kim loại kiềm thổ hợp chất

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (272.43 KB, 6 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

Biên soạn: HÓA HỌC MỖI NGÀY Website:www.hoahocmoingay.com
FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày Email:

A. KIM LOẠI KIỀM THỔ

I – VỊ TRÍ TRONG BẢNG TUẦN HỒN, CẤU HÌNH ELECTRON NGUN TỬ 
1. Vị trí của KLK thổ trong bảng tuần hồn

- Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA của bảng tuần hồn, gồm các nguyên tố beri (Be), magie (Mg),
canxi (Ca), stronti (Sr), bari (Ba) và rađi (Ra, là nguyên tố phóng xạ).

- Trong mỗi chu kì, ngun tố KLK thổ đứng sau nguyên tố KLK.
2. Cấu tạo và tính chất của KLK

- Cấu hình electron ở lớp ngoài cùng là ns2: Be: [He]2s2; Mg: [Ne]3s2; Ca: [Ar]4s2;Sr: [Kr]5s2; Ba:
[Xe]6s2 nên KLK thổ là những nguyên tố s. Do có 2e ở lớp ngoài cùng nên dễ nhường e tạo cation
M2+:

M  M2+ + 2e

- KLK thổ có tính khử mạnh (chỉ sau KLK) và tính khử tăng dần từ Be  Ba.
- Trong các hợp chất, KLK thổ chỉ có số oxi hóa là +2.

II – TÍNH CHẤT VẬT LÍ 
- Màu trắng bạc, có thể dát mỏng.

- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sơi của các KLK thổ tuy có cao hơn các KLK nhưng vẫn tương đối
thấp (trừ Be có tonc khá cao 1280oC).

- Khối lượng riêng nhỏ, nhẹ hơn nhôm (trừ Ba). Độ cứng cao hơn các kim loại kiềm nhưng vẫn tương
đối mềm.

- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi và khối lượng riêng của các KLK thổ không biến đổi theo một quy 
luật nhất định như KLK vì các KLK thổ có kiểu mạng tinh thể không giống nhau: Be, Mg (lục
phương); Ca, Sr (lập phương tâm diện); Ba ( lập phương tâm khối).

- Màu ngọn lửa khi đốt KLK thổ hay các hợp chất của chúng: Mg (chói sáng trắng); Ca (đỏ cam); Sr
(đỏ tía); Ba (vàng lục).

III – TÍNH CHẤT HỐ HỌC

Các ngun tử KLK thổ có năng lượng ion hố tương đối nhỏ, vì vậy KLK thổ có tính khử mạnh. Tính 
khử tăng dần từ Be đến Ba.

M M2+ + 2e 
 trong các hợp chất các KLK thổ có số oxi hố +2.

1. Tác dụng với phi kim

0 0 +2 -2

t C
2

2 Mg + O  2 Mg O

0 0 +2 -1

t C

2 2

Ca + Cl  Ca Cl

0 0 +2 -2

t C

Mg + S  Mg S

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

Biên soạn: HÓA HỌC MỖI NGÀY Website:www.hoahocmoingay.com
FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày Email: 
2. Tác dụng với axit

a) Với HCl, H2SO4 loãng

2Mg + 2HCl0 +1 MgCl+2 2 + H02

b) Với HNO3, H2SO4 đặc

3. Tác dụng với nước

- Ở nhiệt độ thường, Ca, Sr, Ba tác dụng với H2O tạo thành dung dịch bazơ:

Ca + 2H2O  Ca(OH)2 + H2↑

Nhận xét:

H
OH

n  2.n

- Mg tác dụng rất chậm với H2O ở nhiệt độ thường tạo Mg(OH)2

Mg + 2H2O  Mg(OH)2  + H2↑

Mg tác dụng với hơi nước nóng:

Mg + H2O(hơi)

t C

 MgO + H2↑

CHÚ Ý: Mg cũng cháy trong mãnh liệt trong CO2 (không dùng CO2 dập tắt lửa chứa Mg và kim loại mạnh khác):
2Mg + CO2

t C

2MgO + C

- Be không khử được nước dù ở nhiệt độ cao.
4. Tác dụng với dung dịch kiềm

Chỉ có Be tác dụng và tan trong dung dịch kiềm đun nóng:

Be + 2NaOH t Co Na2BeO2 + H2
Natri berilat

5. Tác dụng với dung dịch muối

- Nếu kim loạitác dụng với H2O thì sẽ tác dụng với H2O trước tạo dung dịch kiềm, sau đó kiềm sẽ tác

dụng với muối.

Ví dụ: Cho canxi vào dung dịch CuCl2:

Ca + 2H2O  Ca(OH)2 + H2

Ca(OH)2 + CuCl2 Cu(OH)2 + CaCl2

- Nếu kim loại kiềm thổ khơng tác dụng với H2O thì đẩy kim loại đứng sau ra khỏi muối.

Mg + FeCl2  MgCl2 + Fe

IV – ĐIỀU CHẾ

Dùng phương pháp điện phân nóng chảy muối halogenua của chúng.

VD: MgCl2 ñpncMg + Cl2

CaCl2 ñpncCa + Cl2

V. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

Trong tự nhiên, các kim loại kiềm thổ tồn tại dưới dạng hợp chất dưới dạng các quặng:
+ Đá vôi (can-xit) : CaCO3, + Đolomit : MgCO3.CaCO3

+ Photphorit : Ca3(PO4)2, + Apatit : 3Ca3(PO4)2.CaF2

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

Biên soạn: HÓA HỌC MỖI NGÀY Website:www.hoahocmoingay.com
FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày Email: 
VI – ỨNG DỤNG

- Dùng chế tạo các hợp kim có tính chất đặc biệt: Mg tạo hợp kim bền, nhẹ; Be tạo hợp kim bền, có
tính đàn hồi, khơng bị ăn mịn.

- Mg cịn dùng để tổng hợp nhiều chất hữu cơ, chế tạo chất chiếu sáng ban đêm.
- Ca dùng làm chất khử để tách oxi, lưu huỳnh ra khỏi thép.

- Các kim loại kiềm thổ khác ít có ứng dụng trong thực tế.

B. MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA CANXI 
1. CANXI HIĐROXIT, Ca(OH)2 (VƠI TƠI)

a) Tính chất vật lí

- Ca(OH)2 là chất rắn màu trắng, ít tan trong nước. Dung dịch Ca(OH)2 (nước vôi trong) là một bazơ

mạnh:

Ca(OH)2  Ca2+ + 2OH

-b) Tính chất hóa học

- Dung dịch Ca(OH)2 có những tính chất chung của một bazơ tan:

+ Làm quỳ tím hóa xanh, làm phenolphtalein từ khơng màu hóa hồng.
+ Tác dụng với oxit axit:

CO2 + Ca(OH)2  CaCO3↓ + H2O (dùng nhận biết khí CO2)

2CO2 + Ca(OH)2  Ca(HCO3)2

+ Tác dụng với axit:

Ca(OH)2 + HCl CaCl2 + H2O

+ Tác dụng với dung dịch muối:

Ca(OH)2 + CuSO4CaSO4 + Cu(OH)2

- Tác dụng với halogen:

2Ca(OH)2 + 2Cl2 CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O

c) Điều chế

Ca + 2H2O  Ca(OH)2 + H2

CaO + H2O  Ca(OH)2

CaCl2 + 2H2O màng ngăn xốpđpdd Ca(OH)2 + Cl2 + H2

d) Ứng dụng

Ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp: sản xuất NH3, CaOCl2, vật liệu xây dựng,

2. CANXI CACBONAT (đá vơi), CaCO3

a) Tính chất vật lí

- Chất rắn màu trắng, không tan trong nước, không hút nước.

b) Tính chất hóa học

- Bị phân huỷ ở nhiệt độ cao khoảng 1000oC:

CaCO3 CaO + CO2
t0

- CaCO3 là muối của axit yếu cacbonic nên tác dụng với axit mạnh hơn nó:

CaCO3 + 2HCl  CaCl2 + CO2 + H2O

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Biên soạn: HÓA HỌC MỖI NGÀY Website:www.hoahocmoingay.com
FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày Email: 
- CaCO3 bị hoà tan trong nước có hồ tan khí CO2

CaCO3 + CO2 + H2O

(1)
(2)



Ca(HCO3)2

CHÚ Ý: + Chiều (1): giải thích sụ xâm thực của nước mưa (có chứa CO2) đối với đá vơi

+ Chiều (2): giải thích sự tạo thạch nhũ trong các hang động, sự tạo cặn đá vôi trong ấm nước đun nóng.

c) Điều chế

CO2 + Ca(OH)2  CaCO3↓ + H2O

CaO + CO2 CaCO3↓

Ca(OH)2 + Na2CO3 CaCO3↓ + 2NaOH

Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2  2CaCO3↓ + 2H2O

d) Ứng dụng

- Đá vôi dùng làm vật liệu xây dựng, sản xuất vôi, xi măng, thủy tinh
- Đá hoa dùng trong các cơng trình mĩ thuật (tạc tượng, trang trí,...).
- Đá phấn dễ nghiền thành bột làm phụ gia thuốc đánh răng,...
3. CANXI SUNFAT, CaSO4

- Trong tự nhiên, CaSO4 tồn tại dưới dạng muối ngậm nước CaSO4.2H2O gọi là thạch cao sống.

- Thạch cao nung:

160 C

4 2 4 2 2

CaSO .2H Oe  CaSO .H O + H O
Thạch cao sống Thạch cao nung

Thạch cao nung là chất màu trắng, dễ nghiền thành bột mịn. Khi nhào bột đó với nước tạo
thành một loại bột nhão có khả năng đơng cứng nhanh.

- Thạch cao khan là CaSO4

350 C

4 2 4 2

CaSO .2H O  CaSO + 2H O

Thạch cao sống Thạch cao khan

C. NƯỚC CỨNG 
1. Khái niệm:

- Nước chứa nhiều ion Ca2+ và Mg2+ được gọi là nước cứng.

- Nước chứa ít hoặc khơng chứa các ion Mg2+ và Ca2+ được gọi là nước mềm.
2. Phân loại:

a) Tính cứng tạm thời: Gây nên bởi các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2.

Ca(HCO3)2 Ca2+ + 2HCO3-

Mg(HCO3)2 Mg2+ + 2HCO3

-b) Tính cứng vĩnh cữu: Gây nên bởi các muối sunfat, clorua của canxi và magie.
CaCl2  Ca2+ + 2Cl

-MgCl2  Mg2+ + 2Cl

-CaSO4 Ca2+ + SO24


MgSO4 Mg2+ +

2
4
SO 
- Khi đun sôi, các muối này khơng bị phân huỷ.

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

Biên soạn: HĨA HỌC MỖI NGÀY Website:www.hoahocmoingay.com
FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày Email: 
3. Tác hại

- Đun sôi nước cứng lâu ngày trong nồi hơi, nồi sẽ bị phủ một lớp cặn. Lớp cặn dày 1mm làm tốn thêm
5% nhiên liệu, thậm chí có thể gây nổ.

- Các ống dẫn nước cứng lâu ngày có thể bị đóng cặn, làm giảm lưu lượng của nước.

- Quần áo giặt bằng nước cứng thì xà phịng khơng ra bọt, tốn xà phịng và làm áo quần mau chóng hư
hỏng do những kết tủa khó tan bám vào quần áo.

- Pha trà bằng nước cứng sẽ làm giảm hương vị của trà. Nấu ăn bằng nước cứng sẽ làm thực phẩm lâu
chín và giảm mùi vị.

4. Cách làm mềm nước cứng

Nguyên tắc: Làm giảm nồng độ các ion Ca2+, Mg2+ trong nước cứng.

a) Phương pháp kết tủa

Tính cứng tạm thời:

- Khi đun sôi nước, các muối Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2 bị phân huỷ → tính cứng bị mất.
Ca(HCO3)2 t CaCO3 + CO2 + H2O

Mg(HCO3)2 t MgCO3 + CO2 + H2O
0

- Dùng Ca(OH)2 vừa đủ, Na2CO3 (hoặc Na3PO4):

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2  2CaCO3↓ + 2H2O

Ca(HCO3)2 + Na2CO3 CaCO3↓ + 2NaHCO3
Tính cứng vĩnh cữu: Dùng Na2CO3 (hoặc Na3PO4):

CaSO4 + Na2CO3  CaCO3↓ + Na2SO4

b) Phương pháp trao đổi ion

- Dùng các vật liệu polime có khả năng trao đổi ion, gọi chung là nhựa cationit. Khi đi qua cột có chứa
chất trao đổi ion, các ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước cứng đi vào các lỗ trống trong cấu trúc polime,
thế chỗ cho các ion Na+ hoặc H+ của cationit đã đi vào dung dịch.

- Các zeolit là các vật liệu trao đổi ion vô cơ cũng được dùng để làm mềm nước.
5. Nhận biết ion Ca2+, Mg2+ trong dung dịch

Thuốc thử: dung dịch muối CO23 và khí CO2.

Hiện tượng: Có kết tủa trắng, sau đó kết tủa bị hồ tan.

Phương trình phản ứng:

Ca2+ + CO23  CaCO3↓
CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 (tan)

Ca2+ + 2HCO3

-Mg2+ + CO32  MgCO3↓
MgCO3 + CO2 + H2O Mg(HCO3)2 (tan)

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

-Biên soạn: HÓA HỌC MỖI NGÀY Website:www.hoahocmoingay.com
FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày Email: