Là chât raĩn màu traĩng, nhieơt đoơ nóng chạy cao (2050oC). Trong tự nhieđn gaịp nó ở dáng tinh theơ cođrumdum trong suôt rât cứng (thua kim cương), và đép, cođrumđum pha màu đỏ baỉng hợp chât cụa Crođm, gĩi là ngĩc đỏ (Rubi), pha màu xanh baỉng hợp chât cụa TiTan và saĩt gĩi là Xafia đó là những đá qủ.
Al2O3 dùng đeơ chê gách chữa lửa,ở dáng tinh theơ Al2O3 beăn veă maịt hoá hĩc khođng tác dúng với axit.kieăm khi đôt nóng lađu (sođi).
Nêu Al2O3 hình thành ở nhieơt đoơ khođng cao thì nó là oxyt lưỡng tính: Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O
Cođridon thieđn nhieđn được dùng làm đá mài ở dáng boơt (boơt nhám) dùng đánh bóng kim lối. Rubi dùng đeơ chê các trúc đoăng hoă và nhieău lối máy chính xác khác.
2. Nhođm hydroxyt Al(OH)3.
- Đieău chê Al(OH)3 từ muôi nhođm cho tác dúng với dd kieăm yêu: AlCl3 + 3NH4OH = Al(OH)3 + 3NH4Cl
Al(OH) kêt tụa ở dáng keo traĩng, khođng tan trong nước deê tan trong axit và kieăm (tính lưỡng tính)
Khi đun nóng Al(OH)3 mât nước chuyeơn thành Al2O3 Al(OH)3trong dung dịch toăn tái ở 2 dáng :
Al3+
+ 3OH- → Al(OH)3 → HalO2..H2O→ H+ +Al2O3 +H2O
Al(OH)3 có tính bazơ yêu và tính axits yêu vì vaơy muôi nhođm chư có trong dd khi có dư axit và aluminat toăn tái khi có dư bazơ:
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
3. Các muôi cụa nhođm.
Các muôi cụa các axit mánh (NO3--, SO42--,Cl- … ) đeău đẽ tan trong nước và bị thuỷ phađn khá mánh cho mođi trường axit còn các muôi Al2S3 , Al2(CO3)2 … bị thuỷ phađn mánh hơn:
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S
- AlCl3 trong kư thuaơt đieău chê baỉng cách cho tác dúng nhođm với clo: 2Al + 2Cl2 = 2AlCl3
- AlCl3 khođng màu, deê tan trong nước, deê nóng chạy, tan cạ trong dung mođi hữu cơ.
- AlCl3 deê dàng thađm gia phạn ứng hoá hĩc vì vaơy được dùng làm chât xúc tác khi chê hoá daău mỏ và trong kư thuaơt toơng hợp hữu cơ.
- Al2(SO4)3 thường là những tinh theơ khođng màu tách ra khỏi nước dáng Al2(SO4)3.18H2O nó tan nhieău trong nước, dùng làm trong nước.
- Phèn nhođm KAl(SO4)2.12H2O là chât kêt tinh khođng màu ít tan hơn sunphat, trong dd phađn li hoàn toàn thành các ion rieđng bieơt nó là chât quan trĩng trong thực tê, dùng làm chât caăm màu vại, bođng, trong kư ngheơ thuoơc da,hhò giây, làm trong nước.
- Muôi aluminat có giá trị thực tê lớn : NaAlO2 dùng trong kư ngheơ sạn xuât giây , Ca(AlO2)2 là thành phaăn chính cụa ximaíng có tác dúng đóng raĩn nhanh.
---
Bài 4: KIM LỐI NHÓM IV - THIÊT, CHÌ
I. THIÊC 11850SN . 50SN .
1. Tráng thái tự nhieđn và đieău chê.
Trong tự nhieđn thường gaịp Sn ở dáng hợp chât , khoáng vaơt catxiterit SnO2 (đá thiêc). Đó là nguyeđn lieơu dùng đeơ đieău chê thiêc trong kư thuaơt. Dùng than đeơ khử quaịng ở nhieơt đoơ cao: SnO2 + 2C = Sn + 2CO
2. Tính chât . a. Tính chât vaơt lí :
Thiêc có 2 dáng thù hình ( traĩng và xám) thođng dúng nhât là thiêc traĩng có danhgj tinh theơ màu traĩng khá cứng và giòn, d= 7,2, to
n,c = 232oC, to
s = 2200oC thiêc deê táo hợp kim với nhieău kim lối, neđn thường dùng thiêc đeơ má, hợp kim hàn (50% Sn và 50% Pb), hợp kim đúc (75% Sn, 25% Pb).
b. Tính chât hoá hĩc.
- Với oxy : ở đk thường Sn beăn, khi taíng nhieơt đoơ thì tác dúng với oxy cụa khođng khí → đioxyt Sn + O2 = SnO2
- Với các á kim khác : khi đun nóng thì phạn ứng trực tiêp với halogen, S : Sn + 2Cl2 = SnCl4
Sn + 2S = SnS2
- Với nước : Sn khođng đaơy được H2 ra khỏi dd nước vì beă maịt có lớp Sn(OH)4 khođng tan bạo veơ.
- Với axit : Sn tan chaơm trong HCl loãng, khi đaịc và có nhieơt đoơ phạn ứng xạy ra deê dàng táo SnCl2 và H2.
Sn + 2HCl = SnCl2 + H2
Nêu cho oxy khođng khí đi qua dd ( có maịt chât OXH) thì phạn ứng mánh hơn : Sn + 4HCl + O2 = SnCl4 + 2H2O
Đôi với axit có tính OXH mánh (HNO3, H2SO4 đaịc):
Sn + 4H2SO4 = Sn(SO4)2 + 2SO2 + 4H2O Khi OXH baỉng HNO3 (đ) Sn→ axit Stanic.
Sn + 4HNO3 đ = H2SnO3 + 4NO2 + H2O Nêu HNO3 loãng thiêc tác dúng như các kim lối khác
8HNO3 + 3Sn = 3Sn(NO3)2 + 2NO + 4H2O - Với kieăm : Sn tan chaơm trong NaOH, KOH:
Sn + 2NaOH = Na2SnO2 + H2
Nêu tương tác với KOH khi nóng chạy và có maịt chât OXH: Sn + 2KOH + O2 = K2SnO3 + H2O (dùng phạn ứng này đeơ lây lái thiêc trong vỏ đoă hoơp).
3. Hợp chât cụa thiêc.a. Hợp chât hoá trị 2+. a. Hợp chât hoá trị 2+.
- SnO chât raĩn màu đen, khođng tan trong nước (chư đieău chê baỉng cách gián tiêp) cho muôi thiêc 2+ tác dúng với kieăm roăi nung nóng.
Sn2+ + 2OH--- = SnO + H2O Oxyt thiêc II (SnO) có tính lưỡng tính:
SnO + 2HCl = SnCl2 + H2O SnO + 2NaOH = Na2SnO2 + 2H2O - Sn(OH)2 đieău chê cho muôi Sn2+ tác dúng với dd kieăm:
SnCl2 + 2NaOH = Sn(OH)2 + 2NaCl Sn(OH) krêt tụa traĩng, khođng tan trong nước khi tan toăn tái 2 dáng:
Sn2+ + 2OH-- → Sn(OH)2 → H2SnO2 → 2H+ + SnO22-- ⇒ có tính lưỡng tính:
Sn(OH)2 + 2HCl = SnCl2 + 2H2O Sn(OH)2 + 2NaOH = Na2SnO2 + 2H2O
-Muôi thiêc II : deê tan, khi tan bị thuỷ phađn táo mođi trường axit, nó là lối muoẫi khođng beăn (có tính khử mánh) deê chuyeơn hoá thành Sn4+.
b. Hợp chât hoá trị 4.
- SnO2 (dioxyt) đieău chê baỉng cách đôt trực tiêp Sn trong khođng khí, SnO2 chât raĩn màu traĩng khođng tan trong nước và trong axit, chư khi đun nóng với kieăm có phaăn tác dúng đeơ táo thành muôi SnO22--- ( stanat).
SnO2 + 2NaOH = Na2SnO3 + H2O Ở tráng thái nóng đỏ SnO2 có theơ bị khử bởi C hoaịc H2 → Sn: SnO2 + 2C = Sn + 2CO
- Sn(OH)4 đieău chê baỉng cách chi muôi Sn4+ tác dúng với kieăm: SnCl4 + 4NaOH = 4NaCl + Sn(OH)4
Sn(OH)4 là chât kêt tụa traĩng, ít tan trong nước có tính lưỡng tính, tính axit và bazơ đeău rât yêu.
Sn4+ + 4OH--- → Sn(OH)4 → H2SnO3.H2O → 2H+ + SnO32-- + H2O - Các muôi Sn4+ :
Các muôi halogen được sử dúng nhieău nhât là SnCl4, SnCl4 được đieău chê baỉng cách: Sn + 2Cl2 = SnCl4
SnCl4 ran nhieău trong mođi trường phađn cực, khi tan trong nước bị thuỷ phađn mánh và cho mođi trường axit.
SnCl4 được sử dúng đeơ chê các hợp chât khác cụa thiêc, làm chât caăm màu trong kư thuaơt nhuoơm.
II. CHÌ 20782PB . 82PB .
1. Tráng thái tự nhieđn và đieău chê.
Trong tự nhieđn hợp chât quaịng có chứa chì chụ yêu làPbS (ganeđlit). Đieău chê đôt quaịng PbS đeơ biên thành oxyt II sau đó khử → PbS: PbS + 3/2O2 = PbO + SO2
PbO + C = Pb + CO
2. Tính chât. a. Tính chât vaơt lí.
Chì là kim lối màu xám săm meăm có theơ caĩt được, d = 11,3 g/cm3, tn,c = 273oC, ts = 1751oC. Khi nóng chạy deê hoà tan nhieău kim lối đeơ táo thành hợp kim. Hợp kim đựoc dùng nhieău trong kư thuaơt.
b. Tính chât háo hĩc.
- Tác dúng với oxy: ở nhieơt đoơ thường Pb beăn với oxy khođng khí vì có lớp oxyt, khi đun nóng chì daăn daăn bị oxh hêt
2Pb + O2 = 2PbO
- Với á kim khác: chì có khạ naíng tác dúng trực tiêp với Halogen và S khi đun nóng → Pb2+
Pb + Cl2 = PbCl2
Pb + S = PbS
- Với axit : axit HCl, H2SO4 khó thì khó tác dúng vì có lớp PbCl2, PbSO4 bạo veơ beă maịt (khó tan).
Pb + 2HCl = PbCl2 + H2
H2SO4 đaịc (C > 80% ) và HNO3 deê dáng tác dúng .
Pb + 3H2SO4 (đ) = Pb(HSO4)2 + SO2 + 2H2O 3Pb + 8HNO3 (l) = 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O
- Với kieăm: cũng như thiêc, chì tác dúng chaơm với kieăm mánh đeơ cho H2 và muôi Plumbit. Pb + NaOH = Na2PbO2 + H2
c. Ứng dúng.
Pb được ứng dúng nhieău trong cođng nghieơp dùng đeơ chê các hợp kim deê nóng chạy dùng trong sạn xuât aíqui chì, làm caău chì, làm vaơt lieơu chông rư, làm vaơt lieơu chông tia phóng xá.
3. Các hợp chât cụa chì.a. Hợp chât hoá trị II. a. Hợp chât hoá trị II.
- Chì oxyt (PbO) : táo thành khi đôt chì trong oxy khođng khí : 2Pb + O2 = 2PbO
PbO có màu vàng haịc đỏ, khođng tan trong nước, nó là oxyt lưỡng tính, với axit chì tan trong HNO3 mới táo ra muôi tan:
PbO + 2HNO3 = Pb(NO3)2 + H2O PbO + 2NaOH = Na2PbO2 + H2O
PbO có theơ tác dúng với oxy khođng khí cho Pb3O4 (minium) màu đỏ da cam (trong đó 2Pb2+ và 1Pb4+).
Pb2PbO4 + 4HNO3 = 2Pb(NO3)2 + PbO2 + 2H2O PbO dùng trong sạn xuât thuỷ tinh quang hĩc, pha leđ.
Pb3O4 dùng đeơ sạn xuât sơn chông rư cho kim lối, dùng làm chât oxh. - Chì hydroxyt Pb(OH)2 :
Đieău chê muôi chì II tác dúng với kieăm:
Pb2+ + 2OH-- = Pb(OH)2
Pb(OH)2 kêt tụa traĩng ít tan trong nước, lưỡng tính và có tính bazơ troơi hơn Pb2+ + OH-- → Pb(OH)2 → H2PbO2 → 2H+ + PbO22—
- Muôi chì: đa sô muôi chì II là những tinh theơ ít tan trong nước (trừ Pb(NO3)2, Pb(CH3COO)2, PbSiF6 ), các muôi chì II beăn chư chuyeơn thành chì IV khi có sự OXH đieơn hoá hoaịc do có sự tác dúng cụa chât OXH mánh (clo, Clorua vođi … )
Pb(CH3COO)2 + Cl2 + 4KOH = PbO2 + 2KCl + 2KCH3COO + 2H2O
Các muôi tan cụa chì được dùng trong kư thuaơt nhuoơm, dùng đieău chê moơt sô các chât khác cụa chì.Moơt sô muôi có màu đaịc trưng được sử dúng đeơ xác định Pb2+.
Vd : PbI2 kêt tụa vàng tan trong nước nóng, khođng tan trong nước lánh, PbCrO4 màu đỏ da cam, PbS làm chât bán dăn.
b. Hợp chât hoá trị IV.
Pb4+ khođng beăn deê chuyeơn Pb2+ → Pb4+ có tính OXH mánh.
- PbO2 chât raĩn màu nađu đen bị phađn huỷ khi bị nung nóng, tác dúng với kieăm deê hơn với axit :
PbO2 + 2NaOH = Na2PbO3 + H2O Pb(SO4)2 chư táo ra khi nâu sođi PbO2 trong H2SO4 đaịc
PbO2 + 2H2SO4 (Đ) = Pb(SO4)2 + 2H2O PbO2 có tính OXH mánhtrong mođi trường axit:
2MnSO4 + 5PbO2 + 3H2SO4 = 2HMnO4 + 5PbSO4 + 2H2O PbO + 4HCl = PbCl2 + Cl2 + 2H2O
Tât cạ các hợp chât cụa chì đeău rât đoơc.
Bài 5: KIM LỐI NHÓM VI VAØ NHÓM VII
(Phađn nhóm Crođm, phađn nhóm Mangan)
A. PHAĐN NHÓM CROĐM.
Phađn nhóm phú IV goăm: Crođm, Mođlipđen, Wonfram gĩi là phađn nhóm Crođm. 52
24Cr 96
42Mo 184 74W
- Câu táo nguyeđn tử chúng lớp ngoài cùng chúng có 1-2 e- và lớp sát ngoài cùng có 13-12 e-, chúng có khạ naíng nhường e- lớp ngoài cùng và lớp kê ngoài cùng, chúng đeău là những kim lối.
- Hoá trị dương cao nhât cụa các kim lối này là +6, và còng có hoá trị +2 và +3 (hợp chât hoá trị +2 kém beăn). Tính hốt đoơng cụa chúng giạm daăn từ Cr → W).
I. TRÁNG THÁI TỰ NHIEĐN VAØ ĐIEĂU CHÊ.
Crođm là nguyeđn tô khá phoơ biên nó chư toăn tái dưới dáng hợp chât: quaịng saĩt Crođmit FeO.Cr2O3 (Fe(CrO)2), quaịng chì đỏ PbCrO4, những vưa quaịng Crođm lớn có ở uran.
Trong cođng nghieơp đieău chê baỉng phương pháp nhieơt kim lối: Cr2O3 + 2Al = 2Cr + Al2O3