợp:được sản xuất tương tác hoá học chất

Thí dụ : Amophot là hỗn hợp muối NH4H2PO4 (NH4)2HPO4 thu cho NH3 tác dụng

với H3PO4

2 Phân vi lượng

 Phân vi lượng cung cấp cho nguyên tố bo (B), kẽm (Zn), mangan (Mn), đồng (Cu), molipđen (Mo), dạng hợp chất.

(28)

KHÁI QUÁT NHÓM CACBON

Biên soạn: HÓA HỌC MỖI NGÀY Website:www.hoahocmoingay.com FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com I - VỊ TRÍ CỦA NHĨM CACBON TRONG BẢNG TUẦN HỒN

 Nhóm cacbon (nhóm IVA) gồm: cacbon (C), silic (Si), gecmani (Ge), thiếc (Sn) chì (Pb)

 Chúng thuộc nguyên tố p.

Một số tính chất ngun tố nhóm cacbon

Cacbon Silic Gecmani Thiếc Chì

Số hiệu nguyên tử 14 32 50 82

Nguyên tử khối 12,01 28,09 72,64 118,69 207,20

Cấu hình electron lớp ngồi 2s22p2 3s23p2 4s24p2 5s25p2 6s26p2

Bán kính nguyên tử (nm) 0,077 0,117 0,122 0,140 0,146

Độ âm điện 2,55 1,90 2,01 1,96 2,33

Năng lượng ion hoá thứ (kJ/mol) 1086 786 762 709 716

II - TÍNH CHẤT CHUNG CỦA CÁC NGUN TỐ NHĨM CACBON 1 Cấu hình electron nguyên tử

 Lớp electron ngồi ngun tử (ns2np2) có 4 electron :

 

ns2 np

2

 Ở trạng thái bản, nguyên tử có hai electron độc thân, hợp chất chúng

tạo thành hai liên kết cộng hố trị

 Khi kích thích, electron cặp electron phân lớp ns chuyển sang obitan p trống phân lớp np.

Do đó, nguyên tử có 4 electron độc thân, chúng cịn tạo thành

bốn liên kết cộng hoá trị

  

ns1 np

3

 Trong hợp chất, chúng có số oxi hố +2, +4 -4

2 Sự biến đổi tính chất đơn chất

 Từ cacbon đến chì bán kính ngun tử tăng dần năng lượng ion hoá giảm dần

 Từ cacbon đến chì tính phi kim giảm dần tính kim loại tăng dần:

 Cacbon silic phi kim hoạt động nitơ photpho

3 Sự biến đổi tính chất hợp chất

 Tất nguyên tố nhóm cacbon tạo hợp chất với hiđro có công thức chung RH4

Độ bền nhiệt giảm nhanh từ CH4 đến PbH4

 Hợp chất với oxi RO RO2, nguyên tử R có số oxi hố tương ứng +2 +4

+ Oxit CO2 SiO2là oxit axit

+ Oxit GeO2, SnO2, PbO2 hiđroxit tương ứng chúng hợp chất lưỡng tính  Các ngun tử cacbon cịn liên kết với nhau tạo thành mạch cacbon (trong hợp chất hữu cơ)

KHÁI QUÁT NHÓM CACBON



(29)

LÍ THUYẾT: CACBON

I - TÍNH CHẤT VẬT LÍ

Cacbon tạo thành số dạng thù hình, khác tính chất vật lí Sau số dạng thù hình cacbon

1.Kim cương

 Là chất tinh thể không màu, trong suốt, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém, có khối lượng riêng

3,51 g/cm3

 Tinh thể kim cương thuộc loại tinh thể nguyên tử điển hình Cacbon trạng thái lai hóa sp3

Trong nguyên tử cacbon tạo bốn liên kết cộng hoá trị bền với bốn nguyên tử cacbon lân cận

nằm đỉnh hình tứ diện đều Mỗi nguyên tử cacbon đỉnh lại liên kết với bốn nguyên tử

cacbon khác Độ dài liên kết C-C 0,154 nm Do cấu trúc nên kim cương chất cứng

nhất tất chất

2.Than chì

 Là tinh thể màu xám đen, có ánh kim, dẫn điện tốt kim loại

 Tinh thể than chì có cấu trúc lớp Cacbon trạng thái lai hóa sp2

Kim cương cấu trúc tinh thể kim cương Than chì cấu trúc tinh thể than chì

 Trong lớp, nguyên tử cacbon liên kết theo kiểu cộng hoá trị với ba nguyên tử cacbon

lân cận nằm đỉnh tam giác Độ dài liên kết C-C 0,142 nm Khoảng cách hai nguyên tử cacbon thuộc hai lớp lân cận 0,34 nm

 Các lớp liên kết với lực Van-đe-van yếu, nên lớp dễ tách khỏi Khi vạch

than chì giấy, để lại vạch đen gồm nhiều lớp tinh thể than chì

3 Fuleren (Cacbon vơ định hình)

 Gồm phân tử C60, C70,…Phân tử C60 có cấu trúc hình cầu rỗng gồm 32 mặt với 60 đỉnh

là 60 nguyên tử cacbon Cacbon trạng thái lai hóa sp

 Than điều chế nhân tạo than cốc, than gỗ, than xương, than muội gọi chung

cacbon vô định hình Than gỗ, than xương có cấu tạo xốp, nên chúng có khả hấp phụ mạnh

các chất khí chất tan dung dịch

II - TÍNH CHẤT HỐ HỌC

 Các bon hoạt động nhiệt độ thường Khi đun nóng trở nên hoạt động Độ hoạt động

tăng dần:

(30)

Kim cương < Than chì < cacbon vơ định hình

 Trong phản ứng hóa học, cacbon thể hiện tính khử và tính oxi hố Tuy nhiên, tính khử

tính chất chủ yếu cacbon

1 Tính khử

a) Tác dụng với oxi :

o

0 +4

t C

2

C + O C O

Nếu cacbon dư: o

+4 +2

t C

C O + C C O

 Cacbon KHÔNG tác dụng trực tiếp với halogen

b) Tác dụng với hợp chất

Ở nhiệt độ cao, cacbon khử nhiều oxit (sau Al), phản ứng với nhiều chất oxi hoá khác)

0

2

Fe O C 2Fe 3CO



  

SiO2 + 2C

o t C

Si + 2CO

CaO + 3C o

lò điện >2000 C

CaC2 + CO

2Al2O3 + 9C o

lò điện >2000 C

Al4C3 + 6CO

0

3 2

C 4HNO (đặc) CO 4NO 2H O



   

C + 2H2SO4đặc

o t C

CO2 + 2SO2 + 2H2O

3C + 2KClO3

o t C

 2KCl + 3CO2

C + 4KNO3

o t C

 2K2O + CO2 + 4NO2

a) Tác dụng với hiđro:

0

2

C 2H C H



 

b) Tác dụng với kim loại

2C + Ca t Co CaC2 (canxi cacbua)

4Al + o 3C 4 Al C  (nhôm cacbua)

III - ỨNG DỤNG

 Kim cương sử dụng làm đồ trang sức Trong kĩ thuật, kim cương dùng để chế tạo mũi khoan, dao cắt thuỷ tinh bột mài

 Than chì dùng làm điện cực ; làm nồi, chén để nấu chảy hợp kim chịu nhiệt ; chế tạo chất bôi trơn ; làm bút chì đen

 Than cốc dùng làm chất khử luyện kim để luyện kim loại từ quặng

 Than gỗ dùng để chế thuốc nổ đen, thuốc pháo, chất hấp phụ Loại than gỗ có khả

hấp phụ mạnh gọi than hoạt tính Than hoạt tính dùng nhiều mặt nạ phịng độc ,

trong cơng nghiệp hố chất y học

 Than muội dùng làm chất độn lưu hoá cao su, để sản xuất mực in, xi đánh giầy,

IV - TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN ĐIỀU CHẾ 1 Trạng thái thiên nhiên

(31)

 Ngồi ra, cacbon cịn có khống vật canxit (đá vôi, đá phấn, đá hoa, chúng chứa

CaCO3), magiezit (MgCO3), đolomit (CaCO3 MgCO3), thành phần loại than mỏ

(than antraxit, than mỡ, than nâu, than bùn)

 Dầu mỏ, khí đốt thiên nhiên hỗn hợp chất khác chứa cacbon, chủ yếu làhiđrocacbon Các thể thực vật động vật chứa nhiều chất, chủ yếu cacbon tạo thành

2 Điều chế

Kim cương nhân tạo điều chế từ than chì, cách nung than chì 3000oC áp suất 70 - 100 nghìn atmotphe thời gian dài

 Than chì nhân tạo điều chế cách nung than cốc 2500 - 3000oC lị điện, khơng có khơng khí

 Than cốc điều chế cách nung than mỡ 1000 - 1250oC lị điện, khơng có khơng khí

 Than gỗ tạo nên đốt cháy gỗ điều kiện thiếu khơng khí  Than muội tạo nên nhiệt phân metan có chất xúc tác:

CH4 to C2H2

(32)

HỢP CHẤT CỦA CACBON

FB Fanpage & Youtube:Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com I - CACBON MONOOXIT (CO)

1 Cấu tạo phân tử

 Cacbon monooxit chất khí khơng màu, khơng mùi, khơng vị, hơi nhẹ khơng khí

 Ít tan nước, hố lỏng -191,5oC, hố rắn -205,2oC

 Rất bền với nhiệt

 Rất độc

a) Trong phân tử cacbon monooxit có liên kết ba giống phân tử nitơ nên tương tự với nitơ, cacbon

monooxit hoạt động nhiệt độ thường trở nên hoạt động đun nóng Cacbon

monooxit oxit khơng tạo muối (oxit trung tính).

b)Cacbon monooxit chất khử mạnh :

2CO + O2

o

t C

2CO2

Phản ứng toả nhiều nhiệt CO dùng làm nhiên liệu khí.

CO + Cl2  COCl2 (photgen: độc)

 Khí CO khử nhiều oxit kim loại (sau Al) thành kim loại nhiệt độ cao

2

CO CuO Cu CO

 

  

CHÚ Ý:+ Dùng CO/H2/C khử oxit kim loại SAU NHƠM có đặc điểm: nO(oxit) = nCO = nCO2

+ Ở nhiệt độ cao CO tác dụng với kiềm: CO + NaOH

o

200 C, 15atm

HCOONa (natri fomat)

4 Điều chế

a) Trong công nghiệp

 Khí CO thường sản xuất cách cho nước qua than nung đỏ :

(33)

C + H2O

o 1050 C



  CO + H2

Hỗn hợp khí tạo thành gọi khí than ướt, chứa trung bình khoảng ~ 44% CO, cịn lại khí khác CO2, H2, N2,

 Khí CO cịn sản xuất lị gas cách thổi khơng khí qua than nung đỏ C + O2

o t

 CO2 ; CO2 + C o t

 2CO

Hoặc: C + O2

o t

 CO2 ; 2C + O2 o t

 2CO

Hỗn hợp khí thu gọi khí lị ga (khí than khơ). Khí lị ga chứa khoảng 25% CO, ngồi cịn có N2, CO2 lượng nhỏ khí khác

 Khí than ướt, khí lị ga dùng làm nhiên liệu khí

b) Trong phịng thí nghiệm

2

H SO đặc

2

HCOOH  COH O

II - CACBON ĐIOXIT (CO2)

1 Cấu tạo phân tử

 Công thức cấu tạo phân tử CO2 : O = C = O

 Các liên kết C-O CO2là liên kết cộng hoá trị có cực, có cấu tạo thẳng, nên phân

tử CO2 phân tử khơng có cực

 CO2 chất khí khơng màu, nặng gấp 1,5 lần khơng khí, tan khơng nhiều nước

 Ở nhiệt độ thường nén áp suất 60 atm, khí CO2 hố lỏng

 Khi làm lạnh đột ngột -76oC, khí CO2 hố thành khối rắn, trắng, gọi "nước đá khơ"

a)Khí CO2 khơng cháy khơng trì cháy dùng để dập tắt đám cháy CHÚ Ý: Kim loại có tính khử mạnh Mg, Al, cháy khí CO2 :

+4CO + 2Mg 2  2MgO + C+2

khơng dùng khí CO2 để dập tắt đám cháy magie nhôm b) CO2 oxit axit:

 Khi tan nước, CO2 tạo thành dung dịch axit cacbonic (một điaxit yếu):

CO2 + H2O  H2CO3

 CO2 tác dụng với oxit bazơ bazơ tạo thành muối:

CO2 + CaO  CaCO3

CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O

c) Tác dụng với NH3 tạo ure

CO2 + 2NH3

o

t C

 (NH2)2CO + H2O

4 Điều chế

a) Trong phịng thí nghiệm: CaCO3 + 2HCl  CaCl2 + CO2 + H2O

b) Trong cơng nghiệp:

 Khí CO2 sản xuất cách đốt cháy hoàn toàn than dầu mỏ, khí thiên nhiên oxi

hay khơng khí

(34)

FB Fanpage & Youtube:Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com III - AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT

 Axit cacbonic axit yếu bền, tồn dung dịch loãng, dễ bị phân huỷ thành CO2 H2O Trong dung dịch phân li theo hai nấc với số phân li axit 25oC sau :

7

2 3

2 11

3

H CO H HCO ; K 4, 5.10

HCO H CO ; K 4, 8.10

  

   

 

 

Axit cacbonic tạo hai loại muối :

+ Muối cacbonat trung hồ chứa ion CO23 Thí dụ: Na2CO3, CaCO3, (NH4)2CO3

+ Muối hiđrocacbonat chứa ion HCO3 Thí dụ: NaHCO3, Ca(HCO3)2, NH4HCO3

1 Tính chất muối cacbonat a) Tính tan

 Các muối cacbonat trung hoà kim loại kiềm (trừ Li2CO3), amoni muối hiđrocacbonat

dễ tantrong nước (trừ NaHCO3 tan)

 Các muối cacbonat trung hồ kim loại hóa trị II không tan nước: CaCO3,

MgCO3, FeCO3, PbCO3,…

 Các muối cacbonat trung hoà kim loại hóa trị III khơng tồn tại dung dịch

Chúng bị thủy phân tạo thành hiđroxit kết tủa khí CO2

Fe2(CO3)3 + 3H2O  2Fe(OH)3 + 3CO2

Nâu đỏ

Al2(CO3)3 + 3H2O  2Al(OH)3 + 3CO2

Trắng keo

CHÚ Ý:

Hãy cho biết tượng xảy cho dung dịch Na2CO3 tác dụng với dung dịch AlCl3 ?

Hiện tượng: xuất kết tủa trắng keo có khí khơng màu bay ra:

3Na2CO3 + 2AlCl3  Al2(CO3)3 + 6NaCl (1) Al2(CO3)3 + 3H2O  2Al(OH)3 + 3CO2 (2) (1) + (2): 3Na2CO3 + 2AlCl3 + H2O 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCl

b) Tác dụng với axit

 Các muối cacbonat tác dụng với dung dịch axit  CO2

Thí dụ : NaHCO3 + HCl  NaCl + CO2 + H2O

HCO3 + H+  CO2 + H2O

Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + CO2 + H2O

CO23 + 2H+  CO2 + H2O

CHÚ Ý: + Khi cho axit HCl từ từ đến dư vào muối Na2CO3 thứ tự xảy phản ứng: Giai đoạn 1: CO23 + H+  HCO3

Giai đoạn 2: HCO3 + H+  CO2 + H2O

 Ở GĐ chưa tạo khí; GĐ xuất khí

(35)

FB Fanpage & Youtube:Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com c) Tác dụng với dung dịch kiềm

 Các muối hiđrocacbonat dễ tác dụng với dung dịch kiềm.

