Nhóm 7 Báo cáo thí nghi m hóa vô cệ ơ
Bài 1: KIM LO I KI MẠ Ề
(Phân Nhóm IA)
I. CHU N B LÝ THUY T:Ẩ Ị Ế
-N m v ng v trí c a các kim lo i ki m th trong b ng tu n hoànắ ữ ị ủ ạ ề ổ ả ầ
Mendeleev, c u hình electron, tr ng thái oxy hóa, tính ch t hóa h c.ấ ạ ấ ọ
-Trình bày cách đi u ch cacbonat natri b ng ph ng pháp Solvay.ề ế ằ ươ
II. TH C HÀNH:Ự
1. Thí nghi m 1: Đi u ch Naệ ề ế 2CO3 b ng ph ng pháp Solvay :ằ ươ
-Trong công nghi p ng i ta th ng đi u ch Naệ ườ ườ ề ế 2CO3 b ng ph ng pháp ằ ươ
Solvay ( E.sonvay 1838-1922 – ng i B ) b ng ph n ng thu n ngh ch: ườ ỉ ằ ả ứ ậ ị
NH4HCO3+ NaCl NaHCO3 + NH4Cl
-Do NaHCO3 là ch t ít tan k t tinh thành nh ng tinh th màu tr ng và tách ấ ế ữ ể ắ
ra kh i dung d ch làm cân b ng chuy n d ch theo chi u thu n. Nh ng th cỏ ị ằ ể ị ề ậ ư ự
t ng i ta cho khí NHế ườ 3 r i cho khí COồ2 qua dung d ch NaCl bão hòa đ ị ể
đi u ch NaHCOề ế 3.
-L y 1 ít tinh th đem cho vào n c r i cho vào đó 1 gi t phenolphtalein,ấ ể ướ ồ ọ
hi n t ng là dung d ch có màu h ng nh t. Do tinh th NaHCOệ ượ ị ồ ạ ể 3 tan trong
trong n c có tính baz y u phân ly t o ướ ơ ế ạ
H2O + + H2CO3
-Cho m t ít tinh th vào ng nghi m, đy b ng nút cao su có g n ng th yộ ể ố ệ ậ ằ ắ ố ủ
tinh. Đun nóng ng nghi m b ng đèn c n. D n khí thoát ra vào n c vôiố ệ ằ ồ ẫ ướ
1
Nhóm 7 Báo cáo thí nghi m hóa vô cệ ơ
trong ta th y dung d ch n c vôi trong v n đc. N u ti p t c d n khí vàoấ ị ướ ẩ ụ ế ế ụ ẫ
dung d ch v n đc s trong tr l i.Do x y ra các ph n ng sau đây:ị ẩ ụ ẽ ở ạ ả ả ứ
2NaHCO3
Na2CO3 + CO2 + H2O
CO2 + Ca(OH)2CaCO3 + H2O
CO2 + H2O + CaCO3 Ca(HCO3)2
-S y ph n tinh th còn l i 100ấ ầ ể ạ ở oC ta s đc tinh th Naẽ ượ ể 2CO3 khan.
Ph ng trình ph n ng:ươ ả ứ 2NaHCO3
Na2CO3 + CO2 + H2O
K t lu n: trong công nghi p ng i ta th ng đi u ch Naế ậ ệ ườ ườ ề ế 2CO3 b ng ằ
ph ng pháp Solvay do NaHCOươ 3 là ch t ít tan h n các ch t nên cu i ấ ơ ấ ố
quá trình s thu đc s n ph m có đ tinh khi t cao đng th i các s n ẽ ượ ả ẩ ộ ế ồ ờ ả
ph m ph trong quá trình có th tái s d ng trong các quá trình khác ẩ ụ ể ử ụ
giúp nang cao hi u qu kinh t .ệ ả ế
2. Thí nghi m 2: Quan sát màu l a c a kim lo i ki m:ệ ử ủ ạ ề
Cách ti n hành và hi n t ng:ế ệ ượ
-Nhúng m t đu m u gi y l c vào dung d ch LiCl bão hòa r i đa vào ng nộ ầ ẫ ấ ọ ị ồ ư ọ
l a đèn c n. ử ồ
-Hi n t ng: có ng n l a có màu đ tía.ệ ượ ọ ử ỏ
-Làm t ng t v i dung d ch NaCl và KCl bão hòa ươ ự ớ ị
NaCl: ng n l a có màu vàngọ ử
KCl : ng n l a có màu tím.ọ ử
Khi thay LiCl b ng Liằ2SO4 thì th y màu ng n l a không thay đi.ấ ọ ử ổ
Gi i thích :ả
-Electron c a nguyên t và ion kim lo i ki m h p th năng l ng c a đènủ ử ạ ề ấ ụ ượ ủ
c n nh y lên các m c năng l ng cao h n không b n. L p t c tr v m cồ ả ứ ượ ơ ề ặ ứ ở ề ứ
năng l ng c b n ban đu và gi i phóng các b c x ánh sáng trong vùngượ ơ ả ầ ả ứ ạ
kh ki n, t o ra ng n l a có màu đc tr ng cho t ng kim lo i.ả ế ạ ọ ử ặ ư ừ ạ
-Còn khi đt Liố2SO4 thì anion gi electron ch t h n nên năng l ng c aữ ặ ơ ượ ủ
ng n l a đèn c n không đ đ kích thích electron lên m c năng l ng caoọ ử ồ ủ ể ứ ượ
h n nên khi thay LiCl b ng Liơ ằ 2SO4 thì th y màu ng n l a không thay đi.ấ ọ ử ổ
K t lu n: ế ậ
2
Nhóm 7 Báo cáo thí nghi m hóa vô cệ ơ
- Khi đt cháy mu i kim lo i ki m v i năng l ng thích h p s cho ng n ố ố ạ ề ớ ượ ợ ẽ ọ
l a có màu đc tr ng c a t ng kim lo i. Khi đt mu i c a các kim lo i ử ặ ư ủ ừ ạ ố ố ủ ạ
ki m đi t trên xu ng theo chi u tăng d n đi n tích h t nhân , màu c a ề ừ ố ề ầ ệ ạ ủ
ng n l a chuy n t đ đn tím, ch ng t khi bán kính nguyên t tăng, ọ ử ể ừ ỏ ế ứ ỏ ử
electron d chuy n sang m c năng l ng cao h n và gi i phóng ra năng ễ ể ứ ượ ơ ả
l ng l n h n.ượ ớ ơ
3. Thí nghi m 3: Ph n ng c a kim lo i ki m v i n c: ệ ả ứ ủ ạ ề ớ ướ
Cách ti n hành và hi n t ng:ế ệ ượ
-Dùng dao nh a c t mi ng Na thành m u nh ta th y Na r t m m.ự ắ ế ẫ ỏ ấ ấ ề
-Cho vào chén s có phân n a th tích n c và 1 gi t phenolphtalein.ứ ử ể ướ ọ
-Hi n t ng: m u Na b c cháy và ch y trên m t n c, ph n ng x y ra ệ ượ ẫ ố ạ ặ ướ ả ứ ả
r t mãnh li t, có khói tr ng bay lên. Dung d ch chuy n sang màu h ng. Banấ ệ ắ ị ể ồ
đu ph n ng r t nhanh nh ng sau đó ch m d n. ầ ả ứ ấ ư ậ ầ
-Làm l i thí nghi m trên nh ng thay n c b ng dung d ch CuSOạ ệ ư ướ ằ ị 4 0.5M.
-Hi n t ng: ph n ng x y ra mãnh li t h n thí nghi m trên. Na b c cháyệ ượ ả ứ ả ệ ơ ệ ố
kèm theo ti ng n , có khói tr ng xu t hi n, có k t t a màu lam xu t hi nế ổ ắ ấ ệ ế ủ ấ ệ
và t i ch Na b c cháy có k t t a màu đen. Xung quanh m u Na cháy cóạ ỗ ố ế ủ ẫ
màu h ng xu t hi n r i m t.ồ ấ ệ ồ ấ
Ph ng trình ph n ng và gi i thích:ươ ả ứ ả
-Ph ng trình ph n ng:ươ ả ứ
2Na + 2H2O 2NaOH + H2 (1)
2H2 + O2 2H2O (2)
-Na tác d ng v i n c t o ra Hụ ớ ướ ạ 2, ph n ng (1) t a nhi t r t l n t o đi uả ứ ỏ ệ ấ ớ ạ ề
ki n cho ph n ng (2) x y ra, t o ra khói tr ng đó là h n h p c a Hệ ả ứ ả ạ ắ ỗ ợ ủ 2 và
h i n c. Ph n ng sinh ra NaOH là m t baz m nh nên làm dung d ch cóơ ướ ả ứ ộ ơ ạ ị
ch a phenolphtalein hóa h ng. NaOH sinh ra bao quanh m u Na làm gi mứ ồ ẫ ả
b m t ti p xúc c a Na v i Hề ặ ế ủ ớ 2O nên ph n ng x y ra ch m. Hả ứ ả ậ 2 sinh ra
phân b không đu t o nên l c nâng và đy Na ch y trên m t n c.ố ề ạ ự ẩ ạ ặ ướ
3
Nhóm 7 Báo cáo thí nghi m hóa vô cệ ơ
-Làm l i thí nghi m v i dung d ch CuSOạ ệ ớ ị 4 0.5M, ngoài ph n ng (1) và (2)ả ứ
còn có ph n ng:ả ứ
2NaOH + CuSO4 Cu(OH)2 + Na2SO4
(xanh lam)
-Khi vào dung d ch CuSOị4, Na tác d ng v i n c tr c ch không tr c ti pụ ớ ướ ướ ứ ự ế
kh ion Cuử2+
