Hóa học vô cơ: Photpho và Hợp chất của Photpho

MỤC LỤC

Phot pho

 Trong công nghiệp, người ta điều chế P bằng cách nung hỗn hợp canxiphotphat, SiO2 (cát) và than:. Hợp chất của photpho. P2O5 là chất rắn, màu trắng, rất háo nước, tác dụng mãnh liệt với nước tạo thành axit photphoric:. Chính vì vậy người ta dùng P2O5 để làm khô nhiều chất. Khác với nit ơ, photpho có độ âm điện nhỏ nên bền hơn ở mức +5. Dung dịch axit H3PO4 có những tính chất chung của axit: l àm đỏ quỳ tím, tác dụng với bazơ, oxit bazơ tạo thành muối axit hoặc muối trung ho à như NaH2PO4, Na2HPO4, Na3PO4.  H3PO4 có thể tác dụng với những kim loại đứng trước H trong dãy Bêkêtôp cho H2 thoát ra. Hóa họccác hợp chất vô cơ Ví dụ:. Ứng dụng với 3 mức điện li của axit H3PO4 có dãy muối photphat:.  Muối photphat trung hoà:. Các muối trung hoà và muối axit của kim loại Na, K v à amoni đều tan trong nước. Với các kim loại khác chỉ muối đihiđro photphat l à tan được, ngoài ra đều không tan hoặc tan ít trong H2O. d)Điều chế vàứng dụng. Axit photphoric chủ yếu được dùng để sản xuất phân bón. Phân bón hoá học. Phân bón hoá học là những hoá chất có chứa nguyên tố dinh dưỡng, dùng để bón cho cây trồng nhằm nâng cao năng suất. Những hoá chất dùng làm phân bón phải là những hợp chất tan đ ược trong dung dịch thấm trong đất để rễ cây hấp thụ đ ược. Ngoài ra, hợp chất đó phải không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường. Có ba loại phân bón hoá học c ơ bản: phân đạm, phân lân và phân kali. a)Phân đạm là phân chứa nguyên tố nitơ. Cây chỉ hấp thụ đạm dưới dạng ion NO3-và ion NH4+. Các loại phân đạm quan trọng:. Trong đất ure bị biến đổi dần thành amoni cacbonat. Các muối amoni và ure bị kiềm phân huỷ, do đó không nên bảo quản phân đạm gần vôi, không bón cho các loại đất kiềm. b) Phân lân là phân chứa nguyên tố photpho. Phân kali chủ yếu là KCl lấy từ quặng muối cacnalit (KCl.MgCl2.6H2O), sinvinit (KCl.NaCl). Ngoài ra ngư ời ta cũng dùng KNO3.K2SO4. d) Phân vi lượng: là loại phân chứa một số l ượng rất nhỏ các nguyên tố như đồng, kẽm, molipđen, mangan, coban, bo, iot… Ch ỉ cần bón một lượng rất nhỏ các nguyên tố này cũng làm cho cây phát triển tốt.

CACBON - SILIC

Silic

Cấu tạo nguyên tử.  Silic là nguyên tố phổ biến thứ hai trong tự nhiên sau oxi, gồm ba loại đồng vị :. Tính chất vật lý.  Silic là chất rắn, màu xám, dẫn điện, dẫn nhiệt. Silic dạng đơn tinh thể là chất bán dẫn nên dùng trong kỹ thuật radio, pin mặt trời. Tính chất hoá học.  Silic tinh thể trơ, silic vô định hình khá hoạt động:. Hóa họccác hợp chất vô cơ.  Ở điều kiện thường, silic không tác dụng với axit, chỉ tác dụng với hỗn hợp HNO3 + HF:.  Tính chất hoá học đặc biệt của silic là nó có thể tạo thành các silan kiểu ankan với hiđro và halogen : SinH2n+2 ;SinCl2n+2. 4.Ứng dụng và điều chế. Silic được ứng dụng chủ yếu trong các lĩnh vực chính sau:.  Chế tạo hợp kim đặc biệt có tính cứng và chịu axit.  Chế tạo chất bán dẫn trong kỹ thuật vô tuyến điện, pin mặt trời. Trong phòng thí nghiệm, silic vô định hìnhđược điều chế bằng phản ứng:. Các hợp chất quan trọng của silic. Thạch anh, phalê, ametit là SiO2 nguyên chất.  SiO2 là oxit axit,ở to cao nó tác dụng được với oxit bazơ, kiềm, cacbonat kim loại kiềm, tạo ra silicat :.  SiO2 có tính chất hoá học đặc trưng là tan được trong dung dịch axit HF:. Vì vậy người ta dùng HF để khắc chữ, khắc hình trên thuỷ tinh.  SiO2 được dùng rộng rãi trong xây dựng, sản xuất thuỷ tinh, đá m ài,…. b) Axit silicic và muối silicat.  Ở điều kiện thường, các kim loại đều ở trạng thái rắn (tinh thể), trừ Hg là chất lỏng. Nhiệt độ nóng chảy rất khác nhau.  Kim loại có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, có tính dẻo, có ánh kim. Những tính chất đó của kim loại có thể đ ược giải thích bởi những đặc điểm cấu tạo của chúng. a) Tính dẫn điện và dẫn nhiệt. Chú ý: Những kim loại tác dụng mạnh với H2O như kim loại kiềm, kiềm thổ, khi gặp dung dịch nước thì trước hết phản ứng với H2O và không có phản ứng đẩy kim loại yêu hơn ra khỏi muối.

Phương pháp này thư ờng được dùng để điều chế các kim loại khó nóng chảy nh ư Cr, Mn, Fe… và được ứng dụng nhiều trong kỹ thuật hàn kim loại (đường ray xe lửa,..). Bản chất của sự ăn mòn điện hóa: Bản chất củaăn mòn điện hoá là một quá trình oxi hóa khử xảy ra trên bề mặt cácđiện cực.Ở cực âm xảy ra quá trình oxi hóa kim loại,ở cực dương xảy ra quá trình khử các ion H+ (nếu dùng dung dịchđiện li là axit). Đi từ Li Fr tính khử tăng dần (Fr là nguyên tố phóng xạ ít được nghiên cứu). Tính chất vật lý.  Là những kim loại mềm, nhẹ, trắng nh ư bạc.  Dễ tạo hợp kim với Hg gọi là hỗn hống.  Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp. Đi từ Li  Cs, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi giảm dần.  Dẫn nhiệt và dẫn điện tốt. Bảng 3: Các nguyên tố nhóm IA. Nguyên tố Li Na K Rb Cs. Kiểu mạng tinh thể Lập phương tâm khối 3. Tính chất hoá học. a) Phản ứng với oxi:. b) Với các phi kim khác:.  Phản ứng mãnh liệt với halogen ở to thường, hoặc khi đun nhẹ:. NaH là chất rắn, khi gặp nước, bị thuỷ phân:. c) Phản ứng với nước: Phản ứng mạnh ngay ở nhiệt độ th ường tạo thành dung dịch kiềm. d) Phản ứng với axit thường và axit oxi hoá: phản ứng xảy ra mãnh liệt.

Chú ý: Khi cho khí clo tác dụng với Ca(OH)2 hoặc CaO ta thu được clorua vôi CaOCl2 có công thức cấu tạo:. Hóa họccác hợp chất vô cơ. Clorua vôi là chất oxi hoá mạnh, dùng để sát trùng và tẩy trắng. Các phản ứng quan trọng của clorua vôi là:. a) Muối nitrat: tan nhiều trong nước. b) Muối clorua: tan nhiều trong nước.

NHÔM – SẮT

Sắt

Khi tham gia phản ứng hóa học, nguyên tử sắt có thể nhường 2e ở phân lớp 4s hoặc nhường thêm một số electron ở phân lớp 3d chưa bão hoà (thường là 1e). Tính chất hóa học cơ bản của sắt là tính khửvà nguyên tử sắt có thể bị oxi hóa thành ion Fe2+hoặc Fe3+, tuỳ thuộc vào chất oxi hóađã tác dụng với sắt.  Fe(OH)3 không tan trong kiềm dư, nhưng tan một ít trong kiềm đặc vì có tính axit và rất yếu. +) Các muối nitrat, halogenua, sunfat của Fe đều tan nhiều trong n ước.

(ở nhiệt độ thường, trong khí quyển trên mặt đồng tạo thành lớp oxit rất mỏng bảo vệ). Phản ứng với halogen. Cả 3 kim loại phản ứng trực tiếp tạo thành CuCl2, AgCl, AuCl3. Khi nung nóng, Cu phản ứng với S tạo thành Cu2S. Phản ứng với axit oxi hoá.  Cu2O: màu đỏ gạch, không tan và không tác dụng với nước.  Ag2O: màu nâu, chỉ tan một lượng nhỏ trong nước. Hiđroxit không bền, bị phân tích ngay khi vừa tạo thành AgO AgNO3 + NaOH -> NaNO3 + AgOH.  Muối của Ag+: AgNO3 tan nhiều, AgCl và Ag2SO4 không tan Trong dung dịch NH3 tạo thành phức chất tan. Muối Cu+ và Au+ : không bền, dễ bị oxi hoá hoặc tự biến đổi thành hợp chất có số oxi hoá bền hơn. Hợp chất có số oxi hoá +2 Chỉ đặc trưng đối với Cu. a) Oxit CuO chất rắn màu đen, không tác dụng với nước, không tan trong nước. b) Hiđroxit Cu(OH)2 Kết tủa xanh da trời, khi nung nóng bị phân tích thành CuO và H2O. Hóa họccác hợp chất vô cơ. c) Muối: Các muối nitrat, sunfat, halogenua đều tan nhiều. Có khuynh h ướng tạo phức chất. Chỉ đặc trưng với Au. b) Au(OH)3: Kết tủa, lưỡng tính, tan trong dung dịch kiềm và axit. c) Muối: Các muối nitrat, clorua, sunfat đều dễ tan. Là chất rắn, màu trắng, không tan trong n ước, nhưng tan trong dung dịch axit và dung dịch kiềm.

Một số nguyên tố quan trọng khác

Là chất rắn, màu xanh lá cây, không tác dụng với nước, không tác dụng với dung dịch kiềm và axit.  Mangan là kim loại trắng bạc, cứng dòn, khó nóng chảy,khá hoạt động (kém Al nh ưng mạnh hơn Zn). Phản ứng với oxi: ở nhiệt độ thường tạo lớp oxit MnO2 bảo vệ, ở dạng bột bị oxi hoá dễ dàng.

 Hiđroxit Mn(OH)2 là chất kết tủa trắng, dễ chuyển thành Mn(OH)4 màu nâu. Muốn Mn2+muối nitrat, clorua,sunfat, axetat tan nhiều trong n ước. b) Oxit MnO2 là chất rắn màu đen, không tan trong nư ớc, phản ứng với axit tạo thành muối Mn2+.  Coban và niken đều là kim loại màu trắng bạc, đặc biệt Ni có vẻ sáng đẹp n ên thường dùng để mạ kim loại.