Nguyên tố nhóm IA SVIP

I. ĐƠN CHẤT NHÓM IA

1. Đặc điểm chung

- Cấu hình electron lớp ngoài cùng: ns¹

- Thế điện cực chuẩn rất nhỏ, dễ nhường 1 electron nên có tính khử rất mạnh.

M → M⁺ + 1e

- Số oxi hóa đặc trưng: +1.

2. Trạng thái tự nhiên

Các nguyên tố nhóm IA chỉ tồn tại ở dạng hợp chất (muối) trong nước biển, mỏ muối, quặng halide,...

3. Tính chất vật lí

- Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp, giảm dần từ Li đến Cs.

- Khối lượng riêng nhỏ do có bán kính nguyên tử lớn và cấu trúc mạnh tinh thể kém đặc khít.

- Độ cứng thấp do có liên kết kim loại yếu.

4. Tính chất hóa học

Kim loại kiềm có thế điện cực chuẩn rất âm nên thể hiện tính khử mạnh và tăng dần từ Li đến Cs.

⚡THÍ NGHIỆM 1 (Tác dụng với nước)

Thả ba mẩu kim loại Li, Na, K vào ba chậu thủy tinh chứa nước.

⚡THÍ NGHIỆM 2 (Tác dụng với chlorine)

- Bước 1: Cho mỗi mầu Li, Na, K vào từng muôi sắt rồi đun đến nóng chảy.

- Bước 2: Đưa nhanh vào bình tam giác chứa khí chlorine.

⚡THÍ NGHIỆM 3 (Tác dụng với oxygen)

- Bước 1: Cho mỗi mầu Li, Na, K vào từng muôi sắt rồi đun đến nóng chảy.

- Bước 2: Đưa nhanh vào bình tam giác chứa khí oxygen.

5. Bảo quản

Kim loại kiềm dễ phản ứng với nước và không khí nên được bảo quản trong dầu hỏa, chân không hoặc khí hiếm.

Ví dụ:

- Na, K được ngâm trong dầu hỏa khan.

- Rb, Cs bảo quản trong ống thủy tinh hàn kín.

II. HỢP CHẤT CỦA KIM LOẠI NHÓM IA

1. Đặc điểm chung

- Kim loại kiềm dễ tan trong nước để tạo thành dung dịch chất điện li mạnh.

- Kim loại kiềm và hợp chất của chúng làm ngọn lửa không màu chuyển sang màu đặc trưng khi đốt nóng.

⚡ THÍ NGHIỆM (Phân biệt các ion Li⁺, Na⁺, K⁺ bằng màu ngọn lửa)

Nhúng ba dây platinum vào ba ống nghiệm chứa các dung dịch LiCl, NaCl và KCl. Hơ nóng đầu dây trên ngọn lửa đèn khí.

2. Hợp chất quan trọng

a. Sodium chloride

- Sodium chloride được sử dụng trong đời sống (gia vị, bảo quản thực phẩm), y học (nước muối sinh lý, chất điện giải) và công nghiệp (sản xuất chlorine, Javel, soda).

- Quá trình điện phân dung dịch NaCl:

b. Sodium hydrogencarbonate, sodium carbonate

- Sodium hydrogencarbonate được ứng dụng trong sản xuất bột nở, chất chữa cháy dạng bột, viên sủi, điều chỉnh pH, chế biến thực phẩm

- Sodium carbonate được ứng dụng trong sản xuất thủy tinh, xà phòng, bột giặt, giấy, sợi, chất tẩy rửa; làm mềm nước, điều chế muối khác; tẩy vết dầu mỡ trước khi sơn, hàn, mạ điện.

Phương pháp sản xuất (phương pháp Solvay)

- Nguyên liệu: đá vôi, muối ăn, ammonia, nước,...

- Quá trình sản xuất:

(1) Sục khí CO₂ sinh ra từ quá trình nhiệt phân đá vôi vào dung dịch chứa NaCl và NH3 bão hòa.

\(NaCl+NH_3+CO_2+H_2O\rightleftharpoons NaHCO_3+NH_4Cl\)

Do ít tan nên NaHCO₃ kết tinh trước và tách khỏi hệ phản ứng.

(2) Nung NaHCO₃ ở nhiệt độ cao, thu được soda.

\(2NaHCO_3\overset{t^{o}}{\rarr}Na_2CO_3+CO_2+H_2O\)

(3) Tái sử dụng NH₃ bằng cách cho NH₄Cl tác dụng với CaO

\(2NH_4Cl+CaO\rarr2NH_3+CaCl_2+H_2O\)

Sơ đồ sản xuất: