Elementele alcalino-pământoase

Metale alcalino-pământoase - calciu, stronțiu, bariu, radiu. S-au găsit în natură numai în compuși - silicați, aluminosilicați, carbonați, fosfați, sulfați etc.

oxid de bariu se obține prin reducere:

3BaO + 2AL → 3Ba + Al2O3

Metalul topit rămas este produs prin electroliza clorurilor:

pentru că metale ale subgrupelor de agenți reducători puternici, preparatul este posibilă numai prin electroliza sărurilor topite. In cazul Ca de obicei folosit CaCl2 (CaF2 aditiv c pentru scăderea temperaturii de topire)

Toate metalele alcalino-pământoase - gri substanță solidă la temperatura camerei. Spre deosebire de metale alcaline, ele sunt mult mai ferme, și cuțit preferabil nu taie (excepție - stronțiu). Densitatea metalelor alcalino-pământoase cu număr crește atomice, deși creșterea se observă în mod clar numai de calciu, care este cel mai ușor unul (# 961 = 1,55 g / cc), cea mai grea - radiu, a cărui densitate este aproximativ egală cu densitatea de fier.

metale alcalino-pământoase au o configurație electronică a ns² stratului exterior, și sunt s-elemente, împreună cu metale alcaline. Avand doi electroni de valență, metale alcalino-pământoase le da cu ușurință și în toți compușii au un număr de oxidare +2 (+1 foarte rar). metale Reactivitate pământoase crește odată cu creșterea numărului atomic.

1. Reacția cu apă.

În condiții obișnuite de suprafață inertă și Mg acoperit Be cu o peliculă de oxid, cu toate acestea, ele sunt stabile în raport cu apa. In contrast, Ca, Sr și Ba sunt dizolvate în apă pentru a forma hidroxizi, care sunt baze tari:

+ H2O → Be BeO + H2

Ca + 2H2O → Ca (OH) 2 + H2

2. Reacția cu oxigenul.

Toate metalele formează oxizi RO, forme de peroxid de bariu - BaO2:

2mg + O2 → 2MgO

Ba + O2 → BaO2

3. Pe ceilalți compuși binare de nemetale sunt formate:

Be + Cl2 → BeCl2 (halogenuri)

Ba + S → BaS (sulfurile)

3mg + N2 → Mg3N2 (nitruri)

Ca + H2 → CaH2 (hidruri)

Ca + 2C → CaC2 (carburile)

3Ba + 2P → Ba3P2 (fosfuri)

Beriliu și magneziu sunt relativ lente pentru a reacționa cu nemetale.

4. Toate metalelor dizolvate în acizi:

Ca + 2HCl → CaCl2 + H2

Mg + H2SO4 (dil.) → MgSO4 + H2

5. reacție calitativă pentru cationi de metale alcalino-pământoase - colorație flacără în următoarele culori:

reacția Ba2 + cation normal deschis schimb cu acid sulfuric sau sărurile acestuia:

BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 ↓ + 2HCl

Ba2 + + SO42- → BaSO4 ↓

Oxizii de metale alcalino-pământoase.

1) oxidarea metalelor (cu excepția Ba, care formează peroxid)

2) descompunerea termică a nitrați sau carbonați:

CaCO3 → CaO + CO2

2mg (NO3) 2 → 2MgO + 4NO2 + O2.

oxizi de bază cu titlu de exemplu. React cu apă (cu excepția BeO și MgO), oxizi de acizi și acizi:

CaO + H2O → Ca (OH) 2

3CaO + P2O5 → Ca3 (PO4) 2

BeO + 2HNO3 → Be (NO3) 2 + H2O

BeO - oxid amfoter, solubil în alcalii:

BeO + 2NaOH + H2O → Na2 [Be (OH) 4].

Hidroxizii metalelor alcalino-pământoase R (OH) 2

Reacțiile metalelor alcalino-pământoase sau oxizii acestora cu apă:

Ba + 2H2O → Ba (OH) 2 + H2

CaO (nestins) + H2O → Ca (OH) 2 (var hidratat)

Hidroxizii R (OH) 2 - substanță albă cristalină, solubilă în apă, mai rău decât hidroxizi ai metalelor alcaline (solubilitatea hidroxizilor scade odată cu scăderea numărului atomic; Be (OH) 2 - este insolubil în apă, solubil în alcalii). Bazicitatea R (OH) 2 crește cu numărul atomic în creștere:

Be (OH) 2 - hidroxid de amfoter

Mg (OH) 2 - bază slabă

Hidroxidul rămas - o bază puternică (alcaline).

1) Reacția cu oxizii acizi:

Ca (OH) 2 + CO2 → CaSO3 ↓ + H2O (reacție calitativă la dioxid de carbon)

Ba (OH) 2 + SO2 → BaSO3 ↓ + H2O

2) Reacția cu un acid:

Ba (OH) 2 + 2HNO3 → Ba (NO3) 2 + 2H2O

3) reacții de schimb cu săruri:

Ba (OH) 2 + K2SO4 → BaSO4 ↓ + 2KOH

Hidruri peep -zem. elemente - alb, substanțe de sare cum ar fi cristaline. Ele sunt produse direct din elementele prin încălzire. Începe reacția de temperatură e + H2 = EN2 egal cu 250 ° C (Ga), 200 C (Sr), 150 ° C (Ba). Termică EN2 disociere începe la 600 ° C. hidrogen SaN2 atmosferă nu se descompune la temperatura de topire (aproximativ 816 C). În absența umidității, hidruri metalice alcaline pământ sunt stabile în aer, la temperatura ambiantă. Ei nu reacționează cu halogeni. Cu toate acestea, atunci când sunt încălzite EN2 reactivitate crește. Ele sunt capabile să reducă oxizii metalului (W, Nb, Ti, Ce, Zr, Ta), de exemplu 2SaN2 + TiO2 = 2CaO + 2H2 + Ti. reacția SaN2 cu Al2O3 este la 750 ° C: + Al2O3 = 3SaN2 3SaO + 3H2 + 2AL, apoi: SaN2 + 2AL = CaAl2 + H2. SaN2 cu azot la temperatura de 600 ° C, reacționează conform schemei: 3SaN2 + N2 = Ca3N2 + 3H2. EN2 când sunt aprinse, acestea ard încet: EN2 + O2 = H2O + CaO. Într-un amestec cu oxidanți solizi exploziv. Sub acțiunea apei pe hidroxid și hidrogen alocate EN2. Această reacție este puternic exotermă: umezită EN2 aer autoinflamabil. Cu acizi EN2 reacționează exemplu, conform schemei: 2HCl + CaH2 = CaCl2 + 2H2. EN2 este utilizat pentru obținerea de hidrogen pur, și determinarea urmelor de apă în solvenți organici.

Nestins sau oxid de calciu.

Nestins este utilizat pe scară largă în construcții, în producția de oțel pentru îmbunătățirea minereurilor sulfuroase de grad, fabricarea pastei pentru producția de hârtie pentru a curăța apă potabilă și canalizare. gazele de ardere centrale electrice pe cărbune este de asemenea curățat cu nestins.

var ars este obtinut prin calcar de încălzire zdrobit și sortate în cuptorul rotor sau ax. Calcar (CaCO3) se descompune în oxid de calciu, adică var nestins (CaO) și dioxid de carbon (CO2). Această reacție, numită de calcinare, necesită temperaturi de circa 1100 de grade Celsius. Într-un cuptor rotativ procesul de încălzire durează șase ore; într-un cuptor cu cuvă de calcinare este nevoie de aproximativ 24-36 ore.

Nestins poate fi forfetare, zdrobita și la sol.

Încărcarea și descărcarea operațiunilor de var ar trebui să fie efectuată cu mare grijă, deoarece este activ chimic. In contact cu apa, există o călire puternică reacția cu degajare de căldură.

var stins sau hidroxid de calciu.

var hidratat este utilizat pentru a purifica apa potabila si a apelor reziduale, precum și în industrie și construcții industrie.

Varul este stins prin adăugare de apă la var nestins. Oxidul de calciu se combină cu apă și transformată în hidroxid de calciu (Ca (OH) 2), adică var stins.

Elementele alcalino-pământoase: solubile (halogenuri, nitrați, acetați) și (sulfati, carbonați, oxalați) sare insolubilă. Schimbarea stabilității termice a carbonați, sulfați, azotați între calciu - bariu.

În reacția oxizilor acide și hidroxizi ai metalelor alcalino-pământoase ușor formează sărurile corespunzătoare. Acesta din urmă, ca o regulă, incoloră. Dintre derivații de săruri acide minerale convenționale cu anioni Cl -. Br -. J - și NO3 - - solubil; dimpotrivă, cu anioni F -. SO4 2-, CO3 2- și PO4 3- ușor solubil în apă. In contrast, ionii Ca2 + și Sr2 + Ba2 + ion este puternic toxic. Multe componente de sare sunt considerate o varietate de utilizare practică.

Halogenurile de metale alcalino-pământoase din proprietățile lor se împart în două grupuri separate, mai degrabă brusc. Pentru a include fluorurile una la alta - alți derivați de halogeni,

Fluorurile aproape insolubil nu numai în apă, ci și în acizi diluați. hidrați de cristal sunt necunoscute pentru ei. Clorurile, bromurile și iodurile sunt foarte solubile în apă și se disting de soluții sub formă de hidrați cristalini.

azotat de bariu cristalizeaza în condiții normale, fără apă. Invers, nitrați de Ca și Sr sunt alocate sub formă de hidrați cristalini. Acestea din urmă sunt ușor solubile în apă, în timp ce solubilitatea Ba (NO3) 3 și Ra (NO3) 2 este semnificativ mai mică. azotatul de calciu este utilizat pe scară largă ca un îngrășământ cu azot. Strontiu si bariu nitrați sunt utilizate în pirotehnie pentru fabricare de formulări de ardere roșu (Sr) j sau verde flacără (Ba).

nitrați Anhidru beriliu și alte metale nu poate fi semi-cristalin deshidratare pici datorită hidrolizei ireversibile. Plain-but preparat din cloruri anhidre prin reacția cu dioxid de azot, sarea nitrosonium rezultată se descompune în vid sub căldură ușoară:

Sulfate Sr și Ba cristalizează fără apă peste 66 ° C, în stare anhidră din soluție și sulfat de calciu, numita temperatură sub gips precipitat - CaSO4 · 2H2O. În apă, sulfați de greu solubili vizualizat, numărul de solubilitate Ca-Ra scade și crește stabilitatea termică rapidă.

Încălzire la 150 ° C determină tranziția de gips în mai sărac hidrat apă 2CaSO4 · H2O In testul de frământare pulbere de apă hidrat (60-80% din greutatea sa) opus are loc aderarea acesteia din urmă, însoțită de solidificarea întregii mase datorită zakristallizovyvaniya sale. Aceasta este baza utilizată pentru fabricarea mulaje de gips din diferite elemente, precum și un material de construcție cu caracter obligatoriu.

Sărurile acide ale carbonice metalelor alcalino-pământoase sunt practic insolubile în apă. Dacă glowing de CO2 și sunt clivate în oxidul corespunzător. Pentru un număr de Ca-Sr - Ba carbonați rezistența termică crește rapid, datorită unei creșteri a numărului de energie de cristal cu zăbrele. Cel mai important dintre acestea, practic, este carbonatul de calciu.

Utilizarea unor soiuri naturale de CaCO 3 este destul de diferit. Calcarul este materia primă pentru principalele materiale de construcție - var și ciment.

Creta este folosit ca vopsele minerale, ca o compoziție de bază pentru lustruire și t. D. Marmura este un material excelent pentru lucrări sculpturale, fabricarea tablourilor electrice și altele asemenea. D.

Împreună cu sărurile de chimie de mai sus pentru Ca, Sr și Ba sunt foarte importante cunoscute numai în soluția lor carbonați E hidrogen (HCO3) 2. Ele sunt formate prin reacția dioxidului de carbon dizolvat cu schema carbonați normal:

ESO3 + CO2 + H2O = E (HCO3) 2

Această reacție este reversibilă, și încălzirea se deplasează echilibrul spre dezintegrare bicarbonat. Destul de des, bicarbonați ai metalelor alcalino-pământoase din apele naturale conțin numai Ca (HCO3) 2. Prezența apei dă un gust proaspăt plăcut (care este absent în apă distilată).

acetat Orientul beriliu, beriliu preparat prin dizolvarea în acid acetic glacial sau prin încălzire oxacetat cu clorură de acetil în acid acetic glacial.

În tranziția de beriliu la magneziu se reduce tendința de hidroliză și calciu, stronțiu și bariu cu acizi puternici, în general, formează un nu-hidrolizat.