Застосування лужних металів в життя. Застосування лужних металів та їх сполук


Дійсно, всі лужні метали енергійно, у багатьох випадках з вибухом, реагують з водою і розчинами кислот. З лужними розчинами, в яких концентрація протонів мала, реакції йдуть спокійніше. Натрій, кинутий на поверхню води, негайно плавиться за рахунок теплоти реакції, а іноді підпалює виділяється водень:

Незважаючи на те, що екстракція натрію пов'язана з використанням спеціального процесу, метал є рясним в вигляді хлориду натрію, більш відомого як кухонна сіль. Фактично, термін «сіль в хімії» відноситься в цілому до будь-якої комбінації металу з неметалічних. Більш конкретно, солі є продуктом реакцій між кислотами і підставами.

Хлорид натрію так легко отримати і, отже, настільки дешевий, що більшість галузей, які виробляють інші сполуки натрію, використовують його, просто відокремлюючи хлорид перед додаванням інших елементів. Сполучені Штати є найбільшим в світі виробником хлориду натрію, отриманим головним чином з розсолу, термін, використовуваний для опису будь-якого розчину хлориду натрію у воді. Розсіл надходить з морської води, підземних колодязів і пустельних озер, таких як Велике Солт-Лейк в Юті. Іншим джерелом хлористого натрію є кам'яна сіль, створена під землею шляхом випаровування давно заритих солоних морів.

Na (кр) + H2O (ж) = NaOH (p-p) + 1 / 2H2

Калій завжди реагує з водою зі спалахом або з вибухом.

Солі лужних металів

У всіх своїх сполуках лужні метали існують у вигляді однозарядних катіонів. Це ставитися як до бінарним з'єднанням - галогенидам, халькогенідів, нітриду, карбіду, так і до солей зі складними багатоатомних аніонами.

Інші країни, що виробляють хлориди натрію, включають Китай, Німеччину, Великобританію, Францію, Індію і різні країни колишнього Радянського Союзу. Сіль може бути дешевою і щедрою для всього світу, але є місця, де це