Chương 2: NITƠ – PHOTPHO NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN § 9. KHÁI QUÁT VỀ NHÓM NITƠ I. VỊ TRÍ CỦA NHÓM NITƠ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN. - Nhãm nit¬ gåm c¸c nguyªn tè : nit¬ (N), photpho (P), asen (As), antimon (Sb) vµ bitmut (Bi). Chóng ®Òu thuéc c¸c nguyªn tè p. ( Nhãm VA). II. TÍNH CHẤT CHUNG CỦA CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM NITƠ. 1. Cấu hình electron nguyên tử. - Tr¹ng th¸i c¬ b¶n, nguyªn tö cña c¸c nguyªn tè nhãm nit¬ cã 3 electron ®éc th©n, do ®ã trong mét sè hîp chÊt chóng cã ho¸ trÞ ba. Líp electron ngoµi cïng cña nguyªn tö lµ ns2np3, cã 5 electron. ¯ ns2 np3 - Tr¹ng th¸i kÝch thÝch ®èi víi nguyªn tö cña c¸c nguyªn tè P, As, Sb vµ Bi, mét electron trong cÆp electron cña ph©n líp ns cã thÓ chuyÓn sang obitan d trèng cña ph©n líp nd. Nh vËy, ë tr¹ng th¸i kÝch thÝch nguyªn tö cña c¸c nguyªn tè nµy cã 5 electron ®éc th©n vµ chóng cã thÓ cã ho¸ trÞ n¨m trong c¸c hîp chÊt. 2. Sự biến đổi tính chất của các đơn chất. a) Tính oxi hóa - khử. Số oxi hóa: Chung- Cao nhất + 5. Ngoài ra còn có – 3 và + 3. Từ N" Bi tính oxi hóa giảm dần. Riêng nitơ: +1, +2, +4. b) Tính kim loại – phi kim. Từ N" Bi - tính kim loại của các nguyên tố giảm dần, đồng thời tính kim loại tăng dần. (do r &, I và ĐÂĐ(). 3. Sự biến đổi tính chất của các hợp chất. a) Hợp chất với hiđro. CTTQ: RH3 : NH3 " BiH3: - Độ bền nhiệt giảm. dung dịch không có tính axit. b) Oxit và hiđroxit. CTTQ: Các oxit R2O3: độ bền tăng R2O5: độ bền giảm. Các hiđroxit: HNO3, H3PO4, Từ N " Bi tính axit của các oxit và hiđroxit tương ứng giảm Đồng thời tính bazơ của chúng tăng. (As2O3 > Sb2O3 > Bi2O3) về tính axit lưỡng tính lưỡng tính oxit bazơ (As2O3 < Sb2O3 < Bi2O3) về tính bazơ. lưỡng tính lưỡng tính oxit bazơ § 10. NITƠ. I. CẤU TẠO PHÂN TỬ. II TÍNH CHẤT VẬT LÍ - ë ®iÒu kiÖn thêng, nit¬ lµ chÊt khÝ kh«ng mµu, kh«ng mïi, kh«ng vÞ, h¬i nhÑ h¬n kh«ng khÝ. - Ho¸ láng ë -196oC, ho¸ r¾n ë -210oC. - KhÝ nit¬ tan rÊt Ýt trong níc : ë 20oC, 1 lÝt níc hoµ tan ®îc 0,015 lÝt khÝ nit¬. - Nit¬ kh«ng duy tr× sù ch¸y vµ sù sèng. III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC. - Ph©n tö nit¬ rÊt bÒn. ë nhiÖt ®é thêng, nit¬ kh¸ tr¬ vÒ mÆt ho¸ häc. V× cã liªn kÕt ba víi n¨ng lîng liªn kÕt lín (ENºN = 946 kJ/mol). - ë nhiÖt ®é cao nit¬ trë nªn ho¹t ®éng h¬n vµ cã thÓ t¸c dông víi nhiÒu chÊt. - §é ©m ®iÖn cña nã chØ nhá h¬n ®é ©m ®iÖn cña flo vµ oxi. - Tuú thuéc vµo ®é ©m ®iÖn cña chÊt ph¶n øng mµ nit¬ thÓ hiÖn tÝnh oxi ho¸ hay tÝnh khö. ( tÝnh oxi hãa tréi h¬n). 