Tài liệu Ôn tập hóa hữu cơ 11

89 trang hoaithuong97 3360

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tài liệu Ôn tập hóa hữu cơ 11", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

tai_lieu_on_tap_hoa_huu_co_11.pdf

Nội dung text: Tài liệu Ôn tập hóa hữu cơ 11

Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 ƠN TẬP HĨA HỮU CƠ 11 Số Cacbon Ankan Tên hidrocacbon Gốc hidrocacbon Tên gốc hidrocacbon 1 CH4 Metan -CH3 Metyl 2 C2H6 Etan -C2H5 Etyl 3 C3H8 Propan CH3-CH2-CH2- Propyl CH3-CH- Iso propyl CH3 4 C4H10 Butan C6H5-CH2 benzyl 5 C5H12 Pentan C6H5- phenyl 6 C6H14 Hexan 7 C7H16 Heptan 8 C8H18 Octan 9 C9H20 Nonan 10 C10H22 Decan MỘT SỐ CƠNG THỨC TÍNH TỐN HĨA HỌC 1. TÍNH SỐ MOL - Tính số mol từ khối lượng m n M - Tính số mol từ chất khí (đktc) V n 22,4 2. TÍNH KHỐI LƯỢNG CHẤT - Tính khối lượng: m = n M 3. TÍNH THỂ TÍCH CHẤT KHÍ (Ở ĐKTC) - Tính thể tích chất khí (ở đktc) V = n 22,4 (Điều kiện tiêu chuẩn: t = 0Oc, p = 1atm) 4. TÍNH NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH - Nồng độ phần trăm: (C%) m C%100% ct mdd - Nồng độ mol (CM): n C M V 5. TÍNH THÀNH PHẦN % KHỐI LƯỢNG HAY THẾ TÍCH MỘT CHẤT - Tính % khối lượng mỗi chất: mA %100%mA mhh Trang 1
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 BẢNG HĨA TRỊ CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ HĨA HỌC Nguyên tố Nguyên tử Hĩa trị Nguyên tố Nguyên tử Hĩa trị khối khối Natri (Na) 23 I Bari (Ba) 137 II Magie (Mg) 24 II Thủy ngân (Hg) 201 I, II Nhơm (Al) 27 III Chì (Pb) 207 II, IV Kali (K) 39 I Brom(Br) 80 I Canxi (Ca) 40 II Cacbon (C) 12 II, IV Magan (Mn) 55 II, IV, Nitơ (N) 14 III, V Sắt (Fe) 56 II, III Oxi (O) 16 II Đồng (Cu) 64 I,II Silic (Si) 28 IV Kẽm (Zn) 65 II Photpho (P) 31 III, V Bạc (Ag) 108 I Lưu huỳnh (S) 32 II, IV, VI Hidro (H) 1 I Clo (Cl) 35,5 I BẢNG HĨA TRỊ CỦA MỘT SỐ NHỐM NGUYÊN TỬ Tên nhĩm nguyên tử Hĩa trị Tên nhĩm nguyên tử Hĩa trị Hidroxit (-OH) Cacbonat (-CO3) Clorua (-Cl) Sunfua (-S) II Bromua (-Br) I Sunfit (-SO3) Nitrat (-NO3) Sunfat (-SO4) Axetat (-CH COO) Photphat (-PO ) 3 4 III Trang 2
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Chương 1: ESTE – LIPIT BÀI 1: ESTE I. KHÁI NIỆM, DANH PHÁP: 1. Khái niệm: 0 HSOd,24 t Ta xét phản ứng: RCOOH + R’OH   - Như vậy, khi thay thế nhĩm OH ở nhĩm cacboxyl của axit cacboxylic bằng nhĩm OR’ thì ta thu được este. - Este đơn chức cĩ cơng thức chung là RCOOR’, R: gốc hiđrocacbon của axit hoặc H. R’: gốc hiđrocacbon của ancol (R’ ≠ H) - Este no, đơn chức, mạch hở cĩ cơng thức phân tử: 2. Tên một số axit: + HCOOH : Axit fomic + HOOC-(CH2)4-COOH : Axit ađipic + CH3COOH : Axit axetic + C6H5-COOH : Axit benzoic + CH3CH2COOH : Axit propionic + CH2=CH-COOH : Axit acrylic + CH3CH2CH2COOH : Axit butiric + CH3-CH(OH)-COOH : Axit lactic + HOOC-COOH : Axit oxalic + HOOC-CH2-COOH: Axit malonic 3. Danh pháp este: Tên của este RCOOR’ gồm Tên gốc hiđrocacbon của ancol + tên gốc axit (đuơi at). Thí dụ: + n = 2: + n = 3: + n = 4: II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ - Các este là chất lỏng hoặc chất rắn trong điều kiện thường, hầu như khơng tan trong nước. - Cĩ nhiệt độ sơi thấp hơn hẳn so với các axit đồng phân hoặc các ancol cĩ cùng khối lượng mol phân tử hoặc cĩ cùng số nguyên tử cacbon. Nguyên nhân: Do giữa các phân tử este khơng tạo được liên kết hiđro với nhau và liên kết hiđro giữa các phân tử este với nước rất kém. - Các este thường cĩ mùi đặc trưng: isoamyl axetat cĩ mùi chuối chín, etyl butirat và etyl propionat cĩ mùi dứa; geranyl axetat cĩ mùi hoa hồng III. TÍNH CHẤT HỐ HỌC 1. Phản ứng thuỷ phân: Este dễ bị thuỷ phân trong to a. Thuỷ phân este trong mơi trường axit: RCOOR’ + HOH  RCOOH + R’OH H24 SO CH3COOC2H5 + H2O HCOOCH3 + H2O CH3COOCH3 + H2O Trang 3
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 to HCOOC2H5 + H2O   H S24 O C2H5COOC2H5 + H2O * Đặc điểm của phản ứng: Thuận nghịch và xảy ra chậm. b. Thuỷ phân este trong mơi trường bazơ (Phản ứng xà phịng hố) 0 RCOOR’ + NaOH t RCOONa + R’OH CH3COOC2H5 + NaOH HCOOC2H5 + NaOH CH3COOCH3 + NaOH HCOOCH3 + NaOH HCOOCH(CH3)2 + NaOH . CH3COOCH=CH2 + NaOH CH3COOC(CH3)=CH2 + NaOH . CH3COOC6H5 + NaOH Đặc điểm của phản ứng: Phản ứng chỉ xảy ra 1 chiều. 2. Phản ứng cháy: 3. Ngồi ra, este cịn phản ứng ở gốc hidrocacbon. * Chú ý: Este của axit fomic ( ) cịn cĩ phản ứng tráng bạc. IV. ĐIỀU CHẾ 1. Phương pháp chung: Bằng phản ứng este hố giữa axit cacboxylic và ancol. RCOOH + R’OH 2. Phương pháp riêng: Điều chế este của anol khơng bền bằng phản ứng giữa axit cacboxylic và axetilen. t0, xt CH3COOH + CH CH CH3COOCH=CH2 V. ỨNG DỤNG  Dùng làm dung mơi để tách, chiết chất hữu cơ (etyl axetat), pha sơn (butyl axetat),  Một số polime của este được dùng để sản xuất chất dẻo như poli(vinyl axetat), poli (metyl metacrylat – sản xuất thủy tinh hữu cơ), hoặc dùng làm keo dán.  Một số este cĩ mùi thơm, khơng độc, được dùng làm chất tạo hương trong cơng nghiệp thực phẩm (benzyl fomat, etyl fomat, ), mĩ phẩm (linalyl axetat, geranyl axetat, ), Bài tập: Trang 4
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 5
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 6
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 7
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 8
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 9
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 BÀI 2: LIPIT I. KHÁI NIỆM VỀ LIPIT: - Lipit là những hợp chất hữu cơ cĩ trong tế bào sống, khơng hịa tan trong nước nhưng tan trong các dung mơi hữu cơ khơng phân cực. - Phần lớn lipit là các este phức tạp, bao gồm chất béo (cịn gọi là triglixerit), sáp, steroit, photpholipit. II. CHẤT BÉO: 1. Khái niệm: Chất béo là trieste của glixerol với các axit béo, gọi chung là triglixerit (triaxylglixerol). * Axit béo là axit đơn chức cĩ mạch cacbon dài, khơng phân nhánh. Thí dụ: C17H35COOH: C17H33COOH: C15H31COOH: C17H31COOH : * Cơng thức cấu tạo chung của chất béo: (R1, R2, R3 là các gốc hiđrocacbon của các axit béo cĩ thể giống hoặc khác nhau). Thí dụ: (C17H35COO)3C3H5: (C17H33COO)3C3H5: (C15H31COO)3C3H5: Mỡ lợn, bị, gà . dầu lạc, dầu cọ, dầu vừng, dầu ơ-liu, cĩ thành phần chính là chất béo 2. Tính chất vật lí - Ở điều kiện thường: Là chất lỏng hoặc chất rắn. + R1, R2, R3: Chủ yếu là gốc hiđrocacbon no thì chất béo là chất rắn. + R1, R2, R3: Chủ yếu là gốc hiđrocacbon khơng no thì chất béo là chất lỏng. - Khơng tan trong nước nhưng tan nhiều trong các dung mơi hữu cơ khơng cực: benzen, clorofom, - Nhẹ hơn nước, khơng tan trong nước. 3. Tính chất hố học a. Phản ứng thuỷ phân b. Phản ứng xà phịng hố c. Phản ứng cộng hiđro của chất béo lỏng Ni (C17H33COO)3C3H5 + 3H2  175 1950 C * Dầu mỡ để lâu bị ơi do liên kết đơi (C=C) ở gốc axit khơng no của chất béo bị oxi hĩa chậm trong khơng khípeoxit anđehit:cĩ mùi khĩ chịu và gây hại. 4. Ứng dụng - Thức ăn cho người, là nguồn dinh dưỡng quan trọng và cung cấp phần lớn năng lượng cho cơ thể hoạt động. - Là nguyên liệu để tổng hợp một số chất khác cần thiết cho cơ thể. Bảo đảm sự vận chuyển và hấp thụ được các chất hồ tan được trong chất béo. Trang 10
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 - Trong cơng nghiệp, một lượng lớn chất béo dùng để sản xuất xà phịng và glixerol. Sản xuất một số thực phẩm khác như mì sợi, đồ hộp. Bài tập: Trang 11
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 12
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 CHƯƠNG 2: CACBONHIDRAT BÀI 1: GLUCOZƠ I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ – TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN: - Chất rắn, tinh thể khơng màu, dễ tan trong nước, cĩ vị ngọt nhưng khơng ngọt bằng đường mía. - Cĩ trong hầu hết các bộ phận của cơ thể thực vật như hoa, lá, rễ, và nhất là trong quả chín (quả nho), trong máu người (0,1%). II. CẤU TẠO PHÂN TỬ: * Cơng thức phân tử: - Glucozơ cĩ phản ứng tráng bạc, bị oxi hố bởi nước brom tạo thành axit gluconic → - Glucozơ tác dụng với Cu(OH)2 → dung dịch màu xanh lam → - Glucozơ tạo este chứa 5 gốc axit CH3COO → Phân tử glucozơ cĩ 5 nhĩm –OH. - Khử hồn tồn glucozơ thu được hexan → Trong phân tử glucozơ cĩ 6 nguyên tử C và cĩ mạch C khơng phân nhánh. Kết luận: Glucozơ là hợp chất tạp chứa, ở dạng mạch hở phân tử cĩ cấu tạo của anđehit đơn chức và ancol 5 chức. * Cơng thức cấu tạo: . Hay: Trong thực tế, glucozơ cĩ tồn tại chủ yếu ở hai dạng mạch vịng: 훼 – glucozơ và 훽 – glucozơ III. TÍNH CHẤT HỐ HỌC 1. Tính chất của ancol đa chức a. Tác dụng với Cu(OH)2: ở nhiệt độ thường tạo phức đồng glucozơ (dung dịch màu xanh lam- nhận biết glucozơ) Glucozơ cĩ nhiều nhĩm OH kề nhau. b. Phản ứng tạo este: tạo este chứa 5 gốc axit axetic khi phản ứng với anhidric axetic cĩ mặt piridin Glucozơ cĩ 5 nhĩm OH 2. Tính chất của anđehit đơn chức a. Oxi hĩa glucozơ: - Bằng dung dịch AgNO3 trong NH3: amoni gluconat và Ag (nhận biết glucozơ) -Bằng Cu(OH)2 mơi trường kiềm: natri gluconat và Cu2O đỏ gạch (nhận biết glucozơ) t o HOCH2(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOH  Cu2O+3H2O+HOCH2(CHOH)4COONa Natri gluconat b. Khử glucozơ bằng H2 sobitol Ni,t o CH2OH(CHOH)4CHO + H2  CH2OH (CHOH)4CH2OH (Sobitol) 3. Phản ứng lên men: IV. ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG 1. Điều chế - Thuỷ phân tinh bột nhờ xúc tác axit HCl lỗng hoặc enzim. - Thuỷ phân xenlulozơ (vỏ bào, mùn cưa) nhờ xúc tác axit HCl đặc. 2. Ứng dụng: Dùng làm thuốc tăng lực, tráng gương ruột phích, là sản phẩm trung gian để sản xuất etanol từ các nguyên liệu cĩ chứa tinh bột hoặc xenlulozơ. V. FRUCTOZƠ * Cơng thức cấu tạo dạng mạch hở: . Trang 13
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Hay * Là chất kết tinh, khơng màu, dễ tan trong nước, cĩ vị ngọt hơn đường mía, cĩ nhiều trong quả ngọt như dứa, xồi, Đặc biệt trong mật ong cĩ tới 40% fructozơ. * Tính chất hố học: - Tính chất của ancol đa chức: Tương tự glucozơ. - Phản ứng cộng H2 Ni, t0 CH2OH[CHOH]3COCH2OH + H2 CH2OH[CHOH]4CH2OH sobitol * Trong mơi trường bazơ fructozơ bị oxi hố bởi dung dịch AgNO3/NH3 do trong mơi trường bazơ fructozơ chuyển thành glucozơ. OH Glucozơ  Fructozơ * Khác với glucozơ, fructozơ khơng làm mất màu nước brom BÀI 2: SACCAROƠ – TINH BỘT VÀ XENLULOZƠ I. SACCAROZƠ: Saccarozơ là loại đường phổ biến nhất, cĩ trong nhiều lồi thực vật, cĩ nhiều nhất trong cây mía, củ cải đường, hoa thốt nốt. 1. Tính chất vật lí: - Chất rắn, kết tinh, khơng màu, khơng mùi, cĩ vị ngọt, nĩng chảy ở 1850C. - Tan tốt trong nước, độ tan tăng nhanh theo nhiệt độ. 2. Cấu trúc phân tử: CTPT: - Saccarozơ khơng cĩ phản ứng tráng bạc, khơng làm mất màu nước Br2  phân tử saccarozơ khơng cĩ nhĩm –CHO. - Đun nĩng dung dịch saccarozơ với H2SO4 lỗng thu được dung dịch cĩ phản ứng tráng bạc (dd này cĩ chứa glucozơ và fructozơ). Kết luận: Saccarozơ là một đisaccarit được cấu tạo từ một gốc glucozơ và một gốc fructozơ liên kết với nhau qua nguyên tử oxi. C6H1105-O-C6H11O5. 3. Tính chất hĩa học: a. Phản ứng với Cu(OH)2 tạo dung dịch xanh lam: b. Phản ứng thuỷ phân tạo ra glucozơ và fructozơ 4. Sản xuất và ứng dụng a. Sản xuất saccarozơ : Sản xuất từ cây mía, củ cải đường hoặc hoa thốt nốt b. Ứng dụng: - Là thực phẩm quan trọng cho người. - Trong cơng nghiệp thực phẩm, saccarozơ là nguyên liệu để sản xuất bánh kẹo, nước giải khát, đồ hộp. - Trong cơng nghiệp dược phẩm, saccarozơ là nguyên liệu dùng để pha thuốc. Saccarozơ cịn là nguyên liệu để thuỷ phân thành glucozơ và fructozơ dùng trong kĩ thuật tráng gương, tráng ruột phích. II. TINH BỘT: 1. Tính chất vật lí: Chất rắn, ở dạng bột, vơ định hình, màu trắng, khơng tan trong nước lanh. Trong nước nĩng, hạt tinh bột sẽ ngậm nước và trương phồng lên tạo thành dung dịch keo, gọi là hồ tinh bột. 2. Cấu tạo phân tử * Thuộc loại polisaccarit, phân tử gồm nhiều mắt xích C6H10O5 liên kết với nhau và cĩ cơng thức phân tử là: (C6H10O5)n Trang 14
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 * Các mắt xích liên kết với nhau tạo thành 2 dạng: - Amilozơ: Gồm các gốc -glucozơ liên kết với nhau tạo thành mạch dài, xoắn lại cĩ phân tử khối lớn (~200.000). - Amilopectin: Gồm các gốc -glucozơ liên kết với nhau tạo thành mạng khơng gian phân nhánh. * Tinh bột được tạo thành trong cây xanh nhờ quá trình quang hợp. H2O, as CO2 C6H12O6 (C6H10O5)n diệp lục glucozơ tinh bột 3. Tính chất hố học a. Phản ứng thuỷ phân: Đun nĩng tinh bột trong dung dịch axit vơ cơ sẽ thu được glucơzơ b. Phản ứng màu với iot Giải thích: Do cấu tạo ở dạng xoắn, cĩ lỗ rỗng, tinh bột hấp thụ iot cho màu xanh lục. 4. Sự tạo thành tinh bột trong cây xanh: ¸nh s¸ng mỈt trêi 6nCO2 + 5n H2O  (C6H10O5)n + 6nCO2 clorophin 5. Ứng dụng - Là chất dinh dưỡng cơ bản cho người và một số động vật. - Trong cơng nghiệp, tinh bột được dùng để sản xuất bánh kẹo và hồ dán. - Trong cơ thể người, tinh bột bị thuỷ phân thành glucozơ nhờ các enzim trong nước bọt và ruột non. Phần lớn glucozơ được hấp thụ trực tiếp qua thành ruột và đi vào máu nuơi cơ thể ; phần cịn dư được chuyển về gan. Ở gan, glucozơ được tổng hợp lai nhờ enzim thành glicogen dự trữ cho cơ thể. III. XENLULOZƠ 1. Tính chất vật lí, trạng thái thiên nhiên - Xenlulozơ là chất rắn dạng sợi, màu trắng, khơng mùi vị. Khơng tan trong nước và nhiều dung mơi hữu cơ như etanol, ete, benzen, nhưng tan được trong nước Svayde là dung dịch Cu(OH)2/dd NH3. - Là thành phần chính tạo nên màng tế bào thực vật, tạo nên bộ khung của cây cối. 2. Cấu tạo phân tử: CTPT: - Là một polisaccarit, phân tử gồm nhiều gốc -glucozơ liên kết với nhau tạo thành mạch dài, cĩ khối lượng phân tử rất lớn (2.000.000). Nhiều mạch xenlulozơ ghép lại với nhau thành sợi xenlulozơ. - Xenlulozơ chỉ cĩ cấu tạo mạch khơng phân nhánh, mỗi gốc C6H10O5 cĩ 3 nhĩm OH. (C6H10O5)n hay [C6H7O2(OH)3]n 3. Tính chất hố học: Trang 15
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 a. Phản ứng thuỷ phân: b. Phản ứng với axit nitric:  Làm thuốc súng khơng khĩi. 4. Ứng dụng: - Những nguyên liệu chứa xenlulozơ (bơng, đay, gỗ, ) thường được dùng trực tiếp (kéo sợi dệt vải, trong xây dựng, làm đồ gỗ, ) hoặc chế biến thành giấy. - Xenlulozơ là nguyên liệu để sản xuất tơ nhân tạo như tơ visco, tơ axetat, chế tạo thuốc súng khơng khĩi và chế tạo phim ảnh. BÀI TẬP Trang 16
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 17
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 18
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 CHƯƠNG 3: AMIN, AMINO AXIT & PROTEIN BÀI 1: AMIN I. Khái niệm: - Khi thay thế nguyên tử H trong phân tử NH3 bằng gốc hiđrocacbon ta thu được hợp chất amin. - Bậc của amin: Bằng số nguyên tử hiđro trong phân tử NH3 bị thay thế bởi gốc hiđrocacbon. Thí dụ: CH3NH2, C2H5NH2, * Amin no, đơn chức, mạch hở cĩ cơng thức phân tử: . II. Danh pháp: 1. Tên gốc-chức: Tên gốc hidrocacbon + amin. 2. Tên thay thế: Tên hidrocacbon + amin. + n = 1: + n = 2 + n = 3: + n = 4: * Đồng phân cấu tạo amin no, đơn chức, mạch hở: 2n-1 + Amin thường cĩ đồng phân về mạch cacbon, về vị trí nhĩm chức và về bậc của amin. III. Tính chất vật lí: - Metylamin, đimetylamin, trimetylamin, etylamin là những chất khí, mùi khai, khĩ chịu, tan nhiều trong nước. Các amin cĩ phân tử khối cao hơn là những chất lỏng hoặc rắn, độ tan trong nước giảm dần theo chiều tăng của phân tử khối. - Anilin là chất lỏng, khơng màu, ít tan trong nước và nặng hơn nước. - Các amin đều rất độc (nicotin cĩ trong thuốc lá). IV. Tính chất hố học: a. Tính bazơ: - Tác dụng với nước: Dung dịch các amin mạch hở trong nước làm quỳ tím hố xanh, phenolphtalein hố hồng. Anilin và các amin thơm phản ứng rất kém với nước. - Tác dụng với axit: RNH2 + HCl → . CH3NH2 + HCl → . C2H5NH2 + HCl → . CH3NH2CH3 + HCl → . CH3-CH2-CH2-NH2 + HCl → . Trang 19
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 C6H5NH2 + HCl → - Nhận xét: + Các amin tan nhiều trong nước như metylamin, etylamin, cĩ khả năng làm xanh giấy quỳ tím hoặc làm hồng phenolphtalein, cĩ tính bazơ mạnh hơn amoniac nhờ ảnh hưởng của nhĩm ankyl. + Anilin cĩ tính bazơ, nhưng dung dịch của nĩ khơng làm xanh giấy quỳ tím, cũng khơng làm hồng phenolphtalein vì tính bazơ của nĩ rất yếu và yếu hơn amoniac. Đĩ là ảnh hưởng của gốc phenyl (tương tự phenol). Tính bazơ: CH3NH2 > NH3 > C6H5NH2 - Tác dụng với dung dịch muối: RNH2 + H2O + FeCl3 → b. Phản ứng thế ở nhân thơm của anilin NH2 NH2 Br Br H2O + 3 Br + 3 HBr 2 Br (2,4,6-tribromanilin)  Nhận biết anilin c. Phản ứng đốt cháy amin: BÀI TẬP: Trang 20
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 21
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 22
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 23
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 24
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 BÀI 2: AMINO AXIT I. Khái niệm: Aminoaxit là những hợp chất hữu cơ ., phân tử chứa đồng thời nhĩm .(NH2) và * Amino axit no cĩ một nhĩm COOH và một nhĩm NH2 cĩ CTPT: II. Danh pháp: Tên thơng thường: Axit + vị trí nhĩm NH2 + amino + tên thay thế axit cacboxylic. Tên bán hệ thống: Axit + ký hiệu chỉ vị trí + amino + Tên thường của axit Ví dụ: H2N-CH2-COOH: . H2N-CH(CH3)-COOH: CH3-CH(CH3)-CH(NH2)COOH . H2N-[CH2]5-COOH: . . H2N-[CH2]4-CH[NH2]-COOH . HOOC-CH2-CH2-CH-(NH2)-COOH . III. Cấu tạo phân tử và tính chất hĩa học: 1. Cấu tạo phân tử: Tồn tại dưới hai dạng: Phân tử và ion lưỡng cực.  Các amino axit là những hợp chất ion nên ở điều kiện thường là chất rắn kết tinh, tương đối dễ tan trong nước và cĩ nhiệt độ nĩng chảy cao (phân huỷ khi đun nĩng). - Phân tử amino axit cĩ nhĩm cacboxyl (COOH) thể hiện tính axit và nhĩm amino (NH2) thể hiện tính bazơ nên thường tương tác với nhau tạo ra ion lưỡng cực. 2. Tính chất hĩa học: Các amino axit là những hợp chất lưỡng tính, tính chất riêng của mỗi nhĩm chức và cĩ phản ứng trùng ngưng. a) Tính chất lưỡng tính: Amino axit phản ứng với axit vơ cơ mạnh sinh ra muối (tính chất của nhĩm – NH2 đồng thời cũng phản ứng với bazơ mạnh sinh ra muối và nước do cĩ nhĩm –COOH trong phân tử b. Tính axit – bazơ của dung dịch amino axit + Nếu số nhĩm COOH = số nhĩm NH2: dung dịch amino axit cĩ mơi trường + Nếu số nhĩm COOH > số nhĩm NH2: dung dịch amino axit cĩ mơi trường + Nếu số nhĩm COOH < số nhĩm NH2: dung dịch amino axit cĩ mơi trường c. Phản ứng riêng của nhĩm –COOH: phản ứng este hố Trang 25
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Thực ra este hình thành dưới dạng muối. H2N-CH2-COOC2H5 + HCl → . d. Phản ứng trùng ngưng III. Ứng dụng: - Các amino axit thiên nhiên (hầu hết là các -amino axit) là những hợp chất cơ sở để kiến tạo nên các loại protein của cơ thể sống. - Muối mononatri của axit glutamic dùng làm gia vị thức ăn (mì chính hay bột ngọt), axit glutamic là thuốc hỗ trợ thần kinh, methionin là thuốc bổ gan. - Các axit 6-aminohexanoic (-aminocaproic) và 7-aminoheptanoic (-aminoenantoic) là nguyên liệu để sản xuất tơ nilon như nilon-6, nilon-7, BÀI TẬP Trang 26
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 27
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 28
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 29
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 30
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 BÀI 3: PEPTIT & PROTEIN I. PEPTIT: 1. Khái niệm: * Peptit là hợp chất chứa từ 2 đến 50 gốc 훼-amino axit liên kết với nhau bởi các liên kết peptit. * Liên kết peptit: là liên kết –CO-NH- giữa hai đơn vị 훼-amino axit. * Cấu tạo: * Phân tử peptit hợp thành từ các gốc -amino axit bằng liên kết peptit theo một trật tự nhất định. Amino axit đầu N cịn nhĩm NH2, amino axit đầu C cịn nhĩm COOH. * Những phân tử peptit chứa 2, 3, 4, gốc -amino axit được gọi là đi, tri, tetrapeptit. Những phân tử peptit chứa nhiều gốc -amino axit (trên 10) hợp thành được gọi là polipeptit. * CTCT của các peptit cĩ thể biểu diễn bằng cách ghép từ tên viết tắt của các gốc -amino axit theo trật tự của chúng. Thí dụ: 2. Tính chất hĩa học: a. Phản ứng thuỷ phân b. Phản ứng màu biure II. PROTEIN: 1. Khái niệm: Protein là những polipeptit cao phân tử cĩ khối lượng phân tử từ vài chục nghìn đến vài triệu. * Phân loại: * Protein đơn giản: Là loại protein mà khi thủy phân chỉ cho hỗn hợp các -amino axit. Thí dụ: anbumin của lịng trắng trứng, fibroin của tơ tằm, * Protein phức tạp: Được tạo thành từ protein đơn giản cộng với thành phần “phi protein”. Thí dụ: nucleoprotein chứa axit nucleic, lipoprotein chứa chất béo, 2. Cấu tạo phân tử Được tạo nên bởi nhiều gốc -amino axit nối với nhau bằng liên kết peptit. 3. Tính chất a. Tính chất vật lí: - Nhiều protein hình cầu tan được trong nước tạo thành dung dịch keo và đơng tụ lại khi đun nĩng. Thí dụ: Hồ tan lịng trắng trứng vào nước, sau đĩ đun sơi, lịng trắng trứng sẽ đơng tụ lại. - Sự đơng tụ và kết tủa protein cũng xảy ra khi cho axit, bazơ và một số muối vào dung dịch protein. Trang 31
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 b. Tính chất hố học - Bị thuỷ phân nhờ xt axit, bazơ hoặc enzim Protein → chuỗi polipeptit → -amino axit - Cĩ phản ứng màu biure với Cu(OH)2 → màu tím 4. Vai trị của protein đối với sự sống + Protein cĩ vai trị quan trọng hàng đầu đối với sự sống của con người và sinh vật. Vì vậy, protein là cơ sở tạo nên sự sống + Protein là thành phần chính trong thức ăn của người và động vật Bài tập Trang 32
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 33
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 34
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 CHƯƠNG 4: POLIME VÀ VẬT LIỆU POLIME BÀI 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ POLIME I. KHÁI NIỆM: Polime là những hợp chất cĩ phân tử khối rất lớn do nhiều đơn vị nhỏ (gọi là mắt xích) liên kết với nhau. Ví dụ: (-CH2-CH2-)n: . (-NH-[CH2]5-CO-)n: . Hệ số n được gọi là . hay Các phân tử tạo nên từng mắt xích của polime được gọi là II. PHÂN LOẠI 1. Theo nguồn gốc: 2. Theo cách tổng hợp: III. TÊN GỌI: Ghép từ poli trước tên monome: Nếu tên monome gồm 2 từ trở lên hoặc từ hai monome tạo nên polime thì phải để ở trong ngoặc đơn. Thí dụ: (-CH2-CH2-)n: polietilen. (-CH2-CHCl-)n: Poli vinyl clorua. Một số polime cĩ tên riêng: Thí dụ: Teflon: . Nilon- 6: (-NH-[CH2]5-CO-)n Xenlulozơ: . IV. CẤU TRÚC - Mạch khơng phân nhánh. Ví dụ: polietilen, amilozơ - Mạch phân nhánh. Ví dụ: amilopectin, glicogen - Mạch mạng lưới. Ví dụ: cao su lưu hĩa, nhựa bakelit V. TÍNH CHẤT VẬT LÍ: - Polime là những chất rắn, khơng bay hơi, khơng cĩ nhiệt độ nĩng chảy xác định, khơng nĩng chảy cho chất lỏng nhớt, để nguội rắn lại (chất nhiệt dẻo). - Hầu hết polime khơng tan trong nước. - Một số polime cĩ tính dẻo, một số cĩ tính đàn hồi, một số dai, bền, cĩ thể kéo sợi. VI. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ POLIME. 1. Phản ứng trùng hợp. Trang 35
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 - Trùng hợp là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) giống nhau hay tương tự nhau tạo thành phân tử rất lớn (polime) VD: - Đặc điểm các monome tham gia phản ứng trùng hợp là phải cĩ liên kết bội hoặc vịng kém bền. VD: CH2=CH2, C6H5-CH=CH2, CH2=CH-Cl, CH2=CH-CH-CH2, capprolactam 2. Phản ứng trùng ngưng. - Trùng ngưng là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ (monome) tạo thành phân tử lớn (polime) đồng thời giải phĩng những phân tử nhỏ khác (như nước, ). t0 VD: nH2N–[CH2]5–COOH  Axit  -aminocaproic policaproamit (nilon-6) t0 n(p-HOOC-C6H4-COOH) + nHO-CH2-CH2-OH  Axit terephtalic etylen glicol - Đặc điểm của các monome tham gia phản ứng trùng ngưng là trong phân tử phải cĩ từ 2 nhĩm chức cĩ khả năng phản ứng để tạo được liên kết với nhau. VD: H2N-[CH2]5-COOH, H2N-[CH2]6-COOH, H2N-[CH2]6-NH2, HOOC-[CH2]4-COOH BÀI 2: VẬT LIỆU POLIME I. CHẤT DẺO 1. Khái niệm: - Chất dẻo là những vật liệu polime cĩ tính dẻo. Tính dẻo là tính bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp lực bên ngồi và vẫn giữ nguyên được sự biến dạng đĩ khi thơi tác dụng - Cĩ một số chất dẻo chỉ chứa polime song đa số chất dẻo cĩ chứa thành phần khác ngồi polime bao gồm chất độn (như muội than, cao lanh, mùn cưa, bột amiăng, sợi thủy tinh làm tăng một số tính năng cần thiết của chất dẻo và hạ giá thành sản phẩm) và chất dẻo hĩa (làm tăng tính dẻo và dễ gia cơng hơn) 2. Một số polime làm chất dẻo: a. Polietilen (PE) PE là chất dẻo mềm, được dùng làm màng mỏng, bình chứa, túi đựng b. Poli(vinyl clorua) (PVC) PVC là chất dẻo cứng, cách điện tốt, bền với axit, được dùng làm vật liệu điện, ống dẫn nước, da giả c. Poli(metyl metacrylat) (thủy tinh hữu cơ PEXIGLAS) Poli(metyl metacrylat) là chất dẻo cứng, trong suốt, khơng vỡ nên được gọi là thủy tinh hữu cơ. Dùng để chế tạo kính máy bay, ơ tơ, kính bảo hiểm, dùng làm răng giả d. Poli(phenol – fomanđehit) (PPF) (xem thêm bài đại cương về polime) PPF cĩ ba dạng: nhựa novolac, nhựa rezol, nhựa rezit Nhựa novolac: - Đun nĩng hỗn hợp fomanđehit và phenol lấy dư với xúc tác axit được nhựa novolac mạch khơng phân Trang 36
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 nhánh (cầu nối metylen –CH2– cĩ thể ở vị trí ortho hoặc para) - Nhựa nhiệt dẻo, dễ nĩng chảy, tan trong một số dung mơi hữu cơ, dùng để sản xuất vecni, sơn Nhựa rezol: - Đun nĩng hỗn hợp phenol và fomanđehit theo tỉ lệ mol 1 : 1,2 cĩ xúc tác kiềm. Nhựa rezol khơng phân nhánh, một số nhân phenol cĩ gắn nhĩm –CH2OH ở vị trí số 4 hoặc 2 - Nhựa nhiệt rắn, dễ nĩng chảy, tan trong nhiều dung mơi hữu cơ dùng để sản xuất sơn, keo, nhựa rezit Nhựa rezit (cịn gọi là nhựa bakelit): - Đun nĩng nhựa rezol ở 150oC được nhựa rezit (hay nhựa bakelit) cĩ cấu trúc mạng lưới khơng gian - Khơng nĩng chảy, khơng tan trong nhiều dung mơi hữu cơ, dùng sản xuất đồ điện, vỏ máy II. TƠ 1. Khái niệm: - Tơ là những vật liệu polime hình sợi dài và mảnh với độ bền nhất định. - Đặc điểm cấu tạo của tơ: gồm những phân tử polime khơng phân nhánh, xếp song song với nhau. 2. Phân loại 3. Một số loại tơ tổng hợp thường gặp: a. Tơ nilon-6,6. Điều chế: Trùng ngưng hexametylenđiamin và axit ađipic. t0 nH2N-[CH2]6-NH2 + nHOOC-[CH2]4-COOH  Tơ nilon-6,6 cĩ tính dai bền, mềm mại ĩng mượt, ít thấm nước, giặt mau khơ nhưng kém bền với nhiệt, với axit và kiềm. Tơ nilom-6,6 cũng như nhiều loại tơ poliamit khác dùng để dệt vải may mặc, vải lĩt săm lốt xe, đan lưới, dệt bít tất, bện làm dây cáp, đan dù, b. Tơ nitron (tơ olon) Được tổng hợp từ vinyl xianua (hay acrilonitrin) RCOOR', t0 nCH2=CH-CN  Tơ nitron dai, bền với nhiệt và giữ nhiệt tốt nên thường được dùng để dệt vải may quần áo hoặc bện thành sợi len đan áo rét. III. CAO SU 1. Khái niệm - Cao su là vật liệu polime cĩ tính đàn hồi - Tính đàn hồi là tính biến dạng khi chịu lực tác dụng bên ngồi và trở lại dạng ban đầu khi lực đĩ thơi tác dụng - Cĩ hai loại cao su: cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp 2. Cao su thiên nhiên (polime của isopren) a) Cấu trúc: Trang 37
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 - Cơng thức cấu tạo: n = 1500 – 15000 - Tất cả các mắt xích isopren đều cĩ cấu hình cis như sau: b) Tính chất và ứng dụng: - Cao su thiên nhiên lấy từ mủ cây cao su, đàn hồi tốt (nhờ cấu trúc cis điều hịa), khơng dẫn nhiệt và điện, khơng thấm khí và nước, khơng tan trong nước, etanol nhưng tan trong xăng và benzen - Cao su thiên nhiên cho phản ứng cộng H2, Cl2, HCl, đặc biệt là cộng lưu huỳnh tạo cao su lưu hố cĩ tính đàn hồi, chịu nhiệt, lâu mịn, khĩ tan trong dung mơi hơn cao su khơng lưu hĩa. 3. Cao su tổng hợp a) Cao su buna, cao su buna –S và cao su buna –N : - Cao su buna cĩ tính đàn hồi và độ bền kém cao su thiên nhiên. Khi dùng buta-1,3-đien ở 10oC, polime sinh ra chứa 77% đơn vị trans-1,4 và 7% đơn vị cis-1,4 (cịn lại là sản phẩm trùng hợp 1,2). Cịn ở 100oC sinh ra polime chứa 56% đơn vị trans-1,4 và 25% đơn vị cis-1,4 (cịn lại là sản phẩm trùng hợp 1,2) Cao su buna – S - Cao su buna –S cĩ tính đàn hồi cao Cao su buna –N - Cao su buna – N cĩ tính chống dầu tốt b) Cao su isopren - Trùng hợp isopren cĩ hệ xúc tác đặc biệt, ta được poliisopren gọi là cao su isopren, cấu hình cis chiếm ≈ 94 %, gần giống cao su thiên nhiên Trang 38
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 CHƯƠNG 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI BÀI 1: VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI TRONG BẢNG TUẦN HỒN VÀ CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI I. VỊ TRÍ CỦA KIM LOẠI TRONG BẢNG TUẦN HỒN: Các nguyên tố hĩa học được phân thành kim loại và phi kim. Trên 110 nguyên tố hĩa học đã biết cĩ gần tới 90 nguyên tố là kim loại. Trong bảng tuần hồn các nguyên tố kim loại cĩ mặt ở: - Các kim loại là những nguyên tố họ s.(nhĩm IA (trừ H) và nhĩm IIA). - Là những kim loại họ p: nhĩm IIIA (trừ B), một phần của các nhĩm IVA, VA, VIA. - Là những kim loại họ d: nhĩm IB đến VIIIB. - Là những kim loại họ f: họ lantan và actini. (chúng được xếp thành 2 hàng ở cuối bảng). II. CẤU TẠO CỦA KIM LOẠI: - Trong chu kì, nguyên tử của nguyên tố kim loại cĩ bán kính nguyên tử lớn hơn và điện tích hạt nhân nhỏ hơn so với các nguyên tố phi kim. - Kim loại cĩ 1, 2, 3 electron lớp ngồi cùng. BÀI 2: TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI – DÃY ĐIỆN HĨA CỦA KIM LOẠI I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ: 1. Tính chất chung: Ở điều kiện thường, các kim loại đều ở trạng thái rắn (trừ Hg), cĩ tính dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt và cĩ ánh kim. Tính chất vật lí chung của kim loại như trên chủ yếu là do các electron tự do trong kim loại gây ra. - Khối lượng riêng : . - Nhiệt độ nĩng chảy : . - Tính cứng : . - Độ dẫn điện : III. TÍNH CHẤT HĨA HỌC CHUNG CỦA KIM LOẠI : Vì kim loại cĩ electron hĩa trị ít, bán kính nguyên tử lớn, độ âm điện thấp, năng lượng ion hĩa của nguyên tử thấp nên tính chất hĩa học đặc trưng của kim loại là tính khử (dễ bị oxi hĩa) : 1. Tác dụng với phi kim. Hầu hết các kim loại đều tác dụng được với phi kim trừ Au, Ag, Pt a) Tác dụng với oxi : Hầu hết các kim loại đều tác dụng với oxi từ số oxi hĩa 0 xuống -2. Chú ý : Fe cĩ thể bị oxi hĩa bởi oxi cho nhiều oxit khác nhau. b) Tác dụng với clo: Hầu hết các kim loại đều tác dụng với clo để tạo muối clorua. Trang 39
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 c) Tác dụng với lưu huỳnh: Với Hg xảy ra ở nhiệt độ thường, các kim loại khác thì cần đun nĩng 2. Tác dụng với axit. a. Dung dịch HCl, H2SO4 lỗng: Nhiều kim loại cĩ thể ion H+ trong dung dịch H2SO4 lỗng, HCl thành hidro. Chú ý: Các kim loại đứng sau hidro trong dãy điện hĩa khơng cĩ phản ứng này. b. Dung dịch HNO3, H2SO4 đặc: Phản ứng hầu hết với các kim loại (trừ Au, Pt) * Dung dịch HNO3: Trang 40
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 * Dung dịch H2SO4 đặc nĩng: Lưu ý: Al, Fe, Cr : khơng tác dụng với axit HNO3; H2SO4 đặc, nguội. 3. Tác dụng với nước: Ở nhiệt độ thường chỉ cĩ 5 kim loại kiền (Li, Na, K, Rb, Cs) và 3 kim loại kiềm thổ Ca, Sr, Ba) tác dụng được với nước tạo ra dung dịch kiềm và khí H2 - Một số kim loại cĩ tính khử trung bình khử được hơi nước ở nhiệt độ cao như Zn, Fe tạo ra oxit và hidro. - Các kim loại cĩ tính khử yếu như Cu, Ag, Hg khơng khử được H2O, dù ở nhiệt độ nào. - Một số kim loại cĩ hidroxit lưỡng tính thì tác dụng với H2O trong mơi trường kiềm như: Al, Zn, Be, Sn Ví dụ: 4. Tác dụng với dung dịch muối: a. Với các kim loại trung bình yếu (khơng tác dụng được với H2O ở nhiệt độ thường) cĩ thể khử được ion kim loại kém hoạt động hơn trong dung dịch muối thành kim loại tự do. b. Với các kim loại mạnh (tác dụng được H2O ở nhiệt độ thường) thì xảy ra qua 2 giai đoạn: + Giai đoạn 1 kim loại tác dụng với nước tao ra dung dịch kiềm và hidro. + Giai đoạn 2: dung dịch kiềm tác dụng với muối (nếu thỏa mãn đk xảy ra) Ví dụ: Khi cho Na vào lượng dư dung dịch CuCl2 1 Na + H O NaOH H +  (Giai đoạn 1) 222 2 NaOH + CuClCu(OH)2 22 + NaCl  (Giai đoạn 2) Hay 2 Na + 2 H2 O + CuCl 2 Cu(OH) 2 + 2 NaCl + H 2  III. DÃY ĐIỆN HĨA CỦA KIM LOẠI: 1. Cặp oxi hĩa-khử của KL Trang 41
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 2. Dãy điện hĩa của kim loại: F e C22 u Ví dụ 1: Xét: ; F e C u CuAg2 Ví dụ 2: Xét: ; CuAg CuFe23 Ví dụ 3: Xét: ; CuFe 2 FeFe23 Ví dụ 4: Xét: ; FeFe 2 FeAg32 Ví dụ 5: Xét: ; FeAg2 Trang 42
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Bài tập: Trang 43
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 44
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 45
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 46
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 47
