GV: LƯU HUỲNH VẠN LONG( Trường THPT Thanh Hòa-Bù Đốp- Bình Phước) -1- Phone: 0986.616.225 Email: Vanlongthpt@gmail.com or vanlongthpt@yahoo.com PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NHANH SẢN PHẨM TRONG CÁC PHẢN ỨNG CỦA HỢP CHẤT PHOTPHO (Đăng Báo Hóa Học & Ứng dụng số 6/2009) LƯU HUỲNH VẠN LONG Trường THPT Thanh Hòa – Huyện Bù Đốp Tỉnh Bình Phước Bài toán về axit H 3 PO 4 hay P 2 O 5 tác dụng với dung dịch bazơ cũng như các phản ứng của muối photphat đối với học sinh THPT còn khá phức tạp. Đa số học sinh không nắm rõ bản chất phản ứng nên vẫn chưa tự tin khi làm các bài tập dạng này. Để làm tốt dạng bài tập này thì trước tiên ta phải xác định đúng được sản phẩm sinh ra trong các phản ứng, rồi dựa vào số liệu để tính toán. Có thể phân thành mộ t số dạng sau: I- Axit H 3 PO 4 tác dụng với dung dịch bazơ 1/ Trường hợp dung dịch bazơ là NaOH hay KOH Ta có các phản ứng sau: H 3 PO 4 + NaOH → NaH 2 PO 4 + H 2 O H 3 PO 4 + 2NaOH → Na 2 HPO 4 + 2H 2 O H 3 PO 4 + 3NaOH → Na 3 PO 4 + 3H 2 O Để xác định muối gì được tạo ra thì đa phần học sinh dựa vào phương pháp đại số là lập tỷ lệ mol Soá mol bazô T = Soá mol axit hay ngược lại rồi lập bảng ghi nhớ 7 trường hợp, sau đó so sánh với tỷ lệ mol mà đề bài cho để kết luận. Cụ thể là: 34 NaOH HPO n n Saûn phaåm 1 2 3 24 34 NaH PO Dö H PO 24 NaH PO 24 Na HPO 34 Na PO 34 Na PO Dö NaOH 24 24 NaH PO Na HPO 24 34 Na HPO Na PO 2/ Trường hợp dung dịch bazơ là Ca(OH) 2 hay Ba(OH) 2 Ta có các phản ứng sau: 2H 3 PO 4 + Ca(OH) 2 → Ca(H 2 PO 4 ) 2 + 2H 2 O H 3 PO 4 + Ca(OH) 2 → CaHPO 4 + 2H 2 O 2H 3 PO 4 + 3Ca(OH) 2 → Ca 3 (PO 4 ) 2 + 3H 2 O Tương tự: Saûn phaåm 0,5 1 1,5 2 34 Ca(OH) HPO n n 242 Ca(H PO ) 4 CaHPO 342 Ca (PO ) 242 34 Ca(H PO ) Dö H PO 242 4 Ca(H PO ) CaHPO 4 342 CaHPO Ca (PO ) 342 2 Ca (PO ) Dö Ca(OH) Học sinh thường làm bằng cách lập bảng trên, do các em đã được làm quen cách làm này từ THCS. Tuy nhiên học sinh cần nhớ một cách máy móc các hệ số tỷ GV: LƯU HUỲNH VẠN LONG( Trường THPT Thanh Hòa-Bù Đốp- Bình Phước) -2- Phone: 0986.616.225 Email: Vanlongthpt@gmail.com or vanlongthpt@yahoo.com lệ trên (14 trường hợp) mà không hiểu rõ bản chất của phản ứng. Do đó đối với bài toán hỗn hợp bazơ thì các em sẽ rất lúng túng. * Để nắm rõ bản chất của phản ứng cũng như hạn chế lối mòn ta vận dụng kiến thức về “Chương Sự điện ly” ở lớp 11 ta giải bài toán trên như sau: Axit H 3 PO 4 là một triaxit thuộc loại trung bình nên trong dung dịch sẽ phân ly ra 3 nấc. Giả sử ta có a mol H 3 PO 4 thì sơ đồ phân ly của H 3 PO 4 như sau: H 3 PO 4 → H + + H 2 PO 4 - → 2H + + HPO 4 2- → 3H + + PO 4 3- a(mol) a 2a 3a (mol) Dựa theo sơ đồ ta thấy cứ a mol axit sẽ giải phóng 3 lần H + là a, 2a, 3a mol H + . Khi cho dung dịch bazơ vào thì bản chất phản ứng là sự trung hòa: H + + OH - → H 2 O Do đó nếu biết số mol NaOH hay KOH ta biết: - NaOH OH n = n Biết số mol Ca(OH) 2 hay Ba(OH) 2 ta