HỢP CHẤT CỦA CACBON I CACBONMOOXIT Cấu tạo phân tử Ở trạng thái Cacbon, Oxi có 2e độc thân phân lớp 2p: C :  2s2    O :  2p2 2s2    2p4 O Tạo liên kết cộng hóa trị liên kết cho nhận: C  2 Trạng thái oxi hóa phân tử: C O Tính chất vật lí Là chất khí, không màu, không mùi, không vị, nhẹ không khí, tan nước, hóa lỏng −191,5oC, hóa rắn −205,20C, bền với nhiệt, độc Tính chất hóa học Cacbon monooxit hoạt động nhiệt độ thường, hoạt động đun nóng (do có liên kết bền vững) Là oxit trung tính Là Chất khử mạnh CO cháy không khí tạo CO2 cho lửa màu xanh lam nhạt, tỏa nhiều nhiệt  làm nhiên liệu khí Kết hợp với Clo, xúc tác than hoạt tính tạo photgen (khí độc) o xt,t CO  Cl2  COCl2 (photgen) Khử nhiều Oxit Kim loại tạo kim loại t0 cao: o t  Cu  CO2 Ví dụ: CO  CuO  Điều chế a Trong công nghiệp Cho nước qua than nung đỏ: C + H2 O o 1050 C     CO + H2  Hỗn hợp khí tạo thành: Khí than ướt (~44%CO CO2, H2, N2,…) Thổi không khí qua than nung đỏ lò gas O T  CO2 Dưới đáy lò, cacbon cháy tạo cacbon đioxit: C  O2  O T  2CO Khi qua lớp than nung đỏ, CO2 bị khử thành CO: C  CO2   Hỗn hợp khí tạo thành: Khí lò gas (khí than khô: 25% CO N2, CO2, lượng nhỏ khí khác) Khí than khô, than ướt sử dụng làm nhiên liệu khí b Trong phòng thí nghiệm Đun nóng H2SO4 đặc với axit Fomic (HCOOH) o H2SO4 , t HCOOH  CO  H2O II CACBON ĐIOXIT (CO2) Cấu tạo phân tử CTCT: O  C  O Liên kết: C  O liên kết cộng hóa trị có cực, có cấu tạo thẳng nên phân tử CO2 không phân cực Tính chất vật lí Khí không màu, nặng 1,5 lần không khí, tan nước Ở t0 thường, P  60atm , CO2 hóa lỏng Làm lạnh đột ngột −760C  hóa rắn gọi nước đá khô (nước đá khô thăng hoa, không nóng chảy) Tính chất hóa học a Khí CO2 không cháy không trì cháy  dùng để dập tắt đám cháy Lưu ý: Một số kim loại có tính khử mạnh (Mg, Al…) cháy CO2: o t CO2  2Mg    2MgO  C  Không dùng khí CO2 dập tắt đám cháy kim loại Al, Mg … b CO2 oxit axit  tác dụng với oxit bazơ, bazơ tạo muối cacbonat Điều chế a Trong phòng thí nghiệm Cho HCl tác dụng với đá vôi CaCO3 + 2HCl  CaCl2 + CO2 + H2 O b Trong công nghiệp Đốt cháy hoàn toàn than, thu hồi từ trình chuyển hóa khí thiên nhiên, sản phẩm dầu mỏ, nung vôi, lên men rượu từ glucozơ III AXIT CACBONIC VÀ MUỐI CACBONAT Axit cacbonic H2CO3 Axit yếu bền, tồn dd loãng, dễ phân hủy thành CO2 H2O Trong dd, phân li theo nấc (ở 250C):  H  HCO ; K  4,5.107 H2CO3   H  CO2 ; K  4,8.1011 HCO3  2 Muối cacbonat: gồm loại 2 Muối Cacbonat (chứa ion CO3 ) Ví dụ: Na2CO3, CaCO3, (NH4)2CO3…  Muối Hidrocacbonat (chứa ion HCO3 ) Ví dụ: NaHCO3, Ca(HCO3)2, NH4HCO3… a Tính tan Muối hiđrocacbonat tan trừ NaHCO3 tan Muối cacbonat trung hòa không tan tan trừ muối kiềm, amoni b Tác dụng với axit NaHCO3  HCl  NaCl  CO2   H2O HCO3  H  CO2   H2O Na2CO3  2HCl  2NaCl  CO2   H2O CO23  2H  CO2   H2O c Tác dụng với dung dịch kiềm Muối Hidrocacbonat dễ tác dụng với ung dịch kiềm: NaHCO3  NaOH  Na2CO3  H2O HCO3  OH  CO23  H2O d Phản ứng nhiệt phân Muối Cacbonat kim loại kiềm bền với nhiệt Muối Cacbonat trung hòa KL khác, muối Hidrocacbonat dễ bị nhiệt phân t  MgO  CO2 MgCO3  t  Na2CO3  CO2  H2O 2NaHCO3  t  CaCO3  CO2  H2O Ca(HCO3 )2  Lưu ý: Khi đun nóng Ca(HCO3)2 đến khối lượng không đổi, phản ứng tạo CaO theo phương trình t  CaO  CO2  H2O Ca(HCO3 )2  e Ứng dụng số muối cacbonat Canxi cacbonat (CaCO3) tinh khiết: chất bột nhẹ, màu trắng  làm chất độn cao su, số ngành công nghiệp Natri cacbonat (Na2CO3) khan ( Sôđa khan): chất bột màu trắng, tan nhiều nước Kết tinh dung dịch, tách dạng tinh thể Na2CO3.10H2O  dùng công nghiệp thủy tinh, đồ gốm, bột giặt, … Natri hidrocacbonat (NaHCO3): tinh thể màu trắng, tan nước  dùng công nghiệp thực phẩm, y học (thuốc giảm đau dày thừa axit) Bài tập áp dụng Hãy điền dấu (+) vào trường hợp có phản ứng dấu (-) vào trường hợp phản ứng xảy chất sau đây: CO (khí) CO2 (khí) Na2CO3 (dd) NaHCO3 (dd) HCl (dd) BaCl2 (dd) Ca(OH)2(dd) Bài tập áp dụng Tại bị đau dày ta uống thuốc muối nabica (NaHCO3) vào bớt đau? Bài tập áp dụng Cho luồng khí CO dư qua 53,8g hỗn hợp Fe3O4, Al2O3 nung nóng đến phản ứng hoàn toàn, thu 47,4g chất rắn Tính khối lượng Fe3O4 có hỗn hợp đầu Bài tập áp dụng Nhiệt phân hoàn toàn 38,5g hh A gồm Ba(HCO3)2 NaHCO3 thu m1 g chất rắn B Cho B tác dụng hoàn toàn với dd H2SO4 thu m2 gam kết tủa trắng 1,68 lít khí Tính giá trị m1, m2