Chương IV: Các nguyên tố nhóm VIA | Bài giảng môn Hóa vôn cơ | Đại học Bách khoa hà nội

Chương IV: Các nguyên tố nhóm VIA. Tài liệu trắc nghiệm môn Hóa vôn cơ giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

29 15 lượt tải Tải xuống
Chia sẻ Báo cáo tài liệu

Môn: Hóa vô cơ (htt)

Trường: Đại học Bách Khoa Hà Nội

Thông tin:

10 trang 1 tháng trước

Tác giả:

Profile Lê Na
1
Ch−¬ng IV
C¸c nguyªn tè nhãm VIA
O, S, Se, Te, Po
Oxy
TÝnh chÊt lý häc vμ ®Æc ®iÓm cÊu t¹o
- O nguyªn tö cã cÊu h×nh electron: 1s
2
2s
2
2p
4
-Oxithiªnnhiªntånt¹i d−íi d¹ng ®¬n chÊt vμ hîp
chÊt lμ hçn hîp cña 3 ®ång vÞ:
16
O
17
O
18
O
99,76% 0,04% 0,2%
-Lμ nguyªn tè phæ biÕn trªn tr¸i ®Êt, chiÕm 52,3%
thμnh phÇn cña vá tr¸i ®Êt. Ngoμiracßncãmétsè
®ång vÞ nh©n t¹o
14
O,
15
O,
16
O, cã tÝnh phãng x¹
víi chu kú b¸n r· rÊt nhá.
-Tånt¹i d−íi d¹ng ph©n tö gåm hai nguyªn tö O
2
.
- ë ®iÒu kiÖn th−êng lμ chÊt khÝ kh«ng mμu,
kh«ng mïi, kh«ng vÞ, h¬i nÆng h¬n kh«ng
khÝ
- NhiÖt ®é s«i rÊt thÊp t
o
S
= -183
o
C, nhiÖt ®é
nãng ch¶y t
o
nc
= -218,9
o
C
- Kh¶ n¨ng hoμ tan trong n−íc rÊt kÐm, ë
20
o
C 1 lÝt n−íc hoμ tan kho¶ng 30ml O
2
- Oxy r¾n, khÝ vμ láng ®Òu lμ chÊt thuËn tõ v×
chóng ®Òu chøa c¸c ph©n tö O
2
cã 2e ®éc
th©n
TÝnh chÊt ho¸ häc
-§ébéicñaO
2
lμ 2, E
lk
= 494 KJ.mol
-1
, b¾t ®Çu
ph©n huû thμnh c¸c nguyªn tö t−¬ng øng ë
nhiÖt ®é t= 1400
o
C
O
2
⇄ 2O
- Oxi rÊt ho¹t ®éng ho¸ häc ë nhiÖt ®é cao,
ph¶n øng trùc tiÕp víi nhiÒu hîp chÊt vμ hÇu
hÕt c¸c ®¬n chÊt t¹o thμnh c¸c oxit, trõ c¸c
halogen, nguyªn tè khÝ hiÕm, mét sè kim lo¹i
quý. Kh¶ n¨ng ph¶n øng ho¸ häc cña ph©n tö
O
2
lμ do sù tån t¹i cña 2e ®éc th©n trªn c¸c
MO π* ph¶n liªn kÕt.
2
- Oxi tham gia vμoc¸cph¶n øng ph©n huû
c¸c hîp chÊt h÷u c¬ (x¸c c¸c ®éng thùc vËt
thèi r÷a…).
- NhiÒu ph¶n øng oxi ho¸ c¸c hîp chÊt b»ng
O
2
®· ®−îc sö dông trong c«ng nghiÖp:
+ Ph¶n øng ch¸y cña axetylen ®Ó t¹o nhiÖt ®é
cao (®Ìn x×)
+ Ph¶n øng oxi ho¸ SO
2
thμnh SO
3
®Ó ®iÒu
chÕ axit sunfuric…
-Oxi rÊt quan träng ®èi víi c¸c qu¸ tr×nh trao
®æi chÊt cña ng−êi vμ ®éng thùc vËt
-Oxi tham gia vμo vßng tuÇn hoμn cña c¸c
nguyªn tè nh− N, S, P… trong khÝ quyÓn
Sè oxi ho¸
Trong hÇu hÕt c¸c hîp chÊt sè oxi ho¸ cña O
lμ -2, trong c¸c hîp chÊt peoxit: Na
2
O
2
, H
2
O
2
-
sè oxi ho¸ lμ -1, trong hîp chÊt supeoxit KO
2
cã sè oxi ho¸ lμ -1/2, trong hîp chÊt ozonit
KO
3
cã sè oxi ho¸ lμ -1/3, cã sè oxi ho¸ lμ +1
trong hîp chÊt Flurua OF
2
§iÒu chÕ oxi
- Trong phßng thÝ nghiÖm: ®iÒu chÕ O
2
b»ng
ph©n huû c¸c hîp chÊt giμuoxi, kÐm bÒn nh−
KMnO
4
, KClO
3
…
250
o
C
2KMnO
4
→ K
2
MnO
4
+ MnO
2
+ O
2
T
o
,MnO
2
2KClO
3
→ 2KCl + 3O
2
T
o
2KNO
3
→ 2KNO
2
+ O
2
- Trong c«ng nghiÖp:
1. Ho¸ láng kh«ng khÝ, h¹ thÊp nhiÖt ®é xuèng
kho¶ng -200
o
C thu ®−îc hçn hîp kh«ng khÝ ë tr¹ng
th¸i láng, sau ®ã lμm bay h¬i ph©n ®o¹n t¨ng nhiÖt
®é ®Õn t= -195
o
C (N
2
bay h¬i), råi ®Õn t= -183
o
C O
2
bay ra. ¦u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p cho phÐp thu
®−îc N
2
vμ O
2
tinh khiÕt.
2. §iÖn ph©n H
2
O trong dung dÞch kiÒm còng cho
phÐp thu ®−îc O
2
vμ H
2
tinh khiÕt, nh−ng ®©y lμ
ph−¬ng ph¸p ®¾t tiÒn.
3
Ozon
§Æc ®iÓm cÊu t¹o vμ tÝnh chÊt lý häc
Ph©n tö ozon tr−íc ®©y mét thêi gian dμi®−îc coi lμ
cã cÊu t¹o vßng kÝn:
cÊu t¹o nμy kh«ng phï hîp víi momen l−ìng cùc x¸c
®Þnh ®−îc.
Ph©n tö O
3
kh«ngcãvßngkÝnmμ lμ ph©n tö h×nh gãc
gièng nh− ph©n tö H
2
O
O
OO
O
O
O
- d
O-O
=1,278A, ®iÒu ®ã chøng tá r»ng liªn kÕt
trong ph©n tö O
3
cã mét phÇn ®Æc tÝnh kÐp; cã
hai liªn kÕt σ vμ mét liªn kÕt π kh«ng ®Þnh
chç.
- ë ®iÒu kiÖn th−êng O
3
lμ khÝ cã mμu xanh lam
nh¹t vμ cã mïi ®Æc biÖt. Ph©n tö cã khèi l−îng
t−¬ng ®èi lín, cã cùc (μ = 0,66D). t
o
nc
=-
192,7
o
C vμ t
o
s
= - 111,9
o
C. Kh¶ n¨ng hoμ tan
trong n−íc cña O
3
lín h¬n O
2
15 lÇn, chÊt
nghÞch tõ.
TÝnh chÊt ho¸ häc
-O
3
cã ®é béi liªn kÕt nhá h¬n ®é béi liªn kÕt cña
O
2
, kÐm bÒn h¬n so víi O
2
vμ dÔ bÞ ph©n huû
thμnh O
2
nh− sau:
O
3
(K) → 3/2O
2
(K) ΔH
o
298
= -142,7 KJ
-O
3
cã tÝnh oxi ho¸ m¹nh h¬n nhiÒu so víi O
2
. O
3
lμ chÊt oxi ho¸ m¹nh, cã thÓ ph¶n øng víi nhiÒu
chÊt trong ®iÒu kiÖn mμ O
2
cßn tr¬. VÝ du: O
3
cã
thÓ t−¬ng t¸c víi Ag vμ Hg.
2Ag + O
3
= Ag
2
O + O
2
- Cã thÓ oxi ho¸ sunfua thμnh sunfat:
PbS + 4O
3
= PbSO
4
+ 4O
2
-O
3
cã tÝnh oxi ho¸ m¹nh trong c¶ m«i tr−êng axit vμ
baz¬ ®−îc ®¸nh gi¸ thÕ khö chuÈn:
O
3
+ 2e + 2H
+
= O
2
+ H
2
O ε
o
= 2,07V
O
3
+ 2e + H
2
O = O
2
+ 2OH
-
ε
o
= 1,24V
O
2
+ 4e + 4H
+
= 2H
2
O ε
o
= 1,229V
O
2
+ 2H
2
O + 4e = 4OH
-
ε
o
= 0,401V
- O
3
lμ chÊt oxi ho¸ m¹nh, kh¶ n¨ng diÖt khuÈn rÊt tèt.
Nã ®−îc sö dông ®Ó lμm s¹ch n−íc uèng, n−íc sinh
ho¹t, n−íc th¶i, lμm s¹ch kh«ng khÝ.
4
Hîp chÊt H
2
O
2
CÊu t¹o vμ tÝnh chÊt lý häc
-CÊut¹o gÊp khóc; d
O-O
=1,48A, d
H-O
= 0,95A,
E
O-O
=217,5KJ.mol
-1
, E
O-H
= 376,5 KJ.mol
-1
. Do ph©n
tö kh«ng ®èi xøng nªn ph©n cùc.
111,5
o
94,8
o
0,95A
1,48A
-ë®iÒu kiÖn th−êng lμ chÊt láng mμu xanh
nh¹t, h¬i nhít, cã thÓ hoμ tan trong n−íc
bÊt cø tû lÖ nμo, s«i ë t
s
= 152
o
C vμ ho¸ r¾n
ë t
®
= -0,89
o
C. Dung dÞch H
2
O
2
th−êng ®−îc
sö dông trong phßng thÝ nghiÖm cã nång
®é 30%.
TÝnh chÊt ho¸ häc
-§©y lμ hîp chÊt kÐm bÒn dÔ bÞ ph©n huû theo
ph¶n øng:
2H
2
O
2
= 2H
2
O + O
2
,
tuy nhiªn ph¶n øng nμy x¶y ra chËm ë ®iÒu kiÖn
th−êng, tèc ®é ph¶n øng t¨ng lªn nhiÒu khi cã mÆt
chÊt xóc t¸c K
2
CrO
4
-Cãsèoxiho¸lμ -1 nªn H
2
O
2
võa thÓ hiÖn tÝnh oxi
ho¸ vμ võa thÓ hiÖn tÝnh khö. TÝnh oxi ho¸ vμ tÝnh
khö cña H
2
O
2
®−îc ®¸nh gi¸ b»ng thÕ khö:
H
2
O
2
+ 2e + 2H
+
⇄ 2H
2
O ε
o
= 1,77V
H
2
O
2
+ 2e ⇄ 2OH
-
ε
o
= 0,87V
O
2
+ 2e + 2H
+
⇄ H
2
O
2
ε
o
= 0,68V
VÝ dô:
+ H
2
O
2
cã thÓ oxi ho¸ I
-
thμnh I
2
, sunfua thμnh
sunfat…
H
2
O
2
+ 2KI + H
2
SO
4
= I
2
+ K
2
SO
4
+ 2H
2
O
4H
2
O
2
+ PbS = PbSO
4
+ 4H
2
O
+ Víi c¸c chÊt oxi ho¸ m¹nh nh− KMnO
4
, O
3
hoÆc
Cl
2
th× thÓ hiÖn tÝnh khö:
5H
2
O
2
+ MnO
4
-
+ 6H
+
= 5O
2
+ 2Mn
2+
+ 8H
2
O
- TÝnh axit yÕu cña H
2
O
2
H
2
O
2
⇄ H
+
+ HO
2
-
K
1
= 1,5.10
-12
HO
2
-
⇄ H
+
+ O
2
-
K
2
rÊt
nhá
5
- §iÒu chÕ H
2
O
2
H
2
O
2
®−îc ®iÒu chÕ b»ng ®iÖn ph©n dung dÞch
H
2
SO
4
50% ë nhiÖt ®é kho¶ng 5-10
o
C. ë anèt
cã qu¸ tr×nh sau:
2HSO
4
-
-2e = S
2
O
8
2-
+ 2H
+
2SO
4
2-
-2e = S
2
O
8
2-
H
2
S
2
O
8
+ 2H
2
O = 2H
2
SO
4
+ H
2
O
2
Phßng thÝ nghiªm:
BaO
2
+H
2
SO
4
(l)=H
2
O
2
+BaSO
4
L−u huúnh
CÊu t¹o vμ tÝnh chÊt lý häc
- 3s
2
3p
4
3d
o
, l−u huúnh cã nhiÒu tr¹ng th¸i céng
ho¸ trÞ, do ®ã cã nhiÒu sè oxi ho¸
- Sè oxi ho¸: sè oxi ho¸ lμ -2 khi t¹o liªn kÕt
céng ho¸ trÞ víi c¸c nguyªn tè cã ®é ©m ®iÖn
lín h¬n (c¸c hîp chÊt sunfua), -1 trong hîp
chÊt pirit FeS
2
, +2, +4, +6 trong c¸c hîp chÊt
víi c¸c nguyªn tè cã ®é ©m ®iÖn lín h¬n nh−
SF
2
, SO
2
, SF
4
, SO
4
2-
, SF
6
-Stån t¹i d−íi nhiÒu d¹ng thï h×nh kh¸c nhau, do cã thÓ t¹o m¹ch
®ång nhÊt gåm nhiÒu nguyªn tö S. Hai d¹ng thï h×nh th«ng
th−êng gÆp nhÊt cña l−uhuúnhlμ S
α
vμ S
β
+ C¸c d¹ng thï h×nh nμy ®Òu lμ chÊt tinh thÓ cÊu t¹o tõ c¸c ph©n tö
S
8
+ S
α
chÊt r¾n mμu vμng, t
o
nc
= 112,8
o
C, nghÞch tõ, c¸ch ®iÖn, =
2,07 g/cm
3
, bÒn ë nhiÖt ®é th−êng, > 95,5
o
C chuyÓn sang d¹ng
S
β
+ S
β
cã mμu vμng nh¹t, t
o
nc
= 119,2
o
C, t¹o thμnh chÊt láng mμu
vμng s¸ng gåm c¸c ph©n tö S
8
, tû khèi = 1,96 g/cm
3
, bÒn ë >
95,5
o
C, < nhiÖt ®é nμy chuyÓn sang d¹ng S
α
+ S
α
⇆ S
β
ρ
- > t= 160
o
C c¸c ph©n tö vßng S
8
bÞ ®øt thμnh c¸c
ph©n tö m¹ch hë, c¸c ph©n tö nμy nèi víi nhau
thμnh nh÷ng m¹ch dμi h¬n gåm hμng tr¨m hμng
ngμn nguyªn tö S, ®é nhít cña chÊt láng t¨ng lªn
vμ mμu trë nªn xÉm. > 200
o
C ®é nhít cña chÊt
láng l¹i gi¶m xuèng. S s«i ë t=444,7
o
C. H¬i S gåm
c¸c ph©n tö S
2
, S
4
, S
6
, S
8
n»m c©n b»ng víi nhau,
S
2
cã tÝnh thuËn tõ gièng O
2
. Lμm l¹nh ®ét ngét h¬i
S thu ®−îc chÊt r¾n mμu xanh tÝm, cã tÝnh thuËn
tõ, kh«ng bÒn. L−u huúnh láng ®−îc lμm l¹nh ®ét
ngét sÏ chuyÓn thμnh chÊt dÎo, kh«ng bÒn.
- TÊt c¶ c¸c d¹ng thï h×nh cña S kh«ng tan trong
n−íc, Ýt tan trong r−îu vμ este, nh−ng tan tèt trong
benzen vμ ®Æc biÖt lμ CS
2
6
TÝnh chÊt ho¸ häc
-ë t th−êng kÐm ho¹t ®éng ho¸ häc, ë t cao nã
ph¶n øng víi hÇu hÕt c¸c nguyªn tè trõ c¸c khÝ
hiÕm, nit¬, ièt, vμng vμ platin
-Víi kim lo¹i vμ hydro l−u huúnh thÓhiÖntÝnhoxy
ho¸
t=300
o
C
+ S + H
2
⇄ H
2
S
+ S t¸c dông víi c¸c kim lo¹i: Víi c¸c kim lo¹i kiÒm
vμ kiÒm thæ, Ag, Hg ph¶n øng x¶y ra ë t th−êng,
cßn víi Fe, Ni, Co, Cr ph¶n øng x¶y ra ë nhiÖt ®é
cao
-Víic¸cphi kim, S thÓ hiÖn tÝnh khö:
+ S ch¸y trong kh«ng khÝ t¹o thμnh khÝ sunfua dioxit:
S + O
2
= SO
2
+ S t¸c dông víi F ët th−êng, víi Cl, Br ët caot¹o thμnh
halogenua cña l−u huúnh
+ S còng thÓ hiÖn tÝnh khö khi t¸c dông víi c¸c chÊt oxi
ho¸ m¹nh nh− KClO
3
, K
2
Cr
2
O
7
, HNO
3
, H
2
SO
4®
2KClO
3
+ 3S = 2KCl + SO
2
2H
2
SO
4
+ S = 3SO
2
+ 2H
2
O
- Trong thiªn nhiªn: S tån t¹i d−íi c¶ d¹ng ®¬n chÊt vμ hîp
chÊtcñanãnh− H
2
S, sunfua kim lo¹i, pirit s¾t, sunfat,
th¹ch cao….
Hîp chÊt H
2
S
-H
2
S lμ hîp chÊt céng ho¸ trÞ, cã cÊu tróc gãc,
gãc liªn kÕt HSH lμ 92
o
.
-ë®iÒu kiÖn th−êng lμ chÊt khÝ, cã mïi trøng
thèi, rÊt ®éc, Ýt tan trong n−íc.
- Dung dÞch b·o hoμ H
2
S ë 25
o
C vμ 1 atm cã
nång ®é kho¶ng 0,1M. H
2
S kÐm bÒn nhiÖt ë
400
o
C nã b¾t ®Çu ph©n huû thμnh S vμ H
2
TÝnh chÊt ho¸ häc
- TÝnh axit: §©y lμ axit yÕu hai lÇn axit, trong
dung dÞch nã ph©n ly nh− sau:
H
2
S ⇄ H
+
+ HS
-
K
1
= 10
-7
HS
-
⇄ H
+
+ S
2-
K
2
= 10
-14
-H
2
S lμ chÊt khö m¹nh:
t
th
2H
2
S + O
2
= 2S + 2H
2
O
t
o
C
2H
2
S + 3O
2
= 2SO
2
+ 2H
2
O
7
+ Ta cã ε
o
S/H2S
= 0,14V do ®ã mäi cÆp oxi ho¸
khö cã thÕ khö lín h¬n 0,14V ®Òu cã thÓ oxi
ho¸ H
2
S thμnh S, vÝ dô:
I
2
+ H
2
S = S + 2HI
+ C¸c chÊt oxi ho¸ m¹nh: Cl
2
hoÆc Br
2
oxy ho¸
H
2
S thμnh H
2
SO
4
:
H
2
S + 4Cl
2
+ 4H
2
O = H
2
SO
4
+ 8HCl
§iÒu chÕ H
2
S
- Trong c«ng nghiÖp H
2
S th−êng ®−îc t¸ch tõ
khÝ thiªn nhiªn trong qu¸ tr×nh tinh chÕ dÇu
má
- Trong phßng thÝ nghiÖm H
2
S ®−îc ®iÒu chÕ tõ
c¸c muèi sunfua:
FeS + 2HCl = FeCl
2
+ H
2
S
Hîp chÊt SO
2
- Cã cÊu t¹o gãc gièng nh− O
3
. Gãc OSO lμ
119
o
5 vμ ®é dμi liªn kÕt S-O lμ 1,43A.
-ë®iÒu kiÖn th−êng SO
2
lμ khÝ kh«ng mμu, cã
mïi rÊt khã, t
o
S
=-10
o
C, t
o
nc
=-75
o
C, tan tèt trong
n−íc. ë 20
o
C 1 lÝt n−íc hoμ tan kho¶ng 40 lÝt
khÝ SO
2
.
-Lμ t¸c nh©n lμm l¹nh vμ ®−îc øng dông ®Ó s¶n
xuÊt axit sunfuric, lμ chÊt g©y « nhiÔm m«i
tr−êng.
TÝnh chÊt ho¸ häc
+ Kh¶ n¨ng hoμ tan trong n−íc:
SO
2
(K) + aq ⇆ SO
2
.aq ⇆ H
2
SO
3
⇆ H
+
+
HSO
3
-
⇆ 2H
+
+ SO
3
2-
H
2
SO
3
kh«ng t¸ch ®−îc ra khái dung dÞch n−íc,
nh−ng c¸c anion HSO
3
-
vμ SO
3
2-
t¹o ®−îc c¸c
muèi kÕt tinh tèt
+ Tan trong kiÒm:
NaOH + SO
2
= NaHSO
3
NaOH + NaHSO
3
= Na
2
SO
3
+ H
2
O
Na
2
SO
3
+ 2H
+
= 2Na
+
+ SO
2
+ H
2
O
8
+ TÝnh khö cña SO
2
thÓ hiÖn trong m«i tr−êng axit vμ
trung tÝnh, ®−îc ®¸nh gi¸ b»ng thÕ khö chuÈn:
SO
4
2-
+ 2e + 4H
+
⇆ SO
2
.aq + 2H
2
O ε
o
= 0,17V
SO
4
2-
+ 2e + H
2
O ⇆ SO
3
2-
+ 2OH
-
ε
o
= -0,93V
C¸c chÊt oxi ho¸ m¹nh nh− HNO
3
, KMnO
4
, K
2
Cr
2
O
7
,
halogen…cã thÓ oxi ho¸ SO
2
hoÆc SO
3
2-
thμnh SO
4
2-
.
VÝ dô:
2HNO
3
+ SO
2
= H
2
SO
4
+ 2NO
2
Cl
2
+ H
2
O + Na
2
SO
3
= Na
2
SO
4
+ 2HCl
Cl
2
+ SO
2
+ H
2
O = H
2
SO
4
+ 2HCl
C¸c muèi sunfit vμ hydrosunfit ®Ó l©u ngμy
trong kh«ng khÝ còng bÞ oxi ho¸ dÇn thμnh muèi
sunfat:
ChËm
2Na
2
SO
3
+ O
2
= 2Na
2
SO
4
+ TÝnh oxi ho¸: Khi t¸c dông víi chÊt khö m¹nh
h¬n th× S(+4) l¹i thÓ hiÖn tÝnh oxi ho¸:
SO
3
2-
+ 2S
2-
+ 6H
+
= 3S + 3H
2
O
SO
2
+ 2H
2
S = 3S + 2H
2
O
- §iÒu chÕ:
+ Trong c«ng nghiÖp: SO
2
th−êng ®−îc ®iÒu
chÕ tõ quÆng pirit hoÆc l−u huúnh, tuy nhiªn
ph−¬ng ph¸p thø hai ®¾t h¬n
4FeS
2
+ 11O
2
= 2Fe
2
O
3
+ 8SO
2
+ Trong phßng thÝ nghiÖm: SO
2
®−îc ®iÒu chÕ
b»ng c¸ch nhá axit H
2
SO
4
vμo muèi sunfit hoÆc
hydrosunfit
NaHSO
3
+ H
2
SO
4
= NaHSO
4
+ H
2
O + SO
2
Hîp chÊt víi sè oxi ho¸ (+6)
-
SO
3
cã cÊu t¹o lμ tam gi¸c ph¼ng, gãc OSO lμ 120
o
,
ph©n tö kh«ng ph©n cùc.
-Ph©ntöSO
3
tån t¹i ë tr¹ng th¸i h¬i. Khi lμm l¹nh h¬i
ng−ng tô thμnh chÊt láng dÔ bay h¬i (t
s
= 44,8
o
C) gåm chñ
yÕu c¸c ph©n tö trime m¹ch vßng (SO
3
)
3
: 3SO
3
⇆ (SO
3
)
3
,
hçn hîp ®−îc lμm l¹nh ®Õn 16,8
o
C, chÊt láng biÕn thμnh
khèi r¾n d¹ng SO
3
γ, cã cÊu t¹o bëi 3 h×nh bèn mÆt SO
4
nèi víi nhau bëi c¸c nguyªn tö O.
9
- Hydroxit t−¬ng øng cña SO
3
lμ axit
sunfuric, ®−îc t¹o ra khi SO
3
®−îc hoμ
tan trong n−íc
- Trong c«ng nghiÖp SO
3
®−îc tæng hîp
b»ng ph¶n øng oxi ho¸ SO
2
trong
kh«ng khÝ cã mÆt xóc t¸c V
2
O
5
ë nhiÖt
®é t= 500
o
C:
SO
2
(K) + O
2
(K) ⇆ SO
3
(K)
- Trong phßng thÝ nghiÖm: SO
3
®−îc ®iÒu chÕ
b»ng ch−ng cÊt axit sunfuric.
H
2
SO
4
lμ chÊt láng kh«ng mμu, kh«ng mïi,
nhít, c¸c ph©n tö liªn kÕt víi nhau b»ng liªn kÕt
hydro, ®«ng ®Æc ë 10,37
o
C vμ s«i ë kho¶ng
280
o
C. Khi ®un s«i axit sunfuric tinh khiÕt, míi
®Çu axit cho h¬i giμukhÝSO
3
bay ra, ®Õn dung
dÞch cã nång ®é 98,2% th× s«i ë 338
o
C, ®ã lμ
hçn hîp ®ång s«i cña axit sunfuric vμ n−íc
- TÝnh chÊt cña H
2
SO
4
:
+ ChÊt rÊt h¸o n−íc, khi pha lo·ng dung dÞch
H
2
SO
4
®Æc ®Ó ®−îc H
2
SO
4
lo·ng ta ph¶i cho
t−¬ng øng tõng giät H
2
SO
4
®Æc vμon−íc mμ
kh«ng ®−îc lμmng−îc l¹i
+ §©y lμ axit m¹nh, H
2
SO
4
®Æc cã tÝnh oxi ho¸
m¹nh, cãthÓoxiho¸®−îc c¸c kim lo¹i kÐm
ho¹t ®éng ho¸ häc nh− Cu, Ag, Hg, s¶n phÈm
ph¶n øng khö H
2
SO
4
lμ SO
2
2H
2
SO
4
+ Cu = CuSO
4
+ SO
2
+ 2H
2
O
Cßn ph¶n øng víi c¸c kim lo¹i ho¹t ®éng th× s¶n
phÈm khö H
2
SO
4
ngoμiSO
2
ra cßn cã thÓ lμ S,
H
2
S
Mg + 2H
2
SO
4
= MgSO
4
+ SO
2
+ 2H
2
O
3Mg + 4H
2
SO
4
= 3MgSO
4
+ S + 4H
2
O
4Mg + 5H
2
SO
4
= 4MgSO
4
+ H
2
S + 4H
2
O
Mét sè phi kim ho¹t ®éng ho¸ häc nh− S, C, P
còng bÞ axit H
2
SO
4
®Æc nãng oxi ho¸ thμnh c¸c
oxit cã sè oxi ho¸ cao, vÝ dô:
S + H
2
SO
4
= 2SO
2
+ 2H
2
O
C + H
2
SO
4
= CO
2
+ SO
2
+ H
2
O
10
Mét vμi hîp chÊt kh¸c cña S
* Axit peoxidisunfuric H
2
S
2
O
8
lμ chÊt r¾n tr¾ng
dÔ hót Èm, ion S
2
O
8
2-
cã tÝnh oxi ho¸ rÊt m¹nh,
thÓhiÖnqua thÕkhöchuÈn:
S
2
O
8
2-
+ 2e = 2SO
4
2-
; ε
o
= 2,01V
Nã cã thÓ oxi ho¸ Mn
2+
thμnh MnO
4
-
, Cr
3+
thμnh
Cr
2
O
7
2-
5S
2
O
8
2-
+ 2Mn
2+
+ 8H
2
O = 10SO
4
2-
+ 2MnO
4
-
+
16H
+
Sù thuû ph©n H
2
S
2
O
8
t¹o thμnh axit H
2
SO
5
còng lμ chÊt oxi ho¸ m¹nh:
H
2
S
2
O
8
+ H
2
O = H
2
SO
4
+ H
2
SO
5
H
2
SO
5
+ H
2
O = H
2
SO
4
+ H
2
O
2
* Axit thiosunfuric H
2
S
2
O
3
ÝtbÒndÔbÞph©nhuû
H
2
S
2
O
3
→ H
2
SO
3
+ S
TÝnh ®Æc tr−ng cña S
2
O
3
2-
lμ tÝnh khö vμ kh¶ n¨ng
t¹o phøc
S
2
O
3
2-
bÞ Cl
2
hoÆc Br
2
oxi ho¸ thμnh SO
4
2-
S
2
O
3
2-
+ 4Cl
2
+ 5H
2
O = 2SO
4
2-
+ 8Cl
-
+ 10H
+
(sö
dông ph¶n øng nμy®Ólo¹i vÕtCl
2
cßnl¹i saukhi
tÈy sîi)
Dung dÞch chøa ion S
2
O
3
2-
cã kh¶ n¨ng hoμ tan
AgBr vμ AgCl:
2S
2
O
3
2-
+ AgBr = [Ag(S
2
O
3
)
2
]
3-
+ Br
-
| 1/10
| | Tải xuống

Có thể bạn quan tâm:

Preview text:

O, S, Se, Te, Po Oxy
TÝnh chÊt lý häc vμ ®Æc ®iÓm cÊu t¹o
- O nguyªn tö cã cÊu h×nh electron: 1s22s22p4 Ch−¬ng IV
- Oxi thiªn nhiªn tån t¹i d−íi d¹ng ®¬n chÊt vμ hîp
chÊt lμ hçn hîp cña 3 ®ång vÞ: C¸c nguyªn tè nhãm VIA 16O 17O 18O 99,76% 0,04% 0,2%
- Lμ nguyªn tè phæ biÕn trªn tr¸i ®Êt, chiÕm 52,3%
thμnh phÇn cña vá tr¸i ®Êt. Ngoμi ra cßn cã mét sè
®ång vÞ nh©n t¹o 14O, 15O, 16O, cã tÝnh phãng x¹
víi chu kú b¸n r· rÊt nhá.
- Tån t¹i d−íi d¹ng ph©n tö gåm hai nguyªn tö O . 2
- ë ®iÒu kiÖn th−êng lμ chÊt khÝ kh«ng mμu, TÝnh chÊt ho¸ häc
kh«ng mïi, kh«ng vÞ, h¬i nÆng h¬n kh«ng
- §é béi cña O lμ 2, E = 494 KJ.mol-1, b¾t ®Çu 2 lk khÝ
ph©n huû thμnh c¸c nguyªn tö t−¬ng øng ë nhiÖt ®é t= 1400oC
- NhiÖt ®é s«i rÊt thÊp to = -183oC, nhiÖt ®é S ⇄ nãng ch¶y to = -218,9oC O 2O 2 nc
- Oxi rÊt ho¹t ®éng ho¸ häc ë nhiÖt ®é cao,
- Kh¶ n¨ng hoμ tan trong n−íc rÊt kÐm, ë
ph¶n øng trùc tiÕp víi nhiÒu hîp chÊt vμ hÇu
20oC 1 lÝt n−íc hoμ tan kho¶ng 30ml O2
hÕt c¸c ®¬n chÊt t¹o thμnh c¸c oxit, trõ c¸c
- Oxy r¾n, khÝ vμ láng ®Òu lμ chÊt thuËn tõ v×
halogen, nguyªn tè khÝ hiÕm, mét sè kim lo¹i
chóng ®Òu chøa c¸c ph©n tö O cã 2e ®éc
quý. Kh¶ n¨ng ph¶n øng ho¸ häc cña ph©n tö 2 th©n
O lμ do sù tån t¹i cña 2e ®éc th©n trªn c¸c 2 MO π* ph¶n liªn kÕt. 1
- Oxi tham gia vμo c¸c ph¶n øng ph©n huû
- Oxi rÊt quan träng ®èi víi c¸c qu¸ tr×nh trao
c¸c hîp chÊt h÷u c¬ (x¸c c¸c ®éng thùc vËt
®æi chÊt cña ng−êi vμ ®éng thùc vËt thèi r÷a…).
- Oxi tham gia vμo vßng tuÇn hoμn cña c¸c
- NhiÒu ph¶n øng oxi ho¸ c¸c hîp chÊt b»ng
nguyªn tè nh− N, S, P… trong khÝ quyÓn
O ®· ®−îc sö dông trong c«ng nghiÖp: 2 Sè oxi ho¸
+ Ph¶n øng ch¸y cña axetylen ®Ó t¹o nhiÖt ®é
Trong hÇu hÕt c¸c hîp chÊt sè oxi ho¸ cña O cao (®Ìn x×)
lμ -2, trong c¸c hîp chÊt peoxit: Na O , H O - 2 2 2 2
sè oxi ho¸ lμ -1, trong hîp chÊt supeoxit KO
+ Ph¶n øng oxi ho¸ SO thμnh SO ®Ó ®iÒu 2 2 3
cã sè oxi ho¸ lμ -1/2, trong hîp chÊt ozonit chÕ axit sunfuric…
KO cã sè oxi ho¸ lμ -1/3, cã sè oxi ho¸ lμ +1 3 trong hîp chÊt Flurua OF2 §iÒu chÕ oxi - Trong c«ng nghiÖp:
- Trong phßng thÝ nghiÖm: ®iÒu chÕ O b»ng 2
ph©n huû c¸c hîp chÊt giμu oxi, kÐm bÒn nh−
1. Ho¸ láng kh«ng khÝ, h¹ thÊp nhiÖt ®é xuèng KMnO , KClO …
kho¶ng -200oC thu ®−îc hçn hîp kh«ng khÝ ë tr¹ng 4 3
th¸i láng, sau ®ã lμm bay h¬i ph©n ®o¹n t¨ng nhiÖt 250oC
®é ®Õn t= -195oC (N bay h¬i), råi ®Õn t= -183oC O 2 2 2KMnO → K MnO + MnO + O 4 2 4 2 2
bay ra. ¦u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p cho phÐp thu To,MnO2 ®−îc N vμ O tinh khiÕt. 2 2 2KClO → 2KCl + 3O 3 2
2. §iÖn ph©n H O trong dung dÞch kiÒm còng cho 2 To
phÐp thu ®−îc O vμ H tinh khiÕt, nh−ng ®©y lμ 2 2 2KNO → 2KNO + O ph−¬ng ph¸p ®¾t tiÒn. 3 2 2 2 Ozon
§Æc ®iÓm cÊu t¹o vμ tÝnh chÊt lý häc - d
=1,278A, ®iÒu ®ã chøng tá r»ng liªn kÕt O-O
Ph©n tö ozon tr−íc ®©y mét thêi gian dμi ®−îc coi lμ
trong ph©n tö O cã mét phÇn ®Æc tÝnh kÐp; cã 3 cã cÊu t¹o vßng kÝn:
hai liªn kÕt σ vμ mét liªn kÕt π kh«ng ®Þnh chç. O
- ë ®iÒu kiÖn th−êng O lμ khÝ cã mμu xanh lam O O 3
nh¹t vμ cã mïi ®Æc biÖt. Ph©n tö cã khèi l−îng
cÊu t¹o nμy kh«ng phï hîp víi momen l−ìng cùc x¸c
t−¬ng ®èi lín, cã cùc (μ = 0,66D). to =- nc ®Þnh ®−îc.
