• Fe, Co, Ni đẩy được các kim loại có tính khử yếu hơn ra khỏi muối của nó.
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
HỌ SẮT
8/11/16 Trà Vinh 28
Sắt tinh khiết:
Khử oxit bằng hiđro:
Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O
Nhược điểm của phương pháp này là lượng sắt điều chế ra phân bố ra rất nhỏ dễ bốc cháy ngoài không khí ở nhiệt độ thường.
HỌ SẮT Điều Chế
8/11/16 Trà Vinh 29
• Bằng cách khử với cacbon trong lò luyện kim sử dụng luồng không khí nóng ở nhiệt độ khoảng 2000 °C.
• Than cốc phản ứng với ôxy trong luồng không khí tạo ra mônôxít cacbon:
2 C + O2 → 2 CO
• Cacbon mônôxít khử quặng sắt (trong phương trình dưới đây là hêmatit) thành sắt nóng chảy, và nó trở thành điôxít cacbon:
3 CO + Fe2O3 → 2 Fe + 3 CO2
• CaCO3 → CaO + CO2
• Sau đó ôxít canxi kết hợp với điôxít silic tạo ra xỉ.
• CaO + SiO2 → CaSiO3
HỌ SẮT
8/11/16 Trà Vinh 30
HỌ SẮT
8/11/16 Trà Vinh 31
8/11/16 Trà Vinh 32
HỌ SẮT
Niken tinh khiết
– Niken tinh khiết được tinh chế từ niken thô bằng phương pháp điện phân dung dịch niken(II) sunfat, trong khi đó kim loại tinh khiết kết tủa dạng tấm ở catot.
– Phương pháp điện phân cacboxyl. Niken hình thành từ niken cacboxyl Ni(CO4) dễ bay hơi phản ứng với cacbon oxit:
Ni(CO4) = Ni + 4CO HỌ SẮT
8/11/16 Trà Vinh 33
Coban tinh khiết
– Muốn điếu chế coban tinh khiết trước hết ta phải tách các hợp chất khác ra khỏi coban thô. Coban sạch được khử bằng hiđro để có kim loại sạch. Hòa tan coban kim loại vào axit và tinh chế bằng điện phân sẽ tinh được coban tinh
khiết.
HỌ SẮT
8/11/16 Trà Vinh 34
HỌ SẮT
ỨNG DỤNG
Ứng dụng họ sắt là gì ta….?
Khó quá! Huhu
Mình đố các bạn biết câu trả lời ?
Ai sẽ là người thông minh nhất
đây.kaka 8/11/16
Trà Vinh 35
HỌ SẮT
ỨNG DỤNG
• Sắt là kim loại được sử dụng nhiều nhất, chiếm khoảng 95%
tổng khối lượng kim loại sản xuất trên toàn thế giới.
• Đặc biệt trong các ứng dụng như sản xuất ô tô, thân tàu thủy lớn, các bộ khung cho các công trình xây dựng.
• Thép là hợp kim nổi tiếng nhất của sắt, ngoài ra còn có một số hình thức tồn tại khác của sắt như:(Gang thô (gang lợn), Gang đúc, Thép carbon, Sắt non
• Ôxít sắt (III) được sử dụng để sản xuất các bộ lưu từ tính trong máy tính
• Trong sản xuất xi măng người ta trộn thêm Sunfat Sắt vào để hạn chế tác hại của Crom hóa trị 6
8/11/16 Trà Vinh 36
8/11/16 Trà Vinh 37
HỌ SẮT ỨNG DỤNG
-vai trò về sinh học của sắt :
sắt rất cần thiết để hình thành hemoglobn trong hồng cầu, chất có mặt trong tế bào hồng cầu và làm cho hồng cầu có màu đỏ.
Sắt cũng là thành phần cấu tạo của một số loại protein và
enzyme, có vai trò trong quá trình giải phóng năng lượng khi oxy hóa các chất dinh dưỡng và ATP.
8/11/16 Trà Vinh 38
HỌ SẮT
• Niken nguyên chất và các hợp kim được sử dụng rộng rãi. Niken trơ hơn sắt và nổi bật là trơ đối vơ các tác dụng của bazơ vì vậy niken được dùng phổ biến trong công nghiệp hóa chất và trong các phòng thí nghiệm dưới các dạng nung, sấy để sản xuất các hiđrôxit và muối.
• Niken giữ nguyên được ánh kim ngoài không khí. Niken tinh khiết dạng phân bố nhỏ được dùng làm chất xúc tác, đặt biệt dùng trong quá trình hiđrô hóa các hợp chất hữu cơ.
• Các hợp kim đồng – niken cũng được dùng nhiều có khả năng chống lại sự ăn mòn của axit. Ngoài ra đồng tiền mệnh giá nhỏ của các nước cũng sử dụng niken nguyên chất hoặc hợp kim niken - đồng.
HỌ SẮT
8/11/16 Trà Vinh 39
8/11/16 Trà Vinh 40
HỌ SẮT
HỌ SẮT
• Một số hợp kim khác của niken – đồng là nikelin dùng để sản xuất các điện trở chuẩn và dụng cụ đo điện trở.
• Hợp kim niken - đồng – kẽm có tính dẫn điện rất kém nên được dùng sản xuất các bình giữ nhiệt bằng kim loại.
• Hợp kim niken – crom do không bị oxi hóa ngoài không khí, kể cả nhiệt độ cao và có điện trở suất lớn nên được dùng làm dầy điện trở cho các bếp điện.
• Một lượng lớn coban được sử dụng làm bôt màu kép và dùng làm men màu xanh cho gốm sứ dưới dạng oxit.
• Coban còn được sử dụng để sản xuất thép không gỉ và thép có từ tính và các hợp kim siêu rắn. Ngoài ra coban dùng làm vật liệu để sản xuất bom nguyên tử ở các nước tiên tiến.
8/11/16 Trà Vinh 41
• Điện cực trong pin điện
• Đồng vị coban-60 dùng làm nguồn tạo tia gamma,Dùng trong xạ trị.
• Tiệt trùng thực phẩm theo phương pháp Pasteur.
• Kim loại này có đặc tính tạo ra bụi mịn, gây ra vấn đề về bảo vệ bức xạ.
• Cho vào đất một lượng nhỏ coban từ 0,13-0,30 mg/kg sẽ làm tăng sức khỏe của những động vật ăn cỏ. Coban là một thành phần trung tâm của vitamin cobalamin, hoặc vitamin B-12.
HỌ SẮT
8/11/16 Trà Vinh 42
8/11/16 Trà Vinh 43
HỌ SẮT
• Oxit
Tính khử oxi giảm theo thứ tự Fe(+2), Co(+2), Ni(+2).
Oxit: FeO (đen), CoO (xanh xám), NiO (xanh lá cây). Các MO đều là oxit bazơ, không tan trong nước, dễ tan trong axit.
– FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O – NiO + H2SO4 = NiSO4 + H2O HỌ SẮT
Hợp chất của kim loại họ sắt
8/11/16 Trà Vinh 44
• b. Hiđroxit:
– Fe(OH)2, Co(OH)2, Ni(OH)2
Các M(OH)2 được tạo thành từ muối M(+2) tác dụng với dung dịch kiềm.
M2+ + 2OH- = M(OH)2
Tạo ra các hiđroxit bazơ không tan trong nước, dễ tan trong dung dịch axit.
Fe(OH)2 + H2SO4 = FeSO4 + 2H2O Ni(OH)2 + H2SO4 = NiSO4 + 2H2O
Fe(OH)2 dễ bị oxi hoá thành Fe(OH)3, Co(OH)2 bị oxi hoá chậm, còn Ni(OH)2 không bị oxi hoá.
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
HỌ SẮT
Hợp chất của kim loại họ sắt
8/11/16 Trà Vinh 45
C.Muối
Muối Fe(+2) dễ bị oxi hoá, Co(+2) và Ni(+2) không bị oxi hoá.
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3+ K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O
4FeSO4 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)(SO4)
Trong dung dịch, muối Fe(+2) cá màu xanh lục nhạt, Co(+2) có màu hồng và Ni(+2) có màu xanh lá cây.
Muối quan trọng là FeSO4.7H2O: dùng để diệt sâu bọ, chế phẩm nhuộm vô cơ.
HỌ SẮT
Hợp chất của kim loại họ sắt
8/11/16 Trà Vinh 46
d.Hợp chất M(CO)n
– Tương tự các nguyên tố Mn, Cr ... các nguyên tố của họ Fe tạo được hợp chất M(CO)n bởi liên kết cho nhận.
– Ví dụ: Đun nóng bọt Fe, sục khí CO ở 150 – 2000C, 100atm
– Fe + 5CO = Fe(CO)5 HỌ SẮT
Hợp chất của kim loại họ sắt
8/11/16 Trà Vinh 47
• Các kim loại họ platin nhẹ cũng như platin nặng đều có ánh kim bạc.
• Tuy nhiên ruteni và osimi có hơi ngả sang màu xanh.
• Tất cả các kim loại họ platin đều là kim loại quý, rất khó nóng chảy.
• Các kim loại họ platin nặng khó nóng chảy hơn các kim loại platin nhẹ.
• Các kim loại họ platin nặng khó nóng chảy hơn các kim loại platin nhẹ.
• Palađi và platin rất dẻo và dễ kéo sợi, dễ dát mỏng trong khi đó thì rođi và đặt biệt là iriđi, rutêni và osimi lại rất cứng và giòn. Tất cả các kim loại họ platin đều có tính chất xúc tác.
HỌ PLATIN
8/11/16 Trà Vinh 48
• Cấu trúc tinh thể của các kim loại họ platin theo dạng lập phương tâm diện và lục phương
Trong đó rutêni và osimi có cấu trúc lục phương
rođi palađi, iriđi và palatin có cấu trúc lập phương tâm diện.
• Các kim loại hó platin có khả năng tạo hợp kim với nhau và với nhiều kim loại khác như hợp kim platin với rođi, hợp kim platin với iriđi, hợp kim osimi với iriđi…
Chúng là những kim loại quý như vàng bạc. HỌ PLATIN
8/11/16 Trà Vinh 49
Đặc tính Nguyên
tố
Bán kính nguyên tử
Năng lượng ion hóa thứ nhất
(eV)
Khối lượng riêng(g/cm3)
Nhiệt độ nóng chảy (0C)
Nhiệt độ sôi (0C)
Ru 1.35 7.11 12.8 2400 4560
Rh 1.35 7.20 12.43 1965 4080
Pd 1.38 8.07 12.05 1552 3560
Os 1.34 8.39 22.75 2710 5500
Ir 1.36 8.78 22.70 2452 5300
Pt 1.36 8.60 21.45 1769 4050
HỌ PLATIN
8/11/16 Trà Vinh 50
• Về mặt hoá học, kim loại họ Pt rất bền và hoạt động kém hơn nhiều so với các nguyên tố họ sắt.
• Ở điều kiện thường các kim loai họ platin không tác dụng với oxi.
• Khi đun nóng, ruteni và osimi dạng bột tác dụng với oxi thành thành các oxit.
• Ru + O2 = Ru2O4
• Os + O2 = Os2O8
• Ở nhiệt độ cao hơn thì các nguyên tố rođi, iriđi và palađi tác dụng với oxi tạo thành rođi (III) oxit, irđi (IV) oxit, palađi (II) oxit.
Tính chất hóa học
8/11/16 Trà Vinh 51
• Dung dịch axit HNO3 chỉ hoà tan được pd, pt tan được trong nước cường toan.
• Các kim loại còn lại không tan trong bất kỳ axit,
• Hỗn hợp axit nào, chỉ tan trong kiềm nóng chảy khi có mặt chất oxi hoá.
3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2O HỌ PLATIN
Tính chất hóa học
8/11/16 Trà Vinh 52
• Nguyên tố quan trọng nhất của các kim loại họ platin là platin.
• Platin nguyên chất hay platin có thêm một ít iriđi hoặc rođi để nâng cao tính chất cơ học của platin là vật liệu quan trọng để chế tạo các dụng cụ và thiết bị của các phòng thí nghiệm hóa học.
• Trong công nghiệp hóa chất người ta dùng một lượng lớn platin để sản xuất các lưới platin làm xúc tác trong quá trình đốt cháy
amoniac để điều chế axit nitric.
• Platin được dùng làm điện cực điện công nghiệp để sản xuất
peoxitsunfat, clorat… dùng làm các pin nhiệt điện để nhiệt độ cao và để sản xuất các nhiệt kế điện trở hay những hợp kim được dùng sản xuất đồ trang sức.
HỌ PLATIN ỨNG DỤNG
8/11/16 Trà Vinh 53
• Palađi được dùng làm chất xúc tác trong công nghiệp.
• Palađi hợp kim với vàng tạo thành vàng trắng được dùng để bít răng và làm răng giả.
• Rođi dưới dạng hợp kim platin được dùng sản xuất các pin nhiệt điện và được dùng để sản xuất lưới platin cho quá trình xúc tác.
• Iriđi được dùng để sản xuất đầu ngòi bút máy và được dùng cho platin hợp kim với platin để tăng cường độ cứng của platin.
• Ruteni và Osimi cũng có ứng dụng tương tự như Iriđi.
HỌ PLATIN ỨNG DỤNG
8/11/16 Trà Vinh 54
• Việc tách và làm sạch các kim loại họ platin được tiến hành bằng phương pháp hóa học phức tạp. Hợp kim platin được xử lý với cường thủy trong đó osimi và iriđi không hòa tan và được tách ra. Platin và các nguyên tô còn lại của họ hòa tan trong dung dịch. Hỗn hợp osimi – iriđi thô được nóng chảy với kẽm.
HỌ PLATIN
8/11/16 Trà Vinh 55
• Hợp kim này được xử lý với axit clohiđric để hòa tan kẽm và tạo ta dạng bột của osimi va iriđi không tan. Nung bột mịn của các kim loại này trong dòng không khí sẽ có sự tạo thành
osimi (VIII) oxit (OsO4) thăng hoa và chuyễn thành kim loại.
Iriđi còn lại trong bình nung. Platin được tách ra khỏi dung
dịch bằng kết tủa dưới dạng phức chất amoni hexacloroplatinat (IV) và được chuyễn thành phức chất này thành kim loại.riđi thô được nóng chảy với kẽm.
HỌ PLATIN
8/11/16 Trà Vinh 56
• Hợp chất M(+2)
• Số phối trí của hợp chất M(+2) bằng 4, cấu hình
vuông phẳng: MO, M(OH)2, MCl2, M(CO)2. Ví dụ: PdCl2
• Các hợp chất M(+2) đều có màu : MO, M(OH)2 (màu đen), PdCl2 (màu đỏ)...
HỌ PLATIN
Hợp chất của kim loại họ platin
8/11/16 Trà Vinh 57
• Hợp chất M(+4)
• Số phối trí của M(+4) bằng 6, cấu hình bát diện Ví dụ :
[Pt(NH3)6]Cl4, [Pt(NH3)5Cl]Cl3 ... Những hợp chất đơn giản của Pt(+4) có tính axit trội hơn tính bazơ.
• Pt(OH)4 + 2NaOH = Na2[Pt(OH)6] Pt(OH)4 + 6HCl = H2[PtCl6] + 4H2O
• Pd, Pt dùng để chế tạo chén nung chống gỉ, làm nhiệt kế điện trở cặp nhiệt điện, công tắc điện. Pt dùng làm anot không tan.
HỌ PLATIN
Hợp chất của kim loại họ platin
8/11/16 Trà Vinh 58
8/11/16 Trà Vinh 59