Kim loại kiềm thổ

Thảo luận trong 'Hóa vô cơ' bắt đầu bởi sweet_dream4818, 20 Tháng hai 2010.

  1. sweet_dream4818 Giấc mơ ngọt ngào

    KIM LOẠI KIỀM THỔ ( PHÂN NHÓM CHÍNH NHÓM IIA)

    A/Đặc điểm và tính chất các kim loại kiềm thổ:
    Các kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn các nguyên tố.Chúng gồm các nguyên tố Beri (Be),Magiê (Mg), Canxi (Ca), Stronti (Sr), Bari (Bari) và Rađi (Ra). Ra là nguyên tố phóng xạ nên thường được xét chung với các nguyên tố phóng xạ. Gọi là kiềm thổ vì oxit của Ca,Sr,Ba tan một phần nhỏ trong nước tạo thành dung dịch bazơ mạnh (kiềm) và có độ bền nhiệt cao ( thổ). Để đơn giản, thường người ta xếp luôn Be và Mg vào khi nhắc đến nhóm KL này.
    Một số đặc điểm của nguyên tử các kim loại kiềm thổ.

    STTZ [LATEX]I_1[/LATEX] [LATEX]I_2[/LATEX] Thế điện cực
    Be 4 9,32 18,21 -1,85V
    Mg 12 7,64 15,03 - 2,37V
    Ca 20 6,11 11,87 - 2,87V
    Sr 38 5,96 10,93 - 2,89V
    Ba 56 5,21 9,950 - 2,90V
    Ra 88 5,28 10,10 - 2,92V
    Do chỉ có 2 electron hoá trị [LATEX]ns^2[/LATEX] ở lớp ngoài cấu hình bền của khí hiếm, các kim loại kiềm thổ rất dễ mất 2 e đó biến thành ion [LATEX]M^{2+}[/LATEX], có nghĩa đó là những kim loại hoạt động và hoạt tính đó tăng lên từ Be đến Ba. Nhưng so với các kim loại kiềm ở cùng chu kì, kl kiềm thổ kém hoạt động hơn vì có điện tích lớn hơn và bán kính nguyên tử bé hơn.
    _ Ca nhuộm màu ngọn lửa đỏ gạch, Sr nhuộm màu đỏ son, Ba nhuộm màu xanh lục hơi vàng.
    Trong tuyệt đại đa số các hợp chất các kim loại kiềm thể hiện số oxi hoá +2 ứng với ion [LATEX]M^{2+}[/LATEX]. Tuy nhiên trong những điều kiện đặc biệt Ca,Sr,Ba có thể có số oxi hoá +1 như các hợp chất CaCl ( tạo nên khi nung [LATEX]CaCl_2[/LATEX] với Ca ở [LATEX]1000^0C[/LATEX]), [LATEX]Ba_2SO_4[/LATEX], [LATEX]Sr_2(ClO_4)_2[/LATEX]. Tất cả những hợp chất này đều bị phân huỷ hoàn toàn trong nước và chỉ chiết được trong dung môi không phân cực.
    VD:
    [LATEX]Ba_2SO_4 + 2H_2O \to BaSO_4(kt) + Ba(OH)_2(dd) + H_2[/LATEX]
    Các ion kl kiềm thổ không có màu. Khác với các kim loại kiềm, nhiều hợp chất của các kl kiềm thổ không tan trong nước.
    Be là nguyên tố khác nhiều nhất với các kim loại kiềm khác. Nó tạo nên nhiều hợp chất cộng hoá trị, các hợp chất với các kim loại khác trong đó nó có số oxi hoá âm (Berilirua). Nó giống nhiều với Zn và Al.Mg giống Zn và Mn.
    I/ Tính chất lí học:
    Các kim loại kiềm thổ có màu trắng (Be,Mg,Ca) và màu xám nhạt (Sr,Ba). Ca,Sr,Ba nhanh chóng bị oxi hoá trong không khí.
    Một số hằng số lý học quan trọng nhất của kim loại kiềm thổ:
    Nguyên tố Tnc Ts D
    Be 1280 2507 1,86
    Mg 650 1100 1,74
    Ca 850 1482 1,55
    Sr 770 1380 2,6
    Ba 710 1500 3,6
    Các kim loại kiềm thổ có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, độ cứng và tỉ khối không lớn lắm,chỉ cao hơn các kim loại kiềm ( trừ Be). Đó là do năng lượng liên kết kl trong mạng tinh thể kl kiềm không cao lắm, nhưng lớn hơn kl kiềm thổ vì có số e liên kết lớn gấp đôi.
    II/Tính chất hoá học:
    Nếu không kể các kim loại kiềm thì các kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh nhất trong các đơn chất. Hoạt tính đó tăng dần từ Be đến Ba.
    a) Tác dụng với [LATEX]H_2[/LATEX]:
    Khi đun nóng, Mg và đặc biệt là Ca,Sr,Ba tác dụng với [LATEX]H_2[/LATEX] để tạo hợp chất hyđrua trong đó H có số oxi hoá –1.Vd:
    [LATEX]Ca + H_2 \to^{150^0C} CaH_2[/LATEX]
    Đối với Mg, phản ứng cần thực hiện ở nhiệt độ cao hơn ([LATEX]570^0C[/LATEX]) dưới áp suất lớn của khí [LATEX]H_2 [/LATEX]và có [LATEX]MgI_2[/LATEX] xúc tác.
    b) Tác dụng với [LATEX]O_2[/LATEX]:
    Khi để trong không khí, Mg và Be chỉ bị oxi hoá trên bề mặt do tạo lớp oxit bền ngăn cản phản ứng tiếp diễn. Đối với Ca,Sr,Ba phản ứng xảy ra tới cùng tạo nên các oxit,peoxit và nitrua. Vì thế cần bảo quản các kl này như đối với các kl kiềm là ngâm trong dầu hoả.
    [LATEX]Mg + O_2 \to MgO[/LATEX]
    [LATEX]Ba + O_2 \to BaO_2[/LATEX]
    c) Tác dụng với Halogen và phi kim khác:
    Các kl kiềm dễ dàng tác dụng với Halogen sinh ra [LATEX]MX_2[/LATEX]:
    [LATEX]Ca + Cl_2 \to CaCl_2[/LATEX] ( hơ nóng)
    Với các pk khác, các kl kiềm cũng tác dụng khá dễ dàng :
    [LATEX]2Mg + Si \to^{700^0C} Mg_2Si [/LATEX]
    [LATEX]Ca + C \to^{2000^0C} CaC_2[/LATEX] (lò điện)
    [LATEX]3Ba + N_2 \to^{1000^0C} Ba_3N_2 [/LATEX]
    d) Tác dụng với hợp chất:
    _ Do có ái lực lớn với oxi, các kl kiềm có thể khử được các oxit bền như [LATEX]CO_2, TiO_2, Cr_2O_3, SiO_2[/LATEX]…. đến các số oxi hoá thấp hơn hoặc đến đơn chất.
    [LATEX]TiO_2 + 2Be \to ^{t^0} 2BeO + Ti [/LATEX]
    [LATEX]Mg + CO_2 \to^{500^0C} CO + MgO [/LATEX]
    [LATEX]Mg + CO \to{900^0C} C + MgO [/LATEX]
    Do 2 pứ trên nên kô thể chữa cháy kl kiềm bằng[LATEX] CO_2[/LATEX].
    _ Các kim loại kiềm thổ tác dụng với nước ở những điều kiện khác nhau cho những sản phẩm khác nhau. Ca, Sr, Ba tan trong nước giải phóng H2 do các hydroxit tương ứng tan được trong nước.
    [LATEX]Be + H_2O(h) \to^{t^0} BeO + H_2[/LATEX]
    [LATEX]Mg + 2H_2O \to^{t^0} Mg(OH)_2(kt) + H_2[/LATEX]
    [LATEX]Ba + 2H_2O \to Ba(OH)_2 + H_2[/LATEX]
    _ Tác dụng với axit thường và axit oxi hoá: phản ứng thường xảy ra mãnh liệt, có thể gây nổ nguy hiểm. Vd:
    [LATEX]Mg + HNO_3(lg) \to Mg(NO_3)_2 + (NO+N_2O+N_2+NH_4NO_3) + H_2O[/LATEX]
    [LATEX]Ba + H_2SO_4 \to BaSO_4(kt) + H_2[/LATEX]
    _ Các kim loại kiềm thổ có thể tan trong amoniăc lỏng tạo thành dung dịch xanh thẫm. Khi kết tinh các dung dịch này, các kim loại được kết tinh dạng solvat hoá M.(NH3)6. Khi nung các kết tủa này ta thu được các tinh thể amiđua:
    [LATEX]Ca(NH_3)_6 \to Ca(NH_2)_2 + 4NH_3 + H_2[/LATEX]
    -Ở áp suất thấp, sản phẩm thu được là imiđua:
    [LATEX]Ca(NH_2)_2 \to CaNH + NH_3[/LATEX]
    _ Do có bán kính ion lớn, các kim loại kiềm thổ ít tạo phức chất với các phối tử thông thường như [LATEX]NH_3,CN^-,X^-[/LATEX]……..Kim loại dễ tạo phức chất nhất là Be do bán kính ion nhỏ vả lại cấu hình ion của nó cho phép nó có thể kết hợp với các cấu tử như [LATEX]H_2O[/LATEX]…. bằng liên kết cho nhận tương tự Li nhằm đạt đến cấu hình bền của khí hiếm Ne.
    III/ Trạng thái tự nhiên và phương pháp điều chế:
    1) Trạng thái tự nhiên:
    Các kim loại kiềm thổ chỉ tồn tại ở dạng hợp chất do hoạt tính hoá học cao của chúng. Be tương đối phổ biến, Mg và Ca rất phổ biến còn Sr và Ba khá hiếm.
    Dạng khoáng vật chính của Mg là [LATEX]MgCl_2,MgCO_3[/LATEX]; của Ca là [LATEX]CaSO_4,Ca_5(PO_4)_3OH[/LATEX] và chủ yếu là [LATEX]CaCO_3[/LATEX]; của Sr và Ba là [LATEX]MSO_4,MCO_3[/LATEX]. Các khoáng vật đều có tên gọi riêng.
    2) Phương pháp điều chế:Phương pháp chung để điều chế các kim loại kiềm thổ là điện phân muối [LATEX]MCl_2[/LATEX] nóng chảy với cực âm là sắt và cực dương là than chì.
    [LATEX]MCl_2 \to^{dpnc} M + Cl_2[/LATEX]
    Ngoài ra người ta còn điều chế Mg bằng cách :
    [LATEX]MgO + C \to^{2000^0C} Mg + CO[/LATEX]
    [LATEX]CaO + 2MgO + Si \to 2Mg + CaO.SiO_2[/LATEX]
    Với Ca,Sr,Ba người ta dùng Al khử oxit MO ở [LATEX]1100-1200^0C[/LATEX]:
    [LATEX]2Al + 4CaO \to Ca(AlO_2)_2 + 3Ca[/LATEX]
    [LATEX]Ca(AlO_2)_2[/LATEX] đọc là muối Canxi Aluminat.
    hell_POS thích bài này.
  2. sweet_dream4818 Giấc mơ ngọt ngào

    Ðề: Kim loại kiềm thổ

    MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA KIM LOẠI KIỀM THỔ
    I. MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA CANXI

    1. Canxi hiđroxit, [LATEX]Ca(OH)_2[/LATEX]

    a. Tính chất:

    - Canxi hiđroxit là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước ( độ tan ở [LATEX]25^oC[/LATEX] là [LATEX]0,12g/100g H_2O[/LATEX] )

    - Dung dịch canxi hiđroxit là một bazơ mạnh.

    + Tác dụng với thuốc thử màu: Làm quỳ tím hoá xanh, làm phenolphthalein không màu hoá hồng.

    + Tác dụng với dung dịch axit, oxit axit: Phản ứng tạo muối.

    [LATEX]Ca(OH)_2 + 2HCl \to CaCl_2 + 2H_2O
    [/LATEX]
    [LATEX]Ca(OH)_2 + CO2 \to CaCO_3 + H_2O
    [/LATEX]
    [LATEX]Ca(OH)_2 + 2CO_2 \to Ca(HCO_3)_2
    [/LATEX]
    + Tác dụng với dung dịch muối : Phản ứng thường tạo ra bazơ mới.

    [LATEX]Ca(OH)_2 + CuSO_4 \to CaSO_4 + Cu(OH)_2
    [/LATEX]
    + Tác dụng với halogen:

    [LATEX]2Ca(OH)_2 + 2Cl_2 \to CaCl_2 + Ca(ClO)_2 + 2H_2O
    [/LATEX]
    b. Ứng dụng:

    Chế tạo vữa xây nhà. Khử chua đất trồng trọt. Chế tạo clorua vôi dung để tẩy trắng và khử trùng.

    2. Canxi cacbonat, [LATEX]CaCO_3[/LATEX]

    a. Tính chất:

    - Canxi cacbonat là chất rắn màu trắng, không tan trong nước.

    - Canxi cacbonat là muối axit yếu và không bền:

    + Nhiệt phân: [LATEX]CaCO_3 \to^{900^0C} CaO + CO_2[/LATEX]

    + Tác dụng với dung dịch axit:

    [LATEX]CaCO_3 + 2HCl \to CaCl_2 + 2H_2O + CO_2
    [/LATEX]
    + Tác dụng với [LATEX]CO_2[/LATEX] và [LATEX]H_2O[/LATEX]:

    [LATEX]CaCO_3 + H_2O + CO_2 \rightleftharpoons^{(1)}_{(2)} Ca(HCO_3)_2
    [/LATEX]
    Chiều (1): giải thích sự xâm thực của nước mưa đối với đá vôi.

    Chiều (2): giải thích sự tạo thành thạch nhũ trong các hang động, sự tạo thành cặn đá vôi trong ấm đun nước.

    b. Ứng dụng:

    [LATEX]CaCO_3[/LATEX] dùng làm vật liệu xây dựng, là nguyên liệu để sản xuất xi măng, đất đèn, chất độn cho vật liệu cao su...

    3. Canxi sunfat, [LATEX]CaSO_4[/LATEX]

    a. Tính chất:

    - Canxi sunfat là chất rắn, màu trắng, ít tan trong nước.

    - Tuỳ theo lượng nước kết tinh trong muối canxi sunfat, ta có 3 loại:

    + Thạch cao sống: [LATEX]CaSO_4.2H_2O[/LATEX]

    + Thạch cao nung: [LATEX]CaSO4.0,5H_2O[/LATEX] hoặc [LATEX]CaSO_4.H_2O[/LATEX]

    + Thạch cao khan: [LATEX]CaSO_4[/LATEX]

    b. Ứng dụng:

    Thạch cao nung có thể kết hợp với nước tạo thành thạch cao sống và khi đông cứng thì giãn nở thể tích, do vậy thạch cao rất ăn khuôn được dung để đúc tượng...

    Thạch cao sống dung để sản xuất xi măng.

    II. NƯỚC CỨNG

    1. Nước cứng

    a. Khái niệm: Nước cứng là nước có chứa nhiều Cation [LATEX]Ca^{2+}[/LATEX], [LATEX]Mg^{2+}[/LATEX]. Nước chứa ít hoặc không chứa các ion trên được gọi là nước mềm.

    b. Phân loại: Căn cứ vào thành phần của anion gốc axit có trong nước cứng, người ta phân thành 3 loại:

    - Nước có tính cứng tạm thời : là nước cứng do các muối [LATEX]Ca(HCO_3)_2, Mg(HCO_3)_2[/LATEX] gây ra.

    - Nước có tính cứng vĩnh cửu: là nước cứng do các muối [LATEX]CaCl_2, MgCl_2, CaSO_4, MgSO_4[/LATEX] gây ra

    - Nước có tính cứng toàn phần : là nước có cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu

    Chú ý: Nước tự nhiên thường có cả tính cứng tạm thời và tính cứng vĩnh cửu.

    2. Tác hại của nước cứng:

    - Nước cứng gây nhiều trở ngại cho đời sống hằng ngày. Giặt bằng xà phòng trong nước cứng sẽ tạo ra các muối không tan, các chất này bám trên bề mặt vải sợi làm quần áo mau mục nát.

    - Nước cứng gây tác hại cho các nghành sản xuất, như tạo ra các cặn trong nồi hơi, gây lãng phí nhiên liệu và không an toàn...

    3. Các biện pháp làm mềm nước cứng

    a. Nguyên tắc: Làm giảm nồng độ các ion [LATEX]Ca^{2+}, Mg^{2+} [/LATEX]trong nước cứng

    b. Phương pháp:

    - Phương pháp kết tủa:

    + Đối với nước có tính cứng tạm thời: Đun sôi nước có tính cứng tạm thời, lọc bỏ kết tủa, được nước mềm
    BlueSky thích bài này.
  3. tranduy7993 Member

    www. SUACHUAMAYTINH79 .com Là trung tâm sửa chữa máy tính thuộc Công ty Phùng Gia. Cung cấp các dịch vụ liên quan đến máy tính như: Sửa chữa laptop, Sửa chữa laptop lấy ngay, Sửa chữa máy in, Sửa chữa máy Fax, Sửa chữa máy photocoppy, Sửa chữa máy đếm tiền...cung cấp các linh kiện laptop, linh kiện máy tính, linh kiện máy in, linh kiện máy photocoppy, linh kiện máy fax và các phụ kiện cho máy tính giá rẻ. Với hơn 5 năm trong nghề và phát triển Phùng Gia đã và đang khẳng định mình trên thị trường cung cấp linh, phụ kiện máy tính và các thiết bị tin học cùng với dịch vụ sửa chữa máy tính chuyên nghiệp hàng đầu Việt Nam.

Chia sẻ trang này