Thuyết trình: Tìm hiểu về nhóm Viiib

TÌM HIỂU VỀ NHÓM VIIIB GVHD: Nguyễn Thị Hà ThuNHÓM THỰC HIỆN:Nguyễn Thị Mãi Lê Thị Kim NguyênNguyễn Thành LưngVõ Phúc LợiNguyễn Đình ChấmCHÀO CÔ VÀ CÁC BẠN ĐẾN VỚI BUỔI THUYẾT TRÌNH HÔM NAYTRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINHKHOA HOÁ HỌC ỨNG DỤNG12/06/2016Trà Vinh2ĐẶC ĐIỂM NHÓM VIIIB12/06/2016Trà Vinh4ĐẶC ĐIỂM NHÓM VIIIBNhóm VIIIBHọ sắt (Fe,Co,Ni)Họ platinPlatin nặng(Os,Ir,Pt)Platin nhẹ(Ru,Rh,Rd)12/06/2016Trà Vinh5 12/06/2016Trà Vinh6Nguyên tốSTTCác đồng vịCấu hình electronBán kính nguyên tửBán kính ionThế điện cực chuẩnFe2654(5,04%),56(91,68%),57(2,17%),58(0.31%)3d64s2Co2759(100%)Ni2858Ru44Rh45Pd46Os76Ir77Pt7812/06/2016Trà Vinh7Đun nóng bị halogen, oxy, lưu huỳnh oxy hoáHoà tan trong axít loãng trong trạng thái đặc Nguội bị thụ độngKhông phản ứng với kiềmTrong thiên nhiên dưới dạng quặng12/06/2016Trà Vinh8TRẠNG THÁI TỰ NHIÊNSắt chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ trái đất. *Sắt tồn tại chủ yếu ở dạng hợp chấtQuặng manhetit (Fe3O4) Quặng hematit đỏ (Fe2O3) Quặng hematit nâu (Fe2O3 .nH2O) Quặng xiđerit (FeCO3) Quặng pirit (FeS2)*Sắt có trong hemoglobin (huyết cầu tố) của máu và trong một số thực vật.*Sắt tự do có trong thiên thạch ngoài vũ trụSẮT12/06/2016Trà Vinh9Manhetit (Fe3O4) Hematit đỏ (Fe2O3)Hematit nâu (Fe2O3 .nH2O)Pirit (FeS2)Xiđerit (FeCO3) 12/06/2016Trà Vinh10Niken và Coban thường đi kèm với nhau trong các mỏ tự nhiên.Hàm lượng Niken >CobanCác quặng niken và coban phổ biến là dạng sunfua và asenua.Quặng phổ biên của niken:Quặng niken đỏ (niklin nias) Quặng niken trắng (nias2)Quặng niken vàng (millerit)Quặng niken antimonua sungfua (nisbs) Quặng niken asenua sunfua (niass).Niken và Coban12/06/2016Trà Vinh1112/06/2016Trà Vinh12 Quặng chính của coban:Quặng cobaltite :Quặng Coban asenua (CoAs2)Quặng Coban asenua sunfua (CoAsS)Quặng erythrite (Co3(AsO4)2·8H2O))Quặng glaucodot(CuFeAsS)Quặng skutterudite. (Co,Ni,Fe)As3) Coban của thế giới được sản xuất chủ yến từ quặng niken- coban của Công Gô và từ quặng sunfua sắt từ có lẫn quặng coban sunfua của Canađa.Niken và Coban12/06/2016Trà Vinh13Quặng erythriteQuặng skutterudite12/06/2016Trà Vinh14Trong thiên nhiên có thể tồn tại dạng kim loại họ platin, trong đó thường có lẫn một lượng nhỏ sắt và đồng.Quặng platin độc lập thường tồn tại dưới dạng platin asenua (PtAs2) ttrong khi đó quặng platin đi kèm với palađi và niken thường tồn tại dưới dạng sunfua (Pt, Pd, Ni)S. Palađi thường đi kèm với thủy ngân, vàng, antimon dưới dạng hợp kimPlatin tồn tại với mật độ phân bố cao ở Mặt Trăng và các thiên thạch Họ Phlatin12/06/2016Trà Vinh15Platin asenua Sunfua12/06/2016Trà Vinh16Là kim loạiFe,Co có màu trắng xám Ni màu trắng bạc.Có tính chất giống nhau , khác với các kim loại khác ,Cả ba kim loại này đều có tính sắt từ(Ở nhiệt độ cao thì niken là kim loại dễ mất tính từ nhất). Sắt và niken dễ rèn và dễ dát mỏng, coban cứng và giòn hơn. HỌ SẮT Tính chất vật lý12/06/2016Trà Vinh17HỌ SẮT Một số hằng số vật lý quan trọng của họ sắt.Tính chất vật lý12/06/2016Trà Vinh18Sắt có bốn dạng thù hình ở những khoảng nhiệt độ xác định (sắt α, sắt β, sắt ᵟ, sắt ᵞ). Sắt α và sắt β có cấu trúc tinh thể lập phương Sắt ᵞ có cấu trúc tinh thể theo mạng lập phương tâm diện Sắt ᵟ có cấu trúc tinh thể theo mạng lập phương tâm khối.HỌ SẮT Tính chất vật lý12/06/2016Trà Vinh19HỌ SẮT Sơ đồ pha áp suất thấp của sắt tinh khiếnTính chất vật lý12/06/2016Trà Vinh20Coban có hai dạng thù hình: Coban α có cấu trúc tinh thể lục phương Coban β có cấu trúc tinh thể dạng lập phương tâm diện. Niken có hai dạng thù hình: Niken α có cấu trúc tinh thể mạng lập phương tâm diện có tính sắt từ Niken β có cấu trúc tinh thể mạng lục phương, không có tính sắt từ.HỌ SẮT Tính chất vật lý12/06/2016Trà Vinh21Bộ ba thứ 1 của nhóm VIIIB (3d) Cấu hình e hóa trị Fe : 3d64s2, Co : 3d74s2,Ni : 3d84s2 Số oxh thường gặp: Fe,Co :+2,+3, Ni : +2 Khi tham gia phản ứng hoá học, nguyên tử sắt nhường 2 e phân lớp 4s ,khi tác dụng với chất oxi hoá mạnh thì sắt nhường thêm 1 e ở phân lớp 3d. ==> tạo ra các ion Fe2+, Fe3+.Fe → Fe2+2eFe → Fe3+3eFe hoạt động hóa học mạnh nhất, giảm dần theo chiều Fe – Co – Ni.Thể hiện tính khử.HỌ SẮT Tính chất hóa học12/06/2016Trà Vinh22HỌ SẮT Tính chất hóa họcHọ sắtPhi kim12/06/2016Trà Vinh23Tác dụng với phi kim. Tuỳ thuộc hoạt tính của phi kim và điều kiện phản ứng. Fe có thể tạo thành dung dịch rắn (C, Si, N, B, ...), hợp chất giống kim loại (Fe3C, Fe4N ...) hay hợp chất giống muối (FeF2, FeCl2, FeS). Ví dụ: Fe nung đỏ cháy trong O2, phản ứng mạnh với Cl2: 3Fe + 2O2 = Fe3O4 ,(3Fe + 2O2 + nH2O=Fe3O4.nH2O) 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 Fe + S = FeS2Co + O2 = 2CoOHỌ SẮT 12/06/2016Trà Vinh24Với oxy không khí: Fe bị oxi hóa trong không khí ẩm bởi ăn mòn điện hóa tạo gỉ sắt Fe2O3.xH2O, Fe3O4.xH2O. Co, Ni bền trong không khí nên để mạ.Với halogen: FeX3, FeI2, CoX2, CoF2-CoF3, NiX2HỌ SẮT Tính chất hóa học12/06/2016Trà Vinh252. Với dung dịch axit.Fe, Co, Ni đứng trước H trong dãy điện hoá do đó các kim loại tan được trong dung dịch (HCl, H2SO4 .): Fe phản ứng nhanh; Co, Ni chậm. Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 Fe tan trong HNO3 loãng; H2SO4 đặc nóng 2Fe + 6H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2OCo2O3 + 4H2SO4 = 4CoSO4 + 4H2O + 4SO23Ni + 8HNO3→ 3Ni(NO3)2+ 2NO + 4H2OVới HNO3 đặc, H2SO4 đặc, nguội: Fe bị thụ động.HỌ SẮT Tính chất hóa học12/06/2016Trà Vinh263. Tác dụng với nước Với H2O: ở nhiệt độ cao, Fe đẩy được H2 ra khỏi nước,(Ni,Co thụ động). – Fe + H2O FeO + H2 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 HỌ SẮT 12/06/2016Trà Vinh274. Với dung dịch muốiFe, Co, Ni đẩy được các kim loại có tính khử yếu hơn ra khỏi muối của nó.Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4HỌ SẮT 12/06/2016Trà Vinh28Sắt tinh khiết:Khử oxit bằng hiđro: Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2ONhược điểm của phương pháp này là lượng sắt điều chế ra phân bố ra rất nhỏ dễ bốc cháy ngoài không khí ở nhiệt độ thường.HỌ SẮT Điều Chế12/06/2016Trà Vinh29Bằng cách khử với cacbon trong lò luyện kim sử dụng luồng không khí nóng ở nhiệt độ khoảng 2000 °C.Than cốc phản ứng với ôxy trong luồng không khí tạo ra mônôxít cacbon:2 C + O2 → 2 COCacbon mônôxít khử quặng sắt (trong phương trình dưới đây là hêmatit) thành sắt nóng chảy, và nó trở thành điôxít cacbon:3 CO + Fe2O3 → 2 Fe + 3 CO2CaCO3 → CaO + CO2Sau đó ôxít canxi kết hợp với điôxít silic tạo ra xỉ.CaO + SiO2 → CaSiO3HỌ SẮT 12/06/2016Trà Vinh30HỌ SẮT 12/06/2016Trà Vinh3112/06/2016Trà Vinh32HỌ SẮT Niken tinh khiếtNiken tinh khiết được tinh chế từ niken thô bằng phương pháp điện phân dung dịch niken(II) sunfat, trong khi đó kim loại tinh khiết kết tủa dạng tấm ở catot. Phương pháp điện phân cacboxyl. Niken hình thành từ niken cacboxyl Ni(CO4) dễ bay hơi phản ứng với cacbon oxit:Ni(CO4) = Ni + 4COHỌ SẮT 12/06/2016Trà Vinh33Coban tinh khiết Muốn điếu chế coban tinh khiết trước hết ta phải tách các hợp chất khác ra khỏi coban thô. Coban sạch được khử bằng hiđro để có kim loại sạch. Hòa tan coban kim loại vào axit và tinh chế bằng điện phân sẽ tinh được coban tinh khiết.HỌ SẮT 12/06/2016Trà Vinh34HỌ SẮT ỨNG DỤNGỨng dụng họ sắt là gì ta.? Khó quá! HuhuMình đố các bạn biết câu trả lời ?Ai sẽ là người thông minh nhất đây.kaka 12/06/2016Trà Vinh35HỌ SẮT ỨNG DỤNGSắt là kim loại được sử dụng nhiều nhất, chiếm khoảng 95% tổng khối lượng kim loại sản xuất trên toàn thế giới. Đặc biệt trong các ứng dụng như sản xuất ô tô, thân tàu thủy lớn, các bộ khung cho các công trình xây dựng.Thép là hợp kim nổi tiếng nhất của sắt, ngoài ra còn có một số hình thức tồn tại khác của sắt như:(Gang thô (gang lợn), Gang đúc, Thép carbon, Sắt nonÔxít sắt (III) được sử dụng để sản xuất các bộ lưu từ tính trong máy tínhTrong sản xuất xi măng người ta trộn thêm Sunfat Sắt vào để hạn chế tác hại của Crom hóa trị 612/06/2016Trà Vinh3612/06/2016Trà Vinh37HỌ SẮT ỨNG DỤNG-vai trò về sinh học của sắt :sắt rất cần thiết để hình thành hemoglobn trong hồng cầu, chất có mặt trong tế bào hồng cầu và làm cho hồng cầu có màu đỏ.Sắt cũng là thành phần cấu tạo của một số loại protein và enzyme, có vai trò trong quá trình giải phóng năng lượng khi oxy hóa các chất dinh dưỡng và ATP.12/06/2016Trà Vinh38HỌ SẮT Niken nguyên chất và các hợp kim được sử dụng rộng rãi. Niken trơ hơn sắt và nổi bật là trơ đối vơ các tác dụng của bazơ vì vậy niken được dùng phổ biến trong công nghiệp hóa chất và trong các phòng thí nghiệm dưới các dạng nung, sấy để sản xuất các hiđrôxit và muối. Niken giữ nguyên được ánh kim ngoài không khí. Niken tinh khiết dạng phân bố nhỏ được dùng làm chất xúc tác, đặt biệt dùng trong quá trình hiđrô hóa các hợp chất hữu cơ. Các hợp kim đồng – niken cũng được dùng nhiều có khả năng chống lại sự ăn mòn của axit. Ngoài ra đồng tiền mệnh giá nhỏ của các nước cũng sử dụng niken nguyên chất hoặc hợp kim niken - đồng. HỌ SẮT 12/06/2016Trà Vinh3912/06/2016Trà Vinh40HỌ SẮT HỌ SẮT Một số hợp kim khác của niken – đồng là nikelin dùng để sản xuất các điện trở chuẩn và dụng cụ đo điện trở. Hợp kim niken - đồng – kẽm có tính dẫn điện rất kém nên được dùng sản xuất các bình giữ nhiệt bằng kim loại. Hợp kim niken – crom do không bị oxi hóa ngoài không khí, kể cả nhiệt độ cao và có điện trở suất lớn nên được dùng làm dầy điện trở cho các bếp điện. Một lượng lớn coban được sử dụng làm bôt màu kép và dùng làm men màu xanh cho gốm sứ dưới dạng oxit. Coban còn được sử dụng để sản xuất thép không gỉ và thép có từ tính và các hợp kim siêu rắn. Ngoài ra coban dùng làm vật liệu để sản xuất bom nguyên tử ở các nước tiên tiến.12/06/2016Trà Vinh41Điện cực trong pin điệnĐồng vị coban-60 dùng làm nguồn tạo tia gamma,Dùng trong xạ trị.Tiệt trùng thực phẩm theo phương pháp Pasteur. Kim loại này có đặc tính tạo ra bụi mịn, gây ra vấn đề về bảo vệ bức xạ.Cho vào đất một lượng nhỏ coban từ 0,13-0,30 mg/kg sẽ làm tăng sức khỏe của những động vật ăn cỏ. Coban là một thành phần trung tâm của vitamin cobalamin, hoặc vitamin B-12.HỌ SẮT 12/06/2016Trà Vinh4212/06/2016Trà Vinh43HỌ SẮT Oxit Tính khử oxi giảm theo thứ tự Fe(+2), Co(+2), Ni(+2). Oxit: FeO (đen), CoO (xanh xám), NiO (xanh lá cây). Các MO đều là oxit bazơ, không tan trong nước, dễ tan trong axit. FeO + 2HCl = FeCl2 + H2ONiO + H2SO4 = NiSO4 + H2OHỌ SẮT Hợp chất của kim loại họ sắt12/06/2016Trà Vinh44 b. Hiđroxit: Fe(OH)2, Co(OH)2, Ni(OH)2 Các M(OH)2 được tạo thành từ muối M(+2) tác dụng với dung dịch kiềm. M2+ + 2OH- = M(OH)2 Tạo ra các hiđroxit bazơ không tan trong nước, dễ tan trong dung dịch axit. Fe(OH)2 + H2SO4 = FeSO4 + 2H2ONi(OH)2 + H2SO4 = NiSO4 + 2H2O Fe(OH)2 dễ bị oxi hoá thành Fe(OH)3, Co(OH)2 bị oxi hoá chậm, còn Ni(OH)2 không bị oxi hoá. 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3HỌ SẮT Hợp chất của kim loại họ sắt12/06/2016Trà Vinh45C.Muối Muối Fe(+2) dễ bị oxi hoá, Co(+2) và Ni(+2) không bị oxi hoá. 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3+ K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O 4FeSO4 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)(SO4) Trong dung dịch, muối Fe(+2) cá màu xanh lục nhạt, Co(+2) có màu hồng và Ni(+2) có màu xanh lá cây. Muối quan trọng là FeSO4.7H2O: dùng để diệt sâu bọ, chế phẩm nhuộm vô cơ. HỌ SẮT Hợp chất của kim loại họ sắt12/06/2016Trà Vinh46d.Hợp chất M(CO)n Tương tự các nguyên tố Mn, Cr ... các nguyên tố của họ Fe tạo được hợp chất M(CO)n bởi liên kết cho nhận. Ví dụ: Đun nóng bọt Fe, sục khí CO ở 150 – 2000C, 100atmFe + 5CO = Fe(CO)5HỌ SẮT Hợp chất của kim loại họ sắt12/06/2016Trà Vinh47 Các kim loại họ platin nhẹ cũng như platin nặng đều có ánh kim bạc. Tuy nhiên ruteni và osimi có hơi ngả sang màu xanh.Tất cả các kim loại họ platin đều là kim loại quý, rất khó nóng chảy. Các kim loại họ platin nặng khó nóng chảy hơn các kim loại platin nhẹ. Các kim loại họ platin nặng khó nóng chảy hơn các kim loại platin nhẹ. Palađi và platin rất dẻo và dễ kéo sợi, dễ dát mỏng trong khi đó thì rođi và đặt biệt là iriđi, rutêni và osimi lại rất cứng và giòn. Tất cả các kim loại họ platin đều có tính chất xúc tác. HỌ PLATIN12/06/2016Trà Vinh48Cấu trúc tinh thể của các kim loại họ platin theo dạng lập phương tâm diện và lục phương Trong đó rutêni và osimi có cấu trúc lục phương rođi palađi, iriđi và palatin có cấu trúc lập phương tâm diện. Các kim loại hó platin có khả năng tạo hợp kim với nhau và với nhiều kim loại khác như hợp kim platin với rođi, hợp kim platin với iriđi, hợp kim osimi với iriđiChúng là những kim loại quý như vàng bạc.HỌ PLATIN12/06/2016Trà Vinh49Đặc tínhNguyêntốBán kính nguyên tửNăng lượng ion hóa thứ nhất (eV)Khối lượng riêng(g/cm3)Nhiệt độ nóng chảy (0C)Nhiệt độ sôi (0C)Ru1.357.1112.824004560Rh1.357.2012.4319654080Pd1.388.0712.0515523560Os1.348.3922.7527105500Ir1.368.7822.7024525300Pt1.368.6021.4517694050HỌ PLATIN12/06/2016Trà Vinh50Về mặt hoá học, kim loại họ Pt rất bền và hoạt động kém hơn nhiều so với các nguyên tố họ sắt. Ở điều kiện thường các kim loai họ platin không tác dụng với oxi. Khi đun nóng, ruteni và osimi dạng bột tác dụng với oxi thành thành các oxit.Ru + O2 = Ru2O4 Os + O2 = Os2O8 Ở nhiệt độ cao hơn thì các nguyên tố rođi, iriđi và palađi tác dụng với oxi tạo thành rođi (III) oxit, irđi (IV) oxit, palađi (II) oxit.Tính chất hóa học12/06/2016Trà Vinh51 Dung dịch axit HNO3 chỉ hoà tan được pd, pt tan được trong nước cường toan.Các kim loại còn lại không tan trong bất kỳ axit, Hỗn hợp axit nào, chỉ tan trong kiềm nóng chảy khi có mặt chất oxi hoá. 3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2OHỌ PLATINTính chất hóa học12/06/2016Trà Vinh52 Nguyên tố quan trọng nhất của các kim loại họ platin là platin. Platin nguyên chất hay platin có thêm một ít iriđi hoặc rođi để nâng cao tính chất cơ học của platin là vật liệu quan trọng để chế tạo các dụng cụ và thiết bị của các phòng thí nghiệm hóa học. Trong công nghiệp hóa chất người ta dùng một lượng lớn platin để sản xuất các lưới platin làm xúc tác trong quá trình đốt cháy amoniac để điều chế axit nitric.Platin được dùng làm điện cực điện công nghiệp để sản xuất peoxitsunfat, clorat dùng làm các pin nhiệt điện để nhiệt độ cao và để sản xuất các nhiệt kế điện trở hay những hợp kim được dùng sản xuất đồ trang sức.HỌ PLATINỨNG DỤNG12/06/2016Trà Vinh53Palađi được dùng làm chất xúc tác trong công nghiệp.Palađi hợp kim với vàng tạo thành vàng trắng được dùng để bít răng và làm răng giả.Rođi dưới dạng hợp kim platin được dùng sản xuất các pin nhiệt điện và được dùng để sản xuất lưới platin cho quá trình xúc tác.Iriđi được dùng để sản xuất đầu ngòi bút máy và được dùng cho platin hợp kim với platin để tăng cường độ cứng của platin.Ruteni và Osimi cũng có ứng dụng tương tự như Iriđi.HỌ PLATINỨNG DỤNG12/06/2016Trà Vinh54Việc tách và làm sạch các kim loại họ platin được tiến hành bằng phương pháp hóa học phức tạp. Hợp kim platin được xử lý với cường thủy trong đó osimi và iriđi không hòa tan và được tách ra. Platin và các nguyên tô còn lại của họ hòa tan trong dung dịch. Hỗn hợp osimi – iriđi thô được nóng chảy với kẽm.HỌ PLATIN12/06/2016Trà Vinh55Hợp kim này được xử lý với axit clohiđric để hòa tan kẽm và tạo ta dạng bột của osimi va iriđi không tan. Nung bột mịn của các kim loại này trong dòng không khí sẽ có sự tạo thành osimi (VIII) oxit (OsO4) thăng hoa và chuyễn thành kim loại. Iriđi còn lại trong bình nung. Platin được tách ra khỏi dung dịch bằng kết tủa dưới dạng phức chất amoni hexacloroplatinat (IV) và được chuyễn thành phức chất này thành kim loại.riđi thô được nóng chảy với kẽm.HỌ PLATIN12/06/2016Trà Vinh56Hợp chất M(+2) Số phối trí của hợp chất M(+2) bằng 4, cấu hình vuông phẳng: MO, M(OH)2, MCl2, M(CO)2. Ví dụ: PdCl2 Các hợp chất M(+2) đều có màu : MO, M(OH)2 (màu đen), PdCl2 (màu đỏ)... HỌ PLATINHợp chất của kim loại họ platin12/06/2016Trà Vinh57Hợp chất M(+4) Số phối trí của M(+4) bằng 6, cấu hình bát diện Ví dụ : [Pt(NH3)6]Cl4, [Pt(NH3)5Cl]Cl3 ... Những hợp chất đơn giản của Pt(+4) có tính axit trội hơn tính bazơ. Pt(OH)4 + 2NaOH = Na2[Pt(OH)6] Pt(OH)4 + 6HCl = H2[PtCl6] + 4H2O Pd, Pt dùng để chế tạo chén nung chống gỉ, làm nhiệt kế điện trở cặp nhiệt điện, công tắc điện. Pt dùng làm anot không tan.  HỌ PLATINHợp chất của kim loại họ platin12/06/2016Trà Vinh5812/06/2016Trà Vinh59TÀI LIỆU THAM KHẢOTailieu.vn12/06/2016Trà Vinh60