2NaOH (конц., хол.) + Е 2= NaE + NaEO + H 2O (Е = Cl, Br)
6NaOH (разб., гор.) + 3S = 2Na 2S + Na 2SO 3+ 3H 2O
Подвергается электролизу в расплаве:
Раствор NaOH разъедает стекло (образуется NaSiO 3), корродирует поверхность алюминия (образуются Na[Al(OH) 4] и Н 2).
ПолучениеNaOH в промышленности:
а) электролиз раствора NaCl на инертном катоде:
б) электролиз раствора NaCl на ртутном катоде (амальгамный способ):
(освобождающуюся ртуть возвращают в электролизер).
Едкий натр – важнейшее сырье химической промышленности. Используется для получения солей натрия, целлюлозы, мыла, красителей и искусственного волокна; как осушитель газов; реагент в извлечении из вторичного сырья и очистке олова и цинка; при переработке руд алюминия (бокситов).
5.2. Калий
Калий– элемент 4-го периода и IA-группы Периодической системы, порядковый номер 19. Электронная формула атома [ 18Ar]4s 1, степени окисления +I и 0. Имеет малую электроотрицательность (0,91), проявляет металлические (основные) свойства. Образует (как катион) многочисленные соли и бинарные соединения. Почти все соли калия хорошо растворимы в воде.
В природе – девятыйпо химической распространенности элемент (шестой среди металлов), находится только в виде соединений. Жизненно важный элемент для всех организмов.
Недостаток калия в почве восполняется внесением калийных удобрений – хлорида КCl, сульфата K 2SO 4и золы растений.
Калий, катион калия и его соединения окрашивают пламя газовой горелки в фиолетовый цвет ( качественное обнаружение).
КалийК.Серебристо-белый металл, легкий, очень мягкий, низкоплавкий. Хранят калий под слоем керосина. С ртутью образует жидкий сплав – амальгаму.
По химическим свойствам похож на натрий, но еще более реакционноспособный. Во влажном воздухе тускнеет, покрываясь гидроксидной пленкой.
Калий проявляет сильные восстановительные свойства. Активно сгорает на воздухе до КO 2, реагирует с водородом (продукт KH), хлором (КCl), серой (K 2S).
Энергично и с высоким экзо-эффектом калий разлагает воду:
2К + 2H 2O = 2KOH + Н 2^ + 392 кДж,
выделяющийся водород тут же воспламеняется.
В ряду напряжений калий стоит значительно левее водорода, из разбавленных кислот HCl и H 2SO 4вытесняет водород (за счет Н 2O и Н +), при этом серная кислота частично восстанавливается до SO 2.
Получениекалия в промышленностиодинаково с получением натрия.
Применяется калий для синтеза его соединений (КO 2, KH, соли), в виде расплава (в смеси с Na) – как теплоноситель в ядерных реакторах.
Гидроксид калияКОН.Основный гидроксид, щёлочь, техническое название едкое кали.Белый, имеет ионное строение К +ОН -. Плавится и кипит без разложения. Расплывается на воздухе, поглощает углекислый газ (образуется КНСO 3). Вызывает тяжелые ожоги кожи и глаз.
Хорошо растворим в воде (с высоким экзо-эффектом), создает в растворе сильнощелочную среду. Нейтрализуется кислотами, реагирует с кислотными оксидами, амфотерными гидроксидами и оксидами. Концентрированный раствор разъедает стекло (образуется K 2SiO 3).
Важнейшие реакции и методы получения КОН в промышленности аналогичны свойствам и получению NaOH.
Применяется КОН в производстве мыла, как адсорбент газов, дегидратирующий агент, осадитель нерастворимых гидроксидов металлов.
5.3. Кальций
Кальций– элемент 4-го периода и IIA-группы Периодической системы, порядковый номер 2O. Электронная формула атома [ 18Ar]4s 2, степени окисления +II и 0. Относится к щелочноземельным металлам.
Имеет низкую электроотрицательность (1,04), проявляет металлические (основные) свойства. Образует (как катион) многочисленные соли и бинарные соединения. Многие соли кальция малорастворимы в воде.
В природе – шестойпо химической распространенности элемент (третий среди металлов), находится в связанном виде. Жизненно важный элемент для всех организмов.
Недостаток кальция в почве восполняется внесением известковых удобрений(СаСO 3, СаО, цианамид кальция CaCN 2и др.).
Кальций, катион кальция и его соединения окрашивают пламя газовой горелки в темно-оранжевый цвет ( качественное обнаружение).
КальцийСа.Серебристо-белый металл, мягкий, пластичный. Во влажном воздухе тускнеет и покрывается пленкой из СаО и Са(ОН) 2.
Весьма реакционноспособный; воспламеняется при нагревании на воздухе, реагирует с водородом, хлором, серой и графитом:
Восстанавливает другие металлы из их оксидов (промышленно важный метод — кальцийтержия):
ЗСа + Cr 2O 3= ЗСаО + 2Cr (700–800 °C)
5Са + V 2O 5= 5СаО + 2V (950 °C)
Энергично реагирует с водой (с высоким экзо-эффектом):
Са + 2Н 2O = Са(ОН) 2+ Н 2^ + 413 кДж
В ряду напряжений стоит значительно левее водорода, из разбавленных кислот НCl и H 2SO 4вытесняет водород (за счет Н 2O и Н +):
Ca + 2H+ = Са 2++ Н 2^
Получениекальция в промышленности:
Кальций применяется для удаления примесей неметаллов из металлических сплавов, как компонент легких и антифрикционных сплавов, для выделения редких металлов из их оксидов.
Оксид кальцияСаО.Основный оксид. Техническое название негашёная известь.Белый, весьма гигроскопичный. Имеет ионное строение Са 2+O 2-. Тугоплавкий, термически устойчивый, летучий при прокаливании. Поглощает влагу и углекислый газ из воздуха. Энергично реагирует с водой (с высоким экзо-эффектом), образует сильно щелочной раствор (возможен осадок гидроксида), процесс называется гашение извести.Реагирует с кислотами, оксидами металлов и неметаллов. Применяется для синтеза других соединений кальция, в производстве Са(ОН) 2, СаС 2и минеральных удобрений, как флюс в металлургии, катализатор в органическом синтезе, компонент вяжущих материалов в строительстве.
Уравнения важнейших реакций:
ПолучениеСаО в промышленности– обжиг известняка (900—1200 °C):
СаСO 3= СаО+ СO 2
Гидроксид кальцияСа(ОН) 2.Основный гидроксид. Техническое название гашёная известь.Белый, гигроскопичный. Имеет ионное строение Са 2+(ОН -) 2. Разлагается при умеренном нагревании. Поглощает влагу и углекислый газ из воздуха. Малорастворим в холодной воде (образуется щелочной раствор), еще меньше – в кипящей воде. Прозрачный раствор ( известковая вода)быстро мутнеет из-за выпадения осадка гидроксида (суспензию называют известковое молоко). Качественная реакцияна ион Са 2+– пропускание углекислого газа через известковую воду с появлением осадка СаСO 3и переходом его в раствор. Реагирует с кислотами и кислотными оксидами, вступает в реакции ионного обмена.
