Bài giảng Hóa vô cơ cho Xây dựng - Chương 7: Nguyên tố chuyển tiếp (Phần 2)

Nội dung text: Bài giảng Hóa vô cơ cho Xây dựng - Chương 7: Nguyên tố chuyển tiếp (Phần 2)

1. o o Hình 7.11: Söï bieán ñoåi t nc ( C) cuûa daõy 3d 2000 1500 1000 500 0 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn b) Söï bieán ñoåi nhieät ñoä noùng chaûy trong moät phaân nhoùm o - o - o - IIIB t nc e ht IVB t nc e ht VB t nc e ht Sc 1420 3d14s2 Ti 1668 3d24s2 V 1826 3d24s2 Y 1500 4d15s2 Zr 1852 4d25s2 Nb 2468 4d25s2 La 875 5d16s2 Hf 2220 5d26s2 Ta 2998 5d26s2 Ac 1050 6d17s2 o - o - o - VIIIB t nc e ht IB t nc e ht IIB t nc e ht Ni 1453 3d84s2 Cu 1083 3d104s1 Zn 419 3d104s2 Pd 1552 4d105s0 Ag 961 4d105s1 Cd 321 4d105s2 Pt 1769 5d96s1 Au 1061 5d106s1 Hg −38,9 5d106s2 2
2. b) taùc duïng vôùi nöôùc Caùc kim loaïi coù theå khöû tieâu chuaån < −0,417 coù theå taùc duïng vôùi nöôùc. Tuy nhieân Zn haàu nhö khoâng o phaûn öùng vôùi nöôùc maëc duø ϕ = −0,832V (pH =7) vì keõm kim loaïi ñöôïc phuû moät lôùp hydroxyt keõm ñaëc sít vaø khoâng tan trong nöôùc. Mn vaø phaân nhoùm IIIB taùc duïng roõ reät vôùi nöôùc nhaát laø nöôùc noùng. c) Taùc duïng vôùi kieàm veà nguyeân taéc tính khöû cuûa kim loaïi aâm hôn trong moâi tröôøng kieàm, nhöng do lôùp hydroxyt beàn, daøy ngaên caûn phaûn öùng xaûy ra roõ reät. Rieâng Zn tan deã 2- trong dung dòch kieàm vì taïo phöùc tan Zn(OH)4 . Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2↑ d) Söï thuï ñoäng hoùa Moät soá kim loaïi bò thuï ñoäng hoùa bôûi axit ñaëc coù tính oxy hoùa. Ví duï Cr, Fe bò thuï ñoäng hoùa bôûi H2SO4 vaø HNO3 ñaëc nguoäi. Nguyeân nhaân laø do treân beà maët kim loaïi taïo moät lôùp oxyt kim loaïi(III) coù tính bazô raát yeáu, khoâng tan trong axit ñaëc nguoäi. 4
3. 3) caùc ion coù caáu taïo 18 e- coù khaû naêng taïo phöùc maïnh haún vì khaû naêng phaân cöïc cuûa loaïi ion naøy maïnh hôn caùc loaïi ion khaùc. Loaïi cation naøy Ví duï: phöùc pKkb phöùc pKkb phöùc pKkb 2- 7- - CuCl3 5,63 Cu(P2O7)2 26,7 Au(SCN)2 25 - 7- 3- CuCl3 −2,1 Cu(P2O7)2 10,3 Au(SCN)6 42 phöùc pKkb phöùc pKkb phöùc pKkb 2+ 2+ 2+ Zn(NH3)4 9,46 Cd(NH3)4 7,12 Hg(NH3)2 17,49 2+ 2+ 2+ Ca(NH3) - Sr(NH3)4 - Ba(NH3)2 - II.2 Phöùc coù caáu hình baõo hoøa hay baùn baõo hoøa beàn hôn roõ reät so vôùi phöùc coù caùc caáu hình khaùc Ví duï: - Phöùc Caáu hình e pKkb dγ 64 3- Co(CN)6 dε dγ 4- Co(CN)6 dε 19,1 dγ 3- CoCl6 dε - dγ 4- CoCl6 dε - 3+ - 2+ o Co(H2O)6 + e = Co(H2O)6 coù ϕ =1,808V 3- - 4- o Co(CN)6 + e = Co(CN)6 coù ϕ = −0,84V 6
4. II.4 Muoái kim loaïi chuyeån tieáp trong dung dòch hay tinh theå thöôøng coù maøu khaùc nhau do söï thay ñoåi phoái töû laøm thay ñoåi thoâng soá taùch (Δ) Ví duï: 490 C 580 C CoCl2.6H2O CoCl2.4H2O CoCl2.2H2O Hoàng Hoàng Tím xanh 140 0 C 900 C Co.Cl2 CoCl2.H2O xanh da trôøi xanh da trôøi II.5 Tinh theå muoái khan thöôøng coù caáu truùc tinh theå khaùc haún muoái hydrat Ví duï: Phöùc Maïng tinh theå Tính chaát FeCl3.6H2O Lieân keát ion, Tan nhanh trong nöôùc, [Fe(H2O)6]Cl3 caáu truùc ñaûo thu nhieät khi hoøa tan. Thuûy phaân khi ñun noùng FeCl3 Lieân keát ion- Tan chaäm trong nöôùc, coäng hoùa trò. phaùt nhieät khi hoøa tan. Caáu truùc lôùp. Bay hôi ôû 3150C 8
5. III.2 Khi vieát phaûn öùng caàn löu yù ñeán daïng toàn taïi cuûa caùc chaát trong ñieàu kieän ñang xeùt Ví duï: 1) Ion Cromat chæ toàn taïi trong moâi tröôøng kieàm. Trong moâi tröôøng axit chuyeån thaønh ion dicromat: 2- + 2- CrO4 + 2H ' Cr2O7 + H2O vaøng cam 2) Cr(III) vaø Zn(II) do tính löôõng tính neân toàn taïi döôùi caùc daïng khaùc nhau ôû caùc pH khaùc nhau: Moâi tröôøng axit: Cr3+ Moâi tröôøng trung tính, axit yeáu vaø bazô yeáu: Cr(OH)3 (r) 3- Moâi tröôøng bazô maïnh: Cr(OH)6 IV. Phaûn öùng oxy hoùa khöû khaû naêng oxy hoùa cuûa chaát phuï thuoäc 3 yeáu toá: 1) Möùc ñoä beàn vöõng cuûa soá oxy hoùa. 2) Traïng thaùi toàn taïi vaø ñoä beàn lieân keát cuûa chaát. 3) Moâi tröôøng phaûn öùng. 10
6. IV.2 Khi coù maët caùc ion taïo phöùc, taïo keát tuûa hay taïo chaát ít ñieän ly, theá khöû cuûa chaát bò thay ñoåi roõ reät, daãn ñeán laøm thay ñoåi ñoä beàn cuûa soá oxy hoùa: Ví duï: Co3+ + e- = Co2+ coù ϕo = 1,808V 3+ - 2+ o Co(NH3)6 + e = Co(NH3)6 coù ϕ = 0,01 V - - o Co(OH)3↓ + e = Co(OH)2↓ + OH ϕ = 0,06V Vì: Hôïp chaát pKkb Hôïp chaát T 3+ Co(NH3)6 35,21 Co(OH)3 44,4 2+ Co(NH3)6 4,39 Co(OH)2 14,8 IV.3 Moâi tröôûng aûnh höôûng ñeán ñoä beàn soá oxy hoùa neân thay ñoåi ñieàu kieän phaûn öùng thì taïo ra saûn phaåm khaùc nhau. Ví duï: - MnO4 trong phaûn öùng oxy hoùa- khöû: Moâi tröôøng axit trôû thaønh Mn2+: - - + 2+ - 2MnO4 + 5NO2 + 6H = 2Mn + 5NO3 + 3H2O - Neáu coøn dö MnO4 thì chuyeån veà MnO2: - 2+ + 2MnO4 + 3Mn + 2H2O = 5MnO2 + 4H Moâi tröôøng trung tính, axit yeáu vaø bazô yeáu taïo MnO2: - - - MnO4 + 3NO2 + H2O = 2MnO2↓ + 3NO3 + H2O 2- Moâi tröôøng kieàm ñaëc taïo MnO4 : - - - - - MnO4 + NO2 + OH = 2MnO4 + NO2 + H2O 12