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 BÀI 3: HỢP KIM I. KHÁI NIỆM: Hợp kim là vật liệu kim loại cĩ chứa một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc phi kim khác Ví dụ: Thép là hợp kim của sắt với cacbon và một số nguyên tố khác. Đuyra là hợp kim của nhơm với đồng, mangan, magie, silic. II. TÍNH CHẤT: Tính chất của hợp kim phụ thuộc vào thành phần các đơn chất tham gia cấu tạo mạng tinh thể của hợp kim. Nhìn chung, hợp kim cĩ nhiều tính chất hĩa học tương tự tính chất của các đơn chất tham gia tạo thành hợp kim, nhưng tính chất vật lí và tính chất cơ học của hợp kim lại khác nhiều với tính chất các đơn chất. Thí dụ: - Hơp kim khơng bị ăn mịn: Fe–Cr–Mn (thép inoc) - Hợp kim siêu cứng: W–Co, Co–Cr–W–Fe, - Hợp kim cĩ nhiệt độ nĩng chảy thấp: Sn – Pb (thiếc hàn nĩng chảy ở 210oC), - Hợp kim nhẹ, cứng và bền: Al–Si, Al–Cu–Mn–Mg III. ỨNG DỤNG: Trên thực tế, hợp kim được sử dụng nhiều hơn kim loại nguyên chất.Hợp kim được sử dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế quốc dân. - Những hợp kim nhẹ, bền, chịu được nhiệt độ cao và áp suất cao dùng để chế tạo tên lửa, tàu vũ trụ, máy bay, ơ tơ, - Những hợp kim cĩ tính bền hĩa học và cơ học cao dùng để chế tạo các thiết bị trong ngành dầu mỏ và cơng nghiệp hĩa chất. - Những hợp kim cứng và bền dùng để xây dựng nhà cửa và cầu cống. - Những hợp kim khơng gỉ dùng để chế tạo các dụng cụ y tế, dụng cụ làm bếp, - Vàng rất đẹp nhưng mềm, các đồ trang sức bằng vàng tinh khiết dễ bị biến dạng và mịn. Hợp kim của vàng với Ag, Cu (vàng tây) đẹp và cứng, dùng để chế tạo đồ trang sức và trước đây ở một số nước cịn dùng để đúc tiền. BÀI 4: SỰ ĂN MỊN KIM LOẠI I. KHÁI NIỆM: Sự ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong mơi trường xung quanh. Đĩ là một quá trình hĩa học hoặc quá trình điện hĩa trong đĩ kim loại bị oxi hĩa thành ion dương: II. CÁC DẠNG ĂN MỊN KIM LOẠI: Cĩ 2 dạng ăn mịn kim loại là ăn mịn hĩa học và ăn mịn điện hĩa học. 1. Ăn mịn hĩa học: Ăn mịn hĩa học là quá trình oxi hĩa – khử, trong đĩ các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong mơi trường. Các chi tiết bằng kim loại của máy mĩc dùng trong các nhà máy hĩa chất, những thiết bị của lị đốt, nồi hơi, các chi tiết của động cơ đốt trong bị ăn mịn, do tác động trực tiếp với các hĩa chất hoặc với hơi nước ở nhiệt độ cao. Nhiệt độ các cao, kim loại càng bị ăn mịn càng nhanh. 2. Ăn mịn điện hĩa: a) Khái niệm: Ăn mịn điện hĩa học là quá trình oxi hĩa – khử, trong đĩ kim loại bị ăn mịn do tác dụng của dung dịch chất điện li vào tạo ra dịng electron chuyển dịng từ cực âm đến cực dương. Ví dụ 1: Trang 48
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Ví dụ 2: Ăn mịn điện hĩa học hợp kim của sắt trong khơng khí ẩm Lấy sự ăn mịn gang làm thí dụ. Trong khơng khí ẩm, trên bề mặt của gang luơn cĩ một lớp nước, rất mỏng đã hịa tan O2 và khí CO2 trong khí quyển, tạo thành một dung dịch chất điện li. Gang cĩ thành phần chính là sắt và cacbon cùng tiếp xúc với dung dịch đĩ tạo nên vơ số pin rất nhỏ mà sắt là anot và cacbon là catot. Tại anot, sắt bị oxi hĩa thành ion Fe2+: Fe  Fe2+ + 2e. Các electron được giải phĩng chuyển dịch đến catot. Tại catot, O2 hịa tan trong nước bị khử thành ion hidroxit. - O2 + H2O + 4e  4OH . 2+ 2+ Ion Fe tan trong dung dịch chất điên li hịa tan khí O2. Tại đây, ion Fe tiếp xúc bị oxi hĩa, dưới tác - dụng của ion OH tạo ra gỉ sắt cĩ thành phần chủ yếu là Fe2O3.nH2O. c) Điều kiện xảy ra sự ăn mịn điện hĩa học: - Các điện cực phải khác nhau về bản chất, cĩ thể là hai kim loại khác nhau hoặc cặp kim loại với phi kim, - Các điện cực phải tiếp xúc nhau trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn. - Các điện cực phải cùng tiếp xúc với mơi trường chất điện li. Thiếu một trong ba điều kiện trên sẽ khơng xảy ra ăn mịn điện hĩa học. d) Cơ chế ăn mịn điện hĩa học: III. CHỐNG ĂN MỊN KIM LOẠI 1. Phương pháp bảo vệ bề mặt: Dùng các chất bền vững đối với mơi trường để phủ ngồi mặt đối với những vật làm bằng kim loại như: Sơn chĩng gỉ, vecni, mạ điện bằng các kim loại như thiếc, crom, kẽm , Dùng các chất hĩa học bền vững như oxit kim loại, photphat kim loại (phương pháp tạo màng) d. Phương pháp điện hĩa: Để bào vệ một kim loại người ta nối kim loại này với một kim loại khác cĩ tính khử mạnh hơn. Thí dụ: - Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép, người ta gắn vào mặt ngồi của vỏ tàu (phần dưới nước) những khối kẽm. Kết quả là kẽm bị nước biển ăn mịn thay cho thép. - Ống thép (dẫn nước, dẫn dầu, dầu khí đốt) ở dưới đất cũng được bảo vệ bằng phương pháp điện hĩa. Tốc độ ăn mịn kẽm nhỏ, vì vậy kim loại cần bảo vệ sẽ được bảo vệ trong thời gian dài. Trang 49
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 BÀI 5: ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI I. NGUYÊN TẮC ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI. II. PHƯƠNG PHÁP: Tùy thuộc vào hoạt động hĩa học của kim loại mà người ta chọn phương pháp điều chế phù hợp: 1. Phương pháp nhiệt luyện * Khử ion kim loại trong hợp chất ở nhiệt độ cao bằng các chất khử như C, CO, H2 hoặc các kim loại hoạt động. * Những kim loại cĩ độ hoạt động trung bình như Zn, Fe, Sn, Pb, (sau Al) thường được điều chế bằng phương pháp nhiệt luyện Ví dụ: Fe2O3  Fe Phương pháp này dùng để sản xuất kim loại trong cơng nghiệp. Chất khử hay được sử dụng trong cơng nghiệp là cacbon. 2. Phương pháp thuỷ luyện * Dùng những dung dịch thích hợp như: H2SO4, NaOH, NaCN, để hồ tan kim loại hoặc các hợp chất của kim loại và tách ra khỏi phần khơng tan cĩ ở trong quặng. Sau đĩ khử những ion kim loại này trong dung dịch bằng những kim loại cĩ tính khử mạnh như Fe, Zn, * Thường sử dụng để điều chế các kim loại cĩ tính khử yếu. Ví dụ: CuSO4  Cu: . 3. Phương pháp điện phân a) Điện phân hợp chất nĩng chảy * Khử các ion kim loại bằng dịng điện bằng cách điện phân nĩng chảy hợp chất của kim loại. * Điều chế các kim loại hoạt động hố học mạnh như K, Na, Ca, Mg, Al. Ví dụ: MgCl2  Mg: . b) Điện phân dung dịch * Điện phân dung dịch muối của kim loại. * Điều chế các kim loại cĩ độ hoạt động hố học trung bình hoặc yếu. Bài tập: Trang 50
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 51
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 BÀI 6: ĐIỆN PHÂN I. Định nghĩa: Phản ứng điện phân là: * Tại Catot (-): * Tại Anot (+): . II. Phân loại: 1. Điện phân nĩng chảy: Ví dụ 1: Điện phân nĩng chảy NaCl. Ví dụ 2: Điện phân nĩng chảy KOH. 2. Điện phân dung dịch: n+ + * Tại Catot (-): Các cation di chuyển về catot gồm: M , H , H2O. n+ 3+ n+ Nếu M là ion kim loại IA, IIA, Al thì M khơng bị khử, H2O bị khử. n+ 3+ n+ Nếu M là ion kim loại đứng sau Al thì M bị khử trước, H2O bị khử và bị khử lần lượt từ mạnh đến yếu. n- - - 2- * Tại anot (+): Cac anion di chuyển về anot bao gồm: anion gốc axit X (Cl , NO3 , SO4 , ), H2O. n- - 2- n- Nếu X cĩ chứa oxi như NO3 , SO4 , thì X khơng bị oxi hĩa, H2O sẽ bị oxi hĩa. n- - - n- Nếu X khơng cĩ chứa oxi như Cl , Br , thì X bị oxi hĩa trước H2O . Ví dụ 1: Điện phân dung dịch NaCl cĩ màn ngăng. Ví dụ 2: Điện phân dung dịch CuCl2. Ví dụ 3: Điện phân dung dịch AgNO3. Trang 52
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Ví dụ 4: Điện phân dung dịch BaCl2 cĩ màn ngăng. Ví dụ 5: Điện phân dung dịch CuSO4. Ví dụ 6: Điện phân dung dịch chứa hỗn hợp NaCl và CuSO4. 1 M III. Định luật Faraday: mIt Fx Trong đĩ: m là khối lượng đơn chất sinh ra ở catot hoặc anot. F là hằng số Faraday, F = 96500. M là nguyên tử khối hoặc phân tử khối của đơn chất sinh ra ở điện cực. x là số electron trao đổi. I là cường độ dịng điện (A). t là thời gian điện phân (s). Bài tập: Trang 53
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 54
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 55
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 56
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 57
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 CHƯƠNG 6: KIM LOẠI KIỀM, KIỀM LOẠI KIỀM THỔ, NHƠM BÀI 1: KIM LOẠI KIỀM VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM A. KIM LOẠI KIỀM I. VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HỒN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ. - Kim loại kiềm thuộc nhĩm IA, gồm: Liti (Li), Natri (Na), Kali (K), Rubidi (Rb), Xesi (Cs) và franxi (Fr). - Cấu hình electron nguyên tử: ns1: Li: [He]: 2s1; Na: [Ne]: 3s1; K: [Ar]: 4s1; Rb: [Kr]: 5s1; Cs: [Xe]: 6s1. II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ Các kim loại kiềm cĩ màu trắng bạc và cĩ ánh kim, rất nhẹ và mềm, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, nhiệt độ nĩng chảy và nhiệt độ sơi thấp, giảm từ Li đến Fr, độ cứng thấp, khối lượng riêng nhỏ. Một số hằng số vật lý quan trọng của kim loại kiềm: Nhiệt độ nĩng Nhiệt độ sơi Khối lượng riêng Độ cứng (lấy độ Nguyên tố chảy (oC) (oc) (g/m3) cứng của kim cương bằng 10) Li 180 1330 0,53 0,6 Na 98 892 0,97 0,4 K 64 760 0,86 0,5 Rb 39 688 1,53 0,3 Cs 29 690 1,90 0,2 III. TÍNH CHẤT HĨA HỌC - Các kim loại kiềm cĩ năng lượng ion hĩa nhỏ, vì vậy kim loại kiềm cĩ tính khử mạnh. Tính khử giảm dần từ Li đến Cs - Trong hợp chất, các kim loại kiềm cĩ số oxi hĩa là +1. 1. Tác dụng với phi kim Kim loại kiềm khử dễ dàng các nguyên tử phi kim thành ion âm. a) Tác dụng với oxi: 4M + O2 2M2O. Na + O2 b) Tác dụng với Clo : 2M + Cl2 2MCl. K + Cl2 2. Tác dụng với axit (HCl, H2SO4 lỗng) để sinh ra muối mới và khí H2 K + HCl Na + H2SO4 3. Tác dụng với nước : Kim loại kiềm dễ dàng tác dụng với nước để sinh ra dung dịch kiềm tương ứng + khí H2 Na + H2O K + H2O - Từ Li đến Cs phản ứng với nước xảy ra mãnh liệt. - Vì các kim loại kiềm dễ tác dụng với nước, với oxi trong khối khí nên để bảo quản, người ta ngâm các kim loại kiềm trong dầu hỏa. IV. ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ 1. Ứng dụng: - Chế tạo hợp kim cĩ nhiệt độ nĩng chảy thấp dùng trong thiết bị báo cháy, - Các kim loại kali và natri dùng làm chất trao đổi nhiệt trong một vài loại lị phản ứng hạt nhân. - Kim loại xesi dùng chế tạo tế bào quang điện. - Kim loại kiềm được dùng để điều chế một số kim loại hiếm bằng phương pháp nhiệt luyện. Trang 58
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 - Kim loại kiềm được dùng làm chất xúc tác trong nhiều phản ứng hữu cơ. 2. Điều chế: Điện phân nĩng chảy muối của kim loại kiềm (coi lại bài điều chế kim loại) B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM I. NATRI HIDORXIT (NaOH) 1. Tính chất: 0 - Natri hidroxit (NaOH) hay xút ăn da là chất rắn, khơng màu, dễ nĩng chảy (tnc = 322 C), hút ẩm mạnh (dễ chảy rữa), tan nhiều trong nước và tỏa ra một nhiệt lượng lớn nên cần phải cẩn thận khi hịa tan NaOH trong nước. - NaOH là bazơ mạnh, trong dung dịch NaOH → Na+ + OH-. - Natri hidroxit tác dụng với oxi axit, axit và muối: a. Tác dụng với oxit axit: b. Tác dụng với axit: c. Tác dụng với dung dịch muối: 2. Ứng dụng: - Natri hidroxit là hĩa chất quan trọng, đứng hàng thứ hai sau axit sunfuric. - Natri hidroxit dùng để nấu xà phịng, chế phẩm nhuộm, tơ nhân tạo, tinh chế quặng nhơm trong cơng nghiệp luyện nhơm và dùng trong cơng nghiệp chế biến dầu mỏ. II. NATRI HIDROCACBONAT (NaHCO3) 1. Tính chất: - Natri hidrocacbonat là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước, dễ bị nhiệt phân hủy tạo thành Na2CO3 và khí CO2. - NaHCO3 cĩ tính lưỡng tính: 2. Ứng dụng: Natri hiđrocacbonat được dùng trong y học (làm thuốc chữa đau dạ dày) , cơng nghệ thực phẩm, chế tạo nước giải khát, bột nở III. NATRI CACBONAT (Na2CO3) 1. Tính chất: - Natri cacbonat (Na2CO3) là chất rắn màu trắng, tan nhiều trong nước. Ở nhiệt độ thường, natri cacbonat tồn tại dưới dạng muối ngậm nước Na2CO3.10H2O, ở nhiệt độ cao, muối này mất dần nước kết tinh trở thành cacbonat khan, nĩng chảy ở 850oC. - Na2CO3 là muối của axit yếu (axit cacbonic) và cĩ những tính chất chung của muối. - Muối cacbonat của kim loại kiềm trong dung dịch nước cho mơi trường kiềm. 2. Ứng dụng: Là nguyên liệu trong cơng nghiệp sản xuất thủy tinh, xà phịng, giấy, Dùng trong cơng nghiệp sản xuất chất tẩy rửa, IV. KALI NITRAT Trang 59
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 1. Tính chất: 2. Ứng dụng: BÀI TẬP: Trang 60
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 61
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 . Trang 62
