CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM IIA (KIM LOẠI KIỀM THỔ Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) A. Nhận xét chung Các nguyên tố nhóm IIA được gọi là kim loại kiềm thổ vì một mặt các oxit CaO, SrO, BaO tan trong nước cho dung dịch kiềm và các oxit này có độ tan bé và độ bền nhiệt cao, nghĩa là có những tính chất của chất mà ngày xưa các nhà giả kim thuật gọi là “thổ” (nghĩa là đất). Be được nhà hoá học người pháp Vauquelin tìm ra năm 1798 trong đó quý berin, 30 năm sau F. Whöhler (người Đức) và A. Bussy (người Pháp) đã độc lập nhau điều chế được bột Be tinh khiết, Mg được nhà hoá học Dany điều chế được lần đầu tiên năm 1808, Ca cũng được Dany điều chế bằng phương pháp điện phân năm 1808. Năm 1790 bổ sung thêm Bảng 1: Một số đặc điểm của nguyên tử các kim loại kiềm thổ Nguyên tố Số thứ tự nguyên tử Cấu hình electron Năng lượng ion hoá I (eV) Bán kính nguyên tử Thế điện cực E0 (V) I1 I 2 I3 Be 4 He 2s2 9,32 18,21 153,82 1,13 1,85 Mg 12 Ne 3s2 7,64 15,03 80,21 1,6 2,37 Ca 20 Ar 4s2 6,11 11,87 51,21 1,97 2,87 Sr 38 Kr 5s2 5,96 10,93 2,15 2,98 Ba 56 Xe 6s2 5,21 9,95 2,21 2,90 Ra 88 Rn 7s2 5,28 10,10 2,35 2,92 Cấu hình electron hoá trị: ns2 nên các kim loại kiềm thổ dễ mất 2 electron này để tạo thành ion M2+ nên có tính khử mạnh và tính khử tăng dần từ Be đến Ra. So với kim loại kiềm cùng dãy, kim loại kiềm thổ kém hoạt động hơn vì có điện tích hạt nhân lớn và bán kính nguyên tử bé hơn. Các nguyên tố nhóm IIA dễ tạo thành ion M2+ hơn dù I2 >>I1 bởi vì phản ứng xảy ra trong dung dịch nên với nhiệt hiđrat hoá rất âm của ion M2+ (điện tích lớn, bán kính bé) đủ bù năng lượng I 2 cao của kim loại kiềm thổ. Kim loại nhóm IIA có thế điện cực tương đương các kim loại nhóm IA dù năng lượng ion hoá tương đối lớn, gấp 4 I của kim loại kiềm(cùng chu kỳ). Trong các hợp chất, các kim loại kiềm thổ thường số oxi hoá +2. Be chủ yếu tạo liên kết cộng hoá trị với nguyên tố khác còn các nguyên tố còn lại chỉ tạo nên hợp chất ion. Hơi của kim loại kiềm thổ chỉ bao gồm phân tử 1 nguyên tử. Các ion kim loại kiềm thổ đều không màu, nhiều hợp chất của kim loại kiềm thổ ít tan trong nước. B. Đơn chất 1. Tính chất vật lý Các kim loại kiềm thổ đều có màu trắng bạc hoặc xám nhạt, trừ Be và Mg vẫn giữ được ánh kim trong không khí, các kim loại còn lại đều bị mô nhanh chóng do bị phủ một màng mỏng màu vàng nhạt gồm oxit MO, một phần perxit MO2 và nitrua M3N2. Bảng 2: Hằng số vật lý quan trọng của kim loại kiềm thổ Nguyên tố Nhiệt độ nóng chảy ( 0C) Nhiệt độ sôi ( 0C) Độ cứng Tỉ khối Độ dẫn điện (Hg = 1) Độ dẫn điện riêng (1Ω.cm) Be 1280 2507 4 1,86 5 28.104 Mg 650 1100 2,5 1,74 21 25.104 Ca 850 1482 2,0 1,55 20,8 23,5.104 Sr 770 1380 2,6 4 3,3.104 Ba 710 1500 3,6 1,5 1,7.104 Nhìn chung kim loại kiềm thổ có sự trội hơn về những tính chất vật lý so với kim loại kiềm do liên kết kim loại trong kim loại kiềm thổ mạnh hơn trong kim loại kiềm. Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy cao hơn kim loại kiềm và biến đổi không đều như các kim loại kiềm do các kim loại kiềm thổ có cấu trúc mạng
CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM IIA (KIM LOẠI KIỀM THỔ - Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) A Nhận xét chung - Các nguyên tố nhóm IIA gọi kim loại kiềm thổ mặt oxit CaO, SrO, BaO tan nước cho dung dịch kiềm oxit có độ tan bé độ bền nhiệt cao, nghĩa có tính chất chất mà nhà giả kim thuật gọi “thổ” (nghĩa đất) - Be nhà hoá học người pháp Vauquelin tìm năm 1798 quý berin, 30 năm sau F Whöhler (người Đức) A Bussy (người Pháp) độc lập điều chế bột Be tinh khiết, Mg nhà hoá học Dany điều chế lần năm 1808, Ca Dany điều chế phương pháp điện phân năm 1808 Năm 1790 bổ sung thêm Bảng 1: Một số đặc điểm nguyên tử kim loại kiềm thổ Nguyên Số thứ tự Cấu hình Năng lượng ion hoá I (eV) tố nguyên tử electron I1 I2 I3 Be [He] 2s 9,32 18,21 153,82 Mg 12 [Ne] 3s2 7,64 15,03 80,21 Ca 20 [Ar] 4s 6,11 11,87 51,21 Sr 38 [Kr] 5s2 5,96 10,93 Ba 56 [Xe] 6s 5,21 9,95 Ra 88 [Rn] 7s 5,28 10,10 - Bán kính nguyên tử 1,13 1,6 1,97 2,15 2,21 2,35 Thế điện cực E0 -1,85 -2,37 -2,87 -2,98 -2,90 -2,92 - Cấu hình electron hoá trị: ns2 nên kim loại kiềm thổ dễ electron để tạo thành ion M2+ nên có tính khử mạnh tính khử tăng dần từ Be đến Ra So với kim loại kiềm dãy, kim loại kiềm thổ hoạt động có điện tích hạt nhân lớn bán kính nguyên tử bé - Các nguyên tố nhóm IIA dễ tạo thành ion M 2+ dù I2 >>I1 phản ứng xảy dung dịch nên với nhiệt hiđrat hoá âm ion M2+ (điện tích lớn, bán kính bé) đủ bù lượng I2 cao kim loại kiềm thổ Kim loại nhóm IIA điện cực tương đương kim loại nhóm IA dù lượng ion hoá tương đối lớn, gấp I kim loại kiềm(cùng chu kỳ) - Trong hợp chất, kim loại kiềm thổ thường số oxi hoá +2 Be chủ yếu tạo liên kết cộng hoá trị với nguyên tố khác nguyên tố lại tạo nên hợp chất ion - Hơi kim loại kiềm thổ bao gồm phân tử nguyên tử - Các ion kim loại kiềm thổ không màu, nhiều hợp chất kim loại kiềm thổ tan nước B Đơn chất Tính chất vật lý - Các kim loại kiềm thổ có màu trắng bạc xám nhạt, trừ Be Mg giữ ánh kim không khí, kim loại lại bị mô nhanh chóng bị phủ màng mỏng màu vàng nhạt gồm oxit MO, phần perxit MO2 nitrua M3N2 Bảng 2: Hằng số vật lý quan trọng kim loại kiềm thổ Nguyên tố Nhiệt độ Nhiệt độ Độ cứng Tỉ khối nóng chảy ( sôi ( C) C) Be 1280 2507 1,86 Mg 650 1100 2,5 1,74 Ca 850 1482 2,0 1,55 Sr 770 1380 2,6 Ba 710 1500 3,6 Độ dẫn điện (Hg = 1) 21 20,8 1,5 Độ dẫn điện riêng (1/Ω.cm) 28.104 25.104 23,5.104 3,3.104 1,7.104 - Nhìn chung kim loại kiềm thổ có trội tính chất vật lý so với kim loại kiềm liên kết kim loại kim loại kiềm thổ mạnh kim loại kiềm - Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy cao kim loại kiềm biến đổi không kim loại kiềm kim loại kiềm thổ có cấu trúc mạng tinh thể khác liên kết kim loại kim loại kiềm thổ mạnh - Các kim loại kiềm thổ có độ dẫn điện cao gần tương đương với kim loại kiềm Điều trái ngược với việc nguyên tử kim loại kiềm thổ có electron s nên vùng s lấp đầy chúng chất cách điện hay bán dẫn điện Điều giải thích vùng lượng s p có mức lượng gần che phủ tạo thành vùng chưa đủ electron làm cho kim loại dẫn điện tốt - Các kim loại kiềm thổ có độ cứng khác nhau, cứng Be Be dòn đun nóng dẽo hơn, Mg dẻo dát mỏng kéo sợi - Ở trạng thái hơi, kim loại kiềm thổ đơn nguyên tử, khả tạo phân tử hai nguyên tử trạng thái khí kim loại kiềm hay kim loại Zn, Cd, Hg (IIB) Giải thích: kim loại kiềm thổ phải thường xuyên trạng thái kích thích s 1p1 mà lượng liên kết tạo hình thành phân tử M không đủ bù lại cho lượng cần cung cấp để gây trạng thái kích thích - Trừ Be, Mg, đốt kim loại kiềm thổ lại trạng thái tự hay hợp chất dễ bay chúng cho lửa có màu tương ứng: Ca - đỏ da cam, Sr - đỏ son, Ba - lục vàng Tính chất hoá học Các kim loại kiềm thổ chất khử mạnh tính khử tăng dần tử Be đến Ba Ra nguyên tố phóng xạ nói chung giống với Ba a Phản ứng với phi kim Với hiđro: Be không phản ứng trực tiếp; Mg phản ứng khó khăn; kim loại kiềm thổ lại phản ứng trực tiếp với hiđro đun nóng luồng không khí H tạo hiđrua ion MH2: 150 C Ca + H2 → CaH2 570 C ,200 atm → MgH2 Mg + H2 MgI Với halogen, nitơ, S, P, C, Si: tác dụng mạnh đun nóng - Khi tác dụng với C, riêng Be tạo nên Be2C kim loại kiềm thổ khác tạo MC2 Be2C + 4H2O → 2Be(OH)2 + CH4 CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 - Khi tác dụng với Si tạo silixua M2Si Với oxi: - Khi đun nóng Be Mg không khí tạo MO: ΔH0 = -610kJ/mol 2Mg + O2 → 2MgO Phản ứng cháy Mg phát ánh sáng chói giàu tia tử ngoại nên dùng làm pháo sáng dùng nhiếp ảnh Điều đựơc giải thích kết hợp ion Mg 2+ có kích thước bé với ion O 2- có kích thước bé nên tạo mạng lưới tinh thể sít MgO phát lượng nhiệt lớn đốt nóng mạnh hạt MgO tạo nên, làm phát ánh sáng chói giàu tia tử ngoại - Các kim loại kiềm thổ lại nhiệt độ thường tạo oxit MO, phần peoxit MO2 nitrua M3N2 b Khử số oxit muối Do có lực lớn với oxit nên kim loại kiềm thổ đun nóng khử nhiều oxit bền nguyên tố B 2O3, CO2, TiO2, SiO2, Al2O3, Cr2O3, … muối halogenua như: TiCl4, BeF2, UF4, PuF4: t 2Mg + CO2 → C + 2MgO t 2Mg + TiCl4 → Ti + 2MgCl2 Ứng dụng: dùng kim loại kiềm thổ làm chất khử để điều chế nhiều kim loại hiếm, kim loại khó nóng chảy nguyên tố phim c Tác dụng với nước Do điện cực thấp, kim loại kiềm thổ có khả tác dụng với nước giải phóng H2 dễ dẩy H2 khỏi axit - Be không tác dụng với nước có lớp oxit bền bảo vệ - Mg không tan nước lạnh tan phần nước nóng màng oxit bảo vệ tan nước Trái lại, Mg trạng thái “hỗn hống” lại phản ứng mạnh với nước không lớp oxit bảo vệ: Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2 ↑ Khi nung nóng sáng, Mg khử nước tạo thành oxit: t Mg + H2O → MgO + H2 ↑ - Các kim loại Ca, Sr, Ba phản ứng với H 2O xảy nhiệt độ thông thường tạo hiđroxit tương ứng H2 d Tác dụng với bazơ Be tan dung dịch kiềm mạnh hay kiềm nóng chảy tạo muối berilat giải phóng H2: Be + 2NaOH (dd) + 2H2O → Na2[Be(OH)4] + H2 ↑ (natri hiđroxi berilat) t Be + 2NaOH(nc) → Na2BeO2 + H2 ↑ (natri berilat) e Tác dụng với amoniac Ca, Sr, Ba tan amoniac lỏng cho dung dịch màu xanh thẩm Khi cho dung môi bay hơi, lại tinh thể màu vàng óng amoniacat có thành phần không đổi [Ca(NH3)6]; [Sr(NH3)6]; [Ba(NH3)6] - Các amoniacat kim loại kiềm thổ, có mặt chất xúc tác (ví dụ: Pt) bị phân huỷ thành amiđua: Ca(NH3)6 → Ca(NH2)2 + 4NH3 ↑ + H2 ↑ - Khi đun nóng chân không, amiđua bị phân huỷ tạo imiđua màu vàng: t Ca(NH2)2 → CaNH + NH3 ↑ - Amiđua imiđua kim loại kiềm thổ kim loại kiềm hợp chất ion, bền dạng tinh thể tương tác mạnh với nước tạo thành hiđroxit amoniac f Khả tạo phức - Khả tạo phức không đặc trưng với kim loại kiềm thổ tạo phức thuận lợi đối cới ion bé, có điện tích lớn có obitan trống Vì thế, số phức chất Be nhiều Ba Ví dụ: M 2[BeF4] (M: kim loại kiềm ) Be 4O(CH3COO)6 Ca kim loại kiềm thổ khác tạo phức với hợp chất cho mạnh như: axetylaxeton, EDTA Trạng thái tự nhiên, ứng dụng, điều chế a Trạng thái tự nhiên - Các kim loại kiềm thổ kim loại kiềm tồn thiên nhiên dạng hợp chất chủ yếu silicat, cacbonat sunfat: Ca Mg thuộc loại nguyên tố phổ biến chiếm tương ứng 1,5% 1,7% vỏ trái đất Sr, Ba: nguyên tố tương đối chiếm 0,001% Ra - Khoáng vật Be berin - Be 3Al2(SiO3)6 Một số dạng berin suốt có màu khác lẫn tạp chất gọi ngọc Ví dụ: Ngọc bích có màu lục (lẫn hợp chất Cr), lam ngọc có màu xanh da trời,… - Mg có quặng magiezit - MgCO 3, cacnalit - KCl MgCl2.6H2O, đolomit – MgCO3.CaCO3, bisophit – MgCl2.6H2O; dạng sunfat kizerit – MgSO 4.H2O; dạng silicat bột talc – Mg3H2(SiO3)4, amiăng - [Mg6Si4O11(OH)6.H2O] Mg có diệp lục cây, mô động vật, người nước biển - Khoáng vật chứa Ca đá vôi, đá hoa, canxit, đolomit – CaCO 3.MgCO3, thạch cao – CaSO4.2H2O, florit – CaF2, apatit – 3Ca2(PO4)3.CaF2, floapatit - [Ca5(PO4)3F] - Ca có xương động vật, mô thực vật nước thiên nhiên Xương người chứa 80% Ca3(PO4)2, 13% CaCO3; Ca có huyết dạng muối fotfat nitrat Ion Ca2+ có vai trò kích thích hoạt động tim, nhờ Ca 2+ gặp không khí, máu đông lại - Sr Ba có khoáng vật xeleotit – SrSO 4, strontianit – SrCO3, baritin – BaSO4 viterit – BaCO3 - Ra nguyên tố phóng xạ, có quặng uran quặng cacnotit – K2(UO2)2(VO4)2.2H2O b Ứng dụng - Be nguyên tố có nhiều ứng dụng ngành kỹ thuật (kỹ thuật hàng không kỹ thuật nguyên tử); làm vật liệu lò phản ứng hạt nhân bền với nhiệt độ, bền học, bền hoá học không giữ lại nơtron sinh lò phản ứng; Be nguồn sinh nơtron bắn phá nguyên tố nhẹ; thép chưa 1% Be có tính bền cao, không tính đàn hồi đốt nóng đỏ; Be lẫn vào Cu làm tăng độ cứng, độ bền học, độ bền hoá học mà không làm giảm độ dẫn điện Cu; hợp kim Cu có 2% Be có sức chống gãy gấp bốn lần Cu nguyên chất - Hợp kim Mg có nhiều ứng dụng công nghiệp ôtô, máy bay chế tạo máy, hợp kim quan trọng hợp kim “manhali” hợp kim “electron” “Manhali” hợp kim nhôm chứa – 30% Mg, rắn bền Al nguyên chất, dễ chế hoá bào nhẵn “Electron” hợp kim có thành phần Mg, có Al, Zn, Mn; có Cu, Be, Ti,… hợp kim có tính học tốt, gọn nhẹ Trong luyện kim người ta dùng Mg để khử V, Cr, Ti,… Phức chất chứa Mg vòng pofirin sở chế tạo phân tử clorofin (diệp lục) - Ca, Sn, Ba dùng hạn chế hoạt tính cao chúng: Ca dùng luyện kim màu, làm chất khử để luyện kim chất có hại P, S, C dư Sr dùng kỹ thuật đèn điện chân không để hấp thụ không khí sót lại kỹ nghệ luyện đồng để loại S, P, C khỏi kim loại Một lượng nhỏ Ba dùng luyện Cu chì để khử oxi, làm kim loại khỏi S khí Thêm Ba Pb làm tăng độ cứng hợp kim ion - Ra nguyên tố phóng xạ lần dùng vào mục đích y tế, chủ yếu y học để chửa khối u số bệnh khác c Điều chế Nguyên tăc chung giống nguyên tắc điều chế kim loại kiềm điện phân muối halogenua MCl2 nóng chảy dùng chất khử để khử oxit hay muối chúng thành kim loại Điều chế Be: điện phân hỗn hợp BeCl NaCl nóng chảy với cực âm thuỷ ngân khí agon hay hỗn hợp BeCl NaF thùng Ni cực dương than chì hay dùng phương pháp nhiệt magiê để khử BeF2 Điều chế Mg: Điện phân MgCl2 tinh khiết hay cacnalit khan nóng chảy (MgCl 2.KCl) hay hỗn hợp muối clorua tương ứng nhiệt độ 700 0C – 7500C thùng điện phân Fe đồng thời cực âm, cực dương trụ than chì đặt ống sứ xốp có lỗ nhỏ khí clo thoát Để tránh không cho Mg lỏng tập trung phần chất điện phân không bị không khí oxi hoá, người ta thổi chậm luồng khí H bề mặt Mg lỏng Ngoài ra, phương pháp quan trọng công nghiệp để điều chế Mg phương pháp nhiệt Nguyên tắc: dùng chất khử (CaC2 hay than: phương pháp nhiệt cacbon dùng Si: phương pháp nhiệt Si) để khử MgO - Nung nóng hỗn hợp gồm MgO (từ manhezit) với than antraxit nghiền nhỏ lò hồ quang: Mg thu có độ tinh khiết cao 99,97% 2000 C MgO + C ‡ˆ ˆˆ ˆˆ ˆˆ ˆ†ˆ Mg + CO Người ta thay C CaC2 lò chân không 12000C theo phương trình 1200 C MgO + CaC2 → Mg + CaO + 2C Người ta dùng Si dạng fero – silic làm chất khử với nguyên liệu đolomit nung ta Mg có độ tinh khíêt cao khoảng 98 – 99% 0 1200 C −1300 C 2MgO + 2CaO + Si → Ca2SiO4 + 2Mg Đê điều chế Mg tinh khiết 99,999% người ta thăng hoa lặp Mg kỹ thuật chân không Điều chế Ca: Điện phân nóng chảy CaCl2 lò lót than chì, đáy lò làm nguội nước chảy phía dưới; catot Fe, anot than chì, chất điện phân CaCl2 khan Để có Ca có độ tinh khiết cao, điều chế cách dùng Al để khử CaCl nhiệt độ cao: o t cao 3CaCl2 + 2Al → 3Ca + 2AlCl3 Điều chế Sr: Điện phân nóng chảy SrCl2 Điều chế Ba: Khử BaO chân không Al hay Si 12000C t 3BaO + 2Al → Al2O3 + 3Ba t 3BaO + Si → BaSiO3 + 2Ba III Hợp chất Oxit MO kim loại kiềm thổ a Tính chất vật lý - Chất dạng bột khối xốp màu trắng, nấu chảy để nguội chúng dạng tinh thể BeO kết tinh theo mạng lục phương kiểu vuazit (β – ZnS), oxit lại kết tinh theo mạng lập phương kiểu muối ăn - Các MO khó nóng chảy bền nhiệt, chúng mà không bị phân huỷ Điều giải thích lượng mạng lưới chúng lớn chúng dùng làm vật liệu chịu nhiệt Bảng 3: Một số tính chất vật lý oxit kim loại kiềm thổ BeO MgO Năng lượng mạng lưới (kJ/mol) 3924 Nhiệt độ nóng chảy ( C) 2552 2800 Nhiệt độ sôi ( 0C) 4200 3100 CaO 3476 2570 3600 SrO 3913 2460 2500 BaO 2995 1925 2000 b Tính chất hoá học Dạng tinh thể MO hoạt động dạng bột -Tác dụng với nước: rừ BeO thực tế không tan nước, MgO dạng bột xốp tan chậm, oxit lại tác dụng mạnh với nước, phát nhiều nhiệt: MO + H2O → M(OH)2 - Các oxit CaO, SrO, BaO hút ẩm mạnh để không khí có khả hấp thụ khí CO2 giống oxit kim loại kiềm BaO + CO2 → BaCO3 - BeO chất lưỡng tính, tác dụng với oxit axit oxit bazơ nóng chảy đun nóng với dung dịch axit hay bazơ: BeO + SiO2 → BeSiO3 BeO + Na2O → Na2BeO2 BeO + 2H3O+ + H2O → [Be(H2O)4]2+ BeO + 2OH- + H2O → [Be(OH)4]2- Ở nhiệt độ cao, MO bị kim loại kiềm, nhôm, silic khử đến kim loại c Ứng dụng - BeO dùng làm chất xúc tác, chén nung, lớp lót lò điện dùng công nghiệp thuỷ tinh - Một lượng lớn MgO dùng làm gạch chịu lửa, điều chế Mg kim loại làm xi măng magiê vật liệu xây dụng xiolit, phibroxilit Ngoài MgO dùng làm số dụng cụ chịu nhiệt phòng thí nghiệm thuyền ống MgO dùng y học để chửa chứng dịch vị tăng axit, thuốc nhuận tràng, thuốc giải độc axit - CaO (vôi sống) phần lớn dùng làm vật liệu xây dựng, làm phân bón, chất chảy luyện kim, điều chế CaC2, CaCO3 - SrO BaO dùng công nghiệp chế tạo thuỷ tinh men d Điều chế Nguyên tắc chung: nhiệt phân muối cacbonat, nitrat hay hiđroxit kim loại kiềm thổ: 550 C MgCO3 → MgO + CO2 t C Be(OH)2 → BeO + H2O 900 C CaCO3 → CaO + CO2 900 C 2Sr(NO3)2 → 2SrO + 4NO2 + O2 1350 C BaCO3 → BaO + CO2 Vì phản ứng nhiệt phân BaCO thực khó khăn nhiều so với CaCO nên người ta điều chế BaO cách nung BaCO3 với than nhiệt độ cao: t BaCO3 + 2C → BaO + 2CO Peoxit MO2 kim loại kiềm thổ + Trong tự nhiên kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ tạo peoxit dạng MO2 supeoxit dạng MO4: Be không tạo nên peoxit, Mg tạo peoxit dạng hiđrat hoá; Ca, Sr, Ba tạo nên peoxit MO2 chất bột màu trắng, khó tan nước + Hoá tính: - Các MO2 khó tan nước, dung dịch có phản ứng kiềm có tính chất H2O2 - MO2 dễ tan axit tạo H2O2: CaO2 + H2SO4 → CaSO4 + H2O2 - Khi đun nóng, MO2 bị phân huỷ thành oxit O2 t 2CaO2 → 2CaO + O2 + Điều chế: Các MO2 điều chế cách cho hiđroxit tương ứng tác dụng H2O2, sản phẩm thu hiđrat peoxit MO 2.8H2O Đun nóng hiđrat peoxit 1000C – 1300C tạo peoxit tự SrO2 BaO2 điều chế cách cho oxit tác dụng trực tiếp với oxi + BaO2 chất quan trọng peoxit MO2 - Bột màu trắng, nóng chảy 4500C, nghịch từ - BaO2 khó tan nước, không tan rượu ete, dễ tan axit loãng giải phóng H2O2 BaO2 + 2HCl → BaCl2 + H2O2 - BaO2 bền nhiệt độ thường, đun nóng đến 600 0C, bị phân huỷ thành BaO O2 Ngược lại, khoảng 4000C, BaO kết hợp với O2 tạo peoxit 600 C 2BaO2 ‡ˆ ˆˆ400ˆˆ ˆCˆ†ˆ 2BaO + O2 Dựa vào phản ứng người ta dùng BaO2 để điều chế O2 từ không khí - BaO2 chất có tính oxi hoá mạnh: Khi đun nóng BaO2 tác dụng với H2, S, C, NH3, … 10 550 C BaO2 + H2 → Ba(OH)2 t 2BaO2 + S → 2BaO + SO2 ↑ Với HCl giải phóng Cl2 BaO2 + 4HCl(đ) → BaCl2 + Cl2 + 2H2O - BaO2 thể tính khử, khử ion [Fe(CN) 6]3- thành [Fe(CN)6]4-; khử số muối kim loại nặng: HgCl2 + BaO2 → Hg + BaCl2 + O2 BaO2 + 2K3[Fe(CN)6] → K6Ba[Fe(CN)6]2 + O2 Ứng dụng BaO2: dùng làm chất xúc tác phản ứng cracking dầu mỏ, dùng điều chế H2O2 dùng bom cháy Điều chế BaO2: nhiệt phân bari hiđroxit, nitrat hay cacbonat dòng không khí hay cho BaO kết hợp trực tiếp với oxi hay làm nước hiđrat peoxit BaO 2.2H2O 1200C Hiđroxit M(OH)2 kim loại kiềm thổ - M(OH)2 khan dạng bột màu trắng - Độ tan M(OH)2: Be(OH)2 Mg(OH)2 tan nước; Ca(OH)2 tương đối tan, hiđroxit lại tan nhiều nước Khi kết tinh từ dung dịch chúng thường dạng hiđrat tinh thể không màu: Be Ca dạng M(OH) 2.nH2O, Sr, Ba dạng M(OH)2.8H2O - Các M(OH)2 không bền với nhiệt độ, đun nóng nước thành oxit LiOH Độ bền nhiệt tăng lên từ Be đến Ba: 150 C Mg(OH)2 → MgO + H2O 1000 C Ba(OH)2 → BaO + H2O - Các hiđroxit M(OH2) bazơ hợp chất ion, dung dịch tính bazơ tăng dần từ Be(OH)2 đến Ba(OH)2; Be(OH)2 bazơ yếu; Ba(OH)2 bazơ mạnh Tất M(OH)2 dễ tan axit, riêng Be(OH) tan dung dịch kiềm, dung dịch cacbonat tạo hiđroxoberilat kim loại kiềm Be(OH)2 + 2NaOH → Na2[Be(OH)4] natri hiđroxoberilat 11 - Các M(OH)2 có khả hấp thụ CO2 hoà tan CaO dung dịch NaOH chưng khô thu khối rắn gọi “vôi xút”, dùng phòng thí nghiệm để hấp thụ CO2, thành phần vôi xút 83% Ca(OH)2, 5% NaOH, 12% H2O Điều chế M(OH)2 - Be(OH)2, Mg(OH)2 điều chế cách cho kiềm tác dụng với muối tương ứng: BeCl2 + 2NaOH → Be(OH)2 + 2NaCl BeCl2 + 2NH3 + 2H2O → Be(OH)2 + 2NH4Cl người ta không dùng dung dịch NH3 để kết tủa Mg(OH)2 phản ứng không hoàn toàn MgCl2 + 2NH3 + 2H2O ƒ Mg(OH)2 + 2NH4Cl M(OH)2, M = Ca, Sr, Ba điều chế cách cho oxit tác dụng với nước - Trong hiđroxit kim loại kiềm thổ Ca(OH) có nhiều ứng dụng nhất: dùng làm bazơ mạnh kỹ thuật chất kết dính vật liệu xây dựng Muối kim loại kiềm thổ - Các muối kim loại kiềm thổ dạng tinh thể dung dịch gồm ion, ion kim loại kiềm thổ màu ion kim loại kiềm Bảng 4: Độ tan muối kim loại kiềm thổ (mol/l) Muối Mg Ca MSO4 4,8 0,015 MF2 1,3.10-3 2,1.10-4 MCl2 5,7 7,4 MBr2 5,6 7,5 MI2 5,3 7,0 M(NO3)2 5,0 8,4 MCO3 0,011 1,2.10-4 Sr 7,4.10-4 9,2.10-4 3,5 4,2 5,4 3,3 6,8.10-5 Ba 1,1.10-5 8,3.10-3 1,8 3,4 5,2 0,41 0,1.10-4 - Các muối clorua, bromua, iođua, nitrat, axetat, xianua, tioxianat dễ tan - Các muối florua khó tan trừ BeF2 dễ tan, - Muối sunfat Be, Mg tan nhiều sunfat khác tan, BaSO4, - Muối cromat, oxalat, photphat cacbonat (trừ BeCO bị thuỷ phân mạnh dung dịch) tan ít, - Sự biến đổi độ tan muối từ Be đến Ba biến đổi khác tuỳ theo mối quan hệ lượng mạng lưới muối nhiệt hiđrat hoá ion Nếu lượng mạng lưới lớn độ tan giảm ngược lại lượng hiđrat hoá 12 lớn độ hoà tan tăng Tuy nhiên, lượng mạng lưới phụ thuộc vào bán kính cation nên trình hoà tan lượng mạng lưới đóng vai trò lớn so với lượng hiđrat hoá Năng lượng hiđrat hoá ion M 2+ lượng mạng lưới muối florua iođua số kim loại kiềm thổ: Năng lượng hiđrat hoá ion M2+ Năng lượng mạng lưới cuả muối MF2 Năng lượng mạng lưới cuả muối MI2 Mg 1908 2908 2293 Ca 1577 2611 2050 Sr 1431 2460 - Ba 1289 2368 1866 - Do có nhiệt hiđrat hoá âm so với ion kim loại kiềm, muối kim loại kiềm thổ kết tinh dạng hiđrat tinh thể a Halogenua MX2 kim loại kiềm thổ + Nhận xét chung: - Các MX2 kim loại kiềm thổ kiến trúc tinh thể giống nhiều halogenua kim loại kiềm: BeF2 chất vô định hình; MgF2 có mạng lưới kiểu rutin; florua Ca, Sr Be, SrCl2 có mạng lưới florit; CaCl2 CaBr2 có mạng lưới rutin lệch CaI2, SrI2 có mạng lưới lớp - Nhiệt nóng chảy sôi cao, số MX bị phân huỷ trước sôi (SrBr2, BaBr2, SrI2, BaI2), - Trừ MF2 tan, halogenua lại dễ tan, độ tan dung dịch bảo hoà trình bày bảng - Từ dung dịch, florua kim loại kiềm thổ kết tinh dạng khan Các halogenua khác Be kết tinh dạng tetrahiđrat BeX 2.4H2O; Ca, Sr dạng hexahiđrat Ba dạng đihiđrat BaX2.2H2O Khi đun nóng hiđrat halogenua Be Mg thành muối khan mà phân huỷ giải phóng HX halogenua Ca,Sr Ba nước biến thành muối khan Một số halogenua kim loại kiềm thổ quan trọng + Canxi florua – CaF2 - CaF2 khan bột màu trắng, tác dụng với hiđro florua tạo muối axit dễ tan có thành phần CaF2.2HF.6H2O - CaF2 tác dụng với H2SO4 đặc, nóng tạo hđro florua, CaF2 không tan: t CaF2 + H2SO4(đặc) → CaSO4 + 2HF 13 Ứng dụng thực tế CaF2 dùng rải công nghiệp đồ gốm, dùng để điều chế HF, dùng để làm dụng cụ quang học có tính suốt tinh thể tia tử ngoại tia hồng ngoại + Berili clorua – BeCl2 BeCl2 hợp chất polime có cấu trúc mạch dài; Chèn hình cấu trúc BeCl2 vào Ở trạng thái hơi, BeCl2 gồm phân tử tuyến tính Cl – Be – Cl,trong có số phối trí Ở trạng thái rắn BeCl2 có cấu trúc polime dạng sợi với số phối trí 4, tạo cấu hình mặt lai hoá sp3 nguyên tử Be Trong mạch, nguyên tử Be liên kết với nguyên tử clo liên kết cộng hoá trị bình thường liên kết với nguyên tử khác liên kết cho nhận - BeCl2 khan chất rắn có nhiệt độ nóng chảy 450 0C, sôi 5500C, có áp suất cao, dễ tan dung môi hửu rượu, benzen, ete - BeCl2 hút ẩm mạnh nên bị chảy rửa không khí ẩm, dễ tan nước tan toả nhiều nhiệt BeCl2 + 2H2O ƒ Be(OH)2 + 2HCl - Kết tinh dung dịch BeCl2 tạo tinh thể dạng tetra hiđrat BeCl 2.4H2O hay [Be(OH2)4]Cl2 có cấu hình mặt Be trạng thái lai hoá sp Hiđrat chảy rữa không khí đun nóng không tạo muối khan mà phân huỷ tạo BeO: t [Be(OH2)4]Cl2 → BeO + 2HCl + 3H2O - BeCl2 khan dễ kết hợp với NH3 (khí) số chất hửu tạo nên sản phẩm kết hợp - BeCl2 kết hợp với số kim loại tạo thành muối phức Na2[BeCl4], Ca[BeCl4] Điều chế BeCl2 khan: Cho luồng khí clo khô qua hổn hợp BeO than nung đỏ 9000C nung nóng Be luồng khí clo hay HCl khô t Be + 2HCl (khí) → BeCl2 + H2↑ t BeO + Cl2 + C → BeCl2 + CO + Magie clorua – MgCl2 14 - MgCl2 khan tinh thể có cấu trúc mạng lập phương, không mùi, không màu, có vị đắng, hút ẩm mạnh nên bốc khói không khí ẩm, dễ tan nước rượu - Trong dung dịch nước, MgCl tồn số dạng hiđrat MgCl 2.6H2O, kết tinh từ dung dịch nhiệt độ thường đun nóng dần nước thành monohiđrat MgCl2.H2O (ở 119,50C) 5000C hiđrat phân huỷ thành oxit - MgCl2 kết hợp với clorua kim loại kiềm tạo thành muối kép cacnalit KCl.MgCl2.6H2O; MgCl2.NH4Cl.6H2O Ứng dụng MgCl2: MgCl2 phổ biến thiên nhiên, nước biển, số nước khoáng khoáng vật Nó có nhiều ứng dụng thực tiển MgCl2 dùng để điều chế Mg, để tẩm vải, gỗ, dùng y khoa dùng để sản xuất xi măng magie (dung dịch MgCl2 30% trộn với bột MgO nung trước) Ximăng có độ bền cao với axit kiềm, dễ mài trơn, dùng để lát sân nhà, đá mài, cối xay,… Điều chế MgCl2 - Trong công nghiệp: Người ta tách MgCl từ nước biển, từ bisophit, từ cacnalit MgCl2 sản phẩm phụ chế hoá cacnalit thành KCl Cacnalit nóng chảy nước kết tinh 176 0C đồng thời bị phân huỷ, KCl kết tủa gần hoàn toàn MgCl2.6H2O (nóng chảy 1060C) tồn dạng lỏng - Trong phòng thí nghiệm: MgCl điều chế cách cho Mg tác dụng với Cl hay HCl khô; cho khí clo khô qua hổn hợp MgO + C nung nóng nhiệt độ cao: MgO + C + Cl2 → MgCl2 + CO Người ta điều chế MgCl2 cách đun nóng hổn hợp MgCl2.6H2O NH4Cl chân không: t MgCl2.NH4Cl.6H2O → MgCl2 + NH3 ↑ + HCl + 6H2O + Canxi clorua – CaCl2 - CaCl2 khan tinh thể lập phương, không màu, nóng chảy 780 0C, hút ẩm mạnh - CaCl2 dễ tan nước, trình tan toả nhiều nhiệt tạo nên hiđrat, trình hoà tan dạng hiđrat lại trình thu nhiệt nên độ tan CaCl tăng theo nhiệt độ: t0 ( 0C) -55 15 10 20 40 60 100 Độ tan CaCl2 (g/100g H2O) 42,5 60 65 74,5 11 13 159 - Trong hiđrat tinh thể của CaCl2 dạng hexa hiđrat bền cả, nóng chảy 300C, đun nóng dần nước H2O kết tinh đến 2600C khan hoàn toàn 2600 C 30 C 45,3 C 170 C → CaCl2 CaCl2.6H2O → CaCl2.4H2O → CaCl2.2H2O → CaCl2.H2O HCl 0 - CaCl2 khan có khả kết hợp với NH3, CH3OH, C2H5OH tạo hợp chất CaCl2.8NH3; CaCl2.4CH3OH; CaCl2.6C2H4OH Nó kết hợp với clorua kim loại kiềm kiềm thổ tạo nên muối kép như: KCl.3CaCl2; CaCl2.BaCl2 Ứng dụng CaCl2 CaCl2 dùng làm chất làm khô khí số dung môi hửu ete, benzen Các CaCl2 dùng để tưới đường phố cho đở bụi, dùng để tẩm vải gổ làm chúng không cháy Dung dịch CaCl2 dùng làm chất lỏng để trì nhiệt độ định phụ thuộc vào nhiệt độ CaCl2 CaCl2.6H2O trộn với tuyết theo tỉ lệ 1,5:1 tạo thành hổn hợp có khả làm lạnh đến -540C nên dùng để chế hổn hợp sinh hàn Điều chế CaCl2: CaCl2 có nước biển, số nước khoáng khoáng vật clorocanxit – CaCl2 tachiđrit – CaCl2.2MgCl2.12H2O CaCl2 sản phẩm phụ nhiều trình sản xuất sản xuất sođa phương pháp solvay, sản xuất KClO3 CaCl2 khan điều chế cách hoà tan CaCO tinh khiết HCl CaCl2 khan thu nung CaCl2.6H2O 2600C khí HCl + Bariclorua – BaCl2: - BaCl2 khan tinh thể màu trắng, tan rượu, tan nước (360g BaCl 2/ lít H2O 200C), độ tan tăng dần theo nhiệt độ, không tan rượu tuỵệt đối tan hổn hợp rượu - nước - Từ dung dịch nước, BaCl2 kết tinh dạng đihiđrat BaCl2.2H2O bền không khí nhiệt độ thường Khi đun nóng chuyển thành monohiđrat BaCl 2.H2O sau chuyển thành muối khan: 16 0 60 − 65 C 121 C BaCl2.2H2O → BaCl2.H2O → BaCl2 Ứng dụng BaCl2: Trong kỹ thuật BaCl2 dùng để làm mềm nước phòng thí nghiệm dùng để định tính định lượng ion SO 42-; dùng để điều chế số muối khác bari BaCl2 chất độc mạnh nên dùng làm thuốc trừ sâu nông nghiệp Điều chế BaCl2: Điều chế BaCl2.2H2O công nghiệp: nung hổn hợp baritin, than canxi clorua (sản phẩm phụ nhà máy điều chế sođa theo phương pháp xonvay) lò lửa ngọn: BaSO4 + 4C → BaS + 4CO BaS + CaCl2 → CaS + BaCl2 Hoặc hoà tan viterit (BaCO3) axit clohiđrit: BaCO3 + 2HCl → BaCl2 + CO2 + H2O b Sunfat MSO4 kim loại kiềm thổ + Nhận xét chung: - Đều chất kết tinh màu trắng: BeSO4 MgSO4 dễ tan muối lại khó tan nước, BaSO4 Với CaSO4 (T=2,4.10-5), SrSO4(T=3,2.10-7), BaSO4(T=1,1.10-10) Độ tan muối sunfat tăng lên dung dịch H 2SO4 đặc nhờ tạo thành hợp chất kép dễ tan MSO4.H2SO4 - Tất MSO4 kim loại kiềm thổ nóng chảy phân huỷ, BaSO khó phân huỷ (15800C) - Các MSO4 tạo sunfat kép với kim loại kiềm (trừ BaSO 4), dạng M’2.M(SO4)2 (M’: kim loại kiềm ) + Canxi sunfat – CaSO4: Là muối quan trọng muối sunfat kim loại kiềm thổ - Là chất rắn màu trắng, tan nước (203,6mg hoà tan 100g H 2O 200C), độ tan biến đổi theo nhiệt độ Độ tan CaSO H2SO4 đặc lại cao nhiều tạo hợp chất kép: CaSO4.H2SO4 CaSO4.3H2O - CaSO4 tạo thành muối khó tan với sunfat kim loại kiềm muối globe Na2SO4.CaSO4, muối sinvinit K2SO4.CaSO4.H2O 17 Trong dung dịch (NH4)2SO4 độ tan CaSO4 lại tăng lên tạo muối phức (NH4)2[Ca(SO4)2] Dựa vào tính chất