Ăn mòn điện hoá: Ăn mòn điện hoá học là quá trình oxi hóa- khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng điện chuyển dời từ cực âm đến cực dương[r]
(1)CHƯƠNG ESTE – LIPIT I Khái niệm, danh pháp Khái niệm: o c ,t H2 SO4 ñaë VD: CH3-COOH + C2H5 – OH CH3COOC2H5 + H2O Etylaxetat Khái niệm: Khi thay nhóm OH nhóm cacboxyl (COOH) axit cacboxylic nhóm OR’ thì este Công thức chung: - Este đơn chức: RCOOR’ R: gốc H.C H R’: gốc H.C ¿ - Este no đơn chức: C2H2nO2 (n 2) Cm’H2m’+1-COO-CmH2m+1 Danh pháp: Tên este RCOOR’= Tên gốc R’ + tên gốc axit RCOO + at VD: CH3COOC2H5 (etyl axetat); HCOOCH3 (metyl fomat); CH3COOCH3 (metyl axetat); CH2=CH2COOCH3 (metyl acrylat),… II Tính chất vật lý: - to thường: lỏng rắn - không tan nước; độ tan và t o sôi este < độ tan, t o sôi axit CBXL ancol có cùng số ngtử C ( liên kết hydro các phân tử este và nước kém; không có liên kết hydro các ptử este) - có mùi thơm đặc trưng III Tính chất hoá học : * Thí nghiệm: SGK Phản ứng thuỷ phân este dd axit: c ,t o H2SO 4ñaë VD: CH3COOC2H5 + HOH CH3COOH + C2H5OH H SO4ñaëc ,t o TQ: RCOOR’ + HOH RCOOH + R’OH P/ư thuỷ phân este dd kiềm (p/ư xà phòng hoá) VD: CH3COOC2H5 + NaOH to ⃗ CH3COONa + C2H5OH to TQ: RCOOR’ + NaOH ⃗ RCOONa + R’OH IV Điều chế : Phương pháp chung: pư este hóa o c ,t H2 SO4ñaë RCOOH + R’OH RCOOR’ + H2O V Ứng dụng: - Dung môi hòa tan, tách, chiết chất hữu cơ, pha sơn,… - Trong công nghiệp thực phẩm: tăng hương vị cho bánh, kẹo, nước giải khát,… - Trong công nghiệp mỹ phẩm: pha vào nước hoa, xà phòng, kem bôi da,… - Sản xuất chất dẻo Câu hỏi: Este là gì? Viết công thức cấu tạo và gọi tên các este có CTPT C4H8O2 So sánh nhiệt độ sôi, độ tan este với ancol, axit cacboxylic tương ứng Giải thích? Nêu tính chất hóa học este Viết PTPƯ minh họa (2) Hoàn thành chuỗi phản ứng sau: etan etyl bromua ancol etylic anđehit axetic axit axetic etyl axetat LIPIT I Khái niệm Lipit là các este phức tạp gồm: chất béo (triglixerat), sáp, steroit và photpholipit,… II Chất béo: Khái niệm: Chất béo là trieste glixerol với axit béo Công thức cấu tạo chung chất béo: R1COO – CH2 R1, R2, R3: gốc H.C (giống khác nhau) R2COO – CH (RCOO)3C3H5 R3COO – CH2 VD: [CH3(CH2)16COO]3C3H5 hay (C17H35COO)3C3H5 : tristearin [CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COO]3C3H5 hay (C17H33COO)3C3H5: triolein [CH3(CH2)14COO]3C3H5 hay (C15H31COO)3C3H5: tripanmitin Tính chất vật lý: - to thường: lỏng (ptử có gốc H.C không no – dầu thực vật) rắn (ptử có gốc H.C no – mơ động vật) - không tan nước; nhẹ nước Tính chất hóa học: a Phản ứng thuỷ phân: H ,t o [CH3(CH2)16COO]3C3H5 + 3H2O 3CH3(CH2)16COOH + C3H5(OH)3 tristearin axit stearic glixerol b Phản ứng xà phòng hoá: to [CH3(CH2)16COO]3C3H5 + 3NaOH 3CH3(CH2)16COONa + C3H5(OH)3 tristearin natri stearat glixerol c Phản ứng cộng hiđro chất béo lỏng: o Ni ,t (C17H35COO)3C3H5 (rắn) (C17H33COO)3C3H5 (lỏng) + 3H2 Ứng dụng: - thức ăn quan trọng người - nguyên liệu để tổng hợp số chất khác cần thiết cho thể - điều chế xà phòng và glixerol Câu hỏi: Chất béo là gì? Viết công thức cấu tạo các chất béo: (tristearin), (triolein), (tripanmitin) So sánh chất béo và este về: Thành phần nguyên tố, đặc điểm cấu tạo phân tử và tính chất hóa học Phân biệt cấu tạo và tính chất chất béo lỏng và chất béo rắn? Nêu tính chất hóa học chất béo Viết PTPƯ minh họa CHƯƠNG II: CACBOHIĐRAT (3) Cacbohiđrat là hợp chất hữu tạp chức và thường có công thức chung là Cn(H2O)m VD: Tinh bột (C6H10O5)n hay [C6(H2O)5]; Glucozơ C6H12O6 hay C6(H2O)6 Phân loại: - Monosaccarit: cacbohiđrat đơn giản nhất, không thể