Chì (Pb): tính chất hóa học, tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng

I. Định nghĩa

- Chì là một kim loại phổ biến, từng được sử dụng phổ biến hàng ngàn năm trước do sự phân bố rộng rãi của nó, dễ chiết tách và dễ gia công. Nó dễ dát mỏng và dễ uốn cũng như dễ nung chảy.

- Kí hiệu: Pb

- Cấu hình electron: [Xe] 4f¹⁴5d¹⁰6s²6p²

- Số hiệu nguyên tử: 82

- Khối lượng nguyên tử: 207 g/mol

- Vị trí trong bảng tuần hoàn

   + Ô: số 82

   + Nhóm: IVA

   + Chu kì: 6

- Đồng vị: ²⁰²Pb, ²⁰⁴Pb, ²⁰⁷Pb

- Độ âm điện: 12,33.

II. Tính chất hóa học

Chì có tính khử yếu. Pb → Pb²⁺ + 2e

a. Tác dụng với phi kim

Pb + F2 → PbF2

Pb + O2 → PbO

b. Tác dụng với axit

- Chì không tác dụng với dung dịch HCl và H₂SO₄ loãng do các muối chì không tan bao bọc bên ngoài kim loại.

- Chì tan nhanh trong dung dịch H₂SO₄ đặc nóng

Pb + 3H₂SO₄ → Pb(HSO₄)₂ + SO₂ + 2H₂O.

- Chì dễ dàng tan trong dung dịch HNO₃, tan chậm trong HNO₃ đặc.

3Pb + 8HNO₃ (loãng, nóng) → 3Pb(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O.

c. Tác dụng với dung dịch kiềm

- Chì cũng tan chậm trong dung dịch kiềm nóng.

Pb + 2NaOH (đặc) + 2H₂O → Na₂[Pb(OH)₄] + H₂

III. Tính chất vật lí & nhận biết

1. Tính chất vật lí:

   - Chì có màu trắng bạc và sáng, bề mặt cắt còn tươi của nó xỉn nhanh trong không khí tạo ra màu tối. Nó là kim loại màu trắng xanh, rất mềm, dễ uốn và nặng, và có tính dẫn điện kém so với các kim loại khác.

   - Chì là kim loại nặng, có khối lượng riêng là 11,34 g/cm³, nóng chảy ở 327,4⁰C và sôi ở 1745⁰C.

2. Nhận biết

   - Sử dụng dung dịch kiềm đặc, thấy chì tan dần, sủi bọt khí không màu

Pb + 2NaOH (đặc) + 2H₂O → Na₂[Pb(OH)₄] + H₂

IV. Trạng thái tự nhiên

- Chì kim loại có tồn tại trong tự nhiên nhưng ít gặp.

- Khoáng chì chủ yếu là galena (PbS), trong đó chì chiếm 86,6% khối lượng. Các dạng khoáng chứa chì khác như cerussite (PbCO₃) và anglesite (PbSO₄).

V. Điều chế

   - Các quặng sulfua của chì được đốt cháy chủ yếu tạo ra chì oxit và một hỗn hợp sulfat và silicat của chì và các kim loại khác có trong quặng.

   - Chì oxit tách ra từ quá trình đốt cháy được khử trong lò cao bằng than cốc

PbO + CO → Pb + CO₂

VI. Ứng dụng

   - Chì là thành phần chính tạo nên ắc quy, sử dụng cho xe.

   - Chì được sử dụng như chất nhuộm trắng trong sơn.

   - Chì sử dụng như thành phần màu trong tráng men đặc biệt là tạo màu đỏ và vàng.

   - Chì dùng làm các tấm ngăn để chống phóng xạ hạt nhân.

   - Chì thường được sử dụng trong nhựa PVC.

VII. Các hợp chất quan trọng của Chì

Chì (II) oxit: PbO

Chì (II) hiđroxit: Pb(OH)₂

Muối chì (II): Pb²⁺: PbCl₂, Pb(NO₃)₂…….

Chì (IV) oxit: PbO₂