Bài học cùng chủ đề
Nguyên tố nhóm IIA SVIP
I. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN
Các nguyên tố nhóm IIA chỉ tồn tại ở dạng hợp chất trong vỏ Trái đất, nước, cơ thể sinh vật,...
- Các nguyên tố nhóm IIA:
- Trong vỏ Trái Đất, nguyên tố nhóm IIA được tìm thấy trong các khoáng vật như dolomite (MgCO3.CaCO3), calcite (CaCO3),...
Đá dolomite (MgCO3.CaCO3)
- Trong nước, nguyên tố nhóm IIA tồn tại ở dạng cation M2+.
- Trong cơ thể sinh vật, magnesium và calcium tồn tại ở dạng hợp chất ít tan và cation.
Câu hỏi:
@205720507887@
II. ĐƠN CHẤT
1. Tính chất vật lí
- Các kim loại nhóm IIA có nhiệt độ nóng chảy, khối lượng riêng và độ cứng cao hơn kim loại nhóm IA nhưng thấp hơn các kim loại khác.
- Kim loại nhóm IIA đều là kim loại nhẹ (D < 5 g/cm3).
Kim loại | Nhiệt độ nóng chảy (oC) | Nhiệt độ sôi (oC) | Khối lượng riêng (g/cm3) |
|---|---|---|---|
Be | 1280 | 2467 | 1,85 |
Mg | 650 | 1100 | 1,74 |
Ca | 850 | 1484 | 1,54 |
Sr | 768 | 1366 | 2,62 |
Ba | 714 | 1845 | 3,51 |
2. Tính chất hóa học
Kim loại nhóm IIA là những kim loại có tính khử mạnh và tăng dần từ Be đến Ba.
\(M\rarr M^{2+}+2e\)
a. Phản ứng với oxygen
Khi đốt nóng, các kim loại nhóm IIA phản ứng mạnh với oxygen cho màu ngọn lửa đặc trưng.
Ví dụ: Mg cháy sáng chói trong không khí.
\(2Mg+O_2\rarr2MgO\)
b. Phản ứng với nước
- Be không tác dụng với nước.
- Mg phản ứng chậm với nước ở nhiệt độ thường nhưng nhanh hơn khi đun nóng.
\(Mg+2H_2O\rarr Mg\left(OH\right)_2+H_2\)
- Ca, Sr, Ba tác dụng mạnh với nước ở ngay nhiệt độ thường.
\(M+2H_2O\rarr M\left(OH\right)_2+H_2\)
- Hydroxide tạo thành càng dễ tan thì càng dễ giải phóng ra khỏi bề mặt kim loại. Điều này giúp phản ứng diễn ra thuận lợi hơn.
Hydroxide | Mg(OH)2 | Ca(OH)2 | Sr(OH)2 | Ba(OH)2 |
|---|---|---|---|---|
Độ tan (g/100 g nước) | 1,25.10-3 | 0,173 | 1,77 | 3,89 |
Câu hỏi:
@205720504514@
3. Ứng dụng
Các kim loại nhóm IIA và hợp kim của chúng có nhiều ứng dụng trong thực tế.
Ví dụ: Be dùng để chế tạo hợp kim có độ bền cơ học, không bị ăn mòn, khó nóng chảy,... Mg dùng để chế tạo hợp kim làm vật liệu sản xuất ô tô, máy bay, chi tiết máy,...
Khung và cánh máy bay trực thăng chế tạo từ hợp kim của Mg
III. HỢP CHẤT CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM IIA
1. Độ tan của một số muối của các nguyên tố nhóm IIA
- Các muối carbonate của kim loại IIA hầu hết không tan trong nước.
- Tất cả muối nitrate của kim loại IIA đều tan tốt trong nước.
- Các muối sulfate của kim loại nhóm IIA có độ tan giảm dần từ Mg đến Ba.
⚡ THÍ NGHIỆM (So sánh độ tan của muối CaSO4 và BaSO4)
Nhỏ từ từ dung dịch CuSO4 vào ống nghiệm (1) (chứa 2 mL dung dịch CaCl2) và ống nghiệm (2) (chứa 2 mL dung dịch BaCl2).
Câu hỏi:
@205720522221@
Bảng độ tan và tính tan của một số muối trong nước ở 20 oC
Cation | Anion | |||||
NO3- | SO42- | CO32- | ||||
Độ tan | Tính tan | Độ tan | Tính tan | Độ tan | Tính tan | |
Be2+ | 108,00 | T | 39,10 | T | - | - |
Mg2+ | 69,50 | T | 33,70 | T | 0,01 | K |
Ca2+ | 130,95 | T | 0,20 | I | < 0,01 | K |
Sr2+ | 69,50 | T | 0,013 | I | < 0,01 | K |
Ba2+ | 9,2 | T | < 0,01 | K | < 0,01 | K |
(T: chất dễ tan; I: chất ít tan; K: chất không tan)
2. Một số loại muối phổ biến
a. Muối carbonate
Muối carbonate của kim loại nhóm IIA phản ứng với acid hoặc nước có hòa tan khí carbon dioxide.
Ví dụ:
\(MgCO_3+2HCl\rarr MgCl_2+CO_2+H_2O\)
\(CaCO_3+CO_2+H_2O\rarr Ca\left(HCO_3\right)_2\)
Muối carbonate của kim loại nhóm IIA bị nhiệt phân tạo thành oxide. Độ bền nhiệt của các muối này tăng dần từ Mg đến Ba.
Phương trình tổng quát:
\(MCO_3\overset{t^{o}}{\rarr}MO+CO_2\)
Muối MCO3 | MgCO3 | CaCO3 | SrCO3 | BaCO3 |
|---|---|---|---|---|
\(\Delta_{r}H_{298}^{o}\) (kJ/mol) | 100,7 | 179,2 | 234,6 | 271,5 |
Câu hỏi:
@205720527914@
b. Muối nitrate
Muối nitrate của kim loại nhóm IIA bị nhiệt phân tạo thành oxide. Độ bền nhiệt của các muối này tăng dần từ Mg đến Ba.
Phương trình tổng quát:
\(M\left(NO_3\right)_2\overset{t^{o}}{\rarr}MO+2NO_2+\frac12O_2\)
Muối M(NO3)2 | Mg(NO3)2(s) | Ca(NO3)2(s) | Sr(NO3)2(s) | Ba(NO3)2(s) |
|---|---|---|---|---|
\(\Delta_{r}H_{298}^{o}\) (kJ/mol) | 255,2 | 369,5 | 452,4 | 506,2 |
3. Kiểm tra sự có mặt của ion trong dung dịch
Có thể phát hiện các ion Ca2+, Mg2+, CO32- hoặc SO42- trong dung dịch bằng cách cho phản ứng với thuốc thử phù hợp và quan sát hiện tượng xảy ra.
⚡ THÍ NGHIỆM (Kiểm tra sự có mặt của ion Ca2+ trong dung dịch)
- Nhỏ vài giọt dung dịch Na2CO3 0,1 M vào ống nghiệm chứa 2 mL dung dịch CaCl2 0,1 M.
- Thêm vài giọt HCl và lắc đều.
⚡ THÍ NGHIỆM (Kiểm tra sự có mặt của ion Ba2+ trong dung dịch)
- Thêm khoảng 6 - 8 giọt dung dịch H2SO4 vào ống nghiệm chứa 2 mL dung dịch BaCl2.
⚡ THÍ NGHIỆM (Kiểm tra sự có mặt của ion SO42- trong dung dịch)
- Nhỏ vài giọt dung dịch BaCl2 0,1 M vào ống nghiệm chứa 1 mL dung dịch ZnSO4 0,1 M.
- Thêm tiếp khoảng 2 - 3 giọt dung dịch HCl.
⚡ THÍ NGHIỆM (Kiểm tra sự có mặt của ion CO32- trong dung dịch)
- Cho 1 mL dung dịch Na2CO3 1 M vào ống nghiệm. Kiểm tra pH của dung dịch.
- Thêm 2 mL dung dịch HCl 1 M vào ống nghiệm.
- Đưa que diêm đang cháy lên miệng ống nghiệm.
4. Ứng dụng và vai trò của một số hợp chất của calcium
a. Ứng dụng của một số hợp chất của calcium có trong tự nhiên
Các nguyên - vật liệu chứa calcium có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất.
Nguyên - vật liệu | Ứng dụng |
Đá vôi (CaCO3) | Sản xuất vôi, xi măng, vật liệu xây dựng,... |
Vôi sống (CaO) | Khử chua, sát trùng, tẩy uế, hút ẩm trong công nghiệp,... |
Nước vôi (Ca(OH)2) | Khử chua, làm mềm nước cứng,... |
Thạch cao (CaSO4.nH2O) | Vật liệu xây dựng, phấn viết bảng,... |
Apatite (Ca5(PO4)3F, Ca5(PO4)3OH, Ca5(PO4)3Cl) | Sản xuất phân lân (superphosphate, nung chảy,...). |
b. Vai trò của hợp chất của calcium trong cơ thể người
Trong cơ thể, calcium tồn tại dưới dạng các hợp chất như calcium phosphate hoặc hydroxylapatite góp phần duy trì cấu trúc vững chắc cho xương và răng.
Ví dụ: Thiếu calcium có thể gây loãng xương và các vấn đề về tim mạch.
Câu hỏi:
@205834143471@
IV. NHẬN BIẾT KIM LOẠI VÀ ION KIM LOẠI NHÓM IIA
Có thể nhận biết các kim loại nhóm IIA hoặc hợp chất của chúng dựa vào màu của ngọn lửa đặc trưng.
