Si Va Ge

Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng – Lớp CĐĐT07A

Trang 1

Giôùi Thieäu Chung Nhö chuùng ta ñaõ bieát, khoa hoïc kyõ thuaät vaø coâng ngheä ngaøy caøng phaùt trieån, döôùi söï ñoùng goùp tích cöïc cuûa caùc nguyeân toá hoùa hoïc maø ta ñaõ saûn xuaát vaø cheá taïo ñöôïc caùc thieát bò gia duïng ta söû duïng haøng ngaøy, cho ñeán caùc thieát bò coâng ngheä cao, phuïc vuï toát cho moïi nhu caàu caàn thieát cho con ngöôøi. Vôùi muïc ñích tìm hieåu caùc nguyeân toá hoùa hoïc ñeå hieåu bieát theâm veà baûn chaát cuûa chuùng, toå chuùng em goàm 4 thaønh vieân : 1. Nguyeãn Quang Khaùnh 2. Nguyeãn Duy Linh 3. Huyønh Coâng Thaønh 4. Ñaëng Minh Thanh Ñaõ quyeát ñònh laøm ñeà taøi tìm hieåu ba nguyeân toá : Si, Sn, Pb. Trong ñoù Silic laø loaïi chaát baùn daãn quan troïng ñöôïc duøng ñeå cheá taïo trong caùc loaïi chip ñieän töû coâng ngheä cao, laø lónh vöïc vaø chuyeân moân cuûa chuùng em sau naøy. Vaø hai nguyeân toá: Sn vaø Pb thì khoâng theå thieáu trong caùc chi tieát cheá taïo maùy luoân coù maët xung quanh ta. Vaø mong ñeà taøi cuûa chuùng em seõ laø taøi lieäu nghieân cöùu boå ích cho caùc baïn.

Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng – Lớp CĐĐT07A

Trang 2

Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng – Lớp CĐĐT07A

Trang 3

I-Nguyên Tố Silic: I.1 Lịch Sử:

Người nguyên thuỷ đánh ra lửa từ chất Silic và hy vọng rằng nó có thể đốt cháy được lá khô. Hàng nghìn năm sau những người La Mã cổ cũng chẳng tiến thêm dược mấy trong việc tạo ra lửa. Hể đánh hai hòn đá vào nhau và những tia lửa thu được thì cố gắng đốt cháy những que đóm tẩm lưu huỳnh. Vào thời trung cổ người ta cố gắng đốt cháy những miếng giẻ khô bằng những tia lửa thu được bằng cách đánh Silic và sắt. Những chất liệu dễ cháy này được gọi là các "dây cháy" Silic (tên Latinh: silex, silicis có nghĩa là đá lửa) được phát hiện bới Antoine Lavoisier năm 1787, và sau đó đã bị Humphry Davy vào năm 1800 cho là hợp chất. Năm 1811 Gay Lussac và Thénard có lẽ đã điều chế ra silic vô định hình không nguyên chất khi nung nóng kali với tetraflorua silic SiF4. Năm 1824 Berzelius điều chế silic vô định hình sử dụng phương pháp giống như của Lussac. Berzelius cũng đã làm tinh khiết sản phẩm bằng cách rửa nó nhiều lần. Vì silic là nguyên tố quan trọng trong các thiết bị bán dẫn và công nghệ cao, nên khu vực công nghệ cao ở California được đặt tên là Silicon Valley (Thung lũng Silicon), tức đặt tên theo nguyên tố này. Và Silic là nguyên tố có mặt nhiều thứ 2 ( chiếm 25.7% ) trên trái đất sau nguyên tố oxi,tuy nhiên nó không được tìm thấy trong tự nhiên như các nguyên vật liệu thô khác,nhưng nó rất dể kết hợp với oxi để tạo thành silic dioxit, cát, thạch anh,và những khoáng chất… I.2 Cấu Tạo Nguyên Tử : Ký hiệu : Si , thuộc nhóm 14, chu kỳ 3, khối P. M = 28,0855 đ.v.c Cấu hình e lớp ngoài cùng : 3s2, 3p2 I.3 Tính Chất: I.3.1 Tính Chất Vật Lý: Tồn tại ở trạng thái rắn, màu xám, dẫn điện ( độ dẫn điện tăng lên khi nhiệt độ tăng lên ), dẫn nhiệt. Khối lượng riêng : 2330 kg/m³, độ cứng : 6.5.Có nhiệt độ nóng chảy là 1.687K (2.577oF),nhiệt độ sôi : 3.173 K (5.252 °F). Trong dạng tinh thể, silic có màu xám sẫm ánh kim. I.3.2 Tính Chất Hóa Học: - Ở nhiệt độ thường silic tương đối trơ, nhưng khi đun nóng nó dễ dàng phản ứng với oxi, clo, brom : Si+O 2 =SO 2

Si+2Cl 2 =SiCl 4 Si+2Br2 =SiBr4

- Hợp chất của Silic với halogen dễ bị thủy phân, tạo thành silic đioxit hay axit silixic và axit halogenhidric : SiCl4 +2H 2 O=SiO2 +4HCl - Silic tác dụng với lưu huỳnh, cacbon và kim loại : 2Mg + Si = Mg 2Si

Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng – Lớp CĐĐT07A

Trang 4

- Silic không phản ứng với axit không phải chất oxi hóa : Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2SiO3 +2H 2

- Silic tinh thể thì trơ,vô định hình khá hoạt động. - Silic hoá hợp được với flo ở nhiệt độ thường . - Ở điều kiện thường, silic không tác dụng với axit, chỉ tác dụng với hỗn hợp HNO3 +HF . - Silic tác dụng với kiềm tạo ra muối silicat và giải phóng H 2 : - Tính chất hoá học đặc biệt của silic là nó có thể tạo thành các silan kiểu ankan với hiđro và halogen : Si n H 2n+2 ; Si n Cl2n+2 . I.4 Các Hợp Chất : I.4 .1 Silic đioxit : - SiO2 là chất rắn, không màu, nóng chảy ở 1700oC. Thạch anh, phalê, ametit là SiO 2 nguyên chất. - SiO2 là oxit axit, ở to cao nó tác dụng được với oxit bazơ, kiềm, cacbonat kim loại kiềm, tạo ra silicat : - SiO2 có tính chất hoá học đặc trưng là tan được trong dung dịch axit HF: Vì vậy người ta dùng HF để khắc hình trên thuỷ tinh. - SiO 2 được dùng rộng rãi trong xây dựng, sản xuất thuỷ tinh, đá mài. I.4.2 Axit silicic và muối silicat: H 2SiO3 là axit yếu, ít tan trong nước.

Điều chế H 2SiO3 : Muối của axit silicic là silicat. Na 2SiO3 và K 2SiO3 trông giống thuỷ tinh, tan được trong nước nên được gọi là thuỷ tinh

tan. Thuỷ tinh tan dùng chế tạo xi măng, bêtông chịu axit. Nguyên liệu để sản xuất thuỷ tinh là cát, thạch anh, đá vôi và xôđa: Thành phần hoá học của thuỷ tinh này được biểu diễn gần đúng bằng công thức các oxit: Na 2 O.CaO.6SiO 2

I.5 Điều Chế: Silic được sản xuất công nghiệp bằng cách nung nóng silicat siêu sạch trong lò luyện bằng hồ quang với các điện cực cacbon. Ở nhiệt độ trên 1900 °C, cacbon khử silicat thành silic theo phản ứng SiO2 + C → Si + CO2 Silic lỏng được thu hồi ở đáy lò, sau đó nó được tháo ra và làm nguội. Silic sản xuất theo công nghệ này gọi là silic loại luyện kim và nó ít nhất đạt 99% tinh khiết. I.6 Ứng Dụng:

Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng – Lớp CĐĐT07A

Trang 5

Silic là nguyên tố rất có ích, là cực kỳ cần thiết trong nhiều ngành công nghiệp. Điôxít silic trong dạng cát và đất sét là thành phần quan trọng trong chế tạo bê tông và gạch cũng như trong sản xuất xi măng Portland. Silic là nguyên tố rất quan trọng cho thực vật và động vật. Silica dạng nhị nguyên tử phân lập từ nước để tạo ra lớp vỏ bảo vệ tế bào. Các ứng dụng khác có:  Chế tạo hợp kim đặc biệt có tính cứng và chịu axit.  Chế tạo chất bán dẫn trong kỹ thuật vô tuyến điện, pin mặt trời.  Gốm/men sứ - Là vật liệu chịu lửa sử dụng trong sản xuất các vật liệu chịu lửa và các silicat của nó được sử dụng trong sản xuất men sứ và đồ gốm.  Thép - Silic là thành phần quan trọng trong một số loại thép.  Đồng thau - Phần lớn đồng thau được sản xuất có chứa hợp kim của đồng với silic.  Thủy tinh - Silica từ cát là thành phần cơ bản của thủy tinh. Thủy tinh có thể sản xuất thành nhiều chủng loại đồ vật với những thuộc tính lý học khác nhau. Silica được sử dụng như vật liệu cơ bản trong sản xuất kính cửa sổ, đồ chứa (chai lọ), và sứ cách điện cũng như nhiều đồ vật có ích khác.  Giấy nhám - Cacbua silic là một trong những vật liệu mài mòn quan trọng nhất. Với sự gia tăng năng lực xử lý của máy tính, người ta không nghi ngờ gì về sức mạnh của silic. Tuy nhiên, mới đây, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một tiềm năng mới sử dụng vật liệu này, một phát hiện thật sự đáng ngạc nhiên. Trong một nỗ lực phát triển các cảm biến từ có độ nhạy cao, các nhà khoa học ở trường Đại học Califocnia đã phủ các tấm bán dẫn silic với gađolini nitrat. Khi một nhà nghiên cứu cắt chip này bằng dao cắt kim cương thì chip bị nổ. Theo Michael Sailor, giáo sư hoá học đồng thời là nhà lãnh đạo dự án nghiên cứu này, phản ứng cực mạnh này, tương đương với sự nổ của khẩu súng trò chơi, hoàn toàn là một phát hiện ngẫu nhiên. Dù rằng lâu nay các nhà hoá học đã biết là sử dụng kali nitrat có thể sản xuất được silic nổ, nhưng đây là lần đầu tiên một hợp chất muối thông thường đã tạo được sự nổ như vậy. Sản xuất "bột thuốc súng" silic : Các nhà khoa học đã nghiên cứu kỹ gađolini nitrat và nhận thấy chất này rất gần gũi với kali nitrat, là chất được dùng làm thuốc súng. Kết hợp chất này với các tinh thể siêu mịn của silic thay vì cacbon trong thuốc súng thông thường, các nhà khoa học đã nhận được một loại vật liệu nổ. Cần tiến hành thêm các thí nghiệm để đánh giá vụ nổ lớn đến mức nào khi sử dụng loại thuốc nổ silic mới, tuy nhiên, theo các nhà khoa học, nghiên cứu ban đầu tỏ ra rất hứa hẹn. Vật liệu chứa mức năng lượng như của thuốc súng thông thường tính theo cùng một cơ số. Ngoài ra, quy trình bổ sung gađolini vào silic không khó thực hiện và dễ dàng tổ hợp vào các kỹ thuật chế tạo chip máy tính hiện nay. Như vậy, điều này có thể dẫn đến một phạm vi các khả năng và ứng dụng hoàn toàn mới. Thiết kế chip tự phá huỷ :

Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng – Lớp CĐĐT07A

Trang 6

Khó khăn nhất là chế tạo chip tự phá huỷ. Do vật liệu chế tạo cơ bản như nhau, các loại chip nhạy cảm, ví dụ như các chip dùng trong thiết bị do thám bí mật hoặc trong các hệ thống vũ khí, có thể sẽ có một phần gắn với bột thuốc súng silic. Nếu thiết bị bị lọt vào tay một kẻ không thích hợp, một tín hiệu có thể được gửi đến chip, kích một xung điện cực nhỏ cho thuốc súng và phá huỷ chip. Chưa hết, hợp chất đầy sức mạnh này ngoài sức mạnh phá huỷ còn có nhiều ứng dụng khác nữa. Chúng có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho thiết bị do thám cực nhỏ hoặc thiết bị dò tìm hoá chất nguy hại. Ví dụ, nếu cường độ vụ nổ có thể khống chế được, hợp chất có thể được sử dụng để chế tạo các tên lửa cực nhỏ, cung cấp năng lượng cho các máy móc hiển vi. Các nhà khoa học có thể chế tạo bộ cảm biến rôbot rất nhỏ để phát hiện các vũ khí chiến tranh hoá học được sử dụng ở chiến trường bằng cách sử dụng thuốc súng silic này. Thậm chí, vật liệu còn có thể được dùng để chế tạo các phổ kế nhỏ cầm tay, là dụng cụ phát hiện hoá chất bằng cách đốt các mẫu chất và phân tích màu trong ngọn lửa. Người ta có thể tạo 20 chiếc lò đốt nhỏ trên một chip và phân tích ngoài thực địa. Nếu cần phân tích nhiều hơn, người ta có thể đặt lên một chip mới khác. Tuy nhiên, còn cần nhiều năm nữa để có được các tên lửa nhỏ hoặc thậm chí máy tính được thiết kế để có khả năng tự huỷ. Các nhà khoa học cần nghiên cứu thêm về cường độ nổ khi chế tạo vật liệu. Nghiên cứu còn cần thực hiện để phát triển các công thức vật liệu tốt hơn, nhằm cải tiến khả năng cháy của vật liệu và có thể điều khiển vật liệu cho các mục đích tạo sức đẩy. Và khi giải quyết được những vấn đề này, rõ ràng là silic sẽ dẫn đến một bước nhảy lớn vào tương lai Vật liệu bán dẫn - Silic siêu tinh khiết có thể trộn thêm asen, bo, gali hay phốtpho sđể làm silic dẫn điện tốt hơn trong các transistor, pin mặt trời hay các thiết bị bán dẫn khác được sử dụng trong công nghiệp điện tử và các ứng dụng kỹ thuật cao (hi-tech) khác.  





Trong các photonic - Silic được sử dụng trong các laser để sản xuất ánh sáng đơn sắc có bước sóng 456 nm. Vật liệu y tế - Silicon là hợp chất dẻo chứa các liên kết silic-ôxy và silic-cacbon; chúng được sử dụng trong các ứng dụng như nâng ngực nhân tạo và lăng kính tiếp giáp (kính úp tròng). LCD và pin mặt trời - Silic ngậm nước vô định hình có hứa hẹn trong các ứng dụng như điện tử chẳng hạn chế tạo màn hình tinh thể lỏng (LCD) với giá thành thấp và màn rộng. Nó cũng được sử dụng để chế tạo pin mặt trời. Xây dựng - Silica là thành phần quan trọng nhất trong gạch vì tính hoạt hóa thấp của nó.

II-Nguyên Tố Thiếc ( Sn ): II.1 Lịch Sử: Theo các nhà khảo cổ học thì thiếc được sử dụng ít nhất khoảng 5500 năm. Thiếc tồn tại chủ yếu ở dạng khoáng vật ( SnO 2 ). Nó chỉ chiếm khoảng 0.001% của võ trái đất và có nhiều nhất ở Malaisia.

Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng – Lớp CĐĐT07A

Trang 7

II.2 Cấu Tạo Nguyên Tử: Ký hiệu : Sn, thuộc nhóm 14, chu kỳ : 5, đứng vị trí 50 trong bảng hệ thống tuần hoàn. M = 118.710 đvc II.3 Tính Chất: II.3.1 Tính Chất Vật Lý: Thiếc là kim loại màu trắng bạc óng ánh, rất mềm và dễ dát mỏng, kéo dài. Khi uốn cong nó bị nứt, trên 195oC nó trở nên giòn do biến thành dạng thù hình khác ( Thiếc hình thoi ). Nhiệt độ nóng chảy 231.54o, Nhiệt độ sôi 2275o, dưới +18 độ thì bền vững dạng thù hình khác. Thiếc xám có t.l riêng 5.7; vì thế khi để lâu ở chổ lạnh thiếc biến thành chất bột xám xốp gồm các tinh thể hệ lập phương. II.3.2 Tính Chất Hóa Học: Ở nhiệt độ cao thiếc tác dụng với oxi, halogen, lưu huỳnh : Sn+O2 =SnO 2 Sn+2Cl 2 =SnCl 4 Sn+2S=SnS2

Thiếc tan rất chậm trong axit : Sn+2HCl=SnCl2 +H 2 Nó tan mạnh hơn rất nhiều, nếu thổi không khí hay oxi qua dung dịch : Sn + 4HCl + O 2 =SnCl 4 +2H 2 O

Thiếc tác dụng với kiềm nóng chảy khi có mặt chất oxi hóa : Sn + 2KOH + O 2 =K 2SnO3 +H 2 O