Thí dụ : NaHCO3 + NaOH  Na2CO3 + H2O

3

HCO + OH–  CO23 + H2O NHẬN XÉT:

MUỐI HIĐROCACBONAT có tính LƯỠNG TÍNH:

3

HCO + H+  CO2 + H2O

3

HCO + OH–  CO23 + H2O

d) Phản ứng nhiệt phân

 Các muối cacbonat trung hoà của kim loại kiềm (muối tan)đều bền với nhiệt

 Các muối cacbonat kim loại khác (muối không tan) kém bền nhiệt

 Tất muối hiđrocacbonat, dễ bị phân huỷ đun nóng

Thí dụ : MgCO3

o

t C

 MgO + CO2

2NaHCO3

o

t C

Na2CO3 + CO2 + H2O

Ca(HCO3)2

o

t C

 CaCO3 + CO2 + H2O

CHÚ Ý:

1 Nung nóng đến khối lượng khơng đổi Mg(HCO3)2, Ca(HCO3)2,… thu chất rắn cuối MgO, CaO

Mg(HCO3)2

o

t C

 MgCO3 + CO2 + H2O MgCO3

o

t C

 MgO + CO2

2 Sự chuyển hóa qua lại của: muối cacbonat  muối hiđrocacbonat

2

-+ CO H O

2-

-3 OH nung nóng

CO  HCO

Ví dụ: Viết phản ứng thực chuyển đổi: CaCO 3  Ca(HCO )3 2

CaCO3 + CO2 + H2O  Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2

o

t C

 CaCO3 + CO2 + H2O

Hoặc: Ca(HCO3)2 + 2NaOH  CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O

2 Sự thủy phân

Muối cacbonat kim loại kiềm bị thủy phân mạnh tạo môi trường kiềm (làm quỳ tím hóa xanh) Na2CO3 + H2O  NaHCO3 + NaOH

Hay: CO23 + H2O  HCO3- + OH

-3 Nhận biết ion CO23

Cho mẫu thử tác dụng với axit (HCl/H2SO4) lỗng thấy khí Dẫn khí sinh vào dung

dịch nước vôi dư thấy đục

CO  + 2H+  CO2 + H2O

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O

4 Ứng dụng số muối cacbonat

 Canxi cacbonat (CaCO3) tinh khiết chất bột nhẹ, màu trắng, dùng làm chất độn cao su số ngành cơng nghiệp

 Natri cacbonat khan (Na2CO3, cịn gọi sođa khan) chất bột màu trắng, tan nhiều nước Khi kết tinh từ dung dịch tách dạng tinh thể Na2CO3.10H2O Sođa dùng công nghiệp thuỷ tinh, đồ gốm, bột giặt,

(36)

SILIC VÀ HỢP CHẤT

I - SILIC

 Silic có hai dạng thù hình : silic tinh thể silic vơ định hình

 Silic tinh thể có cấu trúc giống kim cương, màu xám, có ánh kim, dẫn điện, nóng chảy 1420oC

Silic tinh thể có tính bán dẫn : nhiệt độ thường độ dẫn điện thấp, tăng nhiệt độ độ dẫn

điện tăng lên

 Silic vô định hình chất bột màu nâu

2 Tính chất hoá học

 Cũng giống cacbon, silic có số oxi hố –4, 0, +2 +4

Silic vơ định hình có khả phản ứng cao silic tinh thể a) TÍNH KHỬ

Tác dụng với phi kim : Silic tác dụng với flo nhiệt độ thường, đun nóng tác dụng với phi kim khác :

0

2

Si 2F Si F



  (silic tetraflorua)

o

0

t

2

Si O Si O



  (silic đioxit)

Tác dụng với hợp chất:

0

2

Si 2NaOH H O Na Si O 2H



    

b) TÍNH OXI HỐ

Tác dụng với kim loại:

Ở nhiệt độ cao, silic tác dụng với kim loại Ca, Mg, Fe, tạo thành hợp chất silixua Thí dụ :

0

2

2Mg Si Mg Si

 

  (magie silixua)

Tác dụng với H2: Si + H2

o t C

 SiH4 (silan)

Silan chất khí khơng bền, tự bốc cháy khơng khí

SiH4 + 2O2  SiO2 + 2H2O

3 Trạng thái tự nhiên

 Silic nguyên tố phổ biến thứ hai sau oxi, chiếm gần 29,5% khối lượng vỏ

Trái Đất

 Trong tự nhiên, gặp silic dạng hợp chất, chủ yếu cát (SiO2), khoáng vật silicat

aluminosilicat: cao lanh (Al2O3.2SiO2.2H2O), xecpentin (3MgO.2SiO2.2H2O), fenspat

(Na2O.Al2O3.6SiO2),

 Silic cịn có cơ thể động, thực vật với lượng nhỏ có vai trị đáng kể hoạt động sống

của giới hữu sinh 4 Ứng dụng điều chế

(37)

SILIC VÀ HỢP CHẤT

a) Ứng dụng

Silic siêu tinh khiết chất bán dẫn dùng kĩ thuật vô tuyến điện tử

 Trong luyện kim, hợp kim ferosilic dùng để chế tạo thép chịu axit

b) Điều chế

+ Trong phịng thí nghiệm: SiO2 + 2Mg

o t

 Si + 2MgO

+ Trong công nghiệp: SiO2 + 2C

o t

 Si + 2CO

II - HỢP CHẤT CỦA SILIC 1 Silic đioxit (SiO2)

a) Tính chất vật lí – Trạng thái tự nhiên

 Silic đioxit chất dạng tinh thể nguyên tử, nóng chảy 1713oC, khơng tan nước

 Trong thiên nhiên, SiO2 tinh thể chủ yếu dạng khống vật thạch anh

b) Tính chất hóa chất

 Silic đioxit oxit axit : SiO2 tan chậm dung dịch kiềm đặc nóng, tan dễ kiềm

nóng chảy cacbonat kim loại kiềm nóng chảy, tạo thành silicat

SiO2 + 2NaOHđặc

o t

 Na2SiO3 + H2O

SiO2 + Na2CO3

o t

 Na2SiO3 + CO2

SiO2 tan axit flohiđric (Khơng có axit khác có tính chất này!)

SiO2 + 4HF  SiF4 + 2H2O

 dùng dung dịch HF để khắc chữ hình thuỷ tinh

Phản ứng oxi hóa khử

SiO2 + 2Mg

o t

 Si + 2MgO

SiO2 + 2C

o t

 Si + 2CO

2 Axit silixic muối silicat a) Axit silixic(H2SiO3)

 Axit silixiclà chất dạng kết tủa keo, khơng tan nước, đun nóng dễ nước :

H2SiO3

o t

 SiO2 + H2O

 Khi sấy khô, axit silixic phần nước, tạo thành vật liệu xốp silicagen Silicagen dùng để hút ẩm hấp phụ nhiều chất

 Axit silixic axit yếu, yếu axit cacbonic, nên dễ bị khí CO2 đẩy khỏi dung dịch

muối nó:

H2SiO3 + 2NaOH Na2SiO3 + 2H2O

Na2SiO3 + CO2 + H2O  H2SiO3 + Na2CO3

b) Muối silicat

 Axit silixic dễ tan dung dịch kiềm, tạo thành muối silicat

 Chỉ có silicat kim loại kiềmtan nước

 Dung dịch đậm đặc Na2SiO3 K2SiO3 gọi thuỷ tinh lỏng

 Ở dung dịch, silicat kim loại kiềm bị thuỷ phân mạnh cho phản ứng kiềm

(38)

CÔNG NGHIỆP SILICAT

Biên soạn: HÓA HỌC MỖI NGÀY Website:www.hoahocmoingay.com

FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com

I - THUỶ TINH

1 Thành phần hoá học tính chất thuỷ tinh

 Thuỷ tinh loại thơng thường dùng làm cửa kính, chai, lọ, hỗn hợp Na2SiO3, CaSiO3 SiO2, có thành phần gần viết dạng oxit Na2O.CaO.6SiO2

 Thuỷ tinh loại sản xuất cách nấu chảy hỗn hợp gồm cát trắng, đá vôi sođa 1400oC :

6SiO2 + CaCO3 + Na2CO3

o t

 Na2O.CaO.6SiO2 + 2CO2

 Thuỷ tinh không có cấu trúc tinh thể mà chất vơ định hình, nên khơng có nhiệt độ nóng chảy xác định