thủy phân (glucozơ và fructozơ) - Đisaccarit: cacbohiđrat mà thủy phân mỗi phân tử sinh monosaccarit (saccarozơ và mantozơ) - Polisaccarit: cacbohiđrat phức tạp, thủy phân đến cùng mỗi phân tử sinh nhiều ptử monosaccarit (xenlulozơ và tinh bột) GLUCOZƠ I Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên - là chất rắn, kết tinh không màu, nóng chảy 1400C, dễ tan nước và có vị ngọt - có hầu hết các phận cây, thể người và động vật ( máu người glucozơ chiếm 0,1%) II Cấu tạo phân tử: CTPT: C6H12O6 Glucozơ là hợp chất tạp chức, dạng mạch hở phân tử có cấu tạo anđehit đơn chức và ancol đa chức Công thức cấu tạo: CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CH=O Hoặc viết gọn: CH2OH[CHOH]4CHO Trong thực tế, glucozơ tồn tại chủ yếu dạng mạch vòng: -glucozơ và β -glucozơ III Tính chất hoá học : Có t/c ancol đa chức (poliancol) và andehit đơn chức Tính chất ancol đa chức: a Tác dụng với Cu(OH)2: 2C6H12O6 + Cu(OH)2 → (C6H11O6)2Cu + 2H2O b Phản ứng tạo este: Glucozơ + (CH3CO)2O → C6H7O(OCOCH3)5 Tính chất andehit: a) Oxihóa glucozơ dd AgNO3/NH3 (pư tráng bạc) NH 3,to HOCH2(CHOH)4CHO + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O HOCH2(CHOH)4COONH4 +2Ag ↓ + 2NH4NO3 Amoni gluconat b) Oxihóa glucozơ Cu(OH)2: HOCH2-(CHOH)4-CHO +2Cu(OH)2 + NaOH to ⃗ HOCH2-(CHOH)4-COONa + Cu2O ↓ +3H2O ⇒ pư thường dùng nhận biết glucozơ c) Khử glucozơ H2: HOCH2(CHOH)4CHO + H2 Phản ứng lên men: Ni ,to ⃗ HOCH2(CHOH)4CH2OH Sobitol (4) enzim, (30 - 40)C C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 IV Ứng dụng – Điều chế: * Ứng dụng: - làm thức ăn - làm thuốc tăng lực ( huyết thanh) - tráng gương, ruột phích (bình thuỷ) * Điều chế: Từ tinh bột hay xenlulozơ: enzim ,hoặcH ,to nC6H12O6 (C6H10O5)n + nH2O VI Đồng phân glucozơ – Fructozơ: - CTPT: C6H12O6 - CTCT: HOCH2-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CO-CH2OH - Tính chất hóa học: Tương tự glucozơ Câu hỏi: Cacbohidrat là gì? Có loại cacbohidrat quan trọng Nêu định nghĩa loại và lấy ví dụ minh họa Những thí nghiệm nào chứng minh cấu tạo phân tử glucozo? Nêu tính chất hóa học glucozo Viết PTPƯ minh họa Trình bày cách nhận biết các hợp chất dung dịch mỗi dãy sau bằng phương pháp hóa học: a) glucozo, glixerol, etanol, axit axetic b) Fructozo, glixerol, etanol c) glucozo, fomandehit, etanol, axit axetic SACCAROZƠ, TINH BỘT VÀ XENLULOZƠ I SACCAROZƠ Tính chất vật lý - là chất rắn, kết tinh không màu, không mùi, nóng chảy 1850C, và có vị ngọt - tan tốt nước, độ tan tăng nhanh theo nhiệt độ Cấu trúc phân tử: CTPT: C12H22O11 Saccarozơ là đisaccarit cấu tạo từ gốc - glucozơ và gốc β fructozơ liên kết với qua nguyên tử oxi Trong phân tử saccarozơ không có nhóm anđehit (CH=O), có nhóm ancol (OH) Tính chất hoá học : Có t/c ancol đa chức (poliancol) và pư thủy phân a Tác dụng với Cu(OH)2: 2C12H22O11 + Cu(OH)2 → (C12H21O11)2Cu + 2H2O b Phản ứng thủy phân: to ,H ( men ) C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 Glucozơ Fructozơ Sản xuất và ứng dụng: a) Sản xuất: - (5) b) Ứng dụng: - làm thực phẩm - sản xuất bánh kẹo, nước giải khát, đồ hộp - pha chế thuốc - dùng kỹ thuật tráng gương, tráng ruột phích II TINH BỘT Tính chất vật lý - là chất rắn, vô định hình, màu trắng - không tan nước lạnh, nước nóng tinh bột ngậm nước phồng lên tạo dd keo Cấu trúc phân tử: CTPT: (C6H10O5)n Phân tử tinh bột gồm các mắt xích - glucozơ liên kết với theo hai dạng: - Dạng lò xo không phân nhánh (amilozơ) - Dạng lò xo phân nhánh (amilopectin) Tinh bột tạo thành cây xanh nhờ quá trình quang hợp ⃗ ¸nh s¸ng mÆt trêi 6nCO2 + 5n H2O