Ở nhiệt độ thường thiếc hầu như không bị biến đổi khi bị không khí và các axit rất loãng tác dụng. Axit nitric rất đặc không tác dụng với thiếc, Vì DAxit/oxi  1.4 nên khi tác dụng với oxi biến nó thành axit metastanic Tác dụng với HNO3 loãng tạo thành Sn(NO3 ) 2 .Tác dụng với H 2SO 4 cho SnSO4 , còn chính axit bị khử một phần đến SO 2 . Thiếc dể hòa tan khi đun sôi với HCl đậm đặc để tạo thành SnCl2 . Sự có mặt của Platin giúp cho thiếc hòa tan dể dàng. Thiếc cũng tan trong các dung dịch kiềm ( Khi đun sôi ), tạo thành muối axit của stannic ( stannat ) Me 2SnO3 . II.4 Các Hợp Chất : II.4.1 Thiếc (II) Clorua Khan : SnCl2 là khối tinh thể thuộc loại tà phương, nửa trong suốt, không màu , có t.l. riêng 3.95, nóng chảy ở 241o , và sôi ở 603.25o. Tan trong nước, rượu, ete, axeton, Pyridin và ete axetatetyl. Khá bền ngoài không khí . II.4.2 Thiếc (II) Clorua Hidrat : SnCl2 .2H 2 O là những tinh thể hình kim hay hình thoi không màu có t.l riêng 2.7, tan trong nước ( độ tan trong nước rất lớn ) và rượu. Nóng chảy trong nước kết tinh ở 40oC , khi đun nóng mạnh hơn thì mất nước. II.4.3 Thiếc (IV) Clorua Khan : SnCl4 là chất lỏng không màu, linh động có t.l riêng là 2.27  ở OoC. Nhiệt độ chảy -33oC, nhiệt độ sôi +144oC. Bốc khói mạnh ngoài không khí, khi bị tác dụng với không khí ẩm, hay

Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng – Lớp CĐĐT07A

Trang 8

lượng nước tính trước, thì nó tạo thành những tinh thể ngậm nước SnCl4 .2H 2 O . Hòa tan được khi có nhiều nước. phản ứng với rượu tạo thành ete và thiếc oxyxclorua. Với ete tạo thành eterat, ví dụ SnCl4 .2(C2 H 5 ) 2 O 2 . Trộn lẫn Brom và CS2 II.4.4 Thiếc (IV) Clorua Tinh Thể : SnCl4 .2(C2 H 5 ) 2 O 2 là những tinh thể đơn tà trắng, nửa trong suốt , nóng chảy ở gần 100oC và chảy rửa ngoài không khí . Trong chân không mất ba phần tử nước kết tinh. Rất dể tan trong nước. II.4.5 Thiếc (II) Oxit : SnO không tan trong nước và kiềm, tan trong axit tạo thành muối axit hóa trị II. Khi đun nóng ngoài không khí nó cháy tạo thành SnO2 II.4.6 Thiếc (IV) Oxit : SnO 2 là chất bột trắng, có t,l riêng 6.95, không tan trong nước, axit và kiềm, tạo thành muối của axit Stannic ( stannat ). Nhiệt độ nóng chảy1127oC. II.4.7 Thiếc (II) SunFat : SnSO 4 là những tinh thể hình kim hay hình lá có ánh xà cừ. Tan trong nước, dung dịch nước để yên sẽ tách ra kết tủa muối Bazo. Ở 19oC trong nước SnSO4 tan 15.83%, còn ở 100oC tan 15.33%. II.4.8 Thiếc (IV) SunFua : SnS2 tinh thể là những vảy vàng, trong suốt và lấp lánh, hay là những hình lá sáu góc, t.l riêng 4.51, mềm và nhờn như than chì. Khi đun nóng biến thành đỏ sẫm, đôi khi gần như đen, tuy nhiên khi làm lạnh lại có màu vàng ban đầu. Khi đun nóng rất mạnh, SnS2 phân hủy thành sns và lưu huỳnh. SnS2 vô định hình là khối vàng không tan trong axit loãng , tan trong NH 4 OH ( Tạo thành chất lỏng màu đỏ ) và trong dung dịch Na 2 CO3 . đặc biệt dể tan trong NaOH và amoni poly sunfua [(NH 4 ) 2Sx] . Hầu như không tan trong nước ( 1.3610-6% ở 18o ) II.5 Điều Chế: Thiếc được điều chế bằng cách dùng than cốc khử đioxit của nó : SnO 2 + 2C = Sn + 2CO

Muốn điều chế kim loại có độ tinh khiết cao người ta dùng phương pháp điện hóa học.Đầu tiên pha dung dịch SnSO 4 . Muốn thế chế hóa dung dịch 240 g CuSO 4 .5H 2O (t.k.h.h) với 120g thiếc tán nhỏ ( có thể điều chế bột thiếc bằng cách cho nóng chảy trong cốt sắt và sau khi để nguội đến 200o, thì nghiền nhỏ thật nhanh bằng chày ).Sau khi mất màu lọc dung dịch SnSO 4 đem đi điện phân sẽ được kết quả rất tốt khi thành phần trong thùng điện phân như sau: 50g SnSO 4 , 50g Na 2SO 4 , 10 g Metacresol [C6 H 4 (OH)CH 3 ] , 10g hồ thợ mộc, 30-50g H 2SO 4 , 1 lit nước. Mật độ dòng điện 1.5-2.5 A/cm2. Thế hiệu khi khoảng cách giữa các cực là 5cm phải là 0.6-0.8V. Nhiệt độ tốt nhất khoảng 18-20oC. Trong thời gian điện phân, phải khuấy mạnh chất điện phân, tốt hơn cả là bằng máy khuấy.Các điện cực làm bằng những thanh thiếc. Kim loại điều chế được chỉ chứa mấy phần trăm nghìn As và Sb; hàm lượng Sn = 99.995%. Theo một phương pháp khác người ta cũng đạt được độ tinh khiết cao như vậy bằng cách điện phân dung dịch SnCl2 .2H 2 O 30% ( t.k.p.t ) với các điện cực than chì có kích thước 8x2

Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng – Lớp CĐĐT07A

Trang 9

cm. Cường độ dòng điện 2A/cm2 ) điện thế 5V. Nhiệt độ chất điện phân 30o . Khoảng cách giữa các điện cực là 8cm. Thỉnh thoảng dùng đũa thủy tinh để gạt thiếc bột ( xốp ) đọng trên âm cực. Trong một giờ điều chế được khoảng 3g Sn. Sau khi 80% thiếc có trong dung dịch đã kết tủa, cẩn thận rửa kim loại với nước và cho nóng chảy trong chén sứ. Hàm lượng các kim loại trong thành phẩm là 0.005% II.6 Ứng Dụng: Nhờ đặc tính chống ăn mòn, người ta cũng thường tráng hay mạ lên các kim loại dễ bị oxi hóa nhằm bảo vệ chúng như một lớp sơn phủ bề mặt, như trong các tấm sắt tây dùng để đựng đồ thức ăn. Thiếc có thể thay thế những chất dẻo và nhôm.Được sử dụng trong quá trình Pakington để tiến hành sản xuất kính. Nó còn dùng để sản xuất nhiều hợp kim quan trọng. VD: đồng đỏ là hợp kim của nhôm và đồng. Đặc biệt thiếc có thể được phủ lên thủy tinh để làm bề mặt dẫn điện.

III-Nguyên Tố Chì ( Pb ): III.1 Lịch Sử: Chì được biết đến từ rất xa xưa, nó thỉnh thoảng được tìm thấy trong tự nhiên, nhưng thường chỉ tồn tại dưới dạng quặng ( PbS ), (PbSO4), (PbCO3), (Pb3O4). Mặc dù chì chỉ chiếm khoảng 0.0013% của phần cứng võ trái đất, nhưng nó không được xem như một nguyên tố quý hiếm từ khi phát hiện và tinh luyện nó. III.2 Cấu Tạo Nguyên Tử : Ký hiệu : Pb , thuộc nhóm 14, chu kỳ 6, M = 207.2 đvc Cấu hình electron : 1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10f14 5s2p6d10 6s2p2 III.3 Tính Chất: III.3.1 Tính Chất Vật Lý: Chì là một kim loại xám, pha màu chàm nhạt, có ánh kim, t.l riêng 11.352 – 11.356 ở 23o, nhiệt độ nóng chảy 327oC, nhiệt độ sôi 1744oC. Hơi chì khi đun sôi tạo thành hơi rất độc. III.3.2 Tính Chất Hóa Học: Ở nhiệt độ thường chì tương đối trơ, nhưng khi đun nóng nó phản ứng được với oxi; 2Pb + O 2 =2PbO Pb+S=PbS Pb+Cl2 =PbCl2

Chì tan tốt trong axit nitric, nhưng tan rất kém trong axit sunfua và axit clohydric, vì tạo thành chì sunfua hoặc chì clorua khó tan, ngăn không cho chì tan tiếp : 3Pb + 8HNO3 =3Pb(NO3 ) 2 +2NO+4H 2 O Pb+H 2SO 4 =PbSO 4 +H 2 Pb+2HCl=PbCl 2 +H 2

Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng – Lớp CĐĐT07A

Trang 10

Ngoài không khí chì mất vẽ sáng, vì bị phủ bằng một màng oxit, màng này bảo vệ cho kim loại ở bên trong không khí oxi hóa. Chì ở trong nước có CO 2 sẽ từ từ cho thoát ra những tinh thể óng ánh của muối cacbonat bazơ. Khi nóng chảy, chì bị mất vẽ sáng và bị phủ bằng một màng màu xám, màng này nhanh chóng chuyển thành PbO màu vàng. Chì xốp là một khối chất xốp có màu xám thẫm, dễ bị ôxi hóa ngoài không khí. III.4 Các Hợp Chất: III.4.1 Chì Axetat : Pb(CH3COO) 2 .3H 2 O là những tinh thể lớn, đơn tà, trong suốt, t.l riêng 2.49, nhanh chóng lên hoa ngoài không khí và bị lớp PbCO3 bao phủ. Độc! Thuốc chân không trên H 2SO 4 bị mất nước kết tinh ở ngay nhiệt độ 40o. Ở nhiệt độ 170oC nóng chảy trong nước kết tinh, khi đun nóng tiếp tục thì chuyển thành chất bột trắng có nhiệt độ chảy là 280oC. Dễ tan trong nước và trong Glyxeryn ( 17% ở 20o ), không tan trong ête, khó tan trong rượu (( 3.4% ở 20o ). III.4.2 Chì (II) Cacbonat Trung Tính : PbCO3 là chất bột trắng, t.l riêng 6.4-6.6, khi đun sôi với nước nó mất dần CO 2 , chuyển thành muối Bazo. Rất ít tan trong nước ( TT = 3,3.10-12 ở 18o ); tan trong các axit HNO3 và CH 3COOH loãng, cũng như trong các dung dịch KOH và NaOH. Ở 300o phân hủy hoàn toàn thành PbO và CO 2 III.4.3 Chì Cacbonat Bazơ : Chì cacbonat bazơ là chất nặng vô định hình màu trắng, không tan trong nước và trong rượu. Tan trong HNO3 và CH 3COOH loãng và trong các dung dịch KOH và NaOH. Chuyển thành PbO khi đun nóng đến nhiệt độ cao hơn 180o III.4.4 Chì Clorua : PbCl 2 là những kim hy tấm tinh thể nhỏ hình thoi, óng ánh như tơ. PbCl 2 đã nóng chảy khi để nguội sẽ đông cứng lại thành một khối màu trắng giống như sừng. Trong nước, đặc biệt trong nước lạnh, tan rất ít ( TT = 1,1.10-4 ở 25o ). Khi có HCl trong dung dịch khoảng 10% thì độ tan giảm đi, còn khi có HCl cao hơn 10% thì độ tăng lên; dung dịch PbCl2 đã bảo hòa trong axit clohydric đặc khi pha loãng một phần muối sẽ thoát ra dưới dạng rắn. Không tan trong rượu và ete III.4.5 Chì Cromat : PbCrO 4 vừa kết tủa là chất bột màu vàng chanh tươi; PbCrO 4 tinh thể làn những tinh thể đỏ, đẹp, trong suốt, hoặc nâu thẫm. Khi đun nóng mạnh hơn thì mất ôxi.. Không tan trong nước ( TT = 1,77.10-14 ở 18o ), tan trong HNO3 và PbCrO 4 . III.4.6 Chì ĐiOxit : PbO 2 là chất bột lưỡng tính màu nâu thẫm, t.l riêng 9.4 hoặc là chất bột tinh thể t.l riêng 9.36. hầu như không tan trong nước và trong các ôxit loãng ( trừ axit oxalic ) phân hủy thành minium ( Pb3O 4 ) và O 2 khi đun nóng ở nhiệt độ cao hơn 280o. là chất oxi hóa mạnh. Hấp thụ SO 2 , biến thành PbSO 4 màu trắng. Khi tương tác với H 2SO 4 đặc nóng cho oxy thoát ra, với axit clohydric cho clo thoát ra.

Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng – Lớp CĐĐT07A

Trang 11

H 2S phá hủy được PbO 2 ẩm.

III.4.7 Chì Hỗn Hống : Ở nhiệt độ phòng, chì hỗn hống có thể rắn hoặc lỏng tùy thuộc vào thành phần. III.4.8 Chì Hidroxit : Pb(OH) 2 là chất bột tinh thể nhỏ, màu trắng, có phản ứng kiềm yếu; ngoài không khí hấp thụ CO 2 tạo thành muối cacbonat . Thực tế không tan trong nước ( TT = 3.10-16 ). Ở 100o không bị biến đổi, ở 130o bắt đầu mất nước và quá trình này kết thúc ở 145o. Pb(OH) 2 phân ly như các bazo, quá trình phân ly được đặc trưng bằng các hằng số nhiệt động: K1  9, 6.10 4 ; K1  3, 0.10 8 ở 25o có tính chất lưỡng tính III.4.9 Chì Orthoplombat : PbI 2 là chất bột màu vàng, ở dạng tinh thể là những lá vàng ánh thuộc hệ tứ phương. T.l riêng 6,10. Khi đung nóng đầu tiên biến màu vàng đỏ sau đó có màu đỏ gạch và cuối cùng biến thành màu đen nâu. III.4.10 Chì ( II ) Oxit: PbO là những tinh thể màu vàng thuộc hệ tà phương t.l riêng: 9.28 – 9.38 hoặc là những tinh thể đỏ thuộc hệ tứ phương. t.l riêng 9.5. Thùy theo phương pháp điều chế, màu sắc thay đổi từ vàng lục đến đỏ lựu.Ở nhiệt độ cao hơn 587o dạng màu đỏ chuyển sang màu vàng. To chảy 880o. To sôi 1470o. Chì oxit rất ít tan trong nước, tan trong dung dịch NaOH và KOH nóng cháy tạo thành Blombit, tan cả trong HNO3 và CH3COOH . III.4.11 Chì ( II ) Sunfat: PbSO 4 là chất bột trắng , t.l riêng 6.06, nóng chảy ở gần 1100o và khi làm lạnh thì hóa rắn thành một khối tinh thể ( thuộc hệ đơn tà hoặc hệ tà phương ). Rất khó tan trong nước . Tan được trong kiềm và trong các dung dịch amoniac của moni axetat và amoni tactrat ( cho các muối kép ). III.5 Điều Chế: Để điều chế chì loại thuốc thử người ta kết tinh lại ba lần muối Pb(NO3 ) 2 hoặc Pb(CH3COO) 2 .3H 2 O từ nước cất hai lần.Dung dịch muối thu được đem điện phân giống như khi đem điều chế thiếc. Điện thế là 8V, cường độ dòng điện là khoảng 1.2A . Trong khoảng 1 giờ ta thu được khoảng 5g chì. Để điều chế chì hạt, người ta rót từng hạt chì kim loại nóng chảy vào nước từ độ cao 10cm.Ở điều kiện đó các hạt sẽ có dạng thích hợp (“Hạt lúa mạch”). III.6 Ứng Dụng: Chì là thành phần chính tạo nên ắc quy, sử dụng cho các loại xe ôtô, xe gắn máy… Trong xây dựng, đặc biệt trong các loại sơn chì sử dụng như chất nhuộm trắng trong sơn và như thành phần màu trong việc tráng men. Trong quân sự thì chì không thể thiếu để chế tạo các loại đầu đạn, chi tiết súng cần độ bền cao. Và nó còn được dùng để làm các tấm ngăn chống phóng xạ hạt nhân.

Taøi Lieäu Tham Khaûo :

Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng – Lớp CĐĐT07A

Trang 12

 Soå Tay Hoùa Hoïc Sô Caáp ( A.T.Pilipenko )  Ñieàu Cheá Hoùa Chaát Tinh Khieát ( Phöông Ngoïc – Quang Khaùnh )

 Vi.wikimedia.com