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 BÀI 2: KIM LOẠI KIỀM THỔ VÀ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ A. KIM LOẠI KIỀM THỔ I. VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HỒN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ. - Kim loại kiềm thổ thuộc nhĩm IIA, gồm: Beri (Be), Magie (Mg), Canxi (Ca), stronti (Sr), Bari (Ba) và Radi (Ra). - Cấu hình electron nguyên tử: ns2: Be: [He]: 2s2; Mg: [Ne]: 3s2; Ca: [Ar]: 4s2; Sr: [Kr]: 5s2; Ba: [Xe]: 6s2. II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ - Là những chất rắn màu trắng bạc hoặc xám nhạt, cĩ ánh bạc, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt. - Nhiệt độ nĩng chảy, nhiệt độ sơi tương đối thấp (cao hơn kim loại kiềm). - Độ cứng: kim loại kiềm thổ cứng hơn kim loại kiềm, nhưng nhìn chung kim loại kiềm thổ cĩ độ cứng thấp; độ cứng giảm dần từ Be → Ba (Be cứng nhất cĩ thể vạch được thủy tinh; Ba chỉ hơi cứng hơn chì). - Khối lượng riêng tương đối nhỏ, độ cứng tuy cao hơn kim loại kiềm nhưng vẫn nhỏ hơn nhơm. Một số hằng số vật lý quan trọng của kim loại kiềm thổ: Nguyên tố Nhiệt độ nĩng Nhiệt độ sơi Khối lượng Kiểu mạng tinh thể chảy (oC) (oc) riêng (g/m3) Be 1280 2770 1,85 Lục phương Mg 650 1110 1,74 Lục phương Ca 838 1440 1,55 Lập phương tâm diện Sr 768 1380 2,6 Lập phương tâm diện Ba 714 1640 3,5 Lập phương tâm khối III. TÍNH CHẤT HĨA HỌC - Kim loại nhĩm IIA là chất khử mạnh nhưng yếu hơn so với kim loại kiềm. Trong các hợp chất chúng cĩ số oxi hĩa +2 - Tính khử tăng từ Be đến Ra: 1. Tác dụng với phi kim Kim loại kiềm khử dễ dàng các nguyên tử phi kim thành ion âm. a) Tác dụng với oxi: 2M + O2 2MO. Ba + O2 b) Tác dụng với Clo : M + Cl2 MCl2. Mg+ Cl2 2. Tác dụng với axit a) Với HCl, H2SO4 lỗng để sinh ra muối mới và khí H2 Ba+ HCl Mg + H2SO4 a) Với HNO3 ,H2SO4 đặc: Trang 63
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 3. Tác dụng với nước : Kim loại kiềm thổ tác dụng với nước để sinh ra dung dịch kiềm tương ứng + khí H2 (trừ Be và Mg). Ca + H2O Ba + H2O IV. ỨNG DỤNG, ĐIỀU CHẾ 1. Ứng dụng + Kim loại Be: làm chất phụ gia để chế tạo hợp kim cĩ tính đàn hồi cao, bền, chắc, khơng bị ăn mịn. + Kim loại Ca: dùng làm chất khử để tách oxi, lưu huỳnh ra khỏi thép, làm khơ 1 số hợp chất hữu cơ. + Kim loại Mg cĩ nhiều ứng dụng hơn cả: tạo hợp kim cĩ tính cứng, nhẹ, bền để chế tạo máy bay, tên lửa, ơtơ Mg cịn được dùng để tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ. Bột Mg trộn với chất oxi hĩa dùng để chế tạo chất chiếu sáng ban đêm dùng trong pháo sáng, máy ảnh. 2. Điều chế : Điện phân nĩng chảy muối halogenua B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ 1. Canxi hiđroxit, Ca(OH)2 - Canxi hiđroxit cịn gọi là vơi tơi, là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước. Nước vơi là dung dịch Ca(OH)2. - Hấp thụ dễ dàng khí CO2 : CO2 + Ca(OH)2 + - Ứng dụng: Hợp chất hidroxit kim loại kiềm thổ Ca(OH)2 ứng dụng rộng rãi hơn cả: trộn vữa xây nhà, khử chua đất trồng, sản xuất cloruavơi dùng để tẩy trắng và khử trùng. 2. Canxi cacbonat (CaCO3) - Canxi cacbonat là chất rắn màu trắng, khơng tan trong nước. - Trong tự nhiên, canxi cacbonat tồn tại dưới dạng đá vơi, đá hoa, đá phấn và là thành phần chính của vỏ và mai của các loại ốc, sị, hến, mực, - Canxi cacbonat tan dần trong nước cĩ chứa khí cacbon đioxit, tạo ra muối tan là canxi hiđrocacbonat Ca(HCO3)2 : CaCO3 + H2O + CO2 - Canxi cacbonat là muối của axit yếu và khơng bền, nên tác dụng được với nhiều axit hữu cơ và vơ cơ giải phĩng khí cacbon đioxit : CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2 - Ca(HCO3)2 là chất kém bền, chỉ tồn tại trong dung dịch, khi đun nĩng hoặc giảm áp suất bị phân hủy: Phản ứng trên giải thích sự tạo thành thạch nhũ trong các hang động núi đá vơi, sự tạo thành lớp cặn canxi cacbonat (CaCO3) trong ấm đun nước, phích đựng nước nĩng, 3. Canxi sunfat, CaSO4 - Canxi sunfat là chất rắn, màu trắng, tan ít trong nước. Trang 64
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 - Tuỳ theo lượng nước kết tinh trong muối canxi sunfat, ta cĩ 3 loại : + CaSO4.2H2O cĩ trong tự nhiên là thạch cao sống, bền ở nhiệt độ thường. + CaSO4.H2O hoặc CaSO4.0,5H2O là thạch cao nung, được điều chế bằng cách nung thạch cao sống ở nhiệt độ khoảng 160OC : 1 6 0o C CaSO4.2H2O  CaSO4.H2O + H2O + CaSO4 cĩ tên là thạch cao khan, được điều chế bằng cách nung thạch cao sống ở nhiệt độ cao hơn. Thạch cao khan khơng tan và khơng tác dụng với nước. C. NƯỚC CỨNG 1. Khái niệm: Nước cứng là nước cĩ chứa nhiều cation Ca2+, Mg2+. Nước chứa ít hoặc khơng chứa các ion trên được gọi là nước mềm. 2. Phân loại nước cứng: Căn cứ vào thành phần của anion gốc axit cĩ trong nước cứng, người ta phân thành 3 loại : Nước cĩ tính cứng tạm thời, nước cĩ tính cứng vĩnh cửu và nước cĩ tính cứng tồn phần. a) Nước cĩ tính cứng tạm thời là nước cứng do các muối Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2 gây ra : b) Nước cĩ tính cứng vĩnh cửu là nước cứng do các muối CaCl2, MgCl2, CaSO4, MgSO4 gây c) Nước cĩ tính cứng tồn phần là nước cĩ cả tính cứng tạm thời và vĩnh cửu. 3. Tác hại của nước cứng 4. Các biện pháp làm mềm nước cứng : Nguyên tắc làm mềm nước cứng là giảm nồng độ các cation Ca2+, Mg2+ trong nước cứng. a) Phương pháp kết tủa * Đối với nước cĩ tính cứng tạm thời Đun sơi nước cĩ tính cứng tạm thời trước khi dùng, muối hiđrocacbonat chuyển thành muối cacbonat khơng tan. to Ca(HCO3)2  CaCO3 + CO2 + H2O to Mg(HCO3)2  MgCO3 + CO2 + H2O * Đối với nước cĩ tính cứng vĩnh cửu Dùng dung dịch Na2CO3 hoặc dung dịch Na3PO4 để làm mềm nước cứng : 2 2+ CO Ca + 3 CaCO3 3 2+ 2PO 3Ca + 4 Ca3(PO4)2 Dung dịch Na2CO3 cũng được dùng để làm mềm nước cĩ tính cứng tạm thời. b) Phương pháp trao đổi ion Trang 65
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Phương pháp trao đổi ion được dùng phổ biến để làm mềm nước. Phương pháp này dựa trên khả năng trao đổi ion của một số chất cao phân tử thiên nhiên và nhân tạo như các hạt zeolit (các alumino silicat kết tinh, cĩ trong tự nhiên hoặc được tổng hợp, trong tinh thể cĩ chứa những lỗ trống nhỏ) hoặc nhựa trao đổi ion. Thí dụ : cho nước cứng đi qua chất trao đổi ion là các hạt zeolit thì một số ion Na+ của zeolit rời khỏi mạng tinh thể, đi vào trong nước nhường chỗ cho các ion Ca2+ và Mg2+ bị giữ lại trong mạng tinh thể silicat. BÀI TẬP: Trang 66
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 67
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 68
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 BÀI 3: NHƠM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHƠM A. NHƠM I. VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HỒN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ - Cấu hình electron: Al (Z =13): - Vị trí: - Dễ nhường cả 3 electron hĩa trị nên cĩ số oxi hĩa +3 trong các hợp chất. II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ: - Nhơm là kim loại nhẹ, màu trắng bạc, khá mềm, dễ dát mỏng, kéo sợi. Cĩ thể dát được những lá nhơm mỏng 0,01 mm dùng làm giấy gĩi kẹo, gĩi thuốc lá. - Nhơm rất dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt rất tốt (gấp 3 lần sắt). III. TÍNH CHẤT HĨA HỌC: Nhơm là kim loại cĩ tính khử mạnh. Tính khử của nhơm yếu hơn các kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ. 1. Tác dụng với phi kim Nhơm tác dụng trực tiếp và mạnh với nhiều phi kim như O2, Cl2, S, Thí dụ : Khi đốt nĩng, bột nhơm cháy sáng trong khơng khí . Nhơm bền trong khơng khí ở nhiệt độ thường do cĩ màng oxit Al2O3 rất mỏng, mịn và bền chắc bảo vệ. Bột nhơm tự bốc cháy khi tiếp xúc với khí clo : 2. Tác dụng với axit  Khử dễ dàng ion H+ trong dung dịch HCl và H2SO4 lỗng H2.  Tác dụng mạnh với HNO3 lỗng, HNO3 đặc, nĩng và H2SO4 đặc nĩng.  Nhơm khơng tác dụng với H2SO4 và HNO3 đặc, nguội. 3. Tác dụng với oxit kim loại (phản ứng nhiệt nhơm) Ở nhiệt độ cao, Al khử được nhiều oxit kim loại như Fe2O3, Cr2O3, thành kim loại tự do. 4. Tác dụng với nước : Nhơm khơng phản ứng với nước dù ở nhiệt độ rất cao vì trên bề mặt của nhơm được phủ kín một lớp Al2O3 rất mỏng, bền và mịn, khơng cho nước và khí thấm qua. 5. Tác dụng với dung dịch kiềm Những đồ vật bằng nhơm bị hồ tan trong dung dịch kiềm như NaOH, Ca(OH)2, Hiện tượng này được giải thích như sau : Trước hết, màng bảo vệ là Al2O3 bị phá huỷ trong dung dịch kiềm : Al2O3 + NaOH + 3H2O 2NaAl(OH)4  Natri aluminat Tiếp đến, kim loại nhơm khử H2O : 2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2 Màng Al(OH)3 bị phá huỷ trong dung dịch bazơ : Al(OH)3 + NaOH Na Các phản ứng (2) và (3) xảy ra luân phiên nhau cho đến khi nhơm bị tan hết. Hai phương trình hố học của hai phản ứng trên cĩ thể viết gộp vào một phương trình hố học như sau : 2Al + 2NaOH + 6H2O 2Na (dd) + 3H2 IV. ỨNG DỤNG - Dùng làm vật liệu chế tạo ơ tơ, máy bay, tên lửa, tàu vũ trụ. - Dùng trong xây dựng nhà cửa, trang trí nội thất. - Dùng làm dây dẫn điện, dùng làm dụng cụ nhà bếp. Trang 69
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 - Hỗn hợp tecmit (A + FexOy) để thực hiện phản ứng nhiệt nhơm dùng hàn đường ray. V. SẢN XUẤT NHƠM: Trong cơng nghiệp, nhơm được sản xuất bằng phương pháp điện phân Al2O3 nĩng chảy 1. Nguyên liệu: Quặng boxit Al2O3.2H2O cĩ lẫn tạp chất là Fe2O3 và SiO2. Loại bỏ tạp chất bằng phương pháp hố học thu được Al2O3 gần như nguyên chất. 2. Điện phân nhơm oxit nĩng chảy  Chuẩn bị chất điện li nĩng chảy: Hồ tan Al2O3 trong criolit nĩng chảy nhằm hạ nhiệt độ nĩng chảy của hỗn hợp xuống 9000 C và dẫn điện tốt, khối lượng riêng nhỏ.  Quá trình điện phân: - Cực âm (catot) được làm bằng than chì, tại đây xảy ra quá trình khử ion Al3+ thành Al. . 2- - Cực dương (anot) được làm bằng than chì, tại đây xảy ra quá trình oxi hĩa ion O thành khí O2.  Khí oxi ở nhiệt độ cao đã đốt cháy cực dương là cacbon, sinh ra hỗn hợp khí CO và CO2. Do vậy trong quá trình điện phân phải thay thế cực dương. B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA NHƠM I – NHƠM OXIT 1. Tính chất  Tính chất vật lí: Chất rắn, màu trắng, khơng tan trong nước và khơng tác dụng với nước, tnc > 20500C.  Tính chất hố học: Là oxit lưỡng tính. * Tác dụng với dung dịch axit * Tác dụng với dung dịch kiềm 2. Ứng dụng: Trong tự nhiên, nhơm oxit tồn tại dưới dạng ngậm nước và dạng khan.  Dạng ngậm nước là thành phần của yếu của quặng boxit (Al2O3.2H2O) dung để sản xuất nhơm.  Dạng oxit khan, cĩ cấu tạo tinh thể đá quý, hay gặp là: - Corinđon: Dạng tinh thể trong suốt, khơng màu, rất rắn, được dùng để chế tạo đá mài, giấy nhám, 3+ 3+ - Trong tinh thể Al2O3, nếu một số ion Al được thay bằng ion Cr ta cĩ hồng ngọc dùng làm đồ trang sức, chân kính đồng hồ, dùng trong kĩ thuật laze. 2+ 3+ 4+ - Tinh thể Al2O3 cĩ lẫn tạp chất Fe , Fe và Ti ta cĩ saphia dùng làm đồ trang sức. - Bột nhơm oxit dùng trong cơng nghiệp sản xuất chất xúc tác cho tổng hợp hữu cơ. II. NHƠM HIĐROXIT  Tính chất vật lí: Chất rắn, màu trắng, kết tủa ở dạng keo.  Tính chất hố học: Là hiđroxit lưỡng tính. + * Tác dụng với dung dịch axit: Al(OH)3 + 3H . - * Tác dụng với dung dịch kiềm: Al(OH)3 + OH . - Axit aluminic là axit yếu, yếu hơn axit cacbonic: AlO2 + CO2 + H2O III. NHƠM SUNFAT - Muối nhơm sunfat khan tan trong nước và làm dung dịch nĩng lên do bị hiđrat hố. - Phèn chua: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O hay KAl(SO4)2.12H2O được dùng trong ngành thuộc da, cơng nghiệp giấy, chất cầm màu trong cơng nghiệp nhuộm vải, chất làm trong nước, Trang 70
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 + + + + - Phèn nhơm: M2SO4.Al2(SO4)3.24H2O (M là Na ; Li , NH4 ) IV. CÁCH NHẬN BIẾT ION Al3+ TRONG DUNG DỊCH Cho từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch thí nghiệm, nếu thấy kết tủa keo xuất hiện rồi tan trong NaOH dư cĩ ion Al3+. 3+ Al + 3OH Al(OH)3 Al(OH)3 + OH (dư) AlO2 + 2H2 BÀI TẬP: Trang 71
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 72
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 . Trang 73
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 CHƯƠNG 7: SẮT VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI QUAN TRỌNG BÀI 1: SẮT I. VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HỒN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ - Cấu hình electron nguyên tử: Fe (Z =26): - Vị trí:  II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ: Sắt là kim loại màu trắng hơi xám, cĩ khối lượng riêng lớn (D=7,9g/cm3), nĩng chảy ở 15400C. Sắt cĩ tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, cĩ tính nhiễm từ. III. TÍNH CHẤT HĨA HỌC: Fe là chất khử trung bình. Trong các phản ứng, Fe cĩ thể nhường 2e hoặc 3e: 1. Tác dụng với phi kim Ở nhiệt độ cao, sắt khử nguyên tử phi kim thành ion âm và bị oxi hĩa đến số oxi hĩa +2 hoặc +3 a) Tác dụng với lưu huỳnh : . b) Tác dụng với oxi : c) Tác dụng với clo : 2. Tác dụng với axit +  Khử dễ dàng ion H trong dung dịch HCl và H2SO4 lỗng H2 ( tạo hợp chất sắt (II))  Tác dụng mạnh với HNO3 lỗng, HNO3 đặc, nĩng và H2SO4 đặc nĩng (tạo hợp chất sắt (III))  Sắt khơng tác dụng với H2SO4 và HNO3 đặc, nguội. 3. Tác dụng với dung dịch muối IV. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN - Sắt chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ trái đất. - Trong tự nhiên, sắt tồn tại chủ yếu ở dạng hợp chất. Quặng sắt quan trọng: + Quặng manhetit (Fe3O4). + Quặng hematit đỏ ( Fe2O3). + Quặng hematit nâu (Fe2O3.nH2O). + Quặng xiđerit (FeCO3). + Quặng pirit (FeS2). - Sắt cĩ trong hemoglobin (huyết cầu tố) của máu. BÀI 2: HỢP CHẤT CỦA SẮT I. HỢP CHẤT SẮT (II): Trong các phản ứng hĩa học, ion Fe2+ dễ nhường 1 electron để trở thành ion Fe3+ . Như vậy, tính chất hĩa học đặc trưng của hợp chất sắt (II) là tính khử. 1. Sắt (II) oxit: - FeO là chất rắn, màu đen, khơng tan trong nước và khơng cĩ trong tự nhiên. 2+ - FeO là oxit bazơ, tác dụng với axit HCl, H2SO4, tạo ra muối Fe . FeO + HCl  3+ - FeO cĩ tính khử, tác dụng với chất oxi hĩa như axit HNO3, H2SO4 đặc, tạo thành muối Fe . Trang 74
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 t o 2FeO + H2SO4 (đặc)  3FeO + HNO3 (lỗng) - FeO cĩ tính oxi hĩa, tác dụng với chất khử mạnh như Al, CO, H2, tạo thành Fe. FeO + H2 o o - Điều chế : Nhiệt phân Fe(OH)2, khử Fe2O3, dùng Fe khử H2O ở t > 570 C, Fe(OH)2 500 600o C Fe2O3 + CO  2. Sắt (II) hiđroxit, Fe(OH)2 - Fe(OH)2 là chất rắn, màu trắng xanh, khơng tan trong nước. Trong khơng khí ẩm, Fe(OH)2 dễ bị oxi hĩa trong thành Fe(OH)3 màu nâu đỏ. 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  - Fe(OH)2 là hiđroxit kém bền, dễ bị phân hủy bởi nhiệt. - Nhiệt phân Fe(OH)2 khơng cĩ khơng khí (khơng cĩ O2) : Fe(OH)2 - Nhiệt phân Fe(OH)2 trong khơng khí (cĩ O2) : 4Fe(OH)2 + O2 2+ - Fe(OH)2 là một bazơ, tác dụng với axit HCl, H2SO4 lỗng, tạo ra muối Fe . Fe(OH)2 + H2SO4 (lỗng) 3+ - Fe(OH)2 cĩ tính khử, tác dụng với chất oxi hĩa như axit HNO3, H2SO4 đặc, tạo thành muối Fe . Fe(OH)2 + H2SO4 (đặc) Fe(OH)2 + HNO3 (lỗng) - Điều chế Fe(OH)2 bằng cách cho muối sắt (II) tác dụng với dung dịch bazơ trong điều kiện khơng cĩ khơng khí. FeCl2 + 2NaOH 3. Muối sắt (II) - Đa số muối sắt (II) tan trong nước, khi kết tinh thường ở dạng ngậm nước như FeSO4.7H2O, FeCl2.4H2O, - Muối sắt (II) cĩ tính khử, bị các chất oxi hĩa mạnh oxi hĩa thành muối sắt (III). Thí dụ : FeCl2 + Cl2 (dd màu lục nhạt) (dd màu vàng nâu) 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O (dd màu tím hồng) (dd màu vàng) - Điều chế muối sắt (II) bằng cách cho Fe hoặc các hợp chất sắt (II) như FeO Fe(OH)2, tác dụng với axit HCl, H2SO4 lỗng (khơng cĩ khơng khí). Dung dịch muối sắt (II) thu được cĩ màu lục nhạt. 4. Ứng dụng của hợp chất sắt (II) Muối FeSO4 được dùng làm chất diệt sâu bọ cĩ hại cho thực vật, pha chế sơn, mực và dùng trong kĩ nghệ nhuộm vải. II. HỢP CHẤT SẮT (III) - Trong các phản ứng hĩa học, tùy thuộc vào chất khử mạnh hay yếu, ion Fe3+ cĩ khả năng nhận 1 hoặc 3 electron : Fe3+ + 1e Fe2+ Fe3+ + 3e Fe - Như vậy, tính chất hĩa học đặc trưng của hợp chất sắt (III) là tính oxi hĩa. 1. Sắt (III) oxit (Fe2O3) - Fe2O3 là chất rắn, màu đỏ nâu, khơng tan trong nước. 3+ - Fe2O3 là oxit bazơ, tan trong các dung dịch axit mạnh như HCl, H2SO4, HNO3, tạo ra muối Fe . Trang 75
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Thí dụ : Fe2O3 + HNO3  - Fe2O3 cĩ tính oxi hĩa, tác dụng với chất khử như Al, C, CO, H2, ở nhiệt độ cao. t o Thí dụ : Fe2O3 + 2Al  Fe2O3 + 3CO - Điều chế Fe2O3 bằng cách nhiệt phân Fe(OH)3 ở nhiệt độ cao. 2Fe(OH)3 2. Sắt (III) hiđroxit (Fe(OH)3) - Fe(OH)3 là chất rắn, màu nâu đỏ, khơng tan trong nước. 3+ - Fe(OH)3 là một bazơ, dễ tan trong các dung dịch axit như HCl, H2SO4, HNO3, tạo ra muối Fe . Thí dụ : Fe(OH)3 + H2SO4 - Điều chế Fe(OH)3 bằng cách cho muối sắt (III) tác dụng với dung dịch bazơ. Thí dụ : FeCl3 + 3NaOH 3. Muối sắt (III) - Đa số muối sắt (III) tan trong nươc, khi kết tinh thường ở dạng ngậm nước như Fe2(SO4)3.9H2O, FeCl3.6H2O, - Muối sắt (III) cĩ oxi hĩa, dễ bị khử thành muối sắt (II). Thí dụ : Fe + 2FeCl3 3FeCl2 (dd màu vàng) (dd màu xanh nhạt) Cu + 2FeCl3 CuCl2 + 2FeCl2 (dd màu vàng) (dd màu xanh) 2FeCl3 + 2KI 2FeCl2 + 2KCl + I2 - Điều chế : Cho Fe tác dụng với các chất oxi hĩa mạnh như Cl2, HNO3, H2SO4 đặc, hoặc các hợp chất sắt (III) tác dụng với axit HCl, H2SO4 lỗng, Dung dịch muối sắt (III) thu được cĩ màu vàng nâu. 4. Ứng dụng của hợp chất sắt (III) Muối FeCl3 được dùng làm chất xúc tác trong một số phản ứng hữu cơ. Fe2(SO4)3 cĩ trong phèn sắt– amoni (NH4)2SO4.Fe2(SO4)3.24H2O. Fe2O3 được dùng để pha chế sơn chống gỉ. BÀI 3: HỢP KIM CỦA SẮT I. GANG 1. Khái niệm: Gang là hợp kim của sắt và cacbon trong đĩ cĩ từ 2 – 5% khối lượng cacbon, ngồi ra cịn cĩ một lượng nhỏ các nguyên tố Si, Mn, S, 2. Phân loại: Cĩ 2 loại gang a) Gang xám: Chứa cacbon ở dạng than chì. Gẫngms được dùng để đúc bệ máy, ống dẫn nước, cánh cửa, b) Gang trắng - Gang trắng chứa ít cacbon hơn và chủ yếu ở dạng xementit (Fe3C). - Gang trắng (cĩ màu sáng hơn gang xám) được dùng để luyện thép. 3. Sản xuất gang a) Nguyên tắc: Khử quặng sắt oxit bằng than cốc trong lị cao. b) Nguyên liệu: Quặng sắt oxit (thường là hematit đỏ Fe2O3), than cốc và chất chảy (CaCO3 hoặc SiO2). c) Các phản ứng hố học xảy ra trong quá trình luyện quặng thành gang  Phản ứng tạo chất khử CO - Khơng khí nĩng được nén vào lị cao ở phần trên của nồi lị, đốt cháy hồn tồn than cốc: C + O2 - Nhiệt lượng của phản ứng tỏa ra làm cho nhiệt độ lên tới trên 1800oC. Khí CO2 đi lên phía trên, gặp lớp than cốc, bị khử thành CO: Trang 76
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 t o C + CO2   Phản ứng khử oxit sắt 0 - Phần trên thân lị (400 C): Fe2O3 + CO 0 - Phần giữa thân lị (500 – 600 C): Fe3O4 + CO 0 - Phần dưới thân lị (700 – 800 C): FeO + CO  Phản ứng tạo xỉ (1000oC) CaCO3 CaO + SiO2 → d) Sự tạo thành gang: (SGK) II. THÉP 1. Khái niệm: Thép là hợp kim của sắt chứa từ 0,01 – 2% khối lượng cacbon cùng với một số nguyên tố khác (Si, Mn, Cr, Ni, ) 2. Phân loại a) Thép thường (thép cacbon) - Thép mềm: Chứa khơng quá 0,1%C. Thép mềm dễ gia cơng, được dùng để kép sợi,, cán thành thép lá dùng chế tạo các vật dụng trong đời sống và xây dựng nhà cửa. - Thép cứng: Chứa trên 0,9%C, được dùng để chế tạo các cơng cụ, các chi tiết máy như các vịng bi, vỏ xe bọc thép, b) Thép đặc biệt: Đưa thêm vào một số nguyên tố làm cho thép cĩ những tính chất đặc biệt. - Thép chứa 13% Mn rất cứng, được dùng để làm máy nghiền đá. - Thép chứa khoảng 20% Cr và 10% Ni rất cứng và khơng gỉ, được dùng làm dụng cụ gia đình (thìa, dao, ), dụng cụ y tế. - Thép chứa khoảng 18% W và 5% Cr rất cứng, được dùng để chế tạo máy cắt, gọt như máy phay, máy nghiền đá, 3. Sản xuất thép a) Nguyên tắc: Giảm hàm lượng các tạp chất C, Si, S, Mn, cĩ trong thành phần gang bằng cách oxi hố các tạp chất đĩ thành oxit rồi biến thành xỉ và tách khỏi thép. b) Các phương pháp luyện gang thành thép (giảm tải). BÀI TẬP: Trang 77
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 78
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 79
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 BÀI 4: CROM VÀ HỢP CHẤT CỦA CROM I. VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HỒN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ - Cấu hình electron nguyên tử: Cr (Z =24): - Vị trí: II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ: - Crom cĩ màu trắng ánh bạc, rất cứng (cứng nhất trong số các kim loại), khĩ nĩng chảy (18900C). - Crom là kim loại nặng, cĩ khối lượng riêng 7,2 g/cm3. III. TÍNH CHẤT HĨA HỌC: - Là kim loại cĩ tính khử mạnh hơn sắt. - Trong các phản ứng hĩa học, crom cĩ số oxi hĩa từ +1 tới +6 (hay gắp +2, +3 và +6). 1. Tác dụng với phi kim Ở nhiệt độ thường, crom chỉ tác dụng với flo. Ở nhiệt độ cao, crom tác dụng được với oxi, clo, lưu huỳnh, a) Tác dụng với lưu huỳnh : . b) Tác dụng với oxi : c) Tác dụng với clo : 2. Tác dụng với nước : Crom bền với nước và khơng khí do cĩ lớp màng oxit rất mỏng, bền bảo vệ. Người ta mạ crom lên sắt để bảo vệ sắt và dùng Crom để chế tạo thép khơng gỉ. 3. Tác dụng với axit +  Khử dễ dàng ion H trong dung dịch HCl và H2SO4 lỗng H2 ( tạo hợp chất sắt (II))  Tác dụng mạnh với HNO3 lỗng, HNO3 đặc, nĩng và H2SO4 đặc nĩng (tạo hợp chất sắt (III))  Crom khơng tác dụng với H2SO4 và HNO3 đặc, nguội giống nhơm và sắt. IV. HỢP CHẤT CỦA CROM 1. Hợp chất crom (III) a) Crom (III) oxit - Cr2O3 - Cr2O3 là chất rắn, khơng tan trong nước. - Cr2O3 là oxit lưỡng tính cĩ màu lục thẩm, tan được trong dung dịch axit và kiềm đặc. Cr2O3 được dùng tạo màu lục cho đồ sứ, đồ thủy tinh. Cr2O3 + HCl → Cr2O3 + NaOH → b) Crom (III) Hidroxit - Cr(OH)3. - Cr(OH)3 là chất rắn, khơng tan trong nước. - Cr(OH)3 là hidroxit lưỡng tính cĩ màu lục xám, tan được trong dung dịch axit và kiềm Cr(OH)3 + HCl → Cr(OH)3 + NaOH → - Vì ở trạng thái số oxi hĩa trung gian, ion Cr3+ trong dung dịch vừa cĩ tính oxi hĩa (trong mơi trường axit) vừa cĩ tính khử (trong mơi trường bazơ): Cr3+ + Zn → NaCrO2 + Br2 + NaOH → 2. Hợp chất crom (VI): a) Crom (VI) oxit- CrO3 - CrO3 là chất rắn, màu đỏ thẫm, là oxit axit cĩ tính oxi hĩa rất mạnh. Trang 80
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 - Một số chất vơ cơ và hữu cơ như S, P, C, NH3, C2H5OH, bốc cháy khi tiếp xúc với CrO3, đồng thời CrO3 bị khử thành Cr2O3. - CrO3 là một oxit axit, tác dụng với nước tạo thành hỗn hợp axit cromic H2CrO4 và axit đicromic CrO3 + H2O→ 2CrO3 + H2O → Hai axit này khơng tách ra được ở dạng tự do, chỉ tồn tại trong dung dịch. Nếu tách khỏi dung dịch, chúng sẽ bị phân huỷ trở lại thành CrO3. b) Muối cromat và dicrommat: 2- - Muối cromat là muối cĩ chứa ion: CrO4 (màu vàng) 2- - Muối dicromat là muối cĩ chứa ion: Cr2O7 (màu da cam) Trong mơi trường thích hợp, các muối cromat và đicromat chuyển hĩa lẫn nhau theo một cân bằng : * Tính oxi hĩa mạnh khi tác dụng với chất cĩ tính khử: BÀI TẬP Trang 81
