Hóa vô cơ ( phần 1 ) pot

Phản ứng mạnh với kim loại Phản ứng tạo thành hợp chất ở đó kim loại có số oxi hoá cao nếu kim loại có nhiều số oxi hoá như Fe, Sn… 4.. - Clo tác dụng với dung dịch kiềm loãng và nguội t

Hóa vô cơ ( phần 1 )

Nhóm Halogen

Nhóm halogen gồm flo, clo, brom và iot, thường được ký hiệu chung là X

Cấu tạo nguyên tử

- Cấu hình electron lớp ngoài cùng của X là ns2 np6 Dễ dàng thực hiện quá trình :

Thể hiện tính oxi hoá mạnh

- Số oxi hoá: Flo chỉ có số oxi hoá -1, các X khác có các số oxi hoá -1,

+1, +3, +4, +5 và +7

- Tính phi kim giảm từ F2 ® I2

Tính chất vật lý

F2, Cl2 là chất khí, Br2 là chất lỏng, I2 là chất rắn Khí flo màu lục nhạt, khí clo màu vàng lục, chất lỏng brom màu đỏ nâu, tinh thể iot màu tím đen Các halogen đều rất độc

Tính chất hoá học:

1 Phản ứng với H2O: Khí cho halogen tan vào nước thì

- Flo phân huỷ nước:

- Clo tạo thành hỗn hợp 2 axit:

- Brom cho phản ứng tương tự nhưng tan kém clo

- Iot tan rất ít

2 Phản ứng với hiđro: Xảy ra với mức độ khác nhau:

3 Phản ứng mạnh với kim loại

Phản ứng tạo thành hợp chất ở đó kim loại có số oxi hoá cao (nếu kim loại có nhiều số oxi hoá như Fe, Sn…)

4 Phản ứng với phi kim

Cl2, Br2, I2 không phản ứng trực tiếp với oxi

5 Phản ứng với dung dịch kiềm

- Clo tác dụng với dung dịch kiềm loãng và nguội tạo thành nước Javen:

- Clo tác dụng với dung dịch kiềm đặc và nóng tạo thành muối clorat:

- Clo tác dụng với vôi tôi tạo thành clorua vôi:

Nước Javen, clorua vôi là những chất oxi hoá mạnh do Cl+ trong phân

tử gây ra Chúng được dùng làm chất tẩy màu, sát trùng

6 Halogen mạnh đẩy halogen yếu khỏi muối

Ứng dụng và điều chế clo

- Clo được dùng để:

+ Diệt trùng trong nước sinh hoạt ở các thành phố

+ Tẩy trắng vải sợi, giấy

+ Sản xuất nước Javen, clorua vôi, axit HCl

+ Sản xuất các hoá chất trong công nghiệp dược phẩm, công nghiệp dệt…

- Trong phòng thí nghiệm, clo được điều chế từ axit HCl:

- Trong công nghiệp: clo được điều chế bằng cách điện phân dung dịch muối clorua kim loại kiềm Khi đó clo thoát ra ở anôt theo phương trình

Hợp chất

1 Hiđro halogenua (HX)

- Đều là chất khí, tan nhiều trong H2O thành những axit mạnh (trừ HF

là axit yếu vì giữa các phân tử có tạo liên kết hiđro), điện li hoàn toàn trong dung dịch:

- Phần lớn các muối clorua tan nhiều trong H2O, trừ một số ít tan như AgCl, PbCl2, Hg2Cl2, Cu2Cl2,…

- Tính tan của các muối bromua và iođua tương tự muối clorua

- Cách nhận biết ion Cl- (Br-, I-): Bằng phản ứng tạo muối clorua (bromua…) kết tủa trắng

2 Axit hipoclorơ (HClO)

- Là axit yếu, kém bền, chỉ tồn tại trong dung dịch

- Axit HClO và muối của nó là hipoclorit (như NaClO) đều có tính oxi hoá mạnh vì có chứa Cl+ :

3 Axit cloric (HClO3)

- Là axit khá mạnh, tan nhiều trong H2O

- Axit HClO3 và muối clorat (KClO3) có tính oxi hoá mạnh

4 Axit pecloric (HClO4)

Là axit mạnh, tan nhiều trong H2O, HClO4 có tính oxi hoá mạnh

Oxi – Lưu huỳnh

Oxi

1 Cấu tạo nguyên tử

- Oxi (Z = 8) có cấu hình electron:

Có 6 e ở lớp ngoài cùng, dễ dàng thu 2e để bão hoà lớp ngoài cùng Là chất oxi hoá mạnh:

- Ở điều kiện bình thường, oxi tồn tại ở dạng phân tử 2 nguyên tử : O =

O

Dạng thù hình khác của oxi là ozon: O3

- Oxi có 3 đồng vị tồn tại trong tự nhiên:

2 Tính chất vật lý

- Oxi là chất khí không màu, không mùi, hơi nặng hơn không khí, hoá lỏng ở -183oC, hoá rắn ở -219oC

- Ozon là chất khí mùi xốc, màu xanh da trời

3 Tính chất hoá học

- Tác dụng với kim loại:

Oxi oxi hoá hầu hết các kim loại (trừ Au và Pt) để tạo thành oxit

- Đối với phi kim (trừ halogen) oxi tác dụng trực tiếp khi đốt nóng

(riêng P trắng tác dụng với O2 ở to thường)

- Ozon có tính oxi hoá mạnh hơn O2, do nó không bền, bị phân huỷ thành oxi tự do

Điều này thể hiện ở phản ứng O3 đẩy được iot khỏi dung dịch KI (O2

không có phản ứng này)

4 Điều chế

- Trong phòng thí nghiệm: nhiệt phân các muối giàu oxi Ví dụ:

hay

- Trong công nghiệp: hoá lỏng không khí ở nhiệt độ rất thấp (-200oC), sau đó chưng phân đoạn lấy O2 (ở -183oC)

Lưu huỳnh

1 Cấu tạo nguyên tử

- Lưu huỳnh (S) ở cùng phân nhóm chính nhóm VI với oxi, có cấu hình

e : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 Lớp e ngoài cùng cũng có 6e, dễ dàng thực hiện quá trình

thể hiện tính oxi hoá nhưng yếu hơn oxi

- Ở trạng thái rắn, mỗi phân tử lưu huỳnh gồm 8 nguyên tử (S8) khép kín thành vòng:

2 Tính chất vật lý

- Lưu huỳnh là chất rắn màu vàng nhạt, không tan trong H2O, tan trong một số dung môi hữu cơ như: CCl4, C6H6, rượu…dẫn nhiệt, dẫn điện rất kém

- Lưu huỳnh nóng chảy ở 112,8oC nó trở nên sẫm và đặc lại, gọi là S dẻo

3 Tính chất hoá học

- Ở to thường, S hoạt động kém so với oxi Ở to cao, S phản ứng được với nhiều phi kim và kim loại

- Hoà tan trong axit oxi hoá:

4 Hợp chất

a) Hiđro sunfua (H2 S -2 )

- Là chất khí, mùi trứng thối, độc, ít tan trong H2O Dung dịch H2S là axit sunfuhiđric

- Có tính khử mạnh, cháy trong O2:

Khi gặp chất oxi hoá mạnh như Cl2, S-2 có thể bị oxi hoá đến S+6:

H2S là axit yếu Muối sunfua trung tính (ví dụ ZnS) hầu hết ít tan trong

H2O Chỉ có sunfua kim loại kiềm, kiềm thổ tan nhiều

- Để nhận biết H2S hoặc muối sunfua (S2-) dùng muối chì, kết tủa PbS màu đen sẽ xuất hiện

b) SO 2 và axit sunfurơ

- SO2 là chất khí không màu, tác dụng với H2O:

- Phản ứng với oxi

- H2SO3 là axit yếu, muối là sunfit (ví dụ Na2SO3)

Mức oxi hoá +4 là mức trung gian, nên H2SO3 và muối sunfit vừa có tính oxi hoá vừa có tính khử

c) SO 3 và axit sunfuric (H 2 SO 4 )

- Ở điều kiện thường, SO3 là chất lỏng không màu, dễ bay hơi, nhiệt độ nóng chảy là 170C, nhiệt độ sôi là 460C SO3 rất háo nước, tác dụng mạnh với H2O tạo thành axit H2SO4 và toả nhiều nhiệt

- SO3 không có ứng dụng thực tế, nó là sản phẩm trung gian trong quá trình sản xuất axit H2SO4.

- H2SO4 là chất lỏng sánh, tan vô hạn trong nước, H2SO4 đặc hút ẩm rất mạnh và toả nhiều nhiệt

- Dung dịch H2SO4 loãng là axit thường, chỉ phản ứng được với các

kim loại đứng trước H trong dãy thế điện hoá (có muối sunfat tan) và giải phóng H2

- Dung dịch H2SO4 đậm đặc là axit oxi hoá, có tính oxi hoá mạnh, hoà tan được hầu hết các kim loại khi đun nóng (trừ Au và Pt)

Kim loại càng mạnh khử S+6 của H2SO4 đặc về hợp chất có số oxi hoá càng thấp (SO2, S, H2S) Ví dụ:

Chú ý: Fe và Al bị thụ động hoá trong H2SO4 đặc nguội, nghĩa là trên

bề mặt chúng đã tạo thành lớp màng oxit bền vững bảo vệ cho kim loại khỏi tác dụng của mọi axit

- Phần lớn các muối sunfat tan nhiều trong nước Chỉ có 1 số muối không tan là : BaSO4, PbSO4, Ag2SO4 và CaSO4 ít tan

- Cách nhận biết ion Bằng phản ứng tạo thành muối sunfat kết tủa:

(trắng)

- Điều chế axit H2 SO 4 Axit sunfuric chủ yếu được điều chế từ lưu

huỳnh và từ quặng pirit FeS2 theo các phản ứng:

d) Các muối sunfat:

Các muối sunfat quan trọng có giá trị trong thực tế là:

CaSO4 (thạch cao) được dùng trong công nghiệp sản xuất xi măng, để đúc tượng, làm bột bó chỗ xương gẫy

MgSO4 dùng làm thuốc nhuận tràng

Na2SO4 dùng trong công nghiệp thuỷ tinh

CuSO4 dùng để mạ điện, thuốc trừ nấm…

Na2S2O3 (natri thiosunfat) dùng để định phân iot (chất chỉ thị là hồ tinh bột)

Thiosunfat còn dùng trong kỹ thuật điện ảnh