Kim loại kiềm thổ là gì? Công thức, Tính chất và cách bảo quản kim loại kiềm thổ

You are viewing the article: Kim loại kiềm thổ là gì? Công thức, Tính chất và cách bảo quản kim loại kiềm thổ at Cokovietnam.vn

Kim loại kiềm thổ là gì?

• Theo định nghĩa, kim loại kiềm thổ là một dãy các nguyên tố ở nhóm nguyên tố 2 của bảng tuần hoàn các nguyên tố. Ví dụ như canxi, magiê, stronti, radium, berili hoặc bari.

• Nói chung, các kim loại kiềm thổ được đặt tên theo oxit của chúng. Với

  , trước đây được gọi là berilia, magiesia, strontia và baryta, vôi sống.

• Các kim loại này được gọi là kim loại kiềm thổ vì tính chất của chúng là trung gian tự nhiên giữa kiềm (còn được gọi là oxit của kim loại kiềm) và kim loại kiềm.

  hiếm (còn được gọi là oxit của kim loại đất hiếm)

Cấu tạo của kim loại kiềm thổ

Vị trí của các kim loại kiềm thổ trong bảng tuần hoàn:

• Các kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA trong bảng tuần hoàn

• Cụ thể, trong một chu kỳ, kim loại kiềm thổ đứng sau kim loại kiềm.

• Các kim loại kiềm thổ gồm có: Berili (Be); Magie (Mg); Canxi (Ca); Stronti (Sr); Bari (Ba) hoặc Radium (Ra) (Trong đó Radium là nguyên tố phóng xạ không bền).

Tính chất vật lí của kim loại kiềm thổ là gì?

• Màu sắc: Kim loại kiềm thổ có màu trắng bạc hoặc xám nhạt.

• Điểm nóng chảy và điểm sôi tương đối thấp.

• Độ cứng cao hơn các kim loại kiềm nhưng vẫn thấp.

• Tỷ trọng tương đối thấp, là kim loại nhẹ hơn nhôm (trừ Ba)

Ghi chú: Nói chung, ngoại trừ Be và Mg, các kim loại kiềm thổ tự do và các hợp chất dễ bay hơi, cháy khi tiếp xúc với ngọn lửa không màu và tạo cho ngọn lửa có màu đặc trưng.

• Ca: Đỏ cam

  • Sr: Son đỏ

• Ba: Màu xanh lá cây hơi vàng

• Be, Mg: lục giác

• Ca: khối lập phương tâm mặt

• Ba: khối tâm

• Sr: khối lập phương tâm mặt

Các đại lượng vật lý của nhóm IIA thay đổi không đều và một số tính chất hóa học được thể hiện khác nhau.

• Dolomite: (CaCO_ {3} .MgCO_ {3} )

• Canxi: (CaCO_ {3} )

• Magiê: (MgCO_ {3} )

• Đá nham thạch: (MgSiO_ {3} )

Kim loại kiềm thổ có những tính chất hóa học nào?

• Kim loại kiềm thổ là chất khử mạnh, yếu hơn kim loại kiềm. Tính khử của kim loại kiềm thổ tăng từ (Be rightarrow Ba )

(M-2e rightarrow M ^ {2 +} )

• Khi đun nóng trong không khí, các kim loại kiềm thổ đều bốc cháy tạo thành oxit, phản ứng tỏa nhiều nhiệt.

Ví dụ :

(2Mg + O_ {2} rightarrow 2MgO ) ( Delta H = -610KJ / mol )

• Trong không khí ẩm Ca, Sr, Ba tạo thành lớp cacbonat (phản ứng với không khí như oxi), vì vậy cần bảo quản các kim loại này trong bình thật kín hoặc trong dầu hỏa khan.

• Khi đun nóng, tất cả các kim loại kiềm thổ đều tương tác mạnh với halogen, nitơ, lưu huỳnh, photpho, cacbon, silic.

Ví dụ:

(Ca + Cl_ {2} rightarrow CaCl_ {2} )

(2Mg + Si rightarrow Mg_ {2} Si )

• Do có ái lực lớn hơn oxi nên khi nung nóng kim loại kiềm thổ khử được nhiều oxit bền ( (CO_ {2}, SiO_ {2}, Al_ {2} O_ {3}, Cr_ {2} O_ {3},… )).

Ví dụ:

(2Mg + CO_ {2} rightarrow 2MgO + C )

• Phản ứng với (HCl, H_ {2} SO_ {4} (l) ): Kim loại kiềm khử ion (H ^ {+} ) thành (H_ {2} )

(Mg + 2H ^ {+} rightarrow Mg ^ {2+} + H_ {2} )

• Phản ứng với chất rắn (HNO_ {3}, H_ {2} SO_ {4} ): Giảm (N ^ {5+}, S ^ {6 +} ) đến các trạng thái oxy hóa thấp hơn.

(4Ca + 10HNO_ {3} (l) mũi tên phải 4Ca (NO_ {3}) _ {2} + NH_ {4} NO_ {3} + 3H_ {2} O )

(Mg + 4HNO_ {3} (d) rightarrow Mg (NO_ {3}) _ {2} + 2NO_ {2} + 2H_ {2} O )

• Ca, Sr, Ba phản ứng với nước ở nhiệt độ thường tạo thành dung dịch bazơ:

(Ca + 2H_ {2} O rightarrow Ca (OH) _ {2} + H_ {2} )

• Mg không tan trong nước lạnh, tan chậm trong nước nóng tạo thành MgO.

(Mg + H_ {2} O rightarrow MgO + H_ {2} )

• Be không tan trong nước ngay cả ở nhiệt độ cao vì có một lớp oxit bền bảo vệ. Nhưng Be có thể tan trong dung dịch kiềm mạnh hoặc kiềm nóng chảy tạo beriat:

(Be + 2NaOH + 2H_ {2} O rightarrow Na_ {2}[Be(OH)_{4}] + H_ {2} )

(Be + 2NaOH _ {(nc)} rightarrow Na_ {2} BeO_ {2} + H_ {2} )

Bạn đang xem bài viết tại: https://Cokovietnam.vn/

Tính chất hóa học của các kim loại kiềm thổ

Kim loại kiềm thổ có tính khử mạnh, nhưng lại yếu hơn so với kim loại kiềm. Tính khử tăng dần từ Be → BA.

M – 2e → M²⁺

Tác dụng với phi kim

Khi đốt nóng trong không khí, các kim loại kiềm thổ đều bốc cháy và tạo oxit, phát ra nhiều nhiệt, chẳng hạn như phương trình:  2Mg + O₂ → 2MgO  ∆H= – 610 KJ/mol

Trong điều kiện không khí ẩm Ca, Sr, Ba phản ứng với không khí như oxi tạo nên lớp cacbonat. Do vậy cần bảo quản kim loại kiềm thổ này trong bình kín hay trong dầu hỏa khan. 

Các kim loại kiềm thổ có khả năng tương tác mãnh liệt với halogen, nitơ, lưu huỳnh, photpho, cacbon, siliC trong điều kiện nhiệt độ cao. Chẳng hạn như:

• Ca + Cl₂  → CaCl₂
• Mg + Si → Mg₂Si

Khi được đun nóng, kim loại kiềm thổ có thể khử nhiều oxit bền như: B₂O₃, CO₂, SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, Cr₂O₃,

• 2Be + TiO₂  →  2BeO + Ti
• 2Mg + CO₂ →  2MgO + C

Tác dụng với axit

• Khi kim loại kiềm tác dụng với HCL hay H₂SO₄ loãng, ion H⁺ sẽ được khử thành H₂: Mg + 2H⁺ → Mg²⁺ + H₂
• Khi kim loại kiềm tác dụng với HNO₃ hay H₂SO₄ đặc sẽ có phản ứng khử N⁺⁵, S⁺⁶ thành các hợp chất mức oxi hóa thấp hơn.

4Ca + 10HNO­_3 (l) → 4Ca(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

Mg + 4HNO_3 đđ → Mg(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Tác dụng với nước

• Các kim loại kiềm thổ: Ca, Sr, Ba khi tác dụng với nước ở nhiệt độ thường tạo ra dung dịch bazơ: Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H2 ↑
• Mg không tan trong nước lạnh nhưng tan chậm trong nước nóng tạo hỗn hợp MgO:

Mg + H₂O → MgO + H₂↑

• Do có lớp oxit bảo vệ, Be không tan trong nước dù ở nhiệt độ cao, có thể tan trong dung dịch kiềm mạnh hoặc kiềm nóng chảy tạo berilat:

Be + 2NaOH + 2H₂O → Na₂[Be(OH)₄] + H₂

Be + 2 NaOH_{(nóng chảy)} → Na₂BeO₂ + H₂

Bạn đang xem bài viết tại: https://Cokovietnam.vn/

Ứng dụng và điều chế kim loại kiềm thổ

• Kim loại Be

  : Được sử dụng như một chất phụ gia để tạo ra các hợp kim có độ đàn hồi cao, bền, chắc, không bị ăn mòn.

• Ca kim loại:

  Được sử dụng như một chất khử để tách oxy và lưu huỳnh khỏi thép, và làm khô một số hợp chất hữu cơ.

• Kim loại Mg:

  Còn nhiều ứng dụng nữa là tạo hợp kim cứng, nhẹ, bền để chế tạo máy bay, tên lửa, ô tô… Ngoài ra, Mg còn được dùng để tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ. Bột Mg trộn với chất oxi hóa được dùng để làm đèn ngủ dùng trong pháo sáng và máy ảnh.

• Trong tự nhiên, các kim loại kiềm thổ chỉ tồn tại ở dạng ion (M ^ {2 +} ) trong các hợp chất.

• Phương pháp cơ bản là điện phân các muối nóng chảy của chúng.

Ví dụ:

(CaCl_ {2} overset {dpnc} { rightarrow} Ca + Cl_ {2} )

(MgCl_ {2} overset {dpnc} { rightarrow} Mg + Cl_ {2} )

• Một số phương pháp khác:

+) Dùng than cốc để khử MgO; CaO từ dolomit bằng febositic (hợp chất của Si và Fe) tại nhiệt độ cao và trong chân không.

(MgO + C rightarrow Mg + CO )

(CaO + 2MgO + Si rightarrow 2Mg + CaO.SiO_ {2} )

+) Dùng nhôm hoặc magie để khử muối Ca, Sr, Ba trong chân không ở (1100 ^ { circle} C rightarrow 1200 ^ { circle} C )

(2Al + 4CaO rightarrow CaO.Al_ {2} O_ {3} + 3Ca )

(2Al + 4SrO rightarrow SrO.Al_ {2} O_ {3} + 3Sr )

(2Al + 4BaO rightarrow BaO. Al_ {2} O_ {3} + 3Ba )

Bạn đang xem bài viết tại: https://Cokovietnam.vn/

Bài tập

Câu 1: Cho 2 gam một kim loại thuộc nhóm IIA tác dụng hết với dung dịch HCl tạo ra 5,55 gam muối clorua. Kim loại đó là kim loại nào sau đây?

A. Be.                                B. Mg.                               C. Ca.                                D. Ba.

Câu 2: Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử kim loại kiềm thổ có số electron hoá trị là

A. 1e.                                B. 2e.                                 C. 3e.                                 D. 4e.

Câu 3: Để oxi hoá hoàn toàn một kim loại M hoá trị II thành oxit phải dùng một lượng oxi bằng 40% lượng kim loại đã dùng. Kim loại M là

A. Zn.                                B. Mg.                               C. Ca.                                D. Ba.

Câu 4: Nung hỗn hợp muối cacbonat của hai kim loại kế tiếp nhau trong nhóm IIA tới khối lượng không đổi thu được 2,24 lít CO2 (đktc) và 4,64 gam hỗn hợp hai oxit. Hai kim loại đó là

A. Mg và Ca.                    B. Be và Mg.                     C. Ca và Sr.                       D. Sr và Ba.

Câu 5: Cho 18,4 gam hỗn hợp hai muối cacbonat của hai kim loại thuộc nhóm IIA ở hai chu kì liên tiếp tác dụng hết với dung dịch HCl. Cô cạn dung dịch sau khi phản ứng thu được 20,6 gam muối khan. Hai kim loại đó là

A. Be và Mg.                    B. Mg và Ca.                     C. Ca và Sr.                       D. Sr và Ba.

ĐÁP ÁN

1	2	3	4	5
C	B	C	A	B

 

Như vậy, bài viết trên của Cokovietnam đã tổng hợp kiến ​​thức về chủ đề Kim loại kiềm thổ là gì cũng như các nội dung liên quan. Hi vọng qua bài viết các bạn đã hiểu được khái niệm, tính chất và ứng dụng của kim loại kiềm thổ. Chúc may mắn với các nghiên cứu của bạn!

Bạn đang xem bài viết tại: https://Cokovietnam.vn/

Cokovietnam.vn cũng giúp giải đáp những vấn đề sau đây:

See more articles in the category: Cách bảo quản