Kim loại kiềm thổ là gì? Cách điều chế và ứng dụng

Kim loại kiềm thổ bao gồm các nguyên tố thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Vậy kim loại kiềm thổ là gì? Làm thế nào để chuẩn bị và áp dụng? Hãy cùng Labvietchem tìm hiểu nhé.

1. Kim loại kiềm thổ là gì?

Kim loại kiềm thổ trở thành nguyên tố nhóm IIA của bảng tuần hoàn Gồm 6 nguyên tố được sắp xếp theo thứ tự tăng dần: Beryllium – Magiê – Canxi – Stronti – Bari – Bán kính.

Chỉ có Barium được phát hiện từ quặng Uranium. Đây cũng là nguyên tố phóng xạ có chu kỳ bán rã khá ngắn.

Các kim loại được gọi là đất kiềm vì chúng đều có tính chất tự nhiên giữa đất hiếm và kiềm. Bao gồm các oxit của kim loại đất hiếm và kim loại kiềm.

Kim loại kiềm thổ thuộc nhóm IIA của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

2. Kim loại kiềm thổ phổ biến hiện nay

Trong tự nhiên, kim loại kiềm thổ không tồn tại ở dạng nguyên chất. Hầu hết chúng kết hợp với các gốc hóa học khác. Trong vỏ Trái Đất, các kim loại này chiếm 4,16%. Trong đó:

– Stronti chiếm 0,6%.

– Bari chiếm 1,4%.

– Magiê chiếm 31%.

– Canxi chiếm 67%.

– Bán kính và Beryllium chiếm một lượng rất nhỏ, không đáng kể.

3. Tính chất đặc trưng của kim loại kiềm thổ

Tính chất của kim loại kiềm thổ là:

3.1. Tính chất vật lý

Kim loại kiềm thổ khá mềm, độ cứng thấp và giảm dần từ Berium đến Barium. Chúng có màu xám nhạt hoặc trắng bạc.

Nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy thấp hơn các nguyên tố khác (trừ kim loại kiềm).

Sự biến đổi của kim loại kiềm thổ không tuân theo một trình tự nhất định. Trong đó, Ba có cấu trúc lập phương tâm khối, Ca – Sr có cấu trúc lập phương tâm mặt và Be – Mg là hình lục giác.

Yếu tố	khối lượng cụ thể	Nhiệt độ nóng chảy	Nhiệt độ sôi (K)	Độ cứng Mohs	Điện trở suất
Beri	1,85 g/cm³	1560°K ​(1287°C, ​2349°F)	2742°K ​(2469°C, ​4476°F)	5,5	ở 20 °C: 36 n Ω·m
Magie	1.737 g/cm³	923°K ​(650°C, ​1202°F)	1363°K ​(1091°C, ​1994°F)	1-2,5	ở 20 °C: 43,9 Ω·m
canxi	1,55 g/cm³	1115°K ​(842°C, ​1548°F)	1757°K ​(1484°C, ​2703°F)	1,75	ở 20 °C: 33,6 n Ω·m
Stronti	2,6 g/cm³	1050°K ​(777°C, ​1431°F)	1655°K ​(1382°C, ​2520°F)	1,5	ở 20 °C: 132 n Ω·m
Bari	3,62g/cm³	1000°K ​(727°C, ​1341°F)	2118°K ​(1845°C, ​3353°F)	1,25	ở 20 °C: 332 nΩ·m
Bán kính	5,5 g/cm³	973°K ​(700°C, ​1292°F)	2010°K ​(1737°C, ​3159°F)		ở 20 °C: 1 µ Ω·m

Màu của kim loại kiềm thổ là màu trắng bạc hoặc xám nhạt

3.2. Tính chất hóa học

Các kim loại kiềm thổ ở lớp ngoài cùng có thêm 2 electron nên có tính khử mạnh. Tính chất này sẽ tăng dần dọc theo bán kính nguyên tử từ Be đến Ba. Một số Tính chất hóa học của kim loại kiềm thổ như sau:

Phản ứng với dung dịch axit

Trong điều kiện bình thường, kim loại kiềm thổ phản ứng với axit tạo ra muối và giải phóng khí hydro. Ngoài ra còn tác dụng với axit đậm đặc HNO3 hoặc H2SO4.

Phương trình phản ứng:

Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2

Mg + H2SO4(d,n) → MgSO4 + SO2+ H2O

4Ca + 10HNO3 → 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

Kim loại kiềm thổ tác dụng với nước

Kim loại kiềm thổ tan nhiều trong nước với những đặc điểm riêng biệt tùy theo từng loại:

– Mg không phản ứng với nước lạnh. Nếu trộn Mg với nước nóng sẽ tan chậm và tạo thành magie oxit, giải phóng khí hydro. Phương trình phản ứng có thể xảy ra trong hai trường hợp sau:

Mg + H2O → MgO + H2↑

Mg + 2H2O → Mg(OH)2 + H2↑

– Ba, Sr và Ca dễ phản ứng với nước. Kết thúc phản ứng thu được dung dịch kiềm.

– Canxi phản ứng tốt với nước tạo thành dung dịch kiềm. Phương trình phản ứng:

Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

– Beryllium không tan trong nước nhưng tan nhanh trong dung dịch nóng và có tính kiềm mạnh. Phương trình phản ứng:

Be + 2 NaOH nóng chảy → Na2BeO2 + H2

Be + 2NaOH + 2H2O → Na2[Be(OH)4] + H2

Phản ứng với phi kim loại

– Kim loại kiềm thổ tạo ra muối sau khi phản ứng với photpho, lưu huỳnh, halogen… Phương trình:

Mg + Si → Mg2Si hoặc Ca + Cl2 → CaCl2

– Khi đun nóng trong không khí, kim loại kiềm thổ phản ứng tạo thành oxit. phương trình:

2Ca + O2 → 2 CaO

– Oxit ổn định dễ bị phản ứng khử bởi kim loại kiềm thổ:

2Mg + CO2 → 2MgO + C

2Be + TiO2 → 2BeO + Ti

4. Điều chế kim loại kiềm thổ bằng phương pháp nào?

Các kim loại kiềm thổ có phản ứng hóa học khá mạnh nên thường tồn tại dưới dạng hợp chất. Chỉ cần điện phân từng loại muối nóng chảy là có thể Điều chế kim loại kiềm thổ dễ. Các phản ứng chuẩn bị như sau:

MgCl2 → Mg+Cl2

CaCl2 → Ca+Cl2

5. Ứng dụng của kim loại kiềm thổ

Kim loại kiềm thổ được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Bao gồm:

Stronti

– Ứng dụng trong nghiên cứu chất dẫn truyền thần kinh và chế tạo hợp kim.

Muối Stronti là nguyên liệu dùng để sản xuất pháo hoa.

Bari

– Bari được dùng để chế tạo hợp kim và là nguyên liệu trong sản xuất thủy tinh và pháo hoa.

– Trong y học, hợp chất BaSO4 được dùng làm chất cản quang.

Beri

– Beryllium được sử dụng trong sản xuất điện cực hàn điểm, thiết bị đo độ dẫn điện và chế tạo hợp kim.

– Beryllium được sử dụng trong các vật phản xạ, thiết bị phát hiện tia X…

canxi

– Ứng dụng sản xuất vôi, xi măng trong xây dựng.

– Được sử dụng trong điều chế kim loại Thorium và Uranium.

– Canxi có vai trò quan trọng trong các hoạt động của con người như: Chức năng đông máu, cấu trúc xương, răng…

Canxi được sử dụng trong sản xuất xi măng

Magie

– Magiê được sử dụng để chế tạo các phụ tùng, linh kiện cho tên lửa, máy bay, ô tô… vì tính chất bền và nhẹ.

– Khử lưu huỳnh trong quặng sắt.

– Hợp chất magie có khả năng chống cháy tốt nên được sử dụng trong lò luyện kim.

6. Sự khác biệt giữa kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ là gì?

Kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ có nhiều điểm khác biệt. Bảng dưới đây sẽ làm rõ sự khác biệt giữa hai nhóm kim loại này.

Tiêu chí so sánh	Kim loại kiềm thổ	kim loại kiềm
Định nghĩa	Nằm trong nhóm IIA	Thuộc nhóm IA
Phản ứng với nước	Chỉ có Ca, Ba, Sr phản ứng với nước Mg không tan trong nước, tan chậm trong nước nóng Không hòa tan trong nước	Xảy ra phản ứng tạo dung dịch kiềm và giải phóng khí hiđro
Nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy	Ngắn	Thấp hơn kim loại kiềm thổ

7. Địa chỉ cung cấp hóa chất uy tín, giá tốt?

LabTrường Chu Văn An chuyên cung cấp hóa chất, dụng cụ thí nghiệm chính hãng, chất lượng tốt. Với kinh nghiệm nhiều năm, công ty sẵn sàng đáp ứng mọi yêu cầu của khách hàng. Đội ngũ nhân viên chuyên nghiệp của chúng tôi sẽ tư vấn và giải đáp mọi thắc mắc để khách hàng có thể đưa ra lựa chọn đúng đắn. Vì vậy, đây sẽ là địa chỉ đáng tin cậy, uy tín, giá tốt mà bạn đang tìm kiếm.

Kim loại kiềm thổ là loại hóa chất có vai trò quan trọng trong đời sống cũng như nghiên cứu khoa học. Vui lòng liên hệ với chúng tôi LabVICHEM Hãy gọi tới hotline 0826 020 020 nếu bạn có nhu cầu mua hóa chất để được báo giá chi tiết và hướng dẫn đặt hàng.