Tính chất hóa học của kim loại

Giới thiệu về kim loại

Tính chất hóa học của kim loại là một nhóm nguyên tối hóa học có tính chất dẫn điện, dẫn nhiệt và có độ bền cơ học cao, đặc trưng của các kim loại bao gồm tính hình thành dạng tinh thể đặc biệt, dễ dàng mất đi electron trong quá trình hoá học và khả năng tạo thành hợp kim với các kim loại khác. Các tính chất trên có tên gọi chung là tính chất hóa học của kim loại

Các kim loại thường tương tác với nước, khi đó có thể xảy ra các phản ứng hóa học để tạo ra các ion kim loại dương và khí hydrogen, các kim loại cũng có thể tương tác với các chất oxy hóa, như axit, để tạo ra muối kim loại và khí hydrogen. Kim loại có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp, như sản xuất ô tô, hàng không vũ trụ, điện tử, chế tạo máy móc và vật liệu xây dựng.

Các tính chất hóa học của kim loại

Một số tính chất hóa học của kim loại là:

• Tính khử: Ở đây có thể gọi là oxi hóa, chính xác hơn là kim loại có khả năng đưa các electron cho các chất khác, tính chất này rất quan trọng đối với kim loại trong nhiều ứng dụng khác nhau như trong quá trình sản xuất các sản phẩm điện từ và hóa chất.
• Tính liên kết: 1 kim loại khi tác dụng với phi kim khác có khả năng tạo thành những kim loại mang những đặc điểm khác nhau. Tính chất này tạo ra những tính chất đặc biệt của kim loại như độ bền, độ dẫn nhiệt và độ dẫn điện.
• Tính oxi hóa: Kinh loại có khả năng nhận các electron từ các chất khác, hay nói các khác thì đây là khả năng khủ của kim loại, tính chất này thường được sử dụng để giảm khả năng oxi hóa của các chất khác.
• Tính tan chảy và bay hơi: Ở nhiệt độ cao nhất định các kim loại có thể tan chay và bay hơi ở nhiệt độ cao hơn. Dựa vào tính chất này để sản xuất và tạo hình cho các sản phẩm kim loại.
• Tính dẫn điện, dẫn nhiệt: Kim loại là chất liệu dẫn điện và dẫn dẫn nhiệt tối. Chúng được úng dụng đa dạng trong cuộc sống và công nghiệp nhờ các tính chất này.
• Tinh ổn định: Kim loại có tính ổn định khi hoặt động trong môi trường bình thường hoặc trong môi trường axit, bazo, tuy nhiên ở trong các môi trường có phản ưng mạnh chũng có thể bị oxi hóa h=hoặc khử.

Các phản ứng hóa học của kim loại khi tác dụng với các chất dẫn.

Hầu hết các kim loại đều sẽ phản ứng với các chất dẫn phụ thuộc vào tính chất của chất dẫn đó. Sau đây là một số phản ứng phổ biến của tính chất hóa học của kim loại với các chất dẫn:

Tinh chất  kim loại tác dụng với oxi gây ra phản ứng

Khi kim loại tác dụng với oxi, thường sẽ xảy ra các hiện tưởng gỉ sét hoặc ăn mòn kim loại, hiện tượng này thường được gọi là phản ứng oxi hóa của kim loại. Các yếu tố như độ ẩm, tác dụng với oxi ở nhiệt độ khác nhau , độ Ph của môi trường cũng ảnh hưởng đến phản ứng này, ví dụ như, sắt tác dụng với oxi trong không khí ở nhiệt độ thường sẽ tạo ra sắt oxi gọi là gỉ sét:

Fe + O2 -> FeO

Đây là 1 phản ứng bình thường có thể thấy nhiều trong đời sống con người, trong đó sắt bị mất đi electron của nó cho oxi. Ngoài ra còn nhiều phản ứng hóa học oxi hóa phức tạp khác xảy ra khi kim loại phản ứng với oxi khác, ví dụ như đồng phản ứng với oxi sẽ tạo ra đồng oxit:

2CU + O2 -> 2CuO

Đây là kết quả cảu phản ứng đồng với oxi tạo ra đồng oxit.

Tinh chất hóa học của kim loại khi tác dụng với nước gấy ra phản ứng

Khi kim loại tác dụng với nước, phản ứng chỉ sảy ra ở các điều kiện phù hợp như tính chất của kim loại và điều kiện phản ứng, tuy nhiên khi phản ứng này sảy ra thường đều là phản ứng khử và phản ứng sinh khí hydro. Trong phản ứng này kim loại lấy đi electron có trong phân tử nước và trở thành icon dương tạo ra icon âm và khí hydro. Ví dụ khi sắt phản ứng với nước:

Fe + 2H2O → Fe(OH)2 + H2

Trong đó, sắt bị oxy hóa thành Fe(OH)2, trong khi nước bị khử thành khí hydro. Phản ứng hydroxit của kim loại sảy ra khi kim loại tác dụng nước và tạo ra hydroxit của kim loại. Ví dụ như khi kali tác dụng với nước, phản ứng có thể biểu diễn như sau:

2K + 2H2O → 2KOH + H2

Trong đó, kali tạo ra hydroxit kali (KOH) và khí hydro. Những phản ứng này tùy thuộc và tính chất và môi trường phản ứng có thể tạo ra những sản phẩm khác nhau.

Tinh chất hóa học của kim loại khi tác dụng với muối gây ra phản ứng

Khi kim loại tác dụng với muối phản ứng phụ thuộc vào loại mỗi loại muối khác nhau, với muối axit, kim loại sẽ tác dụng vơi icon hydro của muối, thường thì sẽ tạo thành khí hydro và chất rắn trong đó có cả icon của muối và kim loại. Ví dụ, khi sắt tác dụng với muối HCl (axit clohidric), phản ứng sẽ tạo ra khí hiđro và chất rắn sắt clorua (FeCl2):

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Với muối kiềm, kim loại sẽ tạc dụng với icon kiềm của muối, trong phản ứng này thường sẽ tạo ra khí hydro và chất rắn, trong đó bao gồm cả kim loại và icon muối. Ví dụ, khi natri tác dụng với muối HCl, phản ứng sẽ tạo ra khí hiđro và chất rắn natri clorua (NaCl):

2Na + 2HCl → 2NaCl + H2

Tinh chất hóa học của kim loại khi tác dụng với axit gây ra phản ứng

Khi kim loại tác dụng vơi axit phản ứng phụ thuộc hoàn toàn vào loại axit mà cho ra các chất khác nhau. Tuy nhiên đa phần sẽ cho ra hydro và muối mang thuộc tính axit phản ứng.

Với axit clohidric (HCl): Kim loại tác dụng với axit clohidric để tạo ra khí hydro và muôn clorua. Ví dụ, khi kim loại như sắt tác dụng với axit clohidric (HCl), nó sẽ phản ứng cấu tạo thành muối mới và sắt mới là clorua (FeCl2) và khí hidro (H2):

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Với axit sulfuric (H2SO4): Kim loại tác dụng với axit sulfuric sẽ tạo ra khí hidro và muối sunfat, tuy nhiên ở 1 số trường hợp phản ứng này có thể tạo ra khú sunfur dioxit ( SO2) thay vì là khí hydro. Ví dụ, khi sắn tác dụng dụng với axit sulfuric đặc, phản ứng sẽ cấu tạo ra  khí hiđro và muối sắt sunfat:

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

Tinh chât hóa học của kim loại khi tác dụng với bazo gây ra phản ứng

Khi kim loại tác dụng với bazo, các tính chất hóa học của kim loại sẽ thuộc vào tính chất của bazo và kim loại. Kim loại tác dụng với bazo sẽ có 2 trường hợp khi tác dụng với bazo yêu sẽ tạo ra muối kim loại và dung dịch sau phản ứng là nước.

M + THIÊN CHÚA → MOH + B

Trong đó, M là kim loại, BOH là bazo yếu, MOH là muối kim loại và B là bazơ đối với H+, phản ứng này tạo ra muối kim loại và nước. Nếu bazo đối với H+ là một bazơ yếu, thì phản ứng sẽ chỉ diễn ra một phần, do đó muối kim loại sẽ có tính chất kiềm yếu. Nếu trong phản ứng Bazo mạnh hơn thì phản ứng sẽ không sảy ra vì bazo mạnh hoàn toàn phân li thành icon trong nước sẽ không còn khả năng cứu lấy electron để oxi hóa kim loại.

Tuy nhiên ở 1 số trường hợp đặc biệt khác như kim loại có tính khử mạnh và bazo mạnh, phản ứng vẫn có thể xảy ra và tạo ra khí hydro, ví dụ như:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑

Trong đó Na là kim loại, H2O là nước, NaOH là bazơ mạnh và H2 là khí hydro. Đây là phản ứng giữa kim loại natri (Na) và nước (H2O) trong điều kiện thường. Khi natri tác dụng với nước, natri sẽ oxi hóa nước thành ion hydroxyl (OH-) và khí hydro (H2). Phản ứng sẽ tiếp tục tạo ra muối natri hydroxyl (NaOH), đây là một bazơ mạnh.

Điển giống nhau và khác nhau của tính chất hóa học của kim loại giữa nhôm và sắt.

Giống nhau

Dưới đây là những điểm giống nhau của tính chất hóa học của kim loại giữa nhôm và sắt:

• Đều có tính khử: Tính chất hóa học của kim loại nhôm và sắt đều có khả năng bị oxy hóa và giảm thiểu các hợp chất. Điều này cho phép chúng được sử dụng trong các ứng dụng chống ăn mòn.
• Tính ổn định với nước: Tính chất hóa học của kim loại nhôm và sắt đều có tính ổn định với nước trong điều kiện thông thường. Tuy nhiên, khi tiếp xúc với nước ở nhiệt độ cao, sắt có thể bị oxy hóa thành sắt III oxide và sắt III hydroxide, trong khi đó nhôm có thể bị ăn mòn.
• Tính khả năng tương tác với axit: Tính chất hóa học của kim loại nhôm và sắt đều tương tác với axit. Nhôm phản ứng với axit để tạo ra muối nhôm và khí hiđro, trong khi sắt phản ứng với axit để tạo ra muối sắt và khí hiđro.
• Tính tương tác với bazơ: Tính chất hóa học của kim loại nhôm và sắt đều tương tác với bazơ. Nhôm tương tác với bazơ để tạo ra muối nhôm và nước, trong khi sắt tương tác với bazơ để tạo ra muối sắt và nước.
• Tính phản ứng với chất độc hại: Tính chất hóa học của kim loại nhôm và sắt đều có khả năng phản ứng với chất độc hại như chì và thủy ngân để tạo ra các hợp chất ít độc hại hơn.

Khác nhau

Tuy nhiên, những điểm khác nhau giữa nhôm và sắt cũng rất rõ ràng. Ví dụ:

• Hoạt động hóa học: Tính chất hóa học của kim loại nhôm có tính ổn định hóa học cao và không dễ bị oxy hóa trong môi trường khô hơn so với sắt. Trong khi đó, sắt rất dễ bị oxy hóa và gỉ sét trong môi trường ẩm ướt.
• Phản ứng với axit: Tính chất hóa học của kim loại nhôm có tính kháng axit tốt hơn so với sắt. Nó không bị tan chảy hoặc bị hủy tan trong axit nồng độ thấp, trong khi sắt thì khá dễ tan chảy và bị hủy tan trong axit nồng độ cao.
• Tính khử: Tính chất hóa học của kim loại sắt có tính khử tốt hơn so với nhôm. Sắt có thể được sử dụng để khử các hợp chất oxy hóa, trong khi nhôm không thể được sử dụng để làm việc này.
• Độ bền: Tính chất hóa học của kim loại nhôm có độ bền cơ học cao hơn so với sắt, nhưng sắt lại có độ bền cơ học tốt hơn trong môi trường ẩm ướt do tính dẻo dai của nó.
• Tính chất từ tính: Tính chất hóa học của kim loại sắt là một kim loại từ tính, có thể được sử dụng để tạo ra nam châm. Trong khi đó, nhôm không có tính chất từ tính đáng kể.

Từ những kiến thức trên suy ra việc sử dụng kim loại phù hợp môi trưòng

Việc sử dụng kim loại phù hợp với môi trường cần phải được cân nhắc các tính chất hóa học của kim loại. Ví dụ, Nhôm và kẽm thường được ứng dụng trong các môi trường liên quan đến nước và không gian ẩm ướt bởi tính kháng gỉ tốt của chúng, trong khi đó sắt và thép lại được ưu chuộng sử dụng trong các môi trường ứng dụng các hóa chất vì tính bền vững của chút với axit.

Ngoài ra việc ứng dụng các yêu cầu về độ cứng và độ bền cao cũng rất quan trọng, như trong ngành công nghiệp sản xuất máy móc, thường được sử dụng các loại kim loại như thép, nhôm. Các ứng dung linh hoạt và khả năng uốn dẻo như trong ngành sản xuất oto, đóng tàu, đồ gia dụng và hàng không hàng hải.

Dưới đây là 1 số sản phẩm được ứng dụng tính chất hóa học của kim loại trong sản xuất công nghiệp và ngành xây dựng.

• Van bi inox inox điều khiển điện
• Van bướm inox điều khiển điện.
• Van cầu thép

Tổng kết

Trong bài viết này, chúng ta đã tìm hiểu về các tính chất hóa học của kim loại bao gồm cả các phản ứng cảu kim loại khi tác dụng với các chất dẫn như oxi, nước, axit, bazo. Kim loại thường có khả năng tạo ra các phản ứng oxi hóa khủ mạnh mẽ, đặc biệt là khi tác dụng vơi oxi hoặc axit, ngoài ra, các tính chất khác của kim loại như tính chất dẫn điện, dẫn nhiệt, dẫn ánh sáng và tính chất hình thái cũng đã được đề cập đến.

Tìm hiểu dõ về tính chất hóa học cảu kim loại rất quan trong cho việc sử dụng và chế tạo các vật liệu kim loại, đặc biệt trong các ngành công nghiệp như điện tử, oto, năng lượng và xây dựng. Trên đây là tổng quan về bài viết tính chất hóa học của kim loại chúng tôi gửi đến các bạn, hi vọng những kiến thức trên sẽ giúp các bạn sử dụng kim loại được đúng và nâng cao được hiệu quả sử dụng của chúng.