192,7oC vμ to = - 111,9oC. Kh¶ n¨ng hoμ tan s
Ph©n tö O kh«ng cã vßng kÝn mμ lμ ph©n tö h×nh gãc
trong n−íc cña O lín h¬n O 15 lÇn, chÊt 3 3 2 gièng nh− ph©n tö H O nghÞch tõ. 2 O O O TÝnh chÊt ho¸ häc
- O cã ®é béi liªn kÕt nhá h¬n ®é béi liªn kÕt cña
- O cã tÝnh oxi ho¸ m¹nh trong c¶ m«i tr−êng axit vμ 3 3
baz¬ ®−îc ®¸nh gi¸ thÕ khö chuÈn:
O , kÐm bÒn h¬n so víi O vμ dÔ bÞ ph©n huû 2 2 thμnh O nh− sau: 2 O + 2e + 2H+ = O + H O εo= 2,07V O (K) → 3/2O (K) ΔHo = -142,7 KJ 3 2 2 3 2 298 O + 2e + H O = O + 2OH- εo= 1,24V 3 2 2
- O cã tÝnh oxi ho¸ m¹nh h¬n nhiÒu so víi O . O 3 2 3 O + 4e + 4H+ = 2H O εo= 1,229V 2 2
lμ chÊt oxi ho¸ m¹nh, cã thÓ ph¶n øng víi nhiÒu O + 2H O + 4e = 4OH- εo= 0,401V
chÊt trong ®iÒu kiÖn mμ O cßn tr¬. VÝ du: O cã 2 2 2 3
thÓ t−¬ng t¸c víi Ag vμ Hg.
- O lμ chÊt oxi ho¸ m¹nh, kh¶ n¨ng diÖt khuÈn rÊt tèt. 3 2Ag + O = Ag O + O 3 2 2
Nã ®−îc sö dông ®Ó lμm s¹ch n−íc uèng, n−íc sinh
- Cã thÓ oxi ho¸ sunfua thμnh sunfat:
ho¹t, n−íc th¶i, lμm s¹ch kh«ng khÝ. PbS + 4O = PbSO + 4O 3 4 2 3 Hîp chÊt H O 2 2
- ë ®iÒu kiÖn th−êng lμ chÊt láng mμu xanh
CÊu t¹o vμ tÝnh chÊt lý häc
nh¹t, h¬i nhít, cã thÓ hoμ tan trong n−íc - CÊu t¹o gÊp khóc; d =1,48A, d = 0,95A,
bÊt cø tû lÖ nμo, s«i ë t = 152oC vμ ho¸ r¾n O-O H-O s E =217,5KJ.mol-1, E = 376,5 KJ.mol-1. Do ph©n
ë t = -0,89oC. Dung dÞch H O th−êng ®−îc O-O O-H ® 2 2
tö kh«ng ®èi xøng nªn ph©n cùc.
sö dông trong phßng thÝ nghiÖm cã nång ®é 30%. 0,95A 111,5o 1,48A 94,8o TÝnh chÊt ho¸ häc VÝ dô:
- §©y lμ hîp chÊt kÐm bÒn dÔ bÞ ph©n huû theo ph¶n øng:
+ H O cã thÓ oxi ho¸ I- thμnh I , sunfua thμnh 2 2 2 2H O = 2H O + O , sunfat… 2 2 2 2
tuy nhiªn ph¶n øng nμy x¶y ra chËm ë ®iÒu kiÖn H O + 2KI + H SO = I + K SO + 2H O 2 2 2 4 2 2 4 2
th−êng, tèc ®é ph¶n øng t¨ng lªn nhiÒu khi cã mÆt 4H O + PbS = PbSO + 4H O chÊt xóc t¸c K CrO 2 2 4 2 2 4
- Cã sè oxi ho¸ lμ -1 nªn H O võa thÓ hiÖn tÝnh oxi
+ Víi c¸c chÊt oxi ho¸ m¹nh nh− KMnO , O hoÆc 4 3 2 2
ho¸ vμ võa thÓ hiÖn tÝnh khö. TÝnh oxi ho¸ vμ tÝnh Cl th× thÓ hiÖn tÝnh khö: 2
khö cña H O ®−îc ®¸nh gi¸ b»ng thÕ khö: - 2 2
5H O + MnO + 6H+ = 5O + 2Mn2+ + 8H O 2 2 4 2 2
H O + 2e + 2H+ ⇄ 2H O εo = 1,77V 2 2 2 - TÝnh axit yÕu cña H O H O + 2e ⇄ 2OH- εo = 0,87V 2 2 2 2 - O + 2e + 2H+ ⇄ H O εo = 0,68V H O ⇄ H+ + HO K = 1,5.10-12 2 2 2 2 2 2 1 HO - ⇄ H+ + O - K rÊt 2 2 2 nhá 4 - §iÒu chÕ H O 2 2 L−u huúnh
H O ®−îc ®iÒu chÕ b»ng ®iÖn ph©n dung dÞch 2 2
CÊu t¹o vμ tÝnh chÊt lý häc
H SO 50% ë nhiÖt ®é kho¶ng 5-10oC. ë anèt 2 4
- 3s23p43do, l−u huúnh cã nhiÒu tr¹ng th¸i céng cã qu¸ tr×nh sau:
ho¸ trÞ, do ®ã cã nhiÒu sè oxi ho¸ 2HSO - - 2e = S O 2- + 2H+ 4 2 8
- Sè oxi ho¸: sè oxi ho¸ lμ -2 khi t¹o liªn kÕt 2SO 2- -2e = S O 2- 4 2 8
céng ho¸ trÞ víi c¸c nguyªn tè cã ®é ©m ®iÖn H S O + 2H O = 2H SO + H O 2 2 8 2 2 4 2 2
lín h¬n (c¸c hîp chÊt sunfua), -1 trong hîp
chÊt pirit FeS , +2, +4, +6 trong c¸c hîp chÊt 2 Phßng thÝ nghiªm:
víi c¸c nguyªn tè cã ®é ©m ®iÖn lín h¬n nh− BaO +H SO (l)=H O +BaSO SF , SO , SF , SO 2-, SF 2 2 4 2 2 4 2 2 4 4 6
- S tån t¹i d−íi nhiÒu d¹ng thï h×nh kh¸c nhau, do cã thÓ t¹o m¹ch
- > t= 160oC c¸c ph©n tö vßng S bÞ ®øt thμnh c¸c 8
®ång nhÊt gåm nhiÒu nguyªn tö S. Hai d¹ng thï h×nh th«ng
ph©n tö m¹ch hë, c¸c ph©n tö nμy nèi víi nhau
th−êng gÆp nhÊt cña l−u huúnh lμ Sα vμ Sβ
thμnh nh÷ng m¹ch dμi h¬n gåm hμng tr¨m hμng
ngμn nguyªn tö S, ®é nhít cña chÊt láng t¨ng lªn
vμ mμu trë nªn xÉm. > 200oC ®é nhít cña chÊt
+ C¸c d¹ng thï h×nh nμy ®Òu lμ chÊt tinh thÓ cÊu t¹o tõ c¸c ph©n tö
láng l¹i gi¶m xuèng. S s«i ë t=444,7oC. H¬i S gåm S8
c¸c ph©n tö S , S , S , S n»m c©n b»ng víi nhau, + S ρ 2 4 6 8
α chÊt r¾n mμu vμng, to = 112,8oC, nghÞch tõ, c¸ch ®iÖn, = nc
