Lý thuyết chuong NITO PHOTPHO

/> Chương 2: NITƠ – PHƠT PHO
Bài 1 : Nit ơ
I-CẤU TẠO PHÂN TỬ
Nhóm VA có cấu hình electron ngồi cùng là : ns
2
np
3
.
Nên vừa thể hiện được tính oxh và tính khử.
- Cấu hình electron của N
2
: 1s
2
2s
2
2p
3
- CTCT : N ≡ N CTPT : N
2
Số OXH của N
2
: -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5
II-TÍNH CHẤT VẬT LÝ
- Là chất khí khơng màu , khơng mùi , khơng vị, hơi nhẹ hơn khơng khí ( d = 28/29) , hóa lỏng ở -196
o
C.
- Nitơ ít tan trong nước , hố lỏng và hố rắn ở nhiệt độ rất thấp .Khơng duy trì sự cháy và sự hơ hấp (khơng độc).
III-TÍNH CHẤT HỐ HỌC
1- Tính oxi hố : Phân tử nitơ có liên kết ba rất bền, nên nitơ khá trơ về mặt hóa học ở nhiệt độ thường.
a) Tác dụng với hidrơ :
Ở nhiệt độ cao , áp suất cao và có xúc tác .Nitơ phản ứng với hidrơ tạo amoniac . Đây là phản ứng thuận nghịch và toả nhiệt :

N
2
+ 3H
2
2NH
3
∆H = -92KJ
b)Tác dụng với kim loại
- Ở nhiệt độ thường nitơ chỉ tác dụng với liti tạo liti nitrua : 6Li + N
2
→ 2Li
3
N


- Ở nhiệt độ cao , nitơ tác dụng với nhiều kim loại : 3Mg + N
2
→ Mg
3
N
2
(magie nitrua)
Các nitrua dễ bị thủy phân tạo NH
3
• Nitơ thể hiện tính oxi hố khi tác dụng với ngun tố có độ âm điện nhỏ hơn .
2- Tính khử:
- Ở nhiệt độ cao ( 3000
0
C) Nitơ phản ứng với oxi tạo nitơ monoxit

N
2
+ O
2
→ 2NO ( khơng màu )
- Ở điều kiện thường , nitơ monoxit tác dụng với oxi khơng khí tạo nitơ dioxit màu nâu đỏ
2NO + O
2
→ 2NO
2
• Nitơ thể hiện tính khử khi tác dụng với ngun tố có độ âm điện lớn hơn.
- Các oxit khác của nitơ :N
2
O , N
2
O
3
, N
2
O
5
khơng điều chế được trực tiếp từ niơ và oxi
IV- ĐIỀU CHẾ :
a) Trong cơng nghiệp: Nitơ được sản xuất bằng cách chưng cất phân đoạn khơng khí lỏng
b) Trong phòng thí nghiệm : Nhiệt phân muối nitrit
NH
4
NO
2

N
2
+ 2H
2
O
NH
4
Cl + NaNO
2
N
2
+ NaCl +2H
2
O
NH
4
NO
3
N
2
+

2H
2
O
2NH
3
+ 2CuO 2Cu + N
2

+ 3H
2
O
2NH
3
+3/2 O
2
N
2
+ 3H
2
O

Bài 2: Amoniac và muối amoni
A. AMONIAC : Trong phân tử NH
3
, N liên kết với ba ngun tử hidro bằng ba liên kết cộng hóa trị có cực. NH
3
có cấu
tạo hình chóp với ngun tử Nitơ ở đỉnh. Nitơ còn một cặp electron hóa trị là ngun nhân tính bazo của NH
3
.
I. Tính chất vật lí:
 Là chất khí khơng màu, có mùi khai xốc, nhẹ hơn khơng khí.
 Tan rất nhiều trong nước ( 1 lít nước hòa tan được 800 lít khí NH
3
)
 Amoniac hòa tan vào nước thu được dung dịch amoniac.
II. Tính chất hóa học:
1- Tính bazơ yếu:

1
t
o
,p,xt0
–3
0
–3
+2
0
+2 +4
t
o
t
o
t
o
(500
o
C)
t
o
t
o
/>a) Tác dụng với nước: NH
3
+ H
2
O NH
4
+

+ OH
-
 Thành phần dung dòch amoniac gồm: NH
3
, NH
4
+
, OH
-
.
=> dung dòch NH
3
là một dung dòch bazơ yếu.
b) Tác dụng với dung dòch muố(Muối của những kim loại có hidroxxit không tan):→ kết tủa hiđroxit của các kim loại đó.
AlCl
3
+ 3NH
3
+ 3H
2
O → Al(OH)
3
↓ + 3NH
4
Cl ; Al
3+
+ 3NH
3
+ 3H
2

O → Al(OH)
3
↓ + 3NH
4
+
Những hidroxit và oxit có khả năng tạo phức amin thì tan trong dung dòch NH
3
( như Cu(OH)
2
, Zn(OH)
2
, Ag
2
O, AgCl...)
Cu(OH)
2
+ 4NH
3
→ [ Cu( NH
3
)
4
](OH)
2
(xanh thẩm)
Ag
2
O + 2 NH
3
+ 2H

2
O → 2 [Ag(NH
3
)
2
]OH
AgCl + 2 NH
3
→ [Ag(NH
3
)
2
]Cl
c) Tác dụng với axit: → muối amoni:
NH
3
+ HCl → NH
4
Cl (amoni clorua) 2NH
3
+ H
2
SO
4
→ (NH
4
)
2
SO
4

( amoni sunfat)

2. Tính khử:
a. Tác dụng với oxi: 4NH
3
+ 3O
2

 →
o
t
2N
2
+ 6H
2
O
Nếu có Pt là xúc tác , ta thu được khí NO
4NH
3
+ 5O
2
→ 4 NO + 6H
2
O
b. Tác dụng với clo: 2NH
3
+ 3Cl
2
→ N
2

+ 6HCl
NH
3
kết hợp ngay với HCl vừa sinh ra tạo” khói trắng” NH
4
Cl
c. Tác dụng với CuO:
2NH
3
+ 2CuO 2Cu + N
2
+ 3H
2
O
III. Điều chế:
1. Trong phòng thí nghiệm: Bằng cách đun nóng muối amoni với Ca(OH)
2
2NH
4
Cl + Ca(OH)
2

 →
o
t
CaCl
2
+ 2NH
3
↑ + 2H

2
O
2. Trong công nghiệp:Tổng hợp từ nitơ và hiđro: N
2
(k) + 3H
2
(k) 2NH
3
(k) ∆H < O
o Nhiệt độ: 450 – 500
0
C
o p suất cao từ 200 – 300 atm
o Chất xúc tác: sắt kim loại được trộn thêm Al
2
O
3
, K
2
O,...
Làm lạnh hỗn hợp khí bay ra, NH
3
hóa lỏng được tách riêng.
B. MUỐI AMONI: Là tinh thể ion gồm cation NH
4
+
và anion gốc axit.
I. Tính chất vật lí: Tan nhiều trong nước, điện li hòan toàn thành các ion, ion NH
4
+

không màu.
II. Tính chất hóa học:
1- Tác dụng với dung dòch kiềm: (để nhận biết ion amoni, điều chế amoniac trong phòng thí nghiệm)
(NH
4
)
2
SO
4
+ 2NaOH
 →
o
t
2NH
3
+ 2H
2
O + Na
2
SO
4 ;
NH
4
+
+ OH
-
→ NH
3
↑ + H
2

O (Quỳ ẩm hóa xanh)
2 Phản ứng nhiệt phân:
- Muối amoni chứa gốc của axit không có tính oxi hóa khi đun nóng bò phân hủy thành NH
3
Thí d ụ : NH
4
Cl(r)
 →
o
t
NH
3
(k) + HCl(k) (NH
4
)
2
CO
3
(r)
 →
o
t
NH
3
(k) + NH
4
HCO
3
(r)
NH

4
HCO
3
 →
o
t
NH
3
+ CO
2
+ H
2
O ; NH
4
HCO
3
(bột nở) được dùng làm xốp bánh.
- Muối amoni chứa gốc của axit có tính oxi hóa như axit nitrơ, axit nitric khi bò nhiệt phân cho ra N
2
, N
2
O ( đinitơ oxit)
Thí dụ: NH
4
NO
2

 →
o
t

N
2
+ 2H
2
O NH
4
NO
3

 →
o
t
N
2
O + 2H
2
O
Nhiệt độ lên tới 500
o
C , ta có phản ứng: 2NH
4
NO
3
→ 2 N
2
+ O
2
+ 4H
2
O

Bài 3 : Axit Nitric và muối Nitrat
A. AXIT NITRIC
2
xt, t
o
t
o
/>I. Cấu tạo phân tử : O
- CTPT: HNO
3
CTCT: H - O – N
O Nitơ có số oxi hoá cao nhất là +5
II. Tính chất vật lý
- Là chất lỏng không màu, bốc khói mạnh trong không khí ẩm ; D = 1.53g/cm
3

- Axit nitric không bền, khi có ánh sáng , phân huỷ 1 phần: 4HNO
3
→ 4NO
2
+ O
2
+ 2H
2
O
Do đó axit HNO
3
cất giữ lâu ngày có màu vàng do NO
2
phân huỷ tan vào axit.

→ Cần cất giữ trong bình sẫm màu, bọc bằng giấy đen…
- Axit nitric tan vô hạn trong nước (HNO
3
đặc có nồng độ 68%, D = 1,40 g/cm
3
).
III. Tính chất hoá học
1. Tính axit: Là một trong số các axit mạnh nhất, trong dung dịch: HNO
3
H
+
+ NO
3
–
- Dung dịch axit HNO
3
có đầy đủ tính chất của mơt dung dịch axit : làm đỏ quỳ tím , tác dụng với oxit bazơ, bazơ, muối của
axit yếu hơn.
CuO + 2HNO
3
→ Cu(NO
3
)
2
+ H
2
O ; Ba(OH)
2
+ 2HNO
3

→ Ba(NO
3
)
2
+ 2H
2
O
CaCO
3
+ 2HNO
3
→ Ca(NO
3
)
2
+ CO
2
+ H
2
O
2. Tính oxi hoá:
Kim loại hay phi kim khi gặp axit HNO
3

đđều bị oxi hóa về trạng thái oxi hóa cao nhất.
Tuỳ vào nồng độ của axit và bản chất của chất khử mà HNO
3
có thể bò khử đến: N
2
,

N
2
O, NO, NO
2
, NH
4
NO
3
.
a) Với kim loại: HNO
3
oxi hoá hầu hết các kim loại ( trừ vàng(Au) và platin(Pt) ) không giải phóng khí H
2
, do ion NO
3
-
có
khả năng oxi hoá mạnh hơn H
+
.Khi đó kim loại bị oxi hóa đến mức oxi hố cao nhất.
- Với những kim loại có tính khử yếu như : Cu, Ag…thì HNO
3
đặc bị khử đến NO
2
; HNO
3
loãng bò khử đến NO.
Vd: Cu + 4HNO
3(đ)

Cu(NO
3
)
2
+ 2NO
2
+ 2H
2
O.
3Cu + 8HNO
3(l)
3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO + 4H
2
O.
- Khi tác dụng với những kim loại có tính khử mạnh hơn như : Mg, Zn, Al….
+ HNO
3
đặc bò khử đến NO
2
;
+ HNO
3
loãng có thể bị khử đến N
2
O , N
2

hoặc NH
4
NO
3
.
+ Fe, Al, Cr bò thụ động hoá trong dung dòch HNO
3
đặc nguội.
b) Với phi kim: Khi đun nóng HNO
3
đặc có thể tác dụng được chủ yếu với C, P, S…(trừ N
2
và halogen)
Ví dụ: S + 6HNO
3(đ)
→ H
2
SO
4
+ 6NO
2
+ 2H
2
O
C + HNO
3(đ)
→ CO
2
+ NO
2

+ H
2
O
3P + 5HNO
3(l)
+ 2H
2
O → 3H
3
PO
4
+ 5NO
→ Thấy thoát khí màu nâu có NO
2
. khi nhỏ dung dich BaCl
2
thấy có kết tủa màu trắng có ion SO
4
2-
.
c) Với hợp chất :
- H
2
S, Hl, SO
2
, FeO, muối sắt (II)… có thể tác dụng với HNO
3
ngun tố bị oxi hố trong hợp chất chuyển lên mức oxi hố
cao hơn. Ví dụ như :
3FeO + 10HNO

3(d)
→ 3Fe(NO
3
)
3
+ NO + 5H
2
O 3H
2
S + 2HNO
3(d)
→ 3S + 2NO + 4H
2
O
- Nhiều hợp chất hữu cơ như giấy, vải, dầu thơng… bốc cháy khi tiếp xúc với HNO
3
đặc.
V. Điều chế
1-Trong phòng thí nghiệm:
NaNO
3
r + H
2
SO
4
đ HNO
3
+ NaHSO
4

3
0
t
/> Điện phân các muối nitrat của kim loại đứng sau H
+
của nước ( sau Al)
M(NO
3
)
x
+x/2 H
2
O M + x/4 O
2
+ xHNO
3
2- Trong công nghiệp: - Được sản xuất từ amoniac: NH
3
→ NO → NO
2
→ HNO
3

- Ở t
0
= 850-900
o
C, xt : Pt : 4NH
3
+5O

2
→ 4NO +6H
2
O ; ∆H = – 907kJ
- Oxi hoá NO thành NO
2
: 2NO + O
2
→ 2NO
2
- Chuyển hóa NO
2
thành HNO
3
: 4NO
2
+2H
2
O +O
2
→ 4HNO
3
.
TQ: 4NH
3
+8 O
2
→ 4HNO
3
+ 4 H

2
O
Dung dòch HNO
3
thu được có nồng độ 60 – 62%. Chưng cất với H
2
SO
4
đậm đặc thu được dung dịch

HNO
3
96 – 98% .
B. MUỐI NITRAT
1. Tính chất vật lý: Dễ tan trong nước , là chất điện li mạnh trong dung dòch, chúng phân li hoàn toàn thành các ion
Ví dụ: Ca(NO
3
)
2
→ Ca
2+
+ 2NO
3
-
- Ion NO
3
-
không có màu, màu của một số muối nitrat là do màu của cation kim loại. Một số muối nitrat dễ bò chảy rữa như
NaNO
3

, NH
4
NO
3
….
2.. Tính chất hoá học:
Các muối nitrat của kim loại kiền và kiềm thổ có mơi trường trung tính, muối của kim loại khác có mơi trường
axit(PH<7)
1: Nhiệt phân muối Nitrat
Các muối nitrat dễ bò phân huỷ khi đun nóng
a) Muối nitrat của các kim loại hoạt động (tr ước Mg):
Nitrat → Nitrit + O
2
vd: 2KNO
3
→ 2KNO
2
+ O
2

b) Muối nitrat của các kim loại từ Mg
→
Cu:
Nitrat → Oxit kim loại + NO
2
+ O
2


vd:

2Cu(NO
3
)
2
→ 2CuO + 4NO
2
+ O
2
c) Muối của những kim loại kém hoạt động ( sau Cu ) :
Nitrat → kim loại + NO
2
+ O
2
vd: 2AgNO
3
→

2Ag + 2NO
2
+ O
2

2: Ion NO
3
-

trong H
+
(axit)

NO
3
-
+ 4H
+
+ 3e → NO + 2H
2
O
Ví dụ: 3Cu + 2NO
3
-
+ 8H
+
→ 3Cu
2+
+ 2NO + 4H
2
O
3Fe
2+
+ NO
3
-
+ 4H
+
→ 3Fe
3+
+ NO + 2H
2
O

3: Ion NO
3
-

trong OH
-
(kiềm) : OXH được các Kim loại lưỡng tính:
8Al + 3NO
3
-
+ 5OH
-
+ 2H
2
O → 8AlO
2
-
+ 3NH
3
4. Nhận biết ion nitrat (NO
3
–
)
Trong mơi trường axit , ion NO
3
–
thể hiện tinh oxi hóa giống như HNO
3
. Do đó thuốc thử dùng để nhận biết ion NO
3

–
là
hỗn hợp vụn đồng và dung dịch H
2
SO
4
lỗng, đun nóng.
Hiện tượng : dung dịch có màu xanh, khí khơng màu hóa nâu đỏ trong khơng khí.
3Cu + 8H
+
+ 2NO
3
–
→ 3Cu
2+

+ 2 NO↑ + 4H
2
O
(dd màu xanh)
4
0
t
0
t
0
t
0
t
0

t
0
t
đp