Hoá Học ProTHPT
Đăng nhậpĐăng ký

Hoá học 12 · Nhóm IA và IIA

Nguyên tố nhóm IIA và nước cứng

Cấu hình electron, tính chất của kim loại nhóm IIA; độ tan và nhiệt phân các hợp chất; ứng dụng của calcium carbonate, thạch cao; nước cứng và phương pháp làm mềm.

Đặc điểm và tính chất

Nhóm IIA gồm beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), radium (Ra). Nguyên tử có 2 electron lớp ngoài cùng (ns²), số oxi hoá +2 trong hợp chất.

  • Tính khử mạnh, tăng dần từ Be đến Ba (yếu hơn kim loại kiềm cùng chu kì).
  • Be không tác dụng với nước; Mg tác dụng chậm với nước nóng; Ca, Sr, Ba tác dụng với nước ở nhiệt độ thường: Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2.
  • Màu ngọn lửa: Ca đỏ cam, Sr đỏ son, Ba lục vàng.

Hợp chất của nhóm IIA

  • Độ tan của hydroxide tăng dần từ Mg(OH)2 (không tan) đến Ba(OH)2 (tan); độ tan của muối sulfate giảm dần (MgSO4 tan, CaSO4 ít tan, BaSO4 không tan).
  • Muối carbonate bị nhiệt phân: CaCO3 t°→ CaO + CO2 (sản xuất vôi sống).
  • Hiện tượng xâm thực núi đá vôi, tạo thạch nhũ trong hang động: CaCO3 + CO2 + H2O ⇌ Ca(HCO3)2.
  • Thạch cao sống CaSO4·2H2O, thạch cao nung CaSO4·H2O dùng bó bột, đúc tượng, làm phấn viết bảng.

Nước cứng

Nước cứng là nước chứa nhiều ion Ca2+ và Mg2+.

  • Nước có tính cứng tạm thời: chứa ion HCO3−; đun sôi làm mất tính cứng: Ca(HCO3)2 t°→ CaCO3 + CO2 + H2O.
  • Nước có tính cứng vĩnh cửu: chứa ion Cl−, SO42−.
  • Nước có tính cứng toàn phần: có cả hai loại trên.

Tác hại: tạo cặn trong nồi hơi, ấm đun nước gây tốn nhiên liệu, tắc đường ống; làm giảm tác dụng giặt rửa của xà phòng; làm thực phẩm lâu chín.

Làm mềm nước cứng: làm giảm nồng độ Ca2+, Mg2+ bằng phương pháp kết tủa (dùng Na2CO3 hoặc Na3PO4 cho mọi loại nước cứng: Ca2+ + CO32− → CaCO3↓) hoặc phương pháp trao đổi ion.

🧪 Thí nghiệm ảo – mô phỏng

🧪 Hãy thử
  • Chọn nước cứng tạm thời và bấm Đun sôi: kết tủa CaCO3 trắng lắng xuống, nước mềm đi.
  • Chọn nước cứng vĩnh cửu và đun sôi: không có kết tủa. Thêm Na₂CO₃ mới làm mềm được.
  • Lắc với xà phòng: nước cứng tạo ít bọt và có váng; nước mềm tạo nhiều bọt.

🎉 Thí nghiệm vui cho bài này

🏠 Ở nhà Lớp 11Trứng không vỏ trong giấmNgâm trứng vào giấm: vỏ calcium carbonate tan dần, còn lại quả trứng mềm, nảy được. Lớp 12Pháo hoa nhiều màuVì sao pháo hoa có màu đỏ, vàng, xanh lục? Bí mật nằm ở muối kim loại trong thuốc pháo.

📐 Công thức cần nhớ

Làm mềm bằng Na₂CO₃
\[n_{CO_3^{2-}} = n_{Ca^{2+}} + n_{Mg^{2+}}\]
Lượng tối thiểu cần dùng

✍️ Ví dụ có lời giải

Ví dụ 1. Một mẫu nước chứa 0,02 mol Ca2+, 0,01 mol Mg2+, còn lại là ion Cl−. Đây là loại nước cứng nào? Cần tối thiểu bao nhiêu mol Na2CO3 để làm mềm?

Xem lời giải
  1. Không chứa HCO₃⁻ nên là nước cứng vĩnh cửu.
  2. n(CO₃²⁻) = 0,02 + 0,01 = 0,03 mol.

✅ Đáp số: Nước cứng vĩnh cửu; 0,03 mol Na₂CO₃

⚠️ Lỗi thường gặp

  • Dùng phương pháp đun sôi để làm mềm nước cứng vĩnh cửu.
  • Cho rằng nước cứng gây hại vì độc: nước cứng không độc nhưng gây nhiều bất tiện trong sản xuất và sinh hoạt.

🎮 Luyện tập bài này

Kim Loại & Phức ChấtTính chất kim loại, tách kim loại, ăn mòn, nhóm IA – IIA, nước cứng, phức chất.L12