để tách Ca khỏi Sr + Thạch cao, thạch cao nung Trong thiên nhiên canxisunfat khoáng vật anhiđrit (CaSO4) thường có màu xám hay xanh lam chứa tạp chất CaSO4 tinh khiết điều chế cách cho CaCl dư tác dụng với dung dịch (NH4)2SO4 kết tủa tách dạng vi tinh thể hình kim đihiđrat CaSO 4.2H2O 660C Nếu nhiệt độ 660C lại tách dạng khan Thạch cao: Trong thiên nhiên CaSO4.2H2O tồn dạng thạch cao Thạch cao có cấu trúc lớp nên tách thành mỏng Thạch cao có màu trắng, xám hay hung, mềm anhiđrit Khi đun nóng đến 1250C, thạch cao phần nước biến thành hemihiđrat CaSO4.0,5H2O hay CaSO4.H2O gọi thạch cao nung 125 C CaSO4.2H2O → CaSO4.0,5H2O + 1,5H2O Thạch cao nung chất bột màu trắng, trộn với nước thành thể cháo lỏng, có khả đông cứng nhanh vi tinh thể CaSO 4.2H2O đan xen vào Nên người ta dùng thạch cao nung để nặn tượng, làm khuôn đúc, làm vật liệu xây dựng bó chỉnh hình y học Khi đun đến 2000C thạch cao nung chuyển thành CaSO khan, tan nước khả đông cứng: 200 C 2CaSO4.0,5H2O → 2CaSO4 + H2O Ở nhiệt độ 5000C, canxisunfat chuyển thành dạng không tan nước không tương tác với nước nên làm chất kết dính gọi thạch cao chết Đến 960 0C CaSO4 phân huỷ: 960 C 2CaSO4 → 2CaO + 2SO2 + O2 Hổn hợp thạch cao, than đất sét nung 1000 0C lò quay cho xi măng khí SO2 (dùng để điều chế axit sunfuric) + Barisunfat – BaSO4 - BaSO4 chất bột màu trắng, không tan nước - BaSO4 nóng chảy 15800C bay hoàn toàn 18 Ứng dụng BaSO4: - Được dùng công nghệ sơn ôtô (vì bền với không khí chất khí khác) - Có tác dụng cản quang, không cho tia Rơnghen qua nên người ta cho bệnh nhân uống BaSO4 với nước trước dùng X – quang để chiếu hay chụp dày, ruột c Cacbonat MCO3 kim loại kiềm thổ + Nhận xét chung: - Muối cacbonat kim loại kiềm thổ muối phổ biến thiên nhiên dạng khoáng vật khác Mg tồn dạng manhezit MgCO 3, đolomit CaCO3.MgCO3, hiđro manhezit Mg(OH)2.3MgCO3.3H2O; phổ biến khoáng stroxianit SrCO3, viterit BaCO3 Phổ biến khoáng canxit aragonit có thành phần CaCO3 - Các muối MCO3 kim loại kiềm thổ chất dạng tinh thể, khó tan nước (BeCO3:T = 10-3; MgCO3:T =4.10-5 ; CaCO3:T = 4,8.10-9; SrCO3:T=1,1.10-10 ; BaCO3: T = 5,1.10-9) - Khác với muối cacbonat kim loại kiềm, MCO không bền nhiệt, độ bền nhiệt tăng từ MgCO3 đến BaCO3: Chất Nhiệt độ phân huỷ ( 0C) MgCO3 CaCO3 SrCO3 450 894 1289 BaCO3 1350 - Cacbonat Ca, Sr, Ba tan nước chứa khí CO nhờ chuyển sang dạng hiđrocacbonat M(HCO3)2 tương đối dễ tan Khi đun nóng muối M(HCO 3)2 lại CO2 chuyển sang muối cacbonat không tan Ngược lại, muối BeCO MgCO3 lại tồn tạin dung dịch chứa lượng dư CO chúng bị thuỷ phân tạo muối cacbonat bazơ [M(OH)2]CO3 kết tủa - Để BeCO3 MgCO3 kết tủa hoàn toàn phải có dư khí CO2 tan hay từ dung dịch NaHCO3 MgCl2 + 2NaHCO3 → MgCO3 + 2NaCl + H2O + CO2 Còn cacbonat trung hoà Ca, Sr, Ba bị kết tủa hoàn toàn cho Na 2CO3 tác dụng với dung dịch muối kim loại kiềm thổ + Caxicacbonat – CaCO3 19 - CaCO3 chất kết tinh màu trắng, tan nước (0,014g CaCO lít nước 250C) - CaCO3 tan nhiều nước chứa NH 4Cl, đun sôi với dung dịch NH 4Cl phân huỷ hoàn toàn: CaCO3 + 2NH4Cl → CaCl2 + 2NH3 + CO2 + H2O - Độ tan CaCO3 tăng lên nước chứa khí CO2: CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2 phản ứng ăn mòn đá vôi thiên nhiên, phản ứng mà nước sông, nước ngầm có chứa lượng đáng kể Ca(HCO 3)2 Khi tiếp xúc với không khí hay đun nóng, muối dễ phân huỷ tách CO2 Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O Phản ứng giải thích hình thành thạch nhũ, suối hoá đá, cặn ấm, cặn nồi - Ở nhiệt độ cao, tương tác với số oxit SiO2, Al2O3, NO2 khí NH3, … t CaCO3 + SiO2 → CaSiO3 + CO2 t CaCO3 + 2NH3 → CaCN2 + 3H2O - CaCO3 điều chế cách cho muối canxi tác dụng với muối cacbonat kim loại kiềm hay amoni hay cho dung dịch vôi hấp thụ CO2 Từ dung dịch nóng, CaCO3 kết tinh dạng tinh thể, dung dịch nguội lại kết tinh dạng vô định hình Ứng dụng Các dạng khác khoáng canxi đá băng đảo, đá vôi, đá cẩm thạch đá phấn có ứng dụng sau: - Đá băng đảo dạng hoàn hảo canxit, có dạng tinh thể lớn, suốt, không màu, có khả chiết quang nên dùng làm dụng cụ quang học - Đá vôi dạng phổ biến canxit, dùng để sản xuất vôi, khí CO 2, xi măng, làm chất chảy kim loại, làm in litô, … - Đá cẩm thạch có nhiều màu khác để làm vật liệu xây dựng, vật liệu trang trí công trình văn hoá làm bảng điện 20 - Đá phấn dạng mềm đá vôi vỏ xương loài sinh vật cổ xưa tích tụ lại Đá phấn có màu trắng dùng làm phấn viết bảng, chất màu, chất độn cao su, bột đánh bóng kim loại Dạng bột mịn CaCO3 người ta dùng để chế xà phòng đánh răng, dùng y khoa chữa bệnh thiếu canxi, bệnh dư axit dịch vị 21 [...]... + 3H2O - CaCO3 được điều chế bằng cách cho muối canxi tác dụng với muối cacbonat kim loại kiềm hay amoni hay cho dung dịch vôi hấp thụ CO2 Từ dung dịch nóng, CaCO3 kết tinh ở dạng tinh thể, nếu dung dịch nguội lại kết tinh ở dạng vô định hình Ứng dụng Các dạng khác nhau của khoáng canxi là đá băng đảo, đá vôi, đá cẩm thạch và đá phấn có các ứng dụng sau: - Đá băng đảo là dạng hoàn hảo nhất của canxit,... năng chiết quang nên được dùng làm dụng cụ quang học - Đá vôi là dạng phổ biến nhất của canxit, được dùng để sản xuất vôi, khí CO 2, xi măng, làm chất chảy trong kim loại, làm đó in litô, … - Đá cẩm thạch có nhiều màu khác nhau để làm vật liệu xây dựng, vật liệu trang trí trong các công trình văn hoá và làm bảng điện 20 - Đá phấn là dạng mềm của đá vôi do vỏ và xương của các loài sinh vật cổ xưa tích... O2 Ứng dụng của BaO2: dùng làm chất xúc tác trong phản ứng cracking dầu mỏ, dùng điều chế H2O2 và dùng trong bom cháy Điều chế BaO2: nhiệt phân bari hiđroxit, nitrat hay cacbonat trong dòng không khí hay cho BaO kết hợp trực tiếp với oxi hay làm mất nước của hiđrat peoxit BaO 2.2H2O ở 1200C 3 Hiđroxit M(OH)2 của các kim loại kiềm thổ - M(OH)2 khan ở dạng bột màu trắng - Độ tan của M(OH)2: Be(OH)2 và... [Be(OH2)4]Cl2 → BeO + 2HCl + 3H2O - BeCl2 khan dễ kết hợp với NH3 (khí) và một số chất hửu cơ tạo nên các sản phẩm kết hợp - BeCl2 kết hợp với một số kim loại tạo thành muối phức như Na2[BeCl4], Ca[BeCl4] Điều chế BeCl2 khan: Cho luồng khí clo khô đi qua hổn hợp BeO và than nung đỏ ở 9000C hoặc nung nóng Be trong luồng khí clo hay HCl khô 0 t Be + 2HCl (khí) → BeCl2 + H2↑ 0 t BeO + Cl2 + C → BeCl2 + CO... xám hay xanh lam vì chứa tạp chất CaSO4 tinh khiết được điều chế bằng cách cho CaCl 2 dư tác dụng với dung dịch (NH4)2SO4 kết tủa tách ra ở dạng vi tinh thể hình kim đihiđrat CaSO 4.2H2O ở dưới 660C Nếu nhiệt độ trên 660C lại tách ra ở dạng khan Thạch cao: Trong thiên nhiên CaSO4.2H2O tồn tại dưới dạng thạch cao Thạch cao có cấu trúc lớp nên có thể tách thành lá mỏng Thạch cao có màu trắng, xám hay. .. hemihiđrat CaSO4.0,5H2O hay CaSO4.H2O gọi là thạch cao nung 0 125 C CaSO4.2H2O → CaSO4.0,5H2O + 1,5H2O Thạch cao nung là chất bột màu trắng, khi trộn với một ít nước thành thể cháo lỏng, có khả năng đông cứng nhanh do các vi tinh thể CaSO 4.2H2O đan xen vào nhau Nên người ta dùng thạch cao nung để nặn tượng, làm khuôn đúc, làm vật liệu xây dựng và bó chỉnh hình trong y học Khi đun đến 2000C thạch... → CaCl2 + 2NH3 + CO2 + H2O - Độ tan của CaCO3 tăng lên trong nước chứa khí CO2: CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2 đây là phản ứng ăn mòn đá vôi trong thiên nhiên, do phản ứng này mà trong nước sông, nước ngầm có chứa 1 lượng đáng kể Ca(HCO 3)2 Khi tiếp xúc với không khí hay khi đun nóng, các muối đó dễ phân huỷ tách CO2 Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2↑ + H2O Phản ứng này giải thích sự hình thành thạch nhũ, suối... → Na2[Be(OH)4] natri hiđroxoberilat 11 - Các M(OH)2 đều có khả năng hấp thụ CO2 khi hoà tan CaO trong dung dịch NaOH rồi chưng khô thu được khối rắn được gọi là “vôi tôi xút”, được dùng trong phòng thí nghiệm để hấp thụ CO2, thành phần của vôi tôi xút 83% Ca(OH)2, 5% NaOH, 12% H2O Điều chế M(OH)2 - Be(OH)2, Mg(OH)2 được điều chế bằng cách cho kiềm tác dụng với muối tương ứng: BeCl2 + 2NaOH → Be(OH)2... nhiệt độ nóng chảy 450 0C, sôi ở 5500C, có áp suất hơi cao, dễ tan trong dung môi hửu cơ như rượu, benzen, ete - BeCl2 hút ẩm mạnh nên bị chảy rửa trong không khí ẩm, dễ tan trong nước và khi tan toả nhiều nhiệt BeCl2 + 2H2O ƒ Be(OH)2 + 2HCl - Kết tinh dung dịch BeCl2 tạo ra tinh thể dạng tetra hiđrat BeCl 2.4H2O hay [Be(OH2)4]Cl2 có cấu hình 4 mặt trong đó Be ở trạng thái lai hoá sp 3 Hiđrat này cũng... ra hđro florua, CaF2 hầu như không tan: 0 t CaF2 + H2SO4(đặc) → CaSO4 + 2HF 13 Ứng dụng trong thực tế của CaF2 được dùng rải trong công nghiệp đồ gốm, dùng để điều chế HF, dùng để làm dụng cụ quang học do có tính trong suốt của tinh thể đối với tia tử ngoại và tia hồng ngoại + Berili clorua – BeCl2 BeCl2 là hợp chất polime có cấu trúc mạch dài; Chèn hình cấu trúc BeCl2 vào đây Ở trạng thái hơi, BeCl2 ... khí agon hay hỗn hợp BeCl NaF thùng Ni cực dương than chì hay dùng phương pháp nhiệt magiê để khử BeF2 Điều chế Mg: Điện phân MgCl2 tinh khiết hay cacnalit khan nóng chảy (MgCl 2.KCl) hay hỗn... CaCl nhiệt độ cao: o t cao 3CaCl2 + 2Al → 3Ca + 2AlCl3 Điều chế Sr: Điện phân nóng chảy SrCl2 Điều chế Ba: Khử BaO chân không Al hay Si 12000C t 3BaO + 2Al → Al2O3 + 3Ba t 3BaO + Si ... với muối cacbonat kim loại kiềm hay amoni hay cho dung dịch vôi hấp thụ CO2 Từ dung dịch nóng, CaCO3 kết tinh dạng tinh thể, dung dịch nguội lại kết tinh dạng vô định hình Ứng dụng Các dạng khác