Tổng kết chương/chủ đề
Nhận diện ion +1/+2 cùng hợp chất carbonate, hydrogencarbonate, hydroxide và sulfate. Tỉ lệ CO₂/kiềm quyết định sản phẩm và khả năng kết tủa tan tiếp. Nước cứng liên quan Ca²⁺,Mg²⁺; đun sôi không loại mọi loại tính cứng. Độ tan của từng muối cần xét cụ thể, không áp một quy tắc cho cả nhóm.
Mục lục bài học
Hóa học 12 – Nguyên tố nhóm IA và hợp chất
Mục tiêu và kiến thức nền
Liên hệ một electron hóa trị với tính khử mạnh của kim loại kiềm, nhận diện hợp chất thông dụng. Trong hợp chất phổ thông, kim loại nhóm IA có số oxi hóa +1.
Kim loại và hydroxide
Kim loại kiềm dễ nhường electron, phản ứng mạnh với nước tạo hydroxide và H₂: 2M+2H₂O → 2MOH+H₂. Mức độ phản ứng phụ thuộc kim loại và điều kiện; không dùng thí nghiệm tự phát với kim loại kiềm. NaOH, KOH là base mạnh, có tính ăn mòn; phản ứng trung hòa acid, hấp thụ CO₂ và thủy phân ester được giải thích bằng OH⁻ hoặc tạo muối.
Carbonate và hydrogencarbonate
CO₃²⁻+H⁺ → HCO₃⁻, rồi HCO₃⁻+H⁺ → CO₂+H₂O. Vì vậy thêm acid vào carbonate có thể có giai đoạn chưa sinh khí rõ trước khi đủ acid; chiều thêm và tỉ lệ chất ảnh hưởng mô tả quá trình. NaHCO₃ vừa phản ứng acid vừa phản ứng base; nhiệt phân 2NaHCO₃ → Na₂CO₃+CO₂+H₂O. Không áp khả năng nhiệt phân này nguyên xi cho Na₂CO₃ ở điều kiện thông thường.
Dung dịch và nhận biết
Nhiều muối alkali tan trong nước, nhưng độ tan cụ thể còn phụ thuộc chất và nhiệt độ. Màu ngọn lửa là tín hiệu nhận biết định tính phù hợp, như sodium vàng, potassium tím nhạt; tạp sodium có thể che màu khác. Phân biệt hiện tượng quan sát được với kết luận nhận biết chắc chắn khi mẫu là hỗn hợp.
Phương pháp, lỗi thường gặp và ghi nhớ
Với CO₂ hấp thụ vào kiềm, so tỉ lệ mol OH⁻/CO₂ để xác định carbonate, hydrogencarbonate hoặc hỗn hợp theo giả thiết hấp thụ hoàn toàn. Viết phương trình ion để xử lí tỉ lệ thay vì nhớ một công thức khối lượng duy nhất. Đừng lấy thể tích khí ở điều kiện bất kì chia mặc định 22,4.
Luyện tập bài này
Hóa học 12 – Nhóm IIA, calcium và nước cứng
Mục tiêu và kiến thức nền
Nhận diện hợp chất nhóm IIA, giải thích nước cứng và lựa chọn cách làm mềm. Trong hợp chất phổ thông, ion kim loại nhóm IIA thường mang điện tích 2+.
Tính chất và chuyển hóa calcium
Khả năng phản ứng của kim loại với nước phụ thuộc nguyên tố; không kết luận mọi kim loại IIA phản ứng với nước lạnh giống Ca. Chuỗi quen thuộc: CaCO₃ nung → CaO+CO₂; CaO+H₂O → Ca(OH)₂; Ca(OH)₂+CO₂ → CaCO₃↓+H₂O; CO₂ dư trong nước có thể chuyển CaCO₃ thành Ca(HCO₃)₂ tan. Nung đá vôi cần điều kiện nhiệt phù hợp; phương trình là mô hình hóa phản ứng, không phải mọi điều kiện đều tự xảy ra.
Độ tan và nhận biết
Hydroxide, carbonate và sulfate của các kim loại IIA có độ tan khác nhau. BaSO₄ rất ít tan, dùng trong nhận biết sulfate với thuốc thử phù hợp; tránh đưa ra quy tắc mọi muối nhóm IIA đều không tan. Khi kết tủa có thể tan tiếp do dư thuốc thử, cần xét toàn bộ quá trình chứ không chỉ hiện tượng đầu tiên.
Nước cứng và làm mềm
Nước cứng chứa đáng kể Ca²⁺, Mg²⁺. Tính cứng tạm thời liên quan hydrogencarbonate; đun sôi có thể làm giảm qua tạo kết tủa. Tính cứng vĩnh cửu liên quan các muối như chloride, sulfate và không được loại chỉ bằng đun sôi. Làm mềm bằng kết tủa hoặc trao đổi ion phải loại được ion gây cứng; thêm acid làm tan cặn không đồng nghĩa làm mềm hoàn toàn.
Phương pháp và ghi nhớ
Lập cân bằng mol Ca²⁺/Mg²⁺ và anion; xác định chất tạo kết tủa và chất còn lại trong dung dịch. Với CO₂ vào nước vôi, chia giai đoạn tạo CaCO₃ rồi hòa tan khi CO₂ dư theo dữ kiện. Không suy lượng kết tủa luôn tăng khi thêm CO₂. Phân biệt khối lượng kết tủa, độ cứng còn lại và tổng muối hòa tan.