Chuyên đề oxi - ozon

BÀI GIẢNG THEO CHUYÊN ĐỀ
CHUYÊN ĐỀ
OXI - OZON
CHƯƠNG 6. NHÓM OXI
CHUYÊN ĐỀ
OXI - OZON
Lịch sử ra đời của nguyên tố oxi
Lịch sử ra đời của nguyên tố oxi.
 Là nguyên tố phổ biến nhưng người ta biết tới oxi tương đối muộn vì một thời gian dài không khí được coi là một nguyên tố.
 Tên gọi oxi phản ánh quan điểm không đúng của Antoine Lavoisier cho rằng khí oxi là chất tạo nên axit.(Tên la tinh Oxygenium xuất phát từ các chữ Hi lạp Oxos là axit và genao là sinh ra.)


Cấu trúc bài học
Vị trí – cấu tạo
III. Tính chất hóa học
II. Trạng thái tự nhiên - tính chất vật lý
V. Ứng dụng
IV. Điều chế
I. Vị trí – cấu tạo
1. Vị trí của oxi trong bảng tuần hoàn
8O: 1s2 2s2 2p4
Oxi ở chu kì 2 nhóm VIA trong bảng tuần hoàn
Kí hiệu hóa học: O
Nguyên tử khối: 16 u
Cấu hình electron
Số thứ tự: 8
2. Cấu tạo phân tử oxi (O2)
Trong phân tử oxi có hai nguyên tử, chúng liên kết với nhau bằng liên kết đôi tương đối bền
I. Vị trí – cấu tạo
3. Cấu tạo phân tử ozon (O3)
Oxi và ozon đều là những đơn chất được tạo thành từ nguyên tố oxi nên được gọi là dạng thù hình của nhau.
I. Vị trí – cấu tạo
II. Tính chất vật lí - trạng thái tự nhiên
1. Trạng thái tự nhiên của oxi và ozon
Trong tự nhiên oxi tồn tại cả dạng đơn chất và hợp chất.
Oxi chiếm khoảng 20% thể tích không khí. Oxi trong không khí là sản phẩm của quá trình quang hợp của cây xanh.
II. Tính chất vật lí - trạng thái tự nhiên
1. Trạng thái tự nhiên của oxi và ozon
O2 tự do tồn tại hầu hết trong khí quyển.
Đồng vị :
168O ( 99.75% )
178O ( 0.037% )
188O ( 0.024% )
Trạng thái tự do có 2 dạng thù hình : Đioxi O2 và Trioxi O3 (ozon).
1. Trạng thái tự nhiên của oxi và ozon
Ozon được hình thành tự nhiên trên tầng cao khí quyển hoặc tầng bình lưu. Ozon trong tầng bình lưu giúp chúng ta tránh khỏi những tác hại của bức xạ tia cực tím của mặt trời.
II. Tính chất vật lí - trạng thái tự nhiên
2. Tính chất vật lí
Oxi là chất khí không màu, không mùi, không vị, nặng hơn không khí, và tan ít trong nước.
II. Tính chất vật lí - trạng thái tự nhiên
2. Tính chất vật lí
Oxi hóa lỏng ở -1830C. Oxi lỏng có màu xanh nhạt.
II. Tính chất vật lí - trạng thái tự nhiên
2. Tính chất vật lý
Ozon là chất khí, mùi đặc trưng, màu xanh nhạt.
Ozon hóa lỏng ở -1120C, ozon lỏng có màu xanh đậm.
Ozon tan nhiều trong nước hơn oxi gấp 16 lần.
II. Tính chất vật lí - trạng thái tự nhiên
Do có độ âm điện lớn (chỉ sau flo), nên khi tham gia phản ứng, nguyên tử oxi dễ dàng nhận thêm 2e. Do vậy, oxi là nguyên tố phi kim hoạt động, có tính oxi hóa mạnh.
Quá trình nhận electron của nguyên tử oxi
Trong các hợp chất (trừ hợp chất với flo và hợp chất peoxit), nguyên tố oxi có số oxi hóa là -2.
III. Tính chất hóa học
Oxi tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ: Au và Pt) tạo thành oxit kim loại hay oxit bazơ.
a. Tác dụng với kim loại
Natri oxit
1. Tính chất hóa học của oxi
III. Tính chất hóa học
Oxit sắt từ
Có thể xem Fe3O4 là hỗn hợp FeO và Fe2O3
Ở nhiệt độ thường O2 không phản ứng với kim loại Ag.
III. Tính chất hóa học
a. Tác dụng với kim loại
1. Tính chất hóa học của oxi
Oxi tác dụng được với hầu hết các phi kim (trừ halogen) tạo thành oxit trung tính hoặc oxit axit.
Nitơ mono oxit
(oxit trung tính)
III. Tính chất hóa học
b. Tác dụng với phi kim
1. Tính chất hóa học của oxi
Lưu huỳnh đioxit
(oxit axit)
III. Tính chất hóa học
b. Tác dụng với phi kim
1. Tính chất hóa học của oxi
Photpho pentaoxit
(oxit axit)
III. Tính chất hóa học
b. Tác dụng với phi kim
1. Tính chất hóa học của oxi
Ở nhiệt độ cao, oxi tác dụng được với nhiều loại hợp chất tạo ra oxit.
III. Tính chất hóa học
c. Tác dụng với hợp chất
1. Tính chất hóa học của oxi
Ozon là chất có tính oxi hóa mạnh hơn oxi.
Ozon tác dụng với hầu hết các kim loại (trừ Au, Pt). Ở nhiệt độ thường O3 oxi hóa Ag thành Ag2O
Phản ứng ozon tác dụng với bạc chứng tỏ tính oxi hóa của ozon mạnh hơn oxi.
III. Tính chất hóa học
2. Tính chất hóa học của ozon
Ozon tác dụng với dung dịch KI.
Phản ứng ozon tác dụng với dung dịch KI được dùng để phân biệt ozon với oxi.
III. Tính chất hóa học
2. Tính chất hóa học của ozon
Trong phòng thí nghiệm, oxi được điều chế bằng phản ứng phân hủy những hợp chất giàu oxi, kém bền với nhiệt như: KMnO4, KClO3, H2O2,…
1. Điều chế oxi
a. Trong phòng thí nghiệm
IV. Điều chế
1. Điều chế oxi
a. Trong phòng thí nghiệm
IV. Điều chế
1. Điều chế oxi
a. Trong phòng thí nghiệm
IV. Điều chế
b. Trong công nghiệp
Trong công nghiệp, oxi được điều chế từ không khí hoặc từ điện phân nước.
* Điện phân nước
Điện phân nước có trộn thêm chất dẫn điện như: NaOH hoặc H2SO4.
1. Điều chế oxi
IV. Điều chế
Không khí
Không khí khô không có CO2
Loại bỏ CO2 bằng cách cho không khí đi qua dung dịch NaOH.
Loại bỏ hơi nước dạng nước đá ở -250C.
Không khí lỏng
Hóa lỏng không khí.
Chưng cất phân đoạn.
Thu N2 ở -1960C
Thu Ar ở -1860C
Thu O2 ở -1830C
* Từ không khí
IV. Điều chế
a. Trong phòng thí nghiệm
Trong phòng thí nghiệm: ozon được điều chế từ Natri pesunfat (rắn) và axit nitric đặc
2. Điều chế ozon
IV. Điều chế
b. Trong công nghiệp
Trong công nghiệp, ozon được điều chế từ các máy ozon.
2. Điều chế ozon
IV. Điều chế
1. Ứng dụng của oxi
- Oxi có vai trò quyết định đối với sự sống của con người và động vật.
- Oxi có vai trò rất lớn trong đời sống và sản xuất.
V. Ứng dụng
* Vai trò sinh học của oxi
Oxi có ý nghĩa to lớn về mặt sinh học:
 Động vật máu nóng sẽ chết sau vài phút nếu không có oxi.
 Động vật máu lạnh kém nhạy hơn, nhưng cũng không sống được nếu thiếu oxi.
 Chỉ có một số ít sinh vật bậc thấp ( sinh vật yếm khí, một số vi khuẩn…) có thể tồn tại không cần đến oxi.
Vai trò sinh học của Oxi
Oxi theo mạch máu nuôi dưỡng cơ thể
Vai trò sinh học của Oxi
Chu trình oxi trong tự nhiên
V. Ứng dụng
2. Ứng dụng của ozon
V. Ứng dụng
3. Vai trò của tầng ozon
Ozon có tác dụng hấp thụ tia cực tím từ bức xạ mặt trời, không cho những tia này đến với trái đất. Có thể nói, sự sống chỉ xuất hiện khi trái đất có tầng ozon. Vì vậy nếu tầng ozon bị phá hủy thì sẽ gây lên tác hại xấu đối với mọi sinh vật trên trái đất. 
V. Ứng dụng
4. Nguyên nhân – hậu quả thủng tầng ozon
Dung dịch freon có trong hệ thống dẫn khép kín của tủ lạnh. (khí CFC). 
Chất thải công nghiệp, đặc biệt là NO, CO2,… Những loại khí thải này bền bỉ, dai dẳng bay vào bầu khí quyển và tiếp tục làm công việc phá hoại tầng ozon.
V. Ứng dụng
4. Nguyên nhân – hậu quả thủng tầng ozon
V. Ứng dụng
4. Nguyên nhân thủng tầng ozon
V. Ứng dụng
4. Nguyên nhân – hậu quả thủng tầng ozon
Để ngăn chặn sự suy thoái của tầng ozon, chúng ta cần có những biện pháp như hạn chế sử dụng năng lượng hạt nhân, xử lý nghiêm các khu công nghiệp, các nhà máy thải khí độc hại ra môi trường đồng thời cần giáo dục và tuyên truyền cho mọi người để ngăn chặn những hành động xấu làm thủng tầng ozon. Hãy bảo vệ tầng ozon bằng những hành động mà bạn có thể làm để bảo vệ sức khỏe của bạn cũng như của mọi người khỏi tác động xấu của việc thủng tầng ozon.
Chúc các em học tốt !