CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E) Chương VI nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E) NỘI DUNG TÀI LIỆU NHẬN XÉT CHUNG [1] – Tập 2, Chương 6: trang 161 – 217 I ĐƠN CHẤT [2] – Chương 5: trang 105 – 141 II HỢP CHẤT Hợp chất nitơ Hợp chất photpho III PHÂN BÓN Chương VI [3] – Phần II, Chương 3: trang 179 – 273 [4] – Chapter 15: page 485 – 545 nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E) NHẬN XÉT CHUNG - Cấu hình electron hóa trị: ns2np3  E + 3e- = E3- thể tính oxi hóa  E – ne-  E(+1) đến E(+5) thể tính khử - Từ N  Bi: Tính PK, tính oxihóa, tính axit oxit, độ bền (+5) Tính KL, tính khử, tính bazo oxit, độ bền (+3)  Trừ N2, khả tạo mạch E – E  từ P  Bi N2, P: phi kim – As, Sb: lưỡng kim – Bi kim loại Chương VI nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E) I ĐƠN CHẤT Nitơ (χ = 3,04) Elk = 942 kJ/mol  N2 trơ điều kiện thường 1.1 Tính chất vật lý - Khí khơng màu, khơng mùi, khơng vị - Ít tan nước dung mơi hữu - Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi thấp - Khơng trì cháy, sống Chương VI nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHĨM VA (E) 1.2 Tính chất hóa học - Ở điều kiện thường tác dụng với Li: 6Li + N2  2Li3N - Ở nhiệt độ cao nitơ có tính oxi hóa khử:  Tính oxi hóa: N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 (350 – 550 C, 150 – 1000 at, -Fe.K O/Al O ) N2 + 3Mg  Mg3N2 (8000C)  Tính khử: N2 + 3F2  2NF3 (phóng điện) N2 + O2 ⇌ 2NO (20000C, Pt/MnO2) o Chương VI nvhoa102@gmail.com 2 CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E) 1.3 Trạng thái tự nhiên, điều chế, ứng dụng • Trong khơng khí nitơ chiếm 78,03 % • Các hợp chất chứa nitơ bao gồm khoáng diêm tiêu natri (NaNO3); hợp chất hữu phức tạp thể động thực vật Điều chế: Trong công nghiệp: Chưng cất phân đoạn KK lỏng Trong PTN: NH4NO2  N2 + 2H2O (nhiệt phân) NH4Cl + NaNO2  N2 + NaCl + 2H2O 2NaN3  3N2 + 2Na Chương VI nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E) Photpho (χ = 2,19) 2.1 Tính chất vật lý: Photpho có dạng thù hình:  Photpho trắng (P4): Khơng bền  P đỏ; phát quang; độc; không tan nước; tan CS2, benzene Chương VI nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E)  Photpho đỏ - P∞: Bền; khơng độc; thăng hoa đun nóng; khơng tan CS2 Chương VI nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E)  Photpho đen - P∞: Rất bền; không độc; bán dẫn (1,5 eV) 250 C,không cóKK 200  300 C 12000 atm Pđỏ   Ptrắng  Pđen o 600 C, P Chương VI nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E) 2.2 Tính chất hóa học • Hoạt tính hóa học: Ptrắng > Pđỏ > Pđen 40 oC P4 + 5O2  P4O10 ; 250 oC 4Pđỏ + 5O2  P4O10 400 oC 4Pđen + 5O2  P4O10 • Có tính khử (đặc trưng) tính oxi hóa: 8P + 8O2 thiếu  P4O6 + P4O10 ; 4P + 5O2 dư  P4O10 800 oC 2P + 8H2O  2H3PO4 + 5H2 P4 + 3NaOH + 3H2O  PH3 + 3NaH2PO2 3P4 + 9Mg  4Mg3P3 Chương VI nvhoa102@gmail.com 10 CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E)  N2O3, HNO2, NO2- : có tính oxi hóa khử • Tính oxi hóa: 2HNO2 + 2FeSO4 + H2SO4  Fe2(SO4)3 + 2NO + 2H2O 2NaNO2 + 2HI  I2 + 2NO + 2NaOH • Tính khử: 5HNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4  5HNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O 5NaNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4  5NaNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O Chương VI nvhoa102@gmail.com 19 CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E) 1.3 Hợp chất N (+4): NO2 • Khí màu nâu đỏ, mùi khó chịu độc • Khơng bền nhiệt: 150 oC 600 oC 2NO2  2NO + O2 ; 2NO2  N2 + 2O2 • Anhydrit hỗn hợp axit nitrơ axit nitric: 2NO2 + H2O ⇌ HNO2 + HNO3 2NO2 + 2NaOH  NaNO2 + NaNO3 + H2O Chương VI nvhoa102@gmail.com 20 CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E) • Có tính oxi hóa khử: Tính oxi hóa: 2NO2 + 7H2  2NH3 + 4H2O NO2 + 2Cu  Cu2O + NO NO2 + CO  CO2 + NO NO2 + SO2  SO3 + NO Tính khử: 2NO2 + O3  N2O5 + O2 2NO2 + H2O2  2HNO3 Chương VI nvhoa102@gmail.com 21 CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E) 1.4 Hợp chất N (+5): N2O5, HNO3, NO3 N 2O • Khơng bền: 2N2O5  4NO2 + O2 • Anhydrit axit nitric: N2O5 + H2O  2HNO3  HNO3 • Chất lỏng khơng màu, bốc khói mạnh khơng khí, tan vơ hạn nước tỏa nhiều nhiệt: HNO3 + nH2O  HNO3.nH2O + Q (n = 1; 3) Chương VI nvhoa102@gmail.com 22 CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E) • Không bền ánh sáng nhiệt: 4HNO3  4NO2 + O2 + 2H2O • Dung dịch lỗng có tính axit tương đối mạnh: HNO3 + H2O ⇌ H3O+ + NO3- Ka = 24 • Oxi hóa mạnh nồng độ: 8HNO3 loãng + 3Cu  3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 10HNO3 đặc + 3I2  6HIO3 + 10NO + 2H2O 5HNO3 đặc + 3P + 2H2O  3H3PO4 + 5NO 2HNO3 + 6FeSO4 + 3H2SO4  3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O FeSO4 + NO  [Fe(NO)]SO4 Chương VI nvhoa102@gmail.com 23 CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E) • Hỗn hợp gồm 1V HNO3đặc 3V HClđặc gọi nước cường toan (cường thủy), có tính oxi hóa mạnh tạo thành clo ngun tử: Au + HNO3 + 4HCl  H[AuCl4] + NO + 2H2O 3Pt + 4HNO3 + 18HCl  3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2O • HNO3 đặc nguội làm thụ động Fe, Al, Cr, Be … • Điều chế: - PTN: KNO3 + H2SO4 đặc  KHSO4 + HNO3 - CN: 4NH3 + 5O2(kk)  NO + 6H2O (850 oC, Pt/Rh) 4NO + 2O2(kk)  4NO2 3NO2 + H2O  2HNO3 + NO Chương VI nvhoa102@gmail.com 24 CHƯƠNG VI: CÁC NGUN TỐ PHÂN NHĨM VA (E)  NO3• Dễ tan nước • Bền axit, khơng bền nhiệt, to: Muối với Me  muối nitrit: KNO3  KNO2 + ½O2 Muối với kim loại đứng trước Cu  oxit kim loại: Zn(NO2)2  ZnO + 2NO2 + ½O2 Muối với kim loại đứng sau Cu  kim loại: AgNO3  Ag + NO2 + ½O2 Chương VI nvhoa102@gmail.com 25 CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E) • Tính oxi hóa: NaNO3 + 4Zn + 7NaOH + 6H2O  4Na2[Zn(OH)4] + NH3 2NaNO3 + 3Cu + 4H2SO4  3CuSO4 + Na2SO4 + 2NO + 4H2O • Diêm tiêu kali (KNO3): KNO3 dùng làm phân bón, chất bảo quản, công nghiệp thủy tinh NaNO3 + KCl ⇌ NaClkết tinh Chương VI ~ 30oC nvhoa102@gmail.com + KNO3 kết tinh ~ 22oC 26 CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E) Các hợp chất phopho 2.1 Hợp chất P (-3): Photphua Các đặc điểm tương tự nitrua  Photphin – PH3 • Chất khí , mùi trứng thối, độc • Tham gia phản ứng cộng hợp: PH3 + HI  PH4I • Có tính khử mạnh: PH3 + 2O2  H3PO4 Chương VI nvhoa102@gmail.com 27 CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E) 2.2 Hợp chất P (+3): P4O6, H3PO3  Photpho (III) oxit – P4O6 • Khơng bền nhiệt: 440 oC 4P4O6  3P4O8 + 4P(đỏ) • Anhydrit axit photphorơ: P4O6 + 6H2O  4H3PO3 • Chất khử mạnh: 50 - 60 oC P4O6 + 2O2  P4O10 • Điều chế: P4 + 3O2 thiếu  P4O6 Chương VI nvhoa102@gmail.com 28 CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E)  Axit photphorơ – H3PO3 • Là axit trung bình, phân ly nấc H+, nên viết H2PHO3 H3PO3 + H2O ⇌ H3O+ + H2PO3̅ K1 = 10-2 H2PO3̅ + H2O ⇌ H3O+ + HPO32– K2 = 3.10-7 H3PO3 + 2NaOHđặc  Na2HPO3 + 2H2O • Phân hủy nhiệt: 4H3PO3  3H3PO4 + PH3 • Là chất khử mạnh: 2H3PO3 + O2  2H3PO4 Chương VI nvhoa102@gmail.com 29 CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E) 2.3 Hợp chất P (+5)  Photpho (V) oxit – P4O10 • P4O10 tác dụng với nước tạo nhiều loại axit photphoric: • Đơn giản có loại axit sau: P2O5 + H2O  2HPO3 ; P2O5 + 2H2O  H4P2O7 P2O5 + 3H2O  2H3PO4 Chương VI nvhoa102@gmail.com 30 CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E)  Axit photphoric – H3PO4 • Là axit lần, có độ mạnh trung bình: H3PO4 + H2O ⇌ H3O+ + H2PO4̅ K1 = 7,52.10-3 H2PO4̅ + H2O ⇌ H3O+ + HPO42– K2 = 6,31.10-8 HPO42– + H2O ⇌ H3O+ + PO43– K3 = 2,2.10-13 • Axit bị nhiệt phân nước dần: t0 t0 H3PO4  H4P2O7  HPO3 • Rất bền, thể tính oxi hóa yếu to > 400 oC Chương VI nvhoa102@gmail.com 31 CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHĨM VA (E)  Muối photphat • Muối photphat đa dạng, có tính tan khác nhau: H2PO4̅ tan nước, photphat lại đa số khơng tan • Các muối photphat bị nhiệt phân khử nước sau: NaH2PO4 → Na2H2P2O7 (NaPO3)3 → (NaPO3)6 → (NaPO3)x → Viết đơn giản: Na2HPO4  Na4P2O7 ; NaH2PO4  NaPO3 Chương VI nvhoa102@gmail.com 32 CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E) III PHÂN BÓN Phân đạm: (NH4)2SO4 – SA (đạm lá) NH4NO3 – NA (đạm lá) (NH2)2CO – Urê NH4Cl Phân lân – Ca(H2PO4)2 Super photphat đơn Super photphat kép Chương VI nvhoa102@gmail.com 33 ... photphorơ: P4O6 + 6H2O  4H3PO3 • Chất khử mạnh: 50 - 60 oC P4O6 + 2O2  P4O10 • Điều chế: P4 + 3O2 thiếu  P4O6 Chương VI nvhoa102@gmail.com 28 CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E)  Axit... khơng vị - Ít tan nước dung môi hữu - Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi thấp - Khơng trì cháy, sống Chương VI nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E) 1.2 Tính chất hóa học - Ở điều... CS2, benzene Chương VI nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG VI: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VA (E)  Photpho đỏ - P∞: Bền; không độc; thăng hoa đun nóng; khơng tan CS2 Chương VI nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG VI: