Kim loại kiềm rất dễ bị oxi hĩa thành ion dương, do vậy trong tự nhiên kim loại kiềm chỉ tồn tại ở dạng hợp chất (muối). Nguyên tắc điều chế là khử các ion kim loại kiềm : M+ + e = M
Tuy nhiên, sự khử các ion này là rất khĩ khăn. Phương pháp quan trọng nhất điều chế kim loại kiềm là điện phân muối halogenua hoặc hidroxit của chúng ở dạng nĩng chảy. Phương trình điện phân điều chế natri cĩ thể biểu diễn như sau:
107
Ta thu được kim loại Na nĩng chảy ở cực âm, các chất cịn lại thĩat ra ở cực dương (hình 20)
BÀI TẬP
1. Hãy giải thích vì sao các kim loại kiềm cĩ nhiệt độ nĩng chảy thấp, khối lượng riêng nhỏ và mềm.
2. Tính chất hĩa học cơ bản của kim loại kiềm là gì? Vì sao kim loại kiềm cĩ tính chất đĩ? dẫn ra các phản ứng hĩa học để minh họa
3. hãy cho biết: a) nguyên liệu dùng điều chế kim loại kiềm, b)
nguyên tắc điều chế , c) phương pháp điều chế (viết phương trình điện phân để minh họa)
108
4. Muốn bảo quản các kim loại kiềm, người ta ngâm kín chúng trong dầu hỏa. hãy giải thích việc làm này.
5. Điện phân muối clorua kim loại kiềm nĩng chảy, người ta thu được 0,896 lít khí (đktc) ở anơt (cực dương) và 3,12g kim loại ở catơt (cực âm). Hãy xác định cơng thức hĩa học của muối đã điện phân.
6. Cĩ 2 lít dung dịch NaCl nồng độ 0,5 mol/l
a) Làm thế nào cĩ thể điều chế Na từ dung dịch NaCl?
b) Tính lượng kim loại và thể tích khí (đktc) điều chế được, nếu hiệu suất của quá trình điều chế là 90%.
BÀI 2 - MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA NATRII - NATRI HIDROXIT I - NATRI HIDROXIT
Natri hiđroxit là chất rắn, màu trắng, dễ hút ẩm, tan nhiều trong nước và tỏa nhiệt do tạo thành hiđrat. Dễ nĩng chảy (3220C)
Natri hiđroxit là bazơ mạnh, khi tan trong nước phân li hồn tồn thành ion.
NaOH = Na+ + OH-
Dung dịch natri hiđroxit cĩ những tính chất hĩa học sau:
1. Tác dụng với axit :
NaOH + HCl = NaCl + H2O OH- + H+ = H2O
Nếu tỉ lệ số mol NaOH : CO2 <= 1 ta cĩ muối NaHCO3 NaOH + CO2 = NaHCO3
Nếu tỉ lệ số mol NaOH : CO2 >= 2 ta cĩ muối Na2CO3 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
3. Tác dụng với dung dịch muối
- Natri hiđroxit cĩ nhiều ứng dụng quan trọng trong các ngành cơng nghiệp chế biến dầu mỏ, luyện nhơm, xà phịng, giất, dệt…
- natri hiđroxit được điều chế bằng phương pháp điện phân dung dịch muối natri clorua. Cực âm của thùng điện phân bằng sắt, cực dương bằng than chì. Giữa 2 cực cĩ vách ngăn xốp (hình 21).
109
Ta cĩ các quá trình sau:
Ở cực âm, xảy ra quá trình khử H2O: 2H2O + 2e = H2 + 2OH- Ở cực dương, xảy ra quá trình oxi hĩa ion Cl-: 2Cl- - 2e = Cl2 Sơ đồ điện phân dung dịch muối NaCl:
Phương trình điện phân dung dịch NaCl: 2NaCl + 2H2O = H2 + CL2 + 2NaOH
Kết quả, thu được dung dịch NaOH cĩ lẫn tạp chất NaCl. Cho dung dịch bay hơi nước, NaCl kết tinh trước được tách dần khỏi dung dịch NaOH (*)
(*) Điện phân dung dịch NaCl khơng cĩ vách ngăn sẽ tạo nước Javen (xem sách giáo khoa hĩa học lớp 10) : 2NaOH + Cl2 = NaCl +
NaClO + H2O 110