clorophin (C6H10O5)n + 6nCO2 Tính chất hóa học: Pư thủy phân: H ,to (C6H10O5)n + nH2O n C6H12O6 Pư màu với iot: Hồ tinh bột + dd iot → màu xanh tím (đun nóng → màu; để nguội → màu xanh lam) ⇒ iot là thuốc thử dùng để nhận biết hồ tinh bột và ngược lại Ứng dụng: - Chất dinh dương người - Sản xuất bánh kẹo, glucozơ, hồ dán III XENLULOZƠ Tính chất vật lý – Trạng thái tự nhiên: - Chất rắn, màu trắng, dạng sợi, không mùi, vị - Không tan nước và các chất hữu ete, rượu, benzen … tan nước Svayde (dd NH3 chứa đồng (II) hiđroxit) - có nhiều sợi bông, gai, gỗ, tre, nứa, … - sợi bông xenlulozơ chiếm 98% Cấu trúc phân tử: - Là polisaccarit gồm nhiều gốc β - glucozơ liên kết với thành mạch kéo dài (mạch không phân nhánh) - CT: (C6H10O5)n [ C6H7O2(OH)3]n Tính chất hóa học: a Pư thủy phân: H ,to (C6H10O5)n + nH2O n C6H12O6 Pư với axit nitric: (6) H2SO4,ñ,to [C6H7O2(OH)3]n + 3nHONO2 [C6H7O2(ONO2)3]n + 3nH2O xenlulozơtrinitrat (chế thuốc súng không khói) Ứng dụng: Trực tiếp: nhà cửa, vật dụng, giấy, … Gián tiếp: Sxuất tơ nhân tạo (Tơ visco, Tơ axetat); thuốc súng không khói, phim ảnh Câu hỏi: Nêu CTPT và cấu tạo saccarozo, tinh bột và xenlulozo? Nêu tính chất hóa học saccarozo, tinh bột và xenlulozo? Viết PTPƯ minh họa CHƯƠNG AMIN, AMINOAXIT VÀ PROTEIN AMIN I Khái niệm, phân loại và danh pháp: Khái niệm: Khi thay ngtử H phân tử amoniac(NH3) gốc hidrocacbon ta thu amin Amin có đồng phân về: mạch cacbon, vị trí nhóm chức và bậc amin VD: các đồng phân C4H11N CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – NH2 CH3 – CH – CH2 – NH2 CH3 CH3 – N – CH2 – CH3 CH3 – CH2 – CH – CH3 NH2 CH3 – NH – CH2 – CH2 – CH3 CH3 CH3 –CH2 – NH – CH2 – CH3 Phân loại a) Theo gốc H.C: - amin béo: CH3NH2, C2H5NH2,… - amin thơm: C6H5NH2, CH3C6H4NH2,… b) Theo bậc amin: (bậc amin = số gốc H.C liên kết với ngtử N) - amin bậc một: CH3NH2, C2H5NH2,… - amin bậc hai: CH3 – NH – CH3, CH3 – NH – C2H5 - amin bậc ba: Danh pháp: Công thức cấu tạo CH3NH2 C2H5NH2 CH3CH2CH2NH2 CH3CH(NH2)CH3 (CH3)3N Tên gốc chức Ank + vị trí NH2 + yl + amin Metylamin Etylamin Prop-1-ylamin (n-propylamin) Prop-2-ylamin (isopropylamin) Tên thay Ankan + vị trí NH2 + amin Metanamin Etanamin Propan-1-amin Propan-2-amin (7) C6H5NH2 C6H5 -NH-CH3 Phenylamin Metylphenylamin Benzenamin N-Metylbenzenamin II Tính chất vật lý: - Amin có phân tử khối nhỏ (metylamin, etylamin, đimetylamin, trimetylamin): chất khí, mùi khai, tan nhiều nước - Amin có phân tử khối lớn: chất lỏng rắn, độ tan giảm dần, nhiệt độ sôi tăng dần theo chiều tăng M - Amin thơm: chất lỏng rắn, để lâu không khí chuyển từ k màu → màu đen (bị oxihóa) - Độc III Cấu tạo phân tử và tính chất hóa học Cấu tạo phân tử: Các amin có cặp electron tự nguyên tử nitơ nhóm chức, đó chúng có tính bazơ và tính chất gốc H.C Tính chất hóa học: a) Tính bazơ: CH3NH2 + H2O [CH3NH3]+ + OHCH3NH2 + HCl → [CH3NH3]+Cl- (metylamoni clorua) C6H5NH2 + HCl → [C6H5NH3]+Cl- (phenylamoni clorua) - Amin mang tính bazơ: làm quỳ tím hóa xanh phenolphtalein hóa hồng(trừ amin thơm), tác dụng với axit - Tính bazơ: CH3NH2 > NH3 > C6H5NH2 (do ảnh hưởng nhóm phenyl) b) Phản ứng nhân thơm anilin: ↓ trắng Thí nghiệm: Dd anilin + nước brom → Giải thích: Do ảnh hưởng nhóm amin đến vòng benzen nên ngtử Br dễ thay ngtử H vị trí 2, 4, nhân thơm anilin NH2 Br NH2 Br + 3Br2 + 3HBr Br 2,4,6 – tribrom anilin Phản ứng này dùng để nhận biết anilin AMINOAXIT I Khái niệm: Khái niệm: (8) VD: CH3-CH-COOH (alanin) | NH2 Amino axit là hợp chất hữu tạp chức, phân tử chứa đồng thời nhóm amino (NH 2) và nhóm cacboxyl (COOH) Danh pháp: - Tên