1. Điều kiện phản ứng
Nhiệt độ cao (t°)
2. Hiện tượng sau phản ứng
Carbon (than) cháy sáng trong không khí. Khi đưa vào lọ đựng khí oxygen, carbon cháy mạnh hơn với ngọn lửa sáng chói, tỏa nhiều nhiệt và không tạo khói. Sản phẩm sinh ra là một chất khí không màu, không mùi.
3. Quá trình phản ứng
Phản ứng giữa Carbon và Oxygen là một phản ứng oxi hóa - khử điển hình xảy ra ở nhiệt độ cao.
1. Cơ chế bẻ gãy và hình thành liên kết: Phân tử O₂ có liên kết đôi cộng hóa trị không cực bền vững (O=O). Ở nhiệt độ cao, động năng của các phân tử tăng lên, liên kết đôi này bị bẻ gãy tạo ra các nguyên tử oxi tự do có độ âm điện lớn. Carbon ở trạng thái rắn với cấu trúc mạng tinh thể cũng bị kích thích, các liên kết C-C bị phá vỡ để giải phóng các nguyên tử tự do.
2. Sự dịch chuyển electron và thay đổi số oxi hóa: Carbon (C) đóng vai trò là chất khử, nhường electron cho nguyên tử oxygen đóng vai trò là chất oxi hóa. Cụ thể:
- Quá trình oxi hóa: C⁰ → C⁺⁴ + 4e
- Quá trình khử: O₂⁰ + 4e → 2O⁻²
Sự dịch chuyển electron này dẫn đến sự hình thành 2 liên kết đôi cộng hóa trị phân cực giữa nguyên tử Carbon trung tâm và 2 nguyên tử Oxygen hai bên, tạo thành phân tử CO₂ có cấu trúc đường thẳng (O=C=O) rất bền vững.
4. Thông thư chi tiết các chất tham gia phản ứng (Reactants)
| Công thức / Tên gọi | Danh pháp quốc tế | Khối lượng mol | Trạng thái tự nhiên |
|---|---|---|---|
| C (Cacbon) | Carbon | 12 g/mol | Chất rắn màu đen (than vô định hình), không mùi, không tan trong nước. Trong tự nhiên tồn tại dưới các dạng thù hình như kim cương, than chì, fuleren. Là phi kim có tính khử mạnh ở nhiệt độ cao. |
| O₂ (Oxi) | Oxygen | 32 g/mol | Chất khí không màu, không mùi, ít tan trong nước. Chiếm khoảng 21% thể tích không khí trái đất. Là phi kim hoạt động hóa học mạnh, có tính oxi hóa mạnh, duy trì sự cháy và sự sống. |
5. Thông tin chi tiết các chất sản phẩm sau phản ứng (Products)
| Công thức / Tên gọi | Danh pháp quốc tế | Khối lượng mol | Trạng thái tự nhiên |
|---|---|---|---|
| CO₂ (Cacbon đioxit / Khí cacbonic) | Carbon dioxide | 44 g/mol | Chất khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí, không duy trì sự cháy. Tồn tại trong khí quyển (~0.04%). Nhận biết bằng cách dẫn khí vào dung dịch nước vôi trong Ca(OH)₂ dư, thấy xuất hiện kết tủa trắng Canxi cacbonat (CaCO₃). |
Bài tập vận dụng kiểm tra kiến thức liên quan
Khi cho một mẩu than (carbon) đang cháy đỏ vào lọ chứa đầy khí oxygen, hiện tượng nào sau đây được quan sát thấy?
Thu Thủy
Cử nhân Hóa học Đại học Khoa học Tự nhiên. Có 5 năm kinh nghiệm giảng dạy và số hóa tài liệu giáo dục môn Hóa học.