hóa vô cơ nhóm 8b đại học mỏ địa chất

hóa vô cơ nhóm 8b đại học hóa vô cơ nhóm 8b đại học mỏ địa chất vô cơ nhóm 8b đại học mỏ địa chấtỏ địa chấthóa vô cơ nhóhóa vô cơ nhóm 8b đại học mỏ địa chấtm 8b đại học mỏ địa chấthóa vô cơ nhóm 8b đạhóa vô cơ nhóm 8b đại học mỏ địa chấti học mỏ địa chấthóa vô cơ nhóm 8b đạhóa vô cơ nhóm 8b đại học mỏ địa chấti học mỏ địa chất

MÔN : HÓA VÔ

CƠ PHẦN 2

BÀI THUYẾT TRÌNH

GV h ng d n: Lê ướ ẫ

Th Ph ng Th o ị ươ ả

Phân nhóm VIIIB gồm 3 bộ

nguyên tố D

bộ thứ 2 gồm: ruteni (Ru), rodi (Rh) và paladi

CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM

VIIIB

Họ sắt

Họ Platin

Nguyên tố Đặc điểm

18,15

-0,23

2,10

4d75s 1

1,34

0,85 7,37

-18,10

0,60

4d105s 0

1,37

0,88 8,34

16,00

1,15

5d96s 1

1,35

0,90 8,90

18,6

1,20

Đa số các nguyên tố này lớp electron ngoài cùng có 2e nên chúng đều là kim loại Mức oxy hóa đặc trưng của các nguyên tố này là 2,3,4 Riêng Fe, Co, Ni chỉ có mức oxy hóa cao nhất bằng 6, còn các nguyên tố còn lại có mức oxy hóa cao nhất là 8.

Fe α Fe β Fe γ Fe δ 7000c 9110c 13900c Fe l ng15360cỏ

Dưới đây là một số hằng số vật lí quan trọng

Kim loại Tính chất vật lí

1495 2900 425 8,9 5,5 10 8

1455 2770 424 8,9 5 14 7

Tác dụng với phi kim

Ở đk thường không có hơi ẩm, chúng tác dụng rất chậm với các phi kim điển hình như: O2 , Cl2 , Br2, S; nhưng khi đun nóng và nghiền nhỏ kim loại thì chúng phản ứng mãnh liệt với các phi kim này.

2Fe + 3/2O2 + pH2O = Fe2O3.pH2O 2Fe + 3O2 2Fe2O3

>3000C

>500oC

Tác dụng với acid

* Tác dụng với acid thường, Fe dễ bị hoa tan; Ni, Co tan chậm

M + 2H+ = M2+ + H2

* Thụ động trong acid HNO3 và H2SO4 đặc nguội.

* Tác dụng với acid có tính OXH mạnh

Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + 3H2O

2Fe +6H2SO4đ,n = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Các họ nguyên tố họ sắt có khả năng hấp thụ Cacbon(II) oxit CO tạo thành cacbonyl: Fe2(CO)9, Co2(CO)8, Ni(CO)4,, Fe(CO)5

Phản ứng hấp thụ

a Trạng thái tự nhiên

• Sắt là loại phổ biến nhất trên trái đất sau nhôm: nó chiếm 4%(k.l) của vỏ quả đất Trong thiên nhiên, Fe có 4 đồng vị bền: 54Fe, 56Fe(91,68%), 57Fe và

58Fe

• Những quặng quan trọng nhất của Fe là hematit (Fe2O3) chứa 60% Fe,

manhetit (Fe3O4) chứa 72% Fe, pyrit (FeS2) và xiderit (FeCO3) chứa

35% Fe.

• Coban, Niken là nhũng nguyên tố kèm phổ biến hơn, hàm lượng của chúng

trong vỏ quả đất tương ứng là 0,004% và 0,01% (k.l) Trong thiên nhiên,

Coban có duy nhất 1 đồng vị bền là Co, Niken có 5 đồng vị bền là: 58Ni

(67,7%), 60Ni, 61Ni, 62Ni và 64Ni.

3 Trạng thái tự nhiên, điều chế, ứng dụng

Pirit

b Điều chế

đp

1 Các hợp chất hóa trị 2

Hợp chất của Fe(II) dễ biến thành hợp chất của Fe(III) Khả năng biến đổi hóa trị như vậy giảm dần

từ Fe đến Ni.

٭Sắt(II), Coban(II) và Niken(II) oxit MO.

٭Sắt(II), Coban(II) và Niken(II) hidroxit M(OH)2.

٭Muối sắt(II), Coban(II) và Niken(II) (muối M(II)).

٭Dihalogenua MX2.

٭Muối sunfat MSO4.

٭Phức chất của M(II): +Phức Anomicat.

+Phức Xianua.

Các hợp chất

Ni(NO3)2 CoCl2

Ni(NH2SO3)2.4H2O

MO không tan trong nước, dễ tan trong acid

MO + 2H+ = M2+ + H2O

Thể hiện tính oxi hóa

MO + H2 = M + H2O

Thể hiện tính khử

2FeO + 4H2SO4 = Fe2(SO4)3 + SO2 +4H2O

• Riêng CoO có tính lưỡng tính

CoO + 2HCl = CoCl2 + H2O

CoO + 2NaOHđ,n +H2O = Na2[Co(OH)4]

xanh lam

Click to edit Master text styles

Sắt(II), Coban(II) và Niken(II) oxit MO.

Sắt(II), Coban(II) và Niken(II) hidroxit M(OH)2

Tính khử giảm dần

• Các M(OH)2 bị oxi trong không khí oxi hóa, trừ Ni(OH)2

Fe(OH)2 + O2 + H2O = Fe(OH)3

Co(OH)2 + O2 + H2O = Co(OH)3

• Phản ứng với dung dịch NH3

Fe(OH)2 không tan trong dd NH3 ; Co(OH)2 , Ni(OH)2 tan trong dd NH3 tạo phức

Co(OH)2 + NH3 = [Co(NH3)6](OH)2 màu vàng

Ni(OH)2 + NH3 = [Ni(NH3)6](OH)2 màu chàm

Muối sắt(II), Coban(II) và Niken(II) (muối M(II)).

• Tính khử là đặc trưng

4FeSO4 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)SO4

10FeSO4 + 2KMNO4 +8H2SO4 = Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O

• Khả năng tạo phức

Fe2+ + CN- = [Fe(CN)6]4- (vàng chanh)

Fe3+ + [Fe(CN)6]4- = Fe4[Fe(CN)6]3 ( xanh Beclanh)

2 Các hợp chất hóa trị 3.

Oxit M2O3

Các oxit Ni2O3 và Co2O3 có tính oxi hóa mạnh

Ni2O3 + 6HCl = NiCl2 + Cl2 + H20

Co2O3 + 4H2SO4 = 4CoSO4 + O2 + 4H2O

Đều bị khử bởi H2, Co, Al hay bản thân kim loại (Fe hay Co) khử đến M3O4 , MO

Riêng Fe2O3 có thể tan trong kiềm nóng chảy tạo nên ferit

Fe2O3 + 2NaOH = 2NaFeO2 + H2O

Fe2O3 + Na2CO3 = 2NaFeO2 + CO2

+H2

Oxit hỗn hợp M3O4

• Các oxit này đều bền với nhiệt hơn các M2O3

• Khi đun nóng cả Fe3O4 và Co3O4 đều bị khử bởi H2, CO và Al

• Co3O4 là chât oxi hóa rất mạnh

Co3O4 + 8HCl = 3CoCl2 + Cl2 +4H2O

Hidroxit M(OH)3

• Đều là những chất không tan trong nước, có màu đặc trưng

• Khi nung nóng chúng mất nước tạo oxit

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

4Ni(OH)3 = 4NiO + O2 + 6H2O

• Fe(OH)3 dễ tan trong acid tạo muối Fe(III)

• Ni(III) và Co(III) đều là hợp chất có số tính OXH mạnh

2Ni(OH)3 + 6HCl = 2NiCl2 + Cl2 + 6H2O

• Riêng Fe(OH)3 tan trong kiềm mạnh đặc nóng tạo ferit

Fe(OH)3 + NaOHđ,n = NaFeO2 + 2H2O

Muối Fe(III), Co(III), Ni(III)

(xanh Tuốcbin)

 Khác với coban và niken, ngoài những số OXH +2, +3, sắt còn có số OXH đặc thù là +6.

Ferat là những tinh thể màu đỏ tím

Các Ferat các kim loại kiềm, canxi tan trong nước, còn các ferat stronti và bari không tan

