CHƯƠNG 6 OXI – LƯU HUỲNH

A. OXI

I. VỊ TRÍ CẤU TẠO

Nguyên tố oxi có số hiệu nguyên tử là 8, thuộc nhóm VIA, chu kì 2 của bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học.

Nguyên tử oxi có cấu hình electron là 1s²2s²2p⁴, lớp ngoài cùng có 6e.

Trong điều kiện bình thường, phân tử oxi có 2 nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết cộng hoá trị không cực

Công thức cấu tạo của phân tử oxi là O=O.      

II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ

Khí oxi không màu, không mùi, không vị, hơi nặng hơn không khí . Dưới áp suất khí quyển, oxi hoá lỏng ở nhiệt độ -183^oC. Khi oxi hoá ít trong nước (100ml nước ở 20^oC, 1 atm hoà tan được 3,1ml khí oxi. Độ tan của khí oxi ở 20^oC và 1 atm là 0,0043 g trong 100g H₂O).

III. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

Khi tham gia phản ứng, nguyên tử O dễ dàng nhận thêm 2e. Nguyên tử oxi có độ âm điện lớn (3,44), chỉ kém flo (3,98).

Do vậy, oxi là nguyên tố phi kim hoạt động hoá học, có tính oxi hoá mạnh. Trong các hợp chất (trừ hợp chất với flo), nguyên tố oxi có số oxi hoá là -2. Oxi tác dụng với hàu hết các kim loại (trừ Au, Pt ...) và các phi kim (trừ halogen). Oxi tác dụng với nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ.

Dưới đây là một số thí dụ:

1. Tác dụng với kim loại

Magie cháy trong khí oxi: 2Mg  + O₂ →   2MgO

2. Tác dụng với phi kim

Cacbon cháy trong khí oxi: C + O₂ →  CO₂

3. Tác dụng với hợp chất

CO cháy trong không khí: 2CO + O₂  →  2CO₂

Etanol cháy trong không khí: C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

IV. ỨNG DỤNG

Oxi có vai trò quyết định đối với sự sống của người và động vật. Mỗi người mỗi ngày cần từ 20 - 30m³ không khí để thở.

Hằng năm, các nước trên thế giới sản xuất hàng chục triệu tấn oxi để đáp ứng nhu cầu cho các ngành công nghiệp.

V. ĐIỀU CHẾ

1. Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm, khí oxi được điều chế bằng cách phân huỷ những hợp chất giàu oxi và ít bền đối với nhiệt như KMnO₄ (rắn), KClO₃ (rắn)... 

2KMnO₄ →(t^o)  K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑     

2KClO₃   →(t^o ; xt: MnO₂)  2KCl + 3O₂↑

2. Sản xuất oxi trong công nghiệp

a. Từ không khí: Không khí sau khi đã loại bỏ hết hơi nước, bụi, khí cácbon đioxit, được hoá lỏng. Chưng cất phân đoạn không khí lỏng, thu được oxi. Oxi được vận chuyển trong những bình thép có dung tích 100lít dưới áp suất 150 atm.     

b. Từ nước: Điện phân nước (nước có hoà tan một ít H₂SO₄ hoặc NaOH để tăng tính dẫn điện của nước), người ta thu được khí oxi ở cực dương và khí hiđro ở cực âm

2H₂O → 2H₂­ + O₂­      

B. OZON     

I. TÍNH CHẤT

Ozon là một dạng thù hình của oxi.

Ozon là chất khí màu xanh nhạt, có mùi đặc trưng.

Hóa lỏng ở -112^oC.

Tan nhiều trong nước hơn oxi.

O₃ có tính oxi hoá mạnh hơn O_2.

II. OZON TRONG TỰ NHIÊN

Ozon được tạo thành trong khí quyển khi có sự phóng điện( tia chớp, sét).

O₂ →(tia tử ngoại)  O₃

Trên mặt đất, ozon được sinh ra do sự oxi hóa một số chất hữu cơ.

III. ỨNG DỤNG

Trong công nghiệp,người ta dùng ozon để tẩy trắng tinh bột, dầu ăn và nhiều vật phẩm khác,…

Trong y học, Ozon được dùng để chữa sâu răng.

Trong đời sống, người ta dùng ozon để sát trùng nước sinh hoạt.