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Trang 82
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 CHƯƠNG 8: PHÂN BIỆT HĨA VƠ CƠ BÀI 1: NHẬN BIẾT MỘT SỐ ION TRONG DUNG DỊCH I. Nguyên tắc nhận biết một ion trong dung dịch” Nhận biết một ion trong dung dịch là người ta thêm vào dung dịch một thuốc thử tạo với ion đĩ một sản phẩm đặc trưng như một kết tủa, một hợp chất cĩ mầu hoặc một chất khí khĩ tan sủi bọt hoặc một khí bay khỏi dung dịch. II. Nhận biết một số cation trong dung dịch 1. Nhận biết cation Na+ Dùng phương pháp thử mầu ngọn lửa. Khi đốt trên ngọn lửa mà cĩ màu vàng tươi thì kết luận cĩ mặt ion Na+ + 2. Nhận biết cation NH4 Dùng dung dịch NaOH hoặc KOH để nhận biết. Thuốc thử phản ứng tạo khí mùi khai bay ra và làm xanh giấy quỳ tẩm ướt. 3. Nhận biết cation Ba2+ 2+. Dùng dung dịch H2SO4 lỗng. Thuốc thử này làm tạo kết tủa trắng với ion Ba 4. Nhận biết cation Al3+ Dùng dung dịch kiềm làm thuốc thử. Hiện tượng: đầu tiên Al(OH)3 kết tủa sau đĩ kết tủa tan trong thuốc thử dư. 5. Nhận biết cation Fe2+ và Fe3+, Cu2+ 3+: - 3+ Nhận biết cation Fe Dùng dung dịch kiềm (OH ), hoặc NH3 vào dung dịch Fe tạo kết tủa Fe(OH)3 màu nâu đỏ. 2+ - 2+ Nhận biết cation Fe : Dùng dung dịch kiềm (OH ), hoặc NH3 vào dung dịch Fe tạo kết tủa Fe(OH)2 cĩ màu trắng hơi xanh. Kết tủa này tiếp xúc với oxi khơng khí bị oxi hố thành Fe(OH)3. 2+ - Nhận biết cation Cu : dung dịch OH . Kết tủa Cu(OH)2 màu xanh tạo thành sau đĩ bị tan tạo thành dung dịch cĩ màu xanh lam đậm. III. Nhận biết một số anion trong dung dịch - 1. Nhận biết anion NO3 Dùng đồng trong mơi trường axit để nhận biết anion NO3-. Cĩ hiện tượng đồng tan và khí sinh ra hĩa màu nâu đỏ. 2- 2. Nhận biết anion SO4 Dùng dung dịch BaCl2 . Cĩ kệt tủa trắng xuất hiện. 3. Nhận biết anion Cl- Dùng dung dịch AgNO3 thì cĩ kết tủa trắng xuất hiện 2- 4. Nhận biết anion CO3 2- Axit hĩa dung dịch CO3 bằng dung dịch axit thì CO2 giải phĩng ra khỏi dung dịch. Sau đĩ dẫn khí CO2 vào dung dịch nước vơi trong thì tạo thành kết tủa trắng CaCO3 làm nước vơi trong vẩn đục. Trang 83
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 BÀI 2: NHẬN BIẾT MỘT SỐ CHẤT KHÍ I. Nguyên tắc chung để nhận biết một chất khí: Để nhận biết một chất khí người ta cĩ thể dựa vào tính chất vật lí hoặc tính chất hĩa học đặc trưng của nĩ. II. Nhận biết một số chất khí 1. Nhận biết khí CO2 Khí CO2 khơng màu, khơng mùi, nặng hơn khơng khí, rất ít tan trong nước, nên khi tạo thành từ các dung dịch nước nĩ tạo nên sự sủi bọt khá mạnh và đặc trưng. Để hấp thụ CO2 người ta thường dùng bình đựng lượng dư dung dịch Ba(OH)2 hoặc lượng dư dung dịch Ca(OH)2. Khí CO2 bị hấp thụ, đồng thời tạo thành kết tủa trắng. Tuy nhiên các khí SO2, SO3 cũng cĩ tính chất đĩ, do tạo nên các kết tủa BaSO3 và BaSO4 tương ứng. 2. Nhận biết khí SO2 Khí SO2 khơng màu, nặng hơn khơng khí, cĩ mùi hắc, gây ngạt và độc; giống CO2, SO2 cũng làm vẩn đục nước vơi trong. Dùng nước brom dư làm thuốc thử để nhận biết và phân biệt SO2 với khí CO2 do khí SO2 làm nhạt màu nước brom. 3. Nhận biết khí H2S Khí H2S khơng màu, nặng hơn khơng khí, cĩ mùi trứng thối và độc. Khí H2S dễ dàng tạo kết tủa sunfua cĩ màu với các dung dịch của nhiều muối ngay trong mơi trường axit. Dùng miếng giấy lọc tẩm dung dịch muối chì axetat khơng màu để nhận biết sự cĩ mặt của khí này (phản ứng trên xảy ra tạo thành kết tủa màu đen trên miếng giấy lọc cĩ tẩm muối chì được thấm ướt bằng nước). 4. Nhận biết khí NH3 Khí NH3 khơng màu, nhẹ hơn khơng khí, tan nhiều trong nước, cĩ mùi khai đặc trưng, kích thích mắt và hệ thống hơ hấp rất mạnh. Dùng miếng giấy quỳ tím thấm ướt bằng nước cất (giấy quỳ tím chuyển thành màu xanh) để nhận biết được khí NH3 trong khơng khí. Trang 84
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 CHƯƠNG 9: HĨA HỌC VÀ VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN KINH TẾ - XÃ HỘI – MƠI TRƯỜNG A. VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN KINH TẾ: I. Vấn đề năng lượng và nhiên liệu 1. Năng lượng và nhiên liệu cĩ vai trị quan trọng như thế nào đối với sự phát triển kinh tế Cĩ nhiều dạng năng lượng khác nhau như: nhiệt năng, hĩa năng, điện năng, quang năng, Từ dạng năng lượng này cĩ thể biến đổi sang dạng năng lượng khác. Tất cả các nguồn năng lượng đều cĩ nguồn gốc từ Mặt Trời và trong lịng đất. Mọi hoạt động của con người đều cần năng lượng. Nhu cầu sử dụng năng lượng của con người gia tăng nhanh chĩng cùng với sự phát triển của kinh tế - xã hội. Mức tiêu thụ năng lượng trung bình cho một người trên thế giới giữa thế kỉ XX là 70.000 kcal/người/ngày, hiện nay là 200.000 kcal/người/ngày. Năng lượng sử dụng ở Việt Nam tăng khoảng 11%/năm. Nhiên liệu khi bị đốt cháy sinh ra năng lượng (dạng nhiệt năng). Hiện nay, nguồn nhiên liệu chủ yếu là than đá, dầu mỏ và khí tự nhiên, (được gọi chung là nhiên liệu hĩa thạch). Nhiên liệu hĩa thạch với trữ lượng cĩ hạn trong vỏ Trái Đất ngày càng cạn kiệt. Bên cạnh chức năng nguồn năng lượng, dầu mỏ và khí thiên nhiên cịn là nguyên liệu của ngành cơng nghiệp hĩa học. Năng lượng và nhiên liệu là yếu tố quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế. 2. Những vấn đề đang đặt ra về năng lượng và nhiên liệu - Khai thác và sử dụng nhiên liệu hĩa thạch đang tạo ra những vấn đề lớn về mơi trường như lún đất, ơ nhiễm dầu trên đất, trên biển, ơ nhiễm khơng khí, - Xu thế phát triển năng lượng cho tương lai là: + Khai thác và sử dụng nhiên liệu ít gây ơ nhiễm mơi trường như nhiên liệu hỗn hợp, than đá, than hĩa học, Chế hĩa dầu mỏ vẫn đang là giải pháp quan trọng nhất cho vấn đề năng lượng và nhiên liệu. Việt Nam cĩ khu cơng nghiệp khí - điện đạm tại Cà Mau; nhà máy lọc dầu Dung Quất tại Quảng Ngãi, + Phát triển năng lượng hạt nhân với tổng cơng suất điện nguyên tử cao nhưng các nhà máy điện nguyên tử địi hỏi kĩ thuật hiện đại, đầu tư lớn và cần những giải pháp an tồn rất cao. + Phát triển thủy năng (được xem là năng lượng sạch): Năng lượng thủy triều, năng lượng sĩng và các dịng hải lưu cũng đang được nghiên cứu sử dụng. Tuy nhiên khi phát triển năng lượng thủy điện thường làm cho nhiều vùng đất canh tác và tài nguyên rừng ngập vĩnh viễn. + Sử dụng năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng cĩ thể tái sinh khơng bao giờ cạn kiệt; Dùng nhiên liệu sạch như hiđro làm nhiên liệu. Việc sử dụng năng lượng giĩ cũng đang được chú trọng. Phong điện I - Bình Thuận là nhà máy đầu tiên sử dụng năng lượng giĩ để phát điện của Việt Nam. + Sử dụng năng lượng với hiệu quả cao hơn ở từng gia đình, các khu cơng nghiệp, các cơng trình cơng cộng, giao thơng. Phát động phong trào tiết kiệm năng lượng sâu rộng, thường xuyên, dùng các sản phẩm tiêu thụ ít năng lượng. 3. Hĩa học gĩp phần giải quyết vấn đề năng lượng và nhiên liệu như thế nào? Để giải quyết vấn đề năng lượng cho tương lai, hĩa học cùng các ngành khoa học khác đang triển khai theo hướng: - Nghiên cứu sử dụng các nhiên liệu ít ảnh hưởng đến mơi trường như dùng hiđro (nhiên liệu sạch) làm nhiên liệu. - Nâng cao hiệu quả của các quy trình chế hĩa, sử dụng nhiên liệu, quy trình tiết kiệm nhiên liệu. - Chế tạo vật liệu chất lượng cao cho ngành năng lượng như vật liệu để chế tạo pin mặt trời cĩ hiệu suất cao. Hĩa học đĩng vai trị cơ bản trong việc tạo ra nhiên liệu hạt nhân là yếu tố quan trọng nhất trong việc phát triển năng lượng hạt nhân. II. Vấn đề vật liệu 1. Vai trị của vật liệu đối với sự phát triển kinh tế - Vật liệu là cơ sở vật chất của sự sinh tồn và phát triển của lồi người. - Vật liệu là một cơ sở quan trọng để phát triển nền kinh tế. 2. Vấn đề vật liệu đang đặt ra cho nhân loại Theo đà phát triển của khoa học - kĩ thuật, của kinh tế - xã hội, yêu cầu của con người về vật liệu ngày càng to lớn, đa dạng theo hướng: - Kết hợp giữa kết cấu và cơng dụng. - Loại hình cĩ tính đa năng. Trang 85
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 - Ít nhiễm bẩn. - Cĩ thể tái sinh. - Tiết kiệm năng lượng. - Bền chắc, đẹp. Các nguồn nguyên liệu chủ yếu là: - Các loại khĩang chất, dầu mỏ, khí thiên nhiên. - Khơng khí, nước. - Từ các loại động, thực vật, 3. Hĩa học gĩp phần giải quyết vấn đề vật liệu cho tương lai Hĩa học kết hợp với các ngành khoa học trong lĩnh vực kĩ thuật vật liệu đang nghiên cứu và khai thác những vật liệu mới cĩ trọng lượng nhẹ, độ bền cao và cĩ cơng năng đặc biệt như: - Vật liệu compozit cĩ độ bền, độ chịu nhiệt, cao hơn rất nhiều so với polime nguyên chất. - Vật liệu hỗn hợp chất vơ cơ và hợp chất hữu cơ. - Vật liệu hỗn hợp nano. Con người đã và đang nghiên cứu, chế tạo được nhiều loại vật liệu mới đáp ứng yêu cầu ngày một cao của khoa học - cơng nghệ và sự phát triển kinh tế - xã hội của nhân loại. B. VẤN ĐỀ PHÁT TRIỂN XÃ HỘI I. Hố học và vấn đề lương thực, thực phẩm 1. Vai trị của lương thực, thực phẩm đối với con người Lương thực và thực phẩm chứa nhiều loại chất hữu cơ cần thiết để duy trì sức khoẻ như cacbohiđrat, protein, chất béo, vitamin, nước, các chất khống, chất vi lượng. Để đảm bảo sự sống thì lượng lương thực, thực phẩm và khẩu phần ăn hàng ngày cĩ ý nghĩa quyết định. Một người lớn trung bình phải tiêu thụ thức ăn để sản sinh ra 2600 kcal/ngày. Trong khẩu phần thức ăn hàng ngày cịn phải tính đến thành phần các chất dinh dưỡng cần thiết như protein với tỉ lệ tối ưu cho cơ thể là khoảng 70% cĩ nguồn gốc thực vật và 30% từ động vật, vitamin. Đĩi ăn ảnh hưởng đến sức khoẻ, đĩi ăn trong thời kì mang thai và ở trẻ sơ sinh sẽ ảnh hưởng khơng chỉ đến sức khoẻ mà cịn đến sự phát triển trí tuệ. Đĩi “vi chất” nghĩa là chỉ thiếu một lượng nhỏ chất vi lượng cần thiết cũng ảnh hưởng đến sức khoẻ như thiếu iot (gây kém phát triển trí nhớ và đần độn), thiếu vitamin A (gây khơ mắt và giảm sức đề kháng), thiếu sắt (gây ra thiếu máu), 2. Những vấn đề đang đặt ra cho nhân loại về lương thực, thực phẩm Trong phạm vi tồn cầu, việc sản xuất lương thực, thực phẩm khơng đủ nuơi sống nhân loại. Thách thức lớn cho nhân loại là nền nơng nghiệp thế giới phải đảm bảo nuơi sống số dân khơng ngừng gia tăng trong điều kiện đất canh tác ngày càng bị thu hẹp, khí hậu trái đất nĩng lên, thiên tai ngày càng ác liệt. Để giải quyết vấn đề này, thế giới đã cĩ nhiều giải pháp như cuộc “cách mạng xanh”, phát triển cơng nghệ sinh học, 3. Hĩa học gĩp phần giải quyết vấn đề lương thực, thực phẩm - Nghiên cứu và sản xuất các chất cĩ tác dụng bảo vệ và phát triển thực vật, động vật như: sản xuất các loại phân bĩn hĩa học; sản xuất các loại thuốc bảo vệ thực vật; sản xuất các loại thuốc kích thích sự sinh trưởng, phát triển của cây trồng, vật nuơi. - Nghiên cứu, sản xuất những hĩa chất bảo quản lương thực, thực phẩm để nâng cao chất lượng của lương thực, thực phẩm sau thu hoạch. - Bằng con đường chế biến thực phẩm theo cơng nghệ hĩa học để nâng cao chất lượng của sản phẩm nơng nghiệp hoặc chế biến thực phẩm nhân tạo như tổng hợp chất béo nhân tạo, chuyển hĩa dầu (chất béo lỏng) thành mỡ (chất béo rắn), nâng cao hiệu suất chế biến protein từ nguồn protein tự nhiên. Ngồi ra, vấn đề vệ sinh an tồn thực phẩm cũng ngày càng được quan tâm giải quyết. - Hĩa học cịn đĩng vai trị quan trọng trong việc chế tạo ra các chất phụ gia thực phẩm. - Vệ sinh an tồn thực phẩm là vấn đề đặc biệt quan trọng nhất là vấn đề ngộ độc thực phẩm. Ngộ độc thực phẩm do nhiều nguyên nhân, chẳng hạn như ngộ độc thực phẩm do hĩa chất, đường lây nhiễm thường do: + Hĩa chất bảo vệ thực vật cịn tồn dư (nhiều nhất là trên rau quả). + Các kim loại nặng cĩ trong đất, nước ngấm vào cây quả, rau củ, thủy sản. + Sử dụng phụ gia thực phẩm khơng đúng quy định. Trang 86
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 + Sử dụng thức ăn đã lạm dụng chất kích thích sinh trưởng trong chăn nuơi gây tồn dư hĩa chất, homon trong thịt, cá cĩ thể gây ngộ độc cho người sử dụng. - Hướng dẫn để mọi người sử dụng đúng quy trình vệ sinh an tồn thực phẩm cũng là vấn đề rất quan trọng trong việc giải quyết vấn đề lương thực, thực phẩm. II. Hĩa học và vấn đề may mặc 1. Vai trị của vấn đề may mặc với cuộc sống con người Nhu cầu về may mặc là một trong những nhu cầu chủ yếu của con người. Con người đã từng biết đến các loại tơ như: - Tơ tự nhiên chế tạo từ bơng, lơng thú. - Tơ nhân tạo được sản xuất từ các polime tự nhiên. - Tơ tổng hợp được sản xuất từ các polime khơng cĩ sẵn trong tự nhiên, mà do con người tổng hợp bằng phương pháp hĩa học như tơ nilon, tơ capron, 2. Những vấn đề đang đặt ra về may mặc Vấn đề gia tăng dân số tồn cầu đang gây sức ép rất lớn về nhiều mặt trong đĩ cĩ việc đáp ứng yêu cầu may mặc của lồi người. Yêu cầu về mặc khơng những chỉ cần đủ, cần ấm mà cịn cần phải đẹp cùng với những yêu cầu rất đa dạng của cuộc sống. Trong khi các điều kiện sản xuất ra các loại tơ tự nhiên ngày càng khĩ khăn, hạn hẹp, nên yêu cầu đối với cơng nghiệp chế tạo vải sợi ngày càng tăng cao. 3. Hĩa học gĩp phần giải quyết những vấn đề may mặc cho nhân loại - Nghiên cứu để nâng cao chất lượng, sản lượng các loại tơ hĩa học, tơ tổng hợp. - Nghiên cứu, chế tạo nhiều loại thuốc nhuộm, chất phụ gia làm cho màu sắc các loại tơ vải thêm rực rỡ, thêm đẹp, tính năng thêm đa dạng. III. Hĩa học với việc bảo vệ sức khoẻ con người 1. Dược phẩm - Ngành hĩa dược liên quan đến an tồn sức khoẻ cho cả cộng đồng đã chế tạo được hàng chục nghìn dược phẩm khác nhau đáp ứng nhu cầu phịng chữa bệnh và nâng cao sức khoẻ con người. Về nguồn gốc dược phẩm cĩ hai loại: + Dược phẩm cĩ nguồn gốc từ động, thực vật. + Dược phẩm cĩ nguồn gốc từ những hợp chất hĩa học do con người tổng hợp nên. - Dược phẩm bao gồm: Thuốc kháng sinh, thuốc chữa bệnh, vacxin, vitamin, thuốc giảm đau, thuốc tăng cường thể lực, - Ngành hĩa dược đang đứng trước những địi hỏi ngày càng cao về việc chế tạo ra nhiều loại thuốc điều trị những bệnh hiểm nghèo như ung thư, AIDS, - Người ta đã dùng hàng nghìn loại cây thuốc và các loại dược phẩm để cứu sống hàng chục triệu người và bảo vệ sức khoẻ cho hàng trăm triệu người khác mỗi năm. - Cơng nghiệp hĩa dược cịn tạo ra hàng trăm chất phụ gia thực phẩm làm tăng giá trị lương thực, thực phẩm. Cơng nghiệp hĩa mĩ phẩm cũng chế tạo hàng nghìn loại mĩ phẩm, kem đánh răng, dầu gội đầu, Tất cả đều vì mục đích bảo vệ sức khoẻ, mang lại cuộc sống hạnh phúc cho con người. 2. Một số chất gây nghiện, chất ma túy, phịng chống ma túy a. Một số chất gây nghiện, chất ma túy - Các chất kích thích như cocain, Amphetanin cĩ tác dụng kích thích thần kinh, với liều cao cĩ thể làm rối loạn thần kinh, gây ảo giác mạnh, - Các chất ức chế thần kinh (được chế hĩa từ nhựa cây thuốc phiện), khi sử dụng cĩ thể gây nghiện, hết sức nguy hại cho sức khoẻ con người. - Các chất gây nghiện khơng phải là ma túy: + Rượu cĩ thể gây tác hại tới não, gây ảo giác, gây ra các bệnh về phổi, các bệnh về tim mạch, gan, + Nicotin (C10H14N2) cĩ nhiều trong thuốc lá. Trong khĩi thuốc lá cĩ tới 22 chất độc cĩ thể gây ung thư. + Cafein (C8H10N4O2) cĩ trong hạt cà phê, cơca, lá chè, Cafein dùng trong y học với một lượng nhỏ cĩ tác dụng gây kích thích thần kinh. Nếu dùng cafein quá mức sẽ gây mất ngủ và gây nghiện. b. Phịng chống ma túy Trang 87
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 Hiện nay cĩ nhiều loại thuốc kích thích, chất gây nghiện rất nguy hiểm, cĩ hại đến sức khoẻ, đã bị cấm sử dụng như: heroin, moocphin, các loại thuốc “lắc”. Nhà nước ta đang phát động tồn dân tham gia phịng ngừa, đấu tranh phịng, chống ma túy để ngăn chặn, đẩy lùi tiến tới xĩa bỏ tệ nạn ma túy. Chúng ta cùng đấu tranh để ngăn chặn khơng cho ma túy xâm nhập vào nhà trường. B. VẤN ĐỀ XÃ HỘI I. Hĩa học và vấn đề ơ nhiễm mơi trường Ơ nhiễm mơi trường là sự làm thay đổi tính chất của mơi trường, vi phạm tiêu chuẩn mơi trường. Ơ nhiễm mơi trường cĩ thể do hậu quả của hoạt động tự nhiên như núi lửa, thiên tai, bão, hoặc các hoạt động do con người thực hiện trong sản xuất cơng nghiệp, nơng nghiệp, tham gia giao thơng và trong sinh hoạt. 1. Ơ nhiễm mơi trường khơng khí Ơ nhiễm khơng khí là sự cĩ mặt của các chất lạ hoặc sự biến đổi quan trọng trong thành phần khơng khí. a. Nguyên nhân gây ơ nhiễm Cĩ hai nguồn cơ bản gây ơ nhiễm mơi trường khơng khí: - Nguồn gây ơ nhiễm do thiên nhiên. - Nguồn do hoạt động của con người. Nguồn gây ơ nhiễm do con người chủ yếu tạo ra từ: + Khí thải cơng nghiệp: Do quá trình đốt nhiên liệu và sự rị rỉ, thất thốt khí độc trong quá trình sản xuất. + Khí thải do hoạt động giao thơng vận tải, các chất khí độc hại phát sinh trong quá trình đốt cháy nhiên liệu của động cơ, kèm theo bụi và tiếng. + Khí thải do sinh hoạt: đun nấu, lị sưởi do sử dụng nhiên liệu kém chất lượng. Các chất gây ơ nhiễm khơng khí như: CO, CO2, SO2, H2S, NOx, CFC (cloflocacbon), các chất bụi, b. Tác hại của ơ nhiễm khơng khí - “Hiệu ứng nhà kính” gây ra do sự tăng nồng độ CO2, làm cho nhiệt độ của trái đất nĩng lên, gây ra sự khác thường về khí hậu, gây hạn hán, lũ lụt, ảnh hưởng đến mơi trường sinh thái và cuộc sống con người. - Ảnh hưởng khơng tốt đến sức khoẻ con người: Gây ra bệnh tật hoặc cĩ thể gây tử vong. - Ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của động, thực vật. - Phá hủy tầng ozon là lá chắn tia cực tím cho Trái Đất, gây ra nhiều tác hại cho sinh vật và sức khoẻ con người. - Tạo ra mưa axit gây tác hại rất lớn đối với cây trồng, sinh vật, phá hủy các cơng trình xây dựng, 2. Ơ nhiễm mơi trường nước Sự ơ nhiễm mơi trường nước là sự thay đổi thành phần và tính chất của nước gây ảnh hưởng đến hoạt động sống bình thường của con người và sinh vật. Phân biệt ơ nhiễm nước theo nhiều cách khác nhau: Theo thời gian cĩ các dạng ơ nhiễm thường xuyên hoặc tức thời. Theo bản chất các chất gây ơ nhiễm: ơ nhiễm hĩa chất, ơ nhiễm vi sinh, Theo vị trí khơng gian cĩ ơ nhiễm sơng, ơ nhiễm biển, a. Nguyên nhân gây ơ nhiễm mơi trường nước - Ơ nhiễm nước cĩ nguồn gốc tự nhiên là do mưa, tuyết tan, giĩ bão, lũ lụt, khi mưa rơi kéo theo các chất bẩn xuống sơng, ao, hồ gây ơ nhiễm mơi trường nước. - Sự ơ nhiễm nước cĩ nguồn gốc nhân tạo chủ yếu do nước thải từ các vùng dân cư, khu cơng nghiệp, hoạt động giao thơng, phân bĩn, thuốc trừ sâu, diệt cỏ trong sản xuất nơng nghiệp vào mơi trường nước. Tác nhân hĩa học gây ơ nhiễm mơi trường nước bao gồm các ion của kim loại nặng, các anion ,thuốc bảo vệ thực vật và phân bĩn hĩa học. b. Tác hại của ơ nhiễm mơi trường nước Tùy theo mức độ ơ nhiễm, các chất gây ơ nhiễm cĩ tác hại khác nhau đến sự sinh trưởng, phát triển của động, thực vật, ảnh hưởng đến sức khoẻ con người. Hoạt động thăm dị, khai thác dầu, hiện tượng rị rỉ dầu từ các dàn khoan, hiện tượng tràn dầu trên biển cả là những sự cố gây ơ nhiễm mơi trường nước nghiêm trọng đe dọa sự sống trong một phạm vi rộng lớn. Trang 88
Designed by Lê Minh Thiện - 0925194180 Tài liệu học tập mơn Hĩa học 12 3. Ơ nhiễm mơi trường đất Đất là một hệ sinh thái ở trạng thái cân bằng. Khi cĩ mặt một số chất và hàm lượng của chúng vượt quá giới hạn thì hệ sinh thái đất sẽ mất cân bằng và mơi trường đất bị ơ nhiễm. Nguồn gây ơ nhiễm mơi trường đất cĩ thể do: - Nguồn gốc tự nhiên: núi lửa, ngập úng, đất bị mặn do thủy triều xâm nhập, đất bị vùi lấp do cát, - Nguồn gốc do con người: cĩ thể phân loại theo các tác nhân gây ơ nhiễm: tác nhân hĩa học, tác nhân vật lí, tác nhân sinh học. Tác nhân hĩa học gây nên ơ nhiễm mơi trường đất tạo ra từ chất thải nơng nghiệp, như sử dụng phân bĩn hĩa học, chất bảo vệ thực vật và chất kích thích sinh trưởng, chất thải sinh hoạt, Ơ nhiễm đất do kim loại nặng là nguồn ơ nhiễm nguy hiểm đối với hệ sinh thái đất. Ơ nhiễm mơi trường đất gây ra những tổn hại lớn trong đời sống và sản xuất. II. Hĩa học với vấn đề phịng chống ơ nhiễm mơi trường 1. Nhận biết mơi trường bị ơ nhiễm Cĩ thể nhận biết mơi trường bị ơ nhiễm bằng nhiều cách: - Quan sát: nước, khơng khí bị ơ nhiễm qua mùi, màu sắc. - Xác định bằng các thuốc thử xác định độ pH của mơi trường nước, đất; xác định nồng độ một số ion kim loại như Pb2+, Ca2+, Mg2+. - Xác định ơ nhiễm mơi trường bằng các dụng cụ đo: máy sắc kí, các phương tiện đo lường để xác định thành phần, khí thải, nước thải từ các nhà máy. 2. Vai trị của hĩa học trong việc xử lí chất gây ơ nhiễm mơi trường a. Nguyên tắc chung: sử dụng các biện pháp phù hợp với thành phần các chất gây ơ nhiễm cần xử lí, phù hợp với từng lĩnh vực, phạm vi cần xử lí: - Trong sản xuất nơng nghiệp: sử dụng phân hĩa học, thuốc bảo vệ thực vật, chất kích thích đúng quy định, đúng quy trình. - Trong sản xuất cơng nghiệp: tuân thủ quy trình xử lí chất thải của các nhà máy trước khi thải ra sơng ngịi, hồ ao, biển. - Trong các cơ sở nghiên cứu, phịng thí nghiệm trường học: xử lí, phân loại các chất thải sau khi thí nghiệm để xử lí trước khi thải ra mơi trường. - Trong các khu dân cư đơ thị, rác thải được thu gom, phân loại, xử lí để thu hồi, tái chế, chống ơ nhiễm mơi trường. b. Một số phương pháp xử lí chất thải gây ơ nhiễm mơi trường: - Phương pháp hấp thụ: hấp thụ khí thải bằng nước, dung dịch xút hoặc dung dịch axit trong tháp hấp thụ, sau đĩ tái sinh hoặc khơng tái sinh dung dịch đã hấp thụ. - Phương pháp hấp phụ trong than bùn, phân rác, đất xốp, than hoạt tính: chất thải cĩ các chất gây ơ nhiễm được hấp phụ trong lớp đệm than bùn, đất xốp, sau đĩ phân hủy bằng phương pháp sinh hĩa. - Phương pháp oxi hĩa - khử: cho luồng khí thải qua dung dịch axit sunfuric để hấp thụ amin, amoniac, rồi cho luồng khí qua dung dịch kiềm để hấp thụ axit cacboxylic, axit béo, phenol. Sau đĩ cho luồng khí qua dung dịch natri hipoclorit để oxi hĩa anđehit, H2S, xeton, c. Giáo dục ý thức bảo vệ mơi trường: phải thực hiện trong nhà trường một cách hệ thống, thường xuyên, bằng nhiều biện pháp phù hợp. - Dạy học hĩa học trong trường phổ thơng cĩ nhiều nội dung liên quan đến mơi trường, cần cĩ những đĩng gĩp cụ thể gĩp phần bảo vệ mơi trường như: + Làm thí nghiệm hĩa học với lượng chất nhỏ. Thực hiện nghiêm túc những quy định sử dụng hĩa chất trong phịng thí nghiệm, khơng để hĩa chất thất thốt ra mơi trường. + Phân loại và xử lí chất thải sau khi làm thí nghiệm hĩa học phù hợp. - Giáo dục bảo vệ mơi trường với mục đích tạo nên con người giác ngộ về mơi trường, người cơng dân cĩ trách nhiệm về mơi trường gĩp phần bảo vệ mơi trường sống trong lành. Trang 89