Щелочные металлы

При нагревании в вакууме разлагаются:

2NaH       2Na+H2

Этом устойчивость гидридов уменьшается от лития к цезию. Расплавы гидридов проводят электрический ток.

Гидриды лития и натрия используют для получения алюмогидридов

NaH+ AlH3                  Na[AlH4]

Алюмогидриды лития и натрия используеют в качестве восстановителей, например, в органическом синтезе.

2.Карбиды.

Карбиды щелочных металлов имеют состав Ме2С2. Бесцветные кристаллические вещества. Обладают высокой химической активностью.При непосредственном взаимодействии простых веществ образуется только карбид лития, остальные- при взаимодействии металла и ацетилена. Водой разлагаются с выделением ацетилена:

Li2C2+2H2O        2LiOH+C2H2

3.Нитриды.

Из нитридов щелочных металлов наиболее устойчив нитрид лития, который медленно образуется при взаимодействии с азотом уже при комнатной температуре  и быстро- при 2500 С. Водой нитрид лития разлагается с выделением  аммиака:

Li3N+ 3H2O        3LiOH+NH3

Нитриды остальных щелочных металлов получают при взаимодйствии паров металла с азотом в тлеющем электрическом разряде.

При взаимодействии расплавленных щелочных металлов с аммиаком, обрауются амиды, например:

2Na+ 2NH3             2NaNH2+H2

В жидком аммиаке щелочные металлы растворяются, образуя темно-синие, хорошо проводящие электрический ток растворы.

4.Оксиды,пероксиды,озониды.

При сгорании при атмосферном давлении литий дает только оксид Li2O, натрий- пероксид Na2O2, остальные надпероксиды KO2, CsO2.

Оксид натрияможно получить только косвенным путем,например:

Na2O2+ 2Na      2Na2O

2NaOH(тв.)+2Na        2Na2O+H2

5NaN3+2NaNO3       3Na2O+8N2

Оксиды щелочных металлов  обладают высокой реакционной способностью, проявляют  сильно выраженные основные свойства, энергично взаимодействуют с водой, образуя гидроксиды.

Пероксиды и надпероксиды- твердые вещества, сильные окислители. При контакте с водой разлагаются:

Na2O2+2H2O      2NaOH+H2O2

2NaO2+2H2O        2NaOH+H2O2+O2

Озониды натрия,калия,рубидия и цезия получают дейсьвием озона на твердые гидроксиды:

4NaOH+4O3       4NaO3+ H2O2+O2

Озониды еще более сильные окислители,чем пероксиды и надпероксиды. Бурно реагируют с водой и разбавленной серной кислотой:

4KO3+2H2O        4KOH+ 5O2

4KO3+H2SO4          2K2SO4+2H2O+5O2

 

 

5.Гидроксиды.

Твердые,бесцветные, гигроскопичесикие, хорошо растворимые в воде вещества. Растворение в воде сопровождается выделением большого колличества теплоты. В водном растворе почти полностью диссоциированы сильные основания. Часто гидроксиды щелочных металлов называют едкими щелочами. Термически устойчивы до температуры более 10000С.

Едкие щелочи жадно поглощают из воздуха водяные пары и углекислый газ, превращаясь в сиропообразную массу. Расплавы едких щелочей разрушают стекло и платину, поэтому щелочи плавят в железных тиглях.

Получают щелочи  электролизом водных растворов хлоридов:

2NaCl+2H2O      2NaOH+H2+Cl2

или  обменными реакциями карбоната металла и гидроксида кальция:

Rb2CO3+Ca(OH)2      2RbOH+CaCO3

Наиболее широкое применение находит гидроксид натрия – для осушения газов, в органичесокм синтезе, в производстве искусственного волокна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.Задачи по теме: «Щелочные  металлы и их соединения.»

1. а)K2S + 2HCl        H2S+ 2KCl

 б) 2KOH+ CaCl2       Ca(OH)2 + 2KCl

 в)2NaCl +K2SO4      Na2SO4 +2KCl

 г)NaCl(тв.)+H2SO4(конц.)        NaHSO4+HCl

                                                           CO2

 д)K2CO3+H2SO4           K2SO4+H2CO3

                                                           H2O

 е) CH3COONa + KCl       CH3COOK+NaCl

 ж) KOH+LiCl      LiOH+KCl

  2) HCl+NaCl+H2O       т.к хлороводородная кислота взаимодействует с примесями, содержащиеся в растворе NaCl (* NaCl –поваренная соль). Это химическое соединение, состоящее из 39,32 частей натрия, 60,68 частей хлора.