2 Một số loại thuỷ tinh

+ Khi nấu thuỷ tinh, thay Na2CO3 K2CO3 thuỷ tinh kali, có nhiệt độ hố mềm

nhiệt độ nóng chảy cao

+ Thuỷ tinh chứa nhiều oxit chì dễ nóng chảy suốt, gọi thuỷ tinhpha lê, + Thuỷ tinh thạch anh sản xuất cách nấu chảy silic đioxit tinh khiết

+ Khi cho thêm oxit số kim loại, thuỷ tinh có màu khác nhau, tạo nên silicat có màu

Thí dụ: crom oxit (Cr2O3) cho thuỷ tinh màu lục, coban oxit (CoO) cho thuỷ tinh màu xanh nước

biển

II - ĐỒ GỐM

Đồ gốm vật liệu được chế tạo chủ yếu từ đất sét cao lanh Tuỳ theo công dụng, người ta phân biệt gốm xây dựng, vật liệu chịu lửa, gốm kĩ thuật gốm dân dụng

1 Gạch ngói

 Gạch ngóithuộc loại gốm xây dựng

 Phối liệu để sản xuất chúng gồm đất sét loại thường cát, nhào với nước thành khối dẻo, sau tạo hình, sấy khơ nung 900 - 1000oC gạch ngói Sau nung, gạch ngói thường có màu đỏ gây nên oxit sắt đất sét

2 Gạch chịu lửa

 Thường dùng để lót lị cao, lị luyện thép, lị nấu thuỷ tinh v.v  Có hai loại gạch chịu lửa : gạch đinat gạch samôt

 Phối liệu để chế tạo gạch đinat gồm 93-96% SiO2, - 7% CaO đất sét ; nhiệt độ nung khoảng

1300 - 1400oC Gạch đinat chịu nhiệt độ khoảng 1690 - 1720oC

 Phối liệu để chế tạo gạch samôt gồm bột samôt trộn với đất sét nước Sau đóng khn sấy khơ, vật liệu nung 1300 - 1400oC

3 Sành, sứ men

a)Đất sét sau nung nhiệt độ khoảng 1200 - 1300oC biến thành sành.

(39)

CÔNG NGHIỆP SILICAT

Biên soạn: HÓA HỌC MỖI NGÀY Website:www.hoahocmoingay.com

FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com

b) Sứ vật liệu cứng, xốp, có màu trắng, gõ kêu Phối liệu để sản xuất sứ gồm cao lanh, fenspat, thạch anh số oxit kim loại Đồ sứ nung hai lần, lần đầu 1000oC, sau tráng men trang trí, nung lần thứ hai nhiệt độ cao hơn, khoảng 1400 - 1450oC

c) Mencó thành phần giống sứ, dễ nóng chảy

III - XI MĂNG

1 Thành phần hoá học phương pháp sản xuất

a) Xi măng thuộc loại vật liệu kết dính, dùng xây dựng Quan trọng thơng dụng xi măng Pooclăng Đó chất bột mịn, màu lục xám, thành phần gồm canxi silicat canxi aluminat : Ca3SiO5 (hoặc 3CaO.SiO2), Ca2SiO4 (hoặc 2CaO.SiO2), Ca3(AlO3)2 (hoặc 3CaO.Al2O3)

b) Xi măng Pooclăng sản xuất cách nghiền nhỏ đá vôi, trộn với đất sét có nhiều SiO2 quặng sắt phương pháp khô phương pháp ướt, nung hỗn hợp

trong lò quay lò đứng 1400 - 1600oC Sau nung, thu hỗn hợp màu xám gọi clanhke Để nguội, nghiền clanhke với số chất phụ gia thành bột mịn, xi măng

2 Q trình đơng cứng xi măng

 Trong xây dựng, xi măng trộn với nước thành khối nhão, sau vài bắt đầu đông cứng lại:

3CaO.SiO2 + 5H2O  Ca2SiO4 4H2O + Ca(OH)2

2CaO.SiO2 + 4H2O  Ca2SiO4 4H2O

3CaO.Al2O3 + 6H2O  Ca3(AlO3)2 6H2O

Định dạng
Số trang	39
Dung lượng	2,89 MB