Bài 42 Ozon và Hidro Peoxit

I - OZON

Oxi  (O₂)  và  ozon  (O₃)  là hai dạng hình thù của nguyên tố oxi.

1. Cấu tạo phân tử của ozon

Phân tử ozon có ba nguyên tử oxi liên kết với nhau. Nguyên tử oxi trung tâm tạo nên một liên kết cho - nhận với một trong hai nguyên tử oxi và hai liên kết cộng hóa trị với nguyên tử oxi còn lại:

2. Tính chất của ozon

a) Tính chất vật lí

Ozon là chất khí, mùi đặc trưng, màu xanh nhạt. Ở nhiệt độ  −112^oC, khí ozon hóa lỏng có màu xanh đậm. Ozon tan trong nước nhiều hơn oxi gần  16   lần  (100ml  nước ở  0^oC  hòa tan được  49ml  khí ozon).

b) Tính chất hóa học

Trên tầng cao của khí quyển,  O₃  được tạo thành từ  O₂  do ảnh hưởng của tia cực tím (UV)  hoặc sự phóng điện trong cơn dông:

3O₂→(UV) 2O₃

O₃  là một trong những chất có tính oxi hóa rất mạnh và mạnh hơn  O2.

Thí dụ:

- O₃  oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ  Au  và  Pt). Ở điều kiện bình thường,  O₂  không oxi hóa được  Ag, nhưng  O₃  oxi hóa  Ag  thành  Ag₂O:

                      2Ag+O₃→Ag₂O+O₂

- O₃  không oxi hóa được ion  I⁻  trong dung dịch, nhưng  O₃  oxi hóa ion  I⁻  thành  I₂:

   2KI+O₃+H₂O → I₂+2KOH+O₂

3. Ứng dụng của ozon

Không khí chứa một lượng rất nhỏ ozon (dưới  10−6%  theo thể tích)  có tác dụng làm cho không khí trong lành. Với lượng ozon lớn hơn sẽ gây độc hại với con người.

Trong thương mại, người ta dùng ozon để tẩy trắng các loại tinh bột, dầu ăn và nhiều chất khác.

Trong đời sống, người ta dùng ozon để khử trùng nước ăn, khử mùi, bảo quản hoa quả. Trong y khoa, ozon được dùng chữa sâu răng.

II - HIĐRO PEOXIT

1. Cấu tạo phân tử của hiđro peoxit

Hiđro peoxit (nước oxi già) có công thức phân tử là  H₂O₂. Công thức cấu tạo của phân tử là:

Liên kết giữa các nguyên tử  H  và nguyên tử  O  là liên kết cộng hóa trị có cực (cặp electron chung lệch về phía nguyên tử  O).

2. Tính chất của hiđro peoxit

a) Tính chất vật lí

Hiđro peoxit là chất lỏng không màu, nặng hơn nước  (D=1,45g/cm³), hóa rắn ở  −0,48^oC, tan trong nước theo bất kì tỉ lệ nào.

b) Tính chất hóa học

- Hiđro peoxit là hợp chất ít bền, dễ bị phân hủy thành  H₂O  và  O₂, phản ứng tỏa nhiều nhiệt. Sự phân hủy  H₂O₂  sẽ xảy ra nhanh nếu có mặt chất xúc tác

Phản ứng này được dùng để điều chế oxi trong phòng thí nghiệm.

- Số oxi hóa của nguyên tố oxi trong  H₂O₂  là  −1, là số oxi hóa trung gian giữa các số oxi hóa  −2  và  0  của nguyên tố oxi. Vì vậy,  H₂O₂  vừa có tính oxi hóa, vừa có tính khử:

H₂O₂  có tính oxi hóa khi tác dụng với chất khử. 

H₂O₂  có tính khử khi tác dụng với chất oxi hóa.

3.Ứng dụng của hiđro peoxit

Hàng năm, các nước trên thế giới sản xuất được  720 000 tấn H₂O₂  (quy ra nguyên chất).

Những ứng dụng của hiđro peoxit liên quan đến tính oxi hóa của nó:

- 28%  dùng làm chất tẩy trắng bột giấy.

- 20%  dùng chế tạo nguyên liệu tẩy trắng trong bột giặt.

- 19%  dùng tẩy trắng tơ sơi, lông, len, vải.

- 17%  dùng làm chất bảo vệ môi trường, khai thác mỏ.

- 16%  dùng trong các ngành công nghiệp hóa chất, khử trùng hạt giống trong nông nghiệp, chất bảo quản nước giải khát, trong y khoa dùng làm chất sát trùng (dung dịch  H₂O₂3%),...