30.ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ.
К щелочным металлам относятся элементы первой группы, главной подгруппы: литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций.
НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ
Na-2,64% (по массе), K-2,5% (по массе), Li, Rb, Cs-значительно меньше, Fr- искусственно полученный элемент
NaCl - поваренная соль (каменная соль), галит
Na2 SO4 · 10H2 O - глауберова соль
NaNO3 - чилийская селитра
Na3 AlF6 - криолит
Na2 B4 O7 · 10H2 O - бура
KCl - сильвин
KCl· NaCl - сильвинит
Свойства щелочных металлов.
Элемент
Литий
Li
Натрий
Na
Калий
K
Рубидий
Rb
Цезий
Cs
Свойство
Порядковый номер элемента
3
11
19
37
55
Относительная атомная масса
6,941
22,990
39,098
85,468
132,905
Температура плавления,С0
179,0
97,8
63,5
39,0
28,5
Температура кипения,С0
1340
883
760
696
708
Плотность г/см3
0,534
0,97
0,86
1,532
1,87
Степени окисления
+1
+1
+1
+1
+1
Окраска пламени
тёмно-красная
жёлтая
сине-фиолетовая
сине-фиолетовая
сине-фиолетовая
Применеие металлов
подшипни-ковые сплавы, катализатор
газоразрядные лампы, теплоноситель в ядерных реакторах
-
научно-исследователь-ские работы
фотоэлементы
ПОЛУЧЕНИЕ
Т.к. щелочные металлы - это самые сильные восстановители, их можно восстановить из соединений только при электролизе расплавов солей:
2NaCl=2Na+Cl2
на катоде:Na+ +e=Na
на аноде:2Cl- -e=Cl2
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
1.С кислородом (Rb, Cs - самовоспламеняются)
2Na+O2 =Na2 O2 ; 2K+2O2 =K2 O4 (пероксиды)
4Li+O2 =2Li2 O (оксид лития)
2.С галогенами
2Na+Cl2 =2NaCl
3.С серой при нагревании
2Li+S=Li2 S (сульфид)
4.Литий взаимодействует с азотом
6Li+N2 =2Li3 N ( нитрид)
5.С водородом при нагревании
2Na+H2 =2NaH (гидрид)
6.С водой
2Na+2H2 O=2NaOH+H2
СОЕДИНЕНИЯ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
Щелочные металлы - самые сильные восстановители, их ионы не проявляют окислительных свойств
Гидроксиды (едкие щелочи) - твердые кристаллические вещества, типично ионные соединения, сильные основания.
NaOH-едкий натр, каустическая сода
KOH-едкое кали
Получение:
1.Электролиз водного раствора NaCl:
катод: H2 O+2e=H2 +2OH-
анод: 2Cl- -2e=Cl2
суммарная реакция:
2H2 O+2NaCl=2NaOH+Cl2 +H2
Соли - типично ионные соединения, как правило-хорошо растворимы в воде, кроме некоторых солей лития. Образованные слабыми кислотами сильно гидролизуются.
Na2 CO3 10H2 O - кристаллическая сода
Na2 CO3 - кальцинированная сода
NaHCO3 - питьевая сода
K2 CO3 - поташ
Получение соды:
1.Аммиачный способ - насыщение раствора NaCl газами CO2 и NH3
NH3 +CO2 +H2 O=NH4 HCO3
NH4 HCO3 +NaCl=NaHCO3 +NH4 Cl
NaHCO3 выпадает в осадок (сравнительно мало растворим)
2.Кальцинирование - прокаливание:
NaHCO3 =Na2 CO3 +CO2 +H2 O
Качественные реакции: окрашивание пламени ионами
Li+ - тёмно-красное
Na+ - желтое
K+ - фиолетовое