biết: - 2 Ca(OH) OH n = 2n Ta so sánh số mol của OH - với số mol H + sẽ biết phản ứng tạo ra muối gì: - Nếu n OH- < a → tạo muối H 2 PO 4 - và H 3 PO 4 dư - Nếu n OH- = a → tạo muối H 2 PO 4 - - Nếu a < n OH - < 2a → tạo muối H 2 PO 4 - và HPO 4 2- - Nếu n OH - = 2a → tạo muối HPO 4 2- - Nếu 2a < n OH - < 3a → tạo muối HPO 4 2- và PO 4 3- - Nếu n OH - = 3a → tạo muối PO 4 3- - Nếu n OH - > 3a → tạo muối PO 4 3- và OH - dư Tóm tắt các trường hợp trên bằng bảng sau: Saûn phaåm 1 2 3 - 34 OH HPO n n 24 HPO − 2 4 HPO − 3 4 PO − 24 34 HPO Dö H PO − 24 2 4 HPO HPO − − 2 4 3 4 HPO PO − − 3 4 - PO Dö OH − Chú ý: Ta có thể dùng sơ đồ đơn giản sau để ghi nhớ: --- OH OH OH -2-3- 34 24 4 4 HPO HPO HPO PO⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→ [1] 3/ Dạng P 2 O 5 tác dụng với dung dịch bazơ Ta xem P 2 O 5 tác dụng với H 2 O tạo axit H 3 PO 4 rồi giải tương tự như trên. Chú ý hệ số mol: P 2 O 5 + 3H 2 O → 2H 3 PO 4 x(mol) 2x (mol) Bài tập 1: Cho biết sản phẩm tạo thành trong các trường hợp sau: a/ 0,06 mol H 3 PO 4 tác dụng với 0,08 mol NaOH b/ 1 mol H 3 PO 4 tác dụng với 1 mol Ca(OH) 2 c/ 0,08 mol H 3 PO 4 tác dụng với 0,06 mol Ca(OH) 2 d/ 2mol H 3 PO 4 tác dụng với 1 mol Ca(OH) 2 e/ 0,24 mol H 3 PO 4 tác dụng với hỗn hợp gồm 0,009 mol NaOH và 0,006 mol Ca(OH) 2 Giải Ta có thể dựa vào - 34 OH HPO n n để dự đoán sản phẩm GV: LƯU HUỲNH VẠN LONG( Trường THPT Thanh Hòa-Bù Đốp- Bình Phước) -3- Phone: 0986.616.225 Email: Vanlongthpt@gmail.com or vanlongthpt@yahoo.com a/ - 34 OH HPO n 0,08 1, 33 n0,06 == → tạo NaH 2 PO 4 và Na 2 HPO 4 b/ - 34 OH HPO n 2 2 n1 == → tạo muối CaHPO 4 c/ - 34 OH HPO n 0,06*2 1, 5 n0,08 == → tạo Ca(H 2 PO 4 ) 2 và CaHPO 4 d/ - 34 OH HPO n 2 1 n2 == → tạo muối Ca(H 2 PO 4 ) 2 e/ - 34 OH HPO n 0,009 0,006*2 0,0875 n0,24 + == → tạo muối NaH 2 PO 4 và Ca(H 2 PO 4 ) 2 Bài tập 2(TSĐH B 2008):Cho 0,1 mol P 2 O 5 vào dung dịch chứa 0,35 mol KOH. Dung dịch thu được có các chất: A. K 3 PO 4 ; K 2 HPO 4 B. K 2 HPO 4 ; KH 2 PO 4 C. K 3 PO 4 ; KOH D. H 3 PO 4 ; KH 2 PO 4 Giải P 2 O 5 + 3H 2 O → 2H 3 PO 4 0,1(mol) 0,2 (mol) - 34 OH HPO n 0,35 1, 75 n0,2 == → K 2 HPO 4 ; KH 2 PO 4 → Chọn B Bài tập 3: Cho dung dịch a mol H 3 PO 4 tác dụng với dung dịch chứa b mol NaOH, thu được dung dịch A a/ Biện luận để xác định thành phần các chất trong dung dịch A theo mối quan hệ giữa a và b b/ Áp dụng với trường hợp a = 0,12 mol và b = 0,2 mol Bài tập 4: Cho a mol P 2 O 5 tác dụng với dung dịch chứa b mol KOH. Biện luận mối quan hệ giữa a và b để xác định các chất trong dung dịch sau phản ứng (xem P 2 O 5 tác dụng với H 2 O chuyển hoàn toàn thành H 3 PO 4 ) Hướng dẫn: Dựa vào sơ đồ trên để biện luận II- Muối photphat tác dụng với các hợp chất khác Dựa vào sơ đồ [1] ta thấy muối photphat có thể tồn tại 3 dạng: đihiđrophotphat H 2 PO 4 - ; hiđrophotphat HPO 4 2- ; photphat trung hòa PO 4 3- . Trong môi trường OH - H 2 PO 