Chương 5 : LÝ THUYẾT ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI I. TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI: 1. Tính chất vật lí chung : tính dẻo, dẫn điện , dẫn nhiệt, ánh kim. Nguyên nhân : do có sự tham gia của các electron tự do Kim loại dẻo nhất : vàng (Au), dẫn điện , nhiệt tốt nhất : bạc(Ag) Tính chất vật lí riêng: + Tính cứng : cứng nhất : crom(Cr) ; mềm nhất : Xesi (Cs) + Nhiệt độ nóng chảy : cao nhất : Vonfram(W) ; thấp nhất :thuỷ ngân(Hg) + Khối lượng riêng : nhẹ nhất :Liti(Li) ; nặng nhất :osimi(Os) 2. Tính chất chung của kim loại : Kim loại chỉ thể hiện tính khử trong các phản ứng hóa học : dễ nhường electron trở thành ion dương ( do bán kính nguyên tử lớn , độ âm điện nhỏ, điện tích hạt nhân nhỏ, năng lượng ion hoá nhỏ ) 3. Pin điện hóa : - Hiểu rõ quá trình oxi hóa – khử xảy ra tại các điện cực trong pin điện hóa. catôt là cực (+) : xảy ra qtr oxh anôt là cực( –) : qtr khử E 0 pin = E 0 (+) - E 0 (-) E 0 (+) là TĐC chuẩn của KL hđ yếu hơn E 0 (-) là TĐC chuẩn của KL hđ mạnh hơn II. DÃY ĐIỆN HOÁ : Tính oxi hóa tăng dần K + Ca 2+ Ba 2+ Na + Mg 2+ Al 3+ Mn 2+ Zn 2+ Cr 3+ Fe 2+ Ni 2+ Sn 2+ Pb 2+ H + Cu 2+ Fe 3+ Ag + Hg 2+ Pt 2+ Au 3+ ------------------------------------------------------------------------------- ( axit ) ------------------------------- K Ca Ba Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb H Cu Fe 2+ Ag Hg Pt Au Tính khử giảm dần - Ý nghĩa : cho phép dự đoán chiều của phản ứng giữa 2 cặp oxi hóa – khử theo quy tắc α .VD: > 2 Cu Ag Cu Ag + + III. ĂN MÒN KIM LOẠI : * Phân biệt : Gíông : đều là pứ oxi hoá khử Khác : - Ăn mòn hóa học : không phát sinh dòng điện. - Ăn mòn điện hóa học : phát sinh dòng điện. + Điều kiện để có ăn mòn điện hóa (3 đk ) + Cơ chế ăn mòn điện hóa. Điện cực âm (anốt) : M → M n+ + ne : quá trình oxh ( kim loại có tính khử mạnh hơn bị ăn mòn) Điện cực dương (catốt) : 2H + +2e → H 2 : quá trình khử * Cách chống ăn mòn kim loại : bảo vệ bề mặt ( sơn , mạ,…)và bảo vệ điện hóa(dùng kim loại có tính khử mạnh hơn bảo vệ kim loại có tính khử yếu hơn) IV. ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI: -Nguyên tắc : khử các ion kim loại thành nguyên tử kim loại : M n+ + ne → M - Chọn phương pháp điều chế kim loại thích hợp và các nguyên tắc cụ thể của mổi phương pháp K Ca Na Mg Al Zn Cr Fe Ni Sn Pb Cu Hg Ag …Au Điện phân nóng chảy Nhiệt luyện, thủy luyện, điện phân dung dịch Thực tế phương pháp thủy luyện thường được dùng để điều chế các kim loại yếu như: Cu, Hg Ag,Au . Điện phân : ĐP nóng chảy : điều chế các kim loại từ nhôm trở về trước trong dãy điện hoá ĐP dung dịch : điều chế các kim loại từ sau nhôm trong dãy điện hoá Cực âm : (Catốt ) xảy ra quá trình khử Cực dương : (Anốt ) xảy ra quá trình oxi hoá Nếu là các cation từ nhôm trở về trước thì nước sẽ tham gia điện phân 2H 2 O + 2e  H 2 + 2OH - Nếu là các anion : 2 4 SO − ; 3 NO − ; 2 3 CO − ;OH - thì nước sẽ tham gia điện phân 2H 2 O  O 2 + 4H + + 4e Nếu là các cation từ sau nhôm thì chính cation đó sẽ tham gia điện phân M n+ + ne → M Nếu là các anion : Cl - ;Br - ; I - thì chính anion đó sẽ tham gia điện phân 2X -  X 2 +2e * Chú ý : + Nắm vững thứ tự oxi hóa – khử các điện cực : M → M n+ + ne - Khả năng nhận electron tăng dần tại catôt : K + Ca 2+ Na + Mg 2+ Al 3+ Zn 2+ Cr 3+ Fe 2+ Ni 2+ Pb 2+ H + Cu 2+ Fe 3+ Ag + Au 3+ - Khả năng nhường electron tăng dần tại anôt : 2 4 SO − 3 NO − 2 3 CO − H 2 O 2 O − OH - Cl - Br - I - anot tan - Nếu anôt làm bằng các kim loại ( trừ Pt ) thì kim loại làm anôt nhường electron (điện phân anôt tan). + Vận dụng công thức : AIt m nF = để tính khối lượng chất sinh ra tại các điện cực. . hóa(dùng kim loại có tính khử mạnh hơn bảo vệ kim loại có tính khử yếu hơn) IV. ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI: -Nguyên tắc : khử các ion kim loại thành nguyên tử kim loại. Chương 5 : LÝ THUYẾT ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI I. TÍNH CHẤT CỦA KIM LOẠI: 1. Tính chất vật lí chung : tính dẻo, dẫn điện , dẫn nhiệt, ánh kim. Nguyên nhân