Bài 29. Oxi - Ozon

Bài : 29
OXI - OZON
A/ Oxi :
I/ Vị trí và cấu tạo :
8O (8 electron)
1s2 2s2 2p4
? có 6 electron ngoài cùng, ở chu kì 2, nhóm VIA
KLNT : 16
CTPT : O2 ? liên kết cộng hóa trị không cực, liên kết đôi
II/ Tính chất vật lý :
+ Là chất khí không màu, không mùi, không vị.
? hơi nặng hơn không khí
+ Tan ít trong nước. Ở 20oC 1 lít nước hòa tan được 31 ml khí oxi.
+ Nhiệt độ hóa lỏng - 183oC. Oxi lỏng có màu xanh da trời, có tính thuận từ.
+ Trong tự nhiên oxi có ba đồng vị :
III/ Tính chất hóa học :
+ Oxi có 6 electron ngoài cùng ? dễ nhận 2 electron khi tham gia phản ứng hóa học.
+ Oxi có độ âm điện là 3,44 chỉ kém flo (3,98) nên có số oxi hóa âm trong các hợp chất (trừ hợp chất với F)
+ phản ứng với hầu hết các nguyên tố tạo oxit.
* phản ứng với kim loại (trừ Ag, Au, Pt)
* phản ứng với phi kim (trừ halogen)
* phản ứng với nhiều hợp chất vô cơ và hợp chất hữu cơ.
? là chất oxi hóa mạnh
1/ Phản ứng với kim loại :
to
Thí nghiệm 1 : Mg cháy trong oxi
0 0 +2 -2
Mg + O2 ?
MgO
2
2
0 0 +1 -2
Na + O2 ?
Na2O
2
4
Thí nghiệm 2 : Na cháy trong oxi
Chất khử
Chất oxi hóa
Chất khử
Chất oxi hóa
2/ Phản ứng với phi kim : (trừ halogen) tạo các oxit axit hoặc oxit trơ (oxit không tạo muối)
Thí nghiệm 3 : S cháy trong oxi
0 0 +4 -2
S + O2 ?
SO2
Chất khử
Chất oxi hóa
0 0 +4 -2
C + O2 ?
CO2
Chất khử
Chất oxi hóa
Vd 3 : C cháy trong oxi
to
to
Oxit axit
Oxit axit
Thí nghiệm 4 : P trắng tự bốc cháy trong không khí
0 0 +5 -2
P + O2 ?
P2O5
Chất khử
Chất oxi hóa
to
4
2
5
Vd 4 : N2 phản ứng với oxi khi có tia lửa điện
0 0 +2 -2
N2 + O2
NO
Chất khử
Chất oxi hóa
2
Tia lửa điện
Oxit không tạo muối
Oxit axit
3/ Phản ứng với hợp chất :
Các hợp chất cháy trong oxi tạo ra oxit của các nguyên tố có trong nó.
Ví dụ : CO cháy trong không khí :
Ví dụ : Etanol cháy trong không khí :
+2 0 +4 -2
CO + O2 ?
CO2
Chất khử
Chất oxi hóa
to
2
2
-2 0 +4 -2 -2
C2H5OH + O2 ?
CO2 + H2O
Chất khử
Chất oxi hóa
to
3
2
3
IV/ Ứng dụng :
+ Oxi có vai trò quyết định đối với sự sống của người và động vật. Mỗi người cần 20 - 30 m3 không khí để thở một ngày.
+ Hàng năm trên thế giới sản xuất hàng chục triệu tấn oxi để đáp ứng nhu cầu cho các ngành công nghiệp.
+ Xem biểu đồ tỉ lệ % về ứng dụng của oxi trong các ngành công nghiệp (tr.125 SGK).
V/ Điều chế :
1/ Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm :
+ Nhiệt phân các hợp chất giàu oxi và ít bền nhiệt như : KMnO4 (rắn), KClO3 (rắn), HgO, .
Ví dụ : Nhiệt phân KMnO4
KMnO4 ?
K2MnO4 + MnO2 + O2?
+7 - 2 +6 +4 0
to
2
Thí nghiệm 5: Nhiệt phân KClO3
KClO3
KCl + O2?
+5 -2 -1 0
MnO2,
250oC
2
2
3
Tại sao phải thu oxi bằng cách dời chỗ của nước ?
2/ Sản xuất oxi trong công nghiệp :
a) Từ không khí :
Không khí loại bỏ hết hơi nước, bụi, khí CO2, đem hóa lỏng rồi chưng cất phân đoạn thu oxi.
b) Từ nước :
Điện phân nước (nước có hòa tan một ít H2SO4 hoặc NaOH để tăng tính dẫn điện) thu được khí oxi ở cực dương và khí hidro ở cực âm.
H2O
Điện phân dd H2SO4
2
2
Cực âm
Cực dương
H2 + O2
B/ Ozon : O3
Các đơn chất do 1 nguyên tố tạo ra gọi là dạng thù hình của nhau ? Ozon là một dạng thù hình của oxi
1/ Tính chất vật lý:
+ là 1 chất khí màu xanh nhạt, có mùi đặc trưng.
+ Nhiệt độ hóa lỏng - 112oC.
+ Tan trong nước nhiều hơn oxi. Ở 0oC 1 lít nước hòa tan 490 ml khí ozon
2/ Tính chất hóa học :
có tính oxi hóa mạnh hơn oxi
+ Phản ứng với bạc : ozon oxi hóa Ag ở nhiệt độ thường
Ag + O3 ?
Ag2O + O2
+ Phản ứng với dung dịch KI :
H2O + KI + O3 ?
I2 + KOH + O2?
? Ứng dụng để nhận biết ozon bằng giấy có tẩm dung dịch KI và hồ tinh bột. Ozon làm giấy hóa xanh
0 0 +1 -2 0
2
Chất khử
Chất oxi hóa
-1 0 0 -2 0
2
2
Chất khử
Chất oxi hóa
II/ Ozon trong tự nhiên :
+ Ozon được tạo thành trong khí quyển khi có sự phóng điện (tia chớp, sét). Trên mặt đất ozon được tạo thành do sự oxi hóa một số hợp chất hữu cơ.
+ Ozon tập trung nhiều ở lớp khí quyển trên cao, cách mặt đất từ 20 - 30 km. Tầng ozon hình thành do tia tử ngoại của mặt trời chuyển hóa các phân tử oxi thành ozon :
O2
Tia tử ngoại
O3
? Vậy tầng ozon hấp thu tia tử ngoại từ tầng cao của không khí, bảo vệ con người và các sinh vật trên mặt đất tránh được tác hại của tia tử ngoại.
3
2
III/ Ứng dụng :
+ Khử trùng không khí (không khí có một lượng nhỏ ozon : dưới 1 phần triệu theo thể tích có tác dụng làm cho không khí trong lành. Nhưng với lượng lớn hơn sẽ có hại cho con người).
+ Ozon có tính oxi hóa mạnh : Trong công nghiệp dùng ozon để tẩy trắng tinh bột, dầu ăn và nhiều vật phẩm khác. Trong y học dùng để chữa sâu răng. Trong đời sống dùng để sát trùng nước sinh hoạt