4 - có thể chuyển thành HPO 4 2- và PO 4 3- . Do photphat là muối của axit trung bình có nhiều nấc nên chúng không bền trong môi trường H + và chúng có thể chuyển về dạng axit ban đầu H 3 PO 4 . Các quá trình chuyển đổi trên phụ thuộc vào độ mạnh yếu của axit và tỷ lệ mol các chất phản ứng: --- +++ OH OH OH -2-3- 34 24 4 4 HHH HPO HPO HPO PO ⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→ ←⎯ ⎯⎯←⎯⎯⎯←⎯⎯⎯ [2] Từ sơ đồ [2] rút ra một số nhận xét: + Muối PO 4 3- có thể tác dụng với H 3 PO 4 tạo ra muối HPO 4 2- và H 2 PO 4 - tùy theo tỷ lệ PO 4 3- /H 3 PO 4 ( không thể tạo thành H 3 PO 4 ): Nếu tỷ lệ là 1:1 → CaHPO 4 do H 3 PO 4 nhường đi 1 H + GV: LƯU HUỲNH VẠN LONG( Trường THPT Thanh Hòa-Bù Đốp- Bình Phước) -4- Phone: 0986.616.225 Email: Vanlongthpt@gmail.com or vanlongthpt@yahoo.com Nếu tỷ lệ là 1:2 → Ca(H 2 PO 4 ) 2 do H 3 PO 4 nhường 2 H + + Muối PO 4 3- có thể tác dụng với axit mạnh (HCl, H 2 SO 4 …) tạo ra HPO 4 2- ; H 2 PO 4 - hay H 3 PO 4 tùy theo tỷ lệ PO 4 3- /HCl: PO 4 3- + H + → HPO 4 2- PO 4 3- + 2H + → H 2 PO 4 - PO 4 3- + 3H + → H 3 PO 4 + Hai chất không đứng cạnh nhau trong 1 dãy trên thì không bao giờ cùng tồn tại trong 1 dung dịch, chúng sẽ tác dụng hết với nhau để tạo ra sản phẩm là chất đứng giữa hai chất đó: PO 4 3- + H 2 PO 4 - → 2HPO 4 2- H 3 PO 4 + HPO 4 2- → 2H 2 PO 4 - H 3 PO 4 + PO 4 3- → HPO 4 2- và H 2 PO 4 - ( tùy tỷ lệ xét ở trên) Bài tập 1(SGK 11CB): Hãy dự đoán sản phẩm tạo thành (muối)trong các trường hợp sau: a/ 1 mol H 3 PO 4 + 1 mol K 2 HPO 4 → ? b/ 1 mol Ca(H 2 PO 4 ) 2 + 1 mol Ca(OH) 2 → ? Giải Dựa sơ đồ [2]: a/ HPO 4 2- + H 3 PO 4 theo tỷ lệ 1:1 → NaH 2 PO 4 b/ H 2 PO 4 - + OH - theo tỷ lệ 2:2 (hay 1:1) → CaHPO 4 Bài tập 2(BT 3 trang 66 SGK 11NC): Điền chất thích hợp vào chỗ có dấu ? trong các sơ đồ sau: a/ H 2 PO 4 - + ? → HPO 4 2- + ? b/ HPO 4 2- + ? → H 2 PO 4 - + ? Giải Dựa sơ đồ [2]: a/ H 2 PO 4 - + OH - → HPO 4 2- + H 2 O b/ HPO 4 2- + H 3 O + → H 2 PO 4 - + H 2 O Bài tập 3: Cho P 2 O 5 tác dụng với NaOH người ra thu được một dung dịch gồm hai chất. Hai chất đó là : A NaOH và NaH 2 PO 4 B. NaH 2 PO 4 và Na 3 PO 4 C. Na 2 HPO 4 và Na 3 PO 4 D. Na 3 PO 4 và H 3 PO 4 Giải Dựa vào sơ đồ [2]: -A. NaOH và NaH 2 PO 4 → còn NaOH tức là dư NaOH thì không thể tồn tại NaH 2 PO 4 được mà phải là Na 3 PO 4 - B. NaH 2 PO 4 và Na 3 PO 4 → hai muối này không tồn tại đồng thời vì chúng phản ứng với nhau → Na 2 HPO 4 - C. Na 2 HPO 4 và Na 3 PO 4 - → Tồn tại - D. Na 3 PO 4 và H 3 PO 4 → còn dư H 3 PO 4 thì không thể sinh ra Na 3 PO 4 được. Đáp án là C . or vanlongthpt@yahoo.com PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NHANH SẢN PHẨM TRONG CÁC PHẢN ỨNG CỦA HỢP CHẤT PHOTPHO (Đăng Báo Hóa Học & Ứng dụng số 6/2009) LƯU HUỲNH. Để làm tốt dạng bài tập này thì trước tiên ta phải xác định đúng được sản phẩm sinh ra trong các phản ứng, rồi dựa vào số liệu để tính toán. Có thể phân