3) SiO2+2NaOH       Na2SiO3+H2O

SiO2+KOH       K2SiO3 +H2O

CaCO3       CaO+CO2

Na2 CO3       Na2O+CO2

CaO+SiO2            CaSiO3

Na2O+SiO3         Na2SiO3

В состав стекла входят оксиды: Na2O, SiO2, CaO.

Эти оксиды- силикаты, которые являются натриевыми и кальциевыми солями. Стекло получается сплавлением сырья, в промышленном случае кварцевого песка. CaCO3+SiO2       CaSiO3 +CO2

Na2CO3(сода)+ SiO2      Na2SiO3+CO2

Сода служит сырьем для производства обычного стекла.

4)  а) 3Na2O2+ 6Fe(OH)2+H2O        2Na3[ Fe(OH)6]+4Fe(OH)3

        б) Na2O2 + 2KMnO4+4H2SO4          2MnSO4+Na2SO4+K2SO4+3O2    +4H2O

     в) NaH+H2O      NaOH+H2

      г) 2KH+O2    2KOH

 

5) Какой объем (при н.у) оксида углерода (IV) теоретически необходим для получения гидрокарбоната натрия из 10 л 2н. раствора NaOH?

 

Дано: Решение:

V(NaOH)-10л           0,8кг                           х

Сн (NaOH)-2н.          NaOH            +         CO2                      NaHCO3

V(CO2)-?                   0,04кг/моль           22,4 л/моль

                                  См=       m=Cм*V*M*Э

                                  m = 2н*10л*0,04кг/моль=0,8кг.

                                  х = =448л.

                                  Ответ: V(CO2)=448л.

 

6)Определить нормальность 80%-ного раствора KOH,если  плотность его раствора равна 1,065 г/см3

 Дано:                               Решение:

ω(KOH)=80%             Cн=

ρ(KOH)=1,065г/см3       m= p*V*w

Cн(KOH)-?                   Cн= =

                                      Cн(KOH)= = 1,52н

                                   Ответ: Cн(KOH)=1,52н    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7) Сколько потребуется смешать по объему 40%-ного раствора  NaOH и воды для приготовления 100л. 12%-ного раствора NaOH?

Дано:                                       Решение:

w1 (NaOH)=40%                          40                      12

w2(NaOH)=12%                                        12

V(NaOH,12%)=100 л                  0                         28

p(NaOH,12%)=1,137 г/см3    m(NaOH,12%)=1,137г/см3*100л=113,7 г

p(NaOH,40%)=1,437 г/см3      m(NaOH)= *12=34,11 г

V(NaOH,40%)-?                    V(NaOH,40%)= =23,7 л

     V(H2O)-?                            V(H2O)=100 л-23,7л=76,3 л

                                           Ответ:    V(NaOH,40%)=23,7 л

                                                         V(H2O)=76,3 л

                

 

 

 

 

8) Какой  объем водорода, измеренного при 200С и 92кПа, выделится при действии на воду 1г сплава с массовой долей калия 30%,натрия 70%?

Дано:                       Решение:

T=200C                       0,3г                                             х

P=92кПа                          2K      +2H2O        2KOH+H2

ω(K)=30%=0,3         2*39г/моль                                 2г/моль                                                                

ω(Na)=70%=0,7            0,7г                                            у

m(сплава)=1г.                2Na       +2H2O        2NaOH+ H2

 V(H2)-?                    2*23г/моль                                    2г/моль

                                     m (K)=1г*0,3=0,3г

                                     m (Na)=1г*0,7=0,7 г

                                    

                                                   

                                                    

 

Вывод

Мы рассмотрели щелочные металлы, их общую характеристику, физико-химические свойства,получение,применение. Познакомились с ученым Г.Дэви который впервые  получил щелочные металлы.  Узнали что название  щелочные металлы присвоено элементам главной подгруппы первой группы ввиду того, что гидроокиси главных представителей этой группы издавна были известны под названием «щелочей».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

1.Электронный ресурс:

[1] http://www.alhimik.ru

[2] http://ru.science.wikia.ru

[3] http://www.syl.ru

[4] http://www.chemport.ru

[5] http://www.chemport.ru

[6] http://www.syl.ru

2. Бабич Л.В., Балезин С.А., Гликина Ф.Б. и др. Практикум по неорганической химии(Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов. 4-е изд, перераб. М. Просвещение. 1991. 320 с)

3. Хомченко Г.П. Пособие по химии для поступающих в вузы(4-е изд., испр. и доп. - М.: Новая волна, 2002. - 480с)