Giáo án Photpho – Axit photphoric – Muối photphat

 Photpho – Axit photphoric – Muối photphat
A. PHÔT PHO:
1/ Tính chất hóa học :
Do liên kết trong phân tử photpho kém bền hơn phân tử nitơ nên ở điều kiện thường photpho hoạt động hoá học mạnh hơn nitơ.
a) Tính oxi hoá: Photpho chỉ thể hiện rõ rệt tính oxi hoá khi tác dụng với một số kim loại hoạt động, tạo ra photphua kim loại. 
 Vd: 
b) Tính khử:
Photpho thể hiện tính khử khi tác dụng với các phi kim hoạt động như oxi, halozen, lưu huỳnh  cũng như với các chất oxi hóa mạnh khác
Tác dụng với oxi: Khi đốt nóng, photpho cháy trong không khí tạo ra các oxit của photpho : 
Thiếu oxi : Dư Oxi : 
Tác dụng với clo: Khi cho clo đi qua P nóng chảy, sẽ thu được các hợp chất photpho clorua: 
Thiếu clo : Dư clo : 
2. Điều chế : Trong công nghiệp, photpho được sản xuất bằng cách nung hỗn hợp quặng photphorit, cát và than cốc khoảng 1200oC trong lò điện: 
Hơi photpho thoát ra được ngưng tụ khi làm lạnh, thu được photpho trắng ở dạng rắn.
B/ AXIT PHÔTPHORIC :
Công thức cấu tạo :
Hay
P=O 
H – O
H – O
H – O
1. Tính chất vật lí: Là chất rắn dạng tinh thể trong suốt, không màu, nóng chảy ở 42,5oC. dễ chảy rữa và tan vô hạn trong nước.
2. Tính chất hóa học:
 a) Tính oxi hóa – khử:
Axít photphoric khó bị khử (do P ở mức oxi hóa +5 bền hơn so với N trong axit nitric) , không có tính oxi hóa. b) Tính axit: Axít photphoric là axit có 3 lần axit, có độ mạnh trung bình. Trong dung dịch nó phân li ra 3 nấc:
H3PO4 D H+ + H2PO4- k1 = 7, 6.10-3
H2PO4- D H+ + HPO42- k2 = 6,2.10-8	 nấc 1 > nấc 2 > nấc 3
HPO42- D H+ + PO43- k3 = 4,4.10-13
Dung dịch axít photphoric có những tính chất chung của axit như làm quì tím hóa đỏ, tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối, kim loại.
Khi tác dụng với oxit bazơ, bazơ tùy theo lượng chất tác dụng mà axít photphoric tạo ra muối trung hòa, muối axit hoặc hỗn hợp muối:
H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O
H3PO4 + 2NaOH → Na2HPO4 + 2H2O
H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O
3. Điều chế :
a) Trong phòng thí nghiệm: P + 5HNO3 →H3PO4 + H2O + 5NO2
b) Trong công nghiệp: 
 + Cho H2SO4 đặc tác dụng với quặng photphorit hoặc quặng apatit: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 3CaSO4 + 2H3PO4 
Điều chế bằng phương pháp này không tinh khiết và lượng chất thấp 
+ Để điều chế H3PO4 có độ tinh khiết và nồng độ cao hơn người ta đốt cháy P để được P2O5 rồi cho P2O5 tác dụng với nước : 4P + 5O2 → 2P2O5 P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 
C/ MUỐI PHÔTPHAT: Axít photphoric tạo ra 3 loại muối:
- Muối photphat trung hòa:Na3PO4, Ca3(PO4)2, 
- Muối đihidrophotphat: NaH2PO4, Ca(H2PO4)2, 
- Muối hidrophotphat: Na2HPO4, CaHPO4 
1.Tính tan: Tất cả các muối đihidrophotphat đều tan trong nước.Các muối hidrophotphat và photphat trung hòa đều không tan hoặc ít tan trong nước ( trừ muối natri, kali, amoni ).
2. Nhận biết ion photphat: Thuốc thử là bạc nitrat.
 3Ag+ + PO43- " Ag3PO4 ↓ (màu vàng)
Dạng 1: P2O5 và H3PO4 tác dụng với dung dịch kiềm.