1.Tính oxi hóa (sè oxi ho¸ cña nit¬ gi¶m tõ N0 "N-3 ) a) Tác dụng với hiđro (Trªn 400oC, p cao , xt). ; rH = -92 kJ khÝ amoniac. b) Tác dụng với kim loại · ë nhiÖt ®é thêng: (liti nitrua) · ë nhiÖt ®é cao: Nit¬ t¸c dông víi mét sè kim lo¹i nh Ca, Mg, Al,... 3Mg + N2 Mg3N2 (magie nitrua) 2. Tính khử. - NhiÖt ®é kho¶ng 3000oC (hoÆc nhiÖt ®é cña lß hå quang ®iÖn). ; DH = +180 kJ KhÝ monooxit ( kh«ng mµu, kÐm bÒn) DÔ bÞ hãa n©u trong kh«ng khÝ , do ph¶n øng: khÝ nit¬ ®ioxit, mµu n©u ®á. - C¸c oxit kh«ng ®iÒu chÕ ®îc trùc tiÕp tõ oxi vµ nit¬ nh: N2O, N2O3, N2O5. IV. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN VÀ ĐIỀU CHẾ. 1. Trạng thái tự nhiên. (nit¬ tån t¹i ë d¹ng tù do vµ d¹ng hîp chÊt). · ë d¹ng tù do, nit¬ chiÕm kho¶ng 80% thÓ tÝch cña kh«ng khÝ. Nit¬ thiªn nhiªn lµ hçn hîp cña hai ®ång vÞ : (99,63%) vµ (0,37%). · ë d¹ng hîp chÊt, nit¬ cã nhiÒu trong kho¸ng vËt natri nitrat (NaNO3) víi tªn gäi lµ diªm tiªu natri. Nit¬ cßn cã trong thµnh phÇn cña protein, axit nucleic,... vµ nhiÒu hîp chÊt h÷u c¬ thiªn nhiªn. 2. Điều chế. a) Trong công nghiệp. - S¶n xuÊt b»ng ph¬ng ph¸p chng cÊt ph©n ®o¹n kh«ng khÝ láng. - Sau khi ®· lo¹i bá CO2 vµ h¬i níc, kh«ng khÝ ®îc ho¸ láng díi ¸p suÊt cao vµ nhiÖt ®é thÊp. N©ng dÇn nhiÖt ®é, ®Õn -196oC th× nit¬ s«i vµ ®îc t¸ch khái oxi láng v× oxi cã nhiÖt ®é s«i cao h¬n (-183oC). KhÝ nit¬ ®îc vËn chuyÓn trong c¸c b×nh thÐp, nÐn díi ¸p suÊt 150 atm. b) Trong phòng thí nghiệm - §un nãng dung dÞch b·o hoµ muèi amoni nitrit (muèi amoni cña axit nitr¬ HNO2) ®îc nit¬ tinh khiÕt. NH4NO2 N2 + 2H2O - Cã thÓ thay muèi amoni nitrit kÐm bÒn b»ng dung dÞch cña natri nitrit (NaNO2) vµ amoni clorua (NH4Cl) : NH4Cl + NaNO2 N2 + NaCl + H2O V. ỨNG DỤNG. - Trong c«ng nghiÖp, phÇn lín lîng nit¬ s¶n xuÊt ra ®îc dïng ®Ó tæng hîp amoniac, tõ ®ã s¶n xuÊt ph©n ®¹m, axit nitric v.v... - Sö dông nit¬ lµm m«i trêng tr¬ trong nhiÒu ngµnh c«ng nghiÖp nh luyÖn kim, thùc phÈm, ®iÖn tö,... - Nit¬ láng ®îc dïng ®Ó b¶o qu¶n m¸u vµ c¸c mÉu vËt sinh häc kh¸c. § 11. AMONIAC VÀ MUỐI AMONI. A. AMONIAC I. CẤU TẠO PHÂN TỬ. C«ng thøc electron C«ng thøc cÊu t¹o - NH3 lµ ph©n tö cã cùc. H×nh 2.2. S¬ ®å cÊu t¹p cña ph©n tö amoniac. II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ. · Amoniac lµ chÊt khÝ kh«ng mµu, mïi khai vµ xèc, nhÑ h¬n kh«ng khÝ nªn cã thÓ thu khÝ NH3 b»ng c¸ch ®Èy kh«ng khÝ (óp ngîc b×nh). · KhÝ NH3 tan rÊt nhiÒu trong níc : 1 lÝt níc ë 20oC hoµ tan ®îc 800 lÝt khÝ NH3. · Amoniac tan trong níc t¹o thµnh dung dÞch amoniac. Dung dÞch amoniac ®Ëm ®Æc thêng cã nång ®é 25% (D = 0,91 g/cm3). III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC. 1. Tính bazơ yếu. a) Tác dụng với nước. NH3 + H2O + OH- . Kb = 1,8.10-5 (25oC) - So víi dd kiÒm m¹nh (thÝ dô NaOH) cïng nång ®é, th× nång ®é ion OH- nhá h¬n nhiÒu. - Dung dÞch amoniac lµm phenolphtalein chuyÓn mµu hång, quú tÝm chuyÓn mµu xanh. - Ngêi ta dïng giÊy quú tÝm tÈm ít ®Ó nhËn ra khÝ amoniac. b) Tác dụng với axit. T¹o thµnh muèi amoni ( chøa gèc amoni NH). ThÝ dô : 2NH3 + H2SO4 ® (NH4)2SO4 NH3 + H+ ® T¹o “ khãi” tr¾ng víi axit HCl ®Æc: NH3 (k) + HCl (k) ® NH4Cl (r) "Khãi" tr¾ng lµ nh÷ng h¹t NH4Cl. Ph¶n øng nµy còng ®îc sö dông ®Ó nhËn ra khÝ amoniac. c) Tác dụng với dung dịch muối. - Dung dÞch amoniac cã kh¶ n¨ng lµm kÕt tña nhiÒu hi®roxit kim lo¹i khi t¸c dông víi dung dÞch muèi cña chóng. ThÝ dô : Al3+ + 3NH3 + 3H2O ® Al(OH)3¯ + 2. Khả năng tạo phức. Dung dÞch amoniac cã kh¶ n¨ng hoµ tan hi®roxit hay muèi Ýt tan cña mét sè kim lo¹i, t¹o thµnh c¸c dung dÞch phøc chÊt. ThÝ dô : Cu(OH)2 + 4NH3 ® [Cu(NH3)4](OH)2 Ph©n li Cu(OH)2 + 4NH3 ® [Cu(NH3)4]2+ + 2OH- (xanh thÉm) AgCl + 2NH3 ® [Ag(NH3)2]Cl Ph©n li AgCl + 2NH3 ® [Ag(NH3)2]+ + Cl- Sù t¹o thµnh c¸c ion phøc [Cu(NH3)4]2+, [Ag(NH3)2]+,... x¶y ra do c¸c ph©n tö amoniac kÕt hîp víi c¸c ion Cu2+, Ag+,... b»ng c¸c liªn kÕt cho - n - nhËn gi÷a cÆp electron cha sö dông cña nguyªn tö nit¬ víi obitan trèng cña ion kim lo¹i. 3. Tính khử. a) Tác dụng với oxi. Khi ®èt trong khÝ oxi, amoniac ch¸y víi ngän löa mµu vµng. Khi ®èt amoniac trong oxi kh«ng khÝ cã mÆt chÊt xóc t¸c th× t¹o ra khÝ NO vµ níc : b) Tác dụng với clo. NH3 tù bèc ch¸y t¹o ra ngän löa cã "khãi" tr¾ng ( trong b×nh chøa khÝ clo). c) T¸c dông víi oxit kim lo¹i. IV. ỨNG DỤNG. - Amoniac ®îc sö dông ®Ó s¶n xuÊt axit nitric ; c¸c lo¹i ph©n ®¹m nh NH4NO3, (NH4)2SO4, urª,... ; ®iÒu chÕ hi®razin N2H4 lµm nhiªn liÖu cho tªn löa. Amoniac láng ®îc dïng lµm chÊt g©y l¹nh trong m¸y l¹nh. V. ĐIỀU CHẾ. 1. Trong phòng thí nghiệm. KhÝ amoniac ®îc ®iÒu chÕ b»ng c¸ch cho muèi amoni t¸c dông víi kiÒm, thÝ dô Ca(OH)2, vµ ®un nãng nhÑ. ThÝ dô : 2NH4Cl + Ca(OH)2 2NH3 + CaCl2 + 2H2O. §Ó lµm kh« khÝ, ngêi ta cho khÝ NH3 võa ®îc t¹o thµnh cã lÉn h¬i níc ®i qua b×nh ®ùng v«i sèng (CaO). 