Bài tập ứng dụng sinh học và các ứng dụng khác của các nguyên tố vô cơ by Dạy Kèm Quy Nhơn Official

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

A. MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Vật chất được cấu tạo từ các nguyên tử, phân tử. Vật chất cấu thành nên những vật dụng thiết yếu mà chúng ta sử dụng hằng ngày. Lấy ví dụ đơn giản như nước được tạo thành từ O2 và H2, Nước bao phủ ¾ mặt đất dưới dạng đại dương (nước mặn), ¼ mặt đất còn lại cũng có nhiều nước trong các suối, sông, ao, hồ, mạch nước ngầm... thường là nguồn nước ngọt. Một phần nước

đáng kể tham gia vào cấu tạo sinh giới. Trong cơ thể người nước chiếm gần 90%, trong cơ thể

hơ

thực vật cũng vậy nước đóng vai trò hết sức quan trọng. Một lượng nước đáng kể tham gia cấu tạo cơ thể động vật và thực vật, như cơ thể người hợp thành từ 60 – 70% nước, rau cải, xà lách

Q uy

chứa hơn 90% nước. Bầu khí quyển nhận hơn 4% hơi nước và hơn nữa...

Lịch sử ngành hóa học có lẽ được hình thành cách đây khoảng 4000 năm khi người Ai Cập cổ

đại lần đầu dùng kĩ thuật tổng hợp hóa học dạng "ướt". Đến thời kì 1000 năm trước Công nguyên

Kè

một số nền văn minh đã dùng những kĩ thuật hóa học vẫn còn giá trị nền tảng cho đến tận ngày nay, như: luyện thép từ quặng sắt, làm đồ gốm, lên men rượu bia, tạo ra màu để sơn và trang trí,

ạy

chiết xuất tinh chất từ thực vật làm thuốc hay nước hoa, làm phô mai, nhuộm quần áo, thuộc da,

chế biến mỡ thành xà bông, làm ra thủy tinh...

m /+

Cũng như khí oxi, đó là sự sống của các loài sinh vật trên trái đất, là bầu không khí cung cấp cho quá trình hô hấp của các loài động vật trên cạn cũng như dưới nước. Còn về thực vật, khí CO2 là

nguồn nguyên liệu chủ yếu cho quá trình quang hợp của chúng, thực vật nhận khí CO2, sau quá

trình quang hợp nó lại thải ra một lượng khí O2 và hơi nước. Đó là những biến đổi hết sức đặc

biệt xảy ra trong cơ thể thực vật. Các nguyên tố vô cơ có ứng dụng rất quan trọng trong đời sống

hằng ngày của con người và thực vật. Vì vậy mà tôi chọn đề tài nghiên cứu: “ Bài tập ứng dụng

sinh học và các ứng dụng khác của các nguyên tố vô cơ”. 2. Mục đích nghiên cứu Thấy được tầm quan trọng mang ý nghĩa sinh học và thực tiễn trong các lĩnh vực: công nghiệp, nông nghiệp... của các nguyên tố vô cơ trong cuộc sống. 3. Đối tượng nghiên cứu Các nguyên tố vô cơ.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

4. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lí thuyết. - Phương pháp nghiên cứu cơ sở lí luận của đề tài trên các bài tập có liên quan đến nội dung lí

m /+

ạy

Kè

Q uy

hơ

thuyết.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

B. NỘI DUNG Chương 1: Vai trò sinh học của các nguyên tố vô cơ 1. Ứng dụng của oxi 1.1. Vai trò sinh học của oxi

hơ

Oxi có ý nghĩa rất to lớn về mặt sinh học. Các hợp chất hữu cơ cấu tạo sinh giới hầu hết là hợp chất chứa oxi. Các nguyên tử oxi chiếm một phần tư trong tổng số các loại nguyên tử tham gia cấu tạo sinh vật.

Q uy

Oxi rất cần thiết cho sự sống của muôn loài. Nếu không có oxi, những động vật máu nóng sẽ chết trong vài ba phút. Những động vật máu lạnh tiêu thụ ít oxi hơn, những cũng không thể sống thiếu oxi được.

m /+

ạy

Kè

Khi hô hấp, động vật thu nhận oxi, giữ lại một phần để tổng hợp các chất cần thiết cho sự sống. Phần lớn oxi còn lại tham gia phản ứng oxi hóa chậm các chất dinh dưỡng, biến đổi chúng thành khí CO2, H2O và năng lượng. Thực vật lại thu nhận khí CO2 cùng với H2O để tạo ra các hợp chất hữu cơ và giải phóng oxi nhờ năng lượng mặt trời. Quá trình hô hấp thu nhận oxi và thải khí CO2 của thực vật tương đối yếu và thường thể hiện vào ban đêm, khi không có ánh sáng mặt trời. Chỉ một số ít vi sinh vật, được gọi là vi sinh vật yếm khí, có thể tồn tại và phát triển không cần đến oxi như một số men và một số vi khuẩn yếm khí. Động vật sống trên mặt đất và một số động vật sống ở dưới nước thu nhận oxi từ không khí nhờ hai lá phổi. Động vật sống dưới nước như các loài cá thu nhận oxi tan trong nước nhờ các mang gió. Một số sinh vật khác sống dưới nước hấp thụ oxi trực tiếp qua da, qua mang tế bào... giống như các động vật bậc thấp.

Đối với người khi hít vào, oxi qua phế nang để chuyển vào máu. Hemoglobin trong hồng cầu liên kết với phân tử oxi tạo thành oxi hemoglobin. Hợp chất này kém bền, dễ bị phân hủy, được chuyển đến các tế bào. Tại đây oxi được giải phóng và oxi hóa chậm các chất dinh dưỡng cũng được máu đưa đến, nhờ có mặt của các chất xúc tác sinh học. chẳng hạn quá tình oxi hóa glucozơ tạo thành khí CO2, H2O và năng lượng. Năng lượng giải phóng ra được dùng để duy trì các quá trình sống như cử động, thân nhiệt... Ngoài vai trò trực tiếp duy trì sự sống trên trái đất, oxi còn gián tiếp bảo vệ các sinh vật khỏi sự diệt vong bằng quá trình hình thành tầng ozon trên tầng cao của khí quyển. 1.2. Chu trình của oxi trong tự nhiên Các nguyên tử oxi chiếm khoảng một phần tư trong tất cả các loại nguyên tử tham gia cấu tạo sinh giới có mặt trên quả đất. Động vật thở oxi giữ lại một phần để tổng hợp các chất cần thiết cho sự sống. Năng lượng cần thiết để duy trì quá trình trao đổi chất được tạo ra do sự oxi hóa chậm các hợp chất hữu cơ biến đổi thành khí CO2 và khí này được thải ra ngoài qua con đường

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

tuần hoàn hô hấp. Oxi còn tham gia vào quá trình phong hóa đá, quặng vô cơ... Ngoài ra, oxi còn được dùng rất nhiều trong quá trình đốt cháy các nhiên liệu như than đá, xăng dầu...

Cho đến nay, lượng oxi trong bầu khí quyển không giảm đi nên phải có một lượng nào đó bù vào cho lượng oxi đã sử dụng. Lượng oxi khổng lồ bị tiêu hao được bù đắp chủ yếu bằng cách biến đổi khí CO2 và nước thành các hợp chất hữu cơ và giải phóng oxi ở quá trình quang hợp ở thực vật. Vì quá trình ngược lại giải phóng năng lượng, nên thực vật dùng đến năng lượng để thực hiện phản ứng quang hợp. Nguồn năng lượng này được mặt trời cung cấp, nhờ có năng lượng mặt trời chu trình trong oxi mới được khép kín và cuộc sống muôn màu, muôn vẻ trên mặt đất mới được duy trì và phát triển.

hơ

2. Ứng dụng của ozon

ạy

Kè

Q uy

Một lượng nhỏ ozon được dùng để tiệt trùng, cải tạo không khí trong các phòng kín như nhà hát, rạp chiếu bóng... Ngược lại ozon nồng độ lớn là chất độc có hại cho sức khỏe. Ozon dùng để tẩy màu, dùng làm chất oxi hóa, dùng để tổng hợp một số chất hữu cơ. Một thời gian dài người ta dùng ozon để khử trùng nước máy. Ngày nay nước máy được khử trùng bằng clo vì tính diệt khuẩn và rẻ tiền hơn so với ozon. Đôi khi người ta dùng ozon để xử lí rượu vang, theo quy tắc, rượu vang phải được lưu trữ trong thời gian dài để đạt mùi thơm và chất lượng cao, có nghĩa là cho đến khi loại bỏ được mùi và toàn bộ anđehit. Dùng ozon để oxi hóa nhanh chóng các anđehit sẽ rút ngắn được thời gian lưu trữ rượu vang dưới hầm.

3. Ứng dụng của nước

m /+

Tầng ozon trong bầu khí quyển bảo vệ các sinh vật, con người chống lại các tia tử ngoại gây ảnh hưởng cho sức khỏe. Tầng ozon bị phá vỡ ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của động vật – thực vật trên mặt đất. Vì vậy bảo vệ tầng ozon chính là bảo vệ tính mạng của con người nói riêng và tất cả các loài sinh vật trên trái đất nói chung.

Nước là một hợp chất quan trọng của oxi và hiđro. Nước bao phủ ¾ mặt đất dưới dạng đại dương (nước mặn), ¼ mặt đất còn lại cũng có nhiều nước trong các suối, sông, ao, hồ, mạch nước ngầm... thường là nguồn nước ngọt. Một phần nước đáng kể tham gia vào cấu tạo sinh giới. Trong cơ thể người nước chiếm gần 90%, trong cơ thể thực vật cũng vậy nước đóng vai trò hết sức quan trọng. Nước là nơi sinh sống của các sinh vật từ nguyên sinh như tảo, các loài thực vật bậc thấp... cho đến các loài thực vật bậc cao. Nước là môi trường sống của các loài động vật thủy sinh như cá, tôm... Nước là một thức uống quan trọng của con người, đối với thực vật nước là nguồn dinh dưỡng đóng vai trò quan trọng. Nước tham gia vào việc vận chuyển các chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng trong cơ thể người và cơ thể thực vật. Nước rất cần thiết cho nhu cầu sinh hoạt của con người hằng ngày, ngoài ra nước còn là nguồn năng lượng rất cần thiết cho các nhà máy, xí nghiệp, cung cấp điện và các nguồn năng lượng khác....

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Q uy

hơ

Nước có vai trò đặc biệt quan trọng với cơ thể, con người có thể nhịn ăn được vài ngày, nhưng không thể nhịn uống nước. Nuớc chiếm khoảng 70% trọng lượng cơ thể, 65 - 75% trọng lượng cơ, 50% trọng lượng mỡ, 50% trọng lượng xương. Nước tồn tại ở hai dạng: nước trong tế bào và nước ngoài tế bào. Nước ngoài tế bào có trong huyết tương máu, dịch limpho, nước bọt… Huyết tương chiếm khoảng 20% lượng dịch ngoài tế bào của cơ thể (3 - 4 lít). Nước là chất quan trọng để các phản ứng hóa học và sự trao đổi chất diễn ra không ngừng trong cơ thể. Nước là một dung môi, nhờ đó tất cả các chất dinh dưỡng được đưa vào cơ thể, sau đó được chuyển vào máu dưới dạng dung dịch nước. Uống không đủ nước ảnh hưởng đến chức năng của tế bào cũng như chức năng các hệ thống trong cơ thể. Uống không đủ nước sẽ làm suy giảm chức năng thận, thận không đảm đương được nhiệm vụ của mình, kết quả là trong cơ thể tích lũy nhiều chất độc hại. Những người thường xuyên uống không đủ nước da thường khô, tóc dễ gãy, xuất hiện cảm giác mệt mỏi, đau đầu, có thể xuất hiện táo bón, hình thành sỏi ở thận và túi mật. 3.1. Nước dùng trong sinh hoạt

ạy

Kè

Nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt rất lớn, vì vậy nước sinh hoạt được tinh chế quy mô lớn trong các nhà máy. Tinh chế nước sinh hoạt thường gồm có năm bước: lọc thô, lắng, lọc qua cát sỏi, phun mưa và khử trùng. Tách các tiểu phân huyền phù thực tế là lọc nước qua cát sỏi hay có khi bằng đất nung xốp. Hợp chất sắt và mangan cũng như các thành phần hữu cơ được oxi hóa bằng không khí qua phun mưa trên giàn phun.

m /+

Việc khử trùng nước sinh hoạt có ý nghĩa đặc biệt đối với cuộc sống con người. Hiện nay nước được khử trùng bắng clo, thường hòa tan khí clo vào nước (1 mg/l) để tiêu diệt các vi sinh vật. Nước dùng cho các loại nồi hơi, ví dụ trong các nhà máy nhiệt điện và cho các mục đích kĩ thuật khác, thường được tinh chế bằng sử dụng nhựa trao đổi ion. Kết hợp nhựa trao đổi anion và nhựa trao đổi cation người ta có thể loại trực tiếp hầu hết các chất tan dưới dạng ion. Chất hữu cơ và vi khuẩn còn tồn tại trong nước nhưng không cản trở cho mục đích sử dụng này.

3.2. Cách xử lí nước thải

Bước 1: Phương pháp cơ học, qua bước này người ta có thể tách được các chất thô không tan, bọt, váng dầu mỡ...

Bước 2: Nước thải được xử lí bằng phương pháp vi sinh. ở bước này nước thải được sục không khí để các vi khuẩn ưa khí phát triển nhằm mục đích phân hủy các chất hữu cơ, sau đó được tách ra khỏi bùn vi sinh. Tùy theo khả năng tài chính và thiết kế hệ thống xử lí nước thải của các cơ sở công nghiệp, bệnh viện... người ta có thể ngừng xử lí sau bước một hoặc sau bước hai. Bất kì kết thúc ở bước nào, trước khi hòa nước thải đã xử lí vào nguồn nước tự nhiên trong sông, hồ phải được xử lí với clo. Bước 3: Xử lí nước bằng phương pháp hóa học, các hóa chất phù hợp được dùng để loại bỏ những chất độc hại còn tồn tại qua xử lí bước một và bước hai. Chỉ có xử lí nước thải thêm bước ba mới ngăn chặn triệt để được sự ô nhiễm môi trường nước. 9

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

4. Chu trình của nitơ trong tự nhiên Nitơ hình thành một vòng tuần hoàn qua động vật và thực vật. Nitơ là thành phần quan trọng trong các protein động vật và thực vật, vì vậy động vật và thực vật đều cần được cung cấp nitơ. Nitơ của không khí không được động vật và thực vật thu nhận vì tính trơ về mặt hóa học của N. Động vật và phần lớn thực vật không thể đồng hóa được N, trừ một số vi khuẩn hay vi sinh vật, ví dụ các vi khuẩn sống trong các nốt sần của rễ các cây họ Đậu và một số loại cây khác cũng như một số vi sinh vật sống tự do trong đất có khả năng đồng hóa được nitơ đơn chất.

Q uy

hơ

Nói chung thực vật nhận lượng nitơ cần thiết từ dưới đất dưới dạng muối nitrat, muối amoni và ure. Thực vật thu nhận các hợp chất vô cơ này để xây dựng tế bào. Động vật và con người không có khả năng này nên chỉ nhận nitơ dưới dạng protein thực vật. Bằng cách này nitơ đến được với cơ thể động vật, tuy nhiên có những động vật không thể sống bằng thức ăn thực vật, mà phải ăn thịt các động vật khác để có lượng nitơ cần thiết cho sự tồn tại.

m /+

ạy

Kè

Nhờ quá trình phân giải protein trong cơ thể động vật, nitơ xuất hiện dưới dạng ure và một số hợp chất nitơ khác cung cấp cho đất. Khi thực vật hay xác động vật bị phân hủy, nitơ được chuyển sang thành dạng nitrat, muối amoni và một số hợp chất nitơ khác bổ sung cho đất, qua đó thực vật lại được cung cấp nguồn nitơ. Một phần hợp chất nitơ được chuyển thành nitơ đơn chất do hoạt động của các vi khuẩn khử nitrat trong đất, mặt khác quá trình đốt cháy chất hữu cơ như than, gỗ... giải phóng nitơ đơn chất bổ sung lại cho bầu khí quyển. Chu trình của nitơ là vòng tuần hoàn của hợp chất và của đơn chất là chu trình tự nhiên điều tiết nitơ và các hợp chất nitơ. Thiên nhiên tạo ra một cân bằng lí tưởng như lượng nitơ được chuyển hóa thành nitrat qua axit nitric do sấm chớp tạo ra nitơ, oxi, hơi nước và do các vi khuẩn tạo nitrat sống trong đất tổng hợp được cân bằng với lượng nitơ được giải phóng trong quá trình lên men và trong quá trình hoạt động của vi khuẩn như khử nitrat sống trong đất. Tuy nhiên quá trình thâm canh trong nông nghiệp cây trồng lấy ra từ đất nhiều hợp chất nitơ hơn là được trả lại nên năng suất giảm dần.

