Tính chất hóa học của các bon

Cacbon (C) ở dạng hợp chất có trong các khoáng vật như canxit (đá vôi, đá hoa, đá phấn đều chứa CaCO3), magiezit (MgCO3), đolomit (CaCO3.MgCO3).

Ngoài ra, Cacbon (C) còn có dạng đơn chất như Kim cương, than chì và Fuleren. Trong bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu về tính chất hoá học của Cacbon, ứng dụng của Cacbon và vận dụng giải các bài tập về cacbon.

* Sơ lược về nguyên tử cacbon

  • Ký hiệu hoá học: C
  • Khối lượng nguyên tử: 12
  • Vị trí trong bảng HTTT: ô thứ 6 nhóm IVA chu kỳ 2
  • Cấu hình electron: 1s22s22p2

Tính chất vật lý

    – C có ba dạng thù hình chính: Kim cương, than chì và fuleren.

    – Kim cương là chất tinh thể trong suốt, không màu, không dẫn điện, dẫn nhiệt kém. Kim cương có cấu trúc tinh thể nguyên tử và cứng nhất trong tất cả các chất.

    – Than chì là tinh thể màu xám đen, có ánh kim, dẫn điện tốt nhưng kém kim loại. Tinh thể than chì có cấu trúc lớp.

Tính chất hóa học

    – Trong các dạng tồn tại của C, C vô định hình hoạt động hơn cả về mặt hóa học.

    – Trong các phản ứng hóa học C thể hiện hai tính chất: Tính oxi hóa và tính khử. Tuy nhiên tính khử vẫn là chủ yếu của C.

    a. Tính khử

    – Tác dụng với oxi

Hóa học lớp 11 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 11 có đáp án

    Ở nhiệt độ cao C lại khử CO2 theo phản ứng:

Hóa học lớp 11 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 11 có đáp án

    – Tác dụng với oxit kim loại:

       + C khử được oxit của các kim loại đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học của kim loại:

CuO + C → Cu + CO (tº)

Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO (tº)

       + Với CaO và Al2O3:

CaO + 3C → CaC2 + CO (trong lò điện)

2Al2O3 + 9C → Al4C3 + 6CO (2000ºC)

    – Tác dụng với các chất oxi hóa mạnh thường gặp H2SO4 đặc, HNO3, KNO3, KClO3, K2Cr2O7, … trong các phản ứng này, C bị oxi hóa đến mức +4 (CO2).

C + 2H2SO4 đặc → CO2 + 2SO2 + 2H2O (tº)

C + 4HNO3 đặc → CO2 + 4NO2 + 2H2O (tº)

C + 4KNO3 → 2K2O + CO2 + 4NO2 (tº)

    – Khi nhiệt độ cao, C tác dụng được với hơi nước:

C + H2O → CO + H2 (1000ºC)

C + 2H2O → CO2 + 2H2

    b. Tính oxi hóa

    – Tác dụng với hidro

Hóa học lớp 11 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 11 có đáp án

    – Tác dụng với kim loại

Hóa học lớp 11 | Lý thuyết và Bài tập Hóa học 11 có đáp án

Trạng thái tự nhiên

    – Kim cương và than chì là cacbon ở dạng tự do gần như tinh khiết.

    – Cacbon còn có trong các khoáng vật như canxit (đá vôi, đá hoa, đá phấn đều chứa CaCO3), magiezit (MgCO3), đolomit (CaCO3.MgCO3). Dầu mỏ, khí thiên nhiên là hỗn hợp của các chất khác nhau chứa cacbon. Cơ thể động thực vật cũng chứa nhiều hợp chất của cacbon.

Ứng dụng và điều chế

1. Ứng dụng

    – Kim cương được dùng làm đồ trang sức. Trong kĩ thuật, kim cương được dùng làm mũi khoan, dao cắt thuỷ tinh, bột mài.

    – Than chì được dùng làm điện cực; làm nồi, chén để nấu chảy các hợp kim chịu nhiệt; chế tạo chất bôi trơn; làm bút chì đen.

    – Than cốc được dùng làm chất khử trong luyện kim để luyện kim loại từ quặng.

    – Than gỗ được dùng để chế thuốc nổ đen, thuốc pháo, chất hấp phụ.

    – Than muội được dùng làm chất độn khi lưu hoá cao su, để sản xuất mực in, xi đánh giày.

2. Điều chế

    – Kim cương nhân tạo được điều chế bằng cách nung than chì ở 2000oC, p từ 50 – 100 nghìn atm, xúc tác là Fe, Cr, Ni.

    – Than chì nhân tạo được điều chế bằng cách nung than cốc ở 2500 – 3000oC trong lò điện, không có không khí.

    – Than cốc được điều chế bằng cách nung than mỡ khoảng 1000oC trong lò cốc, không có không khí.

    – Than gỗ được tạo nên khi đốt cháy gỗ trong điều kiện thiếu không khí.

    – Than muội được tạo nên khi nhiệt phân metan ở điều kiện nhiệt độ và xúc tác thích hợp.

    – Than mỏ được khai thác trực tiếp từ các vỉa than nằm sâu dưới mặt đất.

 

 

Tag: Tính chất hóa học của các bon

About admin