LÝ THUYẾT / HÓA HỌC / HÓA HỌC VÔ CƠ / CHỦ ĐỀ 2. NHÓM OXI LƯU HUỲNH

OXI

I. VỊ TRÍ VÀ 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 LÍ

- Khí oxi không màu, không mùi, không vị, hơi nặng hơn không khí .

- Dưới áp suất khí quyển, oxi hoá lỏng ở nhiệt độ -183⁰C.

- Khí oxi ít tan trong nước (100ml nước ở 20⁰C, 1 atm hoà tan được 3,1ml khí oxi. Độ tan của khí oxi ở 20⁰C và 1 atm là 0,0043 g trong 100g H₂O).

III. TÍNH CHẤT HÓA 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.(SO_2….)

+ Oxi tác dụng với hầu 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.

1. TÁC DỤNG VỚI KIM LOẠI

- Tác dụng với hầu hết kim loại (trừ au và Pt) , cần có t⁰tạo oxit

4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

- Riêng với Fe

3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄

2. TÁC DỤNG VỚI PHI KIM

- Tác dụng với hầu hết phi kim (trừ halogen), cần có t⁰tạo oxit

C + O_2→ CO₂

N₂ + O₂ → 2NO

- ĐB: Tác dụng với H₂ nổ mạnh theo tỉ lệ 2:1 về số mol:

2H₂ + O₂ →2H₂ O

3. TÁC DỤNG VỚI CÁC CHẤT CÓ TÍNH KHỬ

2SO₂ + O₂ →2SO₃

2H₂ S + 3O₂ →2H₂ O + 2SO₂

4. TÁC DỤNG VỚI CÁC CHẤT HỮU CƠ

C₂ H₅ OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂ O

IV. ĐIỀU CHẾ

1. 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 → K₂ MnO₄ + MnO₂ + O₂

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

2. TRONG CÔNG NGHIỆP

TỪ KHÔNG KHÍ

Không khí sau khi đã loại bỏ hết hơi nước, bụi, khí cacbon 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.

TỪ NƯỚC

Điện phân nước (nước có hoà tan một ít H₂ SO₄ hoặc NaOH để tăng tính dẫn điện của nước).

↓

Thu được khí oxi ở cực dương và khí hiđro ở cực âm.