thay thế: axit + vị trí + amino + tên axit CBXL tương ứng - Tên bán hệ thống: axit + vị trí chữ cái Hy Lạp ( , , )+ amino + tên thông thường axit CBXL tương ứng - Tên thường: các - amino axit có thiên nhiên Bảng 3.2 Tên gọi số amino axit (SGK) II Cấu tạo phân tử và tính chất hóa học: Cấu tạo phân tử: H2N – CH2 – COOH H3 N – CH2 – COODạng phân tử dạng ion lương cực - Amino axit là hợp chất có cấu tạo ion lương cực - Các amino axit là các chất rắn kết tinh không màu, vị ngọt, nhiệt độ nóng chảy cao, dễ tan nước Tính chất hóa học: a) Tính chất lương tính: - Tác dụng với axit: HOOC – CH2 – NH2 + HCl → HOOC – CH2 – N H3Cl- Tác dụng với bazơ: H2N – CH2 – COOH + NaOH → H2N – CH2 – COONa + H2O b) Tính axit – bazơ dd amino axit: (H2N)x – R – (COOH)y - Nếu x = y → quỳ tím không đổi màu - Nếu x < y → quỳ tím hóa hồng - Nếu x > y → quỳ tím hóa xanh c) Phản ứng riêng nhóm COOH: pư este hóa HClkhi H2N – CH2 – COOH + C2H5OH H2N – CH2 – COOC2H5 + H2O d) Phản ứng trùng ngưng: Khi đun nóng: Nhóm - COOH phân tử này tác dụng với nhóm -NH2 phân tử cho sản phẩm có khối lượng phân tử lớn, đồng thời giải phóng H2O t nH2N – [CH2]5 – COOH (-NH – [CH2]5 – CO- )n + n H2O axit - aminocaproic policaproamit III Ứng dụng: - Amino axit là chất sở tạo protein - Amino axit dùng làm nguyên liệu điều chế gia vị thức ăn, dược phẩm, tơ nilon – 6, nilon – 7, … PEPTIT VÀ PROTEIN (9) I Peptit: Khái niệm: Peptit là loại hợp chất chứa từ đến 50 gốc - amino axit liên kết với các liên kết peptit - Liên kết peptit là liên kết –CO – NH– hai đơn vị - amino axit H2N-CH-CO-(NH-CH-CO-)n-2NH-CH-COOH | | R R Amino axit đầu (đầu N) | ' R'' Amino axit đuôi (đuôi C) Cách biểu diễn cấu tạo peptit: ghép tên viết tắt các gốc - amino axit theo trật tự chúng VD Hai đipeptit từ alanin và glyxin là: Ala – Gly và Gly – Ala Tính chất hóa học: a) Phản ứng thủy phân: o H, t - amino axit Peptit hay enzim b) Phản ứng màu biure: dd peptit + Cu(OH)2 → hợp chất màu tím II Protein: Khái niệm: Protein là polipeptit cao phân tử có phân tử khối từ vài chục ngàn đến vài triệu Phân loại: - Protein đơn giản: thủy phân cho hỗn hợp các - amino axit (anbumin lòng trắng trứng, fiproin tơ tằm,….) - Protein phức tạp: Protein đơn giản + “phi protein” (nucleprotein chứa axit nucleic, lipoprotein chứa chất béo,….) Cấu tạo phân tử: … – NH – CH – CO – NH – CH – CO – NH – CH – CO – … R1 R2 R3 Hay – NH – CH – CO– n Ri Tính chất: a) Tính chất vật lý: Một số protein tan nước tạo thành dd keo và đun nóng đông tụ lại b) Tính chất hóa học: Phản ứng đặc trưng protein: (10) - Phản ứng thủy phân nhờ xúc tác H+, OH- enzim (protein o H, t hay enzim - amino axit) - Phản ứng màu biure với Cu(OH)2 → hợp chất màu tím (pư phân biệt protein) Vai trò protein sống: - hình thành nên nhân tế bào và nguyên sinh chất - là hợp phần chính thức ăn người và động vật Câu hỏi: Thế nào là amin, aminoaxit, peptit và protein? Lập công thức chung của: - amin no, đơn chức, mạch hở - amin no, đơn chức, mạch hở, bậc I - aminoaxit no, chứa nhóm amino và nhóm amin, mạch hở Viết CTCT và gọi tên các đồng phân của: - các amin: C3H9N, C4H11N (nêu bậc amin) - các aminoaxit: C2H5NO2, C3H7NO2, C4H9NO2 Bằng phương pháp hóa học, hãy phân biệt các dd: lòng trắng trứng, alanin, etylamin, glyxerol và etylaxetat Viết PTHH minh họa CHƯƠNG POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME ĐẠI CƯƠNG VỀ POLIME I Khái niệm: Polime hay hợp chất cao phân tử là hợp chất có phân tử khối lớn nhiều đơn vị sở (gọi là mắt xích) liên kết với tạo nên VD1: Phản ứng điều chế polietilen (PE) xt ,t , p nCH2 = CH2 (- CH2 – CH2 - ) n n: hệ số polime hóa hay độ polime hóa Phân tử CH2=CH2 tạo nên polietilen: monome Tên polime xuất phát từ tên monome tên hợp chất và tiền tố poli Nếu polime gồm từ monome trở lên tạo nên thì tên monome phải để ngoặc đơn VD: poli(vinyl clorua); poli(butađien – stiren),… Một số polime còn có tên riêng VD: ( - CF2 – CF2 - )n : teflon (-NH – [CH2]5 – CO - ) n: nilon – II Đặc điểm cấu trúc: - Mạch không phân nhánh: PE, PVC, xenlulozơ, … - Mạch phân nhánh: amilopectin tinh bột, glicogen, … - Mạng không gian: Caosu lưu hóa, nhựa bakelit, … III Tính chất vật lý: - Các polime hầu hết là chất rắn, không có nhiệt độ nóng chảy xác định - Khó bị hòa tan: không tan dung môi thông thường - Tính đàn hồi, có tính dẻo - Mềm, dai - Tính bền học, chịu masát, va chạm (11) - Không dẫn điện, nhiệt bán dẫn IV Tính chất hóa học (đọc thêm) V Phương pháp điều chế: Phản ứng trùng hợp: - VD1: Phản ứng trùng hợp etilen xt ,t , p nCH2 = CH2 (- CH2 – CH2 - ) n - VD2: Phản ứng trùng hợp stiren: xt ,t (- CH2 – CH - ) n nCH2 = CH | | C6H5 C6H5 - VD 3: Phản ứng trùng hợp vinyl clorua xt ,t , p nCH2 = CHCl (- CH2 – CHCl - ) n - Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) giống tương tự thành phân tử lớn (polime) - Điều kiện cần: phân tử các monome tham gia pư trùng hợp phải có: liên kết bội vòng kém bền có thể mở Phản ứng trùng ngưng: - Ví dụ: Phản ứng trùng ngưng axit - aminocaproic: t nH2N–[CH2]5–COOH ( NH–[CH2]5–CO )n + n H2O axit - aminocaproic policaproamit Phản ứng trùng ngưng axit terephtalic và etilen glicol: t nHOOC–C6H4–COOH + nHO – CH2 – CH2 – OH ( CO–C6H4–CO – O – C2H4– O )n + 2n H2O poli(etilen terephtalat) - Phản ứng 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 (VD H2O) - Điều kiện cần: phân tử các monome tham gia pư trùng ngưng phải có: ít hai nhóm chức có khả phản ứng V Ứng dụng: Làm vật liệu polime phục vụ đời sống và sản xuất: chất dẻo, tơ sợi, cao su, keo dán, … I Chất dẻo: Khái niệm chất dẻo và vật liệu compozit - Chất dẻo là vật liệu polime có tính dẻo - Thành phần chất dẻo gồm: + Polime (thành phần chính) + Chất phụ thêm (chất hóa dẻo, chất độn, chất phụ gia) - Compozit là vật liệu hỗn hợp có ít hai thành phần phân tán vào mà không tan vào - Thành phần vật liệu compozit gồm: + Chất polime (12) + Chất độn - Một số chất dẻo tiêu biểu: PE, PVC, PPF, poli(metyl metacylat) Một số polime dùng làm chất dẻo a Polietilen (PE) - Phản ứng điều chế polietilen (PE) xt ,t , p nCH2 = CH2 (- CH2 – CH2 - ) n - Tính chất: mềm, nóng chảy trên 1100C, trơ - Ưng dụng: làm màng mỏng, vật liệu điện, bình chứa, túi đựng, … b Poli(vinyl clorua) (PVC): - Phản ứng điều chế PVC xt, to nCH2=CH (-CH2-CH-)n Cl Cl - Tính chất: rắn, vô định hình, cách điện, bền với axit - Ưng dụng: làm vật liệu cách điện, ống dẫn nước, vải che mưa, da giả … c Poli(metyl metacylat): - Phản ứng điều chế poli(metyl metacylat) CH3 CH3 nCH2=C xt, to (-CH2-C-)n COOCH3 COOCH3 - Tính chất: rắn, suốt, cho ánh sáng truyền qua - Ưng dụng: chế tạo thủy tinh hữu (plexiglas) d Poli(phenol – fomanđehit) (PPF): - PPF có dạng: nhựa novolac, nhựa rezol và nhựa rezit - Nhựa novolac: chất rắn, dễ nóng chảy, dễ tan số dung môi hữu dùng sản xuất bột ép, sơn 1400 C bazô nhựa rezit nhựa rezol - Phenol + fomanđehit(dư) II Tơ: Khái niệm: Tơ là polime hình sợi dài và mảnh, có độ bền định Phân tử polime tơ có mạch không phân nhánh, xếp song song với nhau, mềm, dai, không độc Phân loại: - Tơ thiên nhiên: bông, len, tơ tằm - Tơ hóa học: + Tơ tổng hợp (chế tạo từ các polime tổng hợp) + Tơ bán tổng hợp hay tơ nhân