4K2FeO4 + 10H2O = 4Fe(OH)3 + 3O2 + 8KOH

Các Ferat chỉ tương đối bền trong môi trường kiềm mạnh

3 Hợp chất với số OXH +6 của Fe

Fe2+ +2OH- = Fe(OH)2

Trắng xanh Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3

nâu đỏ Fe2+ + 6SCN- = [Fe(SCN)6]3-

Màu đỏ máu Co2+ + Zn2+ + 2[Hg(SCN)4]2- = Co[Hg(SCN)4].Zn[Hg(SCN)4]

xanh chàm thẫm Ni2+ + dimetylglyoxin = hồng đỏ

Nhận biết các ion trong dung dịch

C m n cô v ả ơ à

III Họ Platin

Kim loại T/C vật lý Ru Rh Pd Os Ir Pt

1963370044712,46,019

1554294038112,04,810

3027500067022,77,011

2450450066922,66,2516

1769380055621,54,310

Kim loại T/C vật lý Ru Rh Pd Os Ir Pt

2250420060312,46,410

1963370044712,46,019

1554294038112,04,810

3027500067022,77,011

2450450066922,66,2516

1769380055621,54,310

1 Tính chất lý học

2 Tính chất hóa học

• Các kim loại họ platin cực kì trơ về phương diện hóa học, cùng với vàng và bạc chúng là những kim loại quý.

• Ở điều kiện thường ngay cả phi kim mạnh nhất cũng không tác dụng với kim loại này ở dạng khối

• Trừ paladi và platin, các kim loại khác không những không tác dụng với axit thông thường mà cả trong nước cường thủy cũng không bị hòa tan.

3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2PtCl6]+ 4NO + 8H2O

• Các kim loại họ platin tác dụng với kiềm nóng chảy khi có mặt oxi hay chất oxi hóa khác:

M + 3KClO + 2NaOH = Na2MO4 + 3KCl + H2O

*  

Bạch kim toan hoàn toàn trong nước cường toan

3 Trạng thái thiên nhiên và điều chế

platin khai thác từ các sản phẩm phụ trong quá trình tinh chế quặng niken Hằng năm trên thế giới khai thác khoảng 20 tấn platin Các kim loại khác trong họ platin khai thác it hơn Pt và Pd rất nhiều

4 Các hợp chất

*Các oxit MO là dạng chất ở dạng tinh thể màu đen.

*Các hidroxit M(OH)2 là dạng kết tủa màu đen, không tan trong nước và

tan trong acid

*Các dihalogennua MX2 đều là chất rắn khá bền với nhiệt.

Paladi(II) clorua không tan trong nước, chỉ tan trong dd HCl đặc

b Hợp chất hóa trị 3

*Hidroxit M(OH)3, màu lục, kém bền.

*Các trihalogenua, đều là chât rắn kém bền với nhiệt, phân hủy ở to cao, ít

tan trong nước…

*Phức chất của Rh(III) và Ir(III).

- Hợp chất hóa trị 3 là hợp chất đặc trưng nhất đối với Rh và Ir

- Ta đã biết đc oxit M2O3, hidroxit M(OH)2 kém bền, halogenua MX3, và các hợp chất khác như M2(S04)3, M(NO3)3… Trạng thái OXH +3 bền nhất đối với Rh và kém bền với Ir

c Các hợp chất hóa trị 4

*Các oxit MO2 (Ru, Os, Ir) là dạng tinh thể màu đen, khi đun nóng đều bih

H2 khử thành kim loại, không tan trong nước và tan trong HCL tạo phức

*Phức chất của Ir(IV), Pd(IV) và Pt(IV)

- Amoni hecxacloro iridiat(IV) (NH4)[IrCL6] dạng tinh thể màu đỏ, khi đun nóng với dd kiềm phân hủy thành IrO2

(NH3)[IrCL6] + 4NaOH = IrO2 + 4Nacl + 2NH4Cl + 2H2O

- Hợp chất hóa trị 4 đặc trưng đối với platin, iridi và rutini

d Hợp chất hoá trị 6, 8

- Monohidrat kali rutenat (K 2RuO4.H2O) là dạng tinh thể màu lục, tan trong nước.

Bị Clo oxi hóa tạo RuO4:

K2RuO4 + Cl2 = RuO4 + 2KCl

Bị acid sunfuric phân hủy:

2K2RuO4 + H2SO4 = 2K2SO4 + RuO2 + 2O2 + H2O

- Dihidrat kali osmat (K2OsO4.2H2O) là dạng tinh thể màu tím tan trong nước

Bị acid sunfuric phân hủy:

2K2OsO4 + 2H2SO4 = 2K2SO4 + OsO2 + OsO4 + 2H2O

- Osmi tetraoxit (OsO4) là dạng tinh thể không màu, dễ nóng chảy, hơi rất độc, td với HCl giải

phóng O2.

OsO4 + 8HCl = OsCl4 + 2Cl2 + 4H2O

- Ruteni tetraoxit (RuO4) là tinh thể màu vàng da cam, trên 100o phân hủy gây nổ. RuO4 = RuO2 + O2

Các hợp chất này chỉ đặc trưng đối với ruteni và osmi