Bài 18. Nguyên tố nhóm IIA

Khoáng vật calcite có thành phần chủ yếu là CaCO₃.

Khoáng vật dolomite có thành phần chủ yếu là MgCO₃.CaCO₃.

Mà CaCO₃ và MgCO₃ đều không tan trong nước.

Do đó, các khoáng vật calcite, dolomite,... hầu như không tan trong nước.

Dựa vào bảng 18.3:

Ta thấy, MgCO₃ không tan trong nước còn Mg(NO₃)₂ tan tốt trong nước.

Do đó có thể dùng nước để phân biệt MgCO₃(s) và Mg(NO₃)₂(s).

Ngoài tham gia tạo hợp kim, các kim loại nhóm IIA còn có những ứng dụng như:

- Be: được sử dụng trong các vũ khí hạt nhân.           

- Mg: được dùng để sản xuất pháo hoa.

- Ca: được dùng để điều chế các kim loại khác như uranium, thorium.

- Sr: được dùng để sản xuất pháo hoa.

- Ba: được dùng làm chất cản quang trong y tế.

…

a) K₂CO₃ + Ca(OH)₂ ⟶ 2KOH + CaCO₃

b) H₂SO₄ + 2NaOH ⟶ Na₂SO₄ + 2H₂O

c) 2HNO₃ + Mg(OH)₂ ⟶ Mg(NO₃)₂ + 2H₂O

d) Na₂SO₄ + Ba(OH)₂ ⟶ 2NaOH + BaSO₄

Mà CaCO₃ và BaSO₄ là chất không tan trong nước.

Vậy phản ứng a và d tạo ra chất không tan.

Magnesium là kim loại cơ bản trong hợp kim dùng để chế tạo khung và cánh của các thiết bị bay.

Ứng dụng này dựa trên tính chất nhẹ, cứng và bền của hợp kim magnesium.

Magnesium phȧn ứng rất chậm với nước là vì độ tan trong nước của Mg(OH)₂ tạo thành là rất thấp (0,0012 g/100 g nước ở 20°C). Phần Mg(OH)₂ không tan này bám trên bề mặt Mg làm cản trở quá trình tiếp xúc của Mg với nước.

Trong cùng chu kì, kim loại nhóm IIA có tính khử yếu hơn so với tính khử của kim loại nhóm IA.

Vì trong cùng một chu kì, từ nhóm IA sang nhóm IIA điện tích hạt nhân tăng, bán kính nguyên tử giảm làm lực hút electron lớp ngoài cùng tăng. Do đó khả năng nhường electron lớp ngoài cùng (để thể hiện tính khử) của kim loại nhóm IIA khó hơn so với kim loại nhóm IA.

a) Một số ứng dụng của đơn chất và hợp chất của nguyên tố nhóm IIA mà em biết:

- Mg: tham gia tạo hợp kim.

- Ba: làm chất cản quang trong y tế.

- Be: làm vật liệu sản xuất tên lửa, tàu vũ trụ.

- CaCO₃ (đá vôi): sản xuất vôi sống, xi măng.

- CaO (vôi sống): khử chua, tẩy uế, hút ẩm, vật liệu xây dựng, …

…

b) Kim loại nhóm IIA có những tính chất vật lí: nhẹ, khối lượng riêng nhỏ, nhiệt độ nóng chảy cao hơn so với kim loại nhóm IA nhưng tương đối thấp so với các kim loại khác.

Kim loại nhóm IIA có tính chất hóa học: Tính khử: M ⟶ M²⁺ + 2e. Tác dụng với các chất oxi hóa như phi kim (O₂, Cl₂, …), H₂O, acid, …

a) Trong nhóm IIA, tính khử của kim loại tăng từ Be đến Ba. Do đó tính khử của Ba mạnh hơn Mg. Nên barium phản ứng với oxygen mạnh hơn magnesium.

b) Tính khử của Ca < Ba và độ tan trong nước của Ca(OH)₂ cũng thấp hơn Ba(OH)₂. Do đó barium phȧn ứng với nước mạnh hơn calcium.

Hiện tượng:

- Ống nghiệm (1) xuất hiện kết tủa trắng. Ống nghiệm (2) xuất hiện vẩn đục trắng.

- Thời điểm xuất hiện kết tủa ở ống nghiệm (1): ngay sau khi cho dung dịch CuSO₄ vào. Thời điểm xuất hiện kết tủa ở ống nghiệm (2): sau khi cho dung dịch CuSO₄ vào một lúc.

Phương trình hóa học:

BaCl₂(aq) + CuSO₄(aq) ⟶ CuCl₂(aq) + BaSO₄(s)

CaCl₂(aq) + CuSO₄(aq) ⟶ CuCl₂(aq) + CaSO₄(s)

Giải thích: Vì BaSO4 không tan trong nước còn CaSO₄ ít tan trong nước.