2. Trong công nghiệp. Amoniac ®îc tæng hîp tõ khÝ nit¬ vµ khÝ hi®ro theo ph¶n øng : N2(k) + 3H2(k) 2NH3(k) ; DH = -92 kJ BiÖn ph¸p: Trªn thùc tÕ, ngêi ta thêng thùc hiÖn ph¶n øng ë nhiÖt ®é kho¶ng 450- 500oC, ¸p suÊt kho¶ng 200- 300 atm vµ dïng chÊt xóc t¸c lµ s¾t kim lo¹i ®îc trén thªm Al2O3, K2O,... B. MUỐI AMONI. - Lµ nh÷ng hîp chÊt h©n tö gåm cation amoni vµ anion gèc axit. II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ. §Òu dÔ tan trong níc vµ khi tan ®iÖn li hoµn toµn thµnh c¸c ion. Ion kh«ng cã mµu. III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC. 1. Tác dụng với dung dịch kiềm. ThÝ dô : (NH4)2SO4 + 2NaOH 2NH3 + Na2SO4 + 2H2O - Ion nhêng H+ cho ion OH-, vËy trong dung dÞch ion lµ mét axit. - Ph¶n øng nµy ®îc sö dông ®Ó nhËn biÕt ion . - Ngoµi ra, muèi amoni cßn cã thÓ tham gia ph¶n øng trao ®æi víi dung dÞch c¸c muèi kh¸c. 2. Phản ứng nhiệt phân. Khi ®un nãng, c¸c muèi amoni dÔ bÞ nhiÖt ph©n huû, t¹o ra c¸c s¶n phÈm kh¸c nhau ®îc quyÕt ®Þnh chñ yÕu bëi b¶n chÊt cña axit t¹o nªn muèi. · Muèi amoni cña axit dÔ bay h¬i khi ®un nãng bÞ ph©n huû thµnh amoniac. ThÝ dô : NH4Cl (r) NH3(k) + HCl (k) · C¸c muèi amoni cacbonat vµ amoni hi®rocacbonat bÞ ph©n huû chËm ngay ë nhiÖt ®é thêng, gi¶i phãng khÝ NH3 vµ khÝ CO2: (NH4)2CO3 ® NH3 + NH4HCO3 NH4HCO3 ® NH3 + CO2 + H2O Ngêi ta thêng dïng muèi NH4HCO3 ®Ó lµm cho b¸nh trë nªn xèp. · Muèi amoni cña axit cã tÝnh oxi ho¸ nh axit nitr¬, axit nitric khi bÞ nhiÖt ph©n cho ra N2, N2O (®init¬ oxit) vµ níc. ThÝ dô : NH4NO2 ® N2 + 2H2O NH4NO3 ® N2O + 2H2O Nh÷ng ph¶n øng nµy ®îc sö dông ®Ó ®iÒu chÕ c¸c khÝ N2 vµ N2O ë trong phßng thÝ nghiÖm. § 12. AXIT NITRIC VÀ MUỐI NITRAT A. AXIT NITRIC I. CẤU TẠO PHÂN TỬ. Trong hîp chÊt HNO3, nguyªn tè nit¬ cã sè oxi ho¸ cao nhÊt lµ +5. II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ. · Axit nitric tinh khiÕt lµ chÊt láng kh«ng mµu, bèc khãi m¹nh trong kh«ng khÝ Èm, khèi lîng riªng b»ng 1,53 g/cm3, s«i ë 86oC. Axit nitric kh«ng bÒn l¾m 4HNO3 ® 4NO2 + O2 + 2H2O KhÝ nit¬ ®ioxit tan vµo dung dÞch axit, lµm cho dung dÞch cã mµu vµng. · Axit nitric tan trong níc theo bÊt k× tØ lÖ nµo. Trªn thùc tÕ thêng dïng lo¹i axit ®Æc cã nång ®é 68%, D = 1,40 g/cm3. III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC. 1. Tính axit. - Axit nitric lµ mét trong sè c¸c axit m¹nh nhÊt: Trong dung dÞch : HNO3 ® H+ + NO - Cã ®Çy ®ñ tÝnh chÊt cña dung dÞch axit : lµm quú tÝm ®æi thµnh mµu ®á, t¸c dông víi oxit baz¬ vµ baz¬ t¹o thµnh muèi nitrat vµ níc, t¸c dông víi muèi cña axit yÕu h¬n. ThÝ dô : CuO + 2HNO3 ® Cu(NO3)2 + H2O; Ca(OH)2 + 2HNO3 ® Ca(NO3)2 + 2H2O CaCO3 + 2HNO3 ® Ca(NO3)2 + CO2 + H2O 2. Tính oxi hóa. Axit nitric lµ mét trong nh÷ng axit cã tÝnh oxi ho¸ m¹nh. Tuú thuéc vµo nång ®é cña axit vµ b¶n chÊt cña chÊt khö mµ HNO3 cã thÓ bÞ khö ®Õn mét sè s¶n phÈm kh¸c nhau cña nit¬ ( s¶n phÈm khö) a) Với kim loại. - Do ion trong ph©n tö HNO3 cã kh¶ n¨ng oxi ho¸ m¹nh h¬n ion H+, nªn HNO3 oxi ho¸ ®îc hÇu hÕt c¸c kim lo¹i. Khi ®ã, kim lo¹i bÞ oxi ho¸ ®Õn møc oxi ho¸ cao nhÊt vµ t¹o ra muèi nitrat. · Khi t¸c dông víi kim lo¹i cã tÝnh khö yÕu nh Cu, Pb, Ag,... HNO3 ®Æc bÞ khö ®Õn NO2 (h×nh 2.8), cßn HNO3 lo·ng bÞ khö ®Õn NO. ThÝ dô: · Khi t¸c dông víi nh÷ng kim lo¹i cã tÝnh khö m¹nh nh Mg, Zn, Al,... HNO3 lo·ng cã thÓ bÞ khö ®Õn , hoÆc . ThÝ dô: · Fe, Al bÞ thô ®éng ho¸ trong dung dÞch HNO3 ®Æc, nguéi v× t¹o nªn mét mµng oxit bÒn trªn bÒ mÆt c¸c kim lo¹i nµy, b¶o vÖ cho kim lo¹i kh«ng t¸c dông víi axit nitric vµ nh÷ng axit kh¸c mµ tríc ®ã chóng t¸c dông dÔ dµng. b) Với phi kim. - Khi ®un nãng, axit nitric ®Æc cã thÓ oxi ho¸ ®îc nhiÒu phi kim nh C, S, P,... Khi ®ã, c¸c phi kim bÞ oxi ho¸ ®Õn møc oxi ho¸ cao nhÊt, cßn HNO3 bÞ khö ®Õn NO2 hoÆc NO tuú theo nång ®é cña axit. ThÝ dô: c) Với hợp chất. - Khi ®un nãng, axit nitric cã thÓ oxi ho¸ ®îc nhiÒu hîp chÊt nh H2S, HI, SO2, FeO, muèi s¾t (II),... ThÝ dô: NhiÒu chÊt h÷u c¬ bÞ ph¸ huû hoÆc bèc ch¸y khi tiÕp xóc víi HNO3 ®Æc. IV. ỨNG DỤNG - HNO3 lµ mét trong nh÷ng ho¸ chÊt c¬ b¶n quan träng. PhÇn lín HNO3 s¶n xuÊt trong c«ng nghiÖp ®îc dïng ®Ó ®iÒu chÕ ph©n bãn NH4NO3. HNO3 cßn ®îc dïng ®Ó s¶n xuÊt thuèc næ (thÝ dô trinitrotoluen TNT,...), thuèc nhuém, dîc phÈm. V. ĐIỀU CHẾ. 1. Trong phòng thí nghiệm. - Cho natri nitrat hoÆc kali nitrat t¸c dông víi HNO3 ®Æc, nãng : NaNO3(r) + H2SO4(®Æc) ® HNO3 + NaHSO4 H¬i HNO3 tho¸t ra ®îc dÉn vµo b×nh, ®îc lµm l¹nh vµ ngng tô ( dïng b×nh cè cong). 2. Trong công nghiệp. HNO3 ®îc s¶n xuÊt tõ amoniac. Qu¸ tr×nh s¶n xuÊt gåm ba giai ®o¹n : · Oxi ho¸ khÝ amoniac b»ng oxi kh«ng khÝ ë nhiÖt ®é 850- 900o C, xóc t¸c lµ hîp kim platin (Pt) vµ iri®i (Ir) : 4NH3 + 5O2 ® 4NO + 6H2O ; DH = - 907 kJ Ph¶n øng nµy to¶ nhiÖt vµ x¶y ra gÇn nh hoµn toµn. · Oxi ho¸ NO thµnh NO2. Hçn hîp chøa NO ®îc lµm nguéi vµ cho ho¸ hîp víi oxi kh«ng khÝ t¹o thµnh khÝ nit¬ ®ioxit : 2NO + O2 ® 2NO2 · ChuyÓn ho¸ NO2 thµnh HNO3. Cho hçn hîp nit¬ ®ioxit võa t¹o thµnh vµ oxi t¸c dông víi níc, sÏ thu ®îc dung dÞch axit nitric : 4NO2 + 2H2O + O2 ® 4HNO3 - Dung dÞch HNO3 thu ®îc cã nång ®é kh«ng vît qu¸ 60- 62%. §Ó lµm t¨ng nång ®é cña HNO3, ngêi ta chng cÊt dung dÞch HNO3 nµy víi H2SO4 ®Ëm ®Æc trong c¸c thiÕt bÞ ®Æc biÖt. B. MUỐI NITRAT Muèi nitrat lµ muèi cña axit nitric. I. TÍNH CHẤT. 1. Tính chất vật lí. TÊt c¶ c¸c muèi nitrat ®Òu tan nhiÒu trong níc vµ lµ chÊt ®iÖn li m¹nh. Trong dung dÞch, chóng ph©n li hoµn toµn thµnh c¸c ion. Ion kh«ng cã mµu. Mµu cña mét sè muèi nitrat lµ do mµu cña cation kim lo¹i cña muèi t¹o nªn. ThÝ dô: Cu(NO3)2 cã mµu xanh. - Mét sè muèi nh NaNO3, NH4NO3 ... dÔ hót Èm nªn dÔ bÞ ch¶y r÷a. 2. Tính chất hóa học. C¸c muèi nitrat kÐm bÒn víi nhiÖt, chóng bÞ ph©n huû khi ®un nãng. §é bÒn nhiÖt cña muèi nitrat phô thuéc vµo b¶n chÊt cña cation kim lo¹i t¹o muèi. · Nãi chung, muèi nitrat cña c¸c kim lo¹i ho¹t ®éng m¹nh (kali, natri,...) bÞ ph©n huû thµnh muèi nitrit vµ oxi : ThÝ dô: 2KNO3 2KNO2 + O2 · Muèi nitrat cña magie, kÏm, s¾t, ch×, ®ång,... bÞ ph©n huû thµnh oxit kim lo¹i, NO2 vµ O2: ThÝ dô : 2Mg(NO3)2 2MgO + 4NO2 + O2 · Muèi nitrat cña b¹c, vµng, thuû ng©n,... bÞ ph©n huû thµnh kim lo¹i , khÝ NO2 vµ O2. ThÝ dô: 2AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2 ë nhiÖt ®é cao, muèi nitrat ph©n huû ra oxi nªn chóng lµ c¸c chÊt oxi ho¸ m¹nh. Hçn hîp muèi nitrat nãng ch¶y vµ chÊt h÷u c¬ dÔ b¾t ch¸y vµ ch¸y m¹nh. 3. Nhận biết ion nitrat. NO. - Trong m«i trêng trung tÝnh, ion kh«ng cã tÝnh oxi ho¸. Khi cã mÆt ion H+, ion thÓ hiÖn tÝnh oxi ho¸ gièng nh HNO3. V× vËy ®Ó nhËn ra ion ngêi ta ®un nãng nhÑ dung dÞch chøa víi ®ång kim lo¹i vµ H2SO4 lo·ng : 3Cu + 8H+ + ® 3Cu2+ + 2NO + 4H2O (xanh) (kh«ng mµu) 2NO + O2 ® Ph¶n øng t¹o dung dÞch mµu xanh vµ khÝ mµu n©u ®á tho¸t ra. II. ỨNG DỤNG - Lµm ph©n bãn ho¸ häc (ph©n ®¹m) trong n«ng nghiÖp, thÝ dô NH4NO3, NaNO3, KNO3, Ca(NO3)2. - Kali nitrat cßn ®îc chÕ thuèc næ ®en (thuèc næ cã khãi). Thuèc næ ®en chøa 75% KNO3, 10% S vµ 15% C. 2KNO3 + C + S " K2S + CO2 + N2 + 2O2 C. CHU TRÌNH CỦA NITƠ TRONG TỰ NHIÊN 1. - C©y xanh ®ång ho¸ nit¬ chñ yÕu ë d¹ng muèi nitrat vµ muèi amoni, chuyÓn ho¸ thµnh protein thùc vËt. §éng vËt ®ång ho¸ protein thùc vËt, t¹o ra protein ®éng vËt. C¸c chÊt th¶i do ®éng vËt bµi tiÕt ra (ph©n, níc tiÓu,...) còng nh x¸c ®éng vËt khi chÕt ®i l¹i chuyÓn thµnh hîp chÊt h÷u c¬ chøa nit¬. Nhê nh÷ng lo¹i vi khuÈn kh¸c nhau cã trong ®Êt, mét phÇn c¸c hîp chÊt nµy chuyÓn ho¸ thµnh amoniac, råi thµnh muèi nitrat, phÇn cßn l¹i tho¸t ra ë d¹ng nit¬ tù do bay vµo khÝ quyÓn. Khi c¸c chÊt h÷u c¬ (than gç, than ®¸, than bïn,...) bÞ ®èt ch¸y, nit¬ tù do còng ®îc tho¸t ra. Do c¸c qu¸ tr×nh trªn mµ lîng nitrat trong ®Êt dÇn dÇn bÞ c¹n kiÖt, ®Êt ®ai trë nªn c»n cçi vµ c©y cèi sÏ khã ph¸t triÓn. 