Vào năm 1840, nhà hóa học người Đức Libich (Liebig) đã biết được ý nghĩa việc bón cho đất những hợp chất nitơ cần thiết. Từ thời điểm đó, nhu cầu về các hợp chất nitơ ngày càng được tăng lên. Cho đến chiến tranh thế giới lần thứ nhất đến nay, người ta đã phát triển các phương pháp tổng hợp các hợp chất nitơ từ nitơ của không khí. Bằng con đường vòng, qua công nghiệp hóa học, nitơ của không khí đã thực sự tham gia vào chu trình tự nhiên của nitơ. Mỗi năm, ngành hóa công nghệ chế biến sử dụng hàng triệu tấn khí nitơ của không khí vẫn hằng định do quá trình cháy các hợp chất hữu cơ và các quá trình phân hủy hợp chất như đã trình bày như trên bù đắp lại. 5. Ứng dụng sinh học của các kim loại kiềm * Ứng dụng các cation của kim loại kiềm - Người ta tìm được những chất kháng sinh thiên nhiên như nonactin, lasaloxit... tạo phức với ion kim loại giống như ete caro và criptan. Tác dụng kháng sinh của chúng có liên quan đến những phức chất do chúng tạo ra. 10

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

- Các ion Na+ và K+ hết sức cần thiết cho người, động vật và thực vật. Trong cơ thể người, Na+ và K+ có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo cân bằng điện giải, trong việc dẫn truyền xung thần kinh và trong nhiều quá trình sinh học khác. - Ion K+ cần thiết cho cây cũng như ion Na+ cần thiết cho người và động vật, vì thế muốn nâng cao năng suất cây trồng thì cần phải bổ sung ion K+ cho đất. * Ứng dụng của các oxit kim loại kiềm Natri peoxit (Na2O2)

hơ

- Natri peoxit (Na2O2) phản ứng mãnh liệt với nước, nhờ đó mà ta có thể điều chế được oxi cung cấp cho ngành y học và các ngành công nghiệp khác.

PTPƯ: 2Na2O2 + 2H2O → 4NaOH + O2

Q uy

- Ở nhiệt độ thấp, Na2O2 phản ứng với nước tạo ra oxi già, đây là loại hóa chất rất cần cho y tế. PTPƯ: Na2O2 + 2H2O → 2NaOH + H2O2

Kè

Nhờ có H2O2 sinh ra mà dung dịch Na2O2 khi có thêm CO2 hoặc một ít H2SO4 được dùng làm chất tẩy trắng vải, sợi, mây tre...

ạy

- Trong hóa học phân tích, người ta dùng Na2O2 trộn với Na2CO3 để phá các mỏ quặng sunfua.

PTPƯ: 2FeS2 + 15Na2O2 → Fe2O3 + 4Na2SO4 + 11Na2O

m /+

Kali supeoxit (KO2)

- KO2 được dùng làm nguồn cung cấp oxi trong bình lặn, tàu ngầm hoặc trong “mặt nạ thở” sử dụng khi cứu hộ các hầm lò, hoặc nơi có hơi hóa độc. Trong các dụng cụ này, người ta dùng hỗn hợp Na2O2 : K2O theo tỉ lệ mol 1 : 2. Hỗn hợp đó sẽ hấp thụ khí CO2 từ hơi thở và giải phóng ra oxi cần thiết cho sự hô hấp, do đó bầu khí thở luôn luôn được tái tạo.

PTPƯ: Na2O2 + 2K2O + 2CO2 → Na2CO3 + K2CO3 + 2O2

* Ứng dụng Halogen của kim loại kiềm

Natri clorua (NaCl)

- NaCl là thành phần chính có trong muối ăn, cung cấp hàm lượng Na+ cho cơ thể, nó tham gia vào nhiều quá trình hóa sinh quan trọng, nó được hấp thụ và đào thải thường xuyên. Vì vậy, cần phải bổ sung Natri clorua hằng ngày cho cơ thể dưới dạng thức ăn. - Trong y khoa, dùng dung dịch NaCl để truyền cho các bệnh nhân bị mất nước, hoặc mất máu. Dung dịch NaCl dùng để sát trùng vết thương. - NaCl nguyên chất là những tinh thể không màu, trong suốt cả với tia hồng ngoại nên được dùng trong các máy hồng ngoại.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Kali clorua (KCl) - Kali clorua thường gặp trong các khoáng vật và điển hình đó là khoáng vật xinvin là có giá trị nhất, sau khi nghiền nhỏ, có thể trực tiếp dùng làm phân bón, giúp cây sinh trưởng và phát triển tốt. - Một lượng nhỏ KCl được dùng để điều chế KOH, K và hầu hết các muối khác của kali. Ngoài ra, nó còn được dùng làm lăng kính, cửa sổ và các máy hồng ngoại. * Ứng dụng cacbonat của kim loại kiềm

hơ

Natri hiđrocacbonat (NaHCO3)

- Natri hiđrocacbonat được dùng làm thuốc (gọi là thuốc muối) cho những người đau dạ dày dạng thừa axit.

HCO3- + H+ → CO2 + H2O

ạy

Kè

Q uy

- Trong công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là những xưởng sản xuất bánh, mứt kẹo, natri hiđrocacbonat dùng làm chất gây xốp (còn gọi là bột nở). Cơ sở khoa học của ứng dụng này là do dạng bột này thường là hỗn hợp của NaHCO3 với muối có tính chất axit và bền với nhiệt độ hơn như NaAl(SO4)2.12H2O, NaH2PO4, Ca(HPO4)2 hoặc K(HC4H4O6). Để cho hai muối không tác dụng với nhau, người ta trộn thêm một ít tinh bột. Khi trộn bột nở với bột bánh nhão thì bắt đầu có phản ứng xảy ra, natri hiđrocacbonat tác dụng với muối có tính chất axit, sinh ra khí cacbonic theo phương trình phản ứng sau:

Natri cacbonat (Na2CO3)

m /+

Khí cacbonic thoát ra được giữ lại trong bột nhão. Trong quá trình đun nóng (hấp hoặc nướng bánh), những bọt khí đó nở ra và làm cho bánh có độ xốp và nhẹ.

- Natri cacbonat còn được gọi là xô đa hay xô đa tro vì nó thường có trong tro của nhiều quá trình thiêu hủy các vật liệu có chứa natri. Vì thế từ thế kỉ XV, người ta đã biết dùng tro của rong biển để chế xà phòng và nấu thủy tinh.

- Na2CO3 là một trong các sản phẩm quan trọng của kĩ nghệ hóa học. Nó được dùng nhiều trong sản xuất thủy tinh, xà phòng, giấy, phẩm nhuộm. Ngoài ra, nó còn được dùng trong việc xử lí nước (làm mềm nước cứng) và để điều chế nhiều hóa chất quan trọng khác như natri cromat, natri bicromat, borac, thủy tinh tan... pha thành dung dịch để lau rửa... * Ứng dụng nitrat của kim loại kiềm Natri nitrat (NaNO3): Được dùng phổ biến làm phân bón, cung cấp hàm lượng chất dinh dưỡng cần thiết cho cây trồng.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Kali nitrat (KNO3): Dùng làm thuốc súng (thuốc nổ đen), thuốc nổ này là hỗn hợp gồm 68% KNO3, 15% S và 17% bột C mịn. Thành phần này gần ứng với tỉ lệ các chất trong phương trình phản ứng bổ sau: 2KNO3 + 3C + S

→ K2S + N2↑ + 3CO2↑

Ngoài ra còn có thể xảy ra nhiều phản ứng khác, chẳng hạn như: 2KNO3 + 2S → K2SO4 + SO2↑ + N2↑

4KNO3 + 5C → 2K2CO3 + 3CO2↑ + 2N2↑

hơ

Các phản ứng trên đều tạo ra chất khí và đều là những phản ứng tỏa nhiệt mạnh nên dẫn đến sự nổ. Ngày nay, KNO3 dùng chủ yếu làm phân bón vì nó cung cấp đồng thời 2 nguyên tố cần thiết cho cây trồng là K và N.

Q uy

6. Ứng dụng sinh học cation của kim loại kiềm thổ

Kè

Các kim loại kiềm thổ tạo phức với criptan, việc nghiên cứu trong lĩnh vực hóa sinh cho thấy những phức chất kiểu phức với criptan đóng vai trò kiểm soát sự trao đổi ion Ca2+ và sự vận chuyển Ca2+ qua màng tế bào.

m /+

ạy

Amoniac và các amin không tạo phức với ion kim loại kiềm thổ trong dung dịch nước. Một vài Halogen kim loại kiềm thổ tạo với amoniac sản phẩm cộng có thành phần thay đổi (ví dụ như CaCl2. 8NH3). Sự phối trí của magie với porphirin trong clorophin có một ý nghĩa sống còn. Bởi vì clorophin trong diệp lục đóng vai trò quyết định trong quá trình quang hợp ở cây xanh, biến năng lượng Mặt trời thành năng lượng cho mọi hoạt động sống của thực vật và động vật. Ví dụ như nhờ clorophin trong diệp lục và ánh sáng Mặt trời mà cây xanh biến khí cacbonat và nước thành các gluxit (đường, tinh bột, xenlulozo) đồng thời giải phóng oxi. PTPƯ như sau:

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

Sự nghiên cứu mới đây về quá trình quang hợp cho thấy magie ở clorophin còn liên kết phối trí với một phân tử nước. Phân tử nước này lại liên kết với hai nhóm của C = O của phân tử clorophin khác nhờ hai liên kết hiđro. Dưới tác dụng của ánh sáng Mặt trời, một liên kết O – H của nước bị đứt ra hình thành các gốc chứa các electron độc thân. Các gốc này là nguồn cung cấp electron để khử CO2 biến nó thành các hợp chất phức tạp khác. 7. Ứng dụng của khí hiếm Heli được dùng để nạp khí cầu thay cho hiđro rất dễ cháy. Heli còn khuếch tán chậm hơn nhiều so với hiđro qua lớp vỏ bọc. Sức nâng của heli không thể tính bằng một nửa của hiđro theo khối lượng của chúng, trong trường hợp sự chênh lệch khối lượng giữa không khí và chất khí nạp vào khí cầu lập thành tỉ lệ so sánh. Như vậy, heli còn dùng để nạp vào các nhiệt kế khí, heli lỏng dùng để tạo nhiệt độ thấp trong công nghệ và nghiên cứu khoa học.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Neon chủ yếu dùng trong công nghiệp sản xuất đèn ống (đèn neon) để thắp sáng và trang trí, quảng cáo, vì chỉ cần một điện áp ion hóa thấp cũng đủ kích thích phát sáng. Agon và kripton dùng để nạp vào các bóng đèn điện, vì các khí này dẫn điện kém hơn nitơ thường được dùng trước đây. Sự thay thế này hạn chế được sự bốc hơi của sợi vonfram trong bóng đèn, do đó duy trì được nhiệt độ cao và hiệu quả chiếu sáng tốt. Chương 2: Các ứng dụng khác của các nguyên tố vô cơ 1. Các kim loại nhóm A

hơ

1.1. Kim loại nhóm IA Ứng dụng của các đơn chất

Kè

Q uy

Các kim loại kiềm có khả năng tác dụng trực tiếp và hoàn toàn với một số nguyên tố khác, vì vậy chúng được sử dụng như những chất khử tạp, tức là những chất khử bỏ được các tạp chất khỏi kim loại, hợp kim hoặc khí. Ví dụ, do là chất có ái lực mạnh với oxi và nitơ nên liti được dùng để khử oxi và nitơ trong kim loại nóng chảy, dùng để loại hết nitơ ra khỏi các khí khác. Hoặc dùng Xesi khử những vết cuối cùng của oxi và nitơ trong các bình chân không. Tính khử cao của natri trong benzophenon và THF được dùng để khử hết vết của oxi ra khỏi nitơ.

m /+

ạy

Nhờ có hoạt tính hóa học cao vào bậc nhất trong các kim loại, kim loại kiềm được dùng làm tác nhân khử trong nhiều quá trình tổng hợp vô cơ và hữu cơ. Natri được dùng nhiều trong phương pháp nhiệt luyện điều chế kim loại. Trước khi phát minh ra phương pháp điện phân nhôm oxit, natri đã được dùng điều chế nhôm bằng cách khử AlCl3. Ngày nay, nó vẫn được dùng để điều chế ở phạm vi công nghiệp các kim loại như K, Rb, Cs, Ti, Zr và một số kim loại khác. Hỗn hống natri được dùng làm chất khử, hợp kim Na – Pb dùng để sản xuất (C2H5)4Pb (chì tetraetyl).

Liti, natri và kali được dùng nhiều trong điều chế các hợp chất hữu cơ, các chất cơ liti được ứng dụng nhiều trong tổng hợp hữu cơ hiện đại. Ngoài ra, kim loại kiềm được dùng làm pin, các kim loại như Li, Na, K thường được dùng làm tác nhân mang nhiệt và làm mát trong lò phản ứng hạt nhân. Natri được dùng trong đèn hơi natri. Khi pha một lượng nhỏ Li vào hợp kim thường tạo ra cho hợp kim nhiều tính chất hóa lí quý có giá trị trong kĩ thuật.

* Cơ sở khoa học của các ứng dụng trên

- Những ứng dụng trên dựa trên tính khử mạnh và tính chất đặc sắc trong tính chất vật lí và hóa học của kim loại kiềm. - Do có thế điện chuẩn vào loại âm nhất nên kim loại kiềm được dùng làm pin. Ví dụ: Pin Liti gồm anot là liti, catot là polivinylpiriđin – I2 chất điện giải là LiI. Pin natri gồm anot là natri lỏng ngăn cách với catot lưu huỳnh bằng chất điện giải rắn β – Al2O3. Pin này dùng cho những nơi có nhiệt độ cao tới 300oC. - Do dễ hóa hơi và phát ánh sáng dịu nên natri dùng trong đèn hơi natri. - Khi pha một lượng nhỏ kim loại kiềm vào hợp kim thường tạo ra nhiều tính chất quý trong kĩ thuật. Ứng dụng đó được minh chứng như sau: 14

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Ví dụ cho một hợp kim nhôm chứa 1% Li sẽ làm tăng độ bền cơ học và chống gỉ tốt. Hoặc ta thêm 2% Li vào đồng kĩ thuật sẽ làm tăng độ dẫn điện của đồng. 1.2. Các kim loại nhóm IIA * Ứng dụng các đơn chất của kim loại kiềm thổ - Berili có giá trị to lớn trong việc chế tạo các hợp kim. Một lượng nhỏ barilit đủ tạo cho hợp kim tính chống gỉ, tính bền cơ học và độ cứng cao. Ví dụ: Hợp kim của đồng chứa 3% berili có sức

chống gãy gấp 4 lần đồng nguyên chất, chứa 2% Be cứng hơn thép không gỉ hai lần và rất bền

hơ

đối với các tác dụng cơ học và hóa học. Thép lò xo có chứa 1% Be tăng rất mạnh tính bền và

không mất tính đàn hồi ngay cả khi đốt nóng đỏ. Các hợp kim của Be được dùng trong kĩ nghệ

Q uy

máy bay, đồng hồ và kĩ thuật điện. Vì Be ngăn cản tia Rơnghen kém hơn các kim loại khác, hơn nữa nó lại bền trong không khí, nên được dùng để chế tạo những cửa sổ trong thiết bị nghiên cứu

Kè

ứng hạt nhân, làm chất hãm và chất phản xạ nơtron.

dùng tia Rơnghen. Ngoài ra trong công nghệ hạt nhân, Be được dùng làm thành chắn lò phản

- Magie là kim loại nhẹ nhất được sử dụng trong kiến trúc. Phần lớn Mg được dùng để sản xuất

ạy

hợp kim chế tạo máy bay, ôtô và máy nước. Hai hợp kim quan trọng nhất của có tên là

“electron” và “macnhali”. “Electron” có thành phần là 3 – 10% Al, 2 – 4% Zn, còn lại là Mg.

m /+

Nhờ có khối lượng riêng nhỏ ( 1,8 chỉ hơi lớn hơn kim loại Mg) nên ngoài việc dùng trong chế tạo máy bay, “electron” còn được dùng trong kĩ thuật tên lửa. “Macnhali” chứa 10 – 30% Mg và

30 – 70% Al, nó cứng và bền hơn nhôm tinh khiết.

* Cơ sở khoa học những ứng dụng trên: Do các kim loại kiềm thổ (trừ Be) đều là những chất

khử mạnh có ái lực hóa học lớn với các phi kim. Vì vậy chúng được dùng như những chất khử

tạp khỏi kim loại, hợp kim hoặc khí.

Ví dụ: Canxi dùng để khử oxi và nitơ trong kim loại nóng chảy, bari được dùng để khử những vết cuối cùng của oxi và nitơ trong các binh chân không. Tương tự, Mg và Sr cũng được dùng để khử oxi, photpho, cacbon và lưu huỳnh...Ngoài ra, các kim loại kiềm thổ còn là tác nhân khử cho nhiều quá trình trong công nghệ hóa học. Đặc biệt, vì có tính khử mạnh nên Mg được dùng để bảo vệ kim loại chống ăn mòn điện hóa. Ví dụ để bảo vệ các cầu, tháp, bồn chứa, ống dẫn dầu, khí...bằng thép, người ta thường nối chúng

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

với các khối Mg hoặc Zn...Khi đó sẽ tạo thành những pin gavani khổng lồ. Ở đó các khối Mg hoặc Zn... sẽ bị oxi hóa và do đó bị ăn mòn thay cho vật cần bảo vệ. - Rađi là nguyên tố phóng xạ đầu tiên được ứng dụng trong thực tế. Nó được dùng chủ yếu để chữa các khối u và một số bệnh khác. * Ứng dụng các oxit của kim loại kiềm thổ - BeO và MgO sau khi bị nung trở nên bền về mặt hóa học, không hòa tan trong cả axit vì vậy

hơ

chúng làm vật liệu bền hóa học và chịu lửa để chế tạo một số dụng cụ trong phòng thí nghiệm như chén, thuyền và ống, hoặc để điều gốm đặc biệt. Ngoài ra BeO còn được dùng trong công

Q uy

nghiệp thủy tinh, làm chất hãm và chất phản xạ nơtron trong ngành năng lượng nguyên tử. - MgO nung còn được sản xuất Mg, làm ximăng magie, chất cách nhiệt, chất độn trong sản xuất

cao su.

