Bai 42 Hop kim cua sat

 Khi nung nóng, phần lớn kim loại chảy trong oxi. Các kim loại khác phản ứng yếu hơn, phải đun nóng. Một số kim loại yếu hơn tạo thành lớp bảo vệ hiđroxit hoặc tạo thành axit...  Ở n[r]

1 ANCOL-PHENOL-AMIN [3] A ANCOL

I Công thức - cấu tạo - cách gọi tên Công thức tổng quát

R(OH)n với n 

R gốc hiđrocacbon

Đặc biệt rượu no, mạch thẳng, lần rượu có CTPT : CnH2n+1OH

2 Cấu tạo

 Nhóm hiđroxyl OH với mối liên kết O - H phân cực đáng kể  Gốc R mạch hở no hay chưa no mạch vịng Ví dụ:

CH3 OH, CH2 = CH  CH2 OH, C6H5 CH2 OH

 Nhóm OH đính vào ngun tử C bậc 1, bậc 2, bậc tạo thành rượu tương ứng bậc 1, bậc 2, bậc

Ví dụ:

 Rượu không bền khi:

+ Nhiều nhóm OH đính vào ngun tử C + Nhóm OH đính vào ngun tử C có nối đơi Ví dụ:

 Hiện tượng đồng phân do: + Mạch C khác

+ Vị trí nhóm OH khác

+ Ngoài rượu đơn chức đồng phân ete oxit R  O  R' Ví dụ: Chất đơn giản C3H8O có đồng phân

3 Cách gọi tên a) Tên thơng dụng:

Ví dụ: CH3 CH2 OH rượu etylic

b) Tên hợp pháp

Tên rượu = tên hiđrocacbon no tương ứng + ol

II RƯỢU - ROH 1 Tính chất vật lý

 Đối với rượu no, mạch hở, lần rượu CnH2n+1OH :

Khi n =  12 ; rượu chất lỏng, n > 12 chất rắn, nhiệt độ sôi rượu cao hiđrocacbon no hay dẫn xuất halogen có KLPT xấp xỉ rượu có tượng liên hợp phân tử nhờ liên kết H, bay khó khăn

 Tất rượu đơn chức nhẹ nước

 Ba chất đầu (metanol, etanol, propanol) tan vô hạn nước hoà tan rượu vào nước, phân tử rượu phân tử nước hình thành liên kết hiđro:

Sau độ tan giảm nhanh n tăng 2 Tính chất hoá học

2.1 Tác dụng với kim loại kiềm

Các ancolat chất rắn, tan nhiều rượu tương ứng, bị thuỷ phân hoàn toàn

2.2 Phản ứng este hoá với axit hữu vô

 Các phản ứng este hố thuận nghịch, khơng hồn toàn Muốn phản ứng xảy hoàn toàn theo chiều thuận phải dùng H2SO4 đặc để hút nước

 Phân biệt:

Rượu bậc 1: phản ứng chậm, không hoàn toàn Rượu bậc 2: phản ứng chậm

Rượu bậc 3: gần không xảy phản ứng 2.3 Phản ứng tách nước

 Tạo olefin:

2.4 Phản ứng tách hiđro: Cho rượu qua bột Cu hay bột Fe nung nóng Rượu bậc  anđehit

Rượu bậc  xeton

2.5 Phản ứng oxi hoá khơng hồn tồn (êm dịu)

2.6 Riêng rượu etylic bị lên men giấm

3 Điều chế

3.1 Thuỷ phân este dẫn xuất halogen

3.2 Cộng H2O vào anken

3.3 Khử anđehit xeton

4 Giới thiệu số rượu lần rượu 4.1 Rượu metylic CH3OH

 Là chất lỏng, không màu, nhẹ nước, tan vô hạn nước, có mùi đặc trưng, nhiệt độ sơi = 65oC.

 Rất độc: uống phải dễ mù, uống nhiều dễ chết

 Dùng để điều chế anđehit fomic, tổng hợp chất dẻo, làm dung môi  Điều chế:

+ Tổng hợp trực tiếp:

+ Bằng cách chưng gỗ

4.2 Rượu etylic CH3 CH2 OH

 Là chất lỏng, nhẹ nước, tan vơ hạn nước, có mùi thơm, nhiệt độ sơi = 78oC

 Có ứng dụng lớn thực tế: Để chế tạo cao su số chất hữu tổng hợp khác este, axit axetic, ete…

Để làm dung mơi hồ tan vecni, dược phẩm, nước hoa 4.3 Rượu butylic C4H9OH

Có đồng phân chất lỏng, tan nước chất đầu dãy đồng đẳng Có mùi đặc trưng

4.4 Rượu antylic CH2 = CH  CH2OH

 Là chất lỏng không màu, mùi xốc, nhiệt độ sôi = 97oC  Được dùng để sản xuất chất dẻo

 Khi oxi hoá chỗ nối đôi tạo thành glixerin:

 Điều chế từ propilen

5 Rượu nhiều lần rượu

5.1 Phản ứng đặc trưng

Do có nhiều nhóm OH phân tử nên độ phân cực nhóm O - H tăng, nguyên tử H linh động so với rượu lần rượu Do ngồi tính chất chung rượu, chúng cịn có tính chất riêng rượu nhiều lần rượu: Điển hình phản ứng hoà tan Cu(OH)2 tạo

5.2 Giới thiệu số rượu nhiều lần rượu a) Etylenglicol CH2OH  CH2OH

 Là chất lỏng dạng xiro, khơng màu, khơng mùi, có vị ngọt, độc, tan nhiều nước, nhiệt độ sôi = 197oC.

 Điều chế: + Đi từ etilen

 Etylenglicol trùng ngưng với điaxit tạo thành polime dùng làm sợi tổng hợp b) Glixerin CH2OH  CHOH  CH2OH

 Là chất lỏng dạng xiro, khơng màu, khơng mùi, có vị ngọt, tan nhiều nước, nhiệt độ sôi = 190oC

 Phản ứng este hố với HNO3 (khi có mặt H2SO4đ):

Nitroglixerin chất lỏng dầu, độc, bền, va chạm mạnh gây nổ Dùng làm thuốc nổ điamit

 Điều chế:

+ Xà phịng hố chất béo

+ Lên men glucozơ có mặt NaHSO3

 Ứng dụng:

+ Dùng để sản xuất thuốc nổ nitroglixerin

+ Trong sản xuất thực phẩm, dược phẩm, hương liệu, thuộc da, vải, mực, kem đánh B PHENOL

1 Cấu tạo phân tử phenol

Phenol dẫn xuất hiđrocacbon thơm hay nhiều nguyên tử H nhân benzen thay nhóm OH

Ví dụ:

Ở xét chất tiêu biểu C6H5 OH

Trong phân tử phenol có hiệu ứng liên hợp (+C) :

Mây electron cặp e không tham gia liên kết nguyên tử O bị dịch chuyển phía nhân benzen: kết làm tăng độ phân cực liên kết O  H Nguyên tử H linh động, dễ tách làm phenol có tính axit Mặt khác, hiệu ứng liên hợp dương (+C) nhóm OH làm mật độ e vị trí ortho para nhân benzen tăng lên, phản ứng vào vị trí dễ benzen

2 Tính chất vật lý

 Phenol chất tinh thể không màu, nhiệt độ nóng chảy = 42oC

 Ở nhiệt độ thường, phenol tan nước, đun nóng độ tan tăng lên to > 70oC tan vô hạn vào nước Phenol tan nhiều rượu, ete, clorofom,…

 Phenol độc, có tính sát trùng, làm bỏng da 3 Tính chất hố học

Do ảnh hưởng nhân benzen đến nhóm OH làm phenol có tính axit, tính axit yếu (yếu axit H2CO3)

3.1 Phản ứng nhóm OH a) Tính axit

* Phản ứng trung hoà với hiđroxit kim loại kiềm Phenolat tác dụng với axit (kể axit yếu) tạo lại phenol b) Phản ứng tạo ete este

Từ phenolat tạo thành ete este Ví dụ:

3.2 Phản ứng nhân benzen

a) Phản ứng thế (định hướng vào vị trí ortho para) dễ so với benzen hiđrocacbon thơm:

+ Với nước Br2: nhiệt độ thường, không cần xúc tác

+ Với HNO3:

Axit picric axit mạnh, dùng làm thuốc nổ b) Phản ứng trùng ngưng với fomanđehit:

c) Phản ứng cộng:

4 Điều chế phenol ứng dụng 4.1 Tách từ nhựa chưng than đá 4.2 Đi từ benzen

4.3 Ứng dụng

5 Rượu thơm

Công thức: C6H5 R  OH

Trong R gốc hiđrocacbon mạch hở

C6H5 CH2OH C6H5 CH2 CH2OH

(rượu benzylic) (rượu phenyletylic)

Cả hai chất lỏng, tan nước, tan số dung môi hữu rượu etylic, ete, axeton,…

Cả tham gia phản ứng rượu no, mạch hở, bậc lần rượu C AMIN

1 Cấu tạo

Amin dẫn xuất NH3 thay hay nhiều nguyên tử H gốc hiđrocacbon

Cũng xem amin dẫn xuất hiđrocacbon thay nguyên tử H nhóm NH2

 Phân loại: bậc amin:

Tùy theo số nhóm NH2 ta có monoamin, điamin,…

Ví dụ:

 Trong phân tử amin (giống phân tử NH3), ngun tử N có cặp electron khơng phân

chia

Vì amin có khả kết hợp proton (H+), thể tính bazơ.

Nếu R gốc no mạch hở, có khuynh hướng đẩy electron, làm tăng điện tích âm N, làm tăng khả kết hợp H+, nghĩa làm tăng tính bazơ Amin bậc cao có tính bazơ mạnh amin bậc

thấp

Nếu R nhân benzen, có khuynh hướng hút electron, ngược lại làm giảm tính bazơ amin (tính bazơ yếu NH3)

2 Tính chất vật lý

a) Các amin mạch hở: Những chất đơn giản (CH3 NH2, C2H5 NH2) chất khí, tan

nhiều nước, có mùi đặc trưng giống NH3

Khi khối lượng phân tử tăng dần, amin chuyển dần sang lỏng rắn, độ tan nước giảm dần

Ví dụ

Chất : CH3CH2, (CH3)2NH, C2H5NH2, C2H4(NH2)2

Nhiệt độ sôi 6,3oC +6,9oC +16,6oC +116,5oC

b) Các amin thơm: chất lỏng chất tinh thể, có nhiệt độ sơi cao, mùi đặc trưng, tan nước

3 Tính chất hố học

Nói chung amin bazơ yếu, có phản ứng tương tự NH3

a) Tính bazơ

 Anilin (C6H5 NH2) amin thơm khác tan nước, không làm xanh giấy quỳ

 Phản ứng với axit tạo thành muối

Các muối amin chất tinh thể, tan nhiều nước Khi cho muối tác dụng với kiềm mạnh lại giải phóng amin

b) Các điamin: Các điamin tham gia phản ứng trùng ngưng với điaxit tạo thành polime (xem phần điaxit)

c) Amin thơm:

 Nhóm NH2 có ảnh hưởng hoạt hố nhân thơm định hướng vào vị trí o-, p-

Ví dụ:

 Do ảnh hưởng nhóm NH2, tính bền nhân benzen giảm xuống, dễ bị oxi hố (ví dụ

hỗn hợp K2Cr2O7 + H2SO4) cho nhiều sản phẩm khác Ví dụ:

Điều chế

a) Khử hợp chất nitro hiđro sinh: b) Phản ứng NH3 với R  X (X = Cl, Br, I)

Phản ứng tiếp tục cho amin bậc cao: c) Phương pháp Sabatie

5 Giới thiệu số amin a) Metylamin CH3 NH2

Là chất khí, có mùi giống NH3, tan nhiều nước, rượu ete

b) Etylamin C2H5 NH2

Là chất khí (nhiệt độ sơi = 16,6oC), tan vơ hạn nước, tan rượu, ete.

c) Hecxametylđiamin H2N  (CH2)6 NH2:

Là chất tinh thể, nhiệt độ sôi = 42oC.

Được dùng để chế nhựa tổng hợp poliamit, sợi tổng hợp d) Anilin C6H5 NH2:

Là chất lỏng dầu, nhiệt độ sôi = 184,4oC Độc, có mùi đặc trưng tan nước tan

tốt axit tạo thành muối Để khơng khí bị oxi hố có màu vàng màu nâu Dùng để sản xuất thuốc nhuộm

e) Toluđin CH3 C6H4 NH2

2 ANDEHIT- AXITCACBOXYLIC- ESTE [4] A-ANDEHIT

I Công thức - cấu tạo - cách gọi tên Công thức tổng quát : R(CHO)m, m 

R H gốc hiđrocacbon đặc biệt có hợp chất OHC  CHO m = 2, R khơng có

 Anđehit no, mạch thẳng lần anđehit có CTPT: CnH2n+1 CHO với n 

2 Cấu tạo phân tử

 Đồng phân do: + Mạch C khác + Vị trí nhóm chức

+ Đồng phân với xeton rượu chưa no Ví dụ: Anđehit C3H7 CHO có đồng phân

3 Cách gọi tên

a) Tên thông dụng: Gọi theo tên axit hữu tương ứng Ví dụ

H  CHO : anđehit fomic CH3 CHO : anđehit axetic

b) Danh pháp quốc tế: Thêm đuôi al vào tên hiđrocacbon no tương ứng (về số C) Ví dụ

H  CHO : metanal CH3 CHO : etanal

CH2 = CH  CH2 CHO : butenal

II Tính chất vật lý

 Nhiệt độ sôi anđehit thấp rượu tương ứng phân tử anđehit khơng có liên kết hiđro

 Độ tan nước giảm dần tăng số nguyên tử C phân tử III Tính chất hố học

1 Phản ứng oxi hoá

b) Phản ứng với Cu(OH)2 nước feling:

(màu đỏ gạch)

(nước feling)

Các phản ứng phản ứng đặc trưng để nhận biết anđehit c) Với oxi khơng khí có muối Mn2+ xúc tác:

2 Phản ứng cộng

a) Cộng hợp H2: Phản ứng khử anđehit thành rượu bậc

b) Cộng hợp HX:

3 Phản ứng trùng hợp anđehit: Có nhiều dạng * Tạo polime:

4 Phản ứng trùng ngưng : Giữa anđehit fomic phenol tạo thành polime phenolfomanđehit Nếu gốc R chưa no, anđehit dễ dàng tham gia phản ứng cộng phản ứng trùng hợp Ví dụ

(Phản ứng cộng trái với quy tắc Maccôpnhicôp) IV Điều chế

 Tách H2 khỏi rượu bậc

 Oxi hoá êm dịu rượu bậc

 Hợp nước vào axetilen anđehit axetic

V Giới thiệu số anđehit Fomanđehit HCHO

 Là chất khí, có mùi xốc, tan nhiều nước  Dd 37  40% gọi fomon dùng nhiều y học  Điều chế: Trực tiếp từ CH4

 Fomanđehit dùng làm chất sát trùng, chế tạo nhựa phenolfomanđehit Anđehit axetic CH3 CHO

 Là chất lỏng, tan nhiều nước, nhiệt độ sơi = 52,4oC, bị oxi hố thành axit acrilic, bị khử thành rượu anlylic

 Điều chế cách tách nước khỏi glixerin

B AXIT CACBOXXYLIC

I Công thức - cấu tạo - cách gọi tên Cơng thức

Axit hữu (cịn gọi axit cacboxylic hợp chất có hay nhiều nhóm cacboxyl (COOH) liên kết với nguyên tử C H

Cơng thức tổng qt: R(COOH)n

R H hay gốc hiđrocacbon  R = O, n =  axit oxalic:

HOOC  COOH

 Nếu R gốc hiđrocacbon chưa no, ta có axit chưa no  Nếu R có nhóm chức khác chứa axit, ta có axit tạp chức Axit no lần axit có cơng thức tổng qt

2 Cấu tạo

Do nguyên tử O hút mạnh cặp electron liên kết liên kết đôi C = O làm tăng độ phân cực liên kết O  H Nguyên tử H trở nên linh động, dễ tách Do tính axit thể mạnh nhiều so với phenol

b) Ảnh hưởng gốc R đến nhóm - COOH:

+ Nếu R gốc ankyl có hiệu ứng cảm ứng +I (đẩy electron) làm giảm tính axit Gốc R lớn hay bậc cao +I lớn, thì tính axit yếu

Ví dụ: Tính axit giảm dần dãy sau

+ Nếu gốc R có nhóm gây hiệu ứng cảm ứng I (như F > Cl > Br > I hay NO2 > F > Cl

> OH) làm tăng tính axit

Ví dụ: Tính axit tăng theo dãy sau

+ Nếu gốc R có liên kết bội

Ví dụ:

+ Nếu có nhóm COOH phân tử, ảnh hưởng lẫn nên làm tăng tính axit

c) Ảnh hưởng nhóm COOH đến gốc R:

Nhóm COOH hút electron gây hiệu ứng I làm cho H đính C vị trí  trở nên linh động, dễ bị

Ví dụ:

3 Cách gọi tên a) Tên thông dụng:

Thường bắt nguồn từ tên nguồn nguyên liệu dùng để tách axit Ví dụ Axit fomic (axit kiến), axit axetic (axit giấm)

b) Danh pháp quốc tế:

Tên axit = Tên hiđrocacbon tương ứng +oic CH3 CH2 COOH : propanoic

CH2 = CH  CH2 COOH : butenoic

II Tính chất vật lý axit no, mạch hở lần axit (CnH2n+1COOH)

 Ba chất đầu dãy đồng đẳng chất lỏng, có vị chua, tan vô hạn nước, điện li yếu dd

 Những chất sau chất lỏng, chất rắn, độ tan giảm dần Nhiệt độ sôi tăng dần theo n  Giữa phân tử axit xảy tượng liên hợp phân tử liên kết hiđro

Do đó, axit có nhiệt độ sôicao anđehit rượu tương ứng III Tính chất hố học

1 Phản ứng nhóm chức  COOH a) Trong dd nước điện li ion H+ (H

3O), làm đỏ giấy quỳ (axit yếu)

c) Hoà tan kim loại đứng trước H dãy Bêkêtôp d) Đẩy mạnh axit yếu khỏi muối:

2 Phản ứng nhóm OH  COOH a) Phản ứng este hoá với rượu:

b) Phản ứng tạo thành halogenua axit:

c) Phản ứng hợp H2 tạo thành anđehit

d) Phản ứng tạo thành anhiđrit axit:

e) Phản ứng tạo thành amit nitril

3 Phản ứng gốc R Dễ halogen vị trí  :

Sau tiếp tục hết H tạo thành CCl3  COOH Những dẫn xuất halogen có tính axit

mạnh axit axetic IV Điều chế

1 Thuỷ phân este

 Oxi hoá hiđrocacbon no O2 khơng khí với chất xúc tác (các muối Cu2+, Mn2+, Cr3+,

…) P =  20 atm đun nóng thu axit béo có từ 10 -20 nguyên tử C phân tử Oxi hoá rượu bậc thành anđehit thành axit

4 Thủy phân dẫn xuất trihalogen

5 Tổng hợp qua nitril

V Giới thiệu số axit Axit fomic H  COOH

 Là chất lỏng, không màu, tan nhiều nước, có mùi xốc, nhiệt độ sơi = 100,5oC  Trong phân tử có nhóm chức anđehit CHO nên có tính khử mạnh anđehit Ví dụ:

 Axit fomic có nọc kiến, số trái cây, mồ hôi động vật  Điều chế: điều chế từ CO NaOH (cho CO qua kiềm nóng)

 Axit fomic dùng làm chất khử ngành nhuộm, tổng hợp hợp chất hữu khác Axit axetic CH3 COOH

 Là chất lỏng, không màu, tan nhiều nước, có mùi chua, xốc, nhiệt độ sơi = upload.123doc.net,5oC.

 Dd  8% giấm ăn

 Điều chế : phương pháp chung, axit axetic điều chế cách sau + Đi từ axetilen

+ Cho rượu etylic lên men giấm

+ Chưng khô gỗ: lớp nước có 10% CH3COOH Trung hồ vơi thành (CH3COO)2Ca

Tách muối chế hoá H2SO4 để thu axit axetic

 Axit axetic dùng công nghiệp thực phẩm, công nghiệp dược phẩm kỹ nghệ sản xuất chất dẻo tơ nhân tạo

3 Axit béo có KLPT lớn Quan trọng

C15H31COOH C17H35COOH

(axit panmitic) (axit stearic)

 Không tan nước tan nhiều dung môi hữu  Phản ứng với kiềm tan dd kiềm

Muối axit với Mg kim loại kiềm thổ (Ca, Ba, …) khơng tan nước VI AXIT KHƠNG NO

1 Cấu tạo

 Có nối đơi gốc R, có đồng phân hình học Ví dụ axit crotonic

 Tính axit mạnh so với axit no tương ứng 2 Tính chất

 Phần lớn axit chưa no chất lỏng

 Ngoài phản ứng thông thường axit hữu cơ, axit chưa no đặc trưng + Phản ứng cộng

+ Bị oxi hoá

+ Phản ứng trùng hợp thành polime Ví dụ:

3 Giới thiệu số axit chưa no 3.1 Axit acrilic CH2 = CH  COOH

 Là chất lỏng không màu, mùi xốc, tan vô hạn nước, tan nhiều rượu, ete  Este axit acrilic dùng để sản xuất chất dẻo

3.2 Axit metacrylic

 Là chất lỏng không màu, tan nước, rượu, ete

3.3 Axit sorbic CH3 CH = CH  CH = CH  COOH

 Chất tinh thể màu trắng, tan nước  Dùng để bảo quản thực phẩm

3.4 Axit oleic

 Là chất lỏng dầu

 Có dầu động, thực vật dạng este với glixerin, đặc biệt có tới 80% dầu oliu  Phản ứng với hiđro tạo thành axit stearic

 Muối oleat Na, K dùng làm xà phòng giặt Các oleat Ca, Mg không tan nước VII DIAXIT

1 Cấu tạo

Trong phân tử có nhóm cacboxyl COOH ảnh hưởng đến làm tính axit tăng Hai nhóm COOH cách xa, tính axit giảm

2 Tính chất vật lý

Là chất tinh thể, tan nước, độ tan giảm số nguyên tử C tăng 3 Giới thiệu số điaxit

3.1 Axit oxalic HOOC  COOH

 Là chất tinh thể, thường dạng C2H2O4 2H2O

 Khi đun nóng dễ bị CO2

 Dễ bị oxi hoá

Axit oxalic dùng làm chất khử để định phân KMnO4

 Điều chế

3.2 Axit ađipic HOOC  (CH2)4 COOH

 Dùng để sản xuất nhựa tổng hợp (amit), sợi tổng hợp (nilon)  Điều chế

Oxi hóa xiclohexan (lấy từ dầu mỏ) 3.3 Tính chất hố học

 Tính chất axit thể mạnh so với axit đơn chức Trong dd nước điện li hai nấc, nấc mạnh nấc

 Ngồi tính chất chung axit, đa axit tham gia + Phản ứng trùng ngưng với điamin

+ Phản ứng với rượu lần rượu tạo thành chuỗi polieste

VIII AXIT THƠM 1 Cấu tạo

 Là dẫn xuất hiđrocacbon thơm có nhóm COOH mạch nhánh

 Nhân benzen hút electron làm tăng độ linh động H nhóm COOH, axit thơm có tính axit mạnh axit no mạch hở

 Nhóm COOH có tính hút electron, làm tăng tính bền nhân benzen, làm phản ứng nhân benzen khó thường xảy vị trí meta

2 Tính chất

 Các axit cacboxylic thơm chất tinh thể, tan nước  Tính axit: thể mạnh axit no mạch hở

 Các axit tham gia phản ứng đặc trưng chung cho nhóm COOH  Phản ứng nhân benzen:

3 Giới thiệu số axit thơm 3.1 Axit benzoic C6H5 COOH

 Là chất tinh thể hình kim, khơng màu, nhiệt độ sơi = 122,4oC Ít tan nước lạnh, tan nhiều nước nóng

 Có tính sát trùng, dùng y học, để bảo quản thực phẩm, để tổng hợp hợp chất hữu (thuốc nhuộm)

 Điều chế: Oxi hố toluen có xúc tác 3.2 Axit phtalic C6H4(COOH)2

 Axit ortho - phtalic chất tinh thể, tan nhiều nước nóng Khi đun nóng, khơng nóng chảy mà bị nước tạo thành anhiđrit phtalic

 Điều chế cách oxi hoá naphtalen

3.3 Axit salixilic HO  C6H4 COOH

 Là chất tinh thể, nhiệt độ nóng chảy = 159oC, tan nước, tan dung môi hữu

 Dùng làm thuốc sát trùng, chế thuốc chữa bệnh, bảo quản thực phẩm IX Giới thiệu số axit có nhóm chức pha tạp

 Là chất tinh thể không màu, tan nhiều nước  Tính axit mạnh axit axetic (K = 1,48 104).

 Có nhiều loại thực vật (củ cải đường, nho), chưa chín Axit lactic ( hiđroxi propionic)

 Là chất tinh thể, không màu, hút ẩm mạnh chảy rữa  Tan nhiều nước

 Có sữa chua, tạo thành lên men lactic số chất đường Ví dụ

 Axit lactic dùng công nghiệp thuốc nhuộm (cầm màu), công nghiệp thuộc da, công nghiệp thực phẩm dược phẩm

3 Axit malic (axit táo)

 Là chất tinh thể, tan nhiều nước  Có chứa số (táo, nho)  Dùng công nghiệp thực phẩm

 Có nhiều loại quả, đặc biệt nho (nên có tên axit rượu vang)  Muối kali - natri tactrat

KOOC  CHOH  CHOH  COONa

Hoà tan Cu(OH)2tạo thành dd Feling, dùng làm thuốc thử anđehit hiđratcacbon

5 Axit limonic hay axit xitric (axit chanh)

 Là chất tinh thể, tan nhiều nước

 Có nhiều chanh số chua khác C ESTE

1 Cấu tạo gọi tên 1.1 Công thức

 Este sản phẩm phản ứng este hố axit hữu axit vơ với rượu Ví dụ:

 Có thể phân este thành loại

Loại 1: Este axit đơn chức rượu đơn chức có công thức cấu tạo chung

Gốc R R' giống nhau,hoặc khác nhau, gốc hiđrocacbon no không no Nếu R R' gốc no mạch hở CTPT chung este là:

CnH2nO2 (n  2)

Loại 2: Este axit đa chức rượu đơn chức Cơng thức chung R - (COOR')n, R'

là gốc rượu hoá trị

Loại este có: este trung hồ este axit Ví dụ:

đimetyl ađipat metyl hiđroađipat

Loại 3: Este axit đơn chức rượu đa chức Công thức chung (R - COO)n - R'

Có este tạo thành nhiều gốc axit khác Ví dụ:

1.2 Tên gọi

Tên thông thường este gọi sau

Tên este = Tên gốc hiđrocacbon rượu + tên gốc axit có at Ví dụ:

2 Tính chất vật lý

 Este rượu đơn chức axit đơn chức (có số ngun tử C khơng lớn lắm) thường chất lỏng, dễ bay hơi, có mùi thơm dễ chịu loại hoa khác Những este có KLPT cao thường chất rắn

 Nhiệt độ sôi este so với axit CTPT thấp khơng có tạo thành liên kết hiđro  Các este tan nước (so với axit rượu tạo nó), tan nhiều dung mơi hữu

3 Tính chất hố học

3.1 Phản ứng thuỷ phân Phản ứng thuận nghịch, muốn phản ứng xảy hoàn toàn phải thưc môi trường kiềm:

3.2 Phản ứng xà phịng hố (khi đun nóng) với kiềm:

3.3 Nếu este có gốc axit chưa no tham gia phản ứng cộng phản ứng trùng hợp giống hiđrocacbon chưa no

Ví dụ:

4 Điều chế

a Thực phản ứng este hoá

b Từ muối dẫn xuất halogen hiđrocacbon

d Từ anđehit axit rượu

5 Giới thiệu số este thường gặp a Etyl axetat CH3 COO  C2H5

 Là chất lỏng không màu, mùi đặc trưng, nhiệt độ sôi = 77oC

 tan nước Được dùng làm dung môi cho hợp chất cao phân tử dùng chế tạo sơn b Isoamyl axetat CH3COOCH2CH2CH (CH3)2

 Là chất lỏng không màu, mùi lê, nhiệt độ sôi = 142oC  Hầu không tan nước

 Dùng làm dung môi làm chất thơm ngành thực phẩm hương liệu c Este loại hoa

Tạo thành mùi thơm hoa Ví dụ Etyl fomiat HCOO  C2H5 : mùi rượu rum

Amyl fomiat HCOO  C5H11 : mùi anh đào

Etyl butyrat C3H7 COO  C2H5 : mùi mơ

Isoamyl butyrat C3H7 COO  C5H11 : mùi dứa

d Este axit acrilic axit metacrilic

Cả este dễ trùng hợp tạo thành polime poliacrilat suốt, không màu Polimetyl acrilat dùng để sản xuất màng keo, da nhân tạo

Polimetyl metacrilat dùng để chế thuỷ tinh hữu có độ suốt cao thuỷ tinh silicat, cho tia tử ngoại qua, chế giả, mắt giả

3 GLIXERIN – LIPIT [1] A GLIXERIN

Glixerin CH2OH  CHOH  CH2OH

 Là chất lỏng dạng xiro, khơng màu, khơng mùi, có vị ngọt, tan nhiều nước, nhiệt độ sôi = 190oC

 Phản ứng este hố với HNO3 (khi có mặt H2SO4đ):

Dùng làm thuốc nổ điamit  Điều chế:

+ Xà phịng hố chất béo

+ Lên men glucozơ có mặt NaHSO3

+ Tổng hợp từ propilen

 Ứng dụng:

+ Dùng để sản xuất thuốc nổ nitroglixerin

+ Trong sản xuất thực phẩm, dược phẩm, hương liệu, thuộc da, vải, mực, kem đánh B LIPIT

1 Thành phần

 Chất béo (nguồn gốc động vật, thực vật) este glixerin với axit béo (axit hữu lần axit mạch thẳng, khối lượng phân tử lớn)

Các chất béo gọi chung glixerit Công thức tổng quát chất béo

Trong R, R', R'' giống khác  Một số axit béo thường gặp

Hai axit sau có nhiều nối đơi thường gặp dầu:

 Thường gặp glixerit pha tạp Ví dụ:

Chỉ số axit chất béo số miligam KOH cần thiết để trung hoà axit tự một gam chất béo

Ví dụ: Một chất béo có số axit - Nghĩa để trung hoà gam chất béo cần mg KOH

2 Tính chất vật lý

 Các chất béo thực tế không tan nước tan nhiều rượu, ete dung môi hữu khác

 phụ thuộc thành phần axit chất béo: chất béo chủ yếu từ axit no thể rắn (mỡ), chủ yếu từ axit chưa no thể lỏng (dầu)

 Chất béo động vật : glixerit axit no panmitic, stearic nên thể rắn  Chất béo thực vật : glixerit axit chưa no oleic nên thể lỏng 3 Tính chất hoá học

a Phản ứng thuỷ phân

Chất béo tan nước nên khơng bị thuỷ phân nước lạnh hay nước sôi

Để thuỷ phân chất béo phải đun nóng nước áp suất cao (25atm) để đạt đến nhiệt độ cao (220oC):

Có thể dùng axit vơ (axit sunfuric loãng) để tăng tốc độ phản ứng thuỷ phân Axit béo không tan nước, tách

b Phản ứng xà phịng hố Nấu chất béo với kiềm :

Các muối tạo thành xà phòng tan dd Khi thêm NaCl vào hỗn hợp phản ứng, xà phòng lên thành lớp, đông đặc Glixerin tan dd tách cách chưng phân đoạn

c Phản ứng cọng glixerit chưa no, biến dầu thành mỡ

Quan trọng phản ứng cộng hiđro (sự hiđro hoá) biến glixerit chưa no (dầu) thành glixerit no (mỡ)

Ví dụ:

d Các glixerit chưa no dễ bị oxi hố chỗ nối đơi  Làm màu dd KMnO4

 Bị oxi hoá bới oxi khơng khí 4 Ứng dụng chất béo

4 GLUXIT [2]

Gluxit tên gọi loại hợp chất hữu quan trọng phổ biến thể sinh vật mà thành phần biểu diễn cơng thức Cn(H2O)m

Các chất gluxit phân làm loại

- Monosaccarrit gluxit đơn giản nhất, không bị thuỷ phân thành gluxit đơn giản Ví dụ: glucozơ, fructozơ (C6H12O6), ribozơ (C5H10O5)

- Oligosaccarit sản phẩm ngưng tụ từ đến 10 phân tử monosaccarit với tách bớt nước Quan trọng đisaccarit hay điozơ có cơng thức chung C12H22O11 Các đisaccarit

này bị thuỷ phân tạo thành phân tử monosaccarit Ví dụ thuỷ phân saccarozơ: C12H22O11

+ H2O → C6H12O6

- Polisaccarit hợp chất cao phân tử Khi bị thủy phân, polisaccarit tạo thành số lớn phân tử monosaccarit

(C6H10O5) + nH2O → nC6H12O6

Ví dụ: Tinh bột, xenlulozơ, glicogen có cơng thức chung (C6H10O5)n

A MONOSACCARIT

Monosaccarit hợp chất tạp chức mà phân tử ngồi nhóm cịn có nhiều nhóm chức OH nguyên tử cacbon kế

Nếu nhóm dạng anđehit (có nhóm CH = O), ta gọi monosaccarit anđozơ, nhóm dạng xeton, ta có xetozơ

CH2OH-(CHOH)n-CH=O CH2OH-(CHOH)n-CO-CH2OH

Anđozơ Xetozơ

Tuỳ theo số nguyên tử cacbon phân tử, monosaccarit (anđozơ xetozơ) gọi triozơ (3C), tetrozơ (4C), pentozơ (5C), hexozơ (6C), heptozơ (7C) Những monosaccarit quan trọng hexozơ sau pentozơ Ví dụ: glucozơ, frutozơ,…

Ngoài đồng phân cấu tạo (anđozơ xetozơ), monossaccarit cịn có đồng phân khơng gian gọi đồng phân quang học, đồng phân không gian lại có tên riêng

I GLUCOZƠ

1 Cấu tạo dạng mạch hở glucozơ.

Theo kết phân tích nguyên tố xác định phân tử khối, người ta lập công thức phân tử glucozơ C6H12O6 Ngồi cịn tiến hành thí nghiệm:

 Glucozơ tham gia phản ứng tráng bạc khử Cu2+, phân tử phải có nhóm chức anđehit (CH = O)

 Glucozơ tác dụng với (CH3CO)2O sinh pentaeste C6H7O(OCOCH3)5, chứng tỏ phân tử

có nhóm -OH; nhóm -OH tạo phức chất màu xanh lam tác dụng với Cu(OH)2

(tương tự glixerin)

Khử glucozơ HI ống kín người ta thu 2-iodohexan n-hexan Điều chứng tỏ glucozơ có mạch cacbon không phân nhánh

 Từ kết thực nghiệm, người ta thấy glucozơ pentahiđroxi anđehit có mạch thẳng khơng phân nhánh

CH2OH – CHOH – CHOH – CHOH – CHOH – CH=O

Kết luận xác nhận nhiều phương pháp nghiên cứu khác

Do phân bố khác nhóm OH khơng gian, glucozơ có nhiều đồng phân khơng gian Glucozơ thiên nhiên, gọi D-glucozơ (có nhóm OH C5 bên phải) để phân

biệt với đồng phân điều chế phịng thí nghiệm L-glucozơ (nhóm O bên trái) Sự thay đổi vị trí khơng gian nhóm OH ancol bậc dẫn tới đồng phân cấu hình glucozơ Thí dụ D-Manozơ D-Galactozơ đồng phân cấu hình C2 C4

của D-Glucozơ Công thức cấu trúc sau:

2 Cấu trúc dạng mạch vòng glucozơ

Ngồi dạng mạch hở, glucozơ cịn có dạng mạch vòng cạnh cạnh Glucozơ vòng cạnh gọi glucopiranozơ vịng có dạng dị vòng piran, vòng cạnh gọi glucofuranozơ có dạng dị vịng furan

Glucopiranozơ bền nhiều so với glucofuranzơ

Trong dung dịch nước có glucopiranozơ gồm dạng α- β- (khác vị trí khơng gian nhóm –OH 1C) lượng nhỏ dạng mạch hở hai dạng α- β- của

glucofuranozơ

Nhóm –OH tạo C1 vịng gọi nhóm hemiaxetal có thể nằm phía phía

dưới mặt phẳng vịng nhóm CH=O quay xung quanh liên kết C1-C2 Khi dạng α có

nhóm hemiaxetal nằm phía mặt phẳng vịng, cịn dạng β có nhóm hemiaxetal nằm phía mặt phẳng vịng

Đặc điểm nhóm hemiaxetal: Nguyên tử H nhóm –OH hemiaxetal linh động nguyên tử H nhóm –OH khác (do gần nguyên tử O vòng nên bị ảnh hưởng hút electron mạnh nguyên tử oxi đó) → nguyên tử H nhóm –OH hemiaxetal dễ tách kết hợp với ngun tử O vịng để tạo nhóm –OH C5 tái tạo lại nhóm CH=O →

đó q trình mở vịng tạo dạng mạch hở

Ở trạng thái rắnm glucozơ tồn dạng mạch vịng 3 Tính chất hóa học

 Cộng H2 (hoặc NaBH4, hỗn hống Na/Hg)→ Sobitol

CH2OH-(CHOH)4-CH=O + H2

Ni

  CH2OH-(CHOH)4-CH2OH

glucozơ sobitol

 Phản ứng tráng bạc:=

CH2OH-(CHOH)4-CH=O + 2AgNO3+ 3NH3 + H2O →

→ CH2OH-(CHOH)4-COONH4 + 2Ag↓ + 2NH4NO3

 Phản ứng với Cu(OH)2

o

t OH

  

Cu2O (đỏ gạch) ( thuốc thử Fehlinh)

CH2OH-(CHOH)4-CH=O + Cu(OH)2 + NaOH →

→ CH2OH-(CHOH)4-COONa + Cu2O + 3H2O

 Phản ứng làm màu nước brom, dung dịch KMnO4

CH2OH-(CHOH)4-CH=O + Br2 +H2O → CH2OH-(CHOH)4-COOH + 2HBr

3CH2OH-(CHOH)4-CH=O + 2KMnO4 + H2O → 3CH2OH-(CHOH)4-COOH + MnO2 +

2KOH

3.2 Tính chất ancol đa chức

 Este hóa với RCOOH (RCO)2O

CH2OH-(CHOH)4-CHO + 5RCOOH → CH2OCOR-(CHOCOR)4-CHO + 5H2O

 Hòa tan Cu(OH)2 cho dung dịch xanh thẫm

Do có nhiều nhóm –OH nên có nhiều khả tạo phức ion Cu2+ với hai nhóm –OH

ở gần nhau, người ta viết phản ứng cụ thể mà viết dạng tổng quát: 2C6H12O6 + Cu(OH)2 → (C6H11O6)2Cu + 2H2O

3.3 Tính chất dạng mạch vịng

Đun nóng α-glucozơ β-glucozơ với CH3OH có mặt HCl khan, nhóm –OH hemiaxetal

sẽ thay nhóm –OCH3, sản phẩm metylglucozit:

Vì khơng cịn nhóm –OH hemiaxetal nên metyl glucozit khơng có khả mở vòng dạng anđehit mạch hở → nên metyl glucozit không tham gia phản ứng tráng bạc khử Cu(OH)2 Nếu

trong mơi trường axit lại dễ dàng tái tạo lại glucozơ CH3OH)

3.4 Phản ứng lên men

 Lên men rượu: C6H12O6

o

enzim 30 50 C

  

2C2H5OH + 2CO2↑

 Lên men lactic: C6H12O6

men lact, ic

    2CH3-CHOH-COOH (axit lactic)

4 Điều chế glucozơ

 Từ tinh bột xenlulozơ (C6H10O5)

men amylaza man, , , taza H SO

      

nC6H12O6

Nếu thủy phân xenlulozơ phản ứng cần có xúc tác H2SO4 đậm đặc, để hòa tan

xenlulozơ, sau pha lỗng để xenlulozơ khơng bị hiđrat hóa đến chuyển thành than nước

 Từ anđehit fomic: 6HCH=O    Ca (OH)2 C6H12O6

II FRUCTOZƠ

Fructozơ thiên nhiên gọi D-fructozơ (tại C5 có nhóm –OH bên phải), để phân

biệt với L-Fructozơ Sự thay đổi vị trí khơng gian nhóm OH ancol bậc hai dẫn tới đồng phân cấu hình fructozơ Thí dụ D-Sobozơ đồng phân cấu hình C4

Ngồi dạng mạch hở, fructozơ có dạng mạch vịng cạnh cạnh, dạng fructofuranozơ quan trọng tồn phân tử đisaccarit polisaccarit

hoặc

 Khác với glucozơ, fructozơ nhóm –OH hemiaxetal gắn vào nguyên tử C2 Dạng α có

OH-hemiaxetal nằm phía vịng dạng β có nhóm OH-OH-hemiaxetal nằm vịng(ngược với glucozơ) Ở dạng mạch hở, phân tử glucozơ có nhóm chức anđehit cịn phân tử fructozơ có nhóm chức xeton

 Fructozơ tham gia hầu hết phản ứng glucozơ kể phản ứng tráng gương khử Cu(OH)2 thành Cu2O, chuyển thành glucozơ qua trung gian enđiol môi

trường bazơ

 Khác với glucozơ, fructozơ không phản ứng với nước brom nước brom có tính axit khơng gây đồng phân hóa (enđiol hóa) mơi trường bazơ

B ĐISACCARIT

Đisaccarit là cacbonhiđrat mà phân tử cấu thành hai đơn vị monosaccarit

Những monosaccarit tiêu biểu quan trọng saccarozơ, mantozơ, lactozơ có cơng thức phân tử C12H22O11 tồn phổ biến trọng tự nhiên

Phân tử đisaccarit hai đơn vị monosaccarit nối với liên kết glicozit nguyên tử C1 đơn vị monosaccarit thứ với nguyên tử oxi C2 C4 đơn vị monosaccarit thứ

hai H O L-Fructoz CH 2O H H C = O H O H H O H CH 2O H H D-Fructoz CH 2O H O H C = O O H H H H O CH 2O H H O D-Sobozơ CH 2O H H C = O O H O H H H CH 2O H     β-D-Fructofurano zơ O H H O O H OH 1CH 2OH H HO CH2 H α-D-Fructofurano zơ O H H O O H CH2 OH O H H HO CH2 H D-Fructofurano

zơ mạch hở O H H O O H H O 1CH 2OH H HO CH2

H     

Tùy thuộc vào bản chất monosaccarit (glucozơ hay fructozơ…, vòng cạnh hay cạnh, vị trí α hay β) vị trí liên kết glicozit (giữa C1 monosaccarit thứ với C1, C2, C4 C6

của monosaccarit thứ hai thông qua nguyên tử oxi) có đisaccarit khác I SACCAROZƠ

Saccarozơ tạo từ gốc: α-D-glucozơ β-D-fructozơ liên kết α-glicozit C1

glucozơ β-glicozit C2 fructozơ: C1 – O – C2

 Trong phân tử saccarozơ khơng cịn nhóm –OH hemiaxetal tự nên khơng có dạng mạch hở, khơng có tính chất nhóm cacbonyl (-CH=O) Saccarozơ đisaccarit khơng có tính khử

 Vì có liên kết glicozit, nên saccarozơ dễ dàng bị thủy phân tạo hai phân tử monosaccarit ban đầu đun nóng với dung dịch axit lỗng nhờ tác dụng xúc tác enzim thích hợp:

C12H22O11 + H2O

2 loang o

H SO t

   

C6H12O6 + C6H12O6

Saccarozơ glucozơ fructozơ

 Saccarozơ phản ứng với vôi sữa tạo thành dung dịch canxi saccarat C12H22O11 + Ca(OH)2 + H2O → C12H22O11.CaO.2H2O

Khi thổi CO2 vào dung dịch canxi saccarat kết tủa CaCO3 tái tạo saccarozơ:

C12H22O11.CaO.2H2O + CO2→ C12H22O11 + CaCO3↓ + 2H2O

Phản ứng dùng để chiết tách đường saccarozơ từ mía

 Saccarozơ hịa tan Cu(OH)2 cho dung dịch xanh da trời poliancol

Tính chất vật lý

Tất đisaccarit đèu chất không màu, kết tinh tan tốt nước Tính chất hóa học

a) Phản ứng thuỷ phân

(Lactozơ đisaccarit có sữa) b) Phản ứng nhóm anđehit

 Saccarozơ khơng có nhóm chức anđehit nên không tham gia phản ứng tráng gương phản ứng với Cu(OH)2

 Mantozơ lactozơ hoà tan dd chuyển phần sang dạng tautome có nhóm chức anđehit nên có phản ứng tráng gương phản ứng với Cu(OH)2

c) Phản ứng với hiđroxit kim loại (tác dụng với Cu(OH)2) tham gia phản ứng tạo ete este

(phản ứng rượu nhiều lần rượu) Điều chế

Các đisaccarit điều chế từ nguồn nguyên liệu thiên nhiên Ví dụ O H O H O H HO CH

2 O H

Saccarozơ lấy từ mía, củ cải đường

Saccarozơ mía tác dụng với sữa vôi tạo thành dd canxi saccarat suốt Khi sục CO2

vào dd canxi saccarat lại tạo thành saccarozơ:

Mantozơ chất đường chủ yếu mạch nha (đường mạch nha) Nó sản phẩm thuỷ phân tinh bột

Lactozơ có sữa người, động vật (vì cịn có tên đường sữa) Ngồi tìm thấy có lactozơ thực vật

IV Polisaccarit

Polisaccarit gluxit cấu thành nhiều đơn vị monosaccarit nối với liên kết glicozit Những polisaccarit thường gặp: tinh bột, xenlulozơ,…

1 Tinh bột (C6H10O5)n

a) Cấu tạo: Tinh bột hỗn hợp polisaccarit (C6H10O5)n, khác số n cấu trúc

chuỗi polime Tinh bột có củ hạt nhiều loại Các phân tử tinh bột gồm loại:

 Loại amilozơ cấu tạo từ chuỗi polime không phân nhánh gồm mắt xích - glucozơ mạch vịng với n vào khoảng 200  400 có tới 1000 Giữa mắt xích cầu oxi nối nguyên tử C1 gốc thứ với nguyên tử C4 gốc thứ Cầu oxi gọi liên kết -1,

glicozit

 Loại amilopectin: Chuỗi polime có phân nhánh, hệ số n từ 600 - 6000 Sự hình thành mạch nhánh liên kết  - 1,6 glicozit, biểu diễn sau:

Tỷ lệ amilozơ amilopectin thay đổi tuỳ theo loại tinh bột, amilozơ thường chiếm 20% amilopectin chiếm khoảng 80%

b) Tính chất vật lý:

Các hạt tinh bột không tan nước lạnh Trong nước nóng hạt bị phồng lên vỡ thành dd keo gọi hồ tinh bột

c) Tính chất hố học:

 Hồ tinh bột + dd iot  dd màu xanh

 Tinh bột không tham gia phản ứng khử (phản ứng tráng gương với Cu2+) phân tử khơng có chức anđehit

 Phản ứng thuỷ phân tinh bột thành glucozơ xảy đun nóng với xúc tác axit vơ lỗng nhờ enzim, phương trình tổng quát:

Ở giai đoạn trung gian sinh đextrin (C6H10O5)x (x < n) mantozơ Quá trình thuỷ

phân diễn theo sơ đồ sau:

d) Sự tạo thành tinh bột từ CO2 H2O:

Năng lượng mặt trêi hấp thụ, chuyển qua sắc tố: clorofin (màu xanh lục), carotin (màu da cam), xantofin (màu vàng) dùng để thực trình quang hợp

(glucozơ) (tinh bột) e) Ứng dụng tinh bột

 Làm lương thực cho người động vật  Điều chế glucozơ

 Điều chế mạch nha  Điều chế rượu etylic  Hồ vải

2 Xenlulozơ (C6H10O5)n

a) Cấu tạo phân tử:

Khác với tinh bột, cấu tạo phân tử xenlulozơ có đặc điểm sau:  n lớn ( từ 6000  12000 )

 Chuỗi polime xenlulozơ mạch thẳng khơng phân nhán, tạo thành sợi (sợi bông, sợi gai, sợi đay…) chuỗi polime xếp theo phương xuất lực tương tác chuỗi

 Mỗi mắt xích (1 mắt xích glucozơ) có nhóm OH, nhóm chức rượu bậc nhóm chức rượu bậc Để nhấn mạnh đặc điểm này, người ta thường viết công thức phân tử xenlulozơ sau:

b) Tính chất vật lý

Xenlulozơ chất rắn, khơng mùi, khơng có vị, có dạng sợi, có tính thấm nước

Xenlulozơ không tan nước, ete, rượu tan số dung môi đặc biệt dd Sveze gồm Cu(OH)2 NH3 đặc, dd H2SO4 đặc

 Bền tinh bột (không tạo màu xanh với iot)  Tạo thành este

Trinitroxenlulozơ chất nổ mạnh, dùng làm thuốc súng khơng khói

Khi este hố khơng hoàn toàn thu mono, đinitroxenlulozơ dùng để chế sơn, làm phim, keo dán,…

 Phản ứng tạo thành xenlulozơ điaxetat xenlulozơ triaxetat

Các chất điều chế phản ứng xenlulozơ anhiđrit axetic có H2SO4 xúc tác:

Xenlulozơ axetat không dễ cháy xenlulozơ nitrat, dùng để chế tơ nhân tạo, đồ nhựa, sơn

 Khi chế hoá với kiềm đặc (NaOH) xenlulozơ bị phồng lên thành xenlulozơ kiềm sản phẩm không hồn tồn

Xenlulozơ kiềm chế hố với CS2 tạo thành xenlulozơ xantogenat

Xenlulozơ xantogenat hồ tan dd kiềm lỗng thành dd nhớt gọi visco Khi ép để visco chảy qua lỗ nhỏ vào dd axit thu sợi xenlulozơ hiđrat, tơ visco

Phản ứng thuỷ phân xenlulozơ

Xenlulozơ khó bị thuỷ phân tinh bột Phải đun nóng lâu với axit vơ lỗng áp suất cao, xenlulozơ thuỷ phân hồn tồn thu glucozơ:

(glucozơ) d) Xenlulozơ tự nhiên - Ứng dụng

5 AMINOAXIT – PROTIT [1]

A Aminoaxit Cấu tạo:

Công thức tổng quát : (NH2)x R  (COOH)y

Aminoaxit hợp chất hữu tạp chức, có chứa nhóm NH2 (bazơ) nhóm -COOH (axit)

trong phân tử

Có thể coi aminoaxit dẫn xuất NH2 vào nguyên tử H gốc R axit cacboxylic,

nhóm NH2 đính vào vị trí khác (, , ,…) mạch C

  

 C  C  C  COOH

Các aminoaxit có chất anbumin tự nhiên -aminoaxit

Có aminoaxit số nhóm NH2 số nhóm COOH khơng Tính axit

-bazơ aminoaxit tuỳ thuộc vào số nhóm loại Tính chất vật lý

Các aminoaxit chất tinh thể, nóng chảy nhiệt độ tương đối cao đồng thời bị phân huỷ Phần lớn tan nước, tan dung mơi hữu

3 Tính chất hố học

a) Vừa có tính axit, vừa có tính bazơ  Trong dd tự ion hoá thành lưỡng cực:

 Tạo muối với axit kiềm:

 Phản ứng este hoá với rượu

b) Phản ứng trùng ngưng tạo polipeptit  Trùng ngưng phân tử tạo đipeptit

 Trùng ngưng tạo polipeptit

Các polipeptit thường gặp thiên nhiên (protein) Điều chế

a) Thuỷ phân chất protein thiên nhiên b) Tổng hợp

 Từ dẫn xuất halogen axit

 Tổng hợp nhờ vi sinh vật Giới thiệu số aminoaxit

 Glixin: H2N  CH2 COOH

Còn gọi  - aminoaxit propionic

Là tinh thể không màu, tan nước, cho vị chua Muối mononatri glutamat (mì chính) có vị thịt, dùng làm gia vị

b) Các aminoaxit dạng  (nhóm NH2 cuối mạch C)

 Axit  - aminocaproic

H2N  (CH2)5 COOH

Khi trùng ngưng tạo thành poliamit dùng để chế tạo tơ capron

 Axit  - aminoenantoic

H2N  (CH2)6 COOH

Khi trùng ngưng tạo thành polime để chế tạo sợi tổng hợp enan B PROTIT

1 Thành phần - cấu tạo

 Thành phần nguyên tố protein gồm có: C, H, O, N, S P, Fe, I, Cu

 Protein polime thiên nhiên cấu tạo từ phân tử aminoaxit trùng ngưng với  Sự tạo thành protein từ aminoaxit xảy theo giai đoạn

+ Giai đoạn 1: Tạo thành chuỗi polipeptit nhờ hình thành liên kết peptit

+ Giai đoạn 2: Hình thành cấu trúc khơng gian dạng xoắn (như lị xo) chuỗi polipeptit nhờ liên kết hiđro nhóm vịng với nhóm  NH  vịng

ở dạng xoắn, gốc R hướng phía ngồi

+ Giai đoạn các chuỗi polipeptit dạng xoắn cuộn lại thành cuộn nhờ hình thành liên kết hố học nhóm chức lại gốc aminoaxit chuỗi polipeptit

Với cách cấu tạo từ 20 aminoaxit tạo thành hàng ngàn chất protein khác thành phần, cấu tạo thể sinh vật Mỗi phân tử protein với cấu hình khơng gian xác định, với nhóm chức bên ngồi hình xoắn mang hoạt tính sinh học khác thực chức khác hoạt động sống thể

2 Tính chất:

a) Các protein khác tạo thành cuộn khác nhau Có dạng  Hình sợi: tơ tằm, lơng, tóc

 Hình cầu: Như anbumin lịng trắng trứng, huyết thanh, sữa b) Tính tan: khác nhau

Tính tan số protein có tính thuận nghịch: tăng nồng độ muối protein kết tủa, giảm nồng độ muối protein tan

c) Hiện tượng biến tính protein

Khi bị đun nóng hay tác dụng muối kim loại nặng axit (HNO3, CH3COOH),

protein bị kết tủa (đơng tụ) kèm theo tượng biến tính Khi đó, liên kết hiđro, liên kết muối amoni, liên kết đisunfua, liên kết este bị phá huỷ làm hoạt tính sinh học đặc trưng protein

d) Tính lưỡng tính protein

Vì phân tử protein cịn có nhóm - NH2 - COOH tự nên có tính bazơ tính axit tuỳ

thuộc vào số lượng nhóm chiếm ưu

Trong dd, protein biến thành ion lưỡng cực +H

3N - R - COO-

Khi tổng số điện tích dương điện tích âm ion lưỡng cực khơng protein gọi trạng thái đẳng điện

e) Thuỷ phân protein

f) Phản ứng có màu protein

Tương tự peptit aminoaxit, protein tham gia phản ứng cho màu

 Phản ứng biure: Cho protein tác dụng với muối đồng (CuSO4) môi trường kiềm cho màu

tím tạo thành phức chất đồng (II) với hai nhóm peptit

 Phản ứng xantoproteinic: Cho HNO3 đậm đặc vào protein xuất màu vàng Nguyên

nhân phản ứng nitro hoá vòng benzen gốc aminoaxit tạo thành hợp chất nitro dạng thơm có màu vàng

3 Phân loại protein Gồm nhóm chính:

a) Protein đơn giản: cấu tạo từ aminoaxit, thuỷ phân không tạo thành sản phẩm khác Các protein đơn giản lại chia thành nhiều nhóm nhỏ Ví dụ:

 Anbumin: Gồm số protein tan nước, khơng kết tủa dd NaCl bão hồ kết tủa (NH4)2SO4 bão hồ Đơng tụ đun nóng Có lịng trắng trứng, sữa

 Globulin: Khơng tan nước, tan dd muối lỗng, đơng tụ đun nóng Có sữa, trứng

 Prolamin: Không tan nước, không đông tụ đun sơi Có lúa mì,ngơ  Gluein: Protein thực vật tan dd kiềm lỗng Có thóc gạo

 Histon: Tan nước dd axit loãng

 Protamin: Là protein đơn giản Tan nước, axit lỗng kiềm Khơng đơng tụ đun nóng

b) Các protein phức tạp: Cấu tạo từ protein thành phần khác protein Khi thuỷ phân, ngồi aminoaxit cịn có thành phần khác hiđratcacbon, axit photphoric

Protein phức tạp chia thành nhiều nhóm  Photphoprotein: có chứa axit photphoric

 Nucleoprotein: thành phần có axit nucleic Có nhân tế bào động, thực vật  Chromoprotein: có thành phần máu

 Glucoprotein: thành phần có hiđratcacbon  Lipoprotein: thành phần có chất béo Sự chuyển hoá protein trongg thể

 Protein thành phần quan trọng thức ăn người động vật để tái tạo tế bào, chất men, kích thích tố, xây dựng tế bào cung cấp lượng

 Đồng thời với trình tổng hợp, thể ln xảy q trình phân huỷ protein qua giai đoạn tạo thành polipeptit, aminoaxit sản phẩm xa hơn, NH3, ure O = C(NH2)2 tạo

thành CO2, nước…Quá trình tổng hợp protein tiêu thụ lượng, trình phân huỷ protein giải

phóng lượng

5 Ứng dụng protein

 Dùng làm thức ăn cho người động vật

 Dùng công nghiệp dệt, giày dép, làm keo dán

 Một số protein dùng để chế tạo chất dẻo (như cazein sữa)

6 POLIME-VẬT LIỆU POLIME [2]

I Định nghĩa:

Những hợp chất có khối lượng phân tử lớn (thường hàng ngàn, hàng triệu đ.v.C) do nhiều mắt xích liên kết với gọi hợp chất cao phân tử hay polime.

Ví dụ: Cao su thiên nhiên, tinh bột, xenlulozơ polime thiên nhiên Cao su Buna, polietilen, P.V.C l nhà ững polime tổng hợp

II Cấu trúc phân loại

1 Thành phần hoá học mạch polime a) Polime mạch cacbon:

 Mạch C bão hồ Ví dụ polietilen

 Mạch C chưa bão hồ Ví dụ cao su Buna:

 Polime chứa nguyên tử halogen Ví dụ P.V.C:

 Rượu polime Ví dụ rượu polivinylic:

 Polime dẫn xuất rượu Ví dụ polivinyl axetat:

 Các polime anđehit xeton Ví dụ poli acrolein

 Polime axit cacboxylic Ví dụ poliacrilic:

 Polime nitril (có nhóm - C  N) Ví dụ poliacrilonitril:

 Polime hiđrocacbon thơm Ví dụ polistiren:

 Mạch có C O Ví dụ poliete (poliglicol):

polieste (polietylenglicol terephtalat)

 Mạch có C, N Ví dụ polietylenđiamin :

 Mạch có C, N, O Ví dụ poliuretan :

2 Cấu tạo hình học mạch polime

Các phân tử polime thiên nhiên tổng hợp có ba dạng sau

a) Dạng mạch thẳng dài: Mỗi phân tử polime chuỗi mạch thẳng dài, mắt xich polime kết hợp đặn tạo

b) Dạng mạch nhánh: Ngoài mạch thẳng dài mạch chính, cịn có mạch nhánh monome kết hợp tạo thành

c) Dạng mạch lưới không gian: Nhiều mạch polime liên kết với theo nhiều hướng khác Ví dụ cao su lưu hóa, chất dẻo phenolfomanđehit

III Tính chất polime. Tính chất vật lý:

 Là chất rắn tinh thể vô định hình tuỳ thuộc vào trật tự xếp phân tử polime Khi phân tử polime xếp hỗn độn tạo thành trạng thái vơ định hình

 Hợp chất polime khơng có nhiệt độ nóng chảy xác định Phần lớn polime đun nóng chảy nhớt Một số polime bị phân huỷ đun nóng

 Phần nhiều polime khó tan dung mơi Có loại polime hồn tồn khơng tan dung mơi

2 Tính chất hố học:

Phụ thuộc thành phần cấu tạo polime

 Phần lớn polime bền vững hoá học (đối với axit, kiềm, chất oxi hố) Có chất bền với nhiệt hố chất, ví dụ teflon ( - CF2 - CF2 - )n

 Một số polime bền với tác dụng axit bazơ Ví dụ: Len, tơ tằm, tơ nilon bị thuỷ phân dd axit kiềm có nhóm peptit

 Những polime có liên kết đơi phân tử tham gia phản ứng cộng Ví dụ phản ứng lưu hoá cao su

IV Điều chế polime:

a) Phản ứng trùng hợp: Là trình kết hợp nhiều phân tử đơn giản giống nhau (monome) thành phân tử polime, khơng có tách bớt phân tử nhỏ nên thành phần nguyên tử polime monome giống

Phân tử monome tham gia phản ứng trùng hợp phải có liên kết kép có vịng khơng bền Ví dụ:

 Phản ứng trùng hợp xảy loại monome khác nhau, gọi đồng trùng hợp

Để tham gia phản ứng trùng ngưng, phân tử monome phải có nhóm chức có khả phản ứng nguyên tử linh động tách khỏi phân tử monome

 Trùng ngưng monome loại: Ví dụ:

 Trùng ngưng monome khác nhau: Giữa điamin điaxit:

Giữa điaxit rượu lần rượu:

(tơ lapxan) V Ứng dụng polime

1 Chất dẻo

a) Định nghĩa: chất dẻo vật liệu polime có tính dẻo, tức có khả bị biến dạng tác dụng bên giữ biến dạng sau ngừng tác dụng

b) Thành phần:

 Thành phần bản: polyme Ví dụ thành phần êbơnit cao su, xenluloit xenlulozơ nitrat, bakelit phenolfomanđehit

 Chất hố dẻo: để tăng tính dẻo cho polime, hạ nhiệt độ chảy độ nhớt polime Ví dụ đibutylphtalat,…

 Chất độn: để tiết kiệm nguyên liệu, tăng cường số tính chất Ví dụ amiăng để tăng tính chịu nhiệt

 Chất phụ: chất tạo màu, chất chống oxi hoá, chất gây mùi thơm c) Ưu điểm chất dẻo:

 Nhẹ (d = 1,05  1,5) Có loại xốp, nhẹ

 Phần lớn bền mặt học, thay kim loại  Nhiều chất dẻo bền mặt học

 Cách nhiệt, cách điện, cách âm tốt  Nguyên liệu rẻ

d) Giới thiệu số chất dẻo.

 Polietilen (P.E) : Điều chế từ etilen lấy từ khí dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí than đá

Là chất rắn, trong, khơng cho nước khí thấm qua, cách nhiệt, cách điện tốt

Dùng bọc dây điện, bao gói, chế tạo bóng thám khơng, làm thiết bị ngành sản xuất hoá học, sơn tàu thuỷ

 Polivinyl clorua (P.V.C)

Chất bột vô định hình, màu trắng, bền với dd axit kiềm

Điều chế cách : cho trùng hợp

Dùng để chế sơn, keo dán, da nhân tạo  Polimetyl acrilat

và polimetyl metacrilat

Điều chế cách trùng hợp este tương ứng Là polime rắn, không màu, suốt

Polimetyl acrilat dùng để sản xuất màng, tấm, làm keo dán, làm da nhân tạo Polimetyl metacrilat dùng làm thuỷ tinh hữu

 Polistiren

Dùng làm vật liệu cách điện Polistiren dễ pha màu nên dùng để sản xuất đồ dùng dân dụng cóc áo, lươc…

 Nhựa bakelit:

Thành phần phenolfomanđehit Dùng làm vật liệu cách điện, chi tiết máy, đồ dùng gia đình

 Êbonit: cao su rắn có tới 25 - 40% lưu huỳnh Dùng làm chất cách điện

 Têflon : bền nhiệt, không cháy, bền với hố chất Dùng cơng nghiệp hố chất kỹ thuật điện

2 Cao su

Cao su vật liệu polime có tính đàn hồi, có ứng dụng rộng rãi đêi sống trong kỹ thuật.

a) Cao su thiên nhiên: chế hoá từ mủ cao su  Thành phần cấu tạo: sản phẩm trùng hợp isopren

n từ 2000 đến 15000

 Mạch polime uốn khúc, cuộn lại lò xo, cao su có tính đàn hồi

Cao su khơng thấm nước, khơng thấm khơng khí, tan xăng, benzen, sunfua cacbon

 Lưu hoá cao su: Chế hoá cao su với lưu huỳnh để làm tăng ưu điểm cao su như: khơng bị dính nhiệt độ cao, khơng bị dịn nhiệt độ thấp

Lưu hố nóng: Đung nóng cao su với lưu huỳnh

Lưu hoá lạnh: Chế hoá cao su với dd lưu huỳnh CS2

b) Cao su tổng hợp:

 Cao su butađien (hay cao su Buna)

Là sản phẩm trùng hợp butađien với xúc tác Na

Cao su butađien đàn hồi so với cao su thiên nhiên chống bào mòn tốt  Cao su isopren

Có cấu tạo tương tự cao su thiên nhiên, sản phẩm trùng hợp isopren với khoảng 3000  Cao su butađien - stiren

Có tính đàn hồi độ bền cao:

 Cao su butađien - nitril: sản phẩm trùng hợp butađien nitril axit acrilic

Do có nhóm C  N nên cao su bền với dầu, mỡ dung môi không cực Tơ tổng hợp:

a) Phân loại tơ: Tơ phân thành:

 Tơ thiên nhiên: có nguồn gốc từ thực vật (bơng, gai, đay…) từ động vật (len, tơ tằm…)  Tơ hoá học: chia thành loại

+ Tơ nhân tạo: thu từ sản phẩm polime thiên nhiên có cấu trúc hỗn độn (chủ yếu xenlulozơ) cách chế tạo hoá học ta thu tơ

+ Tơ tổng hợp: thu từ polime tổng hợp b) Tơ tổng hợp:

 Tơ clorin: sản phẩm clo hố khơng hồn tồn polivinyl clorua

Hồ tan vào dung mơi axeton sau ép cho dd qua lỗ nhỏ vào bể nước, polime kết tủa thành sợi tơ Tơ clorin dùng để dệt thảm, vải dùng y học, kỹ thuât

Tơ clorin bền mặt hố học, khơng cháy độ bền nhiệt không cao

 Các loại tơ poliamit: sản phẩm trùng ngưng aminoaxit điaxit với điamin Trong chuỗi polime có nhiều nhóm amit - HN - CO - :

+ Tơ capron: sản phẩm trùng hợp caprolactam

+ Tơ enan: sản phẩm trùng ngưng axit enantoic

và axit ađipic

:

Các tơ poliamit có tính chất gần giống tơ thiên nhiên, có độ dai bền cao, mềm mại, thường bền với nhiệt axit, bazơ Dùng dệt vải, làm lưới đánh cá, làm khâu

 Tơ polieste: chế tạo từ polime loại polieste Ví dụ polietylenglicol terephtalat

Tơ lapsan bền học, bền nhiệt bền với axi

8 ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI [4]

I Vị trí cấu tạo kim loại. Vị trí

Trong bảng tuần hồn ngun tố hố học, kim loại vị trí:  Phân nhóm nhóm I, II, III (trừ bo)

 Phân nhóm phụ nhóm I đến nhóm VIII

 Họ lantan họ actini (những nguyên tố xếp riêng bảng)  Một phần phân nhóm nhóm IV, V, VI

Hiện người ta biết khoảng 109 nguyên tố hố học, có 85 ngun tố kim loại

Các nguyên tố nằm bên trái, phía bảng, tính kim loại mạnh Cấu tạo nguyên tử kim loại

 Nguyên tử kim loại có số electron lớp nhỏ (  ), dễ dàng cho phản ứng hoá học

 Trong chu kì, nguyên tử nguyên tố kim loại có bán kính lớn có điện tích hạt nhân nhỏ so với nguyên tố phi kim Những ngun tử có bán kính lớn nguyên tử nằm góc dưới, bên trái bảng tuần hoàn

3 Cấu tạo tinh thể kim loại

 Các nguyên tử kim loại xếp theo trật tự xác định làm thành mạng lưới tinh thể kim loại Nút mạng lưới ion dương ngun tử trung hồ Khoảng khơng gian nút lưới không thuộc nguyên tử nào, làm thành "khí electron" mà nguyên tử kim loại nút lưới liên kết với tạo thành mạng lưới bền vững

Liên kết sinh mạng lưới kim loại e tự gắn ion dương kim loại lại với nhau gọi liên kết kim loại.

Đặc điểm liên kết kim loại:

 Do tất e tự kim loại tham gia

II Tính chất vật lý

 Ở điều kiện thường, kim loại trạng thái rắn (tinh thể), trừ Hg chất lỏng Nhiệt độ nóng chảy khác

 Người ta phân biệt : Các kim loại đen (gồm Fe, Mn, Cr) kim loại màu (các kim loại lại)

 Kim loại có tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, có tính dẻo, có ánh kim

Do đặc tính cấu tạo mạng lưới kim loại ta giải thích tính chất vật lý nó a) Tính dẫn điện dẫn nhiệt

 Khi nối đầu kim loại với cực nguồn điện Dưới tác dụng điện trường, e tự chuyển động theo hướng xác định làm thành dòng điện kim loại

 Khi đun nóng kim loại điểm đó, nút lưới (nguyên tử, ion) điểm nhận thêm lượng, dao động mạnh lên truyền lượng cho e tự Các e tự lại truyền lượng cho nút xa Và lượng (dạng nhiệt) truyền khắp kim loại Đó chất tính dẫn nhiệt kim loại

b) Tính dẻo (dễ kéo dài, dát mỏng):

Khi tác dụng lực học lên kim loại, số nút mạng lưới kim loại bị xê dịch, mối liên kết lớp nút mạng nhờ e tự bảo tồn, mạng lưới tinh thể bền vững, hình dạng kim loại bị thay đổi

III Tính chất hố học. Nhận xét chung

Do đặc điểm cấu tạo, nguyên tử kim loại dễ dàng cho e hố trị, thể tính khử:

So sánh tính khử kim loại : Đi từ đầu đến cuối "dãy điện hóa" kim loại tính khử giảm dần

K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Ag, Hg, Au Các phản ứng đặc trưng:

a) Phản ứng với oxi :

 Ở to thường, phần lớn kim loại phản ứng với O2 khơng khí tạo thành lớp bảo vệ cho kim

loại không bị oxi hố tiếp tục

 Khi nung nóng, phần lớn kim loại chảy oxi Ví dụ: b) Phản ứng với halogen phi kim khác

 Với halogen: kim loại kiềm, kiềm thổ, Al phản ứng to thường Các kim loại khác phản ứng yếu hơn, phải đun nóng Hợp chất tạo thành kim loại có hố trị cao:

 Với phi kim khác (yếu hơn) phải đun nóng :

c) Phản ứng với hiđro:

Kim loại kiềm kiềm thổ phản ứng tạo hợp chất hiđrua kim loại dạng muối, số oxi hố H -1

d) Phản ứng với nước:

 Ở to thường, có kim loại kiềm, kiềm thổ phản ứng với nước tạo thành H2

 Ở nhiệt độ nóng đỏ, kim loại đứng trước hiđro dãy điện hố phản ứng với nước Ví dụ:

e) Với axit thường (HCl, H2SO4 loãng)

Phản ứng xảy dễ dàng khi:  Kim loại đứng trước H2

 Muối tạo thành phải tan

g) Với axit oxi hoá (HNO3, H2SO4 đặc nóng)

Trừ Au Pt, cịn hầu hết kim loại tác dụng với HNO3 (đặc lỗng), H2SO4 (đặc,

nóng),

 Với HNO3 đặc:

(Khí bay NO2 màu nâu)

Với HNO3 loãng:

Tuỳ theo độ mạnh kim loại độ lỗng axit, sản phẩm khí bay N2, N2O, NO

Đối với kim loại mạnh axit loãng, sản phẩm NH4NO3

Ví dụ:

 Với axit H2SO4 đặc nóng

Kim loại + H2SO4 đ.n  muối + (H2S, S, SO2) + H2O

Tuỳ theo độ mạnh kim loại mà sản phẩm khử S+6 (trong H

2SO4) H2S, S hay SO2

Kim loại mạnh S+6 bị khử số oxi hố thấp Ví dụ:

Chú ý: Al Fe bị thụ động hoá H2SO4 đặc, nguội HNO3 đặc, nguội Nguyên nhân

do kim loại tiếp xúc với axit đặc, nguội bề mặt chúng có tạo lớp màng mỏng, đặc xít bảo vệ kim loại khơng bị axit tác dụng Do đó, thực tế người ta dùng xitec sắt để chuyên chở axit

h) Phản ứng với kiềm:

Một số kim loại đứng trước H2 hiđroxit có tính lưỡng tính phản ứng với kiềm

mạnh

Ví dụ Be, Zn, Al:

Những kim loại tác dụng mạnh với H2O kim loại kiềm, kiềm thổ, gặp dd nước trước

hết phản ứng với H2O

 Đẩy kim loại yếu khỏi oxit (phản ứng nhiệt kim loại) Xảy to cao, toả nhiều nhiệt làm nóng chảy kim loại:

Phương pháp thường dùng để điều chế kim loại khó nóng chảy Cr, Mn, Fe… IV Dãy điện hoá kim loại

1 Cặp oxi hoá - khử kim loại

Trong điều kiện định, cân xảy theo chiều xác định

Trong : Me dạng khử, Men+ dạng oxi hoá.

Dạng oxi hoá dạng khử nguyên tố tạo thành cặp oxi hố - khử (oxh.kh) Ví dụ:

Các cặp oxi hoá - khử : Fe2+.Fe, Cu2+.Cu, Al3+.Al

2 Điện oxi hoá - khử

Để đặc trưng cho khả oxi hoá - khử cặp oxi hoá - khử, người ta dùng đại lượng gọi điện oxi hoá - khử ký hiệu Eoxh.kh

Khi nồng độ dạng oxi hoá nồng độ dạng khử 1mol/l (oxh = kh = 1mol/l), ta oxi hố - khử chuẩn oxh.kh

3 Ý nghĩa dãy điện hoá kim loại

a) Dự đoán chiều phản ứng giữa 2 cặp oxh - kh:

Khi cho cặp oxh - kh gặp nhau, dạng oxh cặp nằm bên phải (có oxh - kh lớn hơn) oxh dạng khử cặp nằm bên trái Ví dụ:

Có cặp oxh - kh : Zn2+.Zn và

Fe2+.Fe phản ứng:

Có cặp oxh - kh: Zn2+.Zn Cu2+.Cu phản ứng:

b) Những kim loại đứng trước H (phía trái) đẩy hiđro khỏi dd axit Ví dụ:

V Hợp kim

1 Định nghĩa

2 Cấu tạo hợp kim

Hợp kim thường cấu tạo loại tinh thể:

a) Tinh thể hỗn hợp: Gồm tinh thể đơn chất hỗn hợp ban đầu, nóng chảy chúng không tan vào

b) Tinh thể dd rắn: Là tinh thể tạo thành sau nung nóng chảy đơn chất hỗn hợp tan vào

c) Tinh thể hợp chất hoá học: Là tinh thể hợp chất hoá học tạo sau nung nóng chảy đơn chất hỗn hợp

3 Liên kết hoá học hợp kim:

Liên kết hợp kim chủ yếu liên kết kim loại Trong loại hợp kim có tinh thể hợp chất hoá học, kiểu liên kết liên kết cộng hố trị

4 Tính chất hợp kim:

Hợp kim có những tính chất hố học tương tự tính chất chất hỗn hợp ban đầu, tính chất vật lý tính chất học lại khác nhiều

5 Ứng dụng:

Hợp kim dùng nhiều trong:

 Công nghiệp chế tạo máy: chế tạo ôtô, máy bay, loại máy móc…  Cơng nghiệp xây dựng…

V Ăn mòn kim loại chống ăn mòn Sự ăn mòn kim loại

Sự phá huỷ kim loại hợp kim tác dụng hố học mơi trường xung quanh gọi ăn mòn kim loại.

Ăn mòn kim loại chia thành loại chính: ăn mịn hố học ăn mịn điện hố a) Ăn mịn hố học:

Ăn mịn hố học phá huỷ kim loại kim loại phản ứng hố học với chất khí hơi nước nhiệt độ cao

Đặc điểm ăn mịn hố học:  Khơng phát sinh dịng điện

 Nhiệt độ cao tốc độ ăn mịn nhanh Sự ăn mịn hố học thường xảy ở:

 Những thiết bị lò đốt

 Những chi tiết động đốt

 Những thiết bị tiếp xúc với nước nhiệt độ cao Ví dụ:

Bản chất ăn mịn hố học q trình oxi hố - khử, electron kim loại chuyển trực tiếp sang môi trường tác dụng:

b) Ăn mịn điện hố:

Ăn mịn điện hố phá huỷ kim loại kim loại tiếp xúc với dd chất điện li tạo nên dòng điện

Những kim loại dùng đêi sống kỹ thuật thường nhiều có lẫn tạp chất (kim loại khác phi kim), tiếp xúc với môi trường điện li (như nước có hồ lẫn khí CO2, NO2,

SO2,…hoặc nước biển, …) xảy trình ăn mịn điện hố

Xét chế ăn mịn sắt có lẫn đồng khơng khí ẩm có hồ tan H+, O

2, CO2, NO2,…tạo thành

môi trường điện li

Sắt có lẫn đồng tiếp xúc với mơi trường điện li tạo thành pin, trong Fe kim loại hoạt động cực âm, Cu cực dương

 Ở cực âm: Fe bị oxi hố bị ăn mịn

Ion Fe2+ tan vào môi trường điện li, sắt dư e Các e dư này

chạy sang Cu (để giảm bớt chênh lệch điện tích âm sắt đồng)

 Ở cực dương: Xảy trình khử ion H+ O2

Ion H+ O

2 môi trường điện li đến miếng Cu thu e:

Sau xảy q trình tạo thành gỉ sắt:

Các hiđroxit sắt bị H2O tạo thành gỉ sắt, có thành phần xác định:

2 Cách chống ăn mòn kim loại: a) Cách li kim loại với môi trường:

Dùng chất bền với mơi trường phủ lên bề mặt kim loại Đó là:  Các loại sơn chống gỉ, vecni, dầu mỡ, tráng men, phủ hợp chất polime

 Mạ số kim loại bền crom, niken, đồng, kẽm, thiếc lên bề mặt kim loại cần bảo vệ b) Dùng hợp kim chống gỉ (hợp kim inox):

Chế tạo hợp kim khơng gỉ mơi trường khơng khí, mơi trường hố chất Những hợp kim khơng gỉ thường đắt tiền, sử dụng chúng cịn hạn chế

c) Dùng chất chống ăn mịn (chất kìm hãm)

Chất chống ăn mòn làm bề mặt kim loại trở nên thụ động (trơ) mơi trường ăn mịn Ngày người ta chế tạo hàng trăm chất chống ăn mòn khác nhau, chúng dùng rộng rãi ngành cơng nghiệp hố chất

d) Dùng phương pháp điện hóa:

Nối kim loại cần bảo vệ với kim loại khác có tính khử mạnh Ví dụ, để bảo vệ vỏ tàu biển thép, người ta gắn vào vỏ tàu (phần chìm nước biển) kẽm Khi tàu hoạt động, kẽm bị ăn mòn dần, vỏ tàu bảo vệ Sau thời gian người ta thay kẽm khác VII Điều chế kim loại

1 Nguyên tắc:

a) Phương pháp thủy luyện:

Dùng kim loại tự có tính khử mạnh để khử ion kim loại dd muối Ví dụ:

 Điều chế đồng kim loại:

 Điều chế bạc kim loại: b) Phương pháp nhiệt luyện:

Dùng chất khử CO, H2, C kim loại để khử ion kim loại oxit nhiệt độ cao

Phương pháp sử dụng để sản xuất kim loại công nghiệp:

c) Phương pháp điện phân:

Dùng dòng điện chiều catôt (cực âm) để khử ion kim loại hợp chất Bằng phương pháp này, người ta điều chế hầu hết kim loại

 Điều chế kim loại có tính khử mạnh (từ Na đến Al) Điện phân hợp chất nóng chảy (muối, kiềm, oxit) Ví dụ: Điều chế Na cách điện phân NaCl nóng chảy

 Điều chế kim loại có tính khử trung bình yếu: Điện phân dd muối chúng nước Ví dụ:

Điều chế Cu cách điện phân dd CuSO4

Bằng phương pháp điện phân điều chế kim loại có độ tinh khiết cao VIII Hợp chất kim loại.

1 Oxit MexOy

a) Đều tinh thể

b) Tác dụng với H2O Chỉ có số oxit kim loại mạnh (ví dụ kim loại kiềm, kiềm thổ)

số anhiđrit axit có số oxi hoá cao phản ứng trực tiếp với H2O

c) Tác dụng với axit: Phần lớn oxit bazơ phản ứng với axit

d) Tác dụng với oxit axit Chỉ có oxit kim loại mạnh phản ứng e) Tác dụng với kiềm: Các oxti axit oxit lưỡng tính phản ứng

2 Hiđroxit

Hiđroxit hợp chất tương ứng với sản phẩm kết hợp oxit H2O Hiđroxit có tính bazơ

hoặc axit

a) Hiđroxit số kim loại (trừ kim loại kiềm, kiềm thổ) bị nhiệt phân nung nóng tạo thành oxit:

b) Tính tan H2O: Phần lớn tan, có hiđroxit kim loại kiềm, Ba(OH)2 số

hiđroxit kim loại có số oxi hố cao tan H2O Ví dụ: H2CrO4, H2Cr2O7,

H2MnO4, HMnO4

c) Tính axit - bazơ:

Phần lớn có tính bazơ, số có tính lưỡng tính (như Be(OH)2, Zn(OH)2, Al(OH)3, Sn(OH)2,

…), số axit (H2CrO4, H2Cr2O7, HMnO4)

d) Tính oxi hoá - khử: Thể râ số hiđroxit kim loại có nhiều số oxi hố hiđroxit kim loại yếu

Muối

a) Tính tan muối:

 Muối nitrat kim loại: dễ tan nước

 Muối sunfat kim loại: phần lớn dễ tan, trừ CaSO4, BaSO4, PbSO4, Ag2SO4

 Muối clorua kim loại: phần lớn dễ tan, trừ AgCl, PbCl2, CuCl, Hg2Cl2, …

 Muối cacbonat kim loại: phần lớn khó tan, trừ cacbonat kim loại kiềm amoni  Muối cacbonat axit: nói chung tan tốt muối cacbonat trung tính (trừ cacbonat axit kim loại kiềm)

b) Tính oxi hố - khử muối:

 Một số muối có số oxi hố thấp kim loại bền, có tính khử

 Một số muối kim loại yếu, có số oxi hố cao kim loại bền, có tính oxi hố dễ bị phân huỷ:

9 KIM LOẠI KIỀM-KIỀM THỔ-NHÔM [6]

A KIM LOẠI KIỀM I Cấu tạo nguyên tử

 Có e hố trị lớp ngồi

 Bán kính nguyên tử lớn, điện tích hạt nhân nhỏ (so với nguyên tố chu kì) Vì kim loại kiềm dễ nhường 1e hoá trị - thể tính khử mạnh

Đi từ Li  Fr tính khử tăng dần (Fr ngun tố phóng xạ nghiên cứu) II Tính chất vật lý

 Dễ tạo hợp kim với Hg gọi hỗn hống

 Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sơi thấp Đi từ Li  Cs, nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ sôi giảm dần

 Dẫn nhiệt dẫn điện tốt

 Đơn chất hợp chất cháy cho lửa đặc trưng: Li : đỏ tía ; Na : vàng; K : tím Rb : đỏ huyết

III Tính chất hố học a) Phản ứng với oxi:

 Ở to thường : Li, Na, K + O2 lớp oxit mặt ; Rb, Cs bốc cháy

 Khi đun nóng : Li, Na, K bốc cháy mãnh liệt tạo thành oxit (Li2O) hay peoxit Na2O2, K2O2

b) Với phi kim khác:

 Phản ứng mãnh liệt với halogen to thường, đun nhẹ:  Khi đốt nóng phản ứng với S, H2, P, …

NaH chất rắn, gặp nước, bị thuỷ phân:

c) Phản ứng với nước: Phản ứng mạnh nhiệt độ thường

d) Phản ứng với axit thường axit oxi hoá: phản ứng xảy mãnh liệt IV Điều chế

Kim loại kiềm điều chế cách điện phân muối clorua nóng chảy hiđroxit nóng chảy

Ví dụ: V Hợp chất

1 Oxit Me2O chất rắn, phản ứng mạnh với nước, với axit oxit axit Ví dụ:

2 Hiđroxit MeOH

 Là chất rắn, hút ẩm mạnh, tan nhiều nước  Là bazơ mạnh, điện li hoàn toàn dd nước  Phản ứng trung hồ với axit, oxit axit Ví dụ Khi dư CO2:

Cacbonat axit kim loại kiềm bền, tách khỏi dd dạng tinh thể đun cạn dd Nhưng nung nóng tinh thể bị phân tích thành cacbonat, ví dụ NaHCO3 bị phân tích 160oC

Muối cacbonat kim loại kiềm bền, nóng chảy khoảng 800oC, khơng bị phân tích.

Điều chế hiđroxit kim loại kiềm:

 Bằng phản ứng trao đổi: Muối

Hầu hết muối kim loại kiềm tan nhiều nước (trừ KClO4), số muối tồn

trong thiên nhiên : NaCl, Na2SO4.1OH2O, Na2AlF6, KCl, NaCl.KCl (xinvinit), KCl.MgCl2.H2O

(cacnalit), KCl.MgSO4.3H2O (cainit)

Một số muối kim loại quan trọng:  Natri clorua NaCl:

NaCl chất rắn, khơng màu, dễ tan nước, nóng chảy 800oC.

NaCl khai thác từ nước biển, từ muối mỏ Nó dùng nhiều cơng nghiệp thực phẩm, để sản xuất clo, axit clohiđric, nước Javen,…

 Natri hiđrocacbonat:

Muối natri hiđrocacbonat NaHCO3 chất rắn màu trắng, tan nước, bền nhiệt độ

thường, bị phân huỷ nhiệt độ cao

NaHCO3 muối axit yếu, không bền, tác dụng với axit mạnh:

Mặt khác, NaHCO3 muối axit, tác dụng với kiềm:

 Muối natri cacbonat Na2CO3:

Na2CO3 chất rắn màu trắng, dễ tan nước nhiệt độ thường tồn dạng muối

ngậm nước Na2CO3.1OH2O nhiệt độ cao, nước tạo thành muối khan Na2CO3 có nhiệt độ

nóng chảy 850oC.

Na2CO3 bị thuỷ phân dd cho môi trường kiềm mạnh:

Na2CO3 nguyên liệu hoá học quan trọng để sản xuất thuỷ tinh, xà phòng nhiều muối khác

4 Nhận biết kim loại kiềm hợp chất chúng

Dựa vào màu lửa đốt hỗn hợp kim loại này: Hợp chất Li+ : lửa màu đỏ.

Hợp chất Na+: lửa màu vàng.

Hợp chất K+: lửa màu tím.

VI Trạng thái tự nhiên

 Natri thường gặp dạng NaCl (muối ăn), Na2SO4.1OH2O, Na2CO3 (xôđa), NaNO3 (diêm

tiêu)

 Kali thường gặp dạng : KCl.NaCl (xinvinit), KCl.MgCl2.6H2O (cacnanit)

B KIM LOẠI NHÓM II (KIM LOẠI KIỀM THỔ) I Cấu tạo nguyên tử

 Bán kính nguyên tử lớn, điện tích hạt nhân tương đối nhỏ (so với nguyên tố chu kỳ) Vì ngun tố có tính khử mạnh (nhưng kim loại kiềm), dễ nhường 2e

II Tính chất vật lý

 Là chất rắn, có ánh bạc, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt

 Nhiệt độ sơi nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp (cao kim loại kiềm) Ví dụ : Mg 650oC, Ba 710oC.

 Màu lửa đặc trưng đơn chất hợp chất: Ca: đỏ da cam ; Sr, Ra: đỏ son ; Ba: xanh lục III Tính chất hố học

1 Phản ứng với oxi

 Ở nhiệt độ thường, kim loại phân nhóm nhóm II bị O2 khơng khí oxi hố tạo thành

lớp oxit bề mặt

 Khi đốt nóng bốc cháy mãnh liệt Ví dụ:

2 Phản ứng với phi kim khác

 Với halogen: phản ứng dễ dàng nhiệt độ thường  Với phi kim hoạt động: phải đun nóng

3 Phản ứng với H2O

 Be không phản ứng có lớp oxit bảo vệ

 Mg khơng tan nước lạnh, đun nóng tạo tan chậm phản ứng với nước  Ca, Sr, Ba phản ứng mạnh với nước nhiệt độ thường

4 Phản ứng với axit (axit thường axit oxi hoá)  Be, Mg phản ứng dễ dàng

 Ca, Sr, Ba phản ứng mãnh liệt

5 Phản ứng với dd kiềm kiềm nóng chảy Chỉ có Be phản ứng:

IV Điều chế

Phương pháp phổ biến quan trọng điện phân muối halogenua nóng chảy:

V Một số hợp chất quan trọng

1 Oxit MeO Đều chất rắn, màu trắng, bền nhiệt, nóng chảy nhiệt độ cao (ví dụ CaO nóng chảy 2585oC).

MgO phản ứng chậm với H2O ; CaCO ; SrO ; BaO phản ứng mãnh liệt với nước:

Các oxit tan dễ dàng axit BeO tác dụng với dd kiềm

Quan trọng số oxit CaO CaO gọi vôi sống, tác dụng với nước cho Ca(OH)2 gọi vôi tôi, dùng làm vật liệu xây dựng

2 Hiđroxit Me(OH)2

 Tính tan tính bazơ tăng dần:

 Be(OH)2 có tính lưỡng tính

 Mg(OH)2 kết tủa trắng, bazơ yếu, tan axit

 Ca(OH)2 tan nước, bazơ mạnh

 Ba(OH)2 tan nhiều nước tạo thành dd kiềm mạnh

 Khi đun nóng, Be(OH)2 Mg(OH)2 bị nước biến thành oxit:

Chú ý: Khi cho khí clo tác dụng với Ca(OH)2 CaO ta thu clorua vơi CaOCl2 có cơng

thức cấu tạo:

3 Muối

a) Muối nitrat: tan nhiều nước b) Muối clorua: tan nhiều nước

c) Muối sunfat: từ BeSO4  BaSO4 độ tan giảm dần BeSO4, MgSO4 tan nhiều, SrSO4, BaSO4

không tan

d) Muối cacbonat:

 Muối cacbonat trung tính MeCO3 : tan nước, nung nóng bị phân tích Ví dụ:

 Muối cacbonat axit Me(HCO3)2 tan nhiều nước, chỉ tồn dd có cân sau;

Khi dư CO2, cân chuyển dịch sang phải

Khi đun nóng, cân chuyển dịch sang trái VI Trạng thái tự nhiên

 Mg thường gặp dạng MgCO3 (manhezit), CaCO3.MgCO3 (đolomit), KCl.MgCl2.6H2O

(cacnalit), KCl.MgSO4.6H2O (cainit)

 Ca thường gặp dạng CaCO3 (đá vôi, đá phấn, đá hoa), CaCO3.MgCO3 (đolomit), CaO4.2H2O

(thạch cao), Ca3(PO4)2 (photphorit), 3Ca3(PO4)2.CaF2 (apatit)

VII Nước cứng Định nghĩa

 Tuỳ theo lượng ion Ca2+ Mg2+ có nước nhiều hay mà người ta chia nước thiên nhiên thành loại:

+ Nước mềm: Có ion Ca2+, Mg2+ hoà tan (tổng nồng độ ion < 0,002 mol/l).

+ Nước cứng: Có hồ tan nhiều ion Ca2+, Mg2+ (tổng nồng độ ion > 0,002 mol/l).

 Độ cứng nước gồm loại:

+ Độ cứng tạm thời: Do muối cacbonat axit canxi magie gây ra, đun sôi nước, muối bị phân huỷ tạo muối, cacbonat kết tủa:

+ Độ cứng vĩnh cửu: gây muối clorua, sunfat Ca2+ Mg2+ Khi đun sôi, độ vĩnh cửu

không bị

+ Độ cứng toàn phần: tổng hai độ cứng Tác hại nước cứng

 Đóng cặn vào thành nồi làm giảm độ dẫn nhiệt nên làm tốn nhiên liệu gây nổ nồi

 Giặt xà phòng nước cứng khó sạch, tốn xà phịng xà phịng biến thành muối Ca2+, Mg2+ tan, vón cục vải

Ví dụ:

 Dùng phương pháp vôi, xút xôđa

+ Phương pháp vôi:

+ Phương pháp xút:

+ Phương pháp xôđa:

b) Khử độ cứng toàn phần:

 Dùng phản ứng trao đổi (với Na2CO3 hay Na3PO4) kết tủa Ca2+và Mg2+:

 Dùng nhựa trao đổi ion (gọi ionit): cho nước chảy qua cột chứa nhựa trao đổi ion, ion Ca2+, Mg2+ bị giữ lại cột.

C NHÔM

I Cấu tạo nguyên tử

 Ngun tử Al có electron hố trị lớp ngồi (cấu hình e : 1s2 2s2 2p6 3s2 31)  Bán kính nguyên tử tương đối lớn

 Điện tích hạt nhân Z tương đối nhỏ

Vì Al có tính khử mạnh (kém Mg), dễ nhường 3e hoá trị:

II Tính chất vật lý

 Al kim loại nhẹ (d = 2,7 g.cm3), trắng bạc, nhiệt độ nóng chảy 6000C  Al dẻo, dễ kéo dài, dát mỏng

 Al dẫn nhiệt, dẫn điện tốt Tạo hợp kim với nhiều kim loại khác III Tính chất hố học

1 Phản ứng với oxi

 Ở nhiệt độ thường: lớp oxit mỏng bảo vệ nên Al không phản ứng với oxi Nếu làm cho lớp Al2O3 tạo thành khơng bám vào bề mặt nhơm nhơm phản ứng mạnh với oxi

Ví dụ, sau nhúng Al vào thuỷ ngân để tạo thành hỗn hống bề mặt Al, để khơng khí xảy tượng "Al mọc lông tơ"

Ở dạng bột, đun nóng, Al cháy mạnh toả nhiều nhiệt Phản ứng với phi kim

 Với Cl2, Br2 : Al phản ứng nhiệt độ thường, tạo thành AlCl3, AlBr3

 Khi đun nóng, Al phản ứng với I2, S nhiệt độ cao, Al phản ứng với N2, C

 Ở nhiệt độ thường, Al không phản ứng với H2O có lớp oxit bền vững bảo vệ Nếu đánh bỏ

lớp oxit đi, Al phản ứng với H2O nhiệt độ thường

Phản ứng nhanh chóng dừng lại Al(OH)3 bảo vệ khơng cho Al tiếp xúc với H2O

4 Phản ứng với axit thường

Với dd HCl H2SO4(l), phản ứng dễ dàng (Al đứng trước H):

5 Phản ứng với axit oxi hoá

 Với HNO3 đặc, nguội H2SO4 đặc, nguội : Al bị thụ động hoá

 Trong trường hợp khác (axit loãng, axit đặc, nóng) phản ứng xảy dễ dàng: Ví dụ:

6 Phản ứng với dd kiềm

Phản ứng mạnh Al(OH)3 lưỡng tính, tan kiềm

7 Phản ứng đẩy kim loại yếu khỏi hợp chất  Với dd muối:

 Phản ứng nhiệt nhôm: Đẩy mạnh kim loại yếu khỏi oxit nung nóng

Phản ứng nhiệt nhơm dùng để điều chế Mn, Cr, V, W hợp kim sắt IV Hợp chất Al

1 Nhôm oxit Al2O3

 Màu trắng, bền với nhiệt, khó nóng chảy (nhiệt độ nóng chảy > 2000oC)  Khơng tác dụng với nước, không tan nước

 Al2O3 oxit lưỡng tính, tác dụng với dd axit mạnh dd kiềm Dễ phản ứng với kiềm nóng

chảy

2 Nhôm hiđroxit Al(OH)3

 Al(OH)3 chất kết tủa dạng keo, tan nước

 Là hiđroxit lưỡng tính, dễ tan axit dd kiềm, đặc biệt không tan vào dd NH4OH

lỗng

 Al(OH)3 nung nóng bị nước

 Điều chế Al(OH)3 phản ứng trao đổi với dd NH4OH:

3 Muối nhôm

 Một loại muối Al phổ biến phèn chua Đó muối kép Al - K có cơng thức: K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O, phèn chua dùng để làm nước, dùng kỹ nghệ thuộc da

giấy

 Muối aluminat: Có ion , bền dd kiềm (ví dụ NaAlO2) Trong mơi trường axit

yếu tạo thành Al(OH)3 kết tủa Ví dụ:

V Điều chế Al

Trong công nghiệp, sản xuất nhôm chủ yếu phương pháp điện phân nóng chảy Al2O3 có

mặt criolit Na3AlF6 để làm giảm nhiệt độ nóng chảy Al2O3

Khi nóng chảy:

Điện phân 950oC, điện - von.

Các điện cực làm than graphit, anơt bị ăn mịn phản ứng

Vì vậy, điện phân phải thường xuyên bổ sung than anôt Al2O3 lấy từ quặng boxit

VI Nhận biết ion Al3+

Nhận biết ion Al3+ phản ứng tạo kết tủa keo Al(OH)

3 tan kiềm dư không tan

trong NH4OH

VII Trạng thái tự nhiên nhôm

Nhôm thường gặp dạng : boxit (Al2O3.nH2O), cao lanh (Al2O3.2SiO2.2H2O),…

10 SẮT [3]

I Cấu tạo nguyên tử Cấu hình electron:

Lớp sắt ngồi có 14 electron, xây dựng dở dang nên bền Vì Fe nhường electron lớp ngồi số electron lớp sát để có số oxi hố +2, +3 +6

Sắt kim loại hoạt động trung bình, số oxi hố thường gặp +2 +3 II Tính chất vật lý

 Sắt nguyên chất có ánh bạc, dẻo, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, nóng chảy 1539oC

 Dưới 800oC sắt có tính nhiễm từ, bị nam châm hút trở thành nam châm (tạm thời) III Tính chất hố học

1 Phản ứng với O2

 Trong khơng khí ẩm, sắt bị gỉ (do bị ăn mịn điện hố)  Khi nóng đỏ, cháy với oxi:

2 Phản ứng với phi kim

Khi bị đốt nóng, Fe phản ứng với hầu hết phi kim, ví dụ:

3 Phản ứng với nước:

Ở nhiệt độ nóng đỏ, Fe phản ứng mạnh với nước:

4 Phản ứng với axi thường: Phản ứng với axit oxi hoá

 Fe bị thụ động hoá HNO3 đặc, nguội H2SO4 đặc, nguội

 Trong trường hợp khác (H2SO4 đặc, nóng; HNO3 lỗng), Fe dễ dàng phản ứng

6 Với dd kiềm

Fe không tác dụng với dd kiềm

7 Đẩy kim loại chủ yếu khỏi hợp chất

IV Hợp chất. Oxit

Có loại: FeO, Fe2O3, Fe3O4 (FeO.Fe2O3)

 Cả chất rắn, không tác dụng với H2O không tan H2O

 Với chất khử (như CO, H2 nhiệt độ cao) : Oxit chứa sắt có số oxi hố cao bị khử thành oxit

có số oxi hố thấp thành kim loại:

 Với chất oxi hố: Oxit chứa sắt có số oxi hố thấp biến thành oxit có số oxi hố cao:

 Cả oxit bazơ, hoà tan axit, khơng hồ tan kiềm

Nếu hồ tan axit oxi hố tạo thành muối Fe3+:

Fe(OH)2 có màu trắng

Fe(OH)3 có màu nâu

 Cả hiđroxit tan nước  Khi nung nóng, bị nước:

Nếu nung khí có oxi tạo thành Fe2O3, vì:

 Fe(OH)2 dễ bị oxi hố (ngay khơng khí) thành Fe(OH)3:

 Cả hiđroxit bazơ yếu, tan axit:

 Fe(OH)3 không tan kiềm dư, tan kiềm đặc có tính axit yếu

3 Muối

a) Các muối nitrat, halogenua, sunfat Fe tan nhiều nước b) Muối Fe2+ có tính khử mạnh.

c) Muối Fe3+ có tính oxi hố

4 Cách nhận biết

a) Nhận biết hợp chất Fe2+

 Bằng phản ứng tạo kết tủa Fe(OH)2 màu trắng, bị oxi hoá dần thành Fe(OH)3 màu nâu

 Bằng phản ứng thể tính khử Fe2+ Ví dụ làm màu KMnO4 (xem phản ứng 3b.)

b) Nhận biết hợp chất Fe3+

Bằng phản ứng tạo thành kết tủa Fe(OH)3 màu nâu

5 Hợp chất Fe tự nhiên

Trong tự nhiên, sắt tồn chủ yếu khoáng chất sau :

Oxit sắt từ (Fe3O4), hêmatit (Fe2O3), hêmatit nâu (Fe2O3 H2O), xeđerit (FeCO3), pirit (FeS2)

V Hợp kim Fe

1 Sắt non: hợp kim sắt có chứa 0,01% cacbon

2 Gang: hợp kim sắt chứa - 6% cacbon, ngồi cịn có Mn, Si, P, S Người ta phân biệt:

 Gang xám: Chế tạo nhiệt độ cao, có chứa nhiều cacbon (3,5 - 6%) Si  Gang trắng: Rất cứng dòn, dùng để luyện sắt thép

3 Thép: hợp kim sắt có từ 0,01 - 2% cacbon số nguyên tố khác Người ta phân biệt:

a) Thép thường hay thép cacbon: có chứa C, Si, Mn P, S Độ cứng thép phụ thuộc vào hàm lượng cacbon

b) Thép đặc biệt: có chứa lượng đáng kể nguyên tố khác Mn, Si, Cr, Ni, W Thép đặc biệt có tính chất học vật lý quý

Ví du:

 Thép Ni - Cr: Rất cứng, dịn Dùng để chế tạo vòng bi, vỏ xe bọc thép

 Thép W - Mo - Cr: Rất cứng nhiệt độ cao Dùng để chế tạo dụng cụ cắt gọt kim loại  Thép Si: Rất dẻo, đàn hồi tốt Dùng chế lị xo, díp ơtơ

 Thép Mn: Rất bền, chịu va đập mạnh Dùng để chế máy nghiền đá, đường ray VI Luyện gang

1 Nguyên tắc

Dùng CO để khử sắt oxit (nếu quặng FeCO3 nung trước để biến thành sắt oxit)

2 Các phản ứng lò cao:  Ở phía nồi lị:

 Khí CO bốc lên gặp sắt oxit:

 Đồng thời xảy tương tác Fe C tạo thành sắt cacbua Fe3C hoà tan gang Một

phần cacbon gang dạng than chì (graphit)

Gang trắng chứa nhiều Fe3C, gang xám chứa nhiều than chì

VII Luyện thép Nguyên tắc

Tách bớt khỏi gang phần lớn C, Cr, Si, Mn hầu hết P, S Phản ứng xảy luyện thép

 O2 khơng khí oxi hố phần Fe gang lỏng

 FeO oxi hoá tạp chất Si, Mn, C:

SiO2 MnO bị loại xỉ lò, CO cháy:

 Loại P, S:

 Khử FeO cịn sót lại thép