Phương pháp giải: 
H3PO4 tác dụng với dung dịch kiềm
Tùy theo tỉ lệ mol giữa H3PO4 và OH- có thể có một muối duy nhất hoặc hỗn hợp hai muối. 
Các phản ứng có thể xảy ra: H3PO4 + NaOH à NaH2PO4 + H2O
 H3PO4 + 2 NaOH à Na2HPO4 + 2H2O
 H3PO4 + 3 NaOH à Na3PO4 + 3H2O
bảo toàn nguyên tố P hoặc Na để tính các muối đặt ẩn và giải hệ. Hoặc đặt ẩn giải hệ.
 Đặt t = nOH- /nH3PO4 
 H3PO4 dư NaH2PO4 Na2HPO4 Na3PO4+ NaOH dư
 NaH2PO4 1 Na2HPO4 2 Na3PO4 3
t = 1 : Chỉ có muối NaH2PO4 , phản ứng vừa đủ : NaH2PO4 = NaOH = H3PO4
t = 2 : Chỉ có muối Na2HPO4, phản ứng vừa đủ
t = 3: Chỉ có muối Na3PO4, phản ứng vừa đủ. 
1 < t < 2: Dễ có Na2HPO4 = NaOH – H3PO4
 	 NaH2PO4 = H3PO4 – Na2HPO4 ( bảo toàn P) 
2 < t < 3: Dễ có : Na3PO4 = NaOH – 2 H3PO4
 Na2HPO4 = H3PO4 - Na3PO4 ( Bảo toàn P ) 
 t < 1 : NaH2PO4 = NaOH
t > 3 : Na3PO4 = H3PO4
Toán P2O5 tác dụng với dung dịch H3PO4 : Tùy theo tỉ lệ mol giữa NaOH và P2O5 mà có thể có 1 muối hoặc hỗn hợp muối. 
Các phản ứng có thể xảy ra: P2O5 + 2 NaOH + H2O à 2 NaH2PO4
 P2O5 + 4 NaOH + H2O à 2 Na 2HPO4 + H2O
 P2O5 + 6 NaOH à 2 Na3PO4 + 3H2O
Tương tự ta đặt 
 t = NaOH / P2O5
 NaH2PO4 Na2HPO4 Na2HPO4 Na3PO4
 P2O5 dư 2 Na2HPO4 4 Na3PO4 6 NaOH dư
Ví dụ 1: Thêm 44 g NaOH vào dung dịch chứa 39,2 g axit photphoric và cô cạn dung dịch. Những muối nào được tạo nên ¿? Xác định khối lượng mỗi muối? 
Ví dụ 2: Thêm 21,3 g P2O5 vào dung dịch chứa 16 g NaOH, thể tích của dung dịch sau đó là 400 ml. Xác định nồng độ mol của các muối được tạo nên trong dung dịch. 
Ví dụ 3: Trộn lẫn 250 ml dung dịch KOH 0,15 M với 150 ml dung dịch H3PO4 0,1 M được dung dịch A.
Tính nồng độ mol của các chất tan trong A
Thêm 0,3 g NaOH vào dd A được dd B. Tính nồng độ mol các ion trong B? 
Dạng 2: Độ dinh dưỡng của phân bón hóa học.
Phương pháp: 
Độ dinh dưỡng của phân đạm được tính dựa vào % N tương ứng lượng N có trong phân. 
Độ dinh dưỡng của phân lân được tính dựa vào % của P2O5 tương ứng lượng P có trong phân.
Độ dinh dưỡng của phân kali được tính dựa vào % của K2O tương ứng với lượng K có trong phân. 
Ví dụ 1: Một loại phân NPK có % khối lượng như sau: 20 % N; 10 %P2O5 ; 10% K2O. Thành phần loại NPK này gồm NH4NO3; KCl; (NH4)2HPO4. Tính khối lượng của NH4NO3 có trong 100 Kg NPK. 
Ví dụ 2: Có thể điều chế hỗn hợp nitrophotka bằng cách trộn : NH4NO3, (NH4)2HPO4 ; KCl. Hỏi cần lấy mỗi chất bao nhiêu gam để thu được 100 Kg phân có chứa 14 % mỗi thành phần dinh dưỡng : N; P2O5; K2O
Ví dụ 3: Một loại quặng photphat có chứa 35 % Ca3(PO4)2. Hãy tính hàm lượng %P2O5 ( độ dinh dưỡng) có trong quằng trên. 
