CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM I
II. CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM PHỤ IB
II.2. Đồng, bạc, vàng và các hợp chất
Đồng, bạc, vàng là những kim loại ở nhiệt độ thường là những tinh thể có mạng lưới lập phương mặt tâm. Chúng có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi cao, các kim loại dẫn điện, nhiệt tốt (vàng dẫn điện tốt nhất) và có tính dẻo cao dễ dát mỏng, kéo sợi, chúng là những kim loại màu quý, hiếm.
Một số hằng số vật lí của đồng, bac, vàng.
Tính chất vật lí Cu Ag Au
Nhiệt độ nóng chảy °c Nhiệt độ Sòi ° c Tỉ trọng
Độ dẫn diện (Hg = 1)
1083 2600 9,0
57
961
2 2 1 0
10,5 59
1063 2970 9,3
40
v ề mặt hóa học, các kim loại nhóm IB đều có tính khử yếu.
Các kim loại này dễ tác dụng với halogen (đồng ợ nhiệt độ thường, Ag ở nhiệt độ cao) oxy và lưu huỳnh (trừ vàng không tác dụng với oxy và lưu huỳnh), v ề mặt thế điện cực các nguyên tố này, đứng sau hydro nên chỉ tác dụng với các axít có tính oxy hóa).
Cu và Ag hòa tan trong H N 03 và H2S 04 đặc.
Au hòa tan trong H2S e04 đặc nóng và hòa tan tốt trong nước cường toan (hỗn hợp axít HC1 và HNO3 tỉ lệ 1 : 3) và dung dịch axít HC1 bão hòa khí clo.
Au + HNO3 + 4HC1 -> H[AuC14 ] + NO + 2H 20 Au + HC1 + - C 12 = H[AuC14 ]
Đồng, bạc, vàng còn bị hòa tan dễ dàng trong dung dịch muối vyanua của kiềm khi có mặt oxy.
4 Au + 02 + 8NaCN + 2H 20 = 4Na [ Au(CN)2 ] + 4NaOH Ngoài ra đồng còn hòa tan trong dung dịch NH3 khi có mặt oxy tạo phức chất:
4Cu + 02 + 8NH3 + 2H 20 = 4[Cu(N H 3)2]+ +40H ~
= 4[Cu(NH3)2]OH
Cùng với các kim loại khác, đồng, bạc, vàng dễ tạo thành hợp kim. Ví dụ hợp kim giữa đồng và thiếc (90% Cu), hợp kim đồng và kẽm (60% Cu + 40% Zn). Hợp kim đồng với niken, kẽm bên trong nước biển dùng công nghiệp tàu thuỷ và năng lượng.
170
Nauòi ta dìẻu chẽ Cu. Ag. Au bans các phương pháp khác nhau, bàng cách tách kim loại đó từ quặns. Ví dụ diều chế đồn2 bằns phương pháp đót quặng CuFeS>
2QjFcS2 +50-, + 2SĨ02 = 2Cu + 2FeSiO? + 4 S 02 hoặc dùns duns dịch axít H^S04:
CuFeS: + 2H; S 0 j = CuS04 + FeS04 + 2H-.S
Sau đó điện phàn tách đồns. Với As bans cách nướng quặns sunfua:
A g ,s + O-, = 2A® + SO-,
Để tách vàns khỏi sa khoáns. người ta dùns xvanua kiềm hòa tan vàns trons oxv khôn2 khí tạo thành phức Na[Au(CN),].
Sau đó tách vans bans cách dùna kẽm. chát khử manh hơn đẩy vàn® ra:
2Na [Au(CN)-, ] + Zn = Na-, [Zn(CN)4 ] + 2Au ỈL2.2. Các hợp chái cùa Cu. Ag. Au
* Hợp chất với oxy hóa (+ 1). đồns. bạc. vàn2 đều có hợp chãi có sỏ oxy hóa (+ 1). nhưng đặc truns nhất là những hợp chất của bạc. Các muối (+ 1 ) sồm oxýt. sunfua. halosenua bạc.
các muòì chứa oxy. phức chất...
Ờ điều kiện ihườns. các hợp chất của bạc đều khó tan (trừ muối AsNO' và phức chất) các hợp chất của bạc thường khòns bền. khi nhiệt phân de bị phân huỳ. Như haloeenua bạc bị phàn huÝ dưới tác dụns ánh sáns:
hv
2AsBr = 2 As + Br,
Ag20 = 2Ag + ^ 02
Phản ứng với hợp chất halogen được dùng trong công nghệ phim và giấy ảnh. Hợp chất sô' oxy hóa (+ 1) của đồng, bạc, vàng dễ tạo phức chất bền với muối xyanua, amoniac và KI cho phức chất có số phối trí 2:
CuC1 + 2NH3 =[C U +1(NH3)2]C1 AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl
Ag20 + 4N H3 + H20 = [Ag(NH3)2]OH
Phức chất loại [M (NH3)2]OH bền hơn hydroxýt tương ứng và mạnh gần bằng kiềm.
Các phản ứng tạo phức khác:
Agl + KI = K [ A gl2 ]
Cu20 + 2NaOH + H zO = 2 N a[C u+1 (OH)2]
Một phản ứng tạo phức đặc biệt khi tác dụng dung dịch N a^O j được sử dụng trong rửa ảnh:
AgBr + 2N a2S203 = N a3 [ Ag(S203)2 ] + NaBr Các hợp chất số oxy hóa (+ 1) dễ bị oxy hóa, kể cả oxy trong không khí.
4CuCl + 02 + 4HC1 = 4CuC12 + 2H 20 2CuCl ^ Cu + CuCl2
hay: 3AuC1 + KC1 = K[AuC14] + 2Au 172
Các hợp chat sò oxy hóa (+ 1) được điẻu chẽ bằng cách khử
ằợp chỏt Cu “ hoóc Au+5.
Ví dụ: 2Cu(OH)2 + HCHO = Cu-,0 + HCOOH + 2H;0 Hợp chãi nitơrat bạc (AgNO-) được dùns làm chải sát trùns rons V học. sử dụns trooa phòns thí nshiệm và sản xuất A s.
â i-,0 đẽ chẽ lạo thuý tinh màu. men sứ.
* Hợp chãt đồns. bạc. vàn 2 có sò oxv hóa (+ 2)
Hợp chát này chi đặc trims với đổna. Chúna thườns sặp dưới lạn? hợp chất oxýu halosenua. sunfua. hydroxýt. muối và các phức chất v.v...
ơ điều kiện thườn2 các hợp chất trẽn ỉà nhữns chất kết únh.
muối của axít manh và phức chất đều dễ tan. Còn các hvdroxýt.
oxýu sunfua. cacbonat của Cu (+ 2) đều khó tan. CuS. CuO có màu đen. Cu(OH>: có màu xanh. Đa sò các ũnh thể hvdrat của muốĩ đồng đều có màu xanh như Cu(N 0:j ; -6H:0 . CuSO Õ H ;0 v.v...
Trone duns dịch nước ion Cu-2 thuờns tồn tại dans ion phức [Cu(H;Oì5]~: có màu xanh, ion Cu*: khỏns có màu.
Về tính chãt hóa học CuO và Cu(OH I- có tính chất lưỡns rinh nhưn£ únh bazo mạnh hơn:
CinOH), - H;SO^ - C a S ạ -r H;0 CuiOH ụ - Na(OH) = Na- [CutOHK ] Còn nẽu ưons kiểm. Cu(OH)-. tan ít.
CuiOH u dễ mãt nước khi nune nón2 tạo CuO.
Phức chất Cu+2 thường có số phối trí 4 như [Cu(OH)4]+2, [Cu(NH3)4]+2... Phức của Cu+ với NH3 thường có màu xanh đặc trưng, nên người ta dùng phản ứng với NH3 nhận ra ion Cu+2.
Hợp chất bạc (+ 2) có hợp chất bền như các phức chất với các phối tử hữu cơ, Ag2F ít bền. Hợp chất + 2 của vàng không bền.
Hợp chất quan trọng trong kĩ thuật của đồng (+ 2) là CuS0 4.5H20 , ứng dụng làm màu khoáng vật, làm thuốc trừ sâu trong nông nghiệp v.v...
* Hợp chất đồng, bạc, vàng có sô' oxy hóa (+ 3)
Hợp chất (+ 3) chỉ đặc trung đối với vàng, có các hợp chất oxýt (Au20 3), hydroxýt (Au(OH)3), các loại halogennua (AuBr3), AuC13 hoặc sunfua Au2S3. Chúng là hợp chất khó tan, chỉ có AuC13 và AuBr3 là tan.
Sản phẩm đầu để điều chế các hợp chất khác là AuC13 (được điều chế bằng cách tác dụng bột vàng với khí Cl2 dư ở 200°C).
Oxýt, hydroxýt vàng (+ 3) là chất lưỡng tính:
Au(OH)3 + 4HNO3 - H [A u (N 03)4 ] + 3H20 Au(OH)3 + 4HC1 = H[AuC14] + 3H20
Các hợp chất (+ 3) của vàng dễ tạo phức với số phối trí là 4:
NaBr + AuBr3 =N a[A uBr4]
Hợp chất AuQ 3 dễ tạo arúon phức khi nó thuỷ phân trong nước:
AuC13 + h 2o = H2 [ AuOC13 ]
Với bạc và đồng hợp chất (+ 3) đã biết các oxýt (M20 3), halogenua (MF3) và nhiều phức chất như:
K3 [CuF6 ], K [ AgF4 ], K [Cu(OH)4 ], N aCuơ2 , v.v.. . 174
CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM Y m CỦA BẢNG HTTH