2. - Trªn thùc tÕ, cã mét sè qu¸ tr×nh tù nhiªn cho phÐp bï l¹i mét phÇn lîng nit¬ bÞ mÊt. · Trong ma gi«ng, khi cã sù phãng ®iÖn do sÊm sÐt mét phÇn nit¬ tù do trong khÝ quyÓn kÕt hîp víi oxi t¹o thµnh khÝ NO, råi chuyÓn ho¸ thµnh HNO3 vµ theo níc ma thÊm vµo ®Êt. HNO3 chuyÓn thµnh muèi nitrat khi kÕt hîp víi muèi cacbonat, thÝ dô canxi cacbonat, cã trong ®Êt. · Mét sè lo¹i vi khuÈn, ®Æc biÖt lµ c¸c vi khuÈn cè ®Þnh ®¹m sèng ë rÔ c©y hä ®Ëu cã kh¶ n¨ng hÊp thô nit¬ tõ khÝ quyÓn vµ chuyÓn ho¸ thµnh c¸c hîp chÊt chøa nit¬. 3. - §Ó t¨ng n¨ng suÊt mïa mµng, lîng nit¬ chuyÓn tõ khÝ quyÓn vµo ®Êt vÉn kh«ng thÓ ®ñ. Ngêi ta íc tÝnh lîng nitrat t¸i sinh tù nhiªn chØ b»ng mét nöa lîng nitrat bÞ hÊp thô. Do ®ã, cÇn ph¶i bãn vµo ®Êt nh÷ng hîp chÊt chøa nit¬ díi d¹ng c¸c lo¹i ph©n bãn h÷u c¬ vµ v« c¬. § 13. LUYỆN TẬP : Tính chất của nitơ và hợp chất của nitơ. 1. §¬n chÊt nit¬ · CÊu h×nh electron nguyªn tö : 1s22s22p3, nguyªn tö cã 3 electron ®éc th©n. C¸c sè oxi ho¸ : -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5. · Ph©n tö N2 chøa liªn kÕt ba bÒn v÷ng (N º N) nªn nit¬ kh¸ tr¬ ë ®iÒu kiÖn thêng. 2. Hîp chÊt cña nit¬. a) Amoniac lµ chÊt khÝ mïi khai, nhÑ h¬n kh«ng khÝ vµ tan rÊt nhiÒu trong níc. · TÝnh baz¬ yÕu : - Ph¶n øng víi níc : NH3 + H2O + OH- - Ph¶n øng víi axit : NH3 + HCl ® - Ph¶n øng víi muèi : Al3+ + 3NH3 + 3H2O ® Al(OH)3 ¯ + · Kh¶ n¨ng t¹o phøc chÊt tan : Cu(OH)2 + 4NH3 ® [Cu(NH3)4](OH)2 · TÝnh khö : + 3CuO + 3Cu + 3H2O b) Muèi amoni · DÔ tan trong níc, lµ chÊt ®iÖn li m¹nh. · Trong dung dÞch, ion lµ axit : + H2O NH3 + H3O+ · T¸c dông víi kiÒm t¹o ra khÝ amoniac. · DÔ bÞ nhiÖt ph©n huû. c) Axit nitric · Lµ axit m¹nh. · Lµ chÊt oxi ho¸ m¹nh. - HNO3 oxi ho¸ ®îc hÇu hÕt c¸c kim lo¹i. S¶n phÈm cña ph¶n øng cã thÓ lµ , tuú thuéc nång ®é cña axit vµ tÝnh khö m¹nh hay yÕu cña kim lo¹i. - HNO3 ®Æc oxi ho¸ ®îc nhiÒu phi kim vµ c¸c hîp chÊt cã tÝnh khö. d) Muèi nitrat · DÔ tan trong níc, lµ chÊt ®iÖn li m¹nh. · DÔ bÞ nhiÖt ph©n huû. · NhËn biÕt ion b»ng ph¶n øng víi Cu kim lo¹i vµ H2SO4. §14. PHOTPHO. I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ. Ñaëc ñieåm P traéng Pñoû 1 Maøu saéc - Raén, traéng hoaëc hôi vaøng nhö saùp ong. - Raén, ñoû 2 Noùng chaûy - 44,10C - 5000- 6000C 3 Tính ñoäc - Raát ñoäc - Khoâng ñoäc 4 Tính tan -Tan trong C6H6,CS2 khoâng tan trong nöôùc. - Khoâng tan moïi dung moâi. 5 Chaùy (beàn) > 400C(töï boác chaùy trong kk, keùm beàn). - Boác chaùy > 2500C, khaù beàn. 6 Phaùt saùng - Phaùt saùng trong khoâng khí ( laân quang) - Khoâng phaùt saùng 7 Caáu truùc - Maïng tinh theå phaân töû. Caùc phaân töû P4 naèm ôû caùc nuùt cuûa maïng lieân keát vôùi nhau baèng löïc lieân keát yeáu. Moâ hình phaân töû P4: hoaëc - Polime. Pn ( khoù noùng chaûy, khoù bay hôi) II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC. Do liªn kÕt trong ph©n tö photpho kÐm bÒn nªn ë ®iÒu kiÖn thêng photpho ho¹t ®éng ho¸ häc m¹nh h¬n nit¬, mÆc dï ®é ©m ®iÖn cña photpho (2,19) nhá h¬n cña nit¬ (3,04). Photpho tr¾ng ho¹t ®éng h¬n photpho ®á. Khi tham gia ph¶n øng ho¸ häc, photpho cã thÓ thÓ hiÖn tÝnh khö vµ tÝnh oxi ho¸. 1. Tính oxi hóa. - ChØ thÓ hiÖn râ rÖt tÝnh oxi ho¸ víi mét sè kim lo¹i ho¹t ®éng, t¹o photphua kim lo¹i. ThÝ dô : + 3Ca canxi photphua 2. Tính khử. - Photpho thÓ hiÖn tÝnh khö khi t¸c dông víi c¸c phi kim ho¹t ®éng nh oxi, halogen, lu huúnh,... còng nh víi c¸c chÊt oxi ho¸ m¹nh kh¸c. a) Tác dụng với oxi. - Khi ®èt nãng, photpho ch¸y trong kh«ng khÝ t¹o ra c¸c oxit cña photpho : ThiÕu oxi: + 3O2 ® D oxi: + 5O2 ® ®iphotpho trioxit ®iphotpho pentaoxit b) Tác dụng với clo. - Khi cho clo ®i qua photpho nãng ch¶y, sÏ thu ®îc c¸c hîp chÊt photpho clorua ThiÕu clo: + 3Cl2 ® D clo: + 5Cl2 ® photpho triclorua photpho pentaclorua c) Tác dụng với các hợp chất. - Photpho t¸c dông dÔ dµng víi c¸c hîp chÊt cã tÝnh oxi ho¸ m¹nh nh HNO3 ®Æc, KClO3, KNO3, K2Cr2O7,... ThÝ dô: 6P + 5KClO3 ® 3P2O5 + 5KCl ( Ph¶n øng quÑt diªm) III. ỨNG DỤNG - Photpho ®îc dïng ®Ó s¶n xuÊt axit photphoric, s¶n xuÊt diªm. - Ngoµi ra, photpho cßn ®îc dïng vµo môc ®Ých qu©n sù : s¶n xuÊt bom, ®¹n ch¸y, ®¹n khãi,... IV. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN. ĐIỀU CHẾ. 1. -Trong tù nhiªn photpho chØ gÆp ë d¹ng hîp chÊt v× nã kh¸ ho¹t ®éng vÒ mÆt ho¸ häc. - PhÇn lín photpho ë d¹ng muèi cña axit photphoric. Hai kho¸ng vËt chÝnh lµ * apatit : 3Ca3(PO4)2.CaF2 * photphorit : Ca3(PO4)2 - Ngoµi ra, photpho cßn cã trong protein thùc vËt (h¹t, qu¶,...) ; trong x¬ng, r¨ng, b¾p thÞt, tÕ bµo n·o,... cña ngêi vµ ®éng vËt. 2. - Trong c«ng nghiÖp, photpho ®îc s¶n xuÊt b»ng c¸ch nung hçn hîp quÆng photphorit, c¸t vµ than cèc ë 1200oC trong lß ®iÖn : Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C ® 3CaSiO3 + 2P + 5CO - H¬i photpho tho¸t ra ®îc ngng tô khi lµm l¹nh, thu ®îc photpho tr¾ng ë d¹ng r¾n. § 15. AXIT PHOTPHORIC VÀ MUỐI PHOTPHAT I. AXIT PHOTPHORIC. (H3PO4). 1. Cấu tạo phân tử Ph©n tö H3PO4 cã cÊu t¹o: cßn cã thÓ biÓu diÔn nh sau( ) : Photpho cã sè oxi ho¸ cao nhÊt lµ +5. (C¸ch viÕt nµy phï hîp víi quy t¾c bÊt tö) 2. Tính chất vật lí. Axit photphoric, cßn gäi lµ axit orthophotphoric (H3PO4) lµ chÊt tinh thÓ, trong
Tài liệu đính kèm: