Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Периодической системы Д.И. Менделеева






    Элементы I группы главной подгруппы Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, их объединяют под общим названием щелочные металлы, так как их гидроксиды являются хорошо растворимыми сильными основаниями – щелочами.

    Названия некоторых элементов происходят от названия минералов. Например, элемент натрий Na получил своё имя от арабского слова «Натрун» (перевод – сода, карбонат натрия Na2CO3); Элемент литий Li был назван с использованием греческого слова «литос», т.е. камень; название элемента калий является производным от арабского названия поташа (К2СО3) – «Аль-кали».

    Атомы всех щелочных металлов, как и атомы водорода, имеют на валентной орбитали один единственный элемент. Например:

     

     

    №11 Nа 1s2 2s2 2p6 3s1 S

    №19 К 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

     

    Валентность щелочных металлов равна I. В соединениях щелочные металлы проявляют единственную степень окисления +1, отдавая 1ē.

     

    Nа - 1ē =Nа+

    при этом щелочные металлы проявляют восстановительные свойства, с ростом порядкового номера элемента увеличивается плотность и снижается tкип и tплав, так как уменьшается прочность металлической связи.

    Нахождение в природе

    Li содержится в нескольких минералах (сподумен LiAl[Si2O6], лепидолит KLi1, 5Al1, 5(AlSi3O10)(OHF)2, амблигонит LiAl(РО4)F и др.), пепле некоторых растений (в пепле табака до 0, 5%).

    Nа – шестой элемент по распространенности в земной коре, где он находится только в виде соединений. Nа входит в состав минералов – галит (каменная соль) NаСl, мирабилит Nа2SO4*10 Н2O. Много мирабилита добывается в заливе Кара-Богаз-Гол в Каспийском море. Сульфат Nа впервые был получен Глаубером действием серной кислоты на хлорид натрия:

    2NаСl + Н2SO4= Nа2SO4 + 2 НСl

     

    Остаток твердого вещества после окончания реакции Глаубер растворил в воде и оставил для кристаллизации Nа2SO4*10 Н2O (глауберова соль).

    Калий седьмой элемент по распространенности в земной коре. Содержится в минералах: сильвинитксе NаСl, карналлит КСl*MgCl2*6Н2O, в морской воде, растениях и живых организмах. В 1 литре морской воды содержится 0, 38 г ионов К+.

    Рубидий и цезий – спутники калия в воде минеральных источников, соляных пластов и минералах.

    Франций Fr – радиоактивный элемент, наиболее долгоживущий изотоп 223Fr (период полураспада 22 мин).

    Получение и применение

    Щелочные металлы получают электролизом расплава солей (Li, Nа, К) – промышленный способ. Рубидий и цезий получают их хлоридов или дихроматов нагреванием с кальцием в вакууме.

     

    2CsСl + Са = СаСl2 + 2Cs

     

    Литий используется как компонент подшипниковых сплавов, как сырье для производства металлорганических катализаторов.

    Натрий используется в качестве наполнителя натриевых газоразрядных ламп, осушителя эфира и др. органических растворителей (только безгалогенных), для получения Nа2O2 и тд.

    Рубидий и цезий используют в фотоэлементах.

    Физические и химические свойства

    Элементы IА-подгруппы очень легкие, очень мягкие металлы (за исключением Li все щелочные металлы режутся ножом). От Li к Cs уменьшается твердость щелочных металлов. Металлические (основные) свойства возрастают с увеличением порядкового номера. Эти металлы окрашивает пламя: Li – темно-красная, Nа – желтая, К – сине-фиолетовая – Rb-Cs.

    Самые реакционно-способные из всех металлов. На воздухе очень быстро теряют свой серебристый блеск, Rb и Cs воспламеняются на воздухе. Очень бурно и с большим экзотермическим эффектом реагируют с водой.

    При контакте с водой металлический натрий (или др.) окисляется, выделяется водород, а в растворе образуется NaOH:

    2Na+2 Н2O=2 NaOH+ Н2

    Эта реакция сопровождается большим тепловыделением, так что натрий плавится. При этом плотность сплавленного металла меньше плотности воды, поэтому капелька расплавленного натрия бегает по поверхности воды: ее подталкивают пузырьки выделяющегося водорода то в одну, то в другую сторону; лопающиеся пузырьки водорода и создают звуковой эффект реакции.

    Образующийся в реакции с K, Rb и Cs водород вспыхивает (возможно вспыхивание и при реакции с Na). Поэтому щелочные металлы хранят под слоем керосина.

    По сравнению с Na и другими металлами литий является менее химически активным элементом. Это связанно с тем, что валентный 2s- ē лития значительно ближе к ядру и более прочно с ним связан. Взаимодействия лития с Н2O протекает более спокойно, чем с другими металлами.

    При сгорании на воздухе (1800) только литий образует оксид:

    4 Li+О2=2 Li2О

    Na превращается в пероксид натрия: используется для отбеливания тканей, для регенерации кислорода,

    2 Na+ О2= Na2О2,

    2Na2О2+СО2=2 Na2СО3+ О2

    А K, Rb и Cs образуют надпероксиды:

    К+ О2=КО2

    Оксид натрия получают нагреванием пероксида или гидроксиды натрия с металлическим натрия:

    Na2О2+2 Na=2 Na2О

    2 NaOH+2 Na=2 Na2О+Н2

    Щелочные металлы взаимодействуют с водородом с образованием гидридов:

    2Li+Н2=2LiН

    Гидрид Li может служить твердым источником газообразного водорода, так как он легко реагирует с водой

    LiН+Н2O=LiОН+Н2

    В атмосфере хлора натрий образует хлорид Na (общее название галогениды):

    2Na+ Сl2=2 NaСl

    При нагревании щелочных металлов с серой образуются сульфиды Ме2S.

    Особенностью Li является его реакция с азотом при комнатной температуре с образованием нитрида Li:

    6 Li+N2=2 Li3N

    (другие металлы реагирует с N2 только при нагревании).

    С углеродом непосредственно взаимодействует тоже только Li:

    2 Li+2С= Li2С2

    Бинарные соединения взаимодействуют с водой

    Li3N+3 Н2O=3 LiОН+NH3

    Na2С2+ 2Н2O=2 NaОН+С2Н2

    В общем виде:

    МеF+ Н2O HF+МеОН,

    Ме2S+ Н2O МеНS+МеОН,

    Ме2О2+2Н2O=Н2O2+2МеОН,

    МеО2+2 Н2O= Н2O22+2МеОН.

    Гидроксид Na (едкий натр, каустическая сода, каустик).

    Получение в промышленности:

    1. Электролиз раствора NaСl:

    2 NaСl+2 Н2O эл→ 2 NaОН+Н2+ Сl2

    2. Известковый способ (старый способ)- обработка карбоната Na в водном растворе гашеной известью:

    Na2СО3+Са(ОН)2=2 NaOH+ СаСО3

    Осадок СаСО3 отфильтровывают, а фильтрат выпаривают, затем сухую щелочь переплавляют.

    Гидроксид Na вытесняет при нагревании NН3 из солей аммония:

    NaOH+ NН4Сl= NН3+ Н2O+ NaСl

    Гидроксид Na легко разрушает поверхность алюминия и цинка, с трудом - поверхность Pb и Sn, на большинство других металлов NaOH не действует.

     

    Применение NaOH: для получения различных натриевых солей, в производстве целлюлозы, искусственных волокон, мыла, моющих средств, красителей и т.д.

    Карбонат натрия2СО3 (кальцинированная сода, Nа2СО3∙ 10 Н2O – кристаллическая сода).

    Получение: В насыщенный раствор NaСl пропускают газообразный аммиак и диоксид углерода

    3+ Н2O+СО2+ NaСl= NaНСО3+ NН4Сl

    Выпавший осадок малорастворимого NaНСО3 отфильтровывают и обезвоживают:

    2 NaНСО3= Nа2СО3+ Н2O+СО2

    2СО3 используется для производства стекла, мыла и моющих средств, эмалей, для устранения жесткости воды, обезжиривания металлов.

    Гидрокарбонат натрия применяют в качестве компонента моющих и огнетушащих средств, искусственных минеральных вод и лимонадов, как источник СО2 в хлебопекарной промышленности, а так же как лекарственный препарат.

    Сульфит натрия (Nа23 ), гидросульфит (NаНSО3) используется в качестве отбеливающего, дезинфицирующего и консервирующего средств.

    Нитрит натрия (NаNО2) – ядовит, применяется как средство для придания естественной окраски вареным мясным изделиям при их подсаливании (NaСl с 0, 4% NаNО2 сохраняет красный цвет вареного мяса вследствие образования NO с миоглобином – входит в состав мышц животных и человека).

    Хлорид натрия NaСl. В организме человека (в крови и тканях) содержится 150 – 300 грамм NaСl, ежедневное восполнение составляет 10 – 15грамм, острая токсическая доза – 5г/кг. В крови содержится 0, 9% NaСl, такую же концентрацию NaСl создают в физиологическом растворе, который используется как временная замена плазмы крови. Для получения других соединений натрия и хлора используется как консервирующее средство, охлаждающая смесь NaСl со льдом в отношении 3, 5: 1 обеспечивает температуру до -21оС.

    Карбонат калия К2СО3 используется для получения фотографических проявителей, как химический разрыхлитель теста в производства хлебобулочных изделий, пряников.

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.