-Natri ph n ng mãnh li t h n vì: Trong thí nghi m đu NaOH v a t oả ứ ệ ơ ệ ầ ừ ạ
thành bao quanh m u Na làm gi m b m t ti p xúc gi a Na v i Hẫ ả ề ặ ế ữ ớ 2O. Còn
thí nghi m sau NaOH v a t o thành đã ph n ng ngay v i CuSOệ ừ ạ ả ứ ớ 4 nên
không làm gi m b m t ti p xúc gi a Na v i Hả ề ặ ế ữ ớ 2O. M t khác, do NaOHặ
m i sinh ra ph n ng t c th i v i l ng d CuSOớ ả ứ ứ ờ ớ ượ ư 4 nên dung d ch ch aị ứ
phenolphtalein ban đu chuy n sang màu h ng nh ng sau đó m t màu.ầ ể ồ ư ấ
-K t t a màu đen là do nhi t t a ra c a ph n ng (1) làm nhi t phân t aế ủ ệ ỏ ủ ả ứ ệ ủ
Cu(OH)2 thành CuO có màu đen:
Cu(OH)2 CuO (đen) + H2O
K t lu nế ậ :
-Kim lo i ki m m m, d c t. Trong các ph n ng chúng th hi n tính khạ ề ề ễ ắ ả ứ ể ệ ử
m nh. R t ho t đng v m t hóa h c, ph n ng mãnh li t v i n c t oạ ấ ạ ộ ề ặ ọ ả ứ ệ ớ ướ ạ
baz m nh và t a nhi t. ơ ạ ỏ ệ Kim lo i ki m r t d tác d ng v i n c và oxiạ ề ấ ễ ụ ớ ướ
trong không khí nên ng i ta b o qu n kim lo i ki m trong d u ho . ườ ả ả ạ ề ầ ả
4. Thí nghi m 4: Đ tan c a các mu i kiêm lo i ki mệ ộ ủ ố ạ ề
Cách ti n hành và hi n t ng:ế ệ ượ
-Cho vào 2 ng nghi m m i ng kho ng 1 ml dung d ch LiCl 0.5M và 5ố ệ ỗ ố ả ị
gi t NHọ4OH đm đc. ậ ặ
-ng 1: thêm vào 1ml dung d ch NaF 0.5M, l c đu đ yên vài phút ta th yỐ ị ắ ề ể ấ
có t a tr ng t o thành. Khi thêm NHủ ắ ạ 4OH vào thì l ng t a nhi u h n.ượ ủ ề ơ
4
Nhóm 7 Báo cáo thí nghi m hóa vô cệ ơ
-ng 2: thêm vào 1ml dung d ch NaHỐ ị 2PO4 và l c đu thì không th y hi nắ ề ấ ệ
t ng nh ng khi cho NHượ ư 4OH vào thì có t a tr ng xu t hi n và ti p t củ ắ ấ ệ ế ụ
đn d NHế ư 4OH thì t a v n không tan.ủ ẫ
Ph ng trình ph n ng và gi i thích:ươ ả ứ ả
-LiF là ch t ít tan nên có k t t a t o thành. Khi cho NHấ ế ủ ạ 4OH đm đc vào,ậ ặ
NH4OH làm dung môi phân c c h n mà LiF có tính liên k t c ng hóa trự ơ ế ộ ị
nên t a nhi u h n. ủ ề ơ
NaF + LiCl NaCl + LiF
-Li3PO4 tan nh ng khi ưcho NH4OH đm đc vào, dung môi tr nên phân c cậ ặ ở ự
h n nên ơLi3PO4 tr nên ít tan h n.ở ơ
OH- + H2PO4- H2O + HPO42-
OH- + HPO42- H2O + PO43-
3Li+ + PO43- Li3PO4
-Làm l i thí nghi m trên và thay LiCl b ng KCl thì trong các ng đu khôngạ ệ ằ ố ề
có hi n t ng.ệ ượ
K t lu n :ế ậ
-Đa s các mu i kim lo i ki m là d tan tr m t s mu i c a Li. Do trongố ố ạ ề ễ ừ ộ ố ố ủ
các kim lo i ki m Li có bán kính nguyên t nh nên l c hút h t nhân v iạ ề ử ỏ ự ạ ớ
electron ngoài cùng l n làm cho đ phân c c trong mu i gi m làm cho cácớ ộ ự ố ả
mu i c a Li khó tan trong dung môi phân c c.ố ủ ự
5. Thí nghi m 5 : ệ
Cách ti n hành và hi n t ng:ế ệ ượ
-L c chung h n h p g m 0.5g LiCl và 0.5g KCl v i 3ml c n trong. L c vàắ ỗ ợ ồ ớ ồ ọ
r a ph n r n không tan v i 1ml c n (3 l n). Ph n c n qua l c và c n dùngử ầ ắ ớ ồ ầ ầ ồ ọ ồ
5