Giáo trình hóa vô cơ B part 3 doc

- 27 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ * Lấy Mg2+ từ nước biển cách dùng nhựa trao đổi ion, rữa nhựa trao đổi HCl MgCl2 * Dùng than cốc khử MgO chế từ Magiezit hay dùng ferosilic (hợp kim Fe-Si) khử hoá học MgO CaO chế từ dolomite chân không to cao MgO CaO + MgO + + C 2000oC = Mg 1500oC FeSi → + CO Mg + Silicat Ca Fe - Ca, Ba, Sr : điện phân muối clorua nóng chảy hay dùng Al, Mg khử muối chân không 1100 – 1200oC - Ra : điện phân dung dịch RaCl2 với điện cực Pt III HP CHẤT Oxyd : a Lý tính - Là chất bột hay cụa màu trắng, nấu chảy lò điện để nguội, chúng kết tinh dạng tinh thể BeO : lục phương MO khác : lập phương 2- Vì O có kích thước nhỏ nên lượng mạng phụ thuộc vào bán kính cation nên oxyd cation nhỏ bền oxyd cation lớn lượng mạng lưới giảm - Năng lượng mạng lưới lớn MO khó nóng chảy bền nhiệt, chúng bay mà không phân hủy BeO Emạng lưới (Kcal/ptg) o - o MgO CaO SrO BaO 938 841 792 756 T nc( C) 2552 2800 2570 2460 1925 Tos(oC) 4200 3100 3600 2500 2000 b Hóa tính Dạng tinh thể luôn hoạt động dạng bột - Với H2O : BeO thực tế không tan nước MgO dạng bột xốp tan chậm nước CaO, SrO, BaO tan dễ nước tạo hydroxyd, phản ứng tỏa nhiều nhiệt MO + H2O = M(OH)2 + H2 - Với oxyd acid acid : tác dụng dễ dàng tạo muối tương ứng BaO+ CO2 = BaCO3 riêng BeO khó tan acid dễ tan kiềm tạo berilat Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học - 28 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ - Với kim loại kiềm H, Si : MO bị khử đến kim loại c ng dụng - BeO : làm chất xúc tác, chén nung, lớp lót lò điện, dùng công nghệ thủy tinh - MgO : làm gạch chịu lửa, điều chế Mg xi măng Mg - CaO : làm vật liệu xây dựng, phân bón, chất chảy luyện kim - Sr, BaO : dùng công nghệ thủy tinh men d Điều chế Nguyên tắc chung dùng than khử muối carbonat đun nóng C + BaCO3 = BaO+ 2CO hay nhiệt phân muối carbonat, nitrat hay hydroxyd chúng o CaCO3 900 = 2Sr(NO3)2 CaO+ o BaCO3 350 = + BaO+ = CO2 2SrO 900o CO2 4NO2 + O2 Peroxyd : Gioáng kim loại kiềm, cation kim loại kiềm thổ có bán kính lớn có khả làm bền số anion lớn peroxyd, superoxyd - Khuynh hướng tạo thành peroxyd bền tăng từ Be đến Ba r tăng * Be không cho peroxyd * Mg tạo peroxyd dạng hydrat * Ca, Sr, Ba tạo peroxyd MO2 chất bột màu trắng khó tan nước Dung dịch chúng có phản ứng kiềm có tính chất H2O2 - Khi đun nóng, peroxyd phân hủy thành oxyd O2 nên dạng rắn hay dung dịch, MO2 có tính oxy hóa với chất oxy mạnh cúng thể tính khử - Điều chế : Cho H2O2 tác dụng với hydroxyd tương ứng Ca(OH)2 + H2O2 + 6H2O CaO2.8H2O = CaO2.8H2O o 100–130 = CaO2 + 8H2O Riêng SrO2 BaO2 điều chế cách cho oxyd tác dụng trực tiếp với oxy 2SrO + O2 = 2SrO2 Hydroxyd : a Lý tính - Các hydroxyd M(OH)2 khan dạng bột màu trắng Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học - 29 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ - Be(OH)2 Mg(OH)2 tan nước, Ca(OH)2 tương đối tan, hydroxyd lại tan nhiều nước Khi kết tinh từ dung dịch, chúng thường dạng hydrat tinh thể không màu (của Be Ca dạng M(OH)2.nH2O Sr Ba M(OH)2.8H2O) - Kém bền nhiệt, đun nóng chúng nước biến thành oxyd.Độ bền nhiệt tăng : Mg(OH)2 nước 150oC Ba(OH)2 1000oC b Hóa tính Trong dung dịch chúng baz tính baz tăng từ Be(OH)2 đến Ba(OH)2, riêng Be(OH)2 tan dung dịch đậm đặc hydroxyd hay carbonat kim loại kiềm Be(OH)2 + 2NaOH = Na2[Be(OH)4] c Điều chế - Be(OH)2, Mg(OH)2 cho kiềm tác dụng với dung dịch muối tương ứng BeCl2 + 2NaOH = Be(OH)2↓ + 2NaCl - Sr(OH)2, Ba(OH)2, Ca(OH)2 : cho oxyd tác dụng với nước Muối : Muối kim loại kiềm thổ dạng tinh thể, dung dịch phân ly hoàn toàn thành ion Các ion kim loại kiềm thổ không màu Trong muối kim loại kiềm thổ : - Các muối clorua, bromua, Iodua, acetat, sulfua, cyanua thiocyanat dễ tan - Muối florua khó tan (trừ BeF2 dễ tan) - Muối sulfat Be Mg tan nhiều sulfat khác tan, tan BaSO4 - Các muối cromat, oxalat, phosphat carbonat tan Độ tan muối phụ thuộc vào yếu tố : lượng mạng lưới tinh thể muối lượng hydrat hóa cation * Đối với muối anion có kích thước nhỏ (r- nhỏ) : yếu tố định đến độ tan lượng mạng lưới; độ tan tăng r+ tăng Ví dụ : Từ CaF2 đến BaF2 : độ tan tăng Emạng lưới Hồ Bích Ngọc ( KCal ) ptg CaF2 BaF2 624 566 Khoa Hóa Học - 30 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ * Đối với muối anion có kích thước lớn (r- lớn) yếu tố định đến độ tan lượng hydrat hóa (năng lượng mạng lưới xem không đổi r+ tăng không đáng kể so với r- nên r+ + r- ≈ const), độ tan tăng r+ nhỏ (năng lượng hydrat hóa lớn) Ví dụ : Từ CaSO4 đến BaSO4 : độ tan giảm Ehydrat hóa Hồ Bích Ngọc KCal ( ) ptg Ca2 377 Sr2+ Ba2+ 308 Khoa Hóa Học - 31 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ CHƯƠNG IV : CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIIA I NHẬN XÉT CHUNG B Al Ga In Tl [He]2s22p1 [Ne]3s23 [Ar]3d104s2 [Kr]4d10Ss2S [Xe]4f145d106s2 0,80 p1 4p1 p1 6p7 8,30 1,25 1,22 1,50 1,55 không xđ 5,98 6,00 5,79 6,10 Thế điện cực -1,66 -0,53 -0,34 +0,72 (V) 2,01 1,5 1,6 1,7 1,8 Cấu hình e Rntử cộng hóa trị (A0) EIon hóa I (eV) Độ âm điện - Bán kính nguyên tử, lượng ion hóa thay đổi bất thường nguyên tố Ga Tl nguyên tố nằm sau nguyên tố d nguyên tố f nên chịu ảnh hưởng trực tiếp co d co f Do vậy, tính kim loại nguyên tố Ga, In Tl lại giảm so với Al - B nguyên tố không kim loại phân nhóm có bán kính nguyên tử nhỏ hẳn; nguyên tố lại kim loại B lại thuộc chu kỳ có khả hình thành liên kết khác nguyên tố lại nên hóa học B có nhiều nét khác hóa học nguyên tố lại Nét giống nguyên tố số e- hóa trị giống nên thể số oxy hóa tương tự nhau, chúng có số orbital hóa trị lớn số e- hóa trị nên hình thành liên kết hóa học nhờ sử dụng e- độc thân orbital trống * Số oxy âm không đặc trưng nguyên tố phân nhóm có B có tính chất không kim loại nên tạo hợp chất với kim loại chúng có số oxy âm (các nguyên tố lại tạo hợp kim với kim loại khác) * Cấu hình e- hóa trị ns2np1 nên nguyên tắc chúng 3e M3+ Nhưng B kích thước nhỏ nên không cho ion B3+ mà cho hợp chất cộng hóa trị (năng lượng ion hóa B cao nên không bù đắp đủ lượng mạng tinh thể muối ion hay lượng hydrat hóa ion dung dịch) M – 3e- = M3+ (M : Al, Ga, In, Tl) Vì Eion hóa I