10 trang 53 lượt tải

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

105

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!

Môn: Hóa vô cơ (htt) 38 tài liệu

Trường: Đại học Bách Khoa Hà Nội 2.8 K tài liệu

Tác giả:

Profile

Lê Na

7 tháng trước
Danh sách Quiz
/10
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
-

Tài liệu khác của Đại học Bách Khoa Hà Nội

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

Tài liệu liên quan: