Tóm tắt lý thuyết về nitơ, photpho và hợp chất của chúng

NITƠ – PHỐTPHO
1. VỊ TRÍ NGUYÊN TỐ NHÓM VA TRONG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN
Nhóm VA gồm các nguyên tố 7N, 15P, 33As, 51Sb, 83Bi có 5 electron lớp ngoài cùng nên dễ nhận thêm 3e
để đạt cấu hình bền vững của khí hiếm, do đó tính oxihóa là tính chất đặc trưng.
2. NITƠ (N2) vì phân tử N2 có liên kết ba nên ở điều kiện thường N 2 kém hoạt động nhưng khi có t 0 và xúc tác
thì N2 khá hoạt động.
N2 thể hiện tính ôxihóa khi tác dụng các chất khử tạo nitua (tạo sản phẩm chứa N-3).
TÁC DỤNG VỚI H2
N2 + 3H2 �
2NH3
Chất oxi hóa
Amoniac
TÁC DỤNG VỚI KIM LOẠI ( với nhiều kim loại có tính khử mạnh)
to
N2 + 6Li  
 2Li3N
Ngoài ra, Nitơ còn thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxihóa mạnh (O2)
TÁC DỤNG VỚI O2 ở nhiệt độ thường không có pản ứng; điều kiện ở 30000C, tia lửa điện)
�
N2
+
O2
2NO
�
NO
+
O2
NO2 (phản ứng xảy ran gay ở nhiệt độ thường)
3. PHỐT PHO (P) tuy là phi kim nhưng P thường thể hiện tính khử là chính khi tác dụng với các phi kim (O 2,
Cl2…)
TÁC DỤNG VỚI OXI có thể tạo hai sản phẩm

to
4P
+
3O2
2P2O3


o
t
4P
+
5O 2
2P2O5
 
TÁC DỤNG VỚI PHI KIM KHÁC (Halogen, S) tạo hợp chất P ứng soh dương.
to
2P
+
3Cl2  
2PCl3

o
t
2P
+
5P
2PCl5
 
TÁC DỤNG VỚI HỢP CHẤT gặp các chất ôxihóa mạnh HNO3, KClO3, KNO3, K2Cr2O7P bị ôxihóa
đến soh +5

to
3P + 2H2O + 5HNO3
3H3PO4
+
5 NO


5HNO3 + P
H3PO4
+
5NO2 +
H2O
 
6P
+
5KClO3
3P2O5
+
5KCl
 
Ngoài ra P còn thể hiện tính oxhóa khi tác dụng với chất khử tạo hợp chất của P ứng soh -3
to
2P
+
3H2
2PH3


o
t

2P
+
3Zn
Zn3P2
 
3

4. AMONIAC ( NH3 ) vì N H 3 , đây là soh thấp nhất của Nitơ nên NH3 là một chất khử.
SỰ PHÂN HỦY NH3 không bền nhiệt
�
2NH3
N2
+
3H2
Khi tác dụng với chất ôxihóa thường N-3 bị ôxihóa thành N0 (N2), một ít tạo N+2 (NO)
TÁC DỤNG VỚI O2 tạo hai sản phẩm khác nhau phụ thuộc vào xúc tác
to
4NH3
+
3O2
2N2 +
6H2O


o , xt
t
4NH3
+
5O2
4NO +

6H2O
  
TÁC DỤNG VỚI Cl2 NH3 tự bốc cháy trong khí clo
2NH3
+
3Cl2  
6HCl +
N2
Nhớ NH3 +
HCl
  NH4Cl (khói trắng, chứng tỏ khí NH3 là bazơ)
VỚI OXIT 1 SỐ ÔXÍT KIM LOẠI (thường là oxít kim loại trung bình, yếu)
to
2NH3 + 3CuO  
+
3Cu +
3H2O
 N2
5. DUNG DỊCH AMONIAC là dung dịch bazơ yếu và có mùi khai do NH3 dễ bay hơi.
TÁC DỤNG VỚI CHẤT CHỈ THỊ MÀU làm quì tím hóa xanh
NH3 +
H2O �
NH4+ +
OHTÁC DỤNG VỚI DD AXIT tạo muối amoni (axit mạnh hay axit tan)
NH3 +
HCl
NH4Cl (amoni clorua)
 
+
NH3 +

H
NH 4
 
NH3 (dd) +
HNO3(l)  
NH4NO3 (amoni nitrat)
+
NH3 +
H
NH 4
 
NH3 +
H2SO4   NH4HSO4 (amoni hidrosunfat)
+
NH3 + H + HSO 4   NH 4
+ HSO 4


2NH3 +
H2SO4   (NH4)2SO4 (amoni sunfat)
+
2NH3 + 2H + SO 24    2NH 4 + SO 24 
TÁC DỤNG VỚI DD MUỐI tạo hidrôxit không tan
2NH3 + 2H2O + FeSO4   Fe(OH)2
+ (NH4)2SO4
2+
2NH3 + 2H2O + Fe
Fe(OH)2 + 2NH 4
 
3NH3 + 3H2O + AlCl3   Al(OH)3

+ 3NH4Cl
3+
3NH3 + 3H2O + Al   Al(OH)3 +
3NH 4 .
6. MUỐI AMONI (NH4-)
Muối amoni là hợp chất ion, phân tử gồm cation NH 4 (amoni) và anion gốc axit.
Tất cả muối amoni điều tan, là chất điện li mạnh
(NH4)nA   nNH 4 + AnIon NH4+ là một axit yếu
TÁC DỤNG VỚI CHẤT CHỈ THỊ MÀU làm quỳ tím hóa đỏ
NH4+ +
H2O   NH3 +
H3O+
TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH BAZƠ tạo NH3, nay là phản ứng dùng để nhận biết muối amoni (tạo
khí có mùi khai), dung điều chế NH3 trong phòng thí nghiệm.
NH 4 +
OHH2O
  NH3 +
PHẢN ỨNG PHÂN HỦY đa số muối amoni điều không bền nhiệt.
Muối amoni của axit dễ bị phân hủy hay không có tính oxihóa mạnh khi nhiệt phân tạo NH 3 và axit
tương ứng.
NH4Cl   NH3 +
HCl
NH4HCO3
CO2 +
H2O
  NH3 +
Muối amoni của axit có tính oxi hóa mạnh khi bị nhiệt phân tạo không tạo NH 3 mà tạo sản phẩm
to
ứng soh cao hơn
NH4NO3

2H2O

 N2O +
o
t
NH4NO3
+ ½ O2 +
2H2O
   N2
o
t
NH4NO2
+
2 H2O
   N2
7. AXIT NITRIC (HNO3) là một axit mạnh đồng thời là một chất ôxihóa rất mạnh
Rất dễ bị phân hủy bởi nhiệt
to
4HNO3  
+ 2H2O
 4NO2 + O2 
HNO3 là axit mạnh
TÁC DỤNG VỚI CHẤT CHỈ THỊ MÀU làm quỳ tím hóa đỏ
HNO3   H+
+
NO3TÁC DỤNG VỚI BAZƠ tạo muối và nước
HNO3 +
KOH   KNO3 +
H2O
+

H
+
OH
  H2O
3HNO3 +
Fe(OH)3   Fe(NO3)3
+
3H2O
+
3+
3H
+
Fe(OH)3   Fe
+
3H2O
TÁC DỤNG VỚI OXITBAZƠ tạo muối và nước
2HNO3
+
CuO   Cu(NO3)2
+
H2O
+
2+
2H
+
CuO   Cu
+
H2O
TÁC DỤNG VỚI MUỐI CỦA AXIT YẾU tạo muối và axit tương ứng
2HNO3

+ CaCO3  
Ca(NO3)2 +
CO2
+ H2O
+
2+
2H
+
CaCO3  
Ca
+ CO2 + H2O
5

H N O3 là chất ôxihóa mạnh
TÁC DỤNG VỚI KIMLOẠI tác dụng hầu hết với kim loại trừ Au và Pt, phản ứng không tạo H2
4

N O2
2

M

+

to
HNO3  
 M(NO3)n

NO

+ H2O

1

+

N2 O
0

3

N2

N H 4 NO3


n: là hóa trị cao nhất của kim loại (còn gọi điện tích cao nhất của kim loại có thể tồn tại ở dạng ion tự
do)
Ứng với mỗi sản phẩm viết một phương trình.
Fe, Al, Cr… không tác dụng với HNO3 đặc nguội do kim loại bị thụ động hóa.
Khi tạo NO2 ( khí màu nâu đỏ, khí bị hấp thụ bởi kiềm), NO (khí không màu hóa nâu trong không khí),
N2O (khí không màu nặng hơn không khí), N2 (khí không màu nhẹ hơn không khí), NH4NO3 (không tạo
khí)
Không nói tạo gì thì nhớ HNO3 đặc (tạo NO2), HNO3 loãng (tạo NO).
5
Kim loại có tính khử càng mạnh và HNO3 càng loãng thì N bị khử xuống soh càng thấp.
to
6HNO3 (đ) + Fe  
 Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
+

6H + 3NO3 + Fe   Fe3+ + 3NO2 + 3H2O
to
8HNO3 (l ) + 3Cu  
 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
+
8H + 2NO3 + 3Cu   3Cu2+ + 2NO + 4H2O
TÁC DỤNG VỚI PHI KIM (thường thì phi kim dạng rắn, HNO 3 đặc) sản phẩm ứng soh cao của phi

kim.

to
C + 4HNO3đ  
+
4NO2 
+
2H2O
 CO2
o
t
S + 6HNO3đ    H2SO4 +
6NO2 
+
2H2O
o
t
5HNO3l + 3P + 2H2O    3H3PO4
+
5NO
o
t

5HNO3 + P    H3PO4 + 5NO2 +
H2O
TÁC DỤNG VỚI CÁC HỢP CHẤT (các hợp chất chứa nguyên tử có soh thấp)
FeO + 4HNO3
  Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
Nhớ là một chất đối với HNO3 thì cả hai tính axit mạnh và tính oxihóa mạnh xảy ra đồng thời.
8. MUỐI NITRAT (NO3-) tất cả muối nitrat điều tan

M(NO3)n
nNO 3
  Mn+ +
NO3- là ion trung tính, chỉ có tính oxihóa.
TRONG MÔI TRƯỜNG AXIT MẠNH (H+) giống HNO3 loãng.
TRONG MÔI TRƯỜNG BAZƠ MẠNH (OH -- ) tác dụng với kim loại có oxit và hiđroxit là các chất
lưỡng tính   NH3 ( nếu hết NO3- tạo H2)
NHIỆT PHÂN MUỐI NITRAT muối amoni, muối kim loại, dựa vào dãy điện hóa ta có
to
Muối kim loại hoạt động (từ Li đến Mg)  
 Muối nitrit+O2
to
Muối kim loại hoạt động trung bình (từ sau Mg đến Cu)  
+ NO2
+ O2
 Oxit kim loại
o
t
Muối kim loại yếu (sau Cu)    Kim loại + NO2 + O2
9. AXIT PHỐTPHORIC (H3PO4) là một axit trung bình yếu.
TÁC DỤNG CHẤT CHỈ THỊ MÀU làm quỳ tím hóa đỏ (điện li theo 3 nấc)
�

H3PO4
H+
+
H2PO 4
�
H2PO 4
H+
+
HPO 24 
�
HPO 24 
H+
+
PO 34

Trong dd H3PO4 ngoài phân tử H3PO4 còn có các ion H+, H2PO 4 , HPO 24  , PO 34
TÁC DỤNG VỚI BAZƠ
H3PO4 + NaOH 1:1 NaH2PO4 +
H2O
Natri đihiđroPhotphat
1:2
H3PO4 + 2NaOH 
2H2O
 Na2HPO4 +
Natri HiđroPhotphat
1:3
H3PO4 +3NaOH 
3H2
 Na3PO4 +
NatriPhotphat

TÁC DỤNG VỚI KIM LOẠI TRƯỚC HIDRO tạo muối và hiđrô
to
3Mg + 2H3PO4
+
3H2

 Mg3(PO4)2
o
t
3Zn
+ 2H3PO4
+
3H2
   Zn3(PO4)2
310. MUỐI PHÔTPHAT (chứa PO4 ) có muối trung hòa, muối axit (đihyđrô hay monohđrô)
Tất cả muối trung hòa, muối axit của Natri, Kali, Amôni đều tan trong nước.
Với các kim loại khác chỉ có muối đihiđrophotphat tan.
Nhận biết muối amoni, cho tác dụng với AgNO3 (thuốc thử)
PO43- +
3Ag+   Ag3PO4 màu vàng
11. ĐIỀU CHẾ NITƠ (N2)


TRONG CÔNG NGHIỆP hóa lỏng không khí ở t o rất thấp sau đó tăng dần t o lên –196oC, Nitơ sôi và
bay hơi trước còn lại là O2 và các khí khác (vì to sôi của O2 là -183oC)
TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
NH4NO2
2 H2O
  N2 +
12. ĐIỀU CHẾ AMONIAC (NH3)

TRONG CÔNG NGHIỆP nguyên liệu từ không khí (có N2) và khí lò cốc (có H2), hay từ không khí (có
N2 và O2) ; C và hơi nước.
to
C
+
O2
CO2


o
t
CO2 +
C
2CO
 
to
C
+
H2O  
CO
+
H2

( hỗn hợp thu được có CO, H2 và N2 loại CO thu được N2 và H2)
Fe ,t 0 , P
N2 + 3H2
��
�
2NH3
��

��
��
�
TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM cho muối amoni tác dụng dung dịch bazơ (t0)
to
NH4NO3 + NaOH  
 NaNO3 + NH3 + H2O
13. ĐIỀU CHẾ PHỐT PHO (P) nung trong lò điện hỗn hợp gồm Canxiphotphat , Silic đioxit và than
to
Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2  
+ 5CO
 3 CaSiO3 + 2P
Khi ngưng tụ hơi thoát ra sẽ thu được P trắng. Sau đó, đốt nóng lâu ở 2000C - 3000C thu P đỏ.
14. ĐIỀU CHẾ AXIT PHÔTPHORIC (H3PO4) dùng phương pháp sunfat
to
Ca3 (PO4)2 +3H2SO4 đ  
+ 3CaSO4
 3H3PO4
15. CÁC LOẠI PHÂN BÓN HÓA HỌC

PHÂN ĐẠM cung cấp Nitơ cho cây dưới dạng NO 3 , NH 4 .
Amôni CTPT NH4Cl, (NH4)2SO4, NH4NO3
Phân đạm urea ( loại tốt nhất ) CTPT (NH2)2CO
NH3 + CO 2   (NH2)2CO + H2O.
(NH2)2CO + 2H2O   (NH4)2CO3 (khi bị ướt)
Phân đạm nitrat CTPT : KNO3 , Ca(NO3)2, …
PHÂN LÂN cung cấp phôtpho cho cây dưới dạng ion PO 34 .
Phân lân tự nhiên CTPT Ca3(PO4)2, điều chế từ quặng Apatit, Photphorit
Supe photphat (Supe lân) CTPT Ca(H2PO4)2
to

Ca 3(PO 4)2 + 2H2SO4  
 Ca(H2PO 4)2 + 2CaSO4
Supe photphat đơn: Ca(H2PO 4)2
CaSO4.2H2O ( thạch cao )
to
Ca 3(PO4)2 + 4H3PO4  
 3Ca(H2PO 4)2
Supe photphat kép
Amophot là loại phân bón phức hợp vừa có N, P. CTPT NH4H2PO4, (NH4)2HPO4.
PHÂN KALI cung cấp Kali cho cây dưới dạng ion K+ .
CTPT KCl , K2SO4, K2CO3 (thường gọi là
bồ tạt).
CÁC PHẢN ỨNG CHÍNH TRONG CHƯƠNG NITƠ-PHỐT PHO
1. Mg +N2
4. NH4NO2
7. NH3+HCl
10. Cu(OH)2 + NH3
13. NH3+O2
16. NH4Cl+Ca(OH)2
21. NH4HCO3
24. HNO3 +CuO
27. HNO3l+ Cu
30. HNO3+C
33. HNO3+FeO
36. HNO3+Fe(OH)2
39. HNO3+CuS
42. HNO3+Fe(NO3)2
45. AgNO3
48. P+O2
51. P+Cl2

2. N2 +O2
5. NH3+ H2O
8. Al3+ + NH3 + H2O
11. AgCl + NH3
14. NH3+Cl2
19. NH4Cl
22. NH4NO3
25. HNO3+Ca(OH)2
28. HNO3đ+Cu
31. HNO3+S
34. HNO3+Fe2O3
37. HNO3+Fe(OH)3
40. HNO3+H2S
43. KNO3
46. Cu + NaNO3 + H2SO4
49. P+O2
52. P+S

3. NO +O2
6. NH3+ H2SO4
9. Fe2+ + NH3 + H2O
12. NH3+O2
15. NH3+CuO
20. (NH4)2CO3
23. HNO3
26. HNO3 + CaCO3
29. HNO3 + HCl + Au
32. HNO3+ P
35. HNO3+Fe3O4

38. HNO3+FeS
41. HNO3+FeSO4
44. Cu(NO3)2
47. P+Ca
50. P+Cl2
53. P+KClO3


54. H3PO4+NaOH
57. P+HNO3
60. Ca3(PO4)2 +H2SO4

55. H3PO4+NaOH
58. CO2+NH3
61. Ca3(PO4)2 +H2SO4

56. H3PO4+NaOH
59. (NH2)2CO +H2O