Giecmani, thiếc, chì

Chia sẻ: Nguyen Chi Tinh | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:22

Thêm vào BST

Báo xấu

356
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Năm 1871, gecmani (tiếng La tinh germania để chỉ Đức) là một trong các nguyên tố mà Dmitri Ivanovich Mendeleev dự báo là tồn tại như là nguyên tố tương tự nhưng còn thiếu của nhóm silic. Thiếc(Sn),50, thời tiền sử, nhưng chưa rõ về nguồn gốc. Chì (Pb) 82, thời tiền sử, ký hiệu bắt nguồn từ tên gọi bằng tiếng La tinh của chì là "plumbum".

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giecmani, thiếc, chì

Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn Thị Ánh Hồng THỰC HIỆN:Nhóm 5 TH 1. Nguyễn Ngọc Phi 2. Nguyễn Thái Phương 2. 3. Lê Hoài Phúc 3. 4. Trương Huy 4. 5. Mai Văn Quý 5.
I. Giới thiệu I. II. Tính chất 1. Tính chất vật lý Tính chất hóa học 2. III. Điều chế IV. Ứng dụng
I. Giới thiệu I. - Năm 1871, gecmani (tiếng La tinh germania để chỉ Năm Đức) là một trong các nguyên tố mà Dmitri Ivanovich Mendeleev dự báo là tồn tại như là nguyên tố tương tự nhưng còn thiếu của nhóm silic. - Thiếc(Sn),50, thời tiền sử, nhưng chưa rõ về nguồn Thi gốc. - Chì (Pb) 82, thời tiền sử, ký hiệu bắt nguồn từ tên gọi Chì bằng tiếng La tinh của chì là "plumbum".
II. Tính chất II. 1. Tính chất vật lí 1. - Gecmani là một nguyên tố màu trắng ánh xám, tương đối Gecmani cứng có nước bóng kim loại và cấu trúc tinh thể tương tự như kim cương. Ngoài ra, một điều quan trọng cần lưu ý là gecmani là chất bán dẫn, với các tính chất điện nằm giữa các kim loại và các chất cách điện. Ở trạng thái nguyên chất, á kim này là chất kết tinh, giòn và duy trì độ bóng trong không khí ở nhiệt độ phòng. Cùng với gali, bitmut, antimoan và nước, nó là một trong các chất giãn nở ra khi đóng băng. - Dạng ôxít, điôxít gecmani, cũng có tính chất bất thường như có chiết suất cao đối với ánh sáng nhìn thấy, nhưng lại là trong suốt với ánh sáng.Gemani có nhiệt độ nóng chảy (936oC), nhiệt độ sôi (2700oC) khá cao.
Thiếc: Thi  Thiếc có ba dạng tinh thể thù hình có thể biến đổi lẫn nhau sinh ra những cân bằng ở nhiệt độ nhất định. - Thiếc α có kiến trúc tinh thể kiểu kim cương. Nó là chất ở Thi dạng bột màu xám (thiếc xám), không có ánh kim và có tỉ khối 5,75. Nó bền ở nhiệt độ dưới 13,2oC. - Thiếc β là kim loại màu trắng bạc (thiếc trắng hay thiếc Thi thường), có tỉ khối là 7,31 và bền ở trong khoảng nhiệt độ 13,2oC ÷ 161oC.C. - Thiếc γ có tỉ khối là 6,6 và dòn, dễ nghiền thành bột. Thiếc β Thi cũng như thiếc γ đều là dạng kim loại. Trong kiến trúc tinh thể của chúng có cách gói ghém sít sao hơi lệch của các nguyên tử kim loại. - Thiếc α là chất bán dẫn. Còn Thiếc β, Thiếc γ đều là kim Thi loại dẫn điện. - Thiếc có độ cứng trung gian giữa Ge & Pb và dễ bị dát Thi mỏng.
Chì: Chì:  Chì thể hiện rõ rệt tính kim loại, tồn tại ở dạng kim loại với cách gói ghém sít sao kiểu lập phương của các nguyên tử. Pb là kim loại màu xám thẫm và có tỉ khối là 11,34. Chì rất mềm, dùng móng tay có thể rạch được và dễ dát Chì mỏng. Chì là kim loại dẫn điện. Chì và các hợp chất của chì đều độc. Chúng rất nguy hiểm ở Chì chỗ khó có những phương tiện để cứu chữa khi bị nhiễm độc lâu dài cho nên cần hết sức cẩn thận khi tiếp xúc với chúng.
2. Tính chất hóa học 2. a. Tác dụng với phi kim Cả ba nguyên tố đều tương tác với halogen và nhiều nguyên tố ba phi kim loại khác. E + 2X2 → EX4 (E là Sn, Ge còn X là halogen) Pb + X2 → PbX2 Pb Ở điều kiện thường, Ge và Sn không tác dụng với oxi của không khí, còn Pb bị oxi hoá tạo thành lớp oxit màu xám xanh bao bọc trên bề mặt bảo vệ cho Pb không bị tiếp tục oxi hoá nữa E + O2 → EO2 (E là Sn, Ge) 700oC 700 2Pb + O2 → 2PbO (ở ĐK thường) 2Pb Nước không tác dụng với Ge và Sn, nhưng đối với Pb nó tách dần mạng oxit bao bọc ngoài và tiếp tục tác dụng. Riêng Pb, khi có Riêng mặt oxi, có thể tương tác với H2O: O: 2Pb + 2H2O + O2  2Pb(OH)2 2Pb 2Pb + 4CH3COOH + O2  2Pb(CH3COO)2 + 2H2O. 2Pb
b. Tác dụng với acid b. - Ge có thế điện cực gần bằng số không nên chỉ tan trong axit Ge sunfuric đặc và axit nitric. Ge + 2 H2SO4 + (x-2) H2O → GeO2.xH2O + 2SO2 Ge (x-2) Ge + 4 HNO3 đặc + (x-2) H2O → GeO2.xH2O + 4NO2 Ge - Sn và Pb có thế điện cực âm nên về nguyên tắc chúng có thể tan được trong các axit. Sn tan dễ dàng trong axit clohidric, nhất là khi đun nóng. Sn + 2HCl Sn → SnCl2 + H2 Tương tác xảy ra tương tự như vậy với dung dịch axit sunfuric loãng nhưng với dung dịch axit sunfuric đặc thì thiếc tan theo phản ứng: Sn + 2H2SO4(đặc) → Sn(SO4)2 + 2SO2 + 4H2O Sn Với axit nitric, thiếc tan dễ dàng: 3Sn + 8 HNO3(loãng) → 3Sn(NO3)2 + 2NO + 4H2O 3Sn Sn + 4 HNO (đặc) + (x-2)H O → SnO .xH O + 4NO Sn
- Chì chỉ tương tác ở trên bề mặt với dung dịch axit clohidric Chì loãng và axit sunfuric dặc trên 80% vì bị bao phủ bởi lớp muối khó tan (PbCl2 và PbSO4) nhưng với dung dịch đậm đặc hơn của các axit đó, chì có thể tan vì muối khó tan của lớp bảo vệ đã được chuyển thành hợp chất tan. PbCl2 + 2HCl → H2PbCl4 PbSO4 + H2SO4 → Pb(HSO4)2 - Với axit nitric ở bất kì nồng độ nào, chì tương tác như là một kim loại 3Pb + 8HNO3 → 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O - Chì có thể tan trong acid axetic và các acid hữu cơ khác.
c. Tác dụng với dung dich kiềm c. - Với dung dịch kiềm, Ge không tan, nhưng Sn và Pb có tương tác khi đun nóng để giải phóng hiđro. E + 2KOH + 2H2O → K2[E(OH)4] + H2 2KOH Ngoài ra, Ge, Sn, Pb còn tác dụng được với muối của các kim loại yếu hơn (đứng sau nó trong dãy hoạt động hóa học) để giải phóng kim loại ra khỏi muối tạo thành muối mới của E.
d. hợp chất của E d.  Hidrua của Ge , Sn và Pb Hidrua của những nguyên tố này có số oxh +4 đặc trưng Hidrua hơn so với số oxh +2. Ge, Sn, Pb tạo được các hợp chất hidrua, ở các hợp chất này thì các nguyên tố trung tâm (tức Ge, Sn, Pb) có trạng thái lai hóa sp3. Hiện nay người ta phát hiện ra một vài hidrua của các nguyên tố này như: GeH4 đến Ge9H20, SnH4 và Sn2H6, và cuối cùng là PbH4. Chúng kém bền hơn so với silan, từ GeH4 đến PbH4 độ bền nhiệt giảm nhanh chóng EH4  E + H2 ( đối với Ge thì ở 280oC, Sn thì 150oC còn Pb EH còn thì ở nhiệt độ thấp vẫn đang nghiên cứu ) thì Phương pháp điều chế là cho hợp kim của chúng với magie Ph tương tác với dung dịch axit loãng theo phản ứng chung: Mg2E + 4HCl  2MgCl2 + EH(E là Ge, Sn, Pb) Mg 4HCl
Oxit EO Oxit - Các nguyên tố Ge, Sn, Pb đều tạo nên hai loại oxit chính là Các monooxit EO và đioxit EO2. - Các oxit EO đều là chất rắn. GeO và SnO có màu Các đetilenđiamin. PbO có 2 dạng PbO màu đỏ và màu vàng.Các oxit SnO và GeO hầu như không tan trong nước, riêng PbO có thể tan chút ít nên Pb có thể tương tác với nước khi có mặt khí oxi. - Khi đun nóng trong không khí, chúng chuyển tương đối dễ Khi dàng thành oxit cao hơn. Ví dụ SnO biến thành SnO2 ở nhiệt độ 5500C. PbO biến thành Pb3O4 ở 4500C. - Khi đun nóng tất cả các oxit EO đều dễ dàng bị khử về đến kim loại: SnO + H2  Sn+H2O(183oC) - Các oxit EO đều tan trong axit và kiềm mạnh. - Điều chế GeO bằng cách đun nóng Ge với GeO2 ở nhiệt độ 800oC, SnO bằng cách làm mất nước của hiđroxit Sn(OH)2, PbO được điều chế bằng cách đốt nóng chì trong không PbO khí. khí.
Hydroxit E(OH)2 của Ge, Sn và Pb. Hydroxit  Các hydroxit E(OH)2 đều là kết tủa rất ít tan trong nước, Ge(OH)2 có màu đỏ da cam, còn Sn(OH)2 và Pb(OH)2 có màu trắng. Khi đun nóng, chúng dễ dàng mất nước biến thành oxit tr MO.  Cũng như các oxit, các hydroxit E(OH)2 là những chất lưỡng tính, từ Ge(OH)2 đến Pb(OH)2 tính bazơ của chúng tăng lên và tính axit giảm. xuống.Khi tan trong axit các hiđroxit E(OH)2 tạo nên muối của cation E2+: Sn(OH)2 + 2HCl SnCl2 + 2H2O Sn(OH)  Khi tan trong dung dịch kiềm mạnh chúng tạo nên muối Khi hiđroxogecmanit, hiđroxostanit hay hiđroplombit, nguyên tố E nằm ở trong anion. M(OH)2 + 2KOHK2[E(OH)4] M(OH)
 Do tính bazơ của các hiđroxit E(OH)2 tăng dần từ Ge đến Do Pb, các muối M2+ bị thuỷ phân hầu như hoàn toàn ở trong dung dịch loãng, muối của ion Pb2+ bị thủy phân rất ít còn muối Sn2+ ở mức độ trung gian.  Các muối hiđroxogecmanit, hiđroxostanit hay hiđroplombit Các đều dễ tan trong nước và bị thuỷ phân mạnh nên chúng chỉ bền trong dung dịch kiềm dư.
Đioxit của EO2 của Ge, Sn và Pb.  Tất cả đioxit (EO2) đều là chất rắn, GeO2 và SnO2 có màu trắng có và PbO2 có màu nâu đen. Khác với SiO2, tinh thể GeO2 và PbO2 có kiến trúc kiểu Rutin, trong đó mỗi nguyên tử kim loại được 6 có nguyên tử oxi bao quanh kiểu bát diện và mỗi nguyên tử oxi được 3 nguyên tử kim loại bao quanh kiểu tam giác.  Ngoài kiến trúc kiểu rutin, GeO2 còn có kiến trúc kiểu thạch anh.  GeO2 bền ở dưới 1033oC , SnO2 nóng chảy ở 1625oC. Gần đây người ta mới biết được hai dạng α và β của SnO2 hiđrat. Dạng α hoạt động hơn dạng β. Bằng phương pháp Rơnghen, người ta xác định được rằng tinh thể của hai dạng đó đều có kiến trúc kiểu rutin nhưng có chứa các phân tử nước hấp phụ.  Giống SiO2, cả GeO2 và SnO2 rất bền đối với nhiệt và dễ chuyển sang trạng thái thuỷ tinh. Còn PbO2 khi đun nóng mất dần oxi biến thành các oxit, trong đó chì có số oxi hoá thấp hơn.
PbO2 (nâu đen) Pb2O3 (vàng đỏ) Pb3O4 (đỏ) PbO (vàng) PbO (vàng - Tất cả cac đioxit đều kém hoạt động về mặt hoá học, GeO2 ít tan trong nước còn SnO2 và PbO2 không tan. Chúng có tính ít lưỡng tính nhưng tan trong kiềm dễ dàng hơn trong axit. Khi tan trong dung dịch kiềm, chúng tạo nên những hợp chất hiđroxo kiểu M2[E(OH)6]: EO2 + 2KOH +2H2O K2[E(OH)6] EO - Khi nấu chảy với kiềm hay oxit tương ứng, các đioxit tạo nên Khi những hợp chất có thành phần là M2EO3 và M4EO4 (M là kim loại hoá trị một). lo - VD: CaO + PbO2 Ca2PbO4 (Canxiorthoplombat) VD: (Canxiorthoplombat) - Tất cả các oxit có thể bị khử dễ dàng bởi C, CO, H2, Mg, Al Mg, đến kim loại. Tính oxi hoá không đặc trưng đối với GeO2 và SnO2 nhưng lại rất đặc trưng đối với PbO2, PbO2 là một trong SnO những chất oxi hoá mạnh thường dùng.
 Những hidroxit ứng dioxit EO2 không tồn tại E(OH)4 mà ở mà dạng hidrat EO2.2H2O với thành phần biến đổi. Khi axit hóa dung dịch của muối gecmanat, stanat, plombat thì thu được dung dịch keo, rồi dung dịch keo biến thành kết tủa nhầy không tan trong nước và có màu trắng, riêng PbO2.xH2O cócó màu nâu. màu  Tính chất hóa học đặc trưng của các hydroxit đó là lưỡng tính nhưng tan trong kiềm dễ hơn trong axit. Khi tan trong kiềm, chúng cho gecmanat, stanat và plombat tương ứng là muối của các axit gecmanic, acit stanic và axit plumbic.
III. Điều chế Ge, Sn, Pb III. 1.Ge: Do Ge là nguyên tố phân tán trong các quặng Do của Kl khác nên người ta chuyển Ge trong các quặng đó thành dạng oxit GeO2, sau đó khử bừng H2, hayhay than ở nhiệt dộ cao. than GeO2 + 2H2 (2C)  Ge + 2H2O( 2CO ) GeO 2. Sn: Dùng than khử quăng caxiterit có thaanhf phần Dùng chủ yếu là Thiếc ( IV ) oxit ở 1300oC SnO2 + 2C  Sn +2CO SnO Thực tế, người ta thu hồi 1 lượng lớn Sn từ sắt tây Th bằng cách ngâm sắt tây trong kiềm đặc và Sn tan dần tạo muối Sn + 2OH- + 2H2O  [Sn(OH)4]2- + H2 Sn
3. Pb: Nung quặng galen (PbS) hoặc xiruzit( PbCO3 ) thành Nung PbO rồi khử bằng than PbO PbS + O2  PbO + SO2 1200C PbS PbCO3  PbO + CO2 3000C PbCO PbO + C  Pb + CO 4000C IV. Ứng dụng Ứng dụng Gemani: Vật liệu quang học (sợi cáp quang) Vật liệu bán dẫn nhưng có thể trở thành siêu dẫn khi đặt trong vùng có từ trường mạnh. Pin mặt trời gallium arsenide germanium GeO2 làm chất xúc tác cho các phản ứng tổng hợp polymers như PET (polyethylene terephthalate)
Các thiết bị phát hiện dùng một tinh thể gecmani độ tinh khiết cao có thể nhận dạng chính xác nguồn bức xạ (ví dụ trong an ninh hàng không) Các đĩa bán dẫn với nền là gecmani cho các tế bào quang điện hiệu suất cao đa kết nối trong các ứng dụng cho tàu vũ trụ. Ứng dụng của Pb: Thành phần chính của pin chìaxit, dùng rộng rãi chẳng hạn như pin xe hơi. Dùng làm chất tạo màu cho sứ,men (ceramics) (đỏ và vàng) Màn chắn cho các phòng Xray Làm điện cực ( trong các bình ắc quy) Cho vào đồng thanh (CuZn) làm vật liệu cho các áo giáp Thường dùng trong các công trình kiến trúc. Chì được sử dụng như chất nhuộm trắng trong sơn. Chì dùng làm các tấm ngăn để chống phóng xạ hạt nhân.