tạo (xuất phát từ polime thiên nhiên chế biến thêm bằng phương pháp hóa học) Một số loại tơ tổng hợp thường gặp: a Tơ nilon – 6,6 (thuộc loại tơ amit) (13) - Phản ứng điều chế tơ nilon – 6,6: to nH2N-(CH2)6-NH2 + nHOOC-(CH2)4-COOH hexametylenđiamin axit ađipic [-HN-(CH2)6-NH-CO-(CH2)4-CO-]n + 2nH2O Poli(hexmetylen ađipamit) hay nilon – 6,6 - Tính chất: dai, mềm mại, óng mượt, ít thấm nước, giặt mau khô; kém bền nhiệt, axit và kiềm - Ưng dụng: dệt vải may mặc, vải lót săm lốp, dệt bít tất, bện dây cáp, dây du, đan lưới, … b Tơ nitron (hay olon: thuộc loại tơ vinylic) - Phản ứng điều chế tơ nitron từ vinyl xianua: RCOOR ',t nCH2 = CH (- CH2 – CH - )n CN CN acrilonnitrin poli acrilonnitrin - Tính chất: dai, bền nhiệt và giữ nhiệt tốt - Ưng dụng: dệt vải may quần áo ấm III Cao su: Khái niệm: Cao su là loại vật liệu polime có tính đàn hồi Phân loại: a Cao su thiên nhiên: - Cấu tạo: Cao su thiên nhiên là polime isopren: CH2 – CH = C – CH2 với n 1500 – 15000 CH3 n - Tính chất và ứng dụng: b Cao su tổng hợp - Cấu tạo: tương tự cao su thiên nhiên - Cao su buna: Na ,t , p nCH2=CH–CH=CH2 (- CH2 – CH=CH – CH2-)n buta – 1, – đien polibuta – 1,3 – đien Có độ bền và tính đàn hồi kém cao su thiên nhiên - Cao su buna – S và buna – N IV Keo dán tổng hợp: (đọc thêm) Câu hỏi: Nêu các khái niệm: polime, vật liệu polime, phản ứng trùng hợp, phản ứng trùng ngưng, tơ, cao su Viết PTHH điều chế: PE, PVC, PP, thủy tinh hữu cơ, PS, nilon – 6, nilon – 7, nilon – 66, poli(etilen terephtalat), cao su buna (cho biết chúng thuộc loại phản ứng nào?) CHƯƠNG ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI TRONG BẢNG TUẦN HOÀN VÀ CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI (14) I Vị trí các nguyên tố kim loại bảng tuần hoàn - Kim loại chiếm khoảng 90 nguyên tố bảng tuần hoàn - Gồm nhóm IA à IIIA (trừ H, B), phần nhóm IVA à VIA, nhóm IB à VIIIB,họ lan tan và actini II Cấu tạo nguyên tử kim loại: 1.Cấu tạo nguyên tử -Các nguyên tử kim loại có 1,2,3e ngoài cùng Ví dụ: Na:[Ne]3s1 Mg[Ne]3s2 Al[Ne]3s23p1 - Năng lượng ion hoá tương đối nhỏ ⇒ Kim loại dễ nhường electron ⇒ Tính chất chung kim loại là tính KHỬ Câu tạo mạng tinh thể Ở nhiệt độ thường trừ Hg trạng thái lỏng -Các kim loại khác trạng thái rắn và có cấu tạo tinh thể -Tinh thể kim loại gồm có phần: nguyên tử, ion dương nằm nút mạng và các electron chuyển động tự mạng tinh thể Liên kết kim loại Liên kết kim loại là liên kết hình thành lực hút các electron chuyển động tự với các ion dương mạng tinh thể TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI VÀ DÃY ĐIỆN HÓA I Tính chất vật lí : Kim loại có tính dẻo , tính dẫn nhiệt, tính dẫn điện, tính ánh kim tất các tính chất này có mặt electron tự II Tính chất hoá học : - Do đặc điểm cấu tạo ít electron lớp ngoài cùng ( 1,2,3e), - Năng lượng ion hoá tương đối nhỏ - Bán kính nguyên tử lớn ⇒ Các nguyên tử kim loại dễ dàng nhường các e hoá trị hoá trị này ⇒ thể tính khử: Phương trình tổng quát: M – ne -> Mn+ Đi từ đầu đến cuối "dãy điện hóa" kim loại thì tính khử kim loại giảm dần K Na Ba Ca Mg Al Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu 2Hg Fe2+ Ag Pt Au 1/ Tác dụng với phi kim: a/ Phản ứng với oxi: Đa số các kim loại bị oxi hóa O2 (đặc biệt nhiệt độ cao) Khả phản ứng tuỳ thuộc vào điều kiện và tính khử mạnh hay yếu kim loại Ví dụ: 4Na + O2 2Na2O t 3Fe + 2O2 ⃗ Fe3O4 b/ Phản ứng với halogen và các phi kim khác Với halogen: các kim loại kiềm, kiềm thổ, Al phản ứng t o thường Các kim loại khác phải đun nóng + Với phi kim mạnh thì kim loại có hoá trị cao: t 2Fe + 3Cl2 ⃗ 