Щелочные металлы. Изменение потенциала ионизации. Роль в окислительно-восстановительных процессах. Важнейшие соединения, биологическая роль, применение

Жесткость воды и способы ее устранения.

Общая характеристика элементов главной подгруппы II группы. Применение.

- Главную подгруппу II группы Периодической системы элементов составляют бериллий Be, магний Mg, кальций Ca, стронций Sr, барий Ba и радий Ra.

Атомы этих элементов имеют на внешнем электронном уровне два s-электрона. В хим. реакциях атомы элементов подгруппы легко отдают оба электрона внешнего энергетического уровня и образуют соединения, в которых степень окисления элемента равна +2. Все элементы этой подгруппы относятся к металлам. Кальций, стронций, барий и радий называются щелочноземельными металлами.

- Металлический бериллий применяется для изготовления окон к рентгеновским установкам, так как поглощает рентгеновские лучи в 17 раз слабее алюминия. Нитрат стронция применяют в пиротехнике, а его карбонат и оксид — в сахарной промышленности. Гидроксид и хлорид бария используются в лабораторной практике, пероксид бария — для получения пероксида водорода, нитрат и хлорат — в пиротехнике, сульфат бария — в рентгеноскопии органов пищеварения. Соединения бария ядовиты. Соли радия применяются в исследовательских целях, а также для получения радона, обладающего целебными свойствами.

- Жёсткость воды - свойство воды (не мылиться, давать накипь в паровых

котлах), связанное с содержанием растворимых в ней соединений кальция и

магния, это параметр, показывающий содержание катионов кальция, магния в

воде.

- Существует два типа жесткости: временная и постоянная.

Чтобы избавиться от временной жесткости необходимо просто вскипятить

воду. При кипячении воды, гидрокарбонатные анионы вступают в реакцию с

катионами и образуют с ними очень мало растворимые карбонатные соли,

которые выпадают в осадок.

Ca2 + 2HCO3- = CaCO3v + H2O + CO2^

С последствием постоянной жесткости воды - накипью, с точки зрения химии бороться очень просто. Нужно на соль слабой кислоты воздействовать кислотой

более сильной. Последняя и занимает место угольной, которая, будучи

неустойчивой, разлагается на воду и углекислый газ. В состав накипи могут

входить и силикаты, и сульфаты, и фосфаты. Но если разрушить карбонатный

“скелет”, то и эти соединения не удержатся на поверхности.

- Это элементы 1-й группы периодической таблицы химических элементов: литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs и франций Fr. При растворении щелочных металлов в воде образуются растворимые гидроксиды, называемые щёлочами..

- Энергия ионизации — разновидность энергии связи или, как её иногда называют, первый ионизационный потенциал, представляет собой наименьшую энергию, необходимую для удаления электрона от свободного атома в его низшем энергетическом (основном) состоянии на бесконечность.

Атомный номер,название	Потенциал ионизации, эВ
3 Литий Li	5,32
11 Натрий Na	5,14
19 Калий K	4,34
37 Рубидий Rb	4,18
55 Цезий Cs	3,89

- Для всех щелочных металлов характерны восстановительные свойства.

- Гидроксиды(Для получения гидроксидов щелочных металлов в основном используют электролитические методы), Карбонаты(Важным продуктом, содержащим щелочной металл, является сода Na2CO3. Основное количество соды во всём мире производят по методу Сольве, предложенному ещё в начале XX века. Суть метода состоит в следующем: водный раствор NaCl, к которому добавлен аммиак, насыщают углекислым газом при температуре 26 — 30 °C. При этом образуется малорастворимый гидрокарбонат натрия, называемый питьевой содой).

- По содержанию в организме человека натрий (0,08%) и калий (0,23%) относятся к макроэлементам, остальные – литий (10 -4%), рубидий (10-5 %) и цезий (10-4%) – микроэлементам. Щелочные металлы в виде различных соединений входят в состав тканей животных и человека. Натрий и калий – жизненно необходимые элементы, постоянно содержатся в организме, участвуют в обмене веществ. Литий, рубидий, цезий – также постоянно содержатся в организме, однако физиологическая и биохимическая роль их мало выяснена.

- Литий используется в специальных легких сплавах, литийорганические производные широко применяются при синтезе различных классов органических соединений. Натрий используется в металлотермии. Металлический натрий и его жидкий сплав с калием используется в органическом синтезе. Как восстановитель часто применяется амальгама натрия. Из тяжелых щелочных металлов техническое применение находит только цезий, который благодаря малому потенциалу ионизации используется для создания фоточувствительных слоев в вакуумных фотоэлементах.

Дата добавления: 2014-12-16