Kè

- CaO chủ yếu làm vật liệu xây dựng, dùng để bón ruộng, sản xuất ximăng, giấy, chất chảy trong

ạy

luyện kim, sản xuất CaC2 và CaCO3.

- Một lượng nhỏ SrO và BaO được dùng trong công nghiệp thủy tinh và làm men cho gốm sứ.

m /+

- BaO2 là chất quan trọng, được dùng để làm chất xúc tác cho phản ứng crackinh dầu mỏ, điều chế hiđro peoxit (H2O2) và dùng trong bom cháy.

* Ứng dụng hiđroxit của kim loại kiềm thổ

Các hiđoxit của kim loại kiềm thổ có khả năng hấp thụ CO2 biến thành cacbonat. Phản ứng này

được ứng dụng để nhận biết khí CO2 bằng dung dịch Ca(OH)2 hoặc Ba(OH)2. Chất tạo ra màu

trắng sau khi quét vôi, sự đông rắn của vữa vôi sau khi xây đều là do phản ứng của Ca(OH)2 với

khí CO2 trong không khí: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O Ca(OH)2 có ứng dụng rộng rãi nhất trong đời sống và trong kĩ nghệ. Khi cho vôi sống (thành phần chủ yếu là CaO) tác dụng với nước ta được vôi tôi (thành phần chủ yếu là Ca(OH)2). Vôi tôi được dùng trộn với cát làm vữa xây nhà, người ta dùng vữa vôi để kết dính các viên gạch, đá lại với nhau. Ngoài ra Ca(OH)2 được dùng như một nguồn nguyên liệu rẻ tiền cung cấp ion OHcho nhiều quá trình hóa học trong công nghiệp.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Ví dụ: Để tách lấy amoniac, để thu hồi NaOH trong sản xuất giấy... Ca(OH)2 được dùng để sản xuất clorua vôi, để xử lí nước. Ngoài ra, nó còn được dùng trong công nghiệp sản xuất đường. * Ứng dụng Halogenua của các kim loại kiềm thổ Magie clorua (MgCl2) MgCl2 được dùng chủ yếu để sản xuất Mg bằng phương pháp điện phân, dùng để tẩm vải và gỗ, làm thuốc nhuận tràng. Khi trộn bột MgO đã được nung từ trước với dung dịch MgCl2 đậm đặc

hơ

(khoảng 30%) sẽ được một khối nhão đông cứng lại sau vài giờ, gọi là ximăng magie. Ximăng

magie bền với kiềm và axit, dễ mài trơn. Nó được dùng lát sàn nhà, làm đá mài...

Q uy

Canxi clorua (CaCl2)

Trong thiên nhiên, canxi clorua có trong nước biển, nước khoáng và các khoáng vật như

clorocanxit (CaCl2), tachiđrit (CaCl2. 2MgCl2. 12H2O). Canxi clorua được dùng làm nguyên liệu

Kè

để điều chế canxi kim loại. Dung dịch canxi clorua được dùng để tẩm vải và gỗ làm cho chúng khó cháy hoặc phun trên đường phố để giữ ẩm cho đỡ bụi. Canxi clorua khan được dùng để làm

ạy

khô các dung môi hữu cơ như hiđrocacbon, hoặc dẫn xuất Halogen. Người ta không dùng nó làm

khô các chất có khả năng cho electron như NH3 amin, ancol vì nó có khả năng kết hợp với các

m /+

chất đó tạo thành các hợp chất, chẳng hạn: CaCl2.8NH3, CaCl2.4CH3OH, CaCl2. 4C2H5OH.

Bari clorua (BaCl2)

Trong phân tích, BaCl2 được dùng để định tính và định lượng ion SO42-. Trong kĩ thuật, BaCl2

được dùng để loại hết CaSO4 trong nước cấp cho các nồi hơi. BaCl2 còn được dùng để điều chế

các muối khác của Bari.

* Ứng dụng sunfat của kim loại kiềm thổ Canxi sunfat (CaSO4) CaSO4 là chất rắn không màu, tồn tại dưới hai dạng tinh thể (đơn tà và tà phương). Trong thiên nhiên, người ta gặp những mỏ CaSO4.2H2O gọi là mỏ thạch cao. Thạch cao có cấu trúc lớp, lớp này liên kết với lớp kia nhờ liên kết hiđro tạo nên giữa phân tử H2O với các ion Ca2+ và SO42-. Vì thế thạch cao mềm hơn so với CaSO4 khan. Khi nung nóng đến SO42-. Vì thế thạch cao mềm hơn

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

so với các CaSO4 khan. Khi nung nóng đến 125oC, thạch cao mất nước không hoàn toàn tạo thành hemihiđrat 2CaSO4.H2O là chất bột màu trắng gọi là thạch cao nung. 2C aSO 4 .2H 2 O

128 o C

2C aS O 4 .H 2 O

2H 2 O

Nếu trộn thạch cao nung với nước rồi để yên thì nó sẽ đông cứng lại do sự kết tinh chen chúc của các vi tinh thể CaSO4.2H2O. Lợi dụng tính chất này, người ta dùng thạch cao nung để nặn tượng,

làm vật liệu xây dựng, dùng bó chỉnh hình (bó bột) trong y học.

hơ

* Ứng dụng cacbonat của kim loại kiềm thổ

Q uy

Canxi cacbonat (CaCO3)

Trong thiên nhiên, CaCO3 tồn tại chủ yếu dưới dạng đá vôi, đá cẩm thạch, đá phấn và đá spat. Đá vôi là dạng phổ biến nhất thường tạo thường tạo thành những núi lớn. Đá vôi dùng nhiều

trong xây dựng đường sá, cầu cống, dùng để sản xuất vôi, xi măng, khí cacbonat, dùng để làm

Kè

chất chảy trong luyện kim.

ạy

Đá cẩm thạch là một dạng của đá vôi được tạo thành trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao. Nó

có nhiều vân hoa và màu sắc khác nhau nên được dùng làm vật liệu xây dựng và trang trí. Đá

m /+

phấn là dạng đá vôi mềm có màu trắng. Nó được dùng làm phấn viết, làm chất độn trong cao su, làm bột đánh bóng kim loại, làm nhẵn mặt gỗ trước khi phủ vecni. Đá spat (còn được gọi là đá

bồ tát hay đá hải băng) thường gặp dưới dạng những tinh thể lớn trong suốt, không màu. Nó có

tính lưỡng chiết nên được dùng làm lăng kính nicon trong một số dụng cụ quang học.

Dạng bột nghiền mịn của CaCO3 được dùng trộn vào kem đánh răng, hoặc dùng trong y học để

làm giảm axit trong dịch vị và chữa bệnh thiếu canxi...

Nước ngầm luôn có chứa khí cacbonic, do đó nó bào mòn được đá vôi, đá đolomit: CaCO3.MgCO3(r) + 2H2O(l) + 2CO2(aq) ↔ Ca2+ + Mg2+ + 4HCO3Phản ứng thuận của hai quá trình trên làm cho nước trở thành cứng. Phản ứng nghịch của chúng cũng rất đáng chú ý. Khi nước có hòa tan các khoáng chất cacbonat chảy ra từ các vách đá, khí CO2 thoát đi và muối cacbonat kết tủa dần kaoe theo cả ion kim loại chuyển tiếp có màu. Sau hàng triệu năm tạo thành những nhũ đá có hình thù và màu sắc kì ảo trong các hang động, điển hình như ở Việt Nam có động Phong Nha – Kẻ Bàng là một minh chứng cho hiện tượng trên.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Khi đun nóng thì phản ứng xảy ra nhanh hơn, vì thế ở các dụng cụ chứa nước nóng như ấm đun nước, phích nước, nồi hơi,... thường xuất hiện lớp cặn cáu bám vào thành. Ở nhiệt độ cao, CaCO3 phản ứng với một số oxit như SiO2, Al2O3, NO2 và với khí NH3: PTPƯ: CaCO3 + SiO2 → CaSiO3 + CO2 CaCO3 + 2NH3 → CaCN2 + 3H2O

Ở khoảng 900oC, CaCO3 phân hủy thành CaO và CO2:

hơ

CaCO3 → CaO + CO2

Nhờ phản ứng này mà người ta biến đá vôi thành vôi sống, một sản phẩm rất cần cho công

Q uy

nghiệp và đời sống.

Kè

* Ứng dụng của các đơn chất kim loại nhóm IIIA

1.3. Kim loại nhóm IIIA

ạy

- Do tính chất phản chiếu ánh sáng, nhôm được dùng tráng gương thay cho bạc (kinh tế hơn). Nhôm nhẹ và hầu như ít bị ăn mòn trong không khí nên được dùng rộng rãi trong đời sống, từ

các dụng cụ nhà bếp, bao bì thực phẩm đến các công cụ máy móc và vật liệu xây dựng. Tuy độ

m /+

dẫn điện của nhôm chỉ bằng 0,6 đồng, nhưng do nhẹ hơn đồng ba lần nên nhôm được dùng thay

thế cho đồng ở những đường dây tải điện lớn. Hợp kim của nhôm với các nguyên tố khác ngoài ưu điểm là nhẹ còn có những tính chất cơ lí tốt

hơn nhôm kim loại. Ví dụ: Đuyara chứa 94% Al, 4% Cu, Mg, Mn, Fe, Si mỗi loại 0,5% cứng và

bền như thép, được dùng chủ yếu trong công nghiệp ô tô và máy bay. Silumin chứa 85% Al, 10 –

14% Si, 0,1% Na rất bền và rất dễ đúc, được dùng để sản xuất động cơ máy bay, tàu thủy. Ngoài

ra, nhôm còn được dùng để làm chất pha luyện cho nhiều hợp kim khác để tạo cho chúng tính chất chịu nhiệt. - Gali và Inđi phản chiếu tốt và đồng đều tất cả ánh sáng với các bước sóng khác nhau, vì thế chúng được dùng để tráng gương của các kính thiên văn chính xác. Gali tồn tại ở trạng thái lỏng trong một khoảng nhiệt độ rất rộng và lại có khuynh hướng chậm đông nên được dùng để chế tạo nhiệt kế đo nhiệt độ cao. Inđi bền và chắc nên được dùng trong mạ điện để bảo vệ các kim loại khác khỏi bị gỉ.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Gali và inđi có tầm quan trọng đối với công nghiệp điện tử. Chúng được dùng chủ yếu (tới 80%) để chế tạo các chất bán dẫn, ví dụ gali asenua, inđi antimonua. Ánh sáng đỏ tạo trên màn hiện số của số máy tính cầm tay được tạo bởi điôt gali – asen – photpho. Giống như nhôm, gali, inđi và tali tạo được hợp kim với nhiều nguyên tố khác. Khi đó tạo thành các hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp. Ví dụ hợp kim chứa 18,1% In, 41% Bi, 22,1% Pb, 10,6% Sn và 8,2% Cd nóng chảy ở 47oC; hợp kim 90% Ga, 8% Sn và 2% Zn thậm chí nóng chảy

ở 19oC.

hơ

* Ứng dụng của oxit kim loại nhóm IIIA

Corunđum nóng chảy ở 2072oC, sôi ở xấp xỉ 3500oC, rất cứng trong thiên nhiên, độ cứng của nó

Q uy

chỉ thua kim cương. Nó cũng tương đối trơ về mặt hóa học: không tác dụng với nước, với dung dịch axit và dung dịch kiềm. Nó chỉ bị phá hủy khi đốt nóng lâu với kiềm. Chính vì thế nó được

Kè

dùng làm vật liệu chịu lửa, làm bột mài (đá mài, bột mài, giấy ráp).

Khoáng chất Corunđum nhuốm màu do có chứa trong mạng tinh thể một lượng nhỏ tạp chất là

ạy

các kim loại chuyển tiếp. Cũng như các loại đá quý khác, người ta có thể kết tinh được những

tinh thể lớn và đẹp để thỏa mãn nhu cầu về trang sức mà còn đáp ứng được nhiều đòi hỏi khắt

m /+

khe của kĩ nghệ như làm trục quay, hoặc ổ trục của những máy móc tinh vi, chính xác (ví dụ như chân kính đồng hồ), hoặc dùng trong máy phát tia laze.

* Ứng dụng muối của các kim loại nhóm IIIA

Nhôm clorua (AlCl3): Được dùng nhiều trong tổng hợp hữu cơ, trong công nghiệp hóa dầu và

hương liệu. Ví dụ như làm chất xúc tác trong phản ứng Friden – Crap để thế các nhóm ankyl và

axyl vào nhân thơm. Hỗn hợp AlCl3 – NaCl có nhiệt độ nóng chảy thấp (173oC) được dùng

nhiều trong điện phân nóng chảy và một số phản ứng khác. Phèn nhôm: Thường dùng trong sinh hoạt chính là phèn nhôm – kali KAl(SO4)2.12H2O, kết tinh, màu xanh; phèn sắt – amoni (NH4)Fe(SO4)2.12H2O là những chất kết tinh màu trắng nhạt. Phèn nhôm – kali là chất kết tinh, tinh thể đẹp, hình bát diện, không có màu, có vị chua và chát. Khi đun nóng nó bị nóng chảy cùng nước kết tinh ở 92,5oC. Nếu tiếp tục đun nóng, nó bị mất nước hoàn toàn tạo thành muối sunfat khan ở dạng bột trắng gọi là phèn phi, dùng trong một số bài thuốc đông y. Ứng dụng chính của nhôm sunfat cũng như phèn nhôm – kali là dùng trong

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

công nghiệp giấy, nhuộm, thuộc da và xử lí nước. Các ứng dụng này đều dựa trên tính chất của sản phẩm thủy phân nhôm sunfat là nhôm hiđroxit. Nhôm hiđroxit dính các sợi xenlulozơ của giấy làm cho giấy bền hơn, mạnh hơn. Nhôm hiđroxit khi bị hấp thụ, trên sợi vải hoặc với protit của da sẽ tạo nên liên kết với các phẩm màu bền (chất cắn màu). Khi đánh phèn (làm trong nước bằng phèn), nhôm hiđroxit được tạo thành ở dạng keo, có bề mặt lớn, hấp thụ các chất lơ lửng trong nước, kể cả vi khuẩn, rồi cùng lắng xuống đáy làm cho nước trong và sạch hơn.

2.4. Ứng dụng các nguyên tố kim loại nhóm IVA và nhóm VA

hơ

* Ứng dụng của Gemani, thiếc, chì và bitmut

Phần lớn gemani được dùng để làm chất bán dẫn trong công nghiệp điện tử. Tinh thể gemani

Q uy

được dùng làm đèn chỉnh lưu và đèn khuếch đại trong thiết bị điện tử. Ngoài ra, nó còn được dùng trong việc chế tạo thủy tinh truyền tia hồng ngoại, chế tạo hợp kim nóng chảy ở nhiệt độ

Kè

thấp.

Thiếc và chì là những kim loại được cong người sử dụng từ thời cổ xưa. Từ thời đại đồ đồng, họ

ạy

đã chế tạo hợp kim đồng – thiếc (đồng đỏ) để đúc ra các thứ cần thiết như tiền, tượng và các vật

dụng khác... Hợp kim Sn – Pb dễ nóng chảy hơn Sn nên được dùng làm hợp kim hàn (thiếc hàn).

m /+

Hợp kim của thiếc có chứa một ít Cu và Pb gọi là babit được dùng làm giá đỡ, ổ trục, ổ bi. Một lượng lớn thiếc được dùng để sản xuất “sắt tây” (sắt tráng thiếc). Sắt tây chính là các lá thép với

hàm lượng cacbon thấp đã được phủ một lớp thiếc mỏng. Lớp thiếc này bảo vệ cho sắt khỏi bị ăn mòn. Thiếc và chì đều dễ dát mỏng nên trong thực tế những lá thiếc mỏng được dùng làm tụ

điện, lá mỏng hơn nữa được dùng làm giấy gói bánh kẹo, thuốc lá...

Ngoài việc sản xuất các hợp kim, chì còn được dùng làm tấm chắn, vỏ bọc (bảo vệ khỏi tia phóng xạ) làm các tấm đệm ở các mố trụ cầu, làm ăcquy chì và cầu chì. Chì còn được dùng để

sản xuất chì tetraetyl, Pb(C2H5)4 dùng pha vào xăng. Xăng có pha chì sẽ tránh hiện tượng nổ sớm, tăng chỉ số octan của xăng. Các động cơ chạy xăng pha chì tetraetyl sẽ thải khói có chứa chì vào môi trường gây nên sự ô nhiễm có hại cho sức khỏe của con người. Vì vậy ngày nay ở nhiều nước, người ta đã cấm pha chì tetraetyl vào xăng và thay thế nó bằng metyl tetrabutylete (MTBE): CH3 – O – C4H9 – t. Bitmut lỏng tồn tại trong khoảng nhiệt độ rất rộng nên dùng làm chất mang nhiệt. Bitmut lỏng kết hợp với nhiều kim loại thành hợp kim. Chẳng hạn hợp kim chứa 50% Bi, 25% Pb, 12,5% Sn, 21

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

12,5% Cd (hợp kim Woods) có nhiệt độ nóng chảy 70 – 72oC nên được dùng làm cầu chì, van xả nước cứu hỏa tự động, nút an toàn cho xilanh khí... * Ứng dụng của Halogen của thiếc Thiếc điflorua SnF2 rất khó tan và được sử dụng như chất phụ gia trong thuốc đánh răng. Thiếc điclorua có nhiều ứng dụng rộng rãi, nó được dùng làm thuốc khử thông dụng trog phân tích hóa học, trong kĩ thuật và làm tác nhân khử các chất vô cơ và hữu cơ. Ngoài ra, nó còn dùng làm chất

hơ

cầm màu trong việc in hoa lên vải.

* Các muối khác

Q uy

PbS làm chất bán dẫn, ngoài ra SnS2 có ứng dụng trong thực tế. SnS2 có màu giống với vàng kim loại, vì vậy từ xưa nó đã được dùng để trang trí trên giấy, trên gỗ “sơn son thép vàng” và được

gọi là vàng giả.

Kè

Cacbonat bazơ của chì, Pb3(OH)2(CO3)2 là chất rắn màu trắng. Từ lâu nó được dùng làm chất tạo màu trắng cho sơn vì nó liên kết bền chắc với dầu sơn và với bề mặt kim loại cần sơn. Tuy nhiên

ạy

vì nó độc nên ngày nay người ta thay dần bằng TiO2.

m /+

2.5. Các nguyên tố nhóm IIIB và các nguyên tố họ Lantan (các nguyên tố đất hiếm) 2.5.1. Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất thủy tinh

Các oxit và muối khác nhau của các nguyên tố đất hiếm được dùng để sản xuất thủy tinh màu,

đặc biệt là thủy tinh quang học và thủy tinh chịu được tác dụng mạnh của các bức xạ. Ngoài ra

các oxit của chúng được dùng để đánh bóng và mài thủy tinh.

Thủy tinh màu chế tạo bằng neođim và prazeođim oxit có băng hấp thụ mạnh trong vùng quang

phổ trông thấy. Loại thủy tinh này dùng làm các kính lọc màu. Thủy tinh chứa xeri oxit ngăn cản bức xạ tử ngoại và các loại tia phóng xạ, có độ bền cao đối với các loại tia này. Loại thủy tinh này dùng làm các cửa kính để quan sát các quá trình trong lò phản ứng hạt nhân và các phòng thí nghiệm có độ phóng xạ cao. Các oxit đất hiếm nhẹ (gồm các nguyên tố từ lantan đến gađolini) được dùng nhiều trong đánh bóng các gương và thấu kính quan trọng có giá trị cao. Năng suất và tác dụng đánh bóng cao hơn dùng các chất đánh bóng khác.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Đất hiếm oxit dùng để chế tạo thủy tinh quang học với hệ số chiết suất đặc biệt cao và khuếch tán rất thấp. Loại thủy tinh này dùng để chế tạo các loại ống kính chụp ảnh và quan sát có giá trị cao. Thời gian gần đây, một số nguyên tố đất hiếm như honmi, tebi, samari... có ý nghĩa quan trọng trong kĩ thuật laze. 2.5.2. Trong các hợp kim Hợp kim với Magie

hơ

Magie nguyên chất không sử dụng làm vật liệu trong thiết kế máy được. Phần lớn các hợp kim magie có độ bền nhiệt kém, nếu cho thêm các nguyên tố đất hiếm vào hợp kim thì độ bền và độ

Q uy

kim Mg – Ln được dùng trong công nghiệp sản xuất máy bay.

bền nhiệt tăng lên đáng kể và gia công được ở khoảng nhiệt độ 503K đến 558K. Phần lớn hợp

Hợp kim với nhôm

Kè

Thêm các nguyên tố đất hiếm vào hợp kim nhôm làm giảm độ lớn các hạt hợp kim. Khả năng đúc và độ bền dưới tác dụng lâu của nhiệt độ tăng lên nhiều, ngoài ra còn tăng cường được khả

ạy

năng chống ăn mòn và độ cứng có thể so sánh với thép. Các hợp kim này cũng có ý nghĩa lớn

m /+

Các vật liệu hợp kim khác

trong sản xuát máy bay.

Các nguyên tố đất hiếm làm tăng độ bền của gang. Loại gang này dùng để sản xuất các bộ phận

của máy có sức chịu đựng lớn ví dụ các trục quay, ngoài ra các nguyên tố đất hiếm được cho vào

gang để tăng khả năng đúc và gia công nhiệt.

Các nguyên tố đất hiếm làm tăng tính dẻo và đàn hồi của các hợp kim crom và các loại thép

crom – niken, tăng cường khả năng chống gỉ. Các nguyên tố họ lantan tăng cường các tính chất trên và độ bền cho hợp kim Ni – Cr – Mo và Ni – Cr – Mo – Cu, tuổi thọ của các dây đốt nóng (bếp điện) chế tạo bằng hợp kim này được tăng lên nhiều. Hợp kim Fe – Cr – Mo – Ln đặc biệt bền đối với dung dịch chứa Cl2 và HOCl. Các nguyên tố đất hiếm hợp kim với titan làm tăng khả năng hàn của tintan. Các nguyên tố đất hiếm là những thành phần hợp kim làm tiệt khí trong kĩ thuật chân không.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

2.5.3. Ứng dụng trong kĩ thuật điện tử Các hợp chất selenua hay telurua của một số nguyên tố đất hiếm có tính bán dẫn. Các muối titanat, stanat hay oxit của các nguyên tố đất hiếm để sản xuất sứ cách điện, đặc biệt là tụ sứ có hằng số điện môi cao. Các vật liệu này có hằng số điện môi cao mà hệ số nhiệt lại thấp nên điện dung hằng định ở một khoảng nhiệt độ khá rộng.

hơ

Tính chất sắt từ của hỗn hợp các nguyên tố đất hiếm và sắt oxit có thành phần 3Ln2O3.5Fe2O3 có ý nghĩa rất lớn. Vật liệu này giảm được sự hao hụt về điện năng nhiều so với các vật liệu khác nên đặc biệt được dùng trong kĩ thuật sóng cực ngắn, ngoài ra còn được dùng để chế tạo các lõi từ và các thanh ferit. Đơn tinh thể của vật liệu này được dùng làm các phin lọc vô cùng nhạy để chọn và bắt sóng cực ngắn trong vô tuyến truyền hình và sóng FM.

Q uy

Một số nguyên tố đất hiếm là những chất kích thích quan trọng trong việc sản xuất các chất phát sáng dùng cho bóng đèn cao áp, màn huỳnh quang của bóng đèn neon, màn hình quang vô tuyến truyền hình màu và rađa... Ứng dụng cổ xưa nhất của các nguyên tố đất hiếm trong các chất phát sáng là lưới đèn khí, lưới đèn măng xông, điện cực của đèn hồ quang.

Kè

2.5.4. Ứng dụng trong kĩ thuật hạt nhân

m /+

ạy

Samari, europi, gađolini, disprozi có tiết diện hấp thụ nơtron nhiệt lớn được sử dụng làm các thỏi kiểm tra và điều khiển trong các lò phản ứng hạt nhân. Europi có ưu thế hơn cả, vì nó là chất hấp thụ nơtron nhiệt vĩnh cửu. Người ta thường ép oxi dưới áp suất lớn và nhiệt độ cao thành thỏi chắc. Các hiđrua của các nguyên tố trên dùng sản xuất tấm chắn bảo hiểm quanh các lò phản ứng hạt nhân.

2.6. Các nguyên tố nhóm IVB (Họ Titan)

Kim loại tinh khiết cũng như hợp kim của titan được dùng rộng rãi sau khi quá trình luyện kim titan đã thực hiện ở mức độ công nghiệp. Trong kim loại titan hội tụ đủ những tính chất ưu việt như độ bền cao, đàn hồi tốt, độ nóng chảy cao, khối lượng riêng nhỏ, có khả năng chống ăn mòn cao kể cả nước biển. Những tính chất này làm cho titan và các hợp kim của nó trở thành những vật liệu quý giá, đặc biệt dùng trong ngành sản xuất máy bay, hàng không vũ trụ và tàu ngầm nguyên tử, chẳng hạn sản xuất các buồng nén khí trong động cơ phản lực. Titan cũng được dùng trong công nghiệp hóa học để chế tạo các van và các ống dẫn. Trong luyện kim, người ta dùng titan dưới dạng ferotitan để cho thên vào các loại thép đặc biệt có giá trị cao. Ziriconi kim loại tinh khiết không lẫn hafini được dùng làm vỏ bọc cho các thỏi chất đốt của lò phản ứng hạt nhân vì nó có độ hấp thụ nơtron rất bé và có khả năng chống ăn mòn cao. Trong công nghiệp hóa học, ziriconi được dùng sản xuất các van và ống dẫn do có độ bền chống lại sự ăn mòn của các axit và các hóa chất khác. Ziriconi cũng bền đối với quá trình làm thay đổi môi trường axit và bazơ, dùng làm chất tiệt khí để đạt được chân không tuyệt đối trong các loại bóng đèn điện tử vì nó có khả năng phản ứng và hấp thụ những chất khí còn sót lại. Hafini kim loại

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

được dùng trong các lò phản ứng hạt nhân để hấp thụ các nơtron dưới dạng thanh điều khiển giống như bo và cađimi. 2.7. Các nguyên tố nhóm VIB

hơ

Các kim loại nhóm VIB thuộc vào hàng kim loại quan trọng nhất. Crom, molipđen và vonfram được dùng để sản xuất các loại thép đặc biệt. Các kim loại này thường được sản xuất dưới dạng ferocrom và feromolipđen. Sau đó dùng chúng để sản xuất các loại thép, thép có chứa crom có độ bền và độ cứng cao được dùng để sản xuất máy dụng cụ, các loại bi...Lớp mạ crom vào một số hợp chất rất bền và trơ về mặt hóa học được dùng để bảo vệ bề mặt sắt thép và các hợp kim khác nhất là trong ngành sản xuất ô tô, xe máy, xe đạp.... * Các oxit và hiđroxit của crom

Q uy

Crom (VI) oxit: Là anhiđrit của axit cromic, được sử dụng để làm sạch các dụng cụ thủy tinh trong phòng thí nghiệm.

Crom (III) oxit: Được dùng làm chất màu vô cơ trong hội họa, dùng pha chế sơn, vôi ve, men sứ và tạo màu cho thủy tinh.

2.8. Các nguyên tố nhóm VII B

ạy

Kè

Canxi vonframat: Có khả năng phát huỳnh quang sau khi đã chiếu tia X, vì vậy được dùng trong chế tạo màn huỳnh quang.

m /+

Mangan có ý nghĩa rất lớn trong nấu gang và luyện thép. Một lượng lớn mangan trong thép tạo ra trong thép có độ rắn rất cao và chống được sự ăn mòn, vì vậy thép chứa mangan được dùng để sản xuất đường ray xe lửa, máy nghiền đá... Thép chứa 15 – 20% mangan rất cứng chỉ có thể gia công bằng mài, dũa. Trong chế tạo không gỉ, người ta thay thế niken bằng mangan rẻ tiền hơn. Mangan cũng là thành phần trong các hợp kim đồng, ví dụ hợp kim manganin gồm 84% đồng, 12% mangan, 4% niken có điện trở suất cao nhưng hiệu ứng nhiệt thấp, vì vậy hợp kim này được dùng để sản xuất các điện trở chuẩn, chính xác. Một số hợp kim mangan, đồng, nhôm hay inđi có tính chất sắt từ mặc dù ở trạng thái tinh khiết không một nguyên tố nào trong hợp kim có tính sắt từ. Hợp kim mangan – bitmut cũng có tính chất sắt từ.

Reni chỉ có những ứng dụng hạn hẹp hơn so với mangan, vì mỗi năm sản lượng reni trên thế giới chí có vài tạ. Reni được dùng để sản xuất các pin điện nhiệt, vì platin chứa vài phần trăm reni có suất nhiệt điện lớn hơn hợp kim platin – rođi. Đầu ngòi bút máy cũng được chế tạo bằng hợp kim reni rất cứng thay cho iriđi quý giá và đắt tiền. Reni còn có tính chất xúc tác. 2.9. Ứng dụng của sắt và các hợp kim khác Sắt thường được dùng dưới dạng các hợp kim rất có giá trị trong kĩ thuật. Sắt nguyên chất chỉ được sử dụng cho những mục đích đặc biệt, ví dụ sản xuất lõi từ của các nam châm điện hoặc được dùng thay thế đồng và đồng thau thuộc loại vật liệu mềm trong sản xuất các vòng đệm, các loại vỏ đạn... Để sản xuất sắt nguyên chất cho các mục đích này, người ta thường dùng phương 25

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

pháp luyện kim bột và từ bột sắt nguyên chất chuyển thành các thỏi kim loại để đưa vào nơi chế tạo. Thép và gang là vật liệu cơ bản nhất trong thời đại của chúng ta. Sản lượng thép các loại là thước đo độ công nghiệp hóa và có ý nghĩa quyết định sự phát triển và tiến bộ của mỗi nước. Sắt, gang, thép là những vật liệu không thể thiếu trong xây dựng các công trình hiện đại, xây dựng đường ray xe lửa, cầu cống, chế tạo máy móc, thiết bị, chế tạo xe hơi các loại, xây dựng các giàn khoan khai thác dầu mỏ, xây dựng các nhà máy hóa chất, xây dựng và phát triển công nghiệp quốc phòng...

Q uy

hơ

Niken nguyên chất và các hợp kim được sử dụng rộng rãi. Niken trơ hơn sắt và nổi bật hơn là trơ đối với tác dụng của bazơ, vì vậy niken được dùng trong công nghiệp hóa chất và trong các phòng thí nghiệm dưới dạng các dụng cụ nung, sấy để sản xuất các hiđroxit và muối. Một lượng lớn niken được dùng để mạ các vật dụng bằng sắt, thép và bằng đồng... vì niken giữ nguyên được ánh kim ngoài không khí. Niken tinh khiết dạng phân bố nhỏ được dùng làm chất xúc tác, đặc biệt dùng trong quá trình hiđro hóa các hợp chất hữu cơ. Thép chứa 36% niken có hệ số dãn nở rất thấp và không có tính từ.

ạy

Kè

Coban cũng có những ứng dụng tượng tự niken. Lượng lớn coban trước đây được sử dụng rộng rãi làm bột màu xanh dưới dạng muối silicat kép và dùng làm men màu xanh cho gốm sứ dưới dạng oxit.

m /+

Coban được dùng sản xuất thép không gỉ và thép có từ tính. Coban cũng được dùng để sản xuất các hợp kim siêu rắn, ví dụ trong hợp kim với vonfram cacbua. Ngoài ra, coban trở thành vật liệu chiến lược của các siêu cường trong công nghệ chế tạo bom khinh khí và các đầu đạn nhiệt hạch.

Trong công nghiệp hóa chất, người ta dùng lượng lớn platin, chẳng hạn dùng để sản xuất các lưới platin làm xúc tác trong quá trình đốt cháy amoniac để điều chế axit nitric, xúc tác trong quá trình đốt hiđro không có ngọn lửa ở nhiệt độ thấp để loại oxi ra khỏi hỗn hợp khí... Trong các quá trình xúc tác, người ta dùng platin dưới dạng phân bố nhỏ trong các chất mang trơ như silicagel, nhôm oxit... Platin được dùng làm điện cực công nghiệp để sản xuất peoxisunfat, clorat, peclorat... dùng làm các pin nhiệt điện để đo nhiệt độ đến 1873K và dùng để sản xuất các nhiệt kế điện trở. Một phần nhỏ platin và hợp kim được dùng để sản xuất đồ trang sức.

Palatin hợp kim với vàng tạo thành vàng trắng được dùng để bít răng và làm răng giả. Rođi dưới dạng hợp kim với platin được dùng để sản xuất các pin nhiệt điện và được dùng để sản xuất lưới platin cho quá trình xúc tác. Màng rođi tạo ra bằng điện phân rất bền, dùng để sản xuất các dây điện trở dùng cho lò điện và nung cao cấp, vì rođi rất trơ về mặt hóa học, trơ hơn cả platin. Rođi nguyên chất cũng có khả năng xúc tác như platin. 2.10. Các nguyên tố nhóm IB Đồng nguyên chất được dùng để sản xuất các vật liệu dẫn điện, các loại nồi hơi, ống sinh hàn, giàn trao đổi nhiệt và các hợp kim. Người ta còn dùng những tấm đồng để lợp nhà...

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Bạc nguyên chất được dùng để sản xuất các loại chén, bát thí nghiệm, nồi hơi, ống sinh hàn, điện cực... dùng trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp. Các dụng cụ này rất bền với các chất kiềm. Bạc còn được dùng làm đồ trang sức, dùng để mạ bạc và tráng gương. Bạc nguyên chất rất mềm nên người ta thường thêm đồng và một số hợp kim khác tạo hợp kim, trong đó bạc chiếm 80 – 90%. Hợp kim này cứng hơn được dùng để đúc tiền và chế tạo các vật liệu quý giá khác. Bạc phân bố trong dung dịch được dùng làm thuốc sát trùng.

Vàng nguyên chất rất mềm và dễ bị bào mòn cơ học, vì vậy người ta thường dùng hợp kim đồng và bạc, có độ bền cơ học cao hơn vàng nguyên chất để chế tạo các vật dụng và đồ trang sức, trước đây vàng còn dùng để đúc tiền vàng.

Q uy

hơ

Trong sản xuất công nghiệp, người ta còn dùng để mạ các vật dụng khác nhau. Những đồ dùng thông thường được mạ vàng phổ biến như: đồng hồ, bút máy, gọng kính... Trong các ngành kĩ thuật cao như ngành điện tử, ngành chế tạo máy bay phản lực, ngành hàng không vũ trụ... Vàng còn được dùng để chế tạo màu đỏ cho pha lê (thủy tinh hồng ngọc). Chương 3: Bài tập vận dụng

Kè

Kiến thức cần nắm: Để giải được một số bài tập về lí thuyết của nguyên tử Hiđro về ứng dụng và các tính chất liên quan đến những ứng dụng đó. Ta cần nắm vững những kiến thức sau:

ạy

•

Dạng 1: Bài tập về khí Hiđro

m /+

- Kiến thức về tính chất vật lí – hóa học, các phương trình phản ứng giữa Hiđro và một số nguyên tố khác.

- Ứng dụng của Hiđro trong việc tham gia hình thành nên các hệ sinh học và tạo ra các đơn chất, hợp chất có ý nghĩa lớn trong cuộc sống của con người và các sinh vật khác.

(Trang 11 – quyển 1)

Bài 1:

- Các phương trình phản ứng xảy ra giữa Hiđro đối với các nguyên tố khác, từ đó viết được các phương trình hóa học theo yêu cầu của đề bài tập.

a. Nêu một số tính chất vật lí của Hiđro và ứng dụng của những tính chất đó?

b. Tại sao Hiđro có độ khuếch tán lớn? Trả lời:

a. Một số tính chất của Hiđro là: - Hiđro là khí nhẹ nhất trong tất cả các khí. - Có tỉ lệ nhiệt cao nhất so với các khí khác. - Dẫn nhiệt tốt vì phân tử có kích thước nhỏ và nhẹ. - Dễ hòa tan trong một số kim loại và dễ khuếch tán qua các màng kim loại này, ví dụ palađi.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Các tính chất trên có ứng dụng thực tế sau: - Hiđro được dùng để bơm khinh khí cầu, bóng thám không của ngành khí tượng và bơm bóng bay trong các nghi lễ lớn. - Dùng trong quá trình làm nguội, tản nhiệt. - Màng kim loại, ví dụ palađi được dùng để tinh chế Hiđro, chỉ có Hiđro đi qua màng palađi còn khí khác thì được giữ lại. b. Hiđro có độ khuếch tán lớn vì thể tích của các nguyên tử Hiđro bé.

hơ

Bài 2: (Trang 11 – quyển 1) a. Nguyên tắc chung của điều chế Hiđro trong công nghiệp?

Q uy

b. Trong công nghiệp Hiđro được điều chế bằng những phương pháp nào và được dùng để làm gì? Trả lời:

Kè

a. Nguyên tắc điều chế Hiđro trong công nghiệp đều dựa vào sự phân hủy nước và phân hủy các chất hữu cơ.

m /+

C(r) + H2O(h) ↔ H2 + CO

ạy

b. Trong công nghiệp Hiđro được điều chế bằng phương pháp điều chế khí than ướt (phổ biến nhất). Trong lò phản ứng xảy ra tương tác hơi nước và than cốc nung đỏ. Sản phẩm chính của phản ứng là Hiđro và khí cacbon oxit. PTPƯ:

Thực tế người ta nhận được hỗn hợp khí gồm Hiđro (45%), cacbon oxit (45%), cacbon đioxit (5%) và hơi nước (5%).

Khí Hiđro được sử dụng rất nhiều trong công nghiệp, khoảng 2/3 lượng này được sử dụng để tổng hợp NH3, phần còn lại được dùng trong tổng hợp hữu cơ như tổng hợp các loại rượu, tổng hợp xăng nhân tạo... Một lượng nhỏ Hiđro được dùng trong hàn hơi.

Bài 3: (Trang 12 – quyển 1)

a. Ứng dụng của Hiđro mới sinh? b. Tại sao Hiđro mới sinh có hoạt tính hóa học cao hơn Hiđro phân tử? Trả lời: a. Hiđro mới sinh được dùng làm chất khử, nhất là trong hóa học phân tích. Ví dụ như phân tích đạm từ nguồn nitrat, trong xác định hàm lượng sắt bằng phương pháp chuẩn độ... b. Hiđro mới sinh có hoạt tính hóa học cao hơn Hiđro phân tử vì không cần cung cấp năng lượng lớn để chuyển Hiđro phân tử thành Hiđro nguyên tử. Bài 4: (Trang 12 – quyển 1)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Viết phương trình phản ứng khi cho khí Hiđro tác dụng với các chất sau: Cl2, O2, Ca, CO, CuO. Nêu rõ các điều kiện phản ứng và ứng dụng trong thực tế? Trả lời: Các phương trình phản ứng xảy ra như sau: H2(k) + Cl2(k) → 2HCl, Phản ứng êm (không tạo nổ) dùng để điều chế axit clohiđric trong công nghiệp. 2H2(k) + O2(k) → 2H2O, Dùng để tạo nhiệt độ cao và hàn hơi.

hơ

3H2(k) + N2(k) → 2NH3(k), Được dùng để tổng hợp amoniac trong công nghiệp.

H2 + Ca → CaH2, Sản xuất canxi hiđrua, dùng để điều chế Hiđro khi cần thiết. Ví dụ bơm bóng thám không của ngành khí tượng thủy văn.

Q uy

2H2(k) + CO → CH3OH, Dùng trong tổng hợp hữu cơ, ví dụ tổng hợp các loại rượu. H2 + CuO → Cu + H2O, Dùng để điều chế đồng từ đồng (II) oxit.

Kè

Kiến thức cần nắm: Để giải được một số bài tập về lí thuyết của nguyên tử nước về ứng dụng sinh học và các tính chất liên quan đến những ứng dụng đó. Ta cần nắm vững những kiến thức sau:

ạy

•

Dạng 2: Bài tập về vai trò sinh học và các ứng dụng khác của nước

- Các tính chất vật lí – hóa học của nước.

m /+

- Các ứng dụng của nước trong tự nhiên, sự cần thiết của nước đối với con người và các loài thực vật, động vật.

- Nước quan trọng đối với các ngành hóa học và các ngành công nghiệp khác.

- Vai trò của nước có ý nghĩa quan trọng trong việc tham gia cấu tạo hệ thống sinh học và cấu tạo ra các đơn chất, hợp chất có ý nghĩa sống còn đối với con người và sinh giới nói chung.

- Hiểu được sự quan trọng và cần thiết đó, sinh viên có thể đóng góp nhiều trong việc giáo dục và bảo vệ môi trường nước của chúng ta trong sạch hơn. - Nắm được các phương trình hóa học xảy ra giữa nước và các chất khác, từ đó nêu được các sản phẩm của các phương trình trên có ứng dụng to lớn trong cuộc sống ở nhiều lĩnh vực: y học, hóa học, công nghiệp...

Bài 5:

(Trang 14 – quyển 1)

a. Nước cứng là gì? Độ cứng của nước là gì? Thế nào là độ cứng tạm thời, độ cứng vĩnh cửu? b. Vì sao phải làm mềm nước? Nguyên tắc khử tính cứng của nước? c. Các phương pháp làm mềm nước?

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Trả lời: a. Nước cứng là loại nước chứa nhiều ion Ca2+, Mg2+ và Fe2+ dưới dạng muối tan, thường gặp là muối hiđrocacbonat và muối clorua, muối sunfat. Độ cứng là đại lượng quy ước chỉ lượng muối kim loại hóa trị II có trong nước thiên nhiên. Độ cứng tạm thời là độ cứng gây ra bởi hiđrocacbonat của canxi hay magie (Ca(HCO3)2 hay Mg(HCO3)2) tan trong nước. Khi đun nóng, các ion hiđrocacbonat bị phân hủy thành các muối cacbonat ít tan lắng xuống đáy bình (CaCO3, MgCO3).

hơ

Độ cứng vĩnh viễn là độ cứng gây ra bởi các muối canxi và magie của axit mạnh, chủ yếu là clorua và sunfat tan trong nước.

Q uy

b. Việc làm mềm nước cứng rất quan trọng nhất là trong các ngành công nghiệp sử dụng nồi hơi. Đun nước trong nồi hơi lâu sẽ tạo ra lớp kết tủa canxi cacbonat dày bám chắc vào thành và đáy nồi hơi. Lớp kết tủa này đóng vai trò chất cách nhiệt làm cho sự tản nhiệt vào bên trong rất khó khăn. Hậu quả trong quá trình đun sôi nước tiêu tốn nhiều năng lượng, nhưng nguy hiểm hơn là có thể nổ nồi hơi do vỏ nồi hơi chịu tỏa nhiệt quá lớn trong thời gian dài (không tỏa nhiệt nhanh chóng vào khối nước được) làm cho độ bền vật liệu giảm.

ạy

Kè

Nước cứng cũng gây tác hại cho việc giặt, nhuộm và gây khó chịu cho người sử dụng trong cuộc sống thường nhật. Nguyên tắc khử độ cứng của nước là loại bỏ các ion Ca2+, Mg2+ (đôi khi cả Fe2+) khỏi nước.

m /+

- Làm mềm nước bằng cách đun sôi.

c. Các phương pháp làm mềm nước cứng:

- Làm mềm nước bằng cách tạo kết tủa.

- Làm mềm nước bằng cách chưng cất.

- Làm mềm nước bằng phương pháp trao đổi ion.

Bài 6: (Trang 14 – quyển 1)

a. Người ta thường dùng những chất nào để ức chế quá trình phân hủy H2O2?

b. Những chất nào thúc đẩy nhanh quá trình phân hủy H2O2? c. Ứng dụng của H2O2? Trả lời: a. Những chất có đặc tính axit như H3PO4, H2SO4 đều có khả năng ức chế quá trình phân hủy H2O2. b. Những chất có tính kiềm, bụi, kim loại nặng và các ion kim loại nặng thúc đẩy nhanh quá trình phân hủy H2O2. Bởi vậy H2O2 được ứng đựng trong các bình bằng polietilen, nếu bình bằng thủy tinh phải tráng paraphin.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

c. H2O2 có nhiều công dụng, cụ thể như sau: - Tẩy màu: tính oxi hóa được coi là của nguyên tố oxi mới sinh trong quá trình phân hủy H2O2. Oxi nguyên tử có tính hoạt động hóa học cao phù hợp để tẩy màu sợi bông, mỡ tổng hợp, dầu thực vật... - Sát trùng: dung dịch hiđro peoxit 3% được dùng làm thuốc sát trùng trong ngành y tế. - Chất oxi hóa cho nhiên liệu đẩy: hiđro peoxit đậm đặc được dùng trong thuốc phóng ngư lôi, trong nhiên liệu tên lửa điều chỉnh đường bay.

Bài 7: (Trang 38 – quyển 1)

hơ

Trình bày tác dụng tẩy màu của nước clo, nước Labarac, nước Javen và dung dịch clorua vôi? Trả lời:

HClO

→

HCl

Q uy

- Nước clo có tác dụng tẩy màu do axit hipoclorơ dễ bị phân hủy theo phương trình sau: + O

Oxi nguyên tử oxi hóa rất mạnh, gây ra các phản ứng tẩy màu.

Kè

- Nước Labarac, nước Javen và dung dịch clorua vôi chứa các muối của axit hipoclorơ NaOCl, KOCl và

ạy

OCl

m /+

Các muối này bền hơn axit tự do, bởi vậy cần đến sự hỗ trợ của khí CO2 trong không khí, là anhiđric của axit mạnh hơn HClO, để giải phóng HClO ra khỏi muối của nó.

+ CO2 + H2O → KHCO3

+ HClO

KOCl

NaOCl + CO2 + H2O → NaHCO3 + HClO

2CaOCl2 + CO2 + H2O → CaCO3 + CaCl2 + 2HClO

HClO dễ bị phân hủy như trường hợp cho nước clo trên và oxi nguyên tử tạo tác dụng tẩy màu. Dạng 3: Bài tập về ứng dụng của nguyên tố oxi •

Kiến thức cần nắm: Để giải các bài tập về các phương trình phản ứng của oxi với các nguyên tố khác và ứng dụng sinh học của oxi trong cuộc sống thì ta cần nắm vững những kiến thức sau: - Các tính chất vật lí, trạng thái tự nhiên và các tính chất hóa học của oxi như: oxi phản ứng với các nguyên tố phi kim, kim loại... - Sự cần thiết của oxi đối với đời sống của con người và các loài sinh vật khác trên trái đất. 31

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

- Nắm được các phương trình phản ứng xảy ra giữa oxi và các nguyên tố khác trong các quy trình điều chế, sản xuất... theo yêu cầu của đề bài. - Các phương pháp điều chế khí oxi để cung cấp cho các ngành: y tế, các chất đốt cho các động cơ tên lửa... và các ngành công nghiệp quan trọng khác. - Hiểu được sự quan trọng và cần thiết đó, sinh viên có thể đóng góp nhiều trong việc giáo dục và bảo vệ môi trường không khí của chúng ta trong sạch hơn. Bài 8: (Trang 13 – quyển 1)

hơ

Cho oxi tác dụng với Hiđro, photpho, cacbon, nitơ, cacbon oxit, lưu huỳnh đioxit. Viết các phương trình phản ứng xảy ra và ứng dụng thực tế của các phản ứng?

5O2 + 4P

→ P4O10 Điều chế axit photphoric.

O2 + C

→ CO2

Q uy

O2 + 2H2 → 2H2O Ứng dụng trong hàn hơi, chạy máy nổ.

Trả lời: Các phương trình phản ứng xảy ra

Sản xuất năng lượng, ví dụ trong các nhà máy điện.

Kè

O2 + 2C → 2CO Dùng trong chuyển hóa khí CO thành CO2 để làm sạch khí than ướt và khí than khô trong tổng hợp amoniac.

ạy

O2 + 2SO2 → 2SO3 Dùng trong công nghiệp sản xuất axit sunfuric.

(Trang 80 – 81 – quyển 1)

m /+

Bài 9:

Dạng 4: Các dạng bài tập liên quan đến các ứng dụng của các nguyên tố vô cơ

a. Tại sao gọi khí N2O là “khí vui” hay “khí cười”? Ứng dụng của N2O trong y học?

b. Nguyên tắc của phương pháp điều chế HNO3 trong công nghiệp? Ứng dụng của nó trong các ngành công nghiệp như thế nào?

* Kiến thức cần nắm: Để giải quyết bài tập về phần các hợp chất của Nitơ ta cần phải nắm một số kiến thức sau:

- Tính chất vật lí và hóa học của các hợp chất của nitơ và yêu cầu của đề bài là trọng tâm là khí N2O và HNO3. - Các phương trình phản ứng hóa học xảy ra trong phương pháp điều chế HNO3 trong công nghiệp. - Nguyên tắc điều chế HNO3 trong công nghiệp. Vì sao lại cần phải có nguyên tắc đó và ứng dụng của nó như thế nào đối với các ngành công nghiệp. Trả lời: a. Khi người ta hít phải một lượng khí N2O thì có cảm giác say và hay cười nên khí này được gọi là “khí vui” hay “khí cười”. Khi hít phải một lượng lớn khí N2O thì bị mê.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Ứng dụng của khí N2O trong y học là người ta sử dụng một hỗn hợp gồm 20% oxi và 80% khí N2O gây mê trong những ca mổ nhẹ. b. Trong công nghiệp, HNO3 được điều chế từ NH3. Đốt NH3 với oxi không khí có xúc tác: 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O 2NO + O2

→ 2NO2

Cho NO2 hợp với nước: 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO, NO sinh ra trong quá trình hợp nước được đưa trở lại dây chuyền sản xuất.

(Trang 53 – quyển 1)

Q uy

Bài 10:

hơ

Ứng dụng của HNO3: Axit nitric là một trong những hóa chất cơ bản rất quan trọng. Nó được dùng nhiều vào việc điều chế thuốc nổ, phân bón, phẩm nhuộm... Axit nitric bốc khói còn được dùng làm chất oxi hóa trong phóng tên lửa. Axit nitric còn là axit thông dụng trong các phòng thí nghiệm.

a. Trình bày phương pháp điều chế H2S trong phòng thí nghiệm?

Kè

b. Cách nhận biết H2S? c. Ứng dụng của H2S trong hóa học?

ạy

* Kiến thức cần nắm: Để giải quyết bài tập này, chúng ta cần nắm các kiến thức sau

- Các tính chất vật lí về màu sắc, mùi vị, nhiệt độ sôi và tính chất hóa học của khí H2S.

m /+

- Nắm được các phương trình hóa học phản ứng xảy ra giữa H2S và các chất trong quy trình điều chế và sản xuất, đồng thời các phương trình hóa học theo yêu cầu của đề bài.

- Các phương pháp điều chế khí H2S trong phòng thí nghiệm.

Trả lời:

- Ứng dụng của khí H2S như thế nào đối với các ngành công nghiệp hóa học quan trọng.

a. Trong phòng thí nghiệm H2S được điều chế bằng cách cho muối sunfua tác dụng với axit clohiđric trong bình kíp. Muối sunfua thông dụng nhất là sắt sunfua:

FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S↑ (Vì sắt sunfua dễ điều chế và rẻ tiền) Muốn điều chế H2S tinh khiết phải dùng canxi sunfua hoặc bari sunfua. b. Cách nhận biết H2S - Ngửi mùi đặc trưng của H2S (Có mùi như mùi trứng thối). - Nhúng một băng giấy lọc nhỏ bỏ vào dung dịch muối chì, chẳng hạn chì axetat, đưa băng giấy này vào khu vực có H2S thoát ra, do có phản ứng tạo PbS nên băng giấy trở nên đen.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

hơ

c. H2S được dùng làm chất khử và dùng nhiều trong hóa học phân tích để tách các nhóm chất và tách các ion kim loại khác nhau dựa vào tính tan trong nước khác nhau giữa các muối kim loại sunfua, đồng thời chứng minh một số ion kim loại dựa vào màu sắc của các kim loại sunfua.

Bài 11: (Câu 5 – Đề cương)

Q uy

a. Corunđum là gì? Ứng dụng của Corunđum?

b. Corunđum có thể tác dụng với các chất sau không: nước lỏng, dung dịch HCl, dung dịch NaOH, NaOH(r), Na2CO3(r) ở nhiệt độ cao?

* Kiến thức cần nắm: Để giải quyết bài tập này, chúng ta cần nắm các kiến thức sau

Kè

- Khái niệm về Corunđum, các tính chất lí, hóa của Corunđum.

ạy

- Ứng dụng của Corunđum quan trọng như thế nào đối với các ngành công nghiệp về các thiết bị tinh vi, chính xác.

m /+

- Nắm được các phương trình phản ứng của Corunđum với các chất của yêu cầu đề bài dựa vào các tính chất hóa học của Corunđum. Trả lời:

a. Corunđum là nhôm oxit tồn tại dưới dạng hiđrat hóa như boxit Al2O3.xH2O hoặc dưới dạng khan. Ứng dụng: Khoáng chất Corunđum nhuốm màu do chứa trong mạng tinh thể một lượng nhỏ tạp chất là các ion kim loại chuyển tiếp. Ví dụ như rubi hồng ngọc chứa tạp chất Cr3+ (Cr2O3), đá saphia (màu xanh) chứa tạp chất FeO và TiO2. Corunđum cũng như các đá quý ngày nay còn được điều chế nhân tạo, người ta có thể kết tinh được những tinh thể lớn và đẹp không chỉ thỏa mãn những nhu cầu về trang sức mà còn đáp ứng được nhiều đòi hỏi khắt khe của kĩ thuật như làm trục quay, hoặc ổ trục những máy móc tinh vi, chính xác (chân kính đồng hồ), hoặc dùng trong máy phát tia laze.. b. Các phương trình phản ứng Al2O3 – α + H2O(l) → không xảy ra Al2O3 – α + HCl

→ không xảy ra

Al2O3 – α + NaOH(dd) → không xảy ra Al2O3 – α + 2NaOH(r)

→ 2NaAlO2(r) + H2O(k)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Al2O3 – α + Na2CO3(r) → 2NaAlO2(r) + CO2(k) Bài 12: (Trang 56 – quyển 1) Cho biết các phương pháp điều chế H2SO4 trong công nghiệp và những ứng dụng của nó? * Kiến thức cần nắm: Để giải quyết bài tập này, chúng ta cần nắm các kiến thức sau - Các tính chất vật lí, hóa học của H2SO4.

Trả lời:

hơ

- Những ứng dụng của H2SO4 trong các ngành công nghiệp hóa học.

- Các phương pháp điều chế H2SO4 trong công nghiệp, viết được các phương trình phản ứng của H2SO4 với các chất trong quy trình điều chế.

Q uy

Trong công nghiệp, axit sunfuric được điều chế bằng hai phương pháp * Phương pháp tiếp xúc được chia làm 4 công đoạn:

Kè

+ Công đoạn 1: Điều chế hỗn hợp sunfu đioxit và không khí, khí SO2 được điều chế bằng cách nung oxi hóa quặng pirit hoặc các quặng sunfua khác. Ngoài ra có thể điều chế SO2 bằng cách đốt lưu huỳnh (S + O2 → SO2) hay đốt hiđro sunfua (H2S + 3/2O2 → SO2 + H2O).

ạy

+ Công đoạn 2: Làm sạch hỗn hợp khí SO2 và không khí, hỗn hợp khí đã nhận được ở công đoạn 1 chứa nhiều bụi và các tạp chất hóa học khác có thể che phủ và đầu độc chất xúc tác. Bởi vậy việc lọc bụi và tinh chế hỗn hợp khí là công đoạn rất quan trọng.

m /+

+ Công đoạn 3: Phản ứng của hỗn hợp khí trên bề mặt chất xúc tác. Phản ứng giữa sunfu đioxit và oxi trong tháp tổng hợp trên bề mặt chất xúc tác là phản ứng tỏa nhiệt. Điều quan trọng ở công đoạn này là phải tính toán khống chế nhiệt độ một cách tự động bằng dòng khí có lợi cho hiệu suất tổng hợp và đạt tốc độ cần thiết của phản ứng.

+ Công đoạn 4: Sunfu trioxit kết hợp với nước tạo thành axit sunfuric. Sunfu trioxit khi ra khỏi tháp tổng hợp không thể cho lội qua nước, vì phần lớn SO3 không phản ứng với nước mà thoát ra ngoài dưới dạng sa mù. Ngược lại, sunfu trioxit bị hấp thụ hoàn toàn trong axit sunfuric đặc 98% tạo thành oleum. Pha loãng oleum với nước ta nhận được axit sunfuric đặc 98%.

nSO3 + H2SO4(đđ) → H2SO4.nSO3 H2SO4. nSO3 + nH2O → (n + 1) H2SO4(đđ) * Phương pháp buồng chì Trong phương pháp buồng chì, phản ứng oxi hóa SO2 với không khí có thể được xúc tác bằng nitơ oxit, là quá trình xúc tác đồng thể. Phản ứng được thực hiện trong buồng chì ốp gạch chịu axit, vì vậy được gọi là phương pháp buồng chì. ½ O2 + NO → NO2 NO2 + SO2 → NO + SO3 35

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

½ O2 + SO2 → SO3 Điều chế H2SO4 bằng phương pháp buồng chì phải thực hiện nhiều công đoạn khác nhau: Công đoạn 1: Điều chế hỗn hợp khí SO2 + Không khí. Công đoạn 2: Tinh chế và làm sạch hỗn hợp khí. Công đoạn 3: Phản ứng của hỗn hợp khí tạo ra H2SO4. Công đoạn 4: Cô đặc axit sunfuric.

* Ứng dụng của H2SO4

hơ

H2SO4 được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Lượng lớn H2SO4 (trên 60%) được dùng để sản

xuất phân hóa học: suphephotphat, amino sunfat. Một phần được dùng để điều chế các axit vô cơ

Q uy

khác như axit photphoric, axit clohiđric... Trong công nghiệp hóa học hữu cơ, H2SO4 được dùng để đưa nhóm sunfo (– SO3H) vào chất hữu cơ thay thế nguyên tử hiđro (sunfu hóa) và được đưa

vào hỗn hợp với axit nitric tạo ra axit nitro hóa để thay thế các nguyên tử hiđro bằng nhóm nitro

Kè

(– NO2), ví dụ nitro hóa xenlulozơ, glixerin, benzen, toluen, phenol... để điều chế các loại thuốc nổ tương ứng nitroxenlulozơ, nitro glixerin, nitro benzen, nitro toluen, axit pirit... Trong công

ạy

nghiệp sản xuất acquy cũng dùng một lượng axit sunfuric đáng kể. Trong các phòng thí nghiệm

hóa học khắp các nước trên thế giới, axit sunfuric là một trong những hóa chất được dùng nhiều

m /+

nhất.

Bài 13: (Trang 56 – quyển 1)

Cho các muối sau: K2S2O7, Na2S2O3, (NH4)2S2O8, Na2S2O4. Viết tên gọi của các muối trên và

cho biết những ứng dụng có liên quan đến tính chất oxi hóa đặc trưng của chúng?

* Kiến thức cần nắm: Để giải quyết bài tập này, chúng ta cần nắm các kiến thức sau

- Viết được tên gọi của các hợp chất muối. - Tính chất oxi hóa của các hợp chất muối trên. - Những tính chất oxi hóa đó liên quan đến những ứng dụng gì của các hợp chất muối. - Các phương trình phản ứng xảy ra của các hợp chất muối với các chất khác liên quan đến phần ứng dụng thực tiễn. Trả lời:

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

- K2S2O7: Kali đisunfat, ở nhiệt độ cao Kali đisunfat phân hủy, giải phóng SO3. Tính chất này được ứng dụng trong hóa học phân tích để chuyển những chất khó tan hoặc không tan thành những chất tan, ví dụ nung chảy các đisunfat của kim loại kiềm với Al2O3, Cr2O3, TiO2... Al2O3 + 3Na2S2O7 → Al2(SO4)3 + 3Na2SO4 - Na2S2O3: Natri thiosunfat có tính khử mạnh do chứa S2- (có số oxi hóa – 2). Na2S2O3 bị oxi hóa bởi những chất oxi hóa từ yếu đến mạnh như: I2, H2SO4(đđ)... (Chất oxi hóa yếu), cho đến Cl2,

hơ

HClO, KMnO4... (Chất oxi hóa mạnh).

Na2S2O3 được dùng làm chất khử trong hóa học phân tích, ví dụ phương pháp chuẩn độ iot:

Q uy

2Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + 2NaI

Na2S2O3 được dùng làm chất khử trong công nghiệp, ví dụ dùng trong công nghiệp sản xuất

xenlulozơ, giấy bông vải sợi để loại bỏ Cl2 dư sau khi đã tẩy màu bằng Cl2 (chất chống clo).

Kè

Na2S2O3 có khả năng tạo phức chất tan với một số chất khó tan như AgCl, AgBr... nên dùng làm

ạy

thuốc định hình trong tráng phim, ảnh.

- (NH4)2S2O8: Amino peoxitđisunfat là chất oxi hóa mạnh được dùng để làm chất oxi hóa trong

m /+

phòng thí nghiệm.

S2O82- + 2e → 2SO42- ; E0 = 2,01 (V)

thuốc sát trùng.

Ngoài ra, (NH4)2S2O8 sẽ bị thủy phân chậm tạo ra H2O2 nên được dùng làm chất tẩy trắng và

(NH4)2S2O8 + 2H2O ↔ 2(NH4)HSO4 + H2O2

- Na2S2O4: Natri đithionit có tính khử mạnh: Na2S2O4 + O2 + H2O → 4NaHSO3 Na2S2O4 được dùng trong hóa học phân tích để hấp thụ khí oxi (phân tích khí). Bài 14:

(Trang 107 – quyển 1)

Trình bày đặc điểm cấu tạo của than chì và kim cương. Từ những đặc điểm đó hãy giải thích các tính chất vật lí và ứng dụng các tính chất vật lí đó của hai dạng thù hình trên. * Kiến thức cần nắm: Để giải quyết bài tập này, chúng ta cần nắm các kiến thức sau

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

- Đặc điểm và tính chất vật lí, hóa học của nguyên tố Cacbon. - Các dạng thù hình của Cacbon, ứng dụng của các dạng thù hình đó trên cơ sở các tính chất vật lí và hóa học. - Các cấu trúc electron đặc trưng của nguyên tố cacbon mở ra khả năng để nó tạo thành những hợp chất hữu cơ đa dạng và phức tạp với các nguyên tố Hiđro, oxi và Nitơ. Bốn nguyên tố này là nền tảng cơ bản của tất cả hệ sinh thái, từ đó nêu được ứng dụng của các dạng thù hình trên.

hơ

Trả lời: Cacbon có hai dạng thù hình: kim cương và than chì

Kim cương: Có cấu trúc tinh thể lập phương, trong tinh thể các nguyên tử cacbon ở trạng thái

Q uy

lai hóa sp3, mỗi nguyên tử C liên kết với 4 nguyên tử C khác lân cận bằng cặp electron chung. Các nguyên tử này nằm trên đỉnh của tứ diện đều, mỗi nguyên tử cacbon ở đỉnh, lại liên kết với 4

nguyên tử C khác. Sự liên kết liên tục tạo nên mạng lưới tinh thể nguyên tử. Kim cương là mạng

Kè

lưới tinh thể nguyên tử điển hình, do đó kim cương rất cứng, cứng nhất trong tất cả các chất, theo thang đọ cứng của Moxơ thì độ cứng của kim cương bằng 10. Với độ cứng và độ bền cao, kim

ạy

cương dùng làm dao cắt kim loại, thủy tinh, mũi khoan để khoan thép, khoan mỏ. Cacbon ở trạng

thái lai hóa sp3, các electron trong các obitan lai hóa sp3 đã tham gia tạo liên kết nên kim cương

m /+

không còn e di động do đó kim cương không không dẫn điện. Ngoài ra kim cương có chỉ số khúc xạ lớn nên kim cương lóng lánh sáng và đẹp nên được dùng

làm đồ trang sức.

Than chì: Mạng tinh thể gồm những nguyên tử cacbon lai hóa kiểu sp2 (lai hóa tam giác). Mỗi

nguyên tử C liên kết với 3 nguyên tử C khác bằng liên kết σ được xếp thành từng lớp phẳng

những vòng 6 cạnh mỗi nguyên tử C ở tâm của một tam giác đều. Như vậy, liên kết trong một

lớp là liên kết cộng hóa trị. Đối với mỗi nguyên tử C sau khi tạo thành liên kết nó còn 1 electron di động trên AO – 2p không tham gia lai hóa tạo nên liên kết π không định vị với 3 nguyên tử cacbon bao quanh. Các e này là e di động trogn mạch kim loại nên than chì dẫn điện , tính chất này được ứng dụng vào kỹ thuật có liên quan đến độ dẫn điện như làm điện cực, làm tiếp điện với những chi tiết máy như làm chổi trong mô tơ điện... Do mạng tinh thể than chì có kiến trúc lớp, liên kết giữa các lớp là liên kết Van – đec – van yếu từng lớp cách nhau 335 pm nên than chì rất mềm và trơn do đó có những ứng dụng sau: than chì

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

trộn với đất sét là ruột bút chì đen, than chì hay hỗn hợp bột than chì và dầu nhờn được dùng làm chất bôi trơn các ổ bi. Do nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi cao, than chì dùng làm chén nung, nồi nấu chảy kim loại. Bài 15: (Trang 108 – quyển 1) a. Tại sao cacbon oxit lại độc? b. Trong công nghiệp canxi cacbua được điều chế như thế nào? Những ứng dụng quan trọng của

hơ

canxi cacbua trong công nghiệp?

* Kiến thức cần nắm: Để giải quyết bài tập này, chúng ta cần nắm các kiến thức sau

Q uy

- Nắm được các tính chất của khí CO, hiểu được các tính chất vật lí và há học sẽ biết được các thành phần trong khí CO, từ đó giải quyết được yêu cầu của đề bài.

- Nắm được phương pháp điều chế canxi cacbua trong công nghiệp. Các phương trình hóa học

Kè

xảy ra trong quá trình điều chế.

ạy

- Những ứng dụng quan trọng của canxi cacbua trong công nghiệp.

m /+

Trả lời:

a. Khi ta hít thở không khí thì oxi tác dụng với hồng cầu (Hemoglobin) trong máu tạo ra

oxihemoglobin ở phổi chuyển đến các mao quản. Tuy nhiên, CO cũng có khả năng kết hợp với Hb tạo ra cacbonylhemoglobin. Vì vậy, khi CO xâm nhập vào cơ thể sẽ gây ra tranh chấp Hb với

oxi dẫn đến làm giảm hoặc mất khả năng chuyển oxi của Hb đến các mao quản của người và

động vật dẫn đến tử vong.

b. Canxi cacbua (đất đèn) có công thức CaC2, trong công nghiệp được điều chế bằng cách nung hỗn hợp vôi và than cốc hoặc than gỗ ở nhiệt độ 25000C. Ứng dụng quan trọng của CaC2 là dùng điều chế axetilen trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm. CaC2 + 2H2O → C2H2↑ + Ca(OH)2 C2H2 được dùng trong điều chế PVC ( - CH2 – CHCl)n dùng làm màng mỏng che mưa, giả da, hoa nhựa. Điều chế vinylaxetat, sản xuất cao sư tổng hợp, axit axetic, hàn hơi... Bài 16: (Trang 108 – quyển 1) a. Các phương pháp điều chế CO trong công nghiệp? 39

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

b. Nêu 3 phương trình hóa học minh họa ứng dụng của CO ở quy mô công nghiệp? * Kiến thức cần nắm: Để giải quyết bài tập này, chúng ta cần nắm các kiến thức sau - Các phương pháp điều chế CO trong công nghiệp, các phương trình hóa học xảy ra trong quá trình điều chế. - Nắm được tối thiểu 3 phương trình hóa học minh họa ứng dụng của CO ở quy mô công nghiệp. Trả lời:

a. Các phương pháp điều chế CO trong công nghiệp là:

hơ

- Đốt than với lượng không khí hạn chế:

2C + 4N2 + O2 ↔ 4N2 + 2CO (Khí than khô)

Q uy

- Cho hơi nước lướt qua than nung đỏ: C + H2O(hơi) ↔ H2 + CO (Khí than ướt)

- Cho khí CO2 tác dụng với cacbon:

Kè

CO2 + C → 2CO

ạy

b. Một số phương trình phản ứng minh họa công dụng của CO ở quy mô công nghiệp là:

xt, t

CO + NH3

m /+

- Tổng hợp fomaniđua: Cacbon oxit tác dụng với amoniac có mặt chất xúc tác

H C

NH2

- Tổng hợp rươu metylic và các đồng đẳng, tách bằng cất phân đoạn. Ví dụ:

xt, to

CH3OH (673K, 20200 Pa)

O + H2O

Quá trình tổng hợp này được thực hiện trong công nghiệp ở 673K dưới áp suất lớn có sự tham gia của chất xúc tác là hỗn hợp oxit ZnO và Cr2O3. - Điều chế muối fomiat và este của axit fomic CO + KOH → HCOOK CO + ROH → HCOOR Bài 17: (Câu 14 – Đề cương) a. Thế nào là hiệu ứng nhà kính? b. Vai trò của CO2 đối với đời sống thực vật?

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

* Kiến thức cần nắm: Để giải quyết bài tập này, chúng ta cần nắm các kiến thức sau - Nguyên nhân và các biểu hiện của hiện tượng hiệu ứng nhà kính. Những hiện tượng này ảnh hưởng như thế nào đến đời sống và sức khỏe của con người. Hình thành trong sinh viên ý thức bảo vệ môi trường. - Vai trò của CO2 đối với đời sống thực vật, cách thức để thực vật tổng hợp các chất hữu cơ thông qua quá trình quang họp nhờ CO2. Viết được các phương trình phan rứng hóa học của quá trình quang hợp ở thực vật.

Trả lời:

Q uy

hơ

a. Như chúng ta đã biết nhiệt độ trên bề mặt Trái đất được tạo thành bởi sự cân bằng giữa năng lượng mặt trời chiếu xuống Trái đất và năng lượng bức xạ nhiệt của Trái đất phát vào không gian vũ trụ. Bức xạ mặt trời gồm các bước sóng ngắn hơn nó dễ dàng xuyên qua lớp khí quyển chiếu xuống mặt đất và biến thành nhiệt. Các khí chủ yếu là CO2 hấp thụ các tia nhiệt (hồng ngoại).

ạy

Kè

Bức xạ từ mặt đất phát ra chỉ có bước sóng dài thường bị các khí như: CO2, CH4, hơi nước... chủ yếu là khí CO2 hấp thụ. Nếu khí CO2 giữ cố định 0,03% như trước đây thì nó sẽ đóng vai trò bảo ôn cho mặt đất vào ban đêm khi không có ánh sáng mặt trời để mặt đất không bị lạnh giá. Nếu khí CO2 tăng lên thì quá trình hấp thụ tia nhiệt tăng làm nhiệt độ mặt đất nóng thêm lên. Do tính chất ôn bảo của CO2 làm mất cân bằng trao đổi nhiệt giữa mặt đất và vũ trụ nên mặt đất bị om nóng giống như quá trình trong nhà kính trồng cây và hiệu ứng tăng nhiệt độ này gọi là hiệu ứng nhà kính.

b. Vai trò của CO2 đối với đời sống thực vật

m /+

Cây xanh sống được là nhờ quá trình quang hợp tạo chất hữu cơ C6H12O6 (glucozơ) nuôi sống bản thân nó. Khi CO2 có trong không khí sẽ tác dụng với nước, có mặt chất xúc tác là hv thì sẽ tổng hợp được C6H12O6 và thải ra ngoài không khí O2. Điều này chứng tỏ trồng nhiều cây xanh rất tốt cho môi trường sống, làm cho không khí trong lành hơn. PTPƯ:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2

6CO 2 + 6H 2 O

Bài 18: (Câu 14 – Đề cương)

a. Nêu các ứng dụng của kim loại kiềm. Cơ sở của những ứng dụng đó? b. Màu của ngọn lửa do mỗi kim loại kiềm hoặc những hợp chất dễ bay hơi của nó gây ra rất khác nhau, hãy nêu nguyên nhân và ứng dụng của hiện tượng phát màu đó? * Kiến thức cần nắm: Để giải quyết bài tập này, chúng ta cần nắm các kiến thức sau - Nắm được các ứng dụng của kim loại kiềm, các ứng dụng đó dựa vào các tính chất hóa học nổi bật của các kim loại kiềm. - Vận dụng được hiện tượng quang phổ phát xạ của vật lí để giải thích các hiện tượng phát màu khác nhau của kim loại kiềm. Những ứng dụng dựa trên các hiện tượng phát màu đó có lợi ích như thế nào trong các ngành công nghiệp.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Trả lời: a. Các kim loại kiềm có khả năng tác dụng trực tiếp và hoàn toàn với một số nguyên tố khác, vì vậy chúng được sử dụng như những chất khử tạp, tức là những chất khử bỏ được các tạp chất khỏi kim loại, hợp kim hoặc khí. Ví dụ, do là chất có ái lực mạnh với oxi và nitơ nên liti được dùng để khử oxi và nitơ trong kim loại nóng chảy, dùng để loại hết nitơ ra khỏi các khí khác. Hoặc dùng Xesi khử những vết cuối cùng của oxi và nitơ trong các bình chân không. Tính khử cao của natri trong benzophenon và THF được dùng để khử hết vết của oxi ra khỏi nitơ.

Q uy

hơ

Nhờ có hoạt tính hóa học cao vào bậc nhất trong các kim loại, kim loại kiềm được dùng làm tác nhân khử trong nhiều quá trình tổng hợp vô cơ và hữu cơ. Natri được dùng nhiều trong phương pháp nhiệt luyện điều chế kim loại. Trước khi phát minh ra phương pháp điện phân nhôm oxit, natri đã được dùng điều chế nhôm bằng cách khử AlCl3. Ngày nay, nó vẫn được dùng để điều chế ở phạm vi công nghiệp các kim loại như K, Rb, Cs, Ti, Zr và một số kim loại khác. Hỗn hống nati được dùng làm chất khử, hợp kim Na – Pb dùng để sản xuất (C2H5)4Pb (chì tetraetyl).

ạy

* Cơ sở khoa học của các ứng dụng trên

Kè

m /+

- Những ứng dụng trên dựa trên tính khử mạnh và tính chất đặc sắc trong tính chất vật lí và hóa học của kim loại kiềm.

- Do có thế điện chuẩn vào loại âm nhất nên kim loại kiềm được dùng làm pin. Ví dụ: Pin Liti gồm anot là liti, catot là polivinylpiriđin – I2 chất điện giải là LiI. Pin natri gồm anot là natri lỏng ngăn cách với catot lưu huỳnh bằng chất điện giải rắn β – Al2O3. Pin này dùng cho những nơi có nhiệt độ cao tới 300oC.

- Do dễ hóa hơi và phát ánh sáng dịu nên natri dùng trong đèn hơi natri.

- Khi pha một lượng nhỏ kim loại kiềm vào hợp kim thường tạo ra nhiều tính chất quý trong kĩ thuật. Ứng dụng đó được minh chứng như sau:

Ví dụ cho một hợp kim nhôm chứa 1% Li sẽ làm tăng độ bền cơ học và chống gỉ tốt. Hoặc ta thêm 2% Li vào đồng kĩ thuật sẽ làm tăng độ dẫn điện của đồng. b. Dựa vào hiện tượng quang phổ phát xạ để giải thích các màu sắc khác nhau đó. Khi bị đốt nóng các electron được cung cấp năng lượng (bị kích thích) sẽ nhảy từ obitan nguyên tử có năng lượng thấp lên các obitan nguyên tử có năng lượng cao hơn. Ở trạng thái này, rất không bền, các electron có xu hướng chuyển về các obitan có năng lượng thấp hơn. Quá trình electron chuyển về như vậy sẽ phát ra năng lượng dưới dạng bức xạ trong vùng nhìn thấy của quang phổ, do đó làm cho ngọn lửa không màu trơ thành có màu. Sỡ dĩ ngọn lửa có màu khác nhau là vì đối với các kim loại, mức độ chênh lệch về năng lượng electron giữa các obitan là khác nhau, do đó electron

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

hấp phụ và phát ra năng lượng dưới dạng các bức xạ với tần số khác nhau (∆E = hv) tạo ra màu sắc khác nhau. Bài 19: (Câu 18 – Đề cương) a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra khi cho canxi tác dụng với các chất sau: CO2, Cr2O3, AcCl3, SiO2. Nêu ứng dụng thực tiễn của các phản ứng đó? b. Magie cháy trong không khí có hiện tượng gì? Ứng dụng của hiện tượng đó? * Kiến thức cần nắm: Để giải quyết bài tập này, chúng ta cần nắm các kiến thức sau

hơ

- Nắm được mức độ hoạt động hóa học mạnh của các kim loại kiềm thổ, trọng tâm là Canxi và Magie.

Q uy

- Các phương trình hóa học phản ứng xảy ra giữa canxi và các chất theo yêu cầu của đề bài. Các ứng dụng của các phương trình phản ứng đó.

Kè

Trả lời:

m /+

3Ca + Cr2O3 → 3CaO + 2Cr

ạy

a. Các phương trình phản ứng xảy ra: 2Ca + CO2 → 2CaO + C

- Nắm được tính chất hóa học của Magie khi tác dụng với oxi không khí và các tính chất cấu tạo của nó để giải thích được hiện tượng cháy sáng của Magie. Ứng dụng của hiện tượng đó trong ngành chế tạo các loại pháo: pháo sáng, pháo hoa...

3Ca + 2AcCl3 → 3CaCl2 + 2Ac

2Ca + SiO2 → 2CaO + Si

Nhờ các phản ứng đó mà người ta dùng các kim loại kiềm thổ làm chất khử trong lò luyện kim để điều chế các kim loại hiếm, kim loại khó nóng chảy và các nguyên tố phi kim.

b. Magie cháy trong không khí phát ra ánh sáng chói giàu tia tử ngoại. Có hiện tượng đó là do ion Mg2+ và ion O2- đều có bán kính nhỏ kết hợp với nhau đã tạo ra mạng tinh thể chặt khít của MgO và phát nhiệt rất mạnh (năng lượng mạng lưới của MgO là 3924 kJ/mol lớn nhất trong các oxit của kim loại kiềm thổ). Chính lượng nhiệt lớn này đã nung nóng mạnh các hạt MgO làm phát ra ánh sáng chói và giàu tia tử ngoại. Lợi dụng hiện tượng này, người ta trộn bột Mg với các chất oxi hóa như KClO3, KMnO4, KNO3 để chế tạo ra pháo sáng, đạn lửa, và trước kia dùng trong kĩ thuật chụp ảnh, chiếu sáng. Bài 20: (Câu 19 – Đề cương) a. Viết các phương trình phản ứng xảy ra khi cho magie tác dụng với các chất sau: CO2, SO2, SiO2, H2SO4, HNO3, HF và H3PO4.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

b. Khi Magie cháy có thể dùng nước, bình chữa cháy chứa cacbonic hoặc cát để chữa cháy được không? Tại sao? c. Để bảo vệ các cầu, tháp, bồn chứa, ỗng dẫn dầu, khí... bằng thép, người ta nối chúng với các khối Mg. Tại sao? * Kiến thức cần nắm: Để giải quyết bài tập này, chúng ta cần nắm các kiến thức sau - Viết được các phương trình hóa học của nguyên tố Magie dựa vào tính chất hóa học của nó.

- Tính chất đặc biệt của Magie khi tác dụng với nước (H2O), khí cacbonic (CO2) và cát (SiO2). Từ đó giải thích được khi Magie cháy không dùng các chất trên để chữa cháy.

hơ

- Dựa vào sự ăn mòn hóa học của các chất khi để ngoài không khí, từ đó giải thích vì sao để bảo vệ các cầu, tháp, bồn chứa, ỗng dẫn dầu, khí... bằng thép, người ta nối chúng với các khối Mg.

Q uy

Trả lời: a. Các phương trình phản ứng xảy ra:

2Mg + CO2 → 2MgO + C

Kè

2Mg + SO2 → 2MgO + S 2Mg + SiO2 → 2MgO + Si

+ 2H2SO4 → MgSO4 + SO2 + 2H2O

ạy

Mg +

m /+

Mg + 4HNO3 → Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O HF → Không xảy ra phản ứng

Mg + H3PO4 → Không xảy ra phản ứng

b. Khi Magie cháy không thể dùng nước, bình chữa cháy chứa cacbonic hoặc cát để chữa cháy được vì ở nhiệt độ cao Mg có thể phản ứng với nước, CO2 và SiO2. Khi đó đám cháy sẽ cháy mạnh hơn.

c. Để bảo vệ các cầu, tháp, bồn chứa, ỗng dẫn dầu, khí... bằng thép, người ta nối chúng với các khối Mg. Vì E0(Mg2+/Mg) < E0(Fe2+/Fe) nên khi nối cầu, tháp, bồn chứa, ống dẫn dầu... bằng thép với các khối Mg chúng sẽ tạo thành pin ganvani khổng lồ, ở đó khối Mg là điện cực âm, còn các vật liệu, công trình thép sẽ là điện cực dương. Ở điện cực âm:

Mg – 2e → Mg2+

Ở điện cực dương:

Fe2+ + 2e → Fe

Như vậy khối Mg sẽ bị oxi hóa dần dần và bị ăn mòn thay cho các vật cần bảo vệ. Bài 21: (Trang 266 – quyển 1) a. Ứng dụng của các kim loại nhóm IB?

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

b. Tại sao đồng có màu hồng, bạc có màu trắng và vàng có màu vàng? * Kiến thức cần nắm: Để giải quyết bài tập này, chúng ta cần nắm các kiến thức sau - Tính chất vật lí và hóa học của các nguyên tố kim loại nhóm IB. Từ đó sẽ hình thành nên các ứng dụng phục vụ cho nhu cầu thực tiễn của con người trong tất cả các lĩnh vực. - Dựa vào cấu hình electron của từng nguyên tố đồng, bạc và vàng để giải thích được màu của các nguyên tố này khi hấp thụ các màu sắc của ánh sáng trắng (ánh sáng mặt trời). Trả lời:

hơ

a. Ứng dụng của các kim loại nhóm IB:

- Đồng nguyên chất được dùng để sản xuất các vật liệu dẫn điện, các nồi hơi, ống sinh hàn, dàn trao đổi nhiệt và chế tạo các hợp kim.

Kè

Q uy

- Bạc nguyên chất được dùng để sản xuất các loại chén, bát thí nghiệm, nồi hơi, ống sinh hàn, điện cực... Bạc còn dùng để làm đồ trang sức, dùng mạ bạc và tráng gương, bạc nguyên chất rất mềm nên người ta thường cho thêm đồng và một số kim loại khác tạo hợp kim, trong đó Ag chiếm 80 – 90%. Hợp kim Ag cứng hơn, được dùng để đúc tiền và chế tạo các vật dụng quý giá khác. Bạc phân bố dạng keo trong dung dịch được dùng làm thuốc sát trùng.

m /+

ạy

- Vàng nguyên chất rất mềm và dễ bị hao mòn cơ học, vì vậy mà người ta thường tạo hợp kim vàng với Cu, Ag và một số kim loại khác (họ platin). Hợp kim vàng có độ bền cơ học cao hơn dùng để chế tạo các vật dụng, đồ trang sức, đúc tiền vàng...Vàng còn được dùng nhiều trong các phòng thí nghiệm dưới dạng dụng cụ thí nghiệm (chén, bát, bộ cất, điện cực) hay hóa chất (các hợp chất hay vàng lá để làm thí nghiệm). Vàng còn dùng để mạ, trong các ngành công nghệ cao vàng được sử dụng nhiều hơn.

b. Các kim loại IB có màu đặc trưng: đồng nguyên chất có màu hồng, màu đỏ ta thường thấy ở đồng là màu của Cu2O. Ag có màu trắng bạc, vàng có màu vàng. Chúng thể hiện các màu trên là do các electron d tham gia hình thành liên kết trong mạng kim loại. Khi tiếp xúc với ánh sáng vàng trông thấy mỗi kim loại này hấp thụ một vùng phổ ánh sáng có màu xác định để tạo bước chuyển dịch của các electron d trong mạng kim loại. Khi một vùng màu bị hấp thụ còn lại vùng màu bổ sung thể hiện màu của kim loại đó. Cu có màu hồng, do Cu hấp thụ ánh sáng giữa màu vàng và màu bạc. Ag có màu trắng bạc do bạc không hấp thụ ánh sáng vùng trông thấy, mà phản xạ lại hoàn toàn. Au có màu vàng do Au hấp thụ ánh sáng tím trong phổ nhìn thấy. Đó là nguyên nhân gây ra màu đặc trưng ở các kim loại nhóm IB.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

C. KẾT LUẬN Các nguyên tố vô cơ có ứng dụng rất quan trọng trong việc hình thành nên vật chất, các cơ thể sống, động vật và thực vật. Những phản ứng xảy ra trong các quá trình đều minh chứng cho sự hình thành nên những vật chất cấu thành nên các cơ thể sống đó.

Trong thực tế, việc ứng dụng các phản ứng của các nguyên tố vô cơ rất nhiều, đó là các ứng dụng của ngành hóa học vào trong đời sống. Từ đó có thể tạo ra các vật dụng, phương tiện... phục vụ cho nhu cầu của con người.

m /+

ạy

Kè

Q uy

hơ

Ngoài ra, các ứng dụng của các nguyên tố vô cơ trong tất cả các lĩnh vực là minh chứng cho sự tiến bộ của khoa học, kĩ thuật tiên tiến. Các bài tập liên quan đến sự ứng dụng của các nguyên tố vô cơ giúp chúng ta hiểu thêm về tính chất, các phương trình, quy tắc điều chế các phản ứng, để vận dụng vào cuộc sống phục vu nhu cầu của bản thân và công việc sau này.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trần Thị Đà – Nguyễn Thế Ngôn – Năm 2007 – Bộ Giáo dục và đào tạo dự án đào tạo giáo viên THCS – Giáo trình bài tập hóa học vô cơ – Nhà xuất bản Đại học Sư phạm (Quyển 1) 2. Trần Thị Đà – Nguyễn Thế Ngôn – Năm 2007 – Bộ Giáo dục và đào tạo dự án đào tạo giáo viên THCS – Giáo trình hóa học vô cơ (Tập 2) – Nhà xuất bản Đại học Sư phạm. 3. Nguyễn Thanh Khuyến (2006) – Phương pháp giải các dạng bài tập trắc nghiệm hóa học – Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội.

hơ

4. Nguyễn Thế Ngôn – Năm 2004 – Bộ Giáo dục và đào tạo dự án đào tạo giáo viên THCS – Giáo trình hóa học vô cơ (Tập 1) – Nhà xuất bản Đại học Sư phạm.

