Chuyên đề PHẢN ỨNG NHIỆT PHÂN A – LÍ THUYẾT I/ Khái niệm - Bản chất phản ứng: - Khái niệm: Phản ứng nhiệt phân phản ứng phân huỷ hợp chất hoá học tác dụng nhiệt độ - Bản chất: Phân cắt liên kết bền phân tử hợp chất vô hay hữu nhiệt độ * Lưu ý: (1) Phản ứng nhiệt phân thuộc phản ứng oxi hố - khử không: VD: 2KClO3 � 2KCl + 3O2 : Thuộc phản ứng oxi hoá - khử CaCO3 � CaO + CO2 : Khơng thuộc phản ứng oxi hố - khử (2) Phản ứng điện phân nóng chẩy khơng thuộc phản ứng nhiệt phân phân huỷ tác dụng dòng điện chiều II/ Các trường hợp nhiệt phân: 1/ Nhiệt phân hiđroxit: * NX: Các bazơ không tan bị phân huỷ t0 cao: PƯ: 2M(OH)n � M2On + nH2O (Với M khác Li; Na; K; Ca; Ba) * Lưu ý: + Phản ứng nhiệt phân Fe(OH)2 có mặt khơng khí: 4Fe(OH)2 + O2 � 2Fe2O3 + 4H2O + Với AgOH Hg(OH)2 : Không tồn nhiệt độ thường 2AgOH � Ag2O + H2O Hg(OH)2 � HgO + H2O Ở nhiệt độ cao Ag2O HgO tiếp tục bị phân huỷ: 2Ag2O � 4Ag + O2 2HgO � 2Hg + O2 2/ Nhiệt phân muối: a/ Nhiệt phân muối amoni (NH4+): * NX: - Tất muối amoni bền nhiệt bị phân huỷ nung nóng - Nguyên nhân: Do cấu trúc ion NH4+ không bền - Sản phẩm phản ứng nhiệt phân phụ thuộc vào chất anion gốc axit muối (có hay khơng có tính oxi hố) * TH1: Nếu anion gốc axit muối khơng có tính oxi hố (VD: X-; PO43-; CO32- ) PƯ: (NH4)nA � nNH3 + HnA : Khơng thuộc phản ứng oxi hố khử VD: NH4Cl (rắn) � NH3 (k) + HCl (k) * TH2: Nếu anion gốc axit muối có tính oxi hố (VD: NO3-; NO2- ; Cr2O42- ) sản phẩm phản ứng NH3 axit tương ứng: VD: NH4NO3 � N2O + 2H2O (Nếu nung > 5000C cho N2 H2O) NH4NO2 � N2 + 2H2O (NH4)2Cr2O4 Cr2O3 + N2 + 4H2O b/ Nhiệt phân muỗi nitrat (NO3-): * NX: - Tất muối nitrat dễ bị nhiệt phân - Nguyên nhân: Do cấu trúc ion NO3- bền với nhiệt - Sản phẩm trình nhiệt phân phụ thuộc vào khả hoạt động kim loại có muối Có trường hợp: TH K Ba Ca Ag Pt Au TH2 Na ;Mg Al Zn Fe Co Ni TH Sn Pb H2 Cu; Hg Muối nitrit + O2 ;Oxit + NO2 + O2; Kim loại + NO2 + O2 VD: 2NaNO3 � 2NaNO2 + O2 2Cu(NO3)2 � 2CuO + 4NO2 + O2 2AgNO3 � 2Ag + 2NO2 + O2 * Lưu ý: + Ba(NO3)2 thuộc TH2 + Tất phản ứng nhiệt phân muỗi nitrat thuộc phản ứng oxi hoá - khử + Khi nhiệt phân NH4NO3 NH4NO3 � N2O + 2H2O + Khi nhiệt phân muối Fe(NO3)2 mơi trường khơng có khơng khí: Có phản ứng: 2Fe(NO3)2 � 2FeO + 4NO2 + O2 (1) 4FeO + O2 � 2Fe2O3 (2) Nếu phản ứng hồn tồn chất rắn bình sau phản ứng Fe2O3 c/ Nhiệt phân muối hiđrocacbonat muối cacbonat: * Nhiệt phân muối hiđrocacbonat (HCO3-) : * NX: Tất muối hiđrocacbonat bền nhiệt bị phân huỷ đun nóng PƯ: 2M(HCO3)n � M2(CO3)n + nCO2 + nH2O VD: 2NaHCO3 � Na2CO3 + CO2 + H2O * Nhiệt phân muối cacbonat (CO32-) : * NX: Các muối cacbonat không tan (trừ muối amoni) bị phân huỷ nhiệt PƯ: M2(CO3)n � M2On + CO2 VD: CaCO3 � CaO + CO2 * Lưu ý: - Các phản ứng nhiệt phân muối cacbonat hiđrocacbonat khơng thuộc phản ứng oxi hố - khử - Phản ứng nhiệt phân muối FeCO3 khơng khí có pư: FeCO3 � FeO + CO2 4FeO + O2 � 2Fe2O3 d/ Nhiệt phân muối chứa oxi clo: * NX: Tất muối chứa oxi clo bền với nhiệt, dễ bị phân huỷ nung nóng phản ứng phân huỷ thuộc phản ứng oxi hoá - khử VD1: 2NaClO � 2NaCl + O2 (thuộc phản ứng oxi hoá nội phân tử) VD2: Phản ứng nhiệt phân muối KClO3 xảy theo hướng 4KClO3 � KCl + 3KClO4 (1) 2KClO3 � 2KCl + 3O2 (2) VD3: (Phản ứng tự oxi hoá - khử) (phản ứng oxi hoá nội phân tử) 2CaOCl2 � 2CaCl2 + O2 e/ Nhiệt phân muối sunfat (SO42-): * NX: - Nhìn chung muối sunfat khó bị phân huỷ nhiệt so với muối khác - Nguyên nhân: Do liên kết ion SO42- bền: - Phản ứng: + Các muối sunfat kim loại từ: Li đến Ba (Li; K; Ba; Ca; Na) khó bị nhiệt phân Ở nhiệt độ cao chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng) + Các muối sunfat kim loại khác bị nhiệt phân nhiệt độ cao (>10000C) PƯ: 2M2(SO4)n � 2M2On + 2nSO2 + nO2 (thuộc phản ứng oxi hoá nội phân tử) VD: 2MgSO4 � 2MgO + 2SO2 + O2 f/ Nhiệt phân muối sunfit (SO32-): * NX: Các muối sunfit bền nhiệt, dễ bị phân huỷ nung nóng: PƯ: 4M2(SO3)n � 3M2(SO4)n + M2Sn (thuộc phản ứng tự oxi hoá - khử) g/ Nhiệt phân muối photphat (PO43-):  NX: Hầu muối photphat bền với nhiệt không bị nhiệt phân t0cao  ... ứng oxi hoá khử VD: NH4Cl (rắn) � NH3 (k) + HCl (k) * TH2: Nếu anion gốc axit muối có tính oxi hố (VD: NO3-; NO2- ; Cr2O42- ) sản phẩm phản ứng khơng phải NH3 axit tương ứng: VD: NH4NO3 � N2O... CO2 4FeO + O2 � 2Fe2O3 d/ Nhiệt phân muối chứa oxi clo: * NX: Tất muối chứa oxi clo bền với nhiệt, d bị phân huỷ nung nóng phản ứng phân huỷ thuộc phản ứng oxi hoá - khử VD1: 2NaClO � 2NaCl +... 2NaCl + O2 (thuộc phản ứng oxi hoá nội phân tử) VD2: Phản ứng nhiệt phân muối KClO3 xảy theo hướng 4KClO3 � KCl + 3KClO4 (1) 2KClO3 � 2KCl + 3O2 (2) VD3: (Phản ứng tự oxi hoá - khử) (phản ứng oxi