Bài giảng Phần I : Sơ lược phản ứng oxi hóa – khử

axit mới 
CaCO3 + 2HNO3 ®Ca(NO3)2 + H2O
Tính oxi hóa
HNO3 là một trong những axit có tính oxi hóa mạnh nhất
Tác dụng với kim loại: HNO3 oxi hóa được hầu hết các kim loại trừ vàng và bạch kim. Phản ứng không giải phóng hidro
Tác dụng với kim loại yếu như Cu , Ag HNO3 đậm đặc bị khử đến NO2 còn HNO3 loãng bị khử đến NO
Cu + 4HNO3 ® Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2 H2O
3Cu + 8HNO3 ® 3Cu(NO3)2 + NO + 4 H2O
Tác dụng với kim loại có tính khử mạnh hơn như Mg, Zn, Al.. HNO3 bị khử đến N2O hoặc N2 ; HNO3 rất loãng bị khử đến NH3 (NH4NO3)
8Al+ 30HNO3 ® 8Al (NO3)3 + 3N2O + 15H2O
5Mg + 12HNO3 ® 5Mg (NO3)2 + N2 + 6 H2O
4Zn+ 10HNO3 ® 4Zn (NO3)2 +NH4NO3 + 3H2O
Fe, Al dễ tan trong dung dịch HNO3 loãng nhưng bị thụ động hóa trong dung dịch HNO3 đậm đặc nguội, vì tạo một lớp oxit bền trên bề mặt kim loại 
Tác dụng với phi kim: C, S, P
Phi kim bị oxi hóa đến mức cao nhất , phi kim bị khử đến NO2 hoặc NO tùy theo nồng độ của axit
C + 4 HNO3 ® CO2 + 4 NO2 + 2H2O
S + 6 HNO3 ® H2SO4 + 6 NO2 + 2 H2O
 c) Tác dụng với hợp chất: H2S, HI, SO2, FeO, muối sắt (II) 
Nguyên tố bị oxi hóa lên mức cao hơn
3 FeO + 10 HNO3 ® 3 Fe(NO3)3 + NO + 5 H2O
3 H2S + 2 HNO3 ® 3 S + 2 NO + 4 H2O
III. ĐIỀU CHẾ 
1- Trong phòng thí nghiệm
Cho kali nitrat hoặc natri nitrat tác dụng với H2SO4 đậm đặc đun nóng 
NaNO3(r) + H2SO4 ® HNO3 + NaHSO4
2- Trong công nghiệp 
HNO3 được sản xuất từ amoniac
Quá trình sản xuất qua ba giai đoạn
* Oxi hóa amoniac bằng oxi không khí , to = 850-900oC; xúc tác là hợp kim Pt và Ir
4 NH3 + 5O2 ® 4NO + 6 H2O H =-907 kJ
* Oxi hóa NO thành NO2 
2 NO + O2 ® 2 NO2 
* Chuyển hóa NO2 thành HNO3
4 NO2 + O2 + 2 H2O ® 4 HNO3 
B- MUỐI NITRAT:
1- Tính chất vật lý 
- Muối nitrat tan tốt trong nước và là chất điện li mạnh
- Ion NO3- không màu
- Một số muối nitrat dễ bị chảy rữa như: NaNO3; NH4NO3
2- Tính chất hóa học 
Muối nitrat kém bền với nhiệt
* Muối nitrat của kim loại hoạt động mạnh phân huỷ thành muối nitrit
2 KNO3 ® 2 KNO2 + O2
* Muối nitrat của kim loại hoạt động mạnh kém hơn phân huỷ thành oxit kim loại 
2 Cu(NO3)2 ® 2CuO + 4NO2 + O2
* Muối nitrat của kim loại hoạt động kém phân huỷ thành kim loại 
2 AgNO3 ® 2Ag + 2NO2 + O2
3- Nhận biết ion nitrat: Cho dung dịch tác dụng với đồng và H2SO4
3Cu + 8NaNO3 + 4 H2SO4 ® 3Cu(NO3)2 + NO­ + 4 H2O + 4 Na2SO4
2NO + O2 ® 2NO2 (nâu đỏ)
3Cu +8H+ + 2 NO3- ® 3Cu2+ +2NO­+ 4 H2O
==============================================================
PHOT PHO
I- TÍNH CHẤT VẬT LÝ 
1- Photpho trắng
- Chất rắn không màu hoặc vàng nhạt trong giống sáp, có cấu trúc mạng tinh the,å phân tử mềm dễ nóng chảy, tnc = 44,1oC
- Không tan trong nước tan tốt trong các dung môi hữu cơ như benzen, CS2, ete
- Rất độc, gây bỏng nặng nếu rơi vào da; tự bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ thường
2- Photpho đỏ 
- Chất rắn dạng bột màu đỏ có cấu trúc polime 
- Không tan trong các dung môi thường, không độc, dễ hút ẩm và chảy rữa
- Bền trong không khí ở nhiệt độ thường, chỉ bốc cháy ở trên 250oC
- Khi đun nóng không có không khí P đỏ chuyển hóa thành P trắng
II- TÍNH CHẤT HÓA HỌC 
Nhận xét : : Số oxh của P có thể :
 -Tăng từ 0 à + 3 , + 5 : thể hiện tính khử
 - Giảm từ 0 à - 3 : thể hiện tính oh 
Tính oxi hóa
P chỉ tác dụng với kim loại mạnh như : K, Na, Ca, Mg  tạo phophua kim loại 
2 P + 3 Ca Ca3P2
 Nhận xét : Trong pư P với KL số oh của P giảm từ 0 à -3 , P thể hiện tính oh .
Tính khử
Tác dụng với oxi
Khi đốt nóng P cháy trong hỗn hợp tạo ra các oxit của photpho
Thiếu oxi:
4 P + 3 O2 ® 2 P2O3 (diphotpho trioxit)
Dư oxi: 
4 P + 5 O2 ® 2 P2O5 (diphotpho pentaoxit)
Tác dụng với clo
Clo đi qua photpho nóng chảy 
Thiếu clo:
4 P + 3 Cl2 ® 2 PCl3 (diphotpho triclorua)
Dư clo: 
4 P + 5 Cl2 ® 2 PCl5 (diphotpho pentaclorua)
P tác dụng với S đun nóng tạo ra P2S3 (diphotpho trisunfua)và P2S5 (diphotpho pentasunfua)
* Nhận xét : Trong các pứ trên số oh của P tăng từ 0 à +3 , +5 à P thể hiện tính khử .
III. Điều chế: Nung hỗn hợp quặng photphoric cát và than cốc ở 1200oC trong lò điện
Ca3(PO4)2 + 3 SiO3 + 5 C ® 3 CaSiO +2P+ 5CO
==============================================================
AXIT PHOTPHORIC VÀ MUỐI PHOT PHAT
I- AXIT PHOTPHORIC
1- Tính chất vật lý 
Chất rắn trong suốt không màu
Nhiệt độ nóng chảy : 42,3oC
Háo nước, dễ chảy rữa, tan trong nước theo bất kỳ tỉ lệ nào, không bay hơi, không độc
2- Tính chất hóa học
Tính oxi hóa –khử
Axit photphoric khó bị khử vì P ở mức +5 bền hơn N
Tác dụng bởi nhiệt
Khi bị đun nóng đến khoảng 200-250oC axit photphoric mất bớt nước 
2H3PO4 ® H4P2O7 + H2O
đun tiếp ở 400-500oC 
H4P2O7 ® 2 HPO3 + H2O
Tính axit
H3PO4 là axit 3 lần axit 
H3PO4 D H+ + H2PO4- K1 = 7,6.10 – 3 
H2PO4-D H+ + HPO42- K2 = 6,2. 10 – 8 
HPO42- D H+ + PO43- K3 = 4,4 . 10 – 13 
Dung dịch H3PO4 có tính chất chung của axit: 
- Tác dụng với quỳ tím
- Tác dụng với oxit bazơ và bazơ
- Tác dụng với muối
- Tác dụng với kim loại 
H3PO4 + NaOH ® H2O + NaH2PO4
H3PO4 + 2NaOH ® 2H2O + Na2HPO4
H3PO4 + 3NaOH ® 3H2O + Na3PO4
Điều chế:
a. Trong phòng thí nghiệm
Dùng HNO3 63% oxi hóa photpho
3P + 5 HNO3 + 2 H2O ® 3 H3PO4 + 5 NO
b. Trong công nghiệp
Phương pháp chiết :
Ca3(PO4)2 + 3 H2SO4 ® 3 H3PO4 ¯ + 3CaSO4
Phương pháp nhiệt:
4 P + 5 O2 ® 2 P2O5 
P2O5 + 3 H2O ® 2 H3PO4
Axit photphoric được dùng để điều chế muối photphat và sản xuất phân lân
II- MUỐI PHOTPHAT
Muối photphat có 3 dãy : muối photphat trung hòa và photphat axit
1- Tính chất của muối photphat
a) Tính tan
* Tất cả các muối dihidrophotphat đều tan trong nước 
* Trong số các muối hidrophotphat và photphat trung hòa chỉ có muối kali, natri và amoni là dễ tan
b) Phản ứng thủy phân
Các muối photphat tan bị thủy phân trong dung dịch 
Na3PO4 + H2OD Na2HPO4 + NaOH
PO43- + H2O D HPO42- + OH – 
2- Nhận biết ion photphat
Dung dịch AgNO3 
Tạo kết tủa màu vàng 
3Ag+ + PO43- ® Ag3PO4 ¯
==============================================================
CÁC BON VÀ HỢP CHẤT CỦA CÁC BON
A. CACBON:
I –TÍNH CHẤT VẬT LÝ
Một số dạng thù hình của C :kim cương, than chì, cacbon vô định hình
Kim cương 
Là tinh thể không màu trong suốt, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém khối lượng riêng:3,51g/cm3
thuộc tinh thể nguyên tử có cấu trúc tứ diện đều nên kim cương là chất cứng nhất trong tất cả các chất 
Than chì
Tinh thể màu xám đen, có ánh kim, dẫn điện và nhiệt tốt nhưng kém kim loại 
Tinh thể than chì có cấu trúc lớp , các lớp liên kết với nhau bằng lực Van de van yếu nên dễ tách khỏi nhau
Cacbon vô định hình
Than vô định hình gồm những tinh thể rất nhỏ có cấu tạo xốp nên có khả năng hấp phụ chất
II- TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Tính khử
Tác dụng với oxi 
Cacbon cháy trong không khí tỏa nhiều nhiệt 
C + O2 ® CO2 
Tác dụng với hợp chất
Ở nhiệt độ cao C khử được nhiều hợp chất
Fe2O3 + 3C ® 2 Fe + 3 CO
CO2 + C ® 2 CO
SiO2 + 2C ® Si + 2 CO
Tính oxi hóa
Tác dụng với hidro
Cacbon phản ứng với hidro ở nhiệt độ cao tạo thành metan
C + 2 H2 ® CH4
Tác dụng với kim loại 
Ở nhiệt độ cao C phản ứng với các kim loại tạo thành cacbua kim loại 
Ca + 2 C ® CaC2 (canxi cacbua)
4 Al + 3C ® Al4C3 ( nhôm cacbua)
III. ĐIỀU CHẾ: 
- Kim cương nhân tạo được làm từ than chì : nung ở 3000oC áp suất 70.000-100.000 atm trong thời gian dài
- Than chì nhân tạo được điều chế từ than cốc: nung ở 2500-3000oC trong lò điện không có không khí 
- Than cốc đươc điều chế từ than mỡ : nung ở 1000-1250oC trong lò điện, không có không khí 
- Than gỗ được điều chế từ gỗ: đốt trong điều kiện không có không khí 
- Than muội được điều chế từ CH4
CH4 C + 2 H2
- Than mỏ được khai thác trong thiên nhiên 
B. HỢP CHẤT CỦA CACBON:
I –CACBON MONO OXIT
1- Tính chất vật lý: CO là chất khí không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ hơn không khí, rất ít tan trong nước; Hóa lỏng ở -191,5oC; Hóa rắn ở -205,2oC; Rất bền với nhiệt và độc
Tính chất hóa học 
CO là oxit không tạo muối
CO có liên kết ba giống N2 nên kém hoạt động ở nhiệt độ thường chỉ hoạt động khi đun nóng
Tính khử mạnh
Tác dụng với O2: 
CO cháy với ngọn lửa xanh lam nhạt, tỏa nhiều nhiệt
 2CO(k) + O2(k) ® CO2 (k) 
Tác dụng với Cl2:
Khi có xúc tác là than hoạt tính CO tác dụng với clo tạo photgen
 CO + Cl2 ® COCl2
Tác dụng với oxit kim loại 
Ở nhiệt độ cao CO khử được nhiều oxit kim loại thành kim loại 
 CO + CuO ® CO2 + Cu
Điều chế 
Trong công nghiệp 
* Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ (nhiệt độ khoảng 1050oC)
C + H2O D CO + H2 
Hỗn hợp khí tạo thành gọi là khí than ướt (44%CO; 45% H2; 5% H2O; 6% N2)
* Cho hơi nước đi qua than nung đỏ trong lò gas
C + O2 ® CO2 
CO2 + O2 ® 2 CO
Hỗn hợp khí thu đưọc gọi là khí lò gas (25%CO; 70%N2; 4%CO2 và 1% khí khác)
Khí than ướt và khí lò ga đều dùng làm nhiên liệu
Trong phòng thí nghiệm
Cho H2SO4 đậm đặc tác dụng với HCOOH đun nóng
HCOOH CO + H2O
II- CACBON ĐIOXIT (CO2) VÀ AXIT CACBONIC (H2CO3)
1- Tính chất vật lý 
CO2 là chất khí không màu, nặng gấp 1,5 lần không khí tan không nhiều trong nước ( ở điều kiện thường 1 lit H2O hòa tan được 1 lit CO2)
Nén dưới áp suất 60 atm, CO2 hóa lỏng
Làm lạnh đột ngột ở -76oC CO2 hóa rắn gọi là nước đá khô
2- Tính chất hóa học 
Tác dụng với kim loại có tính khử mạnh (như Al, Mg)
CO2 + 2 Mg ® 2 MgO +