Nhận biết các chất trong dung dịch
Phương pháp:
Để nhận biết các ion trong dung dịch cần chú ý tính chất vật lí, tính chất hóa học của chúng. Cần nắm vững tính tan
Khi nhận biết cần lựa chọn hóa chất sao cho phản ứng đó là phản ứng đặc trưng và có dấu hiệu rõ rệt. 
Tóm lược tính tan của các chất vô cơ
Các muối
Muối
Tan
Không tan
Ít tan
NO3-
Tất cả đều tan
Cl-
Hầu hết đều tan
AgCl, CuCl, Hg2Cl2
PbCl2
SO42-
BaSO4; SrSO4; PbSO4
CaSO4
S2-
Kl kiềm( IA), NH4+; Ca; Ba
Hầu hết ko tan
CO32-; PO43-; SO32-; SiO32-
Kl kiềm; amoni
Hầu hết
Hidroxit và oxit
- Chỉ có hidroxit của kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ ( Ca , Ba, Sr) tan được trong nước, còn lại không tan.
- Chỉ có oxit của kim loại kiềm và kiềm thổ ( Ca, Ba, Sr) tan được trong nước, còn lại không tan.
 C. Axit: Tất cả axit đều tan trừ Axit silixic ( H2SiO3, kết tủa dạng keo)
Phương pháp nhận biết Anion
Anion
Cl-; Br-; I-
- Tạo kết tủa với AgNO3 : AgCl màu trắng; AgBr màu vàng nhạt; AgI màu vàng đậm
- Ag+ + X- à AgX 
PO43- ( Phốt phát)
Tạo kết tủa vàng với AgNO3: 3Ag+ + PO43- à Ag3PO4 vàng
SO42- ( sunfat)
Tạo kết tủa trắng với BaCl2 : Ba2+ + SO42- à BaSO4 trắng không tan trong nước và axit
HSO4-( hidrosunfat)
- Tạo kết tủa trắng với BaCl2 vì HSO4- phân li mạnh thành H+ và SO42-
 Ba2+ + SO42- à BaSO4 trắng
- Giải phóng khí CO2; SO2; H2S khi tác dụng với muối cacbonat, sunfit; sunfua
SO32-( sunfit)
- tác dụng với axit mạnh à SO2 làm mất màu dung dịch Brom
 2H+ + SO32- à SO2 + H2O
CO32- ( Cacbonat)
- Tác dụng với axit giải phóng khí CO2 . CO2 làm đục nước vôi trong dư
 2H+ + CO32- à CO2 + H2O 
 CO2 + Ca(OH)2 à CaCO3 + H2O
- Tác dụng với BaCl2 hoặc CaCl2 à kết tủa trắng
 Ca2+ + CO32- à CaCO3 hợp chất chứa CO32- phải tan
HCO3-( hidrocacbonat)
- Giải phóng khí CO2 khi tác dụng với axit mạnh
 H+ + HCO3- à CO2 + H2O
- Tạo kết tủa trắng khi tác dụng với Ca(OH)2 ; Ba(OH)2
 HCO3- + OH- à CO32- + H2O
 Ca2+ + CO32- à CaCO3 
- Dễ bị nhiệt phân: 2HCO3- à CO32- + CO2 + H2O
S2- ( sunfua)
- Giải phóng khí mùi trứng thối khi tác dụng với axit mạnh
 S2- + 2H+ à H2S
- Tạo kết tủa đen với Pb(NO3)2
 Pb2+ + S2- à PbS đen hợp chất nhận biết chứa S phải tan
NO3-
- Chúng ta không nhận biết ion này, thông thường nó là ion còn sót lại sau khi đã nhận biết nhứng ion khác. 
- Hoặc dùng H2SO4 đặc; Cu để nhận biết à giải phóng khí màu nâu NO2
AlO2- 
- Tạo kết tủa keo trắng không tan trong CO2 dư
 CO2 + AlO2- + 2H2O à Al(OH)3 + HCO3-
Nhận biết cation
Cation
Phương pháp nhận biết
Na+ Không màu
- đốt muối trên nọn lửa đèn cồn: Li + đỏ thẩm; Na+ vàng tươi; K+ tím hoa cà
Mg2+ Không màu
- Tạo kết tủa trắng với dd kiềm
- Tạo kết tủa MgCO3; MgSO3; Mg3(PO4)2
Ca2+ không màu
- Tạo kết tủa CaCO3; CaSO3 
Ba2+ không màu
- Tạo kết tủa trắng với SO42-: Ba2+ + SO42- à BaSO4
- Tạo kết tủa vàng với CrO42- : Ba2+ + SO42- à BaCrO4 
Al3+ không màu
- Tạo kết tủa keo trắng, tan trong kiềm dư
 Al3+ + 3 OH- à Al(OH)3 
 Al(OH)3 + OH- à Al(OH)4- phức tan
Cr3+ xanh lá cây
- Tạo kết tủa xanh đậm, kết tủa này tan trong kiềm dư
Cr3+ + 3OH- à Cr(OH)3 ; Cr(OH)3 + OH- à Cr(OH)4-
Zn2+ không màu
- Tạo kết tủa tan trong kiềm dư
Fe2+ dd trắng xanh
- Tạo kết tủa trắng xanh khi tác dụng với kiềm, kết tủa này hóa nâu trong không khí
 Fe2+ + 2OH- à Fe(OH)2 à Fe(OH)3 nâu đỏ
- Làm mất màu dung dịch KmnO4 trong môi trường axit
Fe3+ dd vàng
- Tạo kết tủa đỏ nâu với kiềm: Fe3+ +3 OH- à Fe(OH)3
NH4+ không màu
- Giải phóng NH3 mùi khai ( làm quỳ hóa xanh) khi tác dụng với dung dịch kiềm
Ag+ không màu
- Tạo kết tủa trắng AgCl : Ag+ + Cl- à AgCl
Cu2+ dd xanh lam
- Tạo kết tủa xanh nhạt với dung dịch kiềm: Cu2+ + 2 OH- à Cu(OH)2
- Tạo kết tủa , sau đó kết tủa tan tạo thành dung dịch xanh lam khi tác dụng với dung dịch NH3 dư
Nhận biết các chất khí
Phương pháp:
Chất khí được nhận biết chủ yếu dựa vào khả năng tan trong nước ( HCl, NH3 tan nhiều trong nước); màu sắc và mùi . 
Các khí ít tan như: CO2; H2, N2 .....khi dẫn vào nước thì sủi bọt và thoát ra
NO2 đỏ nâu, H2S mùi trứng ung; SO2 mùi xôc. 
Những khí không nhận biết được bằng tính chất vật lí thì phải dựa vào tính chất hóa học. 
Chất khí
Phương pháp nhận biết
Cl2
- Màu vàng lục, mùi hắc
- Dùng giấy lọc thấm KI và hồ tinh bột để nhận biết
 Cl2 + 2KI à 2KCl + I2 . iot tạo dung dịch màu xanh tím với tinh bột
H2S
- Khí mùi trứng thối, độc
- Tạo kết tủa đen với Pb2+ và Cu2+ : Cu2+ + S2- à CuS 
SO2
- Khí khoog màu, mùi hắc ( giống mùi đốt que diêm), độc
- làm mất màu dung dịch Brom: SO2 + Br2 + 2H2O à2 HBr + H2SO4
- Làm mất màu KmnO4 , làm đục nước vôi trong dư
NO2
- Màu nâu đỏ, độc
NO
- Khí khong màu, hóa nâu trong không khí: 2NO + O2 à 2NO2
N2
- Khí không màu, không mùi, làm tắt que đóm
CO
- Không màu, độc, khử được nhiều oxit kim loại. 
- Tác dụng với CuO à Cu màu đỏ: CO + CuO à Cu + CO2
H2
- Khí không màu, tác dụng với CuO khi đun nóng à Cu màu đỏ
 H2 + CuO à Cu + H2O
O2
- Khí không màu, không mùi, làm bùng cháy que đóm
O3
- Khí không màu, làm xanh hh gồm KI và hồ tinh bột
 O3 + 2KI + H2O à O2 + 2KOH + I2
- Oxi hóa Ag ở nhiệt độ thường tạo kết tủa đen Ag2O
 2Ag + O3 à Ag2O + O2
CO2
- Khí không màu, không mùi, không duy trì sự cháy
- Làm đục nước voi trong dư
NH3
- Khí không màu, mùi khai xốc, làm quỳ tím hóa xanh
PHÂN BÓN HOÁ HỌC
I. PHÂN ĐẠM :
- Phân đạm là những hợp chất cung cấp Nitơ cho cây trồng .
