Физические свойства. Свойства элементов подгруппы алюминия

Свойства элементов подгруппы алюминия

ПОДГРУППА АЛЮМИНИЯ

Жесткость воды

Химические свойства

Получение

Химические свойства

Получение

Оксиды щелочноземельных металлов

1) Окисление металлов (кроме Ba, который образует пероксид)

2) Термическое разложение нитратов или карбонатов

CaCO₃ –^t°® CaO + CO₂­

2Mg(NO₃)₂ –^t°® 2MgO + 4NO₂­ + O₂­

Типичные основные оксиды. Реагируют с водой (кроме BeO), кислотными оксидами и кислотами

MgO + H₂O ® Mg(OH)₂

3CaO + P₂O₅ ® Ca₃(PO₄)₂

BeO + 2HNO₃ ® Be(NO₃)₂ + H₂O

BeO - амфотерный оксид, растворяется в щелочах:

BeO + 2NaOH + H₂O ® Na₂[Be(OH)₄]

Гидроксиды щелочноземельных металлов R(OH)₂

Реакции щелочноземельных металлов или их оксидов с водой:

Ba + 2H₂O ® Ba(OH)₂ + H₂­

CaO(негашеная известь) + H₂O ® Ca(OH)₂(гашеная известь)

Гидроксиды R(OH)₂ - белые кристаллические вещества, в воде растворимы хуже, чем гидроксиды щелочных металлов (растворимость гидроксидов уменьшается с уменьшением порядкового номера; Be(OH)₂ – нерастворим в воде, растворяется в щелочах). Основность R(OH)₂ увеличивается с увеличением атомного номера:

Be(OH)₂ – амфотерный гидроксид

Mg(OH)₂ – слабое основание

остальные гидроксиды - сильные основания (щелочи).

1) Реакции с кислотными оксидами:

Ca(OH)₂ + SO₂ ® CaSO₃¯ + H₂O

Ba(OH)₂ + CO₂ ® BaCO₃¯ + H₂O

2) Реакции с кислотами:

Mg(OH)₂ + 2CH₃COOH ® (CH₃COO)₂Mg + 2H₂O

Ba(OH)₂ + 2HNO₃ ® Ba(NO₃)₂ + 2H₂O

3) Реакции обмена с солями:

Ba(OH)₂ + K₂SO₄ ® BaSO₄¯+ 2KOH

4) Реакция гидроксида бериллия со щелочами:

Be(OH)₂ + 2NaOH ® Na₂[Be(OH)₄]

Природная вода, содержащая ионы Ca²⁺ и Mg²⁺, называется жесткой. Жесткая вода при кипячении образует накипь, в ней не развариваются пищевые продукты; моющие средства не дают пены.

Карбонатная (временная) жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, некарбонатная (постоянная) жесткость – хлоридов и сульфатов.

Общая жесткость воды рассматривается как сумма карбонатной и некарбонатной.

Удаление жесткости воды осуществляется путем осаждения из раствора ионов Ca²⁺ и Mg²⁺:

1) кипячением:

Сa(HCO₃)₂ –^t°® CaCO₃¯ + CO₂­ + H₂O

Mg(HCO₃)₂ –^t°® MgCO₃¯ + CO₂­ + H₂O

2) добавлением известкового молока:

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ ® 2CaCO₃¯ + 2H₂O

3) добавлением соды:

Ca(HCO₃)₂ + Na₂CO₃ ® CaCO₃¯+ 2NaHCO₃

CaSO₄ + Na₂CO₃ ® CaCO₃¯ + Na₂SO₄

MgCl₂ + Na₂CO₃ ® MgCO₃¯ + 2NaCl

4) пропусканием через ионнообменную смолу

а) катионный обмен:

2RH + Ca²⁺ ® R₂Ca + 2H⁺

б) анионный обмен:

2ROH + SO₄^2- ® R₂SO₄ + 2OH^-

(где R - сложный органический радикал)

Для удаления временной жесткости используют все четыре способа, а для

постоянной - только два последних.

Атомный номер	Название	Электронная конфигурация	r г/см^3	t°пл. °C	t°кип. °C	ЭО	ПИ эВ	Атомный радиус, нм	Степень окисления
	Бор B	[He] 2s^22p^1	2,35			2,0	8,3	0,095	+3
	Алюминий Al	[Ne] 3s^23p^1	2,70			1,47	6,0	0,143	+3
	Галлий Ga	[Ar] 3d^10 4s^24p^1	5,91			1,6	6,0	0,122	+3
	Индий In	[Kr] 4d^10 5s^2 5p^1	7,30			1.7	5,8	0,162	+1,+2,+3
	Таллий Tl	[Xe]4f^145d^106s^26p^1	11,85			1,8	6,1	0,167	+1,+3

1. С увеличением атомной массы усиливается металлический характер элементов (В – неметалл; остальные – металлы).

2. Бор значительно отличается по свойствам от других элементов (высокие т.пл., т.кип., твердость; инертность). Остальные элементы – легкоплавкие металлы, In и Tl - очень мягкие.

Дата добавления: 2014-01-14