Slide bài giảng nhóm VIIIB

HỌC PHẦN HÓA VÔ CƠ
CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP
CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM VIIIB
I.Đặc điểm chung
-Bộ ba thứ 1: Sắt, Coban, Niken
-Bộ ba thứ 2: Ruteni, Rodi, Paladi
-Bộ ba thứ 3: Osmi, Iridi, Platin
*Các ngtố này có 2e ở lớp ngoài, chúng là kloại. Khi tham gia lkết các
e bên ngoài và các e lớp trước đó chưa xdựng xong cũng tham
gia tạo lkết. Mức oxh đặc trưng của ngtố là 2, 3
*Tchất hhọc và vật lý của các ngtố nhóm 8
chứng tỏ Fe, Co, Ni nằm trong ckỳ lớn đầu
tiên rất giống nhau và chúng khác xa các
ngtố của 2 bộ ba còn lại do đó người ta
tách chúng ra thành họ sắt. Sáu nguyên tố
còn lại của nhóm 8 gọi chung là kloại
Platin
II.Các ngtố họ Fe
1/Cấu tạo ngtử
Fe (26) 3d
6
4s
2
Co(27) 3d
7
4s
2
Ni (28) 3d
8
4s
2

-Fe,Co,Ni là những kloại hoạt động. Tính kloại giảm ít khi đi từ Fe – Ni
-Số oxh thường gắp +2,+3
-Fe : số oxh +3 bền hơn
-Co: số oxh +2 bền hơn
-Ni: số oxh +2 bền hơn
Fe,Co,Ni có số phối trí 4,6
2/Trạng thái tự nhiên
*Fe là kloại phố biến nhất trên trái đất sau Al chiếm khoảng 4,65% klượng
vỏ trái đất. Fe tốn tại dưới dạng các hợp chất khác nhau. Những
quặng qtrọng của Fe là :Manhetit Fe3O4; Hemantit Fe2O3; Xiderit
FeCO3; Pirit sắt FeS2
Fe tồn tại trong cơ thể con người ở dạng Hemoglobin
*Co, Ni là ngtố kém phổ biến, hàm lượng Co trong vỏ trái đất khoảng
0,004%; Ni : 0,01%. Thường tồn tại dưới dạng chất của As: CoAs2 :
Xmantit; CoAs : Cobantin; NiAs: cufeniken
3/Điều chế :
*Fe thường đchế dưới dạng gang và thép:
Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3CO
Fe2O3 + 3CO =2Fe + 3CO2
Hoặc điện phân dd FeCl3
FeCl3 = Fe + 3/2Cl2
*Co, Ni đchế khó hơn vì hàm lượng của nó nhỏ trong quặng
4/ Tính chất vật lý :
Fe,Co,Ni là kloại cứng, bền với kkhí do có màng oxit bảo vệ. Màng oxit của ni
bền hơn còn màng oxit của Fe trong kkhí ẩm sẽ bò hidrat hóa và xốp nên Fe
dễ bò rỉ nhanh khi để trong kkhí ẩm.
5.Ứng dụng :
Fe, Co, Ni tạo nhiều hợp kim, đặc biệt là thép. Hợp kim của Fe được ứng dụng
rộng rãi, hợp kim của Co,Ni có tính bền nhiệt cao dùng tạo nam châm, dcụ
cắt gọt

6.Tính chất hóa học :
*Fe bò oxh trong mtrường kkhí ẩm
2Fe + 3/2O2 = Fe2O3 dư oxy
3Fe + 2O2 = Fe3O4 thiếu oxy
*Fe, Co, Ni t/d halogen ở nhiệt độ cao
Fe + 3/2Cl2 = FeCl3
Ni + Br2 = NiBr2
*Ở nhiệt độ 800
0
C, Fe pư H2O
3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2
*Fe, Co, Ni tan trong HCl, H2SO4 loaõng
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
Co + 2HCl = CoCl2 + H2
*Fe, Co, Ni pư với acid có tính oxh HNO3, H2SO4 đ
Fe + 4HNO3 (đ,n) = Fe(NO3)3 + NO2+ 2H2O
3Co + 8HNO3 (l,n)= 3Co(NO3)2 + 2NO + 4H2O
3Ni + 8HNO3 (l,n)= 3Ni(NO3)2 + 2NO + 4H2O
*Các pư Co,Ni tạo hchất +2, còn Fe tạo hchất +3
*Fe trơ không t/d HNO3, H2SO4đ, nguội
* Fe, Co, Ni không t/d kiềm vì không có tính lưỡng tính
7/Hợp chất
a/Hợp chất +2
*Muối sắt +2 đchế khi htan Fe trong acid loãng. Qtrọng nhất là FeSO4 :
tinh thể màu lục sáng, dễ tan trong H2O. Trong kkhí muối sắt +2 dễ
chuyển thành muối Fe+3.
*khi cho kiềm t/d muối sắt +2 tạo kết tủa màu trắng xanh Fe(OH)2, chất
này để trong kkhí chuyển sang màu đỏ nâu Fe(OH)3
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3

*FeO: dạng bột đen, đchế bằng cách khử Fe2O3 với CO ở 5000C
Fe2O3 + CO = 2FeO + CO2
FeO tan trong mtrường acid
FeO +2HCl = FeCl2 + H2O
*Muối Fe+2 dễ chuyển thành muối Fe+3 bằng cách t/d với chất oxh (HNO3,
KMnO4, Cl2)
6FeSO4 + 2HNO3 + 3H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O
10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + K2SO4+ 2MnSO4 +8H2O
FeCl2 + 1/2Cl2 = FeCl3
*Phức Fe+2 có số ptrí 6, Fe+2 tạo phức cation và anion. Phức [Fe(H2O)6]
2+
,
[Fe(NH3)6]
2+
, chỉ bền ở trạng thái rắn trong dd NH3 bhòa hoặc trong
H2O bò thủy phân
4[Fe(NH3)6]Cl2 + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3 + 8NH4Cl + 16NH3
FeSO4 + NH4OH = [Fe(NH3)6]SO4 + H2O
FeCl2 + NH4OH = [Fe(NH3)6]Cl2 + H2O
*Phức cyano là phức bền nhất của Fe
2+
FeSO4 + KCN = K4[Fe(CN)6] + K2SO4
Đây là pư đònh tính ion Fe
3+
FeCl3 + K4[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6] +3KCl
FeSO4 + K3[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6] +
K2SO4
**Co+2
Muối Co+2 ở dạng khan có màu xanh còn dd và dạng hidrat có màu hồng.
*Co(OH)2 đchế khi cho kiềm t/d dd muối coban II: đây là kết túa màu xanh pha

hồng. Hợp chất Co+2 bò oxh khó hơn so với Fe+2
VD: Co(OH)2 bò oxh trong kkhí thành Co(OH)3 màu nâu chậm hơn nhiều so với
sự chuyển hóa của Fe(OH)2. nhưng khi có mặt chất oxh mạnh như
Natrihipoclorit thì sự oxh Co(OH)2 thành Co(OH)3 xảy ra nhanh
2Co(OH)2 + NaClO + H2O = 2Co(OH)3 + NaCl
*Phức của Co+2 kém bền hơn so với phức Co+3
CoCl2 + NH4OH = [Co(NH3)6]Cl2 + H2O
[Co(NH3)6]Cl2 không bền trong kkhí chuyển thành phức Co+3
7[Co(NH3)6]Cl2 + O2 + 4H2O= 4[Co(NH3)6]Cl3 + 2NH4Cl +
3Co(OH)2 + 16NH3
** Ni+2
-Muối Ni có màu lục NiSO4.7H2O: tinh thể màu xanh ngọc
-Ni(OH)2 kết tủa màu lục, đchế bằng cách cho kiềm t/d dd muối Ni.
Khi đun nóng mất nước tạo NiO + H2O
-So với Fe(OH)2 và Co(OH)2 thì Ni(OH)2 không bò oxh hóa bởi kkhí do
Ni(OH)2 có độ bền cao hơn
Ni +2 có thể tạo phức với phối trí 6,4
NiCl2 + 4KCN = K2[Ni(CN)4] + KCl
b/ Hợp chất +3
**FeCl3 : tinh thể màu nâu xẫm, hút ẩm mạnh, khi hấp thụ hơi ẩm từ kkhí nó
chuyển thành hidrat tinh thể chứa lượng H2O khác nhau và chảy rửa
trong kkhí
-
Fe2(SO4)3 tinh thể màu trắng rất hút ẩm, chảy rửa trong kkhí tạo hidrat
tinh thể Fe2(SO4)3.9H2O. khi nung nóng > 500
0
C phũy tạo Fe2O3 và SO3
- Khi cho kiềm t/d dd muối Fe+3 tạo Fe(OH)3 kết tủa nâu đỏ, nung nóng phũy
tạo Fe2O3 + H2O
- Fe2O3 tồn tại ở quặng Hemantit. Đchế bằng cách

-
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
-
Pứ phân biệt muối Fe II và muối Fe III là cho t/d KSCN hoặc NH4SCN.
Khi t/d muối Fe II t/d dd vẫn trong suốt không màu do không pư. Còn
muối Fe III t/dcho dd màu đỏ máu
FeCl3 + 6KSCN = K3[Fe(SCN)6] + 3KCl
*Phức Fe+3 bền hơn phức Fe+2. số ptrí là 4,6
FeCl3 + 6KCN = K3[Fe(CN)6] + 3KCl
FeCl3 + 6KSCN = K3[Fe(SCN)6] + 3KCl
*So sánh độ bền của các phức sau:
[Fe(CN)6]
3-
+ e = [Fe(CN)6]
4-
E0 = 0,36 V
[Fe(H2O)]
3+
+ e = [Fe(H2O)]
2+
E0 = 0,77 V
*Hợp chất cianua của Fe :
Cho KCN t/d dd muối Fe thu được kết tủa trắng Fe(CN)2
Fe+2 + 2CN
-
= Fe(CN)2
Khi dư KCN thì kết tủa bò htan tạo phức Fe(CN)2 + 4KCN = K4[Fe(CN)6]
Tinh thể K4[Fe(CN)6].3H2O hình lăng trụ màu vàng. Gọi là muối máu
vàng, khi htan vào H2O ply thành K

+
và [Fe(CN)6]
-4
.
K4[Fe(CN)6] là thuốc thử nhạy với ion Fe(III) vì ion [Fe(CN)6]
-4
khi t/d Fe
+3
tạo
thành muối sắt III hexacianoferatII Fe4[Fe(CN)6]3 không tan trong H2O có màu
xanh berlin.
4Fe
+3
+ [Fe(CN)6]
4-
= Fe4[Fe(CN)6]3
- Khi cho Clo hoặc Brom t/d dd muối máu vàng thì anion của muối bò oxh thành
[Fe(CN)6]
3-
2[Fe(CN)6]
4-
+ Cl2 = 2[Fe(CN)6]
3-
+ 2Cl
-


** Muối K3[Fe(CN)6] gọi là muối máu đỏ: là tinh thể khan màu đỏ
Cho K3[Fe(CN)6] t/d dd muối Fe(II) thu được kết tủa Sắt II hexacianoFerat(III) có
màu xanh turbin rất giống màu xanh berlin về dạnh bên ngoài nhưng có

thành phần khác
3Fe
+2
+ 2[Fe(CN)6]
3-
= Fe3[Fe(CN)6]2
***Co(OH)3 , Co2O3 có khuynh hướng oxh khi tham gia pư. Acid chứa oxy t/d
Co(OH)3 , Co2O3 tạo muối Co+2 thoát O2 còn acid HCl giải phóng Cl2.
Như vậy Co III ít bền hơn so với Fe III và thể hiện tính OXH mạnh hơn
2Co2O3 + 4H2SO4 = 4CoSO4 + O2 + 4H2O
Co2O3 + HCl = CoCl2 + Cl2 + H2O
4Co(OH)3 + 4H2SO4 = 4CoSO4 + O2 + 10H2O