Beri Magieđ Canxi Stronti Bari Radi
94Be 24 4Be 24 12Mg 40 20Ca 87 38Sr 137 56Ba 226 88Ra
- Câu táo nguyeđn tử chúng có 2 e- lớp ngoài cùng, 2 phóng xá có theơ mât 2 e- → ion dương 2. - Chúng là những kim lối mánh (trừ Beri) theo chieău từ Be → Ba tính khử taíng tính kim lối taíng.
-Trong mĩi hợp chât có hoá trị dương 2.
II. MAGIEĐ.
- Magieđ khá phoơ biên, toăn tái dưới dáng hợp chât, gaịp nhieău trong các khoáng sạn: đođlođmit CaCO3.MgCO3, magieđrit MgCO3, trong cácnalit KCl.MgCl2.6H2O (cácnit KCl.MgSO4.3H2O) moơt lượng muôi đáng keơ có trong nước bieơn làm nó có vị chát.
-Trong kĩ thuaơt người ta đieău chê Magieđ baỉng cách đieơn phađn cácnalit hay MgCl2 nóng chạy. Catôt (saĩt) : Mg2+ + 2e- = Mg
Anôt (than chì ) : 2Cl- - 2e- = Cl2
- Ngày nay người ta còn đieău chê Mg baỉng cách dùng CaC2, C, Si đeơ khử oxyt cụa nó: MgO + CaC2 = CaO + Mg + 2C đk : to = 1200oC
MgO + C = Mg + CO đk : to = 2000oC
2MgO + 2CaO + Si = Ca2SiO4 + 2Mg đk : to = 1200-1300oC
(vì Mg phạn ứng với O2 mánh hơn so với Si neđn người ta đưa vào phạn ứng khođng phại MgO mà là đođlođmit đã được thieđu : hoên hợp MgO và CaO).
2. Tính chât.
a. Tính chât lí hĩc: Mg traĩng như bác, d = 1,74, to
n,c = 651oC, to
sođi = 1110oC, Mg bị OXH neđn có màu xám mờ chính lớp oxit này bạo veơ Mg, Mg meăm dẹo có theơ táo thành nhieău lối hợp kim có tính chât nhé và beăn.
b. Tính chât hoá hĩc.
-Tác dúng với oxy: ở đieău kieơn thường luođn luođn có lớp oxit bạo veơ neđn khođng theơ tác dúng tiêp, khi đôt nóng Mg cháy trong oxy cụa khođng khí vơúi ngĩn lửa sáng.
2Mg + O2 = 2MgO (phạn ứng trong đèn chúp ạnh)
-Phạn ứng với các á kim khác: khi đun nóng Mg phạn ứng mánh với các halogen, S, N2,P, C, Si … táo các muôi.
3Mg + N2 = Mg3N2 (700oC) Mg + (Cl2, P, Cl, … )
Mg3N2 deê bị thuỷ phađn : Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3
-Với nước: Mg tan trong nước rât chaơm ở nhieơt đoơ thường và càng veă sau thì phạn ứng coi như khođng xạy ra vì Mg(OH)2 khođng tan bạo veơ Mg.
-Với axit: tác dúng với axit loãng → H2
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2
Mg tác dúnh mãnh lieơt với các axit có tính OXH mánh
4Mg + 10HNO3 = 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O 4Mg + 5H2SO4 = 4MgSO4 + H2S + 4H2O
- Mg deê dàng tách lây oxy và halogen cụa nhieău hợp chât kim lối vì vaơy dùng đeơ khgử các kim lối hiêm:
3Mg + MoO3 = 3MgO + Mo (Molipđen) 2Mg + ZrCl4 = 2MgCl2 + Zr ( Zirconi) - Mg cháy trong khí quyeơn cácbonic
Mg + CO2 = MgO + CO Hay 2Mg + CO2 = 2MgO + C
* Ứng dúng : dùng đieău chê các hợp kim nhé ( đura nhođm: goăm nhođm, 3-5% Cu, 1% Mg, và khoạng 1% Ni, Mn), theđm Mg vào gang → nhođm tôt hơn, Mg còn dùng đeơ đieău chê các kim lối hiêm hoaịc moơt sô các phi kim lối.
3. Hợp chât cụa Mg. a. Magieđ oxyt : MgO a. Magieđ oxyt : MgO
MgCO3 = MgO + CO2
- Phòng thí nghieơm: có theơ đôt cháy Mg kim lối hay nung Mg(OH)2: Mg(OH)2 = MgO + H2O
- MgO là tinh theơ traĩng nhỏ, to
n,c = 2800oC,có tính bazơ.
- MgO tác dúng với nước hâp thú CO2 và tan deê dàng trong các axit: MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O
- MgO khi bị nung nóng mánh sẽ cứng mât khạ naíng phạn ứng với nước và hoà tan trong axit. - MgO được dùng đeơ sạn xuât Mg, dùng sạn xuât vaơt lieơu xađy dựng.
b. Magieđ hydrođxit Mg(OH)2.
- Mg(OH)2 được đieău chê baỉng cách cho dd muôi Mg tác dúng với dd kieăm hay NH3: MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2 + 2NaCl
MgCl2 + NH4OH = Mg(OH)2 + NH4Cl
- Mg(OH)2 tan khođng đáng keơ trong nước, là mmĩt bazơ trung bìmh. Đaịc bieơt nó đaơy NH3 ra khỏi dd bão hoà cụa các hợp chât NH4+.
Mg(OH)2 + 2NH4Cl = MgCl2 + 2NH3 + 2H2O - Mg(OH)2 là chât kêt tụa traĩng xôp tan mánh trong axit và táo muôi: Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O - Khi cho khí CO2 đi qua dd huyeăn phù Mg(OH)2 thì nó tan: Mg(OH)2 + CO2 = MgCO3 + H2O MgCO3 + CO2 + H2O = Mg(HCO3)2
c. Muôi cụa Mg.
- Phaăn lớn các muôi cụa Mg2+ deê tan và có vị chát.
- MgCl2 ứng dúng roơng rãi, có theơ đieău chê baỉng cách clo hoá MgO khi có maịt cụa than: MgO + Cl2 + C = MgCl2 + CO
- Hoaịc làm khan MgCl2.6H2O khai thác từ nước bieơn (MgCl2 là chât kêt tinh khođng màu tan nhieău trong nước, deê bị chạy rữa trong khođng khí).
- MgCl2 dùng đieău chê Mg và sạn xuât ximaíng Mg (là hoên hợp cụa MgO nung nóng với dd MgCl2 30%, hoên hợp này daăn daăn chuyeơn thành khôi raĩn màu traĩng, beăn với axit và kieăm do táo thành muôi bazơ (do táo thàng các mách polime) MgO + MgCl2 + H2O = 2MgOHCl - Ximaíng Mg dùng làm côi xay, đá mài, đá lát nhà.
- Các silicat : boơt tan 3MgO.4SiO2.H2O ; amiaíng : CaO.3MgO.4SiO2.
III. CANXI .
1. Tráng thái tự nhieđn và đieău chê.
Canxi là nguyeđn tô phoơ biên và phaăn lớn toăn tái dưới dáng khoáng vaơt: canxit CaCO3, (đá vođi , đá phân, đá hoa), đođlođmit CaCO3.MgCO3, thách cao, phôt phát, apatit, florua, silicat, aluminat …
Ca là kim lối hốt đoơng, được đieău chê baỉng cách đieơn phađn CaCl2 nóng chạy.
2. Tính chât.
a. Tính chât vaơt lí: Ca có màu traĩng bác, canxi khá cứng, to
n,c = 850oC, to
s = 1482oC.
b. Tính chât hoá hĩc: Ca là kim lối kieăm có hốt tính hoá hĩc cao, người ta thường bạo quạnkim lối kieăm trong bình kim lối đaơy kín. kim lối kieăm trong bình kim lối đaơy kín.
-Khi đun nóng Ca tác dúng được với H2, N2, S, P, C và nhieău phi kim khác: Ca + H2 = CaH2
Ca + 2C = CaC2 (đât đèn) CaH2 bị nước phađn huỷ deê dàng :
CaH2 + H2O = Ca(OH)2 + 2H2
- Ở ngieơt đoơ thường Ca tác dúng với Oxy khođng khí và halogen 2Ca + O2 = 2CaO
Ca + Cl2 = CaCl2
-Với nước và axit loãng Ca deê dàng đaơy H2:
Ca + 2H+ = Ca2+ + H2
- Ca có theơ tách lây oxy hay halogen cụa các oxyt và halogen cụa những kim lối kém hốt đoơng hơn :
2Ca + TiO2 = 2CaO + Ti 2Ca + TiCl4 = 2CaCl2 + Ti
3. Hợp chât cụa canxi.
a. Canxioxyt CaO: là chât raĩn màu traĩng beăn và chieơu nhieơt tôt, nhieơt đoơ nóng chạyto= 3000oC, neđn dùng lót lò chịu nóng cao. to= 3000oC, neđn dùng lót lò chịu nóng cao.
- CaO là bazơ kieăm, có khạ naíng tác dúng với nước táo bazơ tương ứng: CaO + H2O = Ca(OH)2 + Q
- CaO tác dúng với CO2 trong khođng khí táo thành CaCO3 (vođi hóa đá trở lái). CaO + CO2 = CaCO3
- CaO deê dàng tác dúng với axit táo thành muôi và nước: CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O
Trong kĩ thuaơt người ta đieău chê CaO baỉng cách nhieơt phađn muôi cácbonat tự nhieđn (đá vođi): CaCO3 = CaO + CO2 , to = 1000-1100oC
CaO được dùng nhieău trong ngành xađy dựng và trong sạn xuât đât đèn.
b. Caxihydroxyt Ca(OH)2 .
- Là chât raĩn traĩng, ít tan trong nước (1 lít nước ở 20oC hoà tan được 1,56 g Ca(OH)2. - Ca(OH)2là moơt bazơ mánh, dd có tính bazơ kieăm:
Ca(OH)2 = Ca2+ + 2OH-
- Ca(OH)2 mang đaăy đụ tính chât cụa 1 bazơ, tác dúng với CO2 trong khođng khí táo thành CaCO3.
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O Nhưng nêu nhieău CO2 thì CaCO3 tan:
CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 Khi đun nóng thì Ca(HCO3)2 lái bị phađn huỷ:
Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O
- Ca(OH)2 dùng trong cođng trình xađy dựng ( hoên hợp với cacù và nước đođng cứng lái do Ca(OH)2 hâp thú CO2 cụa nước và nước bay hơi:
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O Đoăng thời táo thành CaSiO3 nhờ SiO2 có trong cát.
c. Muôi cụa Canxi.
- Ca(NO)3 : chât raĩn kêt tinh tan nhieău trong nước được dùng làm phađn bón. Nó là sạn phaơm phú cụa nhà máy sạn xuât HNO3.
Ca(OH)2 + NO2 + 1/2O2 = Ca(NO3)2 + H2O
- CaCO3 : trong tự nhieđn toăn tái dưới dáng canxit, khi có nhieơt đoơ bị phađn huỷ → CaO + CO2
khođng tan trong nước nguyeđn chât, tan nhieău trong axit neđn được dùng đieău chê CO2 trong phòng thí nghieơm.
- CaSO4 : toăn tái dáng thách cao sông CaSO4.2H2O nung 150-180oC → thành thách cao nung 2CaSO4.H2O. Dùng đeơ naịn tượng, làm khuođn đúc, bó xương gãy …
- CaCl2 là chât kêt tinh xôp, có màu traĩng hút aơm mánh neđn deê bị chạy rữa trong khođng khí → CaCl2.6H2O nó được dùng làm chât hút aơm, chât làm khođ trong hoá hữu cơ.
IV. NƯỚC CỨNG.
Nước trong tự nhieđn thường có chứa các muôi Ca2+, Mg2+ và các muôi khác dưới dáng cácbonat, clorua, sunphat…
1. Định nghĩa.
Nước có chứa ít ion Ca2+ vàMg2+ gĩi là nước meăm, nước có chứa nhieău ion Ca2+ và Mg2+ gĩi là nước cứng.
Tính cứng cụa nước chia làm 3 lối:
- Nước có tính cứng tám thời : là nước có chứa nhieău ion Ca2+ và Mg2+ dưới dáng bicacbonat. - Nước có tính cứng vĩnh cửu : là nước có chứa ion Ca2+ và Mg2+ dưới dáng muôi clorua, muôi sunphat.
- Nước có tính cứng toàn phaăn: bao goăm 2 tính cứng tređn.
* Đoơ cứng cụa nước dược bieơu dieên baỉng sô mili đương lượng gam cụa các ion Ca2+ Mg2+
trong 2 lít nước.
Nêu sô mili đương lượng gam Ca2+, Mg2+ mà: + N<4 mđlg/lít : nước meăm
+ 4<N<8 // : nước cứng trung bình + 8<N<12 // : nước cứng
+ 12<N // : rât cứng
2. Cách làm meăm nước.
Nước cứng dùng trong đời sông và trong kư thuaơt rât khođng có lợi : đóng caịn trong noăi hơi làm phí nhieđn lieơu, noăi chóng bị aín mòn vaf chóng noơ, làm ông mau taĩc.
a. Phương pháp nhieơt.
Đun sođi nứơc thì chư lối bỏ được Ca2+ và Mg2+ ở dáng muôi bicácbonat M(HCO3)2 = MCO3 + CO2 + H2O
→ chư khử được nước cứng tám thời.
b. Phương pháp hoá hĩc.
Dựa tređn cơ sở theđm vào nước những chât chứa nhieău ion CO32- và OH- đeơ táo thành MCO3
và M(OH)2khó tan do đó thường dùng vođi và xođda hay sút và xođda: MCl2 + Na2CO3 = MCO3 + 2NaCl MSO4 + Na2CO3 = MCO3 + Na2SO4
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2H2O
Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O Người ta còn có theơ dùng muôi phođtphat (thường là Na3PO4).
c. Phương pháp trao đoơi ion.
Là phương pháp ứng dúng roơng rãi trong kư thuaơt. Người ta sử dúng khạ naíng cụa moơt sô hợp chât polime thieđn nhieđn hay nhađn táo có theơ trao đoơi các gôc trong thành phaăn cụa chúng với các ion trong dung dịch.
Vd: cho nước đi qua chât trao đoơi ion pemutit Na2Al2Si2O8.nH2O (natri aluminođsilicat toơng hợp)
R là ion (Al2Si2P8.nH2O)2- :
Ca(HCO3)2 + Na2R = CaR + 2NaHCO3
CaCl2 + Na2R = CaR + 2NaCl
Các ion Ca2+ và Mg2+ sẽ bị giữ lái tređn lớp nhựa trao đoơi ion. Khi hêt ion Na+ trong peđmutit người ta tái sinh baỉng cách cho tác dúng với dd muôi aín đaơm đaịc :
CaR + 2NaCl = Na2R + CaCl2 (Na2R có theơ trao đoơi với cạ saĩt, mangan …)
B. PHAĐN NHÓM PHUï (phađn nhóm kẽm).
I. ĐAỊC TÍNH CHUNG.
Kẽm Cadini Thuỷ ngađn 65
30Zn 112
48Cd 200,6 80Hg
- Nguyeđn tử cụa chúng có 2 e- lớp ngoài cùng, lớp kê ngoài có 18 e- , chúng có khạ naíng mât 2 e- lớp ngoài cùng .
- Cúng là nhữnh kim lối yêu hơn kim lối phađn nhóm chính.
- Theo chieău từ Zn → Hg tính hốt đoơng hóa hĩc giạm daăn, trong các hợp chât đeău có hoá trị dương 2, rieđng Hg còn có hoá trị dương 1.