Hóa vô cơ Chương 7: Nguyên tố nhóm VIA

CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

Chương VII



1


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

NỘI DUNG

TÀI LIỆU

NHẬN XÉT CHUNG

[1] – Tập 2, Chương 7:
trang 218 – 250

I. ĐƠN CHẤT

[2] – Chương 4: trang
61 – 104

1. Oxi

2. Lưu huỳnh

[3] – Phần II, Chương
4: trang 274 – 330

II. HỢP CHẤT

1. Hợp chất của oxi

[4] – Chapter 16: page
546 – 590

2. Hợp chất của lưu huỳnh
Chương VII



2


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

NHẬN XÉT CHUNG
- Cấu hình electron hóa trị: ns2np4
 X + 2e- = X2- (liên kết ion hoặc CHT), thể
hiện tính oxi hóa.
- Tính phi kim, tính oxi hóa giảm từ O2 đến Po.

- Từ S trở đi, có khả năng nhường e  thể hiện tính
khử.
- Từ S trở đi, do có ON d còn trống  tạo nhiều số
oxi hóa dương (+2, +4, +6).
- Các H2X có tính bền  nên tính khử, tính axit .
Chương VII

3


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

I ĐƠN CHẤT
1 Oxi (χ = 3,44)
Có hai thù hình: dioxi (O2) – oxi và trioxi (O3) – ozôn
1.1 Oxi
- Khí không màu, không mùi, không vị.
- Ít tan trong nước, tan nhiều hơn trong các dung
môi hữu cơ.

- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp.
- Duy trì sự cháy, cần cho sự sống.
Chương VII



4


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

- Bậc liên kết bằng 2, năng lượng liên kết lớn
(494 kJ/mol)  O2 khá bền, không phân cực.
- Là chất oxi hóa mạnh:

O2 + 2H2  2H2O
(nổ)
O2 + 2NO  2NO2 (tức thì)
2Fe + 3/2O2 + nH2O  Fe2O3.nH2O (rất chậm)
(gỉ sắt)
- Sự tạo thành O2 trong tự nhiên:
6CO2 + 6H2O
Chương VII

Diệp lục

Ánh sáng

C6H12O6 + 6O2



5


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

- Điều chế:
Trong PTN: Nhiệt phân các hợp chất giầu oxi:
KClO3

to, MnO2



KCl + O2

to

2KNO3  2KNO2 + O2
2KMnO4

o
t

K2MnO4 + MnO2 + O2

Trong công nghiệp:
• Chưng cất phân đoạn không khí lỏng.
• Điện phân dung dịch kiềm.
• Rây phân tử.
Chương VII



6


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

1.2 Ozôn
Bậc liên kết bằng 1,5. Momen lưỡng cực  = 0,52 D
So với oxi, ozôn có:
- tonc và tos thấp nhưng cao hơn.
- Tan trong nước nhiều hơn.

- Kém bền hơn: O3  O2 + O
- Hoạt tính hóa học mạnh hơn:
2Ag + O3  Ag2O + O2
2KI + O3 + H2O  I2 + 2KOH + O2
Chương VII



*
7


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

Sự tạo thành O3:
 Điều chế: Phóng điện êm qua O2 ở 30.000 V hay
tác dụng các bức xạ sóng ngắn lên oxi:
3O2  2O3
 Trong tự nhiên:
hυ
O2  2O (tia tử ngoại  = 160 – 240 nm )
O + O2  O3
hυ
O3  O + O2 (tia tử ngoại  = 240 – 360 nm)

O2 + O
Chương VII

160 – 240 nm
240 – 360 nm

O3



(Vành đai bảo vệ trái đất)
8


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

The electromagnetic spectrum

Chương VII



9


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

Hiện tượng suy giảm tầng ozôn:
Nguyên nhân: Freon (CFCl3, CF2Cl2, CHClF2); NOx:
hυ

CF2Cl2  CF2Cl + Cl
( = 190 – 225 nm)
Cl

+ O3  ClO + O2

ClO + O 

Cl + O2

O3 + O  2O2

Chương VII



10


Chương VII



11


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

2 Lưu huỳnh (χ = 2,58)
2.1 Tính chất vật lý
- Có nhiều dạng thù hình:
• tophòng – S8: Tà phương (S ) và đơn tà (S )
• ∼ 200 oC – S
• ∼ 450 oC – S6

• ∼ 650 oC – S4
• ∼ 900 oC – S2

> 95,60C

S

• > 1500 oC – S
Chương VII



⇌

< 95,60C

S
12


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

- Quá trình nấu chảy S:

112,8 oC
hay 119,3 oC

S , S

S8 lỏng,

vàng

>160 oC

Lỏng, nâu,
nhớt
160oC – 200oC

Hơi, vàng da
cam, S6

444,6 oC

Độ nhớt 

>200 oC

Nhựa dẻo,
nâu đen

650 oC
S4
Chương VII

∼900 oC

S2

>1500 oC

S
13


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

- Lưu huỳnh dòn, cách điện, không tan trong nước,
tan trong benzene, dầu hỏa, CS2.
2.2 Tính chất hóa học:

S là phi kim điển hình, thể hiện tính oxi hóa và khử:
Tính oxi hóa:
~3000C

Slỏng + H2 >300
⇌ C H2S ;
0

o
t
S + Fe  FeS

Tính khử:

S + O2  SO2
S + 2H2SO4 đặc nóng  3SO2 + 2H2O
Chương VII

14


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

2.3 Trạng thái tự nhiên, điều chế, ứng dụng
 Trạng thái tự nhiên:
• Đơn chất.
• Hợp chất: dạng sunfua (FeS2, FeCuS2 …), dạng
sunfat (CaSO4.2H2O, BaSO4 …) …

S đơn chất
Chương VII

Quặng pyrit


Khoáng baritin
15


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

 Điều chế:
> 600 oC

FeS2 

FeS + S

Compressed air under a
pressure of 20-25 atmosphere
Super heated
water at 1700C

 Ứng dụng:
• Sản xuất H2SO4
• Lưu hóa cao su
• Sản xuất CS2
• Sản xuất thuốc trừ sâu.
Chương VII



16


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

II HỢP CHẤT
1 Hợp chất của oxi
• Oxit – O2• Peoxit – (O2)2- có cấu tạo cầu – O – O –
• Superoxit – (O2)• Ozonit – (O3)• Các hợp chất có số oxi hóa dương: (O2)2+; O2+
- Hợp chất peoxit quan trọng là H2O2
Chương VII

17


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

H2O2 (hydro peoxit, oxi già):

H2O2 pha hơi

H2O2 pha rắn

- Chất lỏng, không màu, tan vô hạn trong nước.

- Không bền (gây nổ) bởi nhiệt độ, ánh sáng, xúc
tác (MnO2, Ag …):
H2O2  H2O + O

- Tính axit yếu:
H2O2 + H2O ⇌ H3O+ + HO2-

K = 2,4.10-12

H2O2 + 2NaOH  Na2O2 + 2H2O
H2O2 + Ba(OH)2  BaO2 + 2H2O
Chương VII



18

CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

- Tính oxi hóa (đặc trưng):
H2O2 + 2H+ + 2e ⇌ 2H2O, 0 = +1,78 V
4H2O2 + PbS  PbSO4 + 4H2O
H2O2 + 2KI  2KOH + I2
- Tính khử:
H2O2 - 2e ⇌ O2 + 2H+ , 0 = +0,68 V
5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4  2MnSO4 + 5O2
+ K2SO4 + 8H2O *
Chương VII



19


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

- Điều chế:
• Trong PTN: BaO2 + H2SO4  H2O2 + BaSO4
• Trong CN:
Điện phân dung dịch H2SO4 50%:
2HSO4̅  2e  H2S2O8
H2S2O8 + 2H2O  2H2SO4 + H2O2
Phương pháp anky antroquinol:

Pd or Ni

Chương VII



20


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

2 Hợp chất của lưu huỳnh
2.1 Hợp chất S (-2)
 Dihydro sunfua (H2S):
- Khí, không màu, mùi trứng thối, rất độc, ít tan
trong nước ( = 1,02 D), tan nhiều hơn trong các
dung môi hữu cơ.
- Trong dung dịch nước, có tính axit yếu:

H2S + H2O ⇌ H3O+ + HS- K1 = 10-7
HS- + H2O ⇌ H3O+ + S2 K2 = 10-19
Chương VII



21


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

- Có tính khử mạnh:
2H2S + O2  2S↓ + 2H2O

*

(thiếu O2, tothấp)

2H2S + 3O2  2SO2 + 2H2O (dư oxy, to)
H2S + 2O2  H2SO4

(dư O2, to,xt, hơi ẩm)

H2S + 2FeCl3  S↓ + 2FeCl2 + 2HCl
5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4  5S +2MnSO4 +
K2SO4 + 8H2O

H2S + 3H2SO4(đặc, nóng)  4SO2 + 4H2O
H2S + 4Br2 + 4H2O  H2SO4 + 8HBr
Chương VII



22


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

 Muối sunfua:
- Phân loại muối sunfua theo độ tan:
• Sunfua tan trong nước: Na2S, BaS, Al2S3, Cr2S3 …
• Suafua tan trong axit loãng: MnS, FeS, ZnS …
• Sunfua tan trong axit có tính oxi hóa mạnh: CuS,

Ag2S, HgS, PbS …
- Muối sunfua có tính khử mạnh:
2ZnS + 3O2  2ZnO + 2SO2
3S2 + 8NO3̅ + 8H+  3SO42– + 8NO + 4H2O
Chương VII



23


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

- Muối sunfua axit, bazo, lưỡng tính:
SiS2 + 3H2O ⇌ H2SiO3 + 2H2S
Na2S + H2O ⇌ NaHS + NaOH
Cr2S3 + 6H2O ⇌ 2Cr(OH)3 + 3H2S
2.2 Hợp chất S(+4): SO2, H2SO3, SO32 SO2
- Anhydrit sunfurơ:
SO2 + H2O ⇌ H2SO3
Chương VII



24


CHƯƠNG VII: CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM VIA (X)

- Oxit axit: SO2 + 2NaOH  Na2SO3 + H2O

 H2SO3 (SO2.xH2O)
- Không bền, có tính axit trung bình với Ka1=2.10-2,
Ka2=6.10-6.
 HSO3- , SO32- Chúng không bền nhiệt; SO32- bền hơn HSO3-.
- Chỉ MeHSO3 và M(HSO3)2 dễ tan và bị thủy phân
tạo môi trường axit yếu.
- Chỉ Me2SO3 tan và bị thủy phân tạo môi trường
kiềm yếu.
Chương VII



25