BÀI 1 - Thí nghiệm quan sát màu ngọn lửa kim loại kiềm (K16-KTHH). Môn Kỹ thuật hóa học | Đại học Trường Đại học Phenika.

lOMoAR cPSD| 59416725 BÀI 1 KIM LOẠI KIỀM
Họ tên sinh viên: Tạ Quỳnh Mai Lớp: K16-KTHH Nhóm: 2 Chữ ký của giáo viên Đánh giá kết quả
Thí nghiệm 2 : Quan sát màu ngọn lửa của kim loại kiềm.
Nhúng một đầu mẫu giấy lọc vào dung dịch LiCl bão hòa rồi đưa vào ngọn lửa đèn cồn. (Lưu
ý: lửa đèn cồn không có màu, yếu có màu là do tim đèn bị bắn, cần đợi vài phút cho mất hết
màu). Quan sát màu sắc ngọn lửa. Làm tương tự đối với NaCl và KCl. Tại sao dung dịch muối
của kim loại kiềm khi đốt phát ra màu? Nếu thay LiCl bằng Li2SO4, thì sẽ không thấy màu, tại sao?
Quan sát ngọn lửa của kim loại kiềm
- Nhúng một đầu mẫu giấy lọc vào dung dịch LiCl bão hòa
rồi đưa vào ngọn lửa đèn cồn ta thấy ngọn lửa có màu đỏ tía.
- Làm thí nghiệm tương tự như trên với dung dịch NaCl
bão hòa ta thấy ngọn lửa có màu vàng.
- Làm thí nghiệm tương tự như
trên với dung dịch KCl bão
hòa, ta thấy ngọn lửa có màu tím. lOMoAR cPSD| 59416725
- Khi thay LiCl bằng Li2SO4 thì thấy màu ngọn lửa không thay đổi.
Giải thích hiện tượng
• Tại sao dung dịch muối của kim loại kiềm khi đốt phát ra màu?
o Các kim loại kiềm như Li, Na, K có tính khử mạnh, khi được đốt cháy trong
không khí sẽ tạo ra ngọn lửa có màu sắc đặc trưng. Ngọn lửa này được tạo
ra do các electron trong nguyên tử kim loại kiềm được kích thích bởi nhiệt
độ cao trong ngọn lửa, nhảy lên các mức năng lượng cao hơn, sau đó rơi
về lại các mức năng lượng thấp hơn và phát ra năng lượng dưới dạng các
bức xạ trong vùng khả kiến. Màu sắc của ngọn lửa phụ thuộc vào năng lượng
của ánh sáng được phát ra, và năng lượng này lại phụ thuộc vào mức năng
lượng mà electron ban đầu nhảy lên và mức năng lượng mà nó rơi về sau đó.
o Dung dịch muối của kim loại kiềm cũng phát ra màu khi đốt vì các ion kim
loại kiềm trong dung dịch cũng có tính khử mạnh tương tự như các nguyên
tử kim loại kiềm, và cũng có thể phát ra ngọn lửa khi được kích thích bằng
nhiệt độ cao. Màu sắc của ngọn lửa phát ra phụ thuộc vào loại ion kim loại
kiềm trong dung dịch và mức năng lượng của electron trong ion khi bị kích thích.
• Khi thay LiCl bằng Li2SO4 thì thấy màu ngọn lửa không thay đổi vì :
o Nếu thay LiCl bằng Li2SO4, thì không thấy màu sắc ngọn lửa vì ion SO42- trong
dung dịch giữ electron chặt hơn Cl- nên năng lượng từ ngọn lửa đèn cồn
không đủ lớn để kích thích electron lên trạng thái kích thích, nên Li+ trong
Li2SO4 không thể hiện được tính chất như LiCl. Do đó, không có nguồn năng
lượng để phát ra ánh sáng và không có màu sắc được quan sát thấy.
Thí nghiệm 3 Phản ứng của kim loại kiềm với nước.
Cho nước vào chén sứ đến 1/2 thể tích. Nhỏ vào đó 1 giọt phenol phtalein. Dùng kẹp sắt lấy
một mẩu kim loại Na, cắt thành một mẩu nhỏ (1 × 1 mm). Nhận xét độ cứng của Na. Cho mẩu
Na đã cắt nhỏ vào chén ở trên. Quan sát và viết phương trình phản ứng. Cẩn thận vì phản ứng
có thể nổ làm bắn dung dịch vào mắt nếu mẩu Na quá lớn. lOMoAR cPSD| 59416725
Làm lại thí nghiệm trên nhưng thay nước bằng dung dịch CuSO4 0,5 M. Na sẽ tác dụng với
nước hay khử CuSO, về Cu? Kết tủa sinh ra là gì? Viết phương trình phản ứng. Lưu ý khi làm
nên cẩn thận, phản ứng có thể gây nổ.
Phản ứng của kim loại kiềm với nước.
- Cho nước vào chén sứ đến 1/2 thể tích. Nhỏ vào đó 1 giọt phenol phtalein.
Dùng kẹp sắt lấy một mẩu kim loại Na, cắt thành một mẩu nhỏ (1 × 1 mm), ta
thấy Na rất mềm. Cho mẫu Na vừa cắt vào chén sứ ta thấy Na phản ứng mãnh
liệt với nước làm nước nóng lên, có khói trắng bay lên, có tia lửa xẹt, mẫu Na
chạy trên mặt nước.Phản ứng ban đầu rất nhanh nhưng sau đó chậm dần và
dung dịch chuyển sang màu hồng. - Phương trình phản ứng:
Na +H2O → NaOH + H2
⇒Do phản ứng sinh ra NaOH là một bazơ mạnh nên dung dịch
có chứa phenolphtalein hóa hồng. Một phần NaOH sinh ra bao
quanh mẫu làm giảm bề mặt tiếp xúc của Na với H2O nên phản
ứng xảy ra chậm. H2 sinh ra phân bố không đồng đều tạo nên
lực nâng và lực đẩy, đẩy Na chạy trên mặt nước.
Phản ứng của kim loại kiềm với dung dịch CuSO4 0,5 M
- Làm lại thí nghiệm trên nhưng thay nước bằng dung dịch CuSO4
0.5M ta thấy phản ứng xảy ra mãnh liệt hơn thí nghiệm trên: Na
bốc cháy kèm theo tiếng nổ, có khói trắng xuất hiện, có kết tủa màu lam và tại chỗ
bốc cháy có tủa màu đen. Dung dịch chuyển sang màu hồng sau đó mất màu hồng đi.
- Phương trình phản ứng:
Na +H2O → NaOH + H2
2NaOH + CuSO4 →Cu(OH)2 + Na2SO4 Cu(OH)2 CuO (đen) + H2O
⇒ Do NaOH mới sinh ra phản ứng tức thời với lượng dư CuSO4 nên dung dịch chứa
phenolphtalein ban đầu chuyển sang màu hồng nhưng sau đó
mất màu. Kết tủa màu đen là do nhiệt tỏa ra của phản ứng đầu tiên làm nhiệt phân
tủa Cu(OH)2 thành CuO có màu đen.
Thí nghiệm 4 Tính tan của các muối kim loại kiềm.
Cho vào hai ống nghiệm mỗi ống khoảng 1 ml dung dịch LiCl. Thêm vào mỗi ống 5 giọt NaOH
đậm đặc. Ống (1) thêm vào 1 ml dung dịch NaF, ống (2) thêm vào 1 ml NaH2PO4. Lắc đều hai
ống. Để yên vài phút. Quan sát xem ống nào có kết tủa. Viết phương trình phản ứng. Giải thích vai trò của NH4OH. lOMoAR cPSD| 59416725
Làm lại bài thí nghiệm trên nhưng thay LiCl bằng KC1. Quan sát kết quả. Có nhận xét gì khi so
sánh tính tan của muối Li với các kim loại kiềm khác. Giải thích.
Cho vào 2 ống nghiệm mỗi ống khoảng 1 ml dung dịch LiCl 0.5M và 5 giọt NH4OH đậm đặc.
Ống 1: thêm vào 1ml dung dịch NaF 0.5M, lắc đều để yên
vài phút ta thấy có tủa trắng tạo thành.
Ống 2: thêm vào 1ml dung dịch NaH2PO4 và lắc đều thì
thấy hiện tượng có tủa trắng xuất hiện và tiếp tục đến dư
NH4OH thì tủa vẫn không tan. • Giải thích
- LiF là chất ít tan nên có kết tủa tạo thành. Khi cho NH4OH đậm đặc vào,
NH4OH làm dung môi phân cực hơn mà LiF có tính liên kết cộng hóa trị nên tủa nhiều hơn.
NaF + LiCl →NaCl + LiF ↓
- Li3PO4 tan nhưng khi cho NH4OH đậm đặc vào, dung môi trở nên phân cực hơn
nên Li3PO4 trở nên ít tan hơn.
OH- + H2PO4 → H2O + HPO42- OH- + HPO 2- 3-
4 → H2O + PO4 33Li+ + PO4 → LiPO4
Làm lại thí nghiệm trên và thay LiCl bằng KCl thì trong các ống đều không có hiện tượng. • Nhận xét :
Đa số các muối kim loại kiềm là dễ tan trừ mộtsố muối của Li.
Các muối của K+ dễ tan hơn của Li+ vì khi thay LiCl bằng KCl
thì trong các ống đều không có hiện tượng.
Thí nghiệm 5 Lắc chung hỗn hợp gồm khoảng 0,5 g LiC1 và 0,5 g KCl
(không cần chính xác) với 3 ml cồn trong becher 50 m1 khoảng 5 phút. Lọc và rửa phần rắn
không tan 3 lần, mỗi lần với 1 ml cồn. Phần còn qua lọc và cồn dùng để rửa gộp chung trong
một becher. Đun cách thủy đến khi cạn khô sẽ thu được một khối rắn. Lấy mẫu rắn không
tan thu được trên lọc hòa tan trong 2 ml nước rồi chia làm hai phán để thử Li+ và K+
+ Thử Li+: Thêm 1 ml NaF và 5 giọt NHOH đậm đặc, nếu có Li sẽ có kết tủa trắng.
+ Thử K+: Thêm 10 giọt axit picric, nếu có K+ sẽ có kết tủa vàng hình kim. Quan sát kết quả,
mẫu rắn trên lọc chứa kết tủa nào? Làm tương tự với mẫu rắn thu được do cô cạn, mẫu này
chứa ion nào? Kết luận muối của kim loại nào không tan trong cồn? Giải thích lOMoAR cPSD| 59416725
Lắc chung hỗn hợp gồm 0.5g LiCl và 0.5g KCl với 3ml cồn trong becher 50ml khoảng 5
phút. Lọc và rửa phần rắn không tan 3 lần, mỗi lần với 1ml cồn. Phần cồn qua lọc và
cồn dùng để rửa gộp chung trong một becher. Đun cách thủy đền khi cạn khô sẽ thu
được 2 khối rắn: một ở trên lọc và một do cô cạn. Lấy mẫu rắn trên lạo hòa tan trong
2ml nước rồi chia thành 2 ống nghiệm để thử Li+ : •
Ống 1: thêm 1ml NaF và 5 giọt NH4OH đậm đặc, không có hiện tượng gì xảy ra. •
Ống 2: thêm 10 giọt acid piric vào có xuất hiện kết tủa hình kim.
Làm tương tự với mẫu rắn thu được do cô cạn thì ta thấy mẫu này có chứa Li2+ . Giải thích
- Khi hòa tan hỗn hợp bằng cồn thì do Li+ có bán kính nguyên tử nhỏ nên lực hút
hạt nhân vơi electron ngoài cùng lớn làm cho độ phân cực trong muối LiCl giảm
mà cồn là dung môi phân yếu nên LiCl được hòa tan tốt còn KCl thì không tan do
tính phân cực mạnh. Vì vậy, phần qua lọc có chứa LiCl còn mẫu rắn là KCl.
- Điều này chứng tỏ chất rắn trên lọc không chứa ion Li+ mà chứa ion K+ .