Bài giảng Hóa học - Bạc

Chào mừng thầy cô và các bạn đã đến với bài giảng hóa của tổ 1Lớp : 12 3Trường THPT Cao Bá Quát11Vị trí, cấu tạoTính chất Tính chất vật lýTính chất hoá họcỨng dụngMột số sản phẩmtừ Bạc12Vị trí, cấu tạo của Bạc1/Vị trí 47 paladi ← bạc → cadmi Tên, Ký hiệu, Số bạc, Ag, 47Phân loại kim loại chuyển tiếp Nhóm, Chu kỳ, Khối 11, 5, d2/Cấu tạo*Khối lượng nguyên tử 107,8683 đ.v. *Bán kính nguyên tử(calc.) 160 (165) pm *Bán kính cộng hoá trị 153 pm *Bán kính van der Waals 172 pm*Cấu hình electron [Kr]4d 105s1 *e- trên mức năng lượng 2, 8, 18, 18,1 *Trạng thái ôxi hóa (Ôxít) 1 (lưỡng tính) *Cấu trúc tinh thể hình lập phương Cu ↑Ag↓Au 13Tính chất vật lý của BạcTrạng thái vật chất Rắn,nhưng mềm, dẻoBề ngoài kim loại màu trắng bóng Khối lượng riêng, Độ cứng 10.490 kg/m³, 2,5 Điểm nóng chảy 960,5 oC Điểm sôi 2.435 K (3.924 °F) Trạng thái trật tự từ nghịch từThể tích phân tử 10,27 ×10-6 m³/mol Nhiệt bay hơi 250,58 kJ/molNhiệt nóng chảy 1,3 kJ/mol Áp suất hơi 0,34 Pa tại 1234 K Vận tốc âm thanh 2.600 m/s tại 293,15 K Độ âm điện 1,93 (thang Pauling) Nhiệt dung riêng 232 J/(kg·K) 14Tính chất vật lý của BạcĐộ dẫn điện tốt nhất 6,301x107 /Ω·m Độ dẫn nhiệt tốt nhất 429 W/(m·K) Năng lượng ion hóa 731,0 kJ/mol 2.070kJ/mol 3.361 kJ/mol Chất đồng vị ổn định nhất isoTNt½DMDE MeVDP107Ag51,839%Ổn định có 60 neutron108Agmtổng hợp418 nămεIT2,0270,109108Pd 109Ag48,161%Ổn định có 62 neutron15Tính chất hoá học của Bạc E0 Ag+/Ag = + 0,80V  Ag cã tÝnh khö yÕu, nh­ng ion Ag+ cã tÝnh oxi hãa m¹nh - B¹c kh«ng bÞ oxi hãa trong kh«ng khÝ, dï ë t0 cao nh­ng bÞ oxi hãa bëi ozon: 2Ag + O3  Ag2O + O2 - B¹c kh«ng td víi dd HCl,H2SO4 lo·ng; td ®­îc víi dd HNO3 hoÆc H2SO4 ®Æc nãng. 3Ag + 4HNO3  3AgNO3 + NO + 2H2O - B¹c cã mµu ®en khi tiÕp xóc víi kh«ng khÝ hoÆc n­íc cã mÆt H2S 4Ag + 2H2S +O2 2Ag2S (®en)+ 2H2O16Ứng dụng của BạcChế tạo đồ trang sức, vật trang trí, mạ bạc cho những vật liệu bằng kim loại, chế tạo một số linh kiện trong kĩ thuật vô tuyến, chế tạo ăcquy (ăcquy Ag-Zn có hiệu thế 1,85 V)Chế tạo hợp kim, như hợp kim Ag – Cu, Ag – Au. Dùng chúng để làm đồ trang sức, bộ đồ ăn, đúc tiền,Ion Ag+ có khả năng sát trùng, diệt khuẩn17Một số sản phẩm của Bạc18Vị trí và cấu tạoTính chấtTính chất vật lýTính chất hoá họcỨng dụngMột số sản phẩmtừ Vàng19Vị trí, cấu tạo của Vàng1/ Vị trí 79 bạch kim ← vàng → thủy ngân Ag ↑ Au ↓ RgTên, Ký hiệu, Số vàng, Au, 79 Phân loại kim loại chuyển tiếpNhóm, Chu kỳ, Khối 11, 6, d2/Cấu tạo*Khối lượng nguyên tử 196,966569(4) đ.v*Bán kính nguyên tử(calc.) 135 (174) pm *Bán kính cộng hoá trị 144 pm *Bán kính van der Waals 166 pm *Cấu hình electron [Xe] 4f14 5d10 6s1 *e- trên mức năng lượng 2, 8, 18, 32, 18, 1 *Trạng thái ôxi hóa (Ôxít) ±1, 2, 3, 4, 5 (lưỡng tính) *Cấu trúc tinh thể lập phương tâm mặt 110Tính chất vật lí của VàngTrạng thái vật chất Rắn, có thể dát mỏng, kéo sợi Bề ngoài Màu vàng kim loạiKhối lượng riêng, Độ cứng 19,3 kg/m³; 2,5 Điểm nóng chảy 1063 0CĐiểm sôi 3.129 K (5.173 °F) Trạng thái trật tự từ nghịch từ Thể tích phân tử 10,21 ×10-6 m³/mol Nhiệt bay hơi 334,4 kJ/mol Nhiệt nóng chảy 12,55 kJ/mol Áp suất hơi 100k Pa tại 3.078 K Vận tốc âm thanh 2.030 m/s tại r.t K Độ âm điện 2,54 (thang Pauling)Nhiệt dung riêng 128 J/(kg·K) 111Tính chất vật lí của VàngĐộ dẫn điện 4,517x107 /Ω·m Độ dẫn nhiệt 317 W/(m·K) Năng lượng ion hóa 890,1 kJ/mol 1.980 kJ/mol Chất đồng vị ổn định nhất isoTNt½DMDE MeVDPAu195tổng hợp186,1 ngàyε0,227Pt195Au196tổng hợp6,183 ngàyβ-0,686Hg196ε1,506Pt196Au197100%Ổn định với 118 nơtronAu198tổng hợp2,695 ngàyβ-1,372Hg198Au199tổng hợp3,169 ngàyβ-0,453Hg199112Tính chất hoá học của vàngEoAu3+/Au= + 1,5V  Au cã tÝnh khö rÊt yÕu - Vµng kh«ng bÞ oxi hãa trong kh«ng khÝ dï ë nhiÖt ®é nµo. - Vµng kh«ng bÞ hoµ tan trong axit, kÓ c¶ dd HNO3 nh­ng tan trong: + N­íc c­êng toan (1 thÓ tÝch HNO3 vµ 3 thÓ tÝch HCl ®Æc) Au + HNO3 + 3HCl  AuCl3 + NO + 2H2O + Dung dÞch MCN ( M lµ kim lo¹i kiÒm) 4Au + 8NaCN +2H2O + O2  4Na[Au(CN)2] + 4NaOH+ Thuû ng©n t¹o thµnh hçn hèng (chÊt r¾n, mµu tr¾ng)113Ứng dụng của VàngVàng được làm thành sợi và dùng trong ngành thêu. Chức năng quan trọng trong máy tính, thiết bị thông tin liên lạc, đầu máy máy bay phản lực, tàu không gian và nhiều sản phẩm khác. Mạ bề mặt các đầu nối điện, bảo đảm tiếp xúc tốt và trở kháng thấp. Vàng được dùng trong nha khoa phục hồi, đặc biệt trong phục hồi răng như thân răng và cầu răng giả. Vàng keo (hạt nano vàng) là dung dịch đậm màu hiện đang được nghiên cứu trong nhiều phòng thí nghiệm y học, sinh học, v.v,được dùng làm nước sơn vàng lên đồ gốm trước khi nung. Axít clorauric được dùng trong chụp ảnh để xử lí ảnh bạc. Aurothiomalat dinatri dùng để điều trị viêm khớp Đồng vị vàng Au198, (chu kỳ bán rã: 2,7 ngày) được dùng điều trị một số ung thư và một số bệnh khác. Tạo lớp áo phủ, giúp cho các vật chất sinh học có thể xem được dưới kính hiển vi điện tử quét. 114Một số sản phẩm từ Vàng115116Vị trí, cấu tạoTính chất Tính chất vật lýTính chất hoá họcỨng dụng117Vị trí, cấu tạo của Niken 1/ Vị trí - Coban ← Niken → Đồng (nguyên tố) ↑ Ni ↓ PdTên, Ký hiệu, Số Niken, Ni, 28 Phân loại kim loại chuyển tiếp Nhóm, Chu kỳ, Khối 10, 4, d2/Cấu tạo*Khối lượng nguyên tử. 58,6934 đ.v.*Bán kính nguyên tử(calc.) 135 (149) pm *Bán kính cộng hoá trị 121 pm *Bán kính van der Waals 163 pm *Cấu hình electron [Ar]3d8 4s2 *e- trên mức năng lượng 2, 8, 16, 2 *Trạng thái ôxi hóa (Ôxít) +2, +3 (lưỡng tính )*Cấu trúc tinh thể lập phương tâm diện118Tính chất vật lí của NikenTrạng thái vật chất RắnBề ngoài kim loại màu trắng bóng Khối lượng riêng, Độ cứng 10.490 kg/m³, 2,5 Điểm nóng chảy 1455o C Điểm sôi 3.186 K (5.275 °F) Trạng thái trật tự từ sắt từ Thể tích phân tử  ? ×10-6 m³/mol Nhiệt bay hơi 377,5 kJ/mol Nhiệt nóng chảy 17,48 kJ/mol Áp suất hơi 100.000 Pa tại 3.184 K Vận tốc âm thanh 4.900 m/s tại 298,15 K Độ âm điện 1,91 (thang Pauling) Nhiệt dung riêng 444,17 J/(kg·K) Độ dẫn điện 6,301x107 /Ω·m Độ dẫn nhiệt 429 W/(m·K)119Tính chất vật lí của NikenNăng lượng ion hóa 737,1 kJ/mol 1.753,0 kJ/mol 3.395 kJ/mol isoTNt½DMDE MeVDPNi56tổng hợp6,075 ngàyε-Co56γ0,158/0,811-Ni5868,077%Ổn định có 30 nơtronNi59tổng hợp76.000 nămε-Co59Ni6026,233%Ổn định có 32 nơtronNi611,14%Ổn định có 33 nơtronNi623,634%Ổn định có 34 nơtronNi63tổng hợp100,1 nămβ−0,0669Cu63Ni640,926%Ổn định có 36 nơtron120Tính chất hoá học của NikenNiken có tính khử yếu hơn sắt:+Niken không tác dụng với không khí, nước và một số dung dịch axit là do trên bề mặt niken có một lớp màng oxit bảo vệ.+Niken tan dễ dàng trong dung dịch HNO3 đặc nóng. Ví dụ: 2Ni + O2 500oC 2NiO Ni + Cl2 t0 NiCl2 121Ứng dụng của NikenThép không rỉ và các hợp kim chống ăn mòn. Hợp kim Alnico dùng làm nam châm. Hợp kim NiFe - Permalloy dùng làm vật liệu từ mềm. Kim loại Monel là hợp kim đồng-niken chống ăn mòn tốt, được dùng làm chân vịt cho thuyền và máy bơm trong công nghiệp hóa chất. Pin sạc, như pin niken kim loại hiđrua (NiMH) và pin niken-cadmi (NiCd). Tiền xu. Dùng làm điện cực. Trong nồi nấu hóa chất bằng kim loại trong phòng thí nghiệm. Làm chất xúc tác cho quá trình hiđrô hóa (no hóa) dầu thực vật. 122Một số sản phẩm từ Niken123Vị trí và cấu tạoTính chấtTính chất vật lýTính chất hoá họcỨng dụngMột số sản phẩm từ Kẽm124Vị trí, cấu tạo của kẽm 1/Vị trí _ 30  đồng (nguyên tố) ← kẽm → gali ↑ Zn ↓ CdTên, Ký hiệu, Số kẽm, Zn, 30 Phân loại kim loại chuyển tiếpNhóm, Chu kỳ, Khối 12, 4, d2/Cấu tạo*Khối lượng nguyên tử 65,409 đ.v. *Bán kính nguyên tử(calc.) 135 (142) pm *Bán kính cộng hoá trị 131 pm*Bán kính van der Waals 139 pm *Cấu hình electron [Ar]3d 104s2 *e- trên mức năng lượng 2, 8, 18, 2 *Trạng thái ôxi hóa (Ôxít) 2 (lưỡng tính) *Cấu trúc tinh thể hình lập phương 125Tính chất vật lý của KẽmTrạng thái vật chất Rắn, giòn Bề ngoài màu xám nhạt ánh lam Khối lượng riêng, Độ cứng 7140 kg/m³, 2,5 Điểm nóng chảy 419,5oCĐiểm sôi 906oCTrạng thái trật tự từ nghịch từ Thể tích phân tử 9,16 ×10-6 m³/mol Nhiệt bay hơi 115,3 kJ/mol Nhiệt nóng chảy 7,322 kJ/mol Áp suất hơi 192,2 Pa tại 692,73 K Vận tốc âm thanh 3.700 m/s tại 293,15 K Độ âm điện 1,65 (thang Pauling) Nhiệt dung riêng 390 J/(kg·K) Độ dẫn điện 1,695x107 /Ω·m 126Tính chất vật lí của KẽmĐộ dẫn nhiệt 116 W/(m·K) Năng lượng ion hóa 906,4 kJ/mol 1.733,3 kJ/mol 3.833 kJ/mol Chất đồng vị ổn định nhất isoTNt½DMDE MeVDPZn6448,6%Ổn định có 34 nơtronZn65tổng hợp244,26 ngàyε-Cu65γ1,1155-Zn6627,9%Ổn định có 36 nơtronZn674,1%Ổn định có 37 nơtronZn6818,8%Ổn định có 38 nơtronZn69tổng hợp56,4 phútβ-0,906Ga69Zn700,6%Ổn định có 40 nơtron127Tính chất hóa học của KẽmCó tính khử mạnh, EoZn2+/ Zn=-0,76VTác dụng được với nhiều phi kim Zn + Cl2 ZnCl2 *Tác dụng với kiềm: Zn +NaOH Na2ZnO2 *Tác dụng với axít: Zn + HCl ZnCl2 + H2 *Tác dụng với muối: Zn + AgNO3 Ag + Zn(NO3)2 *Kẽm không bị oxi hóa trong không khí, trong nước vì trên bề mặt kẽm có màng oxit hoặc cacbonat bazơ bảo vệ128Ứng dụng của KẽmBảo vệ bề mặt các vật bằng sắt thép chống ăn mòn : dây thép, tấm lợp, thép lá.Chế tạo các hợp kim có tính bền cao, chống ăn mòn để chế tạo chi tiết máy, đồ trang sức và trang trí: hợp kim Cu – Zn (đồng thau), hợp kim Cu – Zn – Ni, hợp kim Cu – Al – Zn Chế tạo pin điện hóa (pin kẽm – mangan), pin không khí – kẽmMột số hợp chất của kẽm được dùng trong y học129Một số sản phẩm từ Kẽm 130 Vị trí và cấu tạoTính chấtTính chất vật lýTính chất hoá họcỨng dụngMột số sản phẩm từ Chì131Vị trí, cấu tạo của Chì1/ Vị trí Sn 82 tail ← chì → bitmut ↑ Pb ↓ UuqTên, Ký hiệu, Số chì, Pb, 82 Phân loại kim loại yếu,khá mềmNhóm, Chu kỳ, Khối 14, 6, p 2/Cấu tạo*Khối lượng nguyên tử 207,2(1) đ.v.*Bán kính nguyên tử(calc.) 180 (154) pm *Bán kính cộng hoá trị 147 pm *Bán kính van der Waals 202 pm *Cấu hình electron [Xe]4f145d106s26p2 *e- trên mức năng lượng 2, 8, 18, 32, 18,4 *Trạng thái ôxi hóa (Ôxít) 4, 2 (lưỡng tính) *Cấu trúc tinh thể lập phương tâm mặt 132Tính chất vật lý của ChìTrạng thái vật chất Rắn Bề ngoài trắng xám Khối lượng riêng, Độ cứng 11.340 kg/m³, 1,5 Điểm nóng chảy 327,4o C Điểm sôi 1745o C Trạng thái trật tự từ nghịch từ Thể tích phân tử 18,26 ×10-6 m³/mol Nhiệt bay hơi 179,5 kJ/mol Nhiệt nóng chảy 4,77 kJ/mol Áp suất hơi 100.000 Pa tại 2.027 K Vận tốc âm thanh 1.190 m/s tại r.t KĐộ âm điện 2,33 (thang Pauling) Nhiệt dung riêng 128,61 J/(kg·K) Độ dẫn điện 4.807,7 /Ω·m 133Tính chất vật lý của ChìĐộ dẫn nhiệt 28,9 W/(m·K) Năng lượng ion hóa 715,6 kJ/mol 1.450,5 kJ/mol 3.081,5 kJ/mol Chất đồng vị ổn định nhất isoTNt½DMDE MeVDPPb2041,4%>1,4x1017 nămα2,186Hg200Pb205tổng hợp>1,53x107 nămε0,051Tl205Pb20624,1%Ổn định có 124 nơtronPb20722,1%Ổn định có 125 nơtronPb20852,4%Ổn định có 126 nơtronPb210dấu vết22,3 nămβ−0,064Bi210Pb210dấu vết22,3 nămα3,792Hg206134Tính chất hóa học của ChìPb có tính khử yếu, Thế điện cực chuẩn: EoPb2+/Pb=-0,13VPb không tác dụng với dd HCl, H2SO4 loãng cho các muối chì không tan bao bọc ngoài kim loại.Pb tan nhanh trong H2SO4 đặc, nóngPb tan trong HNO3 , tan chậm trong HNO3 đặcPb tan chậm trong dd bazơ nóng (NaOH, KOH)Pb được bao phủ bởi màng oxit, nên ko bị oxi hóa trong không khí, đun nóng thì lại bị oxi hóa tạo oxit PbOPb không tác dụng với nước.Khi có không khí, nước sẽ ăn mòn chì tạo Pb(OH)2135Ứng dụng của ChìChì dùng trong công nghiệp: chế tạo các điện cực trong ăcquy chìChế tạo các thiết bị sản xuất axít sunfuric, tháp hấp thụ, ống dẫn axítChế tạo hợp kim dùng làm ổ trục. Hợp kim Sn – Pb làm thiếc hànChì được sử dụng như chất nhuộm trắng trong sơnChì sử dụng như thành phần màu trong tráng menChì hấp thụ tia gamma, nên dùng để ngăn cản tia phóng xạ136Một số ứng dụng của Chì137Vị trí và cấu tạoTính chấtTính chất vật lýTính chất hoá họcỨng dụngMột số sản phẩm từ thiếc138Vị trí, cấu tạo của Thiếc1/ Vị trí Ô 50 Chu kì: 5 Nhóm IV APhân loại: kim loại chuyển tiếp2/ Cấu tạoCấu hình electron nguyên tử: [Kr]4d105s2 Số oxi hóa +2 và +4 139Tính chất vật lý của ThiếcTrạng thái: dẻo (dễ cán thành lá mỏng gọi là giấy thiếc)Màu sắc:màu trắng bạcNhiệt độ nóng chảy:232oCNhiệt độ sôi:2620oCCó 2 dạng thù hình: thiếc trắng: bền ở trên 14oC, khối lượng riêng 9,92g/cm3thiếc xám: bền ở dưới 14oC, khối lượng riêng 5,85g/cm3140Tính chất hóa học của ThiếcCó tính khử yếu hơn kẽm và NikenTrong không khí ở to thường không bị oxi hóa, ở to cao thì vị oxi hóa thành SnO2: Sn +O2 SnO2Tác dụng chậm với dd HCl, H2SO4 loãng tạo muối Sn(II) và H2: Sn + HCl SnCl2 + H2Tác dụng với HNO3 loãng tạo muối nhưng không có H2Với H2SO4, HNO3 đặc tạo hợp chất Sn(IV)Bị hòa tan trong dung dịch kiềm đặc ( NaOH, KOH).- Thiếc được bảo vệ bằng màng ôxit, do vậy tương đối bền về mặt hóa học, bị ăn mòn chậm.141Ứng dụng của ThiếcTráng lên bề mặt các vật bằng sắt thép, vỏ hộp đựng thực phẩm, nước giải khát để chống ăn mòn, tạo vẻ đẹp và không độc hại.Chế tạo các hợp kim, như Hợp kim Sn – Sb – Cu có tính chịu ma sát, dùng để chế tạo ổ trục quay Hợp kim Sn – Pb có to nóng chảy thấp (180oC) dùng chế tạo hàn thiếc142Một số sản phẩm từ Thiếc143144