- Tác dụng : kích thích quá trình sinh trưởng của cây , tăng tỉ lệ protêin thực vật .
- Độ dinh dưỡng đánh giá bằng %N trong phân .
1.Phân đạm Amoni :
- Là các muối amoni : NH4Cl , (NH4)2SO4 , NH4NO3 (2 lá)
- Dùng bón cho các loại đất ít chua .
- Có chứa gốc NH4+ ® có môi trường axit
- Không thể bón cùng vôi được vì xảy ra phản ứng : CaO + NH4+ ® Ca2+ + NH3 + H2O
2. Phân đạm Nitrat :
- Là các muối Nitrat : NaNO3 , Ca(NO3)2 
- Điều chế : Muối cacbonat + HNO3 ® Đều chứa N
- Amoni có môi trường axit còn Nitrat có môi trường trung tính .
3. Urê : Tinh thể màu trắng tan tốt trong nước, dễ hút ẩm. 
- CTPT : (NH2)2CO , 46%N
- Điều chế : CO2 + 2NH3 ® (NH2)2CO + H2O
- Trong đất: Ure bị phân hủy dưới tác dụng của vi sinh vật à NH3 hoặc (NH2)2CO + 2 H2O à (NH4)2CO3
- Tại sao Urê được sử dụng rộng rãi ?do urê trung tính và hàm lượng nitơ cao .
- Giai đoạn nào của cây trồng đòi hỏi nhiều phân đạm hơn ? giai đoạn sinh trưởng của cây .
II. PHÂN KALI :
III. PHÂN LÂN :	 Supephotphat.
 Phân lân nung chảy
- Phân lân có chứa nguyên tố P.Có 2 loại 
- Cung cấp photpho cho cây dưới dạng ion photphat PO43-
- Cần thiết cho cây ở thời kỳ sinh trưởng .
- Đánh giá bằng hàm lượng %P2O5 tương ứng với lượng photpho có trong thành phần của nó
Nguyên liệu : quặng photphoric và apatit .
1. Phân lân nung chảy :
- Thành phần : hỗn hợp photphat và silicat của canxi và magiê
- Chứa 12-14% P2O5.
- Không tan trong nước , thích hợp cho loại đất chua .
2. Super photphat :
- Thành phần chính là Ca(H2PO4)2
a. Superphotphat đơn : Gồm 2 muối Ca(H2PO4)2 và CaSO4
– Chứa 14-20% P2O5
– Điều chế : Cho quặng apatit hoặc photphorit tác dụng với H2SO4 đặc
 Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 ® 2CaSO4 + Ca(H2PO4)2
- Ca(H2PO4)2 tan trong nước là phần có ích, CaSO4 không có ích gây hại cho đất ( đất bị rắn). 
b. Super photphat kép :
– Chứa 40-50% P2O5
- Sản xuất qua 2 giai đoạn : Sử dụng quặng photphorit hoặc apatit. 
Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 ® 2H3PO4 + 3CaSO4 à Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 ® 3Ca(H2PO4)2
IV. MỘT SỐ LOẠI PHÂN KHÁC :
1. Phân hỗn hợp và phân phức hợp
- Là loại phân chứa đồng thời hai hoặc 3 nuyên tố dinh dưỡng cơ bản .
* Phân hỗn hợp :
- Chứa cả 3 nguyên tố N , P , K được gọi là phân NPK
- Nó được trộn từ các phân đơn theo tỉ lệ N:P:K nhất định tuỳ theo loại đất trồng .
- Ví dụ : Nitrophotka gồm (NH4)2HPO4 và KNO3
* Phân phức hợp : Amôphot gồm (NH4)2HPO4 và NH4H2PO4
Sản xuất bằng tương tác hoá học của các chất 
2. Phân vi lượng
- Cung cấp những hợp chất chứa các nguyên tố như Bo, kẽm , Mn , Cu , Mo 
- Cây trồng chỉ cần một lượng rất nhỏ .
- Phân vi lượng được đưa vào đất cùng với phân bón vố cơ hoặc hữu cơ .
- Sau một thời gian trong đất các nguyên tố vi lượng ít đi cần bổ sung cho cây theo đường phân bón