S cã tÝnh thuËn tõ gièng O . Lμm l¹nh ®ét ngét h¬i
2,07 g/cm3, bÒn ë nhiÖt ®é th−êng, > 95,5oC chuyÓn sang d¹ng 2 2 S
S thu ®−îc chÊt r¾n mμu xanh tÝm, cã tÝnh thuËn β + S
tõ, kh«ng bÒn. L−u huúnh láng ®−îc lμm l¹nh ®ét
β cã mμu vμng nh¹t, to = 119,2oC, t¹o thμnh chÊt láng mμu nc
vμng s¸ng gåm c¸c ph©n tö S , tû khèi = 1,96 g/cm3, bÒn ë >
ngét sÏ chuyÓn thμnh chÊt dÎo, kh«ng bÒn. 8
95,5oC, < nhiÖt ®é nμy chuyÓn sang d¹ng Sα
- TÊt c¶ c¸c d¹ng thï h×nh cña S kh«ng tan trong + Sα ⇆ Sβ
n−íc, Ýt tan trong r−îu vμ este, nh−ng tan tèt trong benzen vμ ®Æc biÖt lμ CS2 5 TÝnh chÊt ho¸ häc
- Víi c¸c phi kim, S thÓ hiÖn tÝnh khö:
- ë t th−êng kÐm ho¹t ®éng ho¸ häc, ë t cao nã
+ S ch¸y trong kh«ng khÝ t¹o thμnh khÝ sunfua dioxit:
ph¶n øng víi hÇu hÕt c¸c nguyªn tè trõ c¸c khÝ
hiÕm, nit¬, ièt, vμng vμ platin S + O = SO 2 2
+ S t¸c dông víi F ë t th−êng, víi Cl, Br ë t cao t¹o thμnh
- Víi kim lo¹i vμ hydro l−u huúnh thÓ hiÖn tÝnh oxy halogenua cña l−u huúnh ho¸
+ S còng thÓ hiÖn tÝnh khö khi t¸c dông víi c¸c chÊt oxi t=300oC
ho¸ m¹nh nh− KClO , K Cr O , HNO , H SO 3 2 2 7 3 2 4® + S + H ⇄ H S 2 2 2KClO + 3S = 2KCl + SO 3 2
+ S t¸c dông víi c¸c kim lo¹i: Víi c¸c kim lo¹i kiÒm 2H SO + S = 3SO + 2H O 2 4 2 2
vμ kiÒm thæ, Ag, Hg ph¶n øng x¶y ra ë t th−êng,
- Trong thiªn nhiªn: S tån t¹i d−íi c¶ d¹ng ®¬n chÊt vμ hîp
cßn víi Fe, Ni, Co, Cr ph¶n øng x¶y ra ë nhiÖt ®é
chÊt cña nã nh− H S, sunfua kim lo¹i, pirit s¾t, sunfat, 2 cao th¹ch cao…. Hîp chÊt H S TÝnh chÊt ho¸ häc 2
- H S lμ hîp chÊt céng ho¸ trÞ, cã cÊu tróc gãc, 2
- TÝnh axit: §©y lμ axit yÕu hai lÇn axit, trong gãc liªn kÕt HSH lμ 92o.
dung dÞch nã ph©n ly nh− sau:
- ë ®iÒu kiÖn th−êng lμ chÊt khÝ, cã mïi trøng H S ⇄ H+ + HS- K = 10-7 2 1
thèi, rÊt ®éc, Ýt tan trong n−íc. HS- ⇄ H+ + S2- K = 10-14 2
- Dung dÞch b·o hoμ H S ë 25oC vμ 1 atm cã - H S lμ chÊt khö m¹nh: 2 2
nång ®é kho¶ng 0,1M. H S kÐm bÒn nhiÖt ë t 2 th
400oC nã b¾t ®Çu ph©n huû thμnh S vμ H 2H S + O = 2S + 2H O 2 2 2 2 toC 2H S + 3O = 2SO + 2H O 2 2 2 2 6 §iÒu chÕ H S + Ta cã εo
= 0,14V do ®ã mäi cÆp oxi ho¸ 2 S/H2S
khö cã thÕ khö lín h¬n 0,14V ®Òu cã thÓ oxi
- Trong c«ng nghiÖp H S th−êng ®−îc t¸ch tõ 2 ho¸ H S thμnh S, vÝ dô:
khÝ thiªn nhiªn trong qu¸ tr×nh tinh chÕ dÇu 2 má I + H S = S + 2HI 2 2
- Trong phßng thÝ nghiÖm H S ®−îc ®iÒu chÕ tõ
+ C¸c chÊt oxi ho¸ m¹nh: Cl hoÆc Br oxy ho¸ 2 2 2 c¸c muèi sunfua: H S thμnh H SO : 2 2 4 FeS + 2HCl = FeCl + H S H S + 4Cl + 4H O = H SO + 8HCl 2 2 2 2 2 2 4 Hîp chÊt SO2 TÝnh chÊt ho¸ häc
- Cã cÊu t¹o gãc gièng nh− O . Gãc OSO lμ 3
+ Kh¶ n¨ng hoμ tan trong n−íc:
119o5 vμ ®é dμi liªn kÕt S-O lμ 1,43A.
SO (K) + aq ⇆ SO .aq ⇆ H SO ⇆ H+ + 2 2 2 3 - 2-
- ë ®iÒu kiÖn th−êng SO lμ khÝ kh«ng mμu, cã HSO ⇆ 2H+ + SO 3 3 2
mïi rÊt khã, to =-10oC, to =-75oC, tan tèt trong
H SO kh«ng t¸ch ®−îc ra khái dung dÞch n−íc, S nc 2 3
nh−ng c¸c anion HSO - vμ SO 2- t¹o ®−îc c¸c
n−íc. ë 20oC 1 lÝt n−íc hoμ tan kho¶ng 40 lÝt 3 3 muèi kÕt tinh tèt khÝ SO . 2 + Tan trong kiÒm:
- Lμ t¸c nh©n lμm l¹nh vμ ®−îc øng dông ®Ó s¶n NaOH + SO = NaHSO 2 3
xuÊt axit sunfuric, lμ chÊt g©y « nhiÔm m«i NaOH + NaHSO = Na SO + H O tr−êng. 3 2 3 2 Na SO + 2H+ = 2Na+ + SO + H O 2 3 2 2 7
+ TÝnh khö cña SO thÓ hiÖn trong m«i tr−êng axit vμ
C¸c muèi sunfit vμ hydrosunfit ®Ó l©u ngμy 2
trung tÝnh, ®−îc ®¸nh gi¸ b»ng thÕ khö chuÈn:
trong kh«ng khÝ còng bÞ oxi ho¸ dÇn thμnh muèi
SO 2- + 2e + 4H+ ⇆ SO .aq + 2H O εo = 0,17V sunfat: 4 2 2
SO 2- + 2e + H O ⇆ SO 2- + 2OH- εo = -0,93V ChËm 4 2 3
C¸c chÊt oxi ho¸ m¹nh nh− HNO , KMnO , K Cr O , 2Na SO + O = 2Na SO 3 4 2 2 7 2 3 2 2 4
halogen…cã thÓ oxi ho¸ SO hoÆc SO 2- thμnh SO 2-.
+ TÝnh oxi ho¸: Khi t¸c dông víi chÊt khö m¹nh 2 3 4 VÝ dô:
h¬n th× S(+4) l¹i thÓ hiÖn tÝnh oxi ho¸: 2HNO + SO = H SO + 2NO SO 2- + 2S2- + 6H+ = 3S + 3H O 3 2 2 4 2 3 2
Cl + H O + Na SO = Na SO + 2HCl SO + 2H S = 3S + 2H O 2 2 2 3 2 4 2 2 2 Cl + SO + H O = H SO + 2HCl 2 2 2 2 4 - §iÒu chÕ:
Hîp chÊt víi sè oxi ho¸ (+6)
+ Trong c«ng nghiÖp: SO th−êng ®−îc ®iÒu - 2
SO cã cÊu t¹o lμ tam gi¸c ph¼ng, gãc OSO lμ 120o, 3
chÕ tõ quÆng pirit hoÆc l−u huúnh, tuy nhiªn ph©n tö kh«ng ph©n cùc.
ph−¬ng ph¸p thø hai ®¾t h¬n
- Ph©n tö SO tån t¹i ë tr¹ng th¸i h¬i. Khi lμm l¹nh h¬i 3
ng−ng tô thμnh chÊt láng dÔ bay h¬i (t = 44,8oC) gåm chñ s 4FeS + 11O = 2Fe O + 8SO 2 2 2 3 2
yÕu c¸c ph©n tö trime m¹ch vßng (SO ) : 3SO ⇆ (SO ) , 3 3 3 3 3
+ Trong phßng thÝ nghiÖm: SO ®−îc ®iÒu chÕ
hçn hîp ®−îc lμm l¹nh ®Õn 16,8oC, chÊt láng biÕn thμnh 2
khèi r¾n d¹ng SO γ, cã cÊu t¹o bëi 3 h×nh bèn mÆt SO
b»ng c¸ch nhá axit H SO vμo muèi sunfit hoÆc 3 4 2 4
nèi víi nhau bëi c¸c nguyªn tö O. hydrosunfit
NaHSO + H SO = NaHSO + H O + SO 3 2 4 4 2 2 8
- Trong phßng thÝ nghiÖm: SO ®−îc ®iÒu chÕ
- Hydroxit t−¬ng øng cña SO lμ axit 3 3
b»ng ch−ng cÊt axit sunfuric.
sunfuric, ®−îc t¹o ra khi SO ®−îc hoμ 3
H SO lμ chÊt láng kh«ng mμu, kh«ng mïi, 2 4 tan trong n−íc
nhít, c¸c ph©n tö liªn kÕt víi nhau b»ng liªn kÕt
- Trong c«ng nghiÖp SO ®−îc tæng hîp
hydro, ®«ng ®Æc ë 10,37oC vμ s«i ë kho¶ng 3
280oC. Khi ®un s«i axit sunfuric tinh khiÕt, míi
b»ng ph¶n øng oxi ho¸ SO trong 2
®Çu axit cho h¬i giμu khÝ SO bay ra, ®Õn dung 3
kh«ng khÝ cã mÆt xóc t¸c V O ë nhiÖt 2 5
dÞch cã nång ®é 98,2% th× s«i ë 338oC, ®ã lμ ®é t= 500oC:
hçn hîp ®ång s«i cña axit sunfuric vμ n−íc SO (K) + O (K) ⇆ SO (K) 2 2 3 - TÝnh chÊt cña H SO :
Cßn ph¶n øng víi c¸c kim lo¹i ho¹t ®éng th× s¶n 2 4
+ ChÊt rÊt h¸o n−íc, khi pha lo·ng dung dÞch
phÈm khö H SO ngoμi SO ra cßn cã thÓ lμ S, 2 4 2 H S
H SO ®Æc ®Ó ®−îc H SO lo·ng ta ph¶i cho 2 2 4 2 4
t−¬ng øng tõng giät H SO ®Æc vμo n−íc mμ Mg + 2H SO = MgSO + SO + 2H O 2 4 4 2 2 2 4
kh«ng ®−îc lμm ng−îc l¹i 3Mg + 4H SO = 3MgSO + S + 4H O 2 4 4 2
+ §©y lμ axit m¹nh, H SO ®Æc cã tÝnh oxi ho¸ 4Mg + 5H SO = 4MgSO + H S + 4H O 2 4 4 2 2 2 4
m¹nh, cã thÓ oxi ho¸ ®−îc c¸c kim lo¹i kÐm
Mét sè phi kim ho¹t ®éng ho¸ häc nh− S, C, P
ho¹t ®éng ho¸ häc nh− Cu, Ag, Hg, s¶n phÈm
còng bÞ axit H SO ®Æc nãng oxi ho¸ thμnh c¸c 2 4
oxit cã sè oxi ho¸ cao, vÝ dô: ph¶n øng khö H SO lμ SO 2 4 2 S + H SO = 2SO + 2H O 2H SO + Cu = CuSO + SO + 2H O 2 4 2 2 2 4 4 2 2 C + H SO = CO + SO + H O 2 4 2 2 2 9
Mét vμi hîp chÊt kh¸c cña S
* Axit thiosunfuric H S O Ýt bÒn dÔ bÞ ph©n huû 2 2 3
* Axit peoxidisunfuric H S O lμ chÊt r¾n tr¾ng 2 2 8 H S O → H SO + S
dÔ hót Èm, ion S O 2- cã tÝnh oxi ho¸ rÊt m¹nh, 2 2 3 2 3 2 8
thÓ hiÖn qua thÕ khö chuÈn:
TÝnh ®Æc tr−ng cña S O 2- lμ tÝnh khö vμ kh¶ n¨ng 2 3 S O 2- + 2e = 2SO 2-; εo = 2,01V t¹o phøc 2 8 4
Nã cã thÓ oxi ho¸ Mn2+ thμnh MnO -, Cr3+ thμnh 2- 2- 4 S O
bÞ Cl hoÆc Br oxi ho¸ thμnh SO Cr O 2- 2 3 2 2 4 2 7
S O 2- + 4Cl + 5H O = 2SO 2- + 8Cl- + 10H+ (sö
5S O 2- + 2Mn2+ + 8H O = 10SO 2- + 2MnO - + 2 3 2 2 4 2 8 2 4 4 16H+
dông ph¶n øng nμy ®Ó lo¹i vÕt Cl cßn l¹i sau khi 2
Sù thuû ph©n H S O t¹o thμnh axit H SO tÈy sîi) 2 2 8 2 5
còng lμ chÊt oxi ho¸ m¹nh:
Dung dÞch chøa ion S O 2- cã kh¶ n¨ng hoμ tan 2 3 H S O + H O = H SO + H SO 2 2 8 2 2 4 2 5 AgBr vμ AgCl: H SO + H O = H SO + H O 2 5 2 2 4 2 2
2S O 2- + AgBr = [Ag(S O ) ]3- + Br- 2 3 2 3 2 10