2FeCl3 Với phi kim yếu phải đun nóng và kim loại có hoá trị thấp : Fe + S ⃗ t0 FeS (15) Zn + S ⃗0 t ZnS c/ Tác dụng với axit * Với axit HCl, H2SO4 loãng (tính oxi hóa thể ion H+) - Kim loại khử ion H+ dd HCl và H2SO4 loãng thành H2 Kim loại đứng trước-Lưu ý: H2 Ví dụ: Mg + 2HCl MgCl2 + H2 ↑ 2Al + 3H2SO4 loãng Al2(SO4)3 + 3H2 * Với axit HNO3, H2SO4 đặc, đun nóng Trừ Au và Pt, còn hầu hết các kim loại tác dụng với HNO3 (đặc loãng), H2SO4 (đặc, nóng), Pt tổng quát: Kim loại + HNO3 muối ( hoá trị cao ) + Sản phẩm khử + H2O Với HNO3 đặc nóng : thường giải phóng khí NO2 ( màu nâu đỏ ) ⃗ t0 ⃗0 t Mg + 4HNO3 đ, n Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Cu + 4HNO3 đ, n Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Với HNO3 loãng: thường sinh khí NO ( không màu hoá nâu không khí ) Tuy nhiện tuỳ theo điều kiện đề bài có thể là: N2, N2O, NO, NH4NO3 ⃗0 8NaNO3 + NH4NO3 + 3H2O t ⃗0 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O t ⃗ t0 3Cu(NO3)2 + NO + 4H2O Ví dụ: 8Na + 10HNO3 đ, n 4Mg + 10HNO3 đ, n 3Cu + 8HNO3 đ, n ☼ Lưu ý: Kim loại phản ứng với HNO3 không sinh khí H2 Với axit H2SO4 đặc nóng Pt tổng quát: Kim loại + H2SO4 đ.n muối ( hoá trị cao ) + (H2S, S, SO2) + H2O Thường thì tạo SO2 nhiên số trường hợp tạo H2S haợc S Ví dụ: 8Na + 5H2SO4 đ, n 2Mg + 3H2SO4 đ, n ⃗ t0 ⃗0 t ⃗0 t 4Na2SO4 + H2S + 5H2O 2MgSO4 + S+ 3H2O Cu + 2H2SO4 đ, n CuSO4 + SO2 + 2H2O ☼ Lưu ý: Kim loại phản ứng với H2SO4 đặc, nóng không sinh khí H2 Chú ý: Al , Fe và Cr bị thụ động hoá H2SO4 đặc, nguội và HNO3 đặc, nguội d/ Phản ứng với nước: Ở to thường, có các kim loại kiềm, kiềm thổ phản ứng với nước tạo thành dung dịch kiềm và giải phóng H2 Một số kim loại yếu phản ứng chậm không phản ứng Ví dụ: Na + H2O NaOH + 1/2H2 e/ Phản ứng với dd muối: Điều kiện: Kim loại đứng trước phản ứng với kim loại đứng sau dãy điện hoá ( trừ kim loại tan nước : KL kiềm, Ca, Ba, Sr ) Ví dụ: Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu ↓ (16) Ngoài kim loại mạnh ( Al) còn đẩy kim loại yếu khỏi oxit (phản ứng nhiệt kim loại) Xảy to cao, toả nhiều nhiệt làm nóng chảy kim loại: Al + Fe2O3 ⃗0 t ⃗0 t Al2O3 + Fe 2Al + 3NiO Al2O3 + 3Ni III Dãy điện hoá kim loại Cặp oxi hoá - khử kim loại - Kim loại dễ nhường electron thành ion kim loại, ngược lại ion kim loại có thể nhận electron để trở thành kim loại Do đó kim loại M và ion kim loại Mn+ tồn tại cân bằng: M+n + ne M0 - Dạng oxi hoá và dạng khử cùng nguyên tố tạo thành cặp oxi hoá - khử (oh/kh) nguyên tố đó Ví dụ: Các cặp oxi hoá - khử : Fe2+/Fe, Cu2+/Cu, Al3+/Al Dãy điện hóa kim loại: Tính oxi hóa ion kim loại tăng dần + + 2+ Dạng oh: K Na Mg Al3+ Zn2+ Cr2+Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Cu2+ Hg22+ Fe3+ Ag+ Pt2+ Au3+ Dạng khử: K Na Mg Al Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu 2Hg Fe2+ Ag Pt Au Tính khử kim loại giảm dần Ý nghĩa dãy điện hoá kim loại - Dự đoán chiều phản ứng cặp oxh - kh: Khi cho cặp oxh - kh gặp nhau, dạng oxi hóa mạnh tác dụng với dạng khử mạnh tạo thành dạng oxi hóa yếu và dạng khử yếu hơn: Hay là quy tắc anpha Ví dụ: Có cặp oxh - kh : Zn2+/Zn và Fe2+/Fe phản ứng: Zn + Fe2+ -> Zn2+ + Fe0 Có cặp oxh - kh: Zn2+/Zn và Cu2+/Cu phản ứng: Zn + Cu2+ -> Zn2+ + Cu0 - Những kim loại đứng trước H đẩy hiđro khỏi dung dịch axit α Ví dụ: Fe + H2SO4 > FeSO4 + H2 ↑ Câu hỏi: 1/ Nêu tính chất vật lý chung kim loại? Nguyên nhân 2/ Nêu tính chất hóa học đặc trưng kim loại? Nguyên nhân Viết PTHH minh họa 3/ Trình bày thứ tự dãy điện hóa và ý nghĩa dãy điện hóa kim loại HỢP KIM I Khái niệm: Hợp kim là vật liệu kim loại chứa kim loại và số kim loại phi kim khác VD: Thép là hợp kim Fe và C Hợp kim Đuyra là hợp kim Al với Cu, Mn, Si II Tính chất: Hợp kim có tính chất hoá học tương tự tính chất các chất tạo thành hợp kim, tính chất vật lý và tính chất học lại khác nhiều VD: Hợp kim Đuyra Al-Cu-Mn-Si-Mg cứng nhẹ và bền Hợp kim không rỉ: Fe-Cr-Mn Hợp kim siêu cứng: W-Co, Co-W-Cr-Fe (17) SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI I.:Khái niệm: Sự ăn mòn kim loại là Sự phá huỷ kim loại hợp kim tác dụng các chất môi trường xung quanh Sự ăn mòn có thể là quá trình hoá học quá trình điện hoá Trong đó kim loại bị oxi hoá thành ion dương M > Mn+ + n.e II Các dạng ăn mòn: Ăn mòn hoá học: Ăn mòn hoá học là quá trình oxi hóa- khử, đó các electron Kim Loại chuyển trực tiếp đến các chất môi trường Ví dụ: ⃗ t0 3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2 ↑ t Cu + Cl2 ⃗ CuCl2 - Điều kiện ăn mòn hóa học:Kim loại phải tiếp xúc trực tiếp với các chất môi trường Ăn mòn điện hoá: Ăn mòn điện hoá học là quá trình oxi hóa- khử, đó kim loại bị ăn mòn tác dụng dung dịch chất điện li và tạo nên dòng điện chuyển dời từ cực âm đến cực dương Cơ chế ăn mòn điện hoá: Những kim loại dùng đời sống và kỹ thuật thường ít nhiều có lẫn tạp chất (kim loại khác phi kim), tiếp xúc với môi trường điện li (như nước có hoà lẫn các khí CO 2, NO2, SO2,…hoặc nước biển, …) xảy quá trình ăn mòn điện hoá Xét chế ăn mòn gang để ngoài không khí ẩm Gang là Fe có lẫn C, không khí ẩm có hoà tan H+, O2, CO2, NO2,…tạo thành môi trường điện li Fe có lẫn C tiếp xúc với môi trường điện li tạo thành vô số pin điện hóa, đó Fe là kim loại hoạt động là cực âm, C là cực dương Ở cực âm (Fe): Fe bị oxi hoá và bị ăn mòn Fe – 2e -> Fe2+ 2+ Ion Fe tan vào môi trường điện li, trên sắt dư e Các e dư này chạy sang Cu (để giảm bớt chênh lệch điện tích âm sắt và đồng) Ở cực dương(C): Xảy quá trình khử ion H+ và O2 2H+ + 2e -> H2 O2 + H2O + 4e -> 4OHSau đó xảy quá trình tạo thành gỉ sắt: Fe2+ + 2OH- -> Fe(OH)2 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O -> H 2O 4Fe(OH)3 xFeO yFe2O3 mH2O Bản chất ăn mòn điện hóa: Bản chất ăn mòn điện hoá là quá trình oxi hóa khử xảy trên bề mặt các điện cực Ở cực âm xảy quá trình oxi hóa kim loại Kim loại hoạt động mạnh đóng vai trò cực dương xảy quá trình oxi hóa ( nhường e để trở thành ion dương) Kim loại kém hoạt động ( phi kim) đóng vai trò cực âm Xảy quá trình oxi hóa ( quá trình nhận e ) Các điều kiện cần và đủ để xảy tượng ăn mòn điện hóa: (18) - Các điện cực phải khác chất : có thể là cặp kim loại khác nhau, cặp kim loại - phi kim Trong đó kim loại có tính khử mạnh là cực âm ⇒ kim loại nguyên chất khó bị ăn mòn - Các điện cực phải tiếp xúc với (trực tiếp gián tiếp qua dây dẫn) - Các điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch điện li Lưu ý: Quá trình ăn mòn điện hoá học thường kèm theo quá trình ăn mòn hoá học III Chống ăn mòn kim loại: Phương pháp bảo vệ bề mặt: Dùng chất bền với môi trường phủ lên bề mặt kim loại: sơn, vecni, dầu mơ, tráng men, mạ, 2.Phương pháp điện hóa: Nối kim loại cần bảo vệ với kim loại khác có tính khử mạnh Ví dụ: Để bảo vệ vỏ tàu biển bằng thép, người ta gắn vào vỏ tàu (phần chìm nước biển) kẽm Khi tàu hoạt động, kẽm bị ăn mòn dần, vỏ tàu bảo vệ Sau thời gian người ta thay kẽm khác Câu hỏi: 1/ Thế nào là ăn mòn kim loại? Kết quá trình ăn mòn kim loại ? 2/ Có kiểu ăn mòn kim loại? Nêu điểm giống và khác các loại ăn mòn này? 3/ Nêu điều kiện ăn mòn điện hoá và ăn mòn hoá học 4/ Giải thích chế bảo vệ kim loại bằng phương pháp điện hoá (19)