Dãy hoạt động hóa học của kim loại

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm

Dãy hoạt động hóa học của kim loại gồm dãy các kim loại được sắp xếp theo thứ tự, thứ tự này phụ thuộc vào mức độ hoạt động của kim loại (tức là khả năng tham gia phản ứng hóa học với chất khác). Dãy hoạt động hóa học của kim loại được xây dựng từ phương pháp thực nghiệm.

Dãy hoạt động hóa học của kim loại[sửa | sửa mã nguồn]

Dạng rút gọn[1][sửa | sửa mã nguồn]

(Được sắp xếp theo chiều giảm dần mức độ hoạt động hóa học của kim loại)

Kim loại Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
Tên gọi Liti Kali Bari Canxi Natri Magie Nhôm Mangan Kẽm Crom Sắt Niken Thiếc Chì Hydro Đồng Thủy ngân Bạc Bạch kim Vàng
Phân loại Kim loại mạnh nhất Kim loại mạnh Kim loại trung bình Kim loại yếu

Bảng[sửa | sửa mã nguồn]

Kim loại Ion Khả năng phản ứng Điều chế
Xêsi Cs Cs+ phản ứng với nước lạnh Điện phân
Franxi Fr Fr+
Rubidi Rb Rb+
Kali K K+
Natri Na Na+
Liti Li Li+
Bari Ba Ba2+
Radi Ra Ra2+
Stronti Sr Sr2+
Canxi Ca Ca2+
Magie Mg Mg2+ Phản ứng rất chậm với nước lạnh, nhưng nhanh chóng
trong nước sôi và rất mạnh với axit
Beri (Berili) Be Be2+ phản ứng với axit và hơi nước sôi
Nhôm Al Al3+
Titan Ti Ti4+ phản ứng với axit vô cơ đặc hỏa luyện kim (pyrometallurgical) trích xuất bằng magie,
hoặc ít phổ biến khác kim loại kiềm, hydro hoặc canxi trong quy trình Kroll
Mangan Mn Mn2+ phản ứng với axit; phản ứng rất kém với hơi nước sôi. Nấu chảy quặng với than cốc
Kẽm Zn Zn2+
Crom Cr Cr3+ Phản ứng nhiệt nhôm
Sắt Fe Fe3+ Nấu chảy quặng với than cốc
Cadimi Cd Cd2+
Coban Co Co2+
Niken Ni Ni2+
Thiếc Sn Sn2+
Chì Pb Pb2+
Antimon Sb Sb3+ có thể phản ứng với một số axit oxy hóa mạnh chiết nhiệt hoặc vật lý
Bismut Bi Bi3+
Đồng Cu Cu2+
Wolfram W W3+
Thủy ngân Hg Hg2+
Bạc Ag Ag+
Vàng Au Au3+[2][3]
Platin Pt Pt4+

Đi từ dưới lên trên cùng của bảng kim loại:

  • Khả năng phản ứng tăng;
  • Khả năng cho electron (bị oxy hóa) dễ dàng hơn để tạo thành các ion dương;
  • Ăn mòn hoặc xỉn màu dễ hơn;
  • Cần nhiều năng lượng hơn (và các phương pháp khác nhau) để được tách chúng từ các hợp chất của chúng;
  • Trở thành chất khử mạnh hơn.

Ý nghĩa[sửa | sửa mã nguồn]

Khả năng phản ứng với nước[sửa | sửa mã nguồn]

Kim loại Kiềm và một số kim loại Kiềm thổ (như Ca, Ba) tác dụng với nước tạo ra bazơ (hoặc hidroxit lưỡng tính) và giải phóng khí H2 ở điều kiện bình thường.

Ví dụ[sửa | sửa mã nguồn]

Chú ý[sửa | sửa mã nguồn]

Nhôm không tác dụng được với nước do lớp oxit Al2O3 bên ngoài ngăn cản nhôm tác dụng với nước.

Magie phản ứng chậm với nước.

nhiệt độ thường, sắt không tác dụng với nước, nhưng ở nhiệt độ cao thì phản ứng thế với nước tạo ra oxit sắt và giải phóng khí hidro. Nếu nhiệt độ dưới 570oC thì oxit sắt đó là oxit sắt từ (Fe3O4 hay FeO.Fe2O3) còn trên 570oC thì oxit đó là FeO.

Tác dụng với oxi[sửa | sửa mã nguồn]

Kim loại mạnh tác dụng với oxi ở nhiệt độ thường. Do đó các kim loại này thường ở dạng hợp chất ngoài không khí.

Kim loại trung bình và đồng phản ứng với oxi ở nhiệt độ cao. Một số kim loại để lâu ngoài không khí tạo thành hợp chất oxit làm mất dần đi tính chất ban đầu, ví dụ như để sắt ngoài không khí ẩm lâu ngày tạo thành Fe2O3 (Sắt (III) oxit) rất giòn và dễ gãy, người ta gọi hiện tượng này là gỉ sét.

Kim loại yếu còn lại khó tham gia phản ứng với oxi (như vàng, bạc, platin). Người ta thường dùng lửa để thử xem vàng có phải là vàng thật không, nếu sau khi đốt mà vàng vẫn giữ được màu sắc như ban đầu, còn nếu bị thay đổi về màu sắc thì đó là vàng giả (có thể là đồng thau).

Chú ý[sửa | sửa mã nguồn]

Đồng tham gia phản ứng với oxi ở nhiệt độ cao từ màu đỏ gạch chuyển sang màu đen của đồng (II) oxit. Ở nhiệt độ cao hơn (800 - 1000oC) thì một phần CuO ở lớp bên trong bị oxi hóa Cu thành Cu2O màu đỏ.

Phản ứng với dung dịch axit[sửa | sửa mã nguồn]

Kim loại mạnh và trung bình tác dụng với dung dịch axit (trừ Pb) tạo ra muối và giải phóng khí hidro. Do đó trong phòng thí nghiệm, người ta thường dùng một số kim loại như Zn, Al, Fe tác dụng với axit clohidric hoặc axit sunfuric loãng để điều chế khí H2. Nhưng trong axit HNO3 đặc, nguội hay H2SO4 đặc, nguội thì Fe, Al và Cr bị thụ động hóa.

Kim loại yếu không thể phản ứng với axit loãng nhưng một số kim loại (như Cu, Ag) có thể phản ứng với axit đặc (H2SO4 đặc, nóng hoặc HNO3 đặc hay loãng) tạo ra dung dịch muối mới nhưng không giải phóng khí hidro mà thay vào đó là khí sunfurơ (hoặc khí NO2 hay khí NO).

Chú ý[sửa | sửa mã nguồn]

Kim loại tác dụng với axit sunfuric loãng thì tạo ra muối có số oxi hóa thấp nhưng còn tác dụng với axit sunfuric, axit nitric đặc, nóng hay axit nitrơ đặc thì sẽ tạo ra muối có số oxi hóa cao.

Sắt tác dụng với axit nitric loãng thu được khí NO hay N2O hay khí nitơ hay NH4NO3 còn tác dụng với axit nitric rất loãng, lạnh sẽ giải phóng khí hidro.

Nhôm tác dụng với axit nitric rất loãng sẽ tạo ra dung dịch nhôm nitrat và amoni nitrat. Nhôm tác dụng với axit sunfuric đặc nóng thì thu được khí sunfurơ hay một số trường hợp khác thì sinh ra lưu huỳnh hoặc khí hidro sunfua.

Khả năng đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi muối[sửa | sửa mã nguồn]

Kim loại từ magie trở về sau khi tác dụng với dung dịch muối của kim loại yếu hơn thì kim loại yếu hơn bị đẩy ra khỏi dung dịch muối.

Khả năng phản ứng với khí CO hoặc khí hidro[sửa | sửa mã nguồn]

Khí CO hoặc khí hidro có thể khử các oxit kim loại trung bình (trừ Al, Mg...) và kim loại yếu tạo ra kim loại và khí CO2 hoặc nước.

Ví dụ[sửa | sửa mã nguồn]

Chú ý[sửa | sửa mã nguồn]

Tính chất quan trọng của nhôm là tính khử mạnh. Nhôm có khả năng phản ứng dễ dàng với các phi kim như khí clo, lưu huỳnh, oxi... Nhôm khử được oxit kim loại tạo ra kim loại và nhôm oxit (phản ứng nhiệt nhôm).

Đối với Fe2O3 thì khí CO/ hidro khử thành Fe3O4 rồi khử thành FeO cuối cùng mới tạo ra Fe.

Ở nhiệt độ cao, cacbon còn khử được một số oxit kim loại như PbO, ZnO, CuO... thành các kim loại như Pb, Zn, Cu.... Vì vậy trong luyện kim người ta sử dụng tính chất này của cacbon để điều chế kim loại.

Khả năng bị nhiệt phân hủy[sửa | sửa mã nguồn]

Khi nung nóng các bazơ hidroxit lưỡng tính không tan trong nước ta được oxit của kim loại đó và có hơi nước thoát ra.

Chú ý[sửa | sửa mã nguồn]

Đồng (II) hidroxit tan dễ dàng trong dung dịch amoniac tạo ra dung dịch xanh lam thẫm gọi là nước Svayde [Cu(NH3)4](OH)2.

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ [wikipedia.org “dãy hoạt động của kim loại”] Kiểm tra giao thức |url= (trợ giúp). 
  2. ^ http://www.cod.edu/people/faculty/jarman/richenda/1551_hons_materials/Activity%20series.htm
  3. ^ Wulsberg, Gary (2000). Inorganic Chemistry. tr. 294. 
  • Chuyên đề Kim loại Hóa học 9 - Huỳnh Văn Út. Nhà xuất bản Tổng hợp Thành phố Hồ Chí Minh.
  • Hóa học 9. Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam.
  • Hóa học 12 (nâng cao). Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam.