- 29 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ - Be(OH)2 Mg(OH)2 tan nước, Ca(OH)2 tương đối tan, hydroxyd lại tan nhiều nước Khi kết tinh từ dung dịch, chúng thường dạng hydrat tinh thể không màu (của Be Ca dạng M(OH)2.nH2O Sr Ba M(OH)2.8H2O) - Kém bền nhiệt, đun nóng chúng nước biến thành oxyd.Độ bền nhiệt tăng : Mg(OH)2 nước 150oC Ba(OH)2 1000oC b Hóa tính Trong dung dịch chúng baz tính baz tăng từ Be(OH)2 đến Ba(OH)2, riêng Be(OH)2 tan dung dịch đậm đặc hydroxyd hay carbonat kim loại kiềm Be(OH)2 + 2NaOH = Na2[Be(OH)4] c Điều chế - Be(OH)2, Mg(OH)2 cho kiềm tác dụng với dung dịch muối tương ứng BeCl2 + 2NaOH = Be(OH)2↓ + 2NaCl - Sr(OH)2, Ba(OH)2, Ca(OH)2 : cho oxyd tác dụng với nước Muối : Muối kim loại kiềm thổ dạng tinh thể, dung dịch phân ly hoàn toàn thành ion Các ion kim loại kiềm thổ không màu Trong muối kim loại kiềm thổ : - Các muối clorua, bromua, Iodua, acetat, sulfua, cyanua thiocyanat dễ tan - Muối florua khó tan (trừ BeF2 dễ tan) - Muối sulfat Be Mg tan nhiều sulfat khác tan, tan BaSO4 - Các muối cromat, oxalat, phosphat carbonat tan Độ tan muối phụ thuộc vào yếu tố : lượng mạng lưới tinh thể muối lượng hydrat hóa cation * Đối với muối anion có kích thước nhỏ (r- nhỏ) : yếu tố định đến độ tan lượng mạng lưới; độ tan tăng r+ tăng Ví dụ : Từ CaF2 đến BaF2 : độ tan tăng Emạng lưới Hồ Bích Ngọc ( KCal ) ptg CaF2 BaF2 624 566 Khoa Hóa Học - 30 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ * Đối với muối anion có kích thước lớn (r- lớn) yếu tố định đến độ tan lượng hydrat hóa (năng lượng mạng lưới xem không đổi r+ tăng không đáng kể so với r- nên r+ + r- ≈ const), độ tan tăng r+ nhỏ (năng lượng hydrat hóa lớn) Ví dụ : Từ CaSO4 đến BaSO4 : độ tan giảm Ehydrat hóa Hồ Bích Ngọc KCal ( ) ptg Ca2 377 Sr2+ Ba2+ 308 Khoa Hoùa Học - 31 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ CHƯƠNG IV : CÁC NGUYÊN TỐ PHÂN NHÓM IIIA I NHẬN XEÙT CHUNG B Al Ga In Tl [He]2s22p1 [Ne]3s23 [Ar]3d104s2 [Kr]4d10Ss2S [Xe]4f145d106s2 0,80 p1 4p1 p1 6p7 8,30 1,25 1,22 1,50 1,55 không xđ 5,98 6,00 5,79 6,10 Thế điện cực -1,66 -0,53 -0,34 +0,72 (V) 2,01 1,5 1,6 1,7 1,8 Cấu hình e Rntử cộng hóa trị (A0) EIon hóa I (eV) Độ âm điện - Bán kính nguyên tử, lượng ion hóa thay đổi bất thường nguyên tố Ga Tl nguyên tố nằm sau nguyên tố d nguyên tố f nên chịu ảnh hưởng trực tiếp co d co f Do vậy, tính kim loại nguyên tố Ga, In Tl lại giảm so với Al - B nguyên tố không kim loại phân nhóm có bán kính nguyên tử nhỏ hẳn; nguyên tố lại kim loại B lại thuộc chu kỳ có khả hình thành liên kết khác nguyên tố lại nên hóa học B có nhiều nét khác hóa học nguyên tố lại Nét giống nguyên tố số e- hóa trị giống nên thể số oxy hóa tương tự nhau, chúng có số orbital hóa trị lớn số e- hóa trị nên hình thành liên kết hóa học nhờ sử dụng e- độc thân orbital trống * Số oxy âm không đặc trưng nguyên tố phân nhóm có B có tính chất không kim loại nên tạo hợp chất với kim loại chúng có số oxy âm (các nguyên tố lại tạo hợp kim với kim loại khác) * Cấu hình e- hóa trị ns2np1 nên nguyên tắc chúng 3e M3+ Nhưng B kích thước nhỏ nên không cho ion B3+ mà cho hợp chất cộng hóa trị (năng lượng ion hóa B cao nên không bù đắp đủ lượng mạng tinh thể muối ion hay lượng hydrat hóa ion dung dòch) M – 3e- = M3+ (M : Al, Ga, In, Tl) Vì Eion hóa I 3), qua Al2O3.3H2O, Al2O3.H2O (AlOOH) đến Al2O3 - Al(OH)3 chất lưỡng tính điển hình, kết tủa dễ tan dung dịch acid vaø baz : Al(OH)3 + 3H3O+ = [Al(H2O)6]3+ Al(OH)3 + OH- + = [Al(OH)4(H2O)2]- , Hay [Al(OH)4]- [Al(OH)4]- + OH- = [Al(OH)5]2- [Al(OH)5]2- + OH- = [Al(OH)6]3- 2H2O Muoái khan thu làm bay dung dịch natrihydroxyd aluminat NaAlO2 (muối acid meta aluminic HAlO2 hay AlOOH) Tính acid Al(OH)3 yếu nên muối aluminat bị thủy phân mạnh dung dịch đậm đặc bị thủy phân hòan toàn dung dịch loãng cho kết tủa hydroxyd môi trường kiềm, nên pha loãng dung dịch aluminat hay sục khí CO2 vào dung dịch đó, Al(OH)3 kết tủa - Điều chế cách cho dung dịch kiềm hay nước amoniac tác dụng với dung dịch muối nhôm Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓ Nhôm sulfat phèn nhôm: a Nhôm sulfat Nhôm sulfat khan chất bột màu trắng, bị phân hủy t0 > 7700C Từ dung dịch nước, kết tinh dạng hydrat Al2(SO4)3.18H2O tinh thể đơn tà Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học - 42 - Giáo Trình Hoá Vô Cơ suốt (phèn đơn) Khí sấy chân không 500C bớt nước chuyển thành hydrat Al2(SO4)3.16H2O đun nóng đến 3400C, nước hoàn toàn biến thành muối khan Nhôm sulfat tan nước có phát nhiệt dung dịch có phản ứng acid thủy phân Al2(SO4)3 Al2(SO4)3 dễ kết + 6H2O = với sulfat hợp 2Al(OH)3 kim + 3H2SO4 loại kiềm tạo muối kép M2SO4.Al2(SO4)3.24H2O (phèn nhôm) - Công nghiệp điều chế Al2(SO4)3 cách đun nóng bauxit với H2SO4 ñaëc Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2SO4 t lọc, cô lại môi trường trung tính sulfat hydrat phèn đơn b Phèn nhôm Phèn loại muối kép có công thức M2SO4.È(SO4)3.24H2O M: Na, K, Rb, Cs, NH4, Te E: Al, Cr, Fe, Ga, In, Te, Co Chúng đồng hình với tạo nên tinh thể bát diện đẹp không màu hay có màu Phèn nhôm kali K2SO4.Al2(SO4)3.24 H2O tinh thể bát diện không màu, có vị chua chát, tan nước có thu nhiệt khí tan dễ bị thủy phân cho kết tủa Al(OH)3: Al3 + 3H2O ⇔ Al(OH)3 + 3H+ Phèn nhôm dùng để đánh nước, làm chất cầm màu việc nhuộm vải, dùng để thuộc da, hồ giấy Trong công nghiệp, điều chế phèn nhôm từ đất sét: Nung đất sét để khử nước rôì cho tác dụng vơí H2SO4 đặc nóng, tách dung dịch ra, thêm K2SO4 vào dung dịch rôì cho bay để nguội có phèn kết tinh lại Hồ Bích Ngọc Khoa Hóa Học ... tủa Al(OH )3 Na3[Al(OH)6] ⇔ Al(OH )3 + 3NaOH Lọc kết tủa đun 1200-1400 C, thu Al2O3 tinh khiết * Điều chế cryolite từ Al(OH )3 Na2CO3 HF 2Al(OH )3 + 12HF + 3Na2CO3 = 2Na3[AlF6] + 9H2O + 3CO2 * Điện... đổi từ Al2O3.nH2O (n >3) , qua Al2O3.3H2O, Al2O3.H2O (AlOOH) đến Al2O3 - Al(OH )3 chất lưỡng tính điển hình, kết tủa dễ tan dung dịch acid baz : Al(OH )3 + 3H3O+ = [Al(H2O)6 ]3+ Al(OH )3 + OH- + =... Na2CO3 = 2NaAlO2+ CO2 Al2O3 + 3K2S2O7 = Al2(SO4 )3 + 3K2SO4 - Trong công nghiệp, Al2O3 điều chế cách nung Al(OH )3 120014000C 2Al(OH )3 t = Al2O3 + 3H2O - Phần chủ yếu Al2O3 dùng để luyện nhôm, dùng