NHIỆT PHÂN CÁC CHẤT: LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP ỨNG DỤNG

(Chuyên đề: Nhiệt phân muối) A – LÍ THUYẾT
I/ Khái niệm - Bản chất của phản ứng:
- Khái niệm: Phản ứng nhiệt phân là phản ứng phân huỷ các hợp chất hoá học dưới tác dụng của nhiệt độ.
- Bản chất: Phân cắt các liên kết kém bền trong phân tử hợp chất vô cơ hay hữu cơ bởi nhiệt độ. * Lưu ý:
(1) Phản ứng nhiệt phân có thể thuộc phản ứng oxi hoá - khử hoặc không: 0
VD: 2KClO3 t 2KCl + 3 2
O : Thuộc phản ứng oxi hoá - khử. 0
CaCO3 t CaO + C 2
O : Không thuộc phản ứng oxi hoá - khử.
(2) Phản ứng điện phân nóng chảy không thuộc phản ứng nhiệt phân vì nó phân huỷ dưới tác
dụng của dòng điện một chiều.
II/ Các trường hợp nhiệt phân:
1/ Nhiệt phân hiđroxit:
* NX: Các bazơ không tan đều bị phân huỷ ở t0 cao: 0
PƯ: 2M(OH)n t 2 M nO + n 2
H O. (Với M khác Li; Na; K; Ca; Ba) * Lưu ý:
+ Phản ứng nhiệt phân Fe(OH)2 có mặt không khí: 0
4Fe(OH)2 + O2 t 2F 2e 3 O + 4 2 H O
+ Với AgOH và Hg(OH)2 : Không tồn tại ở nhiệt độ thường. 2AgOH  Ag2O + H2O Hg(OH)2  HgO + H2O
Ở nhiệt độ cao thì Ag2O và HgO tiếp tục bị phân huỷ: 0
2Ag2O t 4Ag + O2 0
2HgO t 2Hg + O2
2/ Nhiệt phân muối:
a/ Nhiệt phân muối amoni (NH4+): * NX:
- Tất cả các muối amoni đều kém bền nhiệt và bị phân huỷ khi nung nóng.
- Nguyên nhân: Do cấu trúc của ion NH4+ không bền.
- Sản phẩm của phản ứng nhiệt phân phụ thuộc vào bản chất của anion gốc axit trong muối (có hay không có tính oxi hoá).
* TH1: Nếu anion gốc axit trong muối không có tính oxi hoá (VD: X-; PO 3-4; CO 2-3. .) 0
PƯ: (NH4)nA t nN 3H + n
H A : Không thuộc phản ứng oxi hoá khử. 0
VD: NH4Cl(rắn) t NH 3 (k) + HCl (k)
* TH2: Nếu anion gốc axit trong muối có tính oxi hoá (VD: NO3-; NO2- ; Cr2O42-. .) thì sản phẩm
của phản ứng không phải là NH3 và axit tương ứng:
(Chuyên đề: Nhiệt phân muối)
VD: NH4NO3 t0 N2O + 2H2O (Nếu nung ở > 5000C có thể cho N 2và H 2O)
NH4NO2 t0 N2 + 2H2O
(NH4)2Cr2O4 t0 Cr2O3 + N2 + 4H2O
b/ Nhiệt phân muỗi nitrat (NO3-): * NX:
- Tất cả các muối nitrat đều dễ bị nhiệt phân.
- Nguyên nhân: Do cấu trúc của ion NO3- kém bền với nhiệt.
- Sản phẩm của quá trình nhiệt phân phụ thuộc vào khả năng hoạt động của kim loại có trong muối. Có 3 trường hợp: TH1: TH2 TH3
K Li Ca Na Mg Al Zn Fe Ba Ni Sn Pb H2 Cu Hg Ag Pt Au Muối nitrit + O2 Oxi + NO2 + O2 Kim loại + NO2 + O2
VD: 2NaNO3 t0 2NaNO 2+ O 2
2Cu(NO3)2 t0 2CuO + 4NO 2+ O 2
2AgNO3 t0 2Ag + 2NO2 + O2 * Lưu ý: + Ba(NO3)2 thuộc TH2
+ Tất cả các phản ứng nhiệt phân muỗi nitrat đều thuộc phản ứng oxi hoá - khử. + Khi nhiệt phân NH4NO3 NH4NO3 t0 2 N O + 2H2O
+ Khi nhiệt phân muối Fe(NO3)2 trong môi trường không có không khí: Có phản ứng:
2Fe(NO3) 2t0 2FeO + 4NO 2+ O 2 (1)
4FeO + O2 t0 2Fe2O3 (2)
Nếu phản ứng hoàn toàn thì chất rắn trong bình sau phản ứng là Fe2O3.
c/ Nhiệt phân muối hiđrocacbonat và muối cacbonat:
* Nhiệt phân muối hiđrocacbonat (HCO3-) :
* NX: Tất cả các muối hiđrocacbonat đều kém bền nhiệt và bị phân huỷ khi đun nóng.
PƯ: 2M(HCO3) nt0 M 2(CO 3) n+ nCO 2+ nH 2 O
VD: 2NaHCO3 t0 Na 2CO 3+ CO 2+ H 2O
* Nhiệt phân muối cacbonat (CO 2- 3 ) :
* NX: Các muối cacbonat không tan (trừ muối amoni) đều bị phân huỷ bởi nhiệt. 0
PƯ: M2(CO3)n t 2 M n O + CO 2 0
VD: CaCO3 t CaO + CO2 * Lưu ý:
- Các phản ứng nhiệt phân muối cacbonat và hiđrocacbonat đều không thuộc phản ứng oxi hoá - khử.
(Chuyên đề: Nhiệt phân muối)
- Phản ứng nhiệt phân muối FeCO3 trong không khí có pư: 0
FeCO3 t FeO + CO2 0
4FeO + O2 t 2F 2 e O3
d/ Nhiệt phân muối chứa oxi của clo:
* NX: Tất cả các muối chứa oxi của clo đều kém bền với nhiệt, dễ bị phân huỷ khi nung nóng và
phản ứng phân huỷ đều thuộc phản ứng oxi hoá - khử. 0
VD1: 2NaClO t 2NaCl + 2
O (thuộc phản ứng oxi hoá nội phân tử).
VD2: Phản ứng nhiệt phân muối KClO3 xảy ra theo 2 hướng. 0
4KClO3 400 CKCl + 3KClO 4 (1)
(Phản ứng tự oxi hoá - khử).
2KClO3 600C 2KCl + 3O2 (2)
(phản ứng oxi hoá nội phân tử). xt:MnO2
VD3: 2CaOCl2 t0 2CaCl2 + O2
e/ Nhiệt phân muối sunfat (SO 2- 4 ): * NX:
- Nhìn chung các muối sunfat đều khó bị phân huỷ bởi nhiệt so với các muối khác
- Nguyên nhân: Do liên kết trong ion SO 2- 4 bền: - Phản ứng:
+ Các muối sunfat của các kim loại từ: Li đến Ba (Li; K; Ba; Ca; Na) rất khó bị nhiệt phân.
Ở nhiệt độ cao nó chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng).
+ Các muối sunfat của các kim loại khác bị nhiệt phân ở nhiệt độ cao (>10000C).
PƯ: 2M2(SO 4) nt0cao22M nO + 2nS 2 O + nO 2
(thuộc phản ứng oxi hoá nội phân tử).
VD: 2MgSO 4t0cao 2MgO + 2S 2 O + O2
f/ Nhiệt phân muối sunfit (SO 2- 3 ):
* NX: Các muối sunfit đều kém bền nhiệt, dễ bị phân huỷ khi nung nóng:
PƯ: 4M2(SO3)n t0 3M2(SO4)n + M2Sn
(thuộc phản ứng tự oxi hoá - khử).
g/ Nhiệt phân muối photphat (PO43-):
 NX: Hầu như các muối photphat đều rất bền với nhiệt và không bị nhiệt phân ở t0cao.
B- BÀI TẬP PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN
Câu 1: Nung 13,4 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại hóa trị 2, thu được 6,8 gam chất rắn
và khí X. Lượng khí X sinh ra cho hấp thụ vào 75 ml dung dịch NaOH 1M, khối lượng muối khan
thu được sau phản ứng là bao nhiêu?
Câu 2: Đem nung nóng m gam Cu(NO3)2 một thời gian rồi dừng lại, làm nguội và đem cân thấy
khối lượng giảm 0,54 gam so với ban đầu. Khối lượng muối Cu(NO3)2 đã bị nhiệt phân là:
(Chuyên đề: Nhiệt phân muối)
Câu 4: Đem nung 1,50 gam một muối cacbonat một kim loại cho đến khối lượng không đổi, thu
được 268,8 cm3 khí cacbon đioxit (đktc). Xác định kim loại trên
Câu 5: Một loại đá vôi chứa 80% CaCO3, phần còn lại là tạp chất trơ. Nung m gam đá một thời gian
thu được chất rắn nặng 0,78m gam. Hiệu suất phân huỷ CaCO3 bằng :
Câu 6: Nhiệt phân hoàn toàn 5,24 gam hỗn hợp Cu(NO3)2 và Mg(NO3)2 đến khối lượng không đổi
thì sau phản ứng phần chất rắn giảm 3,24 gam. Thành phần % khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là: Hướng dẫn
Document Outline

• A – LÍ THUYẾT
  • I/ Khái niệm - Bản chất của phản ứng:
    • *Lưu ý:
  • II/ Các trường hợp nhiệt phân:
    • *Lưu ý:
    • a/ Nhiệt phân muối amoni (NH4+):
    • b/ Nhiệt phân muỗi nitrat (NO3-):
• TH1:
  • KLi CaNa
  • MgAlZnFe BaNiSnPbH2
  • CuHgAgPtAu
    • *Lưu ý:
    • c/ Nhiệt phân muối hiđrocacbonat và muối cacbonat:
    • *Nhiệt phân muối cacbonat (CO 2-) :
    • * Lưu ý:
    • d/ Nhiệt phân muối chứa oxi của clo:
    • e/ Nhiệt phân muối sunfat (SO 2-):
    • f/ Nhiệt phân muối sunfit (SO 2-):
    • g/ Nhiệt phân muối photphat (PO43-):
• B- BÀI TẬP PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN