Tóm tắt bài học H 11 12 cacbon

CACBON
I. Vị trí cấu hình electron nguyên tử
Cacbon nằm ở ô số 6, chu kì 2, nhóm IVA → cấu hình e nguyên tử : 1s22s22p2.

II. Tính chất vật lí
Cacbon (C) : thể rắn, không tan trong nước.
Có 4 dạng thù hình:
Kim cương: tinh thể trong suốt, cứng, không dẫn điện.
Than chì: màu xám đen, tinh thể có cấu trúc lớp, mềm, dẫn điện.
Fuleren: tồn tại dưới dạng phân tử C60, C70.
Cacbon vô định hình: (than xương, than gỗ…) có cấu trúc xốp, có tính hấp phụ.

III. Tính chất hóa học
Trong các dạng tồn tại của cacbon, cacbon vô định hình hoạt động hơn cả về mặt hóa
học. Tuy nhiên ở nhiệt độ thường cacbon khá trơ, còn khi đun nóng cacbon trở nên
hoạt động hơn.
Các số oxi hóa có thể có của C là: -4, 0, +2, +4.
Đơn chất C có số oxi hóa 0 (số oxi hóa trung gian) có thể tăng lên +2, +4 thể hiện tính
khử và có thể giảm xuống -4 thể hiện tính oxi hóa.

1. Tính khử
a. Tác dụng với oxi
C cháy trong oxi không khí, phản ứng tỏa nhiều nhiệt
0

4

0

t
C  O2 


 CO2

(cacbon đioxit)
Ở nhiệt độ cao, C khử CO2
4

0

0

2

t cao
C O2  C 
 2 CO

(cacbon monooxit)
Lưu ý:
 Khi đốt cháy C trong không khí luôn tạo hỗn hợp CO2 và CO – độc
 Nên đốt cacbon trong oxi dư để sản phẩm chủ yếu là CO2.


b. Tác dụng với hợp chất
Ở to cao cacbon tác dụng nhiều chất oxi hóa mạnh như HNO3, H2SO4 đặc, KClO3,
…, với oxit kim loại (sau Al đến Cu)
0

4

o

t
C  4HNO3 

 CO2  4NO2  2H2O

0

4

o

t
3 C  2K Cl O3 

 3 CO2  2K Cl

0

4

o

t
C  Cu O 
 CO  Cu

Cacbon không tác dụng trực tiếp với Cl2, Br2, I2.

2. Tính oxi hóa
a. Tác dụng với hidro
0

4

0

t , xt
C  2H2 
 CH4

b. Tác dụng với kim loại
Ở nhiệt độ cao, C phản ứng với 1 số kim loại hoạt động mạnh tạo cacbua kim loại
0

0

4

t
4Al  3 C 
 Al4 C3

(nhôm cacbua)

IV. Ứng dụng của cacbon
Kim cương: làm trang sức, chế tạo mũi khoan, dao cắt thủy tinh…
Than chì: làm điện cực, ruột bút chì…
Than cốc: dùng luyện kim loại.

Than gỗ : chế tạo thuốc nổ đen (thành phần KNO3:S:C = 75:10:15)
Than muội: dùng làm chất độn cao su, mực in, xi đánh giày…
Than hoạt tính: dùng làm mặt nạ phòng độc…

V. Trạng thái tự nhiên
Trong tự nhiên kim cương và than chì là cacbon tự do gần như tinh khiết.
Ngoài ra cacbon còn có trong quặng: canxit (CaCO3), magiezit (MgCO3), đolomit

(CaCO3.MgCO3)
Cacbon còn có trong tế bào động thực vật.
Các mỏ than lớn của Việt Nam: Quảng Ninh, Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Nam.


VI. Điều chế
Kim cương nhân tạo: điều chế từ than chì ở 2.0000C, áp suất 50−100 nghìn atm, xúc
tác Fe, Cr hay Ni.

Than chì nhân tạo: Nung than cốc ở 2.500 − 3.0000C trong lò điện, không có không
khí.

Than cốc: được điều chế bằng cách nung than mỡ khoảng 1.0000C trong lò cốc, không
có không khí.

Than mỏ: được khai thác trực tiếp từ các vỉa than nằm ở độ sâu khác nhau dưới mặt
đất.

Than gỗ: được tạo nên khi đốt gỗ trong điều kiện thiếu không khí.
Than muội: được tạo nên khi nhiệt phân mêtan có chất xúc tác :
0

t , xt
CH4 
 C  2H2

Bài tập áp dụng 1
Để xác định hàm lượng phần trăm cacbon trong một mẫu gang trắng người ta đốt mẫu
gang trong oxi dư. Sau đó, xác định lượng khí CO2 tạo thành bằng cách dẫn khí qua nước
vôi trong dư, lọc lấy kết tủa, rửa sạch, sấy khô rồi đem cân. Với một mẫu gang khối lượng
5,00g và khối lượng kết tủa thu được là 1.00g thì hàm lượng % cacbon có trong mẫu
gang là bao nhiêu?

Bài tập áp dụng 2
Vì sao khi cơm khê người ta thường cho vào nồi cơm một mẩu than củi?