không chỉ các electron tự do trong tinh thể kim loại mà cấu trúc, bán kính...cũng ảnh hưởng đến tính chất vật lý của kim loại Một số tính chất khác: Kim loại cứng nhất: Cr khối lượng riê[r]
(1)ESTE - LIPIT I Khái niệm, danh pháp thay nhóm OH nhóm cacboxyl axit cacboxylic nhóm OR thì este Este đơn chức có công thức chung là RCOOR', đó R là gốc hiđrocacbon H ; R' là gốc hiđrocacbon Este no đơn chức tạo thành từ axit no đơn chức và ancol no đơn chức có công thức cấu tạo C n H2n 1COOC n H 2n 1 (n 0, n 1) 1 2 hay có công thức phân tử CnH2nO2 (với n = n1 + n2 + 2) Tên este RCOOR' gồm tên gốc R' cộng thêm tên gốc axit RCOO (đuôi “at”) Thí dụ : CH3COOC2H5 : etyl axetat ; CH2=CHCOOCH3 : metyl acrylat ; Một số tên gốc và tên axit cần nắm: Cấu tạo 1/ CH2 = CH 2/ CH3-CH2-CH23/ (CH3 )2 CH 4/ C6H5 5/ C6H5CH2 6/ CH3 7/ C2H5 8/ (CH3)3 C9/ CH3CH2-CH(CH3) HOOCCH2CH2CH2COOH C15H31COOH C17H31COOH o – C6H4(COOH)2 p- C6H4(COO)2 Tên Vinyl Propyl Isopropyl Phenyl Benzyl Metyl Etyl Te– butyl Sert - butyl Axit glutaric Axit panmitic Axit linoleic Axit phtalic Axit terephtalic Cấu tạo HCOOH CH3COOH CH3CH2COOH CH2=CH-COOH CH3CH2CH2COOH CH2=C(CH3)COOH HOOC – COOH HOOC-(CH2)4 - COOH C6H5COOH C17H35COOH C17H33COOH C17H29COOH m- C6H4(COOH)2 CH3CH(OH)COOH Tên Axit fomic Axit axetic Axit propionic Axit acrylic Axit butiric Axit metacrylic Axit oxalic Axit adipic Axit benzoic Axit stearic Axit oleic Axit linolenic Axit iso phtalic Axit lactic II Tính chất vật lí Các este không tan nước So với các axit đồng phân ancol có cùng khối lượng mol phân tử có cùng số nguyên tử cacbon thì este có nhiệt độ sôi và độ tan nước thấp hẳn Thí dụ : CH3 CH2CH2COOH (M=88) sôi 163,50C Tan nhiều nước CH3[CH2]3CH2OH (M=88) sôi 1320 tan ít nước CH3COOC2H5 (M=88) sôi 77OC không tan nước Sở dĩ có khác nhiều độ tan và nhiệt độ sôi este với axit và ancol là este không tạo liên kết hiđro các phân tử este với và liên kết hiđro các phân tử este với các phân tử nước kém Các este thường có mùi đặc trưng : isoamyl axetat có mùi chuối chín ; etyl butirat và etyl propionat có mùi dứa ; geranyl axetat có mùi hoa hồng, II Tính chất hoá học Este dễ bị thuỷ phân môi trường axit bazơ t o , H SO 4 2 CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH + C2H5OH (2) Phản ứng thuận nghịch nên este còn và tạo thành hai lớp chất lỏng to CH3COOC2H5 + NaOH CH3COONa + C2H5OH Phản ứng xảy chiều Phản ứng thuỷ phân este dung dịch kiềm còn gọi là phản ứng xà phòng hoá - Ngoài ra, este còn có phản ứng gốc hiđrocacbon IV Điều chế Các este thường điều chế cách đun sôi hỗn hợp gồm ancol và axit cacboxylic, có axit H2SO4 đặc làm xúc tác (phản ứng este hoá) ’ RCOOH + R OH Giảm tải: t , H SO 4 2 RCOOR’ + H2O CH3COOH + CHCH t,0 xt CH3COOCH=CH2 Bài tập Hãy điền chữ Đ (đúng) S (sai) vào ô trống bên cạnh các câu sau : a) Este là sản phẩm phản ứng axit và ancol b) Este là hợp chất hữu phân tử có nhóm COO c) Este no, đơn chức, mạch hở có công thức phân tử CnH2nO2, với n d) Hợp chất CH3COOC2H5 thuộc loại este e) Sản phẩm phản ứng axit và ancol là este ứng với công thức phân tử C4H8O2 có bao nhiêu este đồng phân ? A ; B ; C ; D Chất X có công thức phân tử C 4H8O2 Khi X tác dụng với dung dịch NaOH sinh chất Y có công thức C2H3O2Na Công thức cấu tạo X là A HCOOC3H7 B C2H5COOCH3 C CH3COOC2H5 D HCOOC3H5 Phản ứng thuỷ phân este môi trường axit và môi trường bazơ khác điểm nào ? Thuỷ phân este X có công thức phân tử C 4H8O2 dung dịch NaOH thu hỗn hợp chất hữu Y và Z đó Z có tỉ khối so với H2 23 Tên X là A etyl axetat B metyl axetat C metyl propionat D propyl fomiat Đốt cháy hoàn toàn 7,4 gam este X đơn chức thu 6,72 lít khí CO2 (đktc) và 5,4 gam nước a) Xác định công thức phân tử X b) Đun 7,4 gam X dung dịch NaOH vừa đủ đến phản ứng hoàn toàn thu 3,2 gam ancol X và lượng muối Z Viết công thức cấu tạo X và tính khối lượng Z lipit I Khái niệm lipit Lipit là hợp chất hữu có tế bào sống, không hòa tan nước tan nhiều dung môi hữu không phân cực Về mặt cấu tạo, phần lớn lipit là các este phức tạp, bao gồm chất béo (còn gọi là triglixerit), sáp, steroit và photpholipit, (3) Thí dụ : (C17H35COO)3C3H5 : tristearoylglixerol (tristearin) ; (C17H33COO)3C3H5 : trioleoylglixerol (triolein) ; (C15H31COO)3C3H5 : tripanmitoylglixerol (tripanmitin) II Chất béo Khái niệm Chất béo là trieste glixerol với axit béo, gọi chung là triglixerit hay là triaxylglixerol1Axit béo là axit đơn chức có mạch cacbon dài, không phân nhánh R1COO C H2 | R COO C H | R3COO CH Công thức cấu tạo chung chất béo : (trong đó R , R , R là gốc hiđrocacbon, có thể giống khác nhau) Tính chất vật lí Khi phân tử có gốc hiđrocacbon không no, thí dụ (C17H33COO)3C3H5, chất béo trạng thái lỏng Khi phân tử có gốc hiđrocacbon no, thí dụ (C 17H35COO)3C3H5, chất béo trạng thái rắn không tan nước, tan nhiều các dung môi hữu benzen, hexan, clorofom,… Khi cho vào nước, dầu mỡ nổi, chứng tỏ chúng nhẹ nước Tính chất hoá học tính chất este nói chung, tham gia phản ứng thuỷ phân môi trường axit, phản ứng xà phòng hoá và phản ứng gốc hiđrocacbon a) Phản ứng thuỷ phân : Đun chất béo, thí dụ tristearin, với dung dịch axit H2SO4 loãng xảy phản ứng thuỷ phân : t o , H 3CH [CH ] COOH C H (OH) CH3[CH2 ]16 COO C3H5 3H2O 16 tristearin b) Phản ứng xà phòng hoá axit stearic glixerol CH3[CH2 ]16 COO C3H5 3NaOH t 3CH3[CH ]16 COONa C 3H5 (OH)3 tristearin natri stearat glixerol Vì muối này dùng làm xà phòng nên phản ứng trên gọi là phản ứng xà phòng hoá c) Phản ứng cộng hiđro chất béo lỏng Ni o (C17H33COO)3C3H5 (lỏng) + 3H2 175 190 C (C17H35COO)3C3H5(rắn) (lỏng) (rắn) Phản ứng này dùng công nghiệp để chuyển hoá chất béo lỏng (dầu) thành mỡ rắn thuận tiện cho việc vận chuyển thành bơ nhân tạo và để sản xuất xà phòng Axyl là tên nhóm R-CO- hình thành cách bớt nhóm –OH phân tử RCOOH (4) Dầu mỡ để lâu thường có mùi khó chịu (hôi, khét) mà ta gọi là tượng mỡ bị ôi Nguyên nhân tượng này là liên kết đôi C=C gốc axit không no chất béo bị oxi hoá chậm oxi không khí tạo thành peoxit, chất này bị phân huỷ thành các anđehit có mùi khó chịu và gây hại cho người ăn Sau đã dùng để rán, dầu mỡ bị oxi hoá phần thành anđehit, nên dùng lại dầu mỡ này là không đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm Chất béo là gì ? Dầu ăn và mỡ động vật có điểm gì khác cấu tạo và tính chất vật lí ? Cho thí dụ minh hoạ Những phát biểu nào sau đây là không đúng ? A Chất béo không tan nước B Chất béo không tan nước, nhẹ nước tan nhiều dung môi hữu C Dầu ăn và mỡ bôi trơn có cùng thành phần nguyên tố D Chất béo là este glixerol và axit cacboxylic mạch cacbon dài, không phân nhánh Trong thành phần số loại sơn có trieste glixerol với axit linoleic C 17H31COOH và axit linolenic C17H29COOH Viết công thức cấu tạo thu gọn các trieste có thể có hai axit trên với glixerol So sánh chất béo và este : Thành phần nguyên tố, đặc điểm cấu tạo phân tử và tính chất hoá học Khi đun hỗn hợp axit cacboxylic với glixerol (axit H2SO4 làm xúc tác) có thể thu trieste ? Viết công thức cấu tạo các chất này Khi thuỷ phân (xúc tác axit) este thu glixerol và hỗn hợp axit stearic (C 17H35COOH) và axit panmitic (C15H31COOH) theo tỉ lệ mol : Este có thể có công thức cấu tạo nào sau đây ? | | C17 H35COO C H C15 H31COO C H | | A C17 H35COOCH2 C17H35COOCH2 | | C17 H33COO C H C15 H31COO C H | | C B C17 H35COOCH C17H35COOCH2 C17 H35COOCH2 C15H 31COOCH D C17 H35 COOCH2 C15 H31COOCH Làm bay 7,4 gam este A no, đơn chức thu thể tích thể tích 3,2 gam khí oxi cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất a) Tìm công thức phân tử A b) Thực phản ứng xà phòng hoá 7,4 gam A với dung dịch NaOH đến phản ứng hoàn toàn thu sản phẩm có 6,8 gam muối Tìm công thức cấu tạo và tên gọi A Khi thuỷ phân a gam este X thu 0,92 gam glixerol, 3,02 gam natri linoleat C17H31COONa và m gam muối natri oleat C17H33COONa Tính giá trị a, m Viết công thức cấu tạo có thể có X Thuỷ phân hoàn toàn 8,8 gam este đơn chức, mạch hở X với 100 ml dung dịch KOH 1M (vừa đủ) thu 4,6 gam ancol Y Tên gọi X là A etyl fomiat B etyl propionat C etyl axetat D propyl axetat Đốt cháy hoàn toàn 3,7 g este đơn chức X thu 3,36 lít khí CO (đktc) và 2,7 g nước Công thức phân tử X là A C2H4O2 B C3H6O2 C C4H8O2 D C5H8O2 10 10,4 gam hỗn hợp X gồm axit axetic và etyl axetat tác dụng vừa đủ với 150 gam dung dịch natri hiđroxit 4% Phần trăm khối lượng etyl axetat hỗn hợp (5) A 22 % B 40,3 % C 59,7 % D 88% AMIN – AMINO AXIT - PROTEIN Khái niệm, phân loại và danh pháp Khái niệm, phân loại Khi thay nguyên tử H phân tử NH3 gốc hiđrocacbon ta thu hợp chất amin Thí dụ : NH3 , CH3 NH , C H NH , CH3 NH CH3 , đimetylamin amoniac metylamin phenylamin Đồng phân : -đồng phân mạch cacbon -về vị trí nhóm chức -bậc amin Thí dụ : | xiclohexylamin | N H2 C H3 CH3-CH2-CH2-CH2-NH2, CH3-CH-CH2NH2, CH3-CH2-CH-CH3 | C H3 CH3–N–CH2CH3 Amin phân loại theo hai cách thông dụng : a) Theo gốc hiđrocacbon, ta có : amin béo CH3NH2, C2H5NH2, , amin thơm C6H5NH2, CH3C6H4NH2, b) Theo bậc amin (tức là theo số nguyên tử H phân tử NH3 bị thay gốc hiđrocacbon), ta có : amin bậc C2H5NH2, amin bậc hai CH3-NH-CH3, | C H3 amin bậc ba CH3-N-CH3 Danh pháp + Tên Gốc chức: Tên gốc hidrocacbon + “amin” Chú ý có nhiều gốc giống ta thêm các tiếp đầu ngữ đi, tri, tetra…trước tên gốc Nếu các gốc khác thì trật tự tên gọi xác định dựa vào chữ cái đầu tiên tên gốc và xếp theo trật tự A.B.C + Tên thay thế: Nếu amin bậc 1: Đánh số thứ tư và gọi tên các hợp chất có nhóm chức đã học ( xem các ví dụ 1 bảng) Nếu amin bậc 2, 3: Xem mạch C dài là mạch chính, các gốc còn lại là nhánh và gọi ví dụ Công thức cấu tạo CH3NH2 Tên gốc- chức Metyl amin Tên thay metanamin Tên thường (6) CH3CH2NH2 CH3CH2CH2NH2 CH3CH(CH3)NH2 CH3NHC2H5 C6H5NH2 H2N[CH2]6NH2 Etyl amin propyl amin isopropyl amin etyl metyl amin phenyl amin etanamin propan-1-amin propan-2-amin N-metyletanamin bezenamin hexan-1,6điamin anilin Tính chất hoá học a) Tính bazơ - Nhúng giấy quỳ tím vào dung dịch metylamin propylamin, màu quỳ tím chuyển thành màu xanh Nếu nhúng quỳ tím vào dung dịch anilin, màu quỳ tím không đổi Giải thích Metylamin và propylamin nhiều amin khác tan nước đã phản ứng với nước tương tự NH3, sinh ion OH Thí dụ : CH3 NH2 H2 O € [CH3 NH3 ] OH Anilin và các amin thơm phản ứng kém với nước -Anilin có tính bazơ, tác dụng với axit : C H5 NH + HCl [C H5 NH3 ]+Cl anilin phenylamoni clorua Nhận xét : Các amin tan nhiều nước metylamin, etylamin, có khả làm xanh giấy quỳ tím làm hồng phenolphtalein, có tính bazơ mạnh amoniac nhờ ảnh hưởng nhóm ankyl Anilin có tính bazơ, dung dịch nó không làm xanh giấy quỳ tím, không làm hồng phenolphtalein vì tính bazơ nó yếu và yếu amoniac Đó là ảnh hưởng gốc phenyl (tương tự phenol) Như vậy, có thể so sánh tính bazơ sau : b) Phản ứng nhân thơm anilin Phản ứng này dùng để nhận biết anilin Bài tập Có hoá chất sau đây : Etylamin, phenylamin và amoniac Thứ tự tăng dần tính bazơ xếp theo dãy A Amoniac < etylamin < phenylamin B Etylamin < amoniac < phenylamin C Phenylamin < amoniac < etylamin D Phenylamin < etylamin < amoniac Có thể nhận biết lọ đựng dung dịch CH3NH2 cách nào các cách sau ? A Nhận biết mùi ; (7) B Thêm vài giọt dung dịch H2SO4 ; C Thêm vài giọt dung dịch Na2CO3 ; D Đưa đũa thuỷ tinh đã nhúng vào dung dịch HCl đậm đặc lên phía trên miệng lọ đựng dung dịch CH3NH2 đặc Viết công thức cấu tạo, gọi tên và rõ bậc amin đồng phân có công thức phân tử sau : a) C3H9N ; b) C7H9N (chứa vòng benzen) Trình bày phương pháp hoá học để tách riêng chất hỗn hợp sau đây : a) Hỗn hợp khí : CH4 và CH3NH2 b) Hỗn hợp lỏng : C6H6, C6H5OH và C6H5NH2 Hãy tìm phương pháp hoá học để giải hai vấn đề sau : a) Rửa lọ đã đựng anilin b) Khử mùi cá sau mổ để nấu Biết mùi cá (đặc biệt cá mè) là hỗn hợp số amin (nhiều là trimetylamin) và số tạp chất khác gây nên a) Tính thể tích nước brom 3% (D = 1,3g/ml) cần dùng để điều chế 4,4 g tribromanilin b) Tính khối lượng anilin có dung dịch A Biết cho A tác dụng với nước brom thì thu 6,6 g kết tủa trắng Giả thiết hiệu suất phản ứng hai trường hợp trên là 100% AMINOAXXIT I Khái niệm Amino axit là loại hợp chất hữu tạp chức, phân tử chứa đồng thời nhóm amino (-NH2) và nhóm cacboxyl (-COOH) | N H2 Thí dụ : CH3-CH-COOH (alanin) Bảng 2.1 TÊN GỌI CỦA MỘT SỐ AMINO AXIT Tên thay Tên bán hệ thống Tên thường Kí hiệu -COOH axit aminoetanoic axit aminoaxetic glyxin Gly -CH-COOH axit 2aminopropanoic axit aminopropionic alanin Ala axit 2-amino-3metylbutanoic axit aminoisovaleric valin Val Lysin Lys Công thức | NH CH | NH CH | | NH CH3 CH -CH-CH3 COOH | NH H N- CH [CH ] 2 axit 2,6điaminohexanoic CHCOOH | NH HOOC-CH-CH -CH COOH axit 2aminopentanđioic II Cấu tạo phân tử và tính chất hoá học axit -amino glutamic axit glutamic Glu (8) Cấu tạo phân tử + H N CH COO H N CH2 COOH dạng phân tử dạng ion lưỡng cực Do đó, các amino axit là hợp chất ion nên điều kiện thường là chất rắn kết tinh, dễ tan nước và có nhiệt độ nóng chảy cao Tính chất hoá học -Tính chất lưỡng tính, -Tính chất riêng nhóm chức -Phản ứng trùng ngưng a) Tính chất lưỡng tính -Phản ứng với axit vô mạnh sinh muối (tính chất nhóm –NH2) -Phản ứng với bazơ mạnh sinh muối và nước có nhóm nhóm -COOH phân tử HOOC CH NH2 + HCl HOOC CH2 N H3Cl H2N-CH2COOH + NaOH H2N-CH2-COONa + H2O b) Tính axit - bazơ dung dịch amino axit Giả sử có amino axit có dạng: (H2N)x R (COOH)y x = y thì không có khả làm đổi màu quỳ tím x > y quỳ tím đổi sang màu xanh x< y Quỳ tím đổi sang màu đỏ + H N CH COO H N CH COOH Ví dụ: Glyxin có cân nên không lầm quỳ tím chuyển màu Glutamic có cân : | NH2 | NH3 HOOC-CH2CH2CHCOOH –OOC-CH2CH2CHCOO– + H+ quỳ tím chuyển sanh màu đỏ c) Phản ứng riêng nhóm -COOH : phản ứng este hoá HCl khÝ H N CH COOC H + H O H N CH2 COOH + C H5OH 2 + Cl H3 N CH COOC H5 Thực ra, este hình thành dạng muối d) Phản ứng trùng ngưng Khi đun nóng, các - và -amino axit tham gia phản ứng trùng ngưng tạo polime thuộc loại poliamit Thí dụ với axit - aminocaproic : to n H N [CH ]5 COOH axit -aminocaproic axit 6-aminohexanoic (-aminocaproic) nilon-6 axit 7-aminoheptanoic (-aminoenantoic) nilon-7 NH [CH2 ]5 CO n + nH 2O policaproamit (9) Bài tập Ứng với công thức phân tử C4H9NO2 có bao nhiêu amino axit là đồng phân cấu tạo ? A ; B ; C ; D Có ba chất hữu : H2NCH2COOH, CH3CH2COOH và CH3[CH2]3NH2 Để nhận dung dịch các hợp chất trên, cần dùng thuốc thử nào sau đây ? A NaOH ; B HCl ; C CH3OH/HCl ; D Quỳ tím -amino axit X có phần trăm khối lượng các nguyên tố C, H, N 48,0 %, 9,33 %, 18,66%, còn lại là oxi và có công thức trùng với CTĐGN Xác định công thức cấu tạo và viết tên X Viết phương trình hoá học các phản ứng axit 2-aminopropanoic với : NaOH ; H 2SO4 ; CH3OH có mặt khí HCl bão hoà Viết phương trình hoá học phản ứng trùng ngưng các amino axit sau : a) Axit 7-aminoheptanoic ; b) Axit 10-aminođecanoic Este A điều chế từ amino axit B (chỉ chứa C, H, N, O) và ancol metylic Tỉ khối A so với H2 là 44,5 Đốt cháy hoàn toàn 8,9 gam este A thu 13,2 g CO2, 6,3 g H2O và 1,12 lít N2 (đo đktc) Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo A và B PEPTIT VÀ PROTEIN I Peptit Khái niệm || O Peptit là loại hợp chất chứa từ đến 50 gốc a-amino axit liên kết với các liên kết peptit Liên kết peptit là liên kết –CO–NH– hai đơn vị -amino axit Nhóm -C-NH- đơn vị a-amino axit gọi là nhóm peptit liên kết peptit –CO–NH– Những phân tử peptit chứa 2, 3, 4, gốc -amino axit gọi là đi, tri, tetrapeptit Những phân tử peptit chứa nhiều gốc a-amino axit (trên 10) hợp thành gọi là polipeptit Amino axit đầu N còn có nhóm NH2, amino axit đầu C còn có nhóm COOH Thí dụ : | CH3 H2N-CH2CO-NH-CH-COOH Tính chất hoá học phản ứng thuỷ phân phản ứng màu với Cu(OH)2 a) Phản ứng thuỷ phân Peptit có thể bị thuỷ phân hoàn toàn thành các -amino axit nhờ xúc tác axit bazơ : (10) b) Phản ứng màu biure Trong môi trường kiềm, Cu(OH)2 tác dụng với peptit cho màu tím II Protein Khái niệm Protein là polipeptit cao phân tử có phân tử khối từ vài chục nghìn đến vài triệu Protein phân thành hai loại : - Protein đơn giản là loại protein mà thuỷ phân cho hỗn hợp các -amino axit, thí dụ anbumin lòng trắng trứng, fibroin tơ tằm, - Protein phức tạp là loại protein cấu thành từ protein đơn giản cộng với thành phần "phi protein" nữa, thí dụ nucleoprotein chứa axit nucleic, lipoprotein chứa chất béo, Cấu tạo phân tử Tương tự peptit, phân tử protein tạo nhiều gốc -amino axit nối với liên kết peptit, phân tử protein lớn hơn, phức tạp (n >50, n là số gốc -amino axit) Tính chất a) Tính chất đông tụ: Khi đun nóng cho vào axit, bazơ số muối b) Tính chất hoá học - Tương tự peptit, protein bị thuỷ phân nhờ xúc tác axit bazơ enzim sinh các peptit và cuối cùng thành các -amino axit - Protein có phản ứng màu biure với Cu(OH)2 Màu tím đặc trưng xuất là màu sản phẩm phức tạp protein và ion Cu2+ Bài tập Hợp chất nào sau đây thuộc loại đipeptit ? A H2N–CH2CONH–CH2CONH–CH2COOH B H2N–CH2CONH–CH(CH3)– COOH C H2N–CH2CH2CONH–CH2CH2COOH D H2N–CH2CH2CONH–CH2COOH Thuốc thử nào đây dùng để phân biệt các dung dịch glucozơ, glixerol, etanol và lòng trắng trứng ? A NaOH ; B AgNO3/NH3 ; C Cu(OH)2 ; D HNO3 Peptit là gì ? Liên kết peptit là gì ? Có bao nhiêu liên kết peptit tripeptit ? Viết công thức cấu tạo và gọi tên các tripeptit có thể hình thành từ glyxin, alanin và phenylalanin (C6H5CH2-CH(NH2)-COOH, viết tắt là Phe) Phân biệt các khái niệm : a) Peptit và protein b) Protein đơn giản và protein phức tạp Xác định phân tử khối gần đúng hemoglobin (huyết cầu tố) chứa 0,4% Fe (mỗi phân tử hemoglobin chứa nguyên tử sắt) Khi thuỷ phân 500 g protein A thu 170 g alanin Tính số mol alanin có lượng A trên Nếu phân tử khối A là 50 000 thì số mắt xích alanin phân tử A là bao nhiêu ? II Bài tập (11) Dung dịch chất nào đây làm đổi màu quỳ tím thành xanh ? A C6H5NH2 H2N–CH2–COOH | C H CH COOH B C CH3CH2CH2NH2 D H2N–CH–COOH Chất nào sau đây không có phản ứng với C2H5NH2 H2O ? A HCl ; B H2SO4 ; C NaOH ; D Quỳ tím | N H2 HO- Viết các phương trình hoá -CH 2-CH-COOH với các hoá chất sau : học phản ứng tirozin a) HCl ; c) NaOH ; b) Nước brom ; d) CH3OH/HCl (hơi bão hoà) Trình bày phương pháp hoá học phân biệt dung dịch chất các nhóm sau : a) CH3NH2, NH2-CH2-COOH, CH3COONa b) C6H5NH2, CH3-CH(NH2)-COOH, CH2OH-CHOH-CH2OH, CH3-CHO Khi cho 0,01 mol -amino axit A tác dụng vừa đủ với 80 ml dung dịch HCl 0,125M ; sau đó đem cô cạn thì 1,815 g muối Nếu trung hoà A lượng vừa đủ NaOH thì thấy tỉ lệ mol A và NaOH là : a) Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo A, biết phân tử A có mạch cacbon không phân nhánh b) Viết công thức cấu tạo các đồng phân có thể có A và gọi tên chúng theo danh pháp thay thế, : Thay đổi vị trí nhóm amino Thay đổi cấu tạo gốc hiđrocacbon và nhóm amino vị trí CACBOHIĐRAT Cacbohiđrat là hợp chất hữu tạp chức và thường có công thức chung là C n(H2O)m Có nhiều nhóm cacbohiđrat, quan trọng là ba nhóm sau đây : Monosaccarit là nhóm cacbohiđrat đơn giản nhất, không thể thuỷ phân Thí dụ : glucozơ, fructozơ Đisaccarit là nhóm cacbohiđrat mà thuỷ phân phân tử sinh hai phân tử monosaccarit Thí dụ : saccarozơ, mantozơ Polisaccarit là nhóm cacbohiđrat phức tạp, thuỷ phân đến cùng phân tử sinh nhiều phân tử monosaccarit Thí dụ : tinh bột, xenlulozơ GLUCOZƠ II Cấu tạo phân tử Glucozơ có công thức phân tử là C6H12O6 Để xác định cấu tạo glucozơ, người ta vào các kiện thí nghiệm sau : (12) Glucozơ có phản ứng tráng bạc và bị oxi hoá nước brom tạo thành axit gluconic, chứng tỏ phân tử glucozơ có nhóm CH=O Glucozơ tác dụng với Cu(OH)2 cho dung dịch màu xanh lam chứng tỏ phân tử glucozơ có nhiều nhóm OH vị trí kề Glucozơ tạo este chứa gốc axit CH3COO chứng tỏ phân tử có nhóm OH Khử hoàn toàn glucozơ cho hexan, chứng tỏ có nguyên tử C phân tử glucozơ tạo thành mạch dài không nhánh Vậy : Glucozơ là hợp chất tạp chức, phân tử có cấu tạo anđehit đơn chức và ancol chức Công thức cấu tạo glucozơ dạng mạch hở sau : CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CH=O viết gọn là CH2OH[CHOH]4CHO Trong thực tế, glucozơ tồn chủ yếu hai dạng mạch vòng : -glucozơ và -glucozơ III Tính chất hoá học Glucozơ có tính chất anđehit đơn chức và ancol đa chức (poliancol) Tính chất ancol đa chức a) Tác dụng với Cu(OH)2 2C6H12O6 + Cu(OH)2 (C6H11O6)2Cu +2 H2O Hiện tượng : Kết tủa bị tan cho dung dịch màu xanh lam b) Phản ứng tạo este Glucozơ có thể tạo este chứa gốc axit axetic phân tử tham gia phản ứng với anhiđrit axetic (CH3CO)2O có mặt piriđin Tính chất anđehit đơn chức a) Oxi hoá glucozơ dung dịch AgNO3 amoniac (phản ứng tráng bạc) to HOCH [CHOH]4 CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H O HOCH [CHOH]4 COONH + 2Ag + 2NH NO3 amoni gluconat b) Oxi hoá Cu(OH)2/ NaOH to HOCH [CHOH]4 CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH HOCH2 [CHOH]4 COONa + Cu 2O (đỏ gạch) + 3H 2O natri gluconat c) Khử glucozơ hiđro Ni, t o CH2OH CHOH CHO + H CH2OH CHOH CH 2OH sobitol Phản ứng lên men rượu enzim C H12 O6 2C H5OH + 2CO2 30 35o C V Đồng phân glucozơ Một các đồng phân glucozơ có nhiều ứng dụng là fructozơ Fructozơ có công thức cấu tạo dạng mạch hở2 là : (13) CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH -Tương tự glucozơ, fructozơ tác dụng với Cu(OH)2 cho dung dịch phức Cu(C6H11O6)2 màu xanh lam (tính chất ancol đa chức), -Cộng hiđro cho poliancol C6H14O6 (tính chất nhóm cacbonyl) - fructozơ chuyển thành glucozơ môi trường bazơ ( kiềm) : nên có toàn tính chất Glucozơ môi trường kiềm OH Glucoz¬ Fructoz¬ Bài tập Tìm từ thích hợp để điền vào chỗ trống câu sau : Ở dạng mạch hở glucozơ và fructozơ có nhóm C=O, phân tử glucozơ nhóm C=O nguyên tử C số , còn phân tử fructozơ nhóm C=O nguyên tử C số Trong môi trường bazơ, fructozơ có thể chuyển hoá thành Cho các dung dịch : Glucozơ, glixerol, fomanđehit, etanol Thuốc thử nào sau đây có thể dùng để phân biệt dung dịch trên ? A Cu(OH)2 ; B Dung dịch AgNO3 NH3 ; C Na kim loại ; D Nước brom Cacbohiđrat là gì ? Có loại cacbohiđrat quan trọng ? Nêu định nghĩa loại và lấy thí dụ minh hoạ Những thí nghiệm nào chứng minh cấu tạo phân tử glucozơ ? Trình bày cách nhận biết các hợp chất dung dịch dãy sau đây phương pháp hoá học : a) Glucozơ, glixerol, etanol, axit axetic ; b) Fructozơ, glixerol, etanol ; c) Glucozơ, fomanđehit, etanol, axit axetic Để tráng gương soi, người ta phải đun nóng dung dịch chứa 36 g glucozơ với lượng vừa đủ dung dịch bạc nitrat amoniac Tính khối lượng bạc đã sinh bám vào mặt kính gương và khối lượng bạc nitrat cần dùng Biết các phản ứng xảy hoàn toàn SACCAROZƠ, TINH BỘT VÀ XENLULOZƠ, I Saccarozơ, C12H22O11 Công thức cấu tạo Saccarozơ là đisaccarit cấu tạo từ gốc glucozơ và gốc fructozơ Saccarozơ không có phản ứng tráng bạc và không làm màu nước brom không có nhóm chức -CHO có các nhóm ancol (OH) Tính chất hoá học Tính chất ancol đa chức Phản ứng thuỷ phân a) Phản ứng ancol đa chức với số hiđroxit kim loại -Phản ứng với Cu(OH)2 cho dung dịch đồng saccarat màu xanh lam -Tác dụng với vôi sữa cho canxi saccarat tan nước Tính chất này áp dụng quá trình sản xuất và tinh chế đường Dẫn khí CO2 vào dung dịch canxi saccarat cho kết tủa CaCO3, còn lại là dung dịch saccarozơ (14) b) Phản ứng thuỷ phân: Xt: H+ enzim H+ , t o C12 H22 O11 + H2 O C H12 O6 + C H12 O6 glucozơ fructozơ II Tinh bột Cấu tạo phân tử công thức phân tử là (C6H10O5)n tồn hai dạng: -không phân nhánh gọi là amilozơ, -Phân nhánh gọi là amilopectin -Do các gốc glucozơ liên kết với xoắn thành hạt có lỗ rỗng -Tinh bột tạo thành cây xanh nhờ quá trình quang hợp H O, as 2 diÖp lôc CO2 glucozơ C6H12O6 (C6H10O5)n tinh bột Tính chất hoá học a) Phản ứng thuỷ phân H+ , t o (C H10 O5 )n + nH O nC H12O6 Trong thể người và động vật, tinh bột bị thuỷ phân thành glucozơ nhờ các enzim b) Phản ứng màu với iot Do cấu tạo mạch dạng xoắn có lỗ rỗng, tinh bột hấp thụ iot cho màu xanh lục III Xenlulozơ Tính chất vật lí, trạng thái thiên nhiên Xenlulozơ không tan nước và nhiều dung môi hữu etanol, ete, benzen, tan nước Svayde là dung dịch Cu(OH)2 dung dịch NH3 Cấu tạo phân tử Xenlulozơ là polisaccarit, phân tử gồm nhiều gốc -glucozơ xenlulozơ có cấu tạo mạch không phân nhánh Công thức phân tử: (C6H10O5)n hay [C6H7O2(OH)3]n Tính chất hoá học a) Phản ứng thuỷ phân H+ , t o (C H10 O5 )n + nH O nC H12O6 dày động vật ăn cỏ nhờ enzim xenlulaza b) Phản ứng este hoá với axit nitric H SO ®, t o [C H7O2 (OH)3 ]n + 3nHNO3 2 4 [C H7O2 (ONO2 )3 ]n + 3nH 2O Xenlulozơ trinitrat dùng làm thuốc súng không khói Ứng dụng Xenlulozơ còn là nguyên liệu để sản xuất tơ nhân tạo tơ visco, tơ axetat và chế tạo thuốc súng không khói (15) Từ xenlulozơ tạo xenlulozơ triaxetat dùng sản xuất tơ axetat, tơ visco phim ảnh Bài tập Phát biểu nào đây là đúng ? A Fructozơ có phản ứng tráng bạc chứng tỏ phân tử fructozơ có nhóm chức -CHO B Thuỷ phân xenlulozơ thu glucozơ C Thuỷ phân tinh bột thu fructozơ và glucozơ D Cả xenlulozơ và tinh bột có phản ứng tráng bạc Những câu phát biểu sau đây, câu nào đúng (Đ), câu nào sai (S) ? a) Saccarozơ coi là đoạn mạch tinh bột b) Tinh bột và xenlulozơ là polisaccarit, khác cấu tạo gốc glucozơ c) Khi thuỷ phân đến cùng saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ cho loại monosaccarit d) Khi thuỷ phân đến cùng, tinh bột và xenlulozơ cho glucozơ a) So sánh tính chất vật lí glucozơ, saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ b) Tìm mối liên quan cấu tạo glucozơ, saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ Hãy nêu tính chất hoá học giống saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ Viết phương trình hoá học (nếu có) Viết phương trình hoá học các phản ứng xảy (nếu có) các trường hợp sau : a) Thuỷ phân saccarozơ, tinh bột và xenlulozơ b) Thuỷ phân tinh bột (có xúc tác axit), sau đó cho sản phẩm tác dụng với dung dịch AgNO NH3 (lấy dư) c) Đun nóng xenlulozơ với hỗn hợp HNO3/H2SO4 Để tráng bạc số ruột phích, người ta phải dùng 100 gam saccarozơ Hãy viết các phương trình hoá học phản ứng xảy ra, tính khối lượng AgNO cần dùng và khối lượng Ag tạo Giả thiết các phản ứng xảy hoàn toàn Bài tập Để phân biệt các dung dịch glucozơ, saccarozơ và anđehit axetic có thể dùng dãy chất nào sau đây làm thuốc thử ? A Cu(OH)2 và AgNO3/NH3; B NaOH và Cu(OH)2 ; C HNO3 và AgNO3/NH3 ; D AgNO3/NH3 và NaOH Khi đốt cháy hoàn toàn hợp chất hữu thu hỗn hợp khí CO và nước có tỉ lệ mol là : Chất này có thể lên men rượu Chất đó là chất nào các chất sau ? A Axit axetic ; B Glucozơ ; C Saccazozơ ; D Fructozơ Trình bày phương pháp hoá học để phân biệt các dung dịch nhóm chất sau : a) Glucozơ, glixerol, anđehit axetic b) Glucozơ, saccarozơ, glixerol c) Saccarozơ, anđehit axetic, hồ tinh bột Từ bột sắn chứa 20% tạp chất trơ có thể sản xuất bao nhiêu kg glucozơ, hiệu suất quá trình sản xuất là 75% Tính khối lượng glucozơ tạo thành thuỷ phân : a) kg bột gạo có 80% tinh bột còn lại là tạp chất trơ b) kg mùn cưa có 50% xenlulozơ, còn lại là tạp chất trơ c) kg saccarozơ (16) Giả thiết các phản ứng xảy hoàn toàn Đốt cháy hoàn toàn 16,2 g cacbohiđrat X thu 13,44 lít khí CO2 (đktc) a) Tìm công thức đơn giản X X thuộc loại cacbohiđrat nào đã học ? b) Đun 16,2 gam X dung dịch axit thu dung dịch Y Cho Y tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3/NH3 thu bao nhiêu gam Ag Giả sử hiệu suất quá trình 80% Bài 13 ĐẠI CƯƠNG VỀ POLIME I KHÁI NIỆM Polime là hợp chất có phân tử khối lớn nhiều đơn vị sở (gọi là mắt xích) liên kết với tạo nên Ví dụ : nCH2=CH2 (– CH2 – CH2 –)n Trong đó: n: hÖ sè polime ho¸ hay độ polime hóa - CH2-CH2- : m¾t xÝch CH2=CH2 : monome Tên gọi : Tên polime = poli + tên monome Nếu tên monome có từ cụm từ trở lên thì đặt dấu ngoặc đơn Ví dụ : (– CH2 – CH2 –)n : polietilen nCH2 = CH (-CH2 - CH -)n Cl Cl Vinylclorua poli (vinylclorua) Phân loại theo nguồn gốc : - Polime thiên nhiên (có sẵn thiên nhiên) : tinh bột, xelulozơ, cao su thiên nhiên… - Polime tổng hợp (do cong người tổng hợp) : nhựa PE, PVC… - Polime bán tổng hợp (polime thiên nhiên chế biến thêm) : tơ visco… II ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC Có dạng mạch : Mạch không phân nhánh : amilozơ tinh bột… Mạch phân nhánh : amilopectin tinh bột, glicozen… Mạch mạng không gian : cao su lưu hóa, nhựa bakelit… III TÍNH CHẤT VẬT LÍ Rắn, không bay hơi, nhiệt độ nóng chảy nằm khoảng giá trị rộng (không có giá trị xác định) Khi nóng chảy đa số các polime cho chất lỏng nhớt để nguội rắn lại gọi là chất nhiệt dẻo Một số polime không nóng chảy mà phân hủy đun gọi là chất nhiệt rắn Không tan các dung môi thông thường, số tan dung môi thích hợp Nhiều polime có tính dẻo (PE, PVC…) có tính đàn hồi (cao su…), cách nhiệt, cách điện(PE, PVC…) IV PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ Phản ứng trùng hợp KN: Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monomer), giống hay tương tự thành phân tử lớn (polime) Điều kiện: ph©n tö ph¶i cã liªn kÕt béi CH2=CH2, CH2=CH-CH=CH2 hoÆc vßng kÐm bÒn (17) Ví dụ : nCH2 = CH2 (-CH2 - CH2 -)n etilen polietilen nCH2=CH-CH=CH2 (–CH2 – CH = CH – CH2 –)n buta-1,3-đien polibuta-1,3-đien Phản ứng trùng ngưng KN : Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phóng phân tử nhỏ khác ( H2O) Điều kiện : phân tử phải có ít hai nhóm chức có khả phản ứng Ví dụ : nH2N-[CH2]5-COOH (-NH-[CH2]5-CO-) n + nH2O axit ε-amino caproic policaproamit (tô nilon-6) nHOOC-C6H4-COOH + nHO-CH2CH2-OH (-OC-C6H4-CO-O-CH2CH2-O-)n + 2n H2O axit terephtalic etylen glycol poli (etylen terephtalat) – tô lapsan Bài 14 VẬT LIỆU POLIME A CHẤT DẺO I Khái nieäm veà chaát deûo vaø vaät lieäu compozit Chất dẻo là vật liệu polime có tính dẻo VD: PE, PVC, Vật liệu compozit là vật liệu hỗn hợp gồm ít thành phần phân tán vào mà không tan vào Thaønh phaàn vật liệu compozit: 1- Chấât (Polime): Nhựa nhiệt dẻo hay nhựa nhiệt rắn 2- Chất độn: Sợi bột silicat, bột nhẹ (CaCO3), bột tan (3MgO.4SiO2.2H2O) 3- Chaát phuï gia II Một số hợp chất polime dùng làm chất dẻo: Polietilen (PE) nCH2 = CH2 etilen (– CH2-CH2–)n polietilen Ứng dụng: làm màng mỏng, vật liệu điện, bình chứa… Polivinylclorua (PVC) nCH2 = CH (-CH2 - CH -)n Cl Vinylclorua Cl poli (vinylclorua) Ứng dụng: làm vật liệu cách điện, ống dẫn nước, vải che mưa… Poli(metyl meta crylat) (Thủy tinh hữu plexiglas) COOCH3 CH2- C CH3 n (18) poli( phenol fomanđehit:): Có 3dạng: * Nhựa novolac: từ phenol và HCHO (fomanđehit- anđehit fomic) OH n OH OH + nCH2=O n CH2 CH2OH n H+,75oC, –H2O Nhựa novolac * Nhựa rezol OH- Phenol + HCHO dư nhựa rezol * Nhựa rezit (nhựa bakelit) Nhựa rezol > 140 C để nguội Nhựa rezit I Khái niệm Tơ là vật liệu polime hình sợi dài và mảnh với độ bền định II Phân loại: loại 1- Tợ thiên nhiên: Tơ tằm, bông, len 2- Tơ hóa học: chế tạo phương pháp hóa học Có loại tơ hóa học: Tơ nhân tạo ( bán tổng hợp) : xuất phát từ polime thiên nhiên và chế biến thêm phương pháp hóa học VD: tơ xenluozơ axetat, tơ visco Tơ tổng hợp: chế tạo từ các polime tổng hợp Vd: tơ poliamit (nilon, capron), tơ vinilic ( vinilon, nitron) III Vài loại tơ tổng hợp thường gặp: Tơ nilon-6: thuộc loại tơ poliamit nH2N-[CH2]5-COOH to axit -amino caproic (- NH-[CH2]5-CO-)n tơ nilon-6 (tơ capron) Tơ nilon-7: thuộc loại tơ poliamit nH2N-[CH2]6-COOH to axit -amino enantoic (- NH-[CH2]6-CO-)n tơ nilon-7 (tơ enan) Tơ nilon-6,6 : thuộc loại tơ poliamit nH2N-[CH2]6-NH2 + n HOOC-[CH2]4-COOH hexametylenđiamin axit ađipic to ( NH-[CH2]6-NHCO-[CH2]4-CO ) n + 2nH2O tơ nilon-6,6 Tính chất: nilon-6,6 dai bền, mềm mại óng mướt, ít thấm nước, kém bền với nhiệt, axit và kiềm Ứng dụng: dng dệt vải may mặc, vải lót săm lốp xe, bít tất, dây cáp, dây dù, đan lưới… Tơ lapsan nHOOC-C6H4-COOH + nHO-CH2CH2-OH (-OC-C6H4-CO-O-CH2CH2-O-)n + 2n H2O (19) axit terephtalic etylen glycol Tơ nitron ( hay olon ) thuộc loại tơ vinylic : nCH2 CH CN RCOOR', t0 acrilonitrin B I tơ lapsan CH2 CH CN n poliacrilonitrin CAO SU Định nghĩa Cao su là loại vật liệu polime có tính đàn hồi II Phân loại Có loại cao su : Cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp Cao su thiên nhiên: Cao su thiên nhiên lấy từ mủ cây cao su Cấu tạo: Cao su thiên nhiên l polime isopren: n~ ~ 1.500 - 15.000 CH2 C CH CH2 n CH3 Cao su tổng hợp: Cao su buna: trùng hợp buta-1,3-đien có mặt Na : CH2=CH – CH=CH2 → ( – CH2 – CH = CH – CH2 –)n Buta-1,3-đien polibuta-1,3-đien Cao su buna-S: nCH2 CH CH t0 CH2 + nCH CH2 xt C6H5 buta-1,3-ñien stiren CH2 CH CH CH2 CH CH2 n C6H5 cao su buna-S Cao su buna-N: t0,p nCH2 CH CH CH2 + nCH2 CH xt CN buta-1,3-ñien acrilonitrin CH2 CH CH CH2 CH CH2 n CN cao su buna-N CHƯƠNG 5: ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI TRONG BẢNG TUẦN HOÀN CẤU TẠO KIM LOẠI I LÝ THUYẾT Vị trí kim loại bảng tuần hoàn - Nhóm IA (trừ H), nhóm IIA, nhóm IIIA (trừ Bo) và phần nhóm IVA, VA, VIA - Các nhóm B (từ IB đến VIIIB) - Họ lantan và họ actini Cấu tạo kim loại a Cấu tạo nguyên tử Đặc điểm cấu hình e lớp ngoài cùng nguyên tử kim loại: có 1, e b Cấu tạo tinh thể - Ở nhiệt độ thường các kim loại thể rắn và có cấu tạo tinh thể (riêng Hg thể lỏng) - Mạng tinh thể kim loại gồm có: + Nguyên tử kim loại (20) + Ion kim loại + Electron hóa trị (hay e tự do) - Ba kiểu mạng tinh thể kim loại phổ biến + Mạng tinh thể lục phương có độ đặc khít 74% (Be, Mg, Zn) + Mạng tinh thể lập phương tâm diện có độ đặc khít 74% (Cu, Ag, Au, Al) + Mạng tinh thể lập phương tâm khối có độ đặc khít 68% (Li, Na, K, V, Mo) c Liên kết kim loại Liên kết kim loại là liên kết hình thành các nguyên tử kim loại và ion kim loại mạng tinh thể tham gia các e tự BÀI 18 TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI DÃY ĐIỆN HÓA CỦA KIM LOẠI I TÍNH CHẤT VẬT LÍ Tính chất vật lí chung Ở điều kiện thường các kim loại trạng thái rắn (trừ Hg) có tính dẻo, dẫn điện ,dẫn nhiệt và ánh kim Tính chất vật lý chung kim loại gây nên có mặt các electron tự mạng tinh thể kim loại ( không các electron tự tinh thể kim loại mà cấu trúc, bán kính ảnh hưởng đến tính chất vật lý kim loại Một số tính chất khác: Kim loại cứng nhất: Cr khối lượng riêng nhỏ nhất: Li Khối lượng riêng lớn nhất: Os Kim loại có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất: Hg, Cao : W Kim loại mềm nhất: K, Rb, Cs ( nhóm IA) Kim loại dẫn điện tốt nhất: Ag Cu Au Al Fe ( thường dẫn điện tốt thì dẫn nhiệt tốt) II TÍNH CHẤT HỐ HỌC Tính chất hóa học chung kim loại là tính khử M → Mn+ + ne Tác dụng với phi kim a/ Với clo o t 2Fe + Cl2 FeCl3 to b/ Với Oxi 3Fe + 2O2 Fe3O4 c/ Với lưu huỳnh phản ứng cần đun nóng (trừ Hg to thường ) Chú ý: Một số muối sunfua tan nước: Na2S, K2S, BaS, Al2S3, Cr2S3 Một số sunfua không tan nước tan trog axit loãng như: FeS, ZnS, MnS, CoS, NiS Một số Sunfua không tan nước và axit như: CuS, CdS, PbS, HgS, SnS Tác dụng với dung dịch axit a/Với dd HCl,H2SO4 loãng Trừ các kim loại đứng sau hidro dãy điện hóa 2M + 2nHCl 2MCln + nH2 Ví dụ: 2Na + 2HCl 2NaCl + H2 2M + nH2SO4 M2(SO4)n + nH2 Ví dụ: Mg + H2SO4 MgSO4 + H2 b/ với dd HNO3 ,H2SO4 đặc Hầu hết kim loại (trừ Au,Pt) khử N+5(HNO3 loang) N+2 ( NO chất khí không màu hóa nâu ngoài không khí); N+5 ( HNO3 đặc) N+4 (NO2 : màu nâu đỏ) ; Ngoài tùy điều kiện phản ứng có thể sinh các sản phẩm khử khác như: N2O, NH4NO3 hỗn hợp các sản phẩm S+6 (H2SO4 đặc nóng ) →S+4 (SO2) ( các sản phẩm khử khác có mức oxi hóa thấp S, H2S) Chú ý : HNO3 ,H2SO4 đặc nguội làm thụ động hoá Al,Fe, Cr, Tác dụng với nước -Chỉ có các kim loại nhóm IA( Li, Na, K, Rb, Cs) nhóm IIA ( Ca, Ba, Sr trừ Be,Mg) khử H 2O nhiệt độ thường 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 ↑ Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H2 -Các kim loại có tính khử yếu khử nước nhiệt độ cao Fe, Zn (21) - Có kim loại không khử nước Ag, Au Tác Dụng Với Dung Dịch Muối VD: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓ Fe chất khử : Cu 2+ chất oxh ( dựa vào quy tắc ) III DÃY ĐIỆN HOÁ KIM LOẠI Cặp oxi hóa khử kim loại Dạng oxi hóa và dạng khử cùng nguyên tố kim loại tạo nên cặp oxi hóa – Khử kim loại Vd Ag+ /Ag ,Cu2+/Cu, Dãy điện hóa kim loại - Từ trái qua phải tính oxi hóa các ion kim loại tăng dần, tính khử các kim loại giảm dần K+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Cr3+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Fe3+ Ag+ Hg2+ Au3+ K Na Mg Al Zn Cr Fe Ni Sn Pb H2 Cu Fe2+ Ý nghĩa dãy điện hóa Cho phép dự đoán chiều pư cặp oxh-khử theo qui tắc vd phản ứng cặp Cu2+/Cu và Fe2+/Fe Fe2+ Fe Fe + Cu2+ → Fe2+ + c.khử mạnh c oxh mạnh c oxh yếu Ag Hg Au Cu2+ Cu Cu c.khử yếu BÀI 19 HỢP KIM ( không trọng tâm) I KHÁI NIỆM H ợp kim là vật liệu kim loại có chứa kim loại và số kim loại phi kim khác II TÍNH CHẤT Hợp kim có nhiều tính chất hóa học tương tự tính chất các đơn chất tham gia thành hợp kim ,nhưng tính chất vật lí và tính chất học hợp kim lại khác nhiều tính chất các đơn chất Ví dụ: Inoc: Fe – Cr – Mn : Thép không gỉ Hợp kim siêu cứng: W – Co ; Co – Cr – W – Fe Hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp Sn – Pb ( thiếc hàn nóng chảy 2010 C) Hợp kim Bi – Pb – Sn nóng chảy 650 C Hợp kim nhẹ, bền, cứng: Al – Si; Al – Cu – Mn - Mg III ỨNG DỤNG Trên thực tế ,hợp kim sử dụng nhiều kim loại nguyên chất Hợp kim Au với Ag , Cu ( vàng tây) đẹp và cứng , dùng để chế tạo đồ trang sức và trước đây số nước dùng để đúc tiền BI 20 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI Khái niệm chung : Ăn mòn kim loại: phá hủy kim loại hợp kim tác dụng các chất môi trường xung quanh M = Mn+ + n.e II.Các dạng ăn mòn kim loại Ăn mòn hóa học Khái niệm: Ăn mòn hóa học là quá trình oxi hoá –khử, đó các e kim loại chuyển trực tiếp đến các chất môi trường Đặc điểm : -Không phát sinh dòng điện -Nhiệt độ càng cao thì tốc độ ăn mòn càng nhanh Ăn mòn điện hóa (22) a.Khái niệm:Ăn mòn điện hóa là quá trình oxi hóa –khử, đó kim loại bị ăn mòn tác dụng dung dịch chất điện li và tạo nên dòng e chuyển dời từ cực âm sangcực dương -Cực âm (anot) : xảy quá trình oxi hóa ( qtrình nhường e ) : Kim loại có tính khử mạnh đóng vai trò là cực âm và bị ăn mòn -Cực dương (catot) : xảy quá trình khử ( qtrình nhận e ) b Ăn mòn điện hóa học hợp kim sắt không khí ẩm ( ví dụ vật gang) + Anot ( Fe) : Fe Fe2+ + 2e + Catot ( C) : O2 + 2H2O + 4e 4OHC.Điều kiện có ăn mòn điện hóa: -Các điện cực phải khác nhau: cặp kim loại khác kim loại với phi kim -Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp gián tiếp với qua dây dẫn -Các điện cực phải cùng tiếp xúc với dd chất điện li II- CÁCH CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI 1-Phương pháp bảo vệ bề mặt: sơn , mạ , … Ví dụ: sắt tây là sắt tráng thiếc, tôn là sắt tráng kẽm 2-Dùng phương pháp điện hoá Nguyên tắc: Gắn kim loại có tính khử mạnh với kim loại cần bảo vệ ( có tính khử yếu hơn) BI 21 ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI I-NGUYÊN TẮC :Khử ion kim loại thành nguyên tử : Mn+ + ne → M II- PHƯƠNG PHÁP: Phương pháp nhiệt luyện Dùng các chất khử CO, H2, C, NH3, Al… để khử các ion kim loại oxit nhiệt độ cao t0 Fe2O3+3CO 2Fe+ 3CO2 Dùng để điều chế các kim loại có độ hoạt động trung bình ( sau Al) Phương pháp thủy luyện Dùng kim loại tự có tính khử mạnh để khử ion kim loại dung dịch muối Vd:Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu Dùng để điều chế các kim loại hoạt động yếu (sau H2, áp dụng quý tắc ) Phương pháp điện phân: a) Điện phân hợp chất nóng chảy: Dùng dòng điện để khử ion kim loại hợp chất nóng chảy(oxit, hydroxit, muối halogen) dpnc 4Al + 3O2 2Al2O3 dpnc 4Na+O2 +2H2O ; 4NaOH dpnc Mg + Cl2 MgCl2 Dùng để điều chế kim loại có độ hoạt động mạnh (từ đầu →Al) b) Điện phân dung dịch: - Dùng dòng điện để khử ion dung dịch muối dpdd Cu + Cl2 CuCl2 dpdd 2Cu + O2 + 2H2SO4 2CuSO4 + 2H2O Dùng điều chế các kim loại trung bình, yếu * Sự khử catot ( điện cực âm – trái với ăn mòn điện hóa) - Các kim loại từ Al trở phía trước dãy điện hóa không bị khử - Các kim loại sau Al, ion kim loiaj nào có tính oxi hóa càng mạnh càng ưu tiên khử trước ( ion cuối dãy) - Riêng H+ đứng trước số kim loại khó khử tồn dạng H3O+ * Sự oxi hóa anot: ( cực dương) - Dễ bị oxi hóa là các kim loại làm điện cực anot hoạt động ( Dương cực tan) đó các anion không điện phân - Nếu là điện cực trơ Pt thứ tự điện phân là: S2-> I- > Br- > Cl- > OH- (23) - Các ion có oxi không bị oxi hóa điện phân dung dịch ( trừ trường hợp đặc biệt không xét chương trình) c) Tính lượng chất thu các điện cực: A.I t Công thức dựa vào định luật Faraday: m = n.F Trong đó: m: khối lượng chất thu điện cực A: Khối lượng mol nguyên tử chất thu điện cực n: Số e mà nguyên tử đã cho nhận I : Cường độ dòng điện (A) t : Thời gian ( giây) F : 96500 Hằng số Faraday CHƯƠNG KIM LOẠI KỀM, KIỀM THỔ, NHÔM BÀI 25: KIM LOẠI KIỀM VÀ HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI KIỀM A.KIM LOẠI KIỀM I Vị trí - cấu hình e ngtử : Kloại kiềm thuộc nhóm IA,gồm Na,K,Rb,Cs,Fr Cấu hình e ngoài cùng ns1 II Tính chất vật lí: Các kloại kiềm có màu trắng bạc và có ánh kim, dẫn điện tốt, tonc, tos thấp, khối lượng riêng nhỏ, độ cứng thấp vì chúng có mạng tinh thể lập phương tâm khối tương đối rỗng và liên kết kim loại yếu mạng tinh thể kim loại III Tính chất hóa học: Các nguyên tử kim loại kiềm có lượng ion hóa nhỏ, vì kim loại kiềm có tính khử mạnh Tính khử tăng dần từ liti đến xesi.MM++1e Trong hợp chất, các kim loại kiềm có số oxi hóa+1 Tác dụng với pk a/ Với O2 2Na + O2(khô)Na2O2 4Na+O2(kk)2Na2O b/ Với Cl2 2K + Cl22KCl Tác dụng với axit 2Na+2HCl2NaCl+H2 ; 2Na+H2SO4Na2SO4+H2 Tác dụng với H2O 2K+2H2O2KOH+H2 Na nóng chảy và chạy trên mặt nước, K bùn cháy, Rb&Cs pư mãnh liệt ⇒ KLK tác dụng dễ dàng với H2O nên người ta bảo quản nó dầu hỏa IV: Ứng dụng, trạng thái tự nhiên và điều chế 1.Ứng dụng : Chế tạo hợp kim có t0nc thấp Hợp kim Li-Al dùng kỉ thuật hàng không Cs làm tế bào quang điện Trạng thái tự nhiên : tồn dạng hợp chất( nước biển, silicat, aluminat) Điều chế : Khử ion KLK thành KL tự M++eM cách Đpnc muối halogenua KLK 2NaCl ⃗ đpnc 2Na+Cl2 B.HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI KIỀM I Natri hidroxit -NaOH(xút ăn da) là chất rắn, không màu, dễ nóng chảy, hút ẩm mạnh tỏa nhiều nhiệt -NaOH là chất điện li mạnh: NaOHNa+ + OH-NaOH td với axit, oxit axit, muối *CO2+2NaOHNa2CO3 + H2O ( PT ion: CO2+2OH-CO32-+H2O) CO2+NaOHNaHCO3 tùy theo tỉ lệ mol CO2 và dung dịch kiềm *HCl+NaOHNaCl+H2O: PT ion H+ + OH- H2O *CuSO4+2NaOH Na2SO4+Cu(OH)2: PT ion Cu2+ + 2OH- Cu(OH)2 -NaOH Làm xà phòng, phẩm nhuộm, tơ nhân tạo,luyện nhôm, tinh chế dầu mỏ II Natri hiđrocacbonat Ít tan nước dễ bị nhiệt phân: 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O (24) - Na2CO3 là chất rắn, màu trắng tan nhiều nước Ở nhiệt độ thường Na2CO3.10H2O, nhiệt độ cao kết tinh tạo Na2CO3 Na2CO3 là muối axit yếu và có tính chất chung muối - Na2CO3 dùng công nghiệp thủy tinh, bột giặt, phẩm nhuộm III Kali nitrat: KNO3 là tinh thể không màu, bền kk, tan nhiều nước Bị nhiệt phân 2KNO3 ⃗ t o 2KNO2+O2; nhiệt độ cao KNO3 là chất oxi hóa mạnh Ứng dụng : Dùng làm phân bón, tạo thuốc nổ 2KNO3+3C+S ⃗ t o N2 +3CO2+K2S BÀI 26: KIM LOẠI KIỀM THỔ MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ A KIM LOẠI KIỀM THỔ I.Vị trí và cấu tạo :Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA, gồm Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra electron lớp nggoài cùng ns2, II.Tính chất vật lý: Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tương đối thấp.Độ cứng có cao kim loại kiềm thấp Khối lượng riêng tương đối nhỏ,là kim loại nhẹ nhôm.(trừ Ba) II.Tính chất hoá học: Các nguyên tử kim loại kiềm có lượng ion hóa tương đối nhỏ, vì Kim loại kiềm thổ có tính khử manh.Tính khử tăng dần từ Be đến Ba: M→M2+ +2e Trong các hợp chất , klk thổ có số oxh là +2 → 2MgO 1/Tác dụng với phi kim: VD: 2Mg + O2 + a) Kim loại kiềm thổ khử H các dung dịch axit HCl, H2SO4 thành khí H2 M + 2H+ → M2+ + H2 b) Kim loại kiềm thổ khử N+5 HNO3 loãng xuống N-3; S+6 H2SO4 đặc xuống S-2 4Mg+10HNO3loãng → 4Mg(NO3)2+NH4NO3+ 3H2O 4Mg+50H2SO4đ → 4MgSO4+H2S+ 4H2O 3/ Td với H2O : -Ca,Sr,Ba tác dụng với nước nhiệt độ thường thành dung dịch bazơ Vd : Ca +2 H2O = Ca(OH)2 + H2 - Be không tác dụng với nước Mg tác dụng chậm với nước nhiệt độ thưòng tạo Mg(OH) 2,Mg tác dụng nhanh với nước nhiệt độ cao tạo thành MgO: 2Mg +O2 2MgO B MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ 1/ Canxi hiđroxit:Ca(OH)2 rắn ,màu trắng , ít tan nước -dd canxi hiđroxit là dd bazơ mạnh :Ca(OH)2 →Ca2+ +2OH- tác dụng với oxit axit, axit ,muối Ca(OH)2+CO2→ CaCO3 ↓ + H2O → Nhận biết CO2 -ứng dụng:chế tạo tạo vữa xây nhà,khử chua, tẩy trùng ,khử trùng, sx amoniac, clorua vôi, vật liệu xây dựng 2/ canxi cacbonat:CaCO3 Chất rắn màu trắng ,không tan nước -đây là muối axit yếu và không bền,tác dụng với nhiều axit vô và hữu giải phóng khí CO2: CaCO3+ 2HCl→ CaCl2 +H2O +CO2 CaCO3 + 2CH3COOH→ Ca(CH3COO)2+H2O+CO2 đặc biệt:CaCO3 tan dần nước có chứa khí CO2 : CaCO3+ H2O +CO2↔ Ca(HCO3)2 phản ứng xảy theo chi ều :chiều (1) giải thích xâm thực nước mưa, chiều (2) giải thích tạo thành thạch nhũ hang động 3/Canxi sunphat:CaSO4chất rắn màu trắng , ít tan nước.Có loại: + CaSO4 2H2O :thạch cao sống,bền nhiệt độ thường CaSO4 H2O :thạch cao nung, điều chế bắng cách nung thạch cao sống 1600C + CaSO4:thạch cao khan, điều chế cách nung thạch cao sống nhiệt đ ộ cao 350 0C +th ạch cao nung th ờng d ùng đ úc t ợng,ph ấn vi ết b ảng,b ó b ột g ãy x ơng… II.N ƯỚC CỨNG: 1/khái niệm: (25) -Nước cứng là nước có chứa nhiều ion Canxi,Magiê -Nước chứa it không có chứa ion Canxi ,magiê gọi là nước mềm 2./phân loại nước cứng: -Nước cứng có tính cứng tạm thời : Tính cứng tạm thời là tính cứng gây nên các muối :Ca(HCO3)2 ,Mg(HCO3)2 -Nước cứng có tính cứng vĩnh cữu : Tính cứng vĩnh cửu là tính cứnggây nên các sunfat, clorua canxi và magie: CaCl2,MgCl2,CaSO4,MgSO4 -Tính cứng toàn phần:là tính cứng tạm thời và tính vĩnh cữu 3/ tác hại nước cứng:nước cứng làm xà phòng ít bọt, nấu thực phẩm bị lâu chin và giảm mùi vị, gây tác hại các ngành sản xuất 4/ Các biện pháp làm mềm nước cứng:Nguyên tắc:giảm nồng độ cation :Ca2+,Mg2+ nước cứng *Phương pháp kết tủa: -Với nước cứng tạm thời: Đun sôi dung dịch Ca(OH)2 vừa đủ Na2CO3 dể kết tủa ion canxi,magie ,loại bỏ kết tủa ta nước mềm: M(HCO3)2 → MCO3+CO2 +H2O -Với nước cứng vĩnh cữu: Dung Na2CO3,Na3PO4,Ca(OH)2 dể làm mềm : Ca2+ + CO32-→ CaCO3 3Ca2+ +2PO43- → Ca3(PO4)2 2+ 2Mg + CO3 → MgCO3 3Mg2+ +2PO43- →Mg3(PO4)2 *Phương pháp trao đổi ion: Dùng chất trao đổi ion(hạt zeolit), nhựa trao đổi ion Nước cứng qua chất trao đổi ion là các hạt zeolit thì ion canxi ,magiê trao đổi ion khác H+,Na+….ta nước mềm Bài 27: NHƠM VÀ MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA NHÔM A NHÔM Vị trí và cấu tạo: Nhôm có số hiệu nguyên tử 13, thuộc chu kì 3, nhóm IIIA, chu kì BTH Cấu tạo nhôm: Cấu hình e: 1s22s22p63s23p1 hay [Ne]3s23p1 Số oxi hoá: +3 Tính chất hóa học: Nhôm là kim loại có tính khử mạnh sau kim loại kiềm và kiềm thổ Al → Al3+ + 3e Tác dụng với phi kim: Tác dụng trực tiếp và mạnh với nhiều phi kim như: O2, Cl2, S,… Tác dụng với axit HCl và H2SO4 loãng → H2↑: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑ 2Al + 6H+ → 2Al3+ + 3H2↑ +5 +6 Với HNO3 loãng đặc nóng, H2SO4 đặc nóng thì nhôm khử N và S xuống số oxi hoá thấp Al + 4HNO3 loãng→ Al(NO3)3 + NO + 2H2O 2Al + 6H2SO4 đặc, nóng → Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Với HNO3 và H2SO4 đặc nguội: không tác dụng Tác dụng với nước Nhôm có thể khử nước →H2↑: 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2↑ Những vật nhôm phủ màng Al2O3 mỏng, mịn, bền nên không cho nước và khí thấm qua Tác dụng với dung dịch kiềm Nhôm tan dung dịch kiềm : 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 (dd) + 3H2↑ Hiện tượng trên giải thích sau: - Màng bảo vệ Al2O3 bị phá hủy dung dịch kiềm: Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2+ 2H2O - Nhôm khử nước: 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 +3H2↑ -Màng Al(OH)3 bị phá hủy: Al(OH)3 + NaOH → 2NaAlO2 (dd) + 3H2↑ IV Ứng dụng trạng thái tự nhiên và sản xuất Ứng dụng:Chế tạo máy bay, ô tô, tên lửa, tàu vũ trụ, trang trí nội thất, bột nhôm trộn bột sắt( tecmit) dùng hàn đường ray Trạng thái tự nhiên: Đất sét: Al2O3.2SiO2.2H2O Mica: K2O.Al2O3.6SiO2 Boxit: Al2O3.2H2O Criolit: Na3AlF6 ( 3NaF.AlF3) (26) Sản xuất: Trong công nghiệp, nhôm sản xuất từ quặng boxit phương pháp điện phân Có công đoạn:Tinh chế quặng boxit(Al2O3.2H2O): loại bỏ tạp chất SiO2, Fe2O3…Điện phân Al2O3 nóng chảy( hỗn hợp Al2O3 với criolit Na3AlF6): 2Al2O3 ⃗ đpnc 4Al + 3O2 ↑ Vai trò criolit: + Hạ nhiệt độ nóng chảy hỗn hợp xuống 9000C tiết kiệm lượng + Tạo hỗn hợp lỏng có tính dẫn điện cao Al2O3 nóng chảy + Tạo hỗn hợp có khối lượng riêng nhỏ nhôm bảo vệ nhôm nóng chảy không bị oxi hóa B TMỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA NHÔM I NHÔM OXIT – Al2O3 : 1.Lý tính : 2/ Trạng thái tự nhiên: -dạng ngậm nước: boxit (Al2O3.2H2O) sản xuất nhôm -dạng khan: corindon có độ cứng cao dùng làm đá mài, giấy nhám 3/ Tính chất hoá học : b Tính lưỡng tính : Al2O3 + 6H+ 2Al3+ + H2O - Tính bazơ : Al2O3 + 6HCl AlCl3 + H2O Al2O3 + 2OH- AlO2-+2H2O - Tính axit : Al2O3 + NaOH 2NaAlO2+ H2O II NHÔM HiĐROXIT Al(OH)3 : Tính chất vật lý : Chất rắn, kết tủa keo, màu trắng Tính chất hoá học a Hợp chất kém bền : Dể bị phân huỷ nhiệt độ Al (OH ) t Al O3 3H O b Là hợp chất lưỡng tính : * Tính bazơ : Al(OH)3 + HCl AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ Al3+ + 3H2O * Tính axit : Al(OH)3 + NaOH NaAlO2+ 2H2O Al(OH)3 + OH- AlO2-+2H2O Al(OH)3 là hiđroxit lưỡng tính Điều chế: AlCl3 + 3NH3 + 3H2O Al(OH)3 + 3NH4Cl III.NHÔM SUNFAT : Phèn chua K2SO4 Al2(SO4)3 24H2O viết gọn: KAl(SO4)2.12H2O Nếu thay K+ Na+, Li+ hay NH4+ muối kép khác (phèn nhôm) IV: CÁCH NHẬN BIẾT ION Al3+ TRONG DUNG DỊCH: Cho từ từ dung dịch NaOH đến dư, có kết tủa keo kết tủa tan dung dịch có Al3+ Al3+ + 3OH- Al(OH)3 Al(OH)3 + OH- dư AlO2-+2H2O CHƯƠNG SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI QUAN TRỌNG Bài 31 SẮT Vị trí: Fe thuộc Ô 26, Nhóm VIIIB, Chu kì Cấu hình electron nguyên tử: Cấu hình electron : 1s22s22p63s23p63d64s2 hay [Ar] 3d64s2 KL: Fe là nguyên tố d, có e ngoài cùng có thể nhường 2e 3e phân lớp 4s và 3d để trở thành ion Fe2+và Fe3+ Fe → Fe2+ [Ar]3d6 + 2e 3+ Fe → Fe [Ar]3d +3e II Tính chất vật lí: Dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, có tính nhiễm từ III Tính chất hóa học: Fe có tính khử trung bình - Khi tác dụng với chất oxi hóa yếu, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +2: Fe → Fe+2 + 2e - Khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh, sắt bị oxi hóa đến số oxi hóa +3: Fe → Fe+3 + 3e Tác dụng với phi kim :Ở nhiêt độ cao, sắt khử nguyên tử phi kim thành ion âm và bị oxi hóa đến số oxi hóa +2 +3 o −2 o o +2 −2 o +8 /3 ⃗0 ⃗0 Fe + S t Fe S ( sắt II sunfua) Fe + O2 t Fe O4 ( oxit sắt từ) (FeO Fe2O3) (27) o o +3 −1 2+ Fe +3 Cl ⃗ t Fe Cl (sắt III clorua) ( tác dụng với HCl tạo Fe ) Tác dụng với axít a Fe khử ion H+ dung dịch HCl, H2SO4 loãng thành H2, Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +2 +1 o o +2 Fe + H SO → Fe SO4 + H +5 +6 b Fe khử N S dung dịch HNO3 loãng H2SO4, HNO3 đặc, nóng đến số oxi hóa thấp hơn, còn Fe bị oxi hóa đến số oxi hóa +3 o +5 +3 +2 Fe +4H N O3(l) → Fe (NO3)3+ N O+ H2O o +5 ⃗0 Fe +6H N O3(đ) t +3 Fe (NO3)3 + +4 N O + 3H2O +6 +4 o +3 Fe + H S O4 (đ) ⃗ t0 Fe 2(SO4)3 + SO2 + 6H2O Chú ý: Sắt bị thụ động với axít HNO3 đặc, nguội H2SO4 đặc, nguội Tác dụng với dung dịch muối Fe có thể khử ion kim loại đứng sau nó dãy điện hóa +2 +2 VD: Fe + Cu SO4 → Fe SO4 + Cu↓ Tác dụng với nước ( giảm tải) - Ở nhiệt độ thường, Fe không khử nước - Ở nhiệt độ cao, Fe khử nước tạo H2 và Fe3O4 FeO 3Fe + 4H2O ⃗ t o <570 o C Fe3O4 + H2↑ o o Fe + H2O ⃗ t >570 C FeO + H2↑ IV- Trạng thái tự nhiên: Sắt tồn chủ yếu dạng hợp chất trong: quặng manhetit (Fe3O4), quặng hematit đỏ (Fe2O3), quặng hematit nâu ( Fe2O3.nH2O), quặng xiđêrit (FeCO3), quặng pirit (FeS2) Sắt có hemoglobin (huyết cầu tố) máu Sắt tự có thiên thạch Bài 32: HỢP CHẤT CỦA SẮT I HỢP CHẤT Fe(II): Sắt(II) oxit, Săt(II) hiđroxit, Muối sắt(II) Vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử tính chất hóa học đặc trưng Fe(II) là tính khử (nhường 1e): Fe2+ → Fe3+ + 1e 1/ Sắt (II) oxít: FeO - FeO tan dd HNO3 loãng → NO ↑ : 3FeO+10HNO3(l) → 3Fe(NO3)3+NO+5H2O Phương trình ion thu gọn: 3FeO+NO3- +10H+ → 3Fe3++NO+5H2O ¿ CO - FeO chất rắn, đen, không có tự nhiên Điều chế: Fe2O3+ H ¿{ ¿ ⃗ 5000 c 2FeO+CO2 2/ Sắt (II) hiđroxit Fe(OH)2 - Fe(OH)2 rắn màu trắng xanh, không tan nước Fe(OH)2 kém bền không khí => dễ bị oxi hóa thành Fe(OH)3 màu nâu đỏ ↓ : 4Fe(OH)2+O2+2H2O → 4Fe(OH)3 - Điều chế Fe(OH)2 tinh khiết: điều chế điều kiện không có không khí: Fe2+ +2OH- → Fe(OH)3 3/ Muối Fe(II) +2 +3 - Muối sắt(II) + chất oxi hóa → Muối sắt(III) VD: F eCl2 +Cl → F eCl - Muối sắt(II) đa số tan nước, kết tinh dạng ngậm nước: FeSO4.7H2O , FeCl2.4H2O Fe FeO OH ¿2 - Điều chế: +HCl → Muối sắt(II) ¿ ¿ ¿{{ Fe ¿ VD:Fe +2HCl → FeCl2+ H2 FeO+H2SO4 → FeSO4+H2O II HỢP CHẤT Fe(III) Fe2O3 Fe(OH)3 Các muối sắt(III) Tính chất hóa học đặc trưng hợp chất Fe(III) là tính oxi hóa (nhận e) Fe3+ +1e → Fe2+ Fe3++3e → Fe (28) 1/ Sắt (III) oxit : Fe2O3 Rắn, đỏ nâu, không tan nước -Ở nhiệt độ cao, Fe2O3 bị CO H2 khử mạnh t cao Al2O3+Fe t cao 2Fe+3CO2 ↑ Fe2O3+Al ⃗ Fe2O3+ 3CO ⃗ - Trong tự nhiên: dạng quặng hêmatit dùng luyện gang - Fe2O3 là oxit bazơ => tan axit mạnh → muối Fe(III) Fe2O3+6HCl → 2FeCl3+3H2O t Fe2O3+3H2O * Điều chế: 2Fe(OH)3 ⃗ 2/ Fe(OH)3 rắn, đỏ nâu, không tan nước Fe(OH)3 tan axit mạnh → muối Fe(III) 2Fe(OH)3+3H2SO4 → Fe2(SO4)3+ 6H2O *Điều chế:Fe3++3OH- → Fe(OH)3 ↓ 3/Muối Fe(III): Các muối Fe(III) đa số tan nước Kết tinh thường dạng ngậm nước FeCl3.6H2O, Fe2(SO4)3.9H2O +3 +2 *Muối sắt (III)+ KL → Muối Fe(II) VD: F eCl3 + F e →3 F eCl2 +3 +2 +2 Oxi hóa khử F eCl3 +C u → F eCl2 +C uCl * FeCl3 dùng làm chất xúc tác tổng hợp hữu BÀI 33: HỢP KIM CỦA SẮT I GANG Khái niệm gang: Gang là hợp kim Sắt với Cacbon đó có từ 2-5% khối lượng Cacbon ngoài còn có lượng nhỏ các nguyên tố Si, Mn, S Phân loại gang: có loại: - Gang xám( chứa cacbon) Dùng đúc bệ máy, ống dẫn nước, cánh cửa - Gang trắng Chứa ít cacbon và Cacbon chủ yếu dạng xementit( Fe3C), dùng luyện thép Sản xuất gang: a Nguyên tắc: Khử quặng sắt oxit than cốc lò cao b Nguyên liệu:Quặng sắt oxit ( Hematit đỏ: Fe2O3) Than cốc, chất chảy( CaCO3 SiO2) c Các phản ứng xảy ra: * Phản ứng tạo chất khử CO: C + O2 CO2 CO2 + C 2CO 18000C * Phản ứng khử sắt oxit: (1) 3Fe2O3 + CO CO2 + 3Fe3O4 (2) Fe3O4 + CO 3CO2 + FeO (3) FeO + CO CO2 + Fe * Phản ứng tạo xỉ: CaCO3 CaO + CO2 ; CaO + SiO2 CaSiO3( Canxi Silicat) II THÉP Khái niệm thép: Thép là hợp kim của sắt chứa từ 0.012% khối lượng cacbon cùng với số nguyên tố khác( Si, Mn, Cr, Ni .) Phân loại thép: *Thép thường( Thép cacbon) +Thép mềm: (chứa < 0.1% C) +.Thép cứng: ( chứa >0.9% C) *Thép đặc biệt: - Thép chứa 13% Mn Rất cứng Dùng làm máy nghiền đá - Thép chứa 20% Cr và 10% Ni Rất cứng Dùng làm dụng cụ gia đình - Thép chứa 18% W và 5% Cr Rất cứng Dùng làm máy nghiền đá Sản xuất thép: * Nguyên tắc: Giảm hàm lượng các tạp chất C Si, S, Mn .có Gang cách oxi hóa các chất dó thành oxit biến thánh xỉ và tách khỏi thép * Các phương pháp luyện thép: a Phương pháp Bet-xơ-me b Phương pháp Mac-tanh c Phương pháp lò điện Bài 34: CROM VÀ HỢP CHẤT CỦA CROM A CROM (29) Vị trí - Cấu tạo:Crom thuộc ô 24, nhóm VIB, chu kì Cấu hình electron: Cr (Z=24): 1s22s22p63s23p63d54s1 Hay [Ar]3d54s1 TÍNH CHẤT HÓA HỌC: Crom là kim loại có tính khử mạnh sắt kém kẽm, số oxi hóa từ +1 đến +6( thường gặp là +2, +3, +6) 2.1 Tác dụng với phi kim +3 - Ở nhiệt độ thường Crom tác dụng với Flo, bền kk vì có lớp Cr O bảo vệ - Ở nhiệt độ cao, crom khử nhiều phi kim: oxi, clo, lưu huỳnh,… +3 +3 0 o ⃗o Cr O ⃗ + 3Cl + 3S ⃗ t to 2 Cr Cl Cr + 3O2 t Cr Cr 3 +3 Cr2 S Tác dụng với nước: Cr không tác dụng với H2O Tác dụng với axit Do có lớp oxit bảo vệ nên không tan HCl, H 2SO4 loãng nguội mà đun nóng muối Cr(II) + khí H2 không có không khí +2 Cr + 2HCl Cr Cl + H2 Chú ý: Tương tự nhôm, crom không tác dụng với axit HNO3 và H2SO4 đặc, nguội V SẢN XUẤT ( Không học) tách nhiệt nhôm Quặng cromit FeO.Cr2O3 oxit crom Cr2O3 Cr (độ tinh khiết 97 – 99%): o Cr2O3 + 2Al ⃗ 2Cr + Al O t B MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA CROM II.Hợp chất crom(III) 1.Crom(III) oxit: Cr2O3 là chất rắn ,màu lục lục thẩm, không tan nước Cr2O3: là oxít lưỡng tính tan axít và kiềm đặc 2.Crom(III) hiđroxit Cr(OH)3 là chất răn , màu lục xám ,không tan nước Điều chế: CrCl3+3NaOH→Cr(OH)3+3NaCl Cr(OH)3 : hiđroxit lưỡng tính Cr(OH)3+ NaOH→NaCrO2+2H2O Cr(OH)3 + 3HCl→CrCl3+3H2O Tính axit Natricromit Tính bazơ 3.Muối crom(III): có tính oxi hóa và tính khử Trong môi trường axít muối Cr(III) dể bị khử→muối Cr(II) 2Cr+3 + Zn0→2Cr+2 + Zn+2 (c.oxh) (c.k) Trong môi trường kiềm muối Cr(III) bị oxi hóa thành muối Cr(VI) 2Cr+3+3Br20+16OH-→2CrO4-2+16Br-+8H2O III.Hợp chất Crom(VI) 1.Crom(VI) oxít CrO3 là chất rắn , màu đỏ thẫm -Là oxít axít tác dụng với nước →2axit: CrO3 + H2O → H2CrO4 (axít cromic) 2CrO3+H2O →H2Cr2O7(axit đicromic) CrO3 có tính oxi hóa mạnh ,một số chất vô và hữu (S,C,P,NH3, C2H5OH…) bốc cháy tiếp xúc với CrO3 → Cr2O3 Vd:2CrO3 + NH3 → Cr2O3 +N2 + 3H2O 2.Muối Cromat và đicromat Muối Cromat CrO42-(màu vàng) và muối đicromat Cr2O72-(màu da cam) có tính oxi hóa mạnh Trong môi trường axít muối crom(VI) bị khử → muối Crom(III) Vd: + K2Cr2O7 + FeSO4 +7H2SO4 → Cr2(SO4)3 +3Fe2(SO4)3 +K2SO4 +7H2O + K2Cr2O7 +6KI +7H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 +7H2O +3I2 Trong môi trường thích hợp :2CrO42- + 2H+ ↔ Cr2O72- + H2O (màu vàng) (màu da cam) XEM ĐỂ VẬN DỤNG LÀM BÀI TẬP Bài 35 ĐỒNG VÀ HỢP CHẤT CỦA ĐỒNG A ĐỒNG (30) I Vị trí và cấu tạo: Kim loại chuyển tiếp, thuộc nhóm IB, Chu kỳ 4, Số hiệu NT là 29, Kí hiệu Cu 64 29 Cu [ Ar ] 3d104s1.Trong các hợp chất đồng có soh phổ biến Cấu hình e: 1s22s22p63s23p63d104s1 hoặc: là: +1; +2 Cấu hình e của: Ion Cu+: [ Ar ] 3d10 Ion Cu2+: [ Ar ] 3d9 b Cấu tạo đơn chất: - Đồng có BKNT nhỏ kim loại nhóm IA - Ion đồng có điện tích lớn kim loại nhóm IA - Kim loại đồng có cấu tạo kiểu mạng tinh thể lập phương tâm diện là tinh thể đặc liên kết đơn chất đồng bền vững Một số tính chất khác đồng: - BKNT: 0,128 (nm) - BK các ion Cu2+: 0,076(nm); Cu+: 0,095 (nm) - Độ âm điện: 1,9 - Năng lượn ion hóa I1, I2: 744; 1956 (KJ/mol) - Thế điện cực chuẩn: E0Cu2+/Cu: +0,34(V) II Tính chất vật lí: Là kim loại màu đỏ, dẻo, dễ kéo sợi và tráng mỏng Dẫn điện và nhiệt cao (chỉ kém bạc) D = 8,98g/cm3; t0nc = 10830C III Hóa tính: Cu là KL kém hoạt động; có tính khử yếu Pứ với phi kim: - Khi đốt nóng 2Cu + O2 2CuO (đồng II oxit) - Cu td Với Cl2, Br2, S… nhiệt độ thường đun nóng PT: Cu + Cl2 CuCl2 (đồng clorua) Cu + S CuS (đồng sunfua) Tác dụng với axit: a Với HCl, H2SO4(l): Không phản ứng có mặt O2 không khí thì Cu bị oh Cu2+ (H 7.11) PT: 2Cu + 4HCl + O2 2CuCl2 + 2H2O b Với HNO3, H2SO4 đặc nóng: +2 +4 N 03 ¿2+ NO ↑ + H 0 +5 N 03 ¿ 2+ N +2 H 0 +2 Cu +8 H NO3 (l)→ Cu ¿ ❑ +5 +2 Cu + H NO3 (đ )→ Cu ¿ +4 SO3 ¿2 +2 S O2+ H 0 +6 +2 Cu +2 H SO (đ , n)→ Cu ¿ Tác dụng với dung dịch muối: - Đồng khử ion kim loại đứng sau nó dãy điện hóa dung dịch muối KL tự TD: Cu + 2AgN03 Cu(N03)2 + 2Ag Cu + 2Ag+ Cu2+ + 2Ag B Một số hợp chất đồng: Đồng (II) Oxit: CuO là chất rắn, màu đen +2 t +2 −3 t 0 Tính oxi hóa: TD: Cu O+ C → Cu + C 02 ↑ Cu O+ N H →3 Cu + N ↑+ H Tính bazơ : CuO + 2HCl CuCl2 + H2O Đồng (II) hiđroxit: Cu(OH)2 Chất rắn, màu xanh Tính bazơ: Phản ứng với axit M + H2O TD: Cu(OH)2 + 2HCl CuCl2 + 2H20 ⃗ Cu(OH)2 dễ bị nhiệt phân: Cu(OH)2 t CuO + H20 Đồng II sunfat: CuS04 (khan) màu trắng, chất rắn CuSO4 hấp thụ nước tạo thành CuSO4.5H2O màu xanh dùng CuSO4 khan dùng để phát dấu vết nước các chất lỏng Bài SƠ LƯỢC VỀ NIKEN – KẼM – CHÌ – THIẾT Phần 1: lí thuyết I/NIKEN(Ni) Ni ô 28,nhóm VIIIB,chu kì a.Lí tính:Ni là kl màu trắng bạc,rất cứng 0 (31) b.Hóa tính Ni có tính khử yếu Fe,tác dụng với nhiều đơn chất và hợp chất không tác dụng với H2 VD: Ni + Cl2 t0 NiCl2 2Ni + O2 5000C 2NiO c.Ứng dụng: Ni có nhiều ứng dụng quang trọng:chống gỉ cho sắt,làm chất xúc tác II/KẼM(Zn) Zn ô 30,nhóm IIB,chu kì a.Lí tính:Zn là KL có màu lam nhạc -Ở t0 thường Zn khá giòn 100-1500C dẻo và dai 2000C giòn -Zn và hợp chất rắn Zn không độc,riêng ZnO(h) độc b.Hóa tính Zn là KL họat động,có tính khử mạnh Fe -Zn tác dụng với O2,S đung nóng 2Zn + O2 t0 2ZnO Zn + Cl2 ZnCl2 -Zn tác dụnh với axit,kiềm,muối : Zn + HCl → ZnCl2 + H2 ; Zn + FeCl → ZnCl2 + Fe c.Ứng dụng Zn dùng Chống gỉ cho sắt,tạo hợp kim với đồng , Sx pin khô, ZnO làm thuốc giảm đau,chữa bệnh ngứa III/CHÌ(Pb) Pb ô 82,nhómIVA,ck a.Lí tính: -Pb là Kl màu trắng xanh,mền dễ dát mỏng Pb và hợp chất chì độc b.Hóa tính Tác dụng với O2 : 2Pb + O2 ⃗ t PbO; Tác dụng với S :Pb + S ⃗ t PbS c.Ứng dụng Pb dùng Chế tạo cực acquy,vỏ dây cáp Chế tạo thiết bị bảo vệ khổi các tia tử ngoại IV/THIẾC(Sn) Sn ô 50,nhóm IVA,ck a.Lí tính: Ở diều kiện thường:Sn là KL trắng bạc,mềm dễ dát mỏng Sn tồn dạng thù hình:Sn trắng và Sn xám SnTrắng Giảm t0 SnXám b.Hóa tính Sn tan chậm HCl lõang Sn + 2HCl SnCl2 + H2 Đun nóng,Sn tác dụng với O2 :Sn + O2 t SnO2 c.Ứng dụng Sn dùng chống gỉ(sắt tây), lá thiết dùng các tụ điện, Sn dùng sx hợp kim, SnO2 làm men(gốm,sứ) Bài 42 NHẬN BIẾT MỘT SỐ CHẤT VÔ CƠ Phần 1- lí thuyết I- Nhận biết cation: Catio Dung dịch thuốc thử Hiện tượng Giải thích n NH4+ Kiềm NH3 OH-+ NH4+ → NH3+H2O Ba2+ Dung dịch H2SO4 l BaSO4 trắng Ba2++SO42- → BaSO4 3OH + Al3+ → Al(OH)3 Kiềm dư Al(OH) keo tan Al3+ Al(OH)3+OH- → AlO2- + H2O NH3 dư Al(OH)3 keo không tan 3NH3+3H2O+Al3+ → Al(OH)3+NH4+ Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2 Fe(OH)2 xanh sau đó 2+ Fe Kiềm NH3 dư 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 chuyển thành nâu đỏ Fe3+ Kiềm NH3 dư NH3 dư Fe(OH)3 nâu đỏ xanh tan thành dd xanh đậm Cu2+ Kiềm xanh Mg Kiềm NH3 dư Mg(OH)2 trắng II- Nhận biết anion: Anion Dung dịch thuốc thử Hiện tượng Bọt khí không màu, CO32dd HCl H2SO4 loãng không mùi SO42- BaCl2 mtr axit loãng dư BaSO4 trắng ClAgNO3 mtr HNO3 loãng AgCl trắng NO3- Cu(bột) +H2SO4 loãng Dung dịch xanh, khí không màu hóa nâu 2+ Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3 3NH3+3H2O+Fe3+ → Fe(OH)3 +3NH4+ 2NH3+2H2O+Cu2+ → Cu(OH)2+2NH + Cu2+ + 2OH- Cu(OH)2 Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2 Giải thích CO32- + 2H+ CO2 + H2O Ba2++SO42- → BaSO4 Ag+ + Cl- AgCl 3Cu+2NO3-+8H+ 3Cu2++2NO+4H2O 2NO+O22NO2(nâu) (32) không khí III- Nhận biết chất khí Khí Mùi SO2 Hắc, gây ngạt CO2 Dung dịch thuốc thử Dung dịch brom dư Ca(OH)2 dư Ba(OH)2 dư NH3 khai H2S Trứng thối Quỳ tím Cu2+ Pb2+ Hiện tượng - Giải thích SO2 + Br2 + H2O H2SO4 + 2HBr CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O Chuyển màu xanh H2S + Cu2+ CuS màu đen + 2H+ H2S + Pb2+ PbS màu đen + 2H+ CHƯƠNG - HÓA HỌC VÀ VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN KINH TẾ, XÃ HỘI, MÔI TRƯỜNG I - Hóa học góp phần giải vấn đề vật liệu cho tương lai: Hóa học kết hợp với các ngành KH ngiên cứu và khai thác các vật liệu có trọng lượng nhẹ, độ bền cao và có công đặc biệt: vật liệu compozic; vật liệu hỗn hợp chất vô và hữu cơ; vật liệu hỗn hợp nano II - Hóa học và vấn đê lương thực thực phẩm - Hóa học đã góp phần làm tăng số lượng và chất lượng lương, thực thực phẩm Nghiên cứu và sản xuất các chất hóa học có tác dụng bảo vệ và phát triển thực vật, động vật Thí dụ : phân bón hóa học, thuốc trừ sâu,diệt cỏ, kích thích sinh truởng …Nghiên cứu các chất màu, chất phụ gia thực phẩm, hương liệu giúp chế biến thực thực phẩm thơm ngon, hình thức đẹp đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm - Bằng phương pháp hóa học, tăng cường chế biến thực phâm nhân tạo chế biến thực phẩm theo công nghệ hóa học tọ sản phẩm có chất lượng cao phù hợp với nhu cầu khác người III- Hóa học và vấn đề may mặc Các loại tơ sợi hóa học sản xuất phương pháp công nghiệp nên đã dần đáp ứng đuợc nhu cầu số lượng, chất lượng và mĩ thuật IV- Hóa học và vấn đề sức khỏe người 1.Dược phẩm - Nhiều loại bệnh không thể dùng các loại cây cỏ tự nhiên trực tiếp để chữa trị - Ngành hóa học đã gpá phần tạo loại thuốc tân dược có nhiều ưu thế: sử dung đơn giản, bệnh khỏi nhanh, có hiệu đặc biệt số bệnh virut và số bệnh hiểm nghèo… 2.Chất gây nghiện, chất ma túy, phòng chống ma túy Hóa học đã góp phần làm rõ thành phần hóa học, tác dụng tâm, sinh lí số chất gây nghiện, ma túy Trên cow sở đó giúp tạo các biện pháp phòng chống sử dụng chất ma túy, chất gây nghiện V - Hoá học và vấn đề ô nhiễm môi trường và phòng chống ô nhiễm môi trường: Ô nhiễm không khí như: Gây hiệu ứng nhà kính Ảnh hưởng không tốt đến sức khoẻ người Ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển động - thực vật.Tạo mưa axit … Ô nhiễm môi trường nước: Tác nhân hoá học gây ô nhiễm môi trường nước bao gồm các ion kim loại nặng, các anion NO ❑−3 , PO ❑34− , SO ❑2− , thuốc bảo vệ thực vật và phân bón hoá học Ô nhiễm đất: Ô nhiễm đất kim loại nặng là nguồn ô nhiễm nguy hiểm hệ sinh thái đất * Nhận biết môi trường bị ô nhiễm: Quan sát Xác định các thuốc thử, xác định độ PH Xác định các dụng cụ đo Một số phương pháp xử lý chất thải gây ô nhiễm môi trường + Phương pháp hấp thụ + Phương pháp hấp thụ than bùn, phân rác, đất xốp, than hoạt tính (33) + Phương pháp oxi hoá - khử (34)