5. http://www.hoahocngaynay.com/vi/hoa-hoc-hien-dai/vat-lieu-nano/417-nhung-ung-dung-cuanano-bac-trong-doi-song.html

Q uy

6. https://vn.answers.yahoo.com/question/index?qid=20130301051518AAewIt7 7. http://vi.wikipedia.org/wiki/Mu%E1%BB%91i_%C4%83n

m /+

ạy

Kè

8. https://www.google.com/webhp?sourceid=chrome-instant&ion=1&espv=2&ie=UTF8#q=s%E1%BB%B1+h%C3%ACnh+th%C3%A0nh+v%E1%BA%ADt+ch%E1%BA%A5t

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

................................................................................................................................................................ .....................

KIẾN THỨC THỰC TIỂN 1. Hoá học ứng dụng cuộc sống

Những kiến thức dưới đây có thể đã rất quen thuộc nhưng vẫn còn nhiều kiến thức tưởng chừng như đơn giản mà không phải ai cũng biết.

hơ

Q uy

Khi ống nhiệt kế trong nhà bị vỡ ta cần rắc bột S vào đó do trong ống nhiệt kế có thủy ngân mà thủy ngân lại rất độc, dễ bay hơi mà lại dễ tạo muối với S. Chính vì thế mà người ta rắc bột S khi bị vỡ nhiệt kế . Tuy nhiên hầu như chỉ dùng trong PTN vì rất ít gia đình có sẳn S ( một phần vì ko bảo quản được)

ạy

Ở sông, ao hồ, một số vi khuẩn phân giải chất hữu cơ bắt nguồn từ xác thực vật và vận chuyển ion H+ và elctron đến chất nhận electron cuối cùng là gốc sunfat 8[H] + 2H+ + SO42- —> H2S + H2O

m /+

Kè

Hg + S –> HgS

Sau cơn mưa, không khí trong lành hơn do sấm sét giúp phản ứng từ oxy tạo ra ozon; hơn nữa nước từ trên cao cuốn theo bụi không khí làm sạch môi trường. Bề mặt nước trong các thùng vôi : lâu ngày sẽ có lớp váng mỏng do có phản ứng :

H2S sinh ra tác dụng với Fe có trong lòng đất tạo kết tủa đen, vì vậy nước cống có màu đen và thối (H2S)

Ca(OH)2 + CO2 —-> CaCO3 + H2O o

Người ta khắc chữ, hình lên thủy tinh bằng cách dùng acid HF : do SiO2 tan được trong HF tạo ra SiF4.

Cao su dùng lâu bị cứng do các liên kết đôi trong phân tử cao su bị oxy hóa bởi O2, nhiệt độ cao làm giảm lực tác dụng giữa các cao su, làm hỏng cấu trúc polyme…

Khi quẹt diêm : diêm bốc cháy do đầu que diêm chứa các chất oxy hóa : K2Cr2O7, KClO3, MnO2… và các chất khủ như S… Thuốc ở vỏ bao diêm chứa P đỏ, Sb2O3,…

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

ngoài ra còn trộn thêm thủy tinh để tăng sự ma sát 2 thứ thuốc trên. Khi quẹt, P đỏ tác dụng với chất oxy hóa, phản ứng tỏa nhiều nhiệt làm cháy thuốc ở que diêm.

Người ta không dùng CO2 dập tắt các đám cháy kim loại như Na, Mg… vì khi gặp CO2, các KL mạnh như Na, Mg… phản ứng mãnh liệt :

CO2 + 2Mg –> 2MgO + 2C CO2 + 4Na –> 2Na2O + C Axetilen cháy trong O2 tạo ra ngọn lửa có nhiệt độ khoảng 3000 độ C nên được dùng trong đèn xì acetylen-oxy dùng để hàn và cắt kim loại.

hơ

2C2H2 + 5O2 —-> 4CO2 + 2H2O

Người ta thường dùng NH4HCO3 làm bột nở vì khi có tác dụng nhiệt, bột nở phân hủy sinh ra khí NH3 và CO2 từ trong chiếc bánh làm chúng nở to ra, tạo các lỗ xốp nên bánh mềm hơn. Nghĩ đến ăn bánh lại

Q uy

Khi nấu canh cá người ta thường cho chất chua vào : thường là acid acetic, acid lactic; chất tanh của cá có chứa hỗn hợp amin vì vậy chất chua sẽ phản ứng với hỗn hợp amin này tạo muối, làm giảm vị tanh. Kinh nghiệm quý báu cho các bạn nữ Người ta thường dùng phèn chua có công thức : Al2(SO4)4.K2SO4.12H2O để làm trong nước, do khi cho phèn chua vào nước tạo ra Al(OH)3 kèm theo các chất bẩn lắng xuống. Ngoài ra phèn chua còn có tác dụng chống hôi nách Khi nấu cơm nếp cần ít nước hơn khi nấu cơm tẻ do trong gạo tẻ có hàm lượng amilopectin (hầu như không tan trong nước) lớn hơn gạo nếp. Thêm một kinh nghiệm nấu ăn Khi pha loãng acid H2SO4 đặc người ta phải cho từ từ acid vào nước mà không làm ngược lại vì H2SO4 đặc hút nước rất mạnh và phản ứng tỏa nhiều nhiệt. Làm như vậy acid có thể bị bắn ra ngoài gây nguy hiểm cho người xung quanh. Cái này chắc ai cũng biết

m /+

ạy

Kè

Từ lâu ông cha ta đã bảo quản thực phẩm bằng cách treo ở trong bếp do khói bếp có tác dụng sát trùng, phòng thối và chống oxy hóa. cái này có ai biết không? Để quả chín nhanh hơn người ta thường trộn lẫn quả chín với quả xanh vì quả chín sẽ giải phóng Acetylen làm những quả khác chín nhanh hơn.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Để khử khí Clo độc trong phòng thí nghiệm, người ta xịt khí NH3 do khí này gặp Clo tạo NH4Cl, hơn nữa NH3 nhẹ hơn không khí nên dễ dàng bay đi. Phích nước, ấm đun nước lâu dần có lớp cặn. Để làm sạch lớp cặn này, cách đơn giản là dùng giấm ăn do acid CH3COOH có trong giấm ăn làm tan được cặn (thường là CaCO3, MgCO3). Hỗn hợp etylenglicol, glycerin hay rượu và nước do có nhiệt độ đông đặc thấp nên được thêm vào nhiên liệu động cơ để không bị chuyển sang trạng thái rắn ở nhiệt độ thấp. Một kiến thức hay

Kè

Q uy

“Sự ôi mỡ” là một hiện tượng xảy ra thường xảy ra trong cuộc sống và gây không ít “thiệt hại” về vật chất cho con người. Quá trình ôi mỡ là do lipit tác dụng với oxi trong không khí hình thành các peroxit hoặc hidropeoxit, các chất này dưới tác dụng của vi khuẩn và hơi nước trong không khí phân hủy thành xeton, andehit có mùi khó chịu và cả axit cacboxylic nữa.

Chuột ăn phải bả thường chết ở gần nơi có nước vì một trong những loại thuốc diệt chuột là kẽm phosphua, sau khi chuột ăn phải sẽ bị khát nước (do tính thủy phân mãnh liệt của kẽm phosphua) và khi đó tạo ra chất khí rất độc (PH3) giết chết chuột.

hơ

ạy

Dung dịch phenolphtalein trong rượu có màu hồng trong môi trường kiềm (pH>=9) nên được dùng làm chất chỉ thị. “Viên sủi” cho vào nước lại sủi bọt! vì trong viên sủi có một ít bột NaHCO3 và bôt axit hữu cơ như axit citric. Khi viên sủi găp nước tạo ra dd axit,dd axit tác dụng với NaHCO3 sinh ra khí CO2. Khí này thoát ra khỏi cốc nước dưới dạng bọt khí.

m /+

Khí CO2 được dùng dập tắt đám cháy vì khí này nặng hơn không khí và không tác dụng với oxi nên nó có tác dụng ngăn không cho vật cháy tiếp xúc với không khí.

Khí Ozone O3 có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ con người tránh các tia tử ngoại nhờ tầng Ozone dày đặc . Tuy nhiên Ozone ở tầng đối lưu lại là chất gây ô nhiễm, gián tiếp góp phần làm tăng hiệu ứng nhà kính do CO2 gây ra. Đã có một số trường hợp tử vong do ủ than trong nhà đóng kín cửa. Đó là nồng độ khí CO sinh ra từ bếp than ủ kín trong phòng quá mức cho phép. Khí này kết hợp với hemoglobin trong máu ngăn không cho máu nhận oxi và cung cấp oxi cho các tế bào => gây tử vong cho con người Trong các hang động có nhiều thạch nhũ hình dáng khác nhau, trông lạ và rất đẹp. Đó chính là kết quả lâud ài của sự chuyển hóa lẫn nhau giữa hai muối Ca(HCO3)2 và CaCO3.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Khi gặp nước mưa và khí cacbonic trong không khí, CaCO3 chuyển hóa thành Ca(HCO3)2 tan trong nước, chảy qua khe đá vào trong hạng động. Dần dần Ca(HCO3)2 lại chuyển hóa thành CaCO3 rắn. Quá trình này xảy ra lâu dài tạo nên thạch nhũ với những hình thù khác nhau. Đúng là Nước chảy đá mòn CaCO3 + H2O + CO2 —> Ca(HCO3)2 o

Thủ phạm các vụ nổ mỏ than là do sự cháy khí metan có trong mỏ than

CH4 + O2 —to—> CO2 + H2O

hơ

Để xác định lượng cồn (C2H5OH) trong máu người được xác định bằng các cho huyết thanh tác dụng với K2Cr2O7

Vôi sống CaO để lâu ngoài không khí bị vón cục- không tan trong nước do khí cacbonic trong không khí tác dụng với CaO:

Kè

Q uy

C2H5OH + K2Cr2O7 + H2SO4 —> CO2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

Nước javel để lâu ngoài không khí sẽ giảm tác dung tẩy màu, do NaClO bị phân hủy thành NaCl và NaClO3

m /+

ạy

CaO + CO2 —> CaCO3

NaClO –> NaCl + NaClO3

Khi đốt cháy tóc, sừng hoặc lông gà …. ta sẽ thấy có mùi khét do protein bị phân hủy tạo ra những chất bay hơi và có mùi khét. Chú ý với trẻ em : Đừng đốt với lượng lơn vì có thể bạn sẽ bị người lớn xử lý Khi đun nóng lòng trắng trứng( có nước), lòng trắng trứng tạo kết tủa do một số protein tan được trong nước tạo thành dung dịch keo, khi đung nóng xảy ra kết tủa protein.

Các đồ vật bằng nhôm thường rất bền do có lớp Al2O3 hay Al(OH)3 bảo vệ

Trong các cây bút mực thường mực trong ống được pha thêm ít glixerol để tránh mực bị vón cục

Các nhà máy xí nghiệp thải các khí như H2S , SO2 thường xử lí bằng cách đốt hai khí với nhau để tạo ra lưu huỳnh không gây ô nhiễm môi trường.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Để điều chế dấm người ta thường cho rược etylic (7-8 độ) để ngoài không khí

Để làm bức tranh sơn cổ (đen) trở lại bình thường người ta dùng H2O2 để làm trắng lại

PbS + H2O2 –> PbSO4 + H2O Đồ dùng bằng bạc bị đen do oxi trong không khí oxi hóa. Để làm trắng sáng lại hiện tượng bạc đen trên ta cho đồ dùng này vào H2O2 . Ngoài ra có thể dùng NH3 khi bị oxi hoá bởi lưu huỳnh

hơ

Q uy

H2O2 + Ag2O –> Ag + H2O + O2

Người ta thường ngâm rau bằng thuốc tím pha loãng do có oxi nguyên tử khi hòa tan vào nước

Trong y tế thường dùng nước oxi già để rửa vết thương do nó có tính oxi hóa mạnh.

Kè

ạy

Hơ con dao ướt trên ngọn lửa, dao sẽ có màu xanh: Ở nhiệt độ cao, sắt tác dụng với nước tạo oxit sắt từ lấp lánh màu lam. Có ai thử chưa ? Khi đốt, pháo sẽ nổ đùng đoàng: pháo chứa lượng lớn thuốc nổ. Thành phần chính của thuốc nổ chủ yếu là lưu huỳnh, than gỗ, diêm tiêu. Khi cháy, than gỗ, lưu huỳnh, diêm tiêu tác dụng với nhau sinh ra năng lượng lớn cùng nhiều chất khí như nito, CO2. Thể tích thuốc nổ tăng hơn 1000 lần => Lớp vỏ quả pháo bị nổ Clo có khả năng diệt khuẩn: Khi clo hoà tan vào nước tạo axit hypocloric không bền. Khi gặp ánh sáng hoặc nhiệt, axit này tạo oxi mới sinh. Các vi khuẩn gặp oxi mới sinh, các chất khử bên trong chúng bị phân huỷ, vi khuẩn sẽ bị tiêu diệt. KMnO4 cũng có tính chất này nên cũng dùng để diệt khuẩn

m /+

Bột tẩy trắng có khả năng tẩy trùng: bột này có thành phần quan trọng là clorua vôi. Trong không khí hoặc axit, clorua vôi tạo axit hipocloric, axit này tạo oxi mới sinh, có khả năng tẩy trùng Cây họ Đậu cố định đạm: Trong rễ cây họ đậu có vi khuẩn chứa enzim cố định đạm. Enzim này chứa protein Fe và protein Fe-Mo. Phân tử N2 kết hợp với phân tử protein FeMo thành một hợp chất, sau đó protein Fe nhận điện tử từ N trong protein Fe-Mo, qua quá trình này, nito bị khử thành ion N3+, kết hợp với hidro tạo phân tử NH3.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

Hoá chất hay dược liệu đựng được trong bình màu nâu: ánh sáng có tác dụng hoá học lên nhiều chất, dược liệu sẽ bị ảnh hưởng

Bọc phim sống bằng giấy đen: phim sống được tráng một lớp bạc bromua nhạy cảm với ánh sáng. Khi có ánh sáng chiếu vào nó sẽ bị phân huỷ

Ở chỗ mối hàn, kim loại dễ bị gỉ: hiện tượng ăn mòn điện hoá học thường xảy ra ở chỗ nối hai kim loại Than ướt cháy tốt hơn than khô: trong phân tử nước chứa 2 ng tử H và 1 ng tử O. Khi nước gặp than bốc cháy, oxi trong nước bị C chiếm mất, sinh ra CO và H2 cháy tốt hơn than khô.

hơ

Hầm chứa rau làm ngạt thở chết người: thực vật hô hấp sinh ra CO2, tích tụ lâu trong hầm gây ngạt thở cho người đi vào.

Nước không cháy: Nước là sản phẩm cuối cùng của sự cháy giữa hidro và oxi thì sao cháy được nữa

Băng khô: không phải là băng là mà là do CO2 đông lại mà thành, dễ tạo khói dùng trong kĩ thuật điện ảnh

Bóng đèn điện dùng lâu bị đen: Khi vonfram nóng sáng, một phần nhỏ bốc hơi bám vào thành thuỷ tinh của bóng đèn

Nấu đậu xanh trong nồi gang bị đen: Đậu xanh có tanin. Tanin tác dụng với sắt tạo sắt III tanat màu đen

Dùng đồ bạc đựng thức ăn khó bị ôi: Khi bạc tiếp xúc H2O, một phần nhỏ Ag tan vào nước tạo ion Ag+ có tác dụng diệt khuẩn mạnh.

m /+

ạy

Kè

Q uy

Mực xanh đen khi viết được một lúc biến thành đen: Mực xanh đen chứa tanin, axit galic, sắt (II) sunfat, một ít axit sunfuric, phenol, chất keo. Sau khi chế tạo, tanin kết hợp với sắt (II) sunfat tạo sắt (II) tanat. Khi viết chữ xong, dưới tác dụng của oxy không khí và ánh sáng mặt trời, sắt (II) tanat tạo sắt (III) tanat màu đen, khó phai.

Tranh sơn dầu vẽ tuyết để lâu bị đen: Màu tuyết trắng của tranh sơn dầu là bột phấn chì II oxyt. PbO tác dụng chậm với hidrosunfua trong không khí tạo PbS màu đen.

Không nên dùng dầu hỏa để lau khung xe đạp: Khung xe đạp và một vài bộ phận khác dùng phương pháp sơn xì để phủ một lớp sơn dầu. Để bảo vệ lớp sơn dầu, người ta

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú # Google.com/+DạyKèmQuyNhơn

thường phủ lớp sơn dầu bằng một lớp cao phân tử mỏng. Khi lau xe bằng dầu hỏa, dầu sẽ phá hủy lớp cao phân tử gây tổn hại xe.

Không nên trộn 2 loại mực khác nhau: Trong mực chứa các hạt keo tích điện, nếu 2 loại mực chế tạo từ nguyên liệu khác nhau thì các hạt keo có thể tích điện trái dấu và hút lẫn nhau, làm cho kích thước hạt ngày càng lớn, chúng lắng xuống tạo cặn mực.

hơ

Rượu giả gây chết người: Khi làm rượu giả, người ta sẽ không pha thêm nước (làm thế rượu sẽ nhạt) mà pha thêm một ít metylic. Metylic là một chất độc. Khi uống rượu này vào, chúng ta sẽ bị ngộ độc nghiêm trọng.

m /+

ạy

Kè

Q uy

(Sưu tầm và bổ sung)