Bài giảng Hoá vô cơ 2: Chương 3.2 - TS. Lê Tiến Khoa

Bài giảng Hoá vô cơ 2 - Chương 3.2: Tính chất của kim loại d, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Phân loại hợp kim của kim loại d; Quá trình hình thành các hợp chất có thành phần thay đổi; Tính chất của hợp kim; Ứng dụng của hợp kim;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hoá vô cơ 2: Chương 3.2 - TS. Lê Tiến KhoaChương 3: Hóa học các nguyên tố dTÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI d GV: TS. Lê Tiến Khoa Tính chất vật lý của kim loại dTính chất vật lý của kim loại d Nguyên tố d đều là kim loại Dẫn nhiệt, dẫn điện tốt, có ánh kim Đa số đều ở trạng thái rắn (trừ Hg) Titanium Ti Vanadium V Sắt Fe Chromium Cr Đồng Cu Thủy ngân Hg Tính chất vật lý của kim loại dTính chất vật lý của kim loại d Kim loại d có To nóng chảy cao (trừ Hg): Max = 3387oC của W Trong một chu kỳ: To nóng chảy không có quy luật rõ ràng Tính chất hóa học của kim loại d Kim loại d: số oxh 0 Chỉ thể hiện tính khử Số oxh min = 0Tác dụng với H2O Kim loại d có EM+/M âm → có thể khử được H2O Tuy nhiên, kim loại d bền trong H2O  Hình thành một màng oxid trơ và đặc sít Bảo vệ kim loại Chỉ hoạt động khi ở dạng bột và nhiệt độ cao Tính chất hóa học của kim loại dTác dụng với H2O Ví dụ: • Trong H2O: Zn hình thành 1 lớp oxid đặc sít Dùng Zn để tráng lên tôn sắt • Trong H2O: Fe hình thành 1 lớp oxid Fe3O4 xốp Cho phép ăn mòn đến hết Tính chất hóa học của kim loạiT/d với acid không có tính oxh Tạo thành sản phẩm có số oxh thấp: Ti (III), V (III, IV), Cr (II, III), Mn (II), Fe (II)… Ví dụ: 2Ti + 6HCl  2TiCl3 + 3H2T/d với acid có tính oxh Tạo thành sản phẩm có số oxh cao: Ti (IV), V (V), Cr (III), Mn (VII), Fe (III)… Ví dụ: 3V + 8HNO3  3VO2NO3 + 5NO + 4H2O Tính chất hóa học của kim loạiT/d với kiềm nóng chảy Tạo thành các muối tương ứng (nhất là khi có chất oxh) Ví dụ: Ti + 4NaOH  Na4TiO4 + H2 4V + 12KOH + 5O2  4K3VO4 + 6H2O Mo + 3NaNO3 + 2NaOH  Na2MoO4 + 3NaNO2 + H2OT/d với oxi, fluor, cacbon Với oxi tạo oxid: TiO2, V2O5, Cr2O3, Mn3O4… Với fluor tạo fluorur: VF5, CrF3, CrF4, CrF5, MnF3, MnF4… Với cacbon tạo cacbur: Fe3C Hợp chất không tỷ lượng Với nitơ tạo nitrur: Fe2N, Fe4N Tính chất hóa học của kim loạiĐối với các kim loại có thế dương Chỉ có thể tan trong acid có tính oxi hóa mạnh Ví dụ: Au + HNO3 + 4HCl  H[AuCl4] + NO + 2H2O Hg + HNO3 (đđ)  4Hg(NO3)2 + 2NO2 6Hg + 8HNO3 (lg)  3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H2O Au tan tốt trong nước cường thủy Tính chất hóa học của kim loạiĐối với các kim loại có thế dương Kim loại quý họ Pt: Ru, Rh, Os, Ir và Pt (trừ Pd)  Hình thành một màng oxid hoặc muối khan không tan Ngăn cản acid tác dụng tiếp với kim loại Tính chất hóa học của kim loạiT/d với dung dịch kiềm Zn tan được trong môi trường kiềm Ví dụ: Zn + 2NaOH + 2H2O  Na2[Zn(OH)4] + H2  Zn có tính khử mạnh Cu, Ag, Au và kim loại nhóm Pt: chỉ tác dụng với kiềm khi có chất oxh Ví dụ: Ru + 2NaOH + 3KClO3  Na2RuO4 + 3KCl + 2H2O Tính chất hóa học của kim loạiẢnh hưởng của môi trường Khi môi trường có tác nhân tạo phức, tạo tủa Giảm thế oxi hóa khử của kim loại Hòa tan kim loại dễ dàng hơn Ví dụ: 4Au + O2 + 8NaCN + 2H2O  4Na[Au(CN)2] + 4NaOH 2Cu + O2 + 8NH3 + 2H2O  4[Cu(NH3)4](OH)2Chương 3: Hóa học các nguyên tố dHỢP KIM VÀ HỢP CHẤT CÓ THÀNH PHẦN THAY ĐỔI GV: TS. Lê Tiến Khoa Phân loại hợp kim KL d dễ tạo hợp kim với KL d hoặc KL s, p hoặc cả PKPhân loại hợp kim của kim loại d Hỗn hợp cơ học: hỗn hợp vi tinh thể của các KL khác nhau • Không hòa tan vào nhau ở trạng thái rắn • Không tạo hợp chất hóa học Ví dụ: Hợp kim Pb-Sb Ứng dụng: khuôn đúc, hàn, tấm che bức xạ... Phân loại hợp kimPhân loại hợp kim của kim loại d Dung dịch rắn của KL có thành phần biến thiên trong 1 khoảng rộng • Dung dịch rắn hoàn toàn • Dung dịch rắn hạn chế Ví dụ: Hợp kim Ag-Au hòa tan vô hạn vào nhau Hợp kim Al–Cu có hàm lượng Cu (0,5–5,65% khối lượng) Hợp chất kim loại là hợp kim có thành phần hóa học xác định Ví dụ: Fe2Ti, CuAl2, CuSn, Cu6Sn, Ti2Sn, Ti5Sn3, Ti6Sn5… Phân loại hợp kimChế tạo hợp kim gang – thép Lò luyện gang (lò cao)  Lò luyện thép (lò chuyển) Phối liệu: quặng Fe (oxit) + trợ chảy (vôi) + than cốc Không khí nóng (1200oC) Quá trình hình thành các hợp chất có thành phần thay đổiCơ chế phản ứng KL d phản ứng với PK có kích thước nhỏ (O2, N2, H2, C, B) • Bước 1: tạo dd rắn xâm nhập: PK chuyển thành ngtử Hợp chất có • Các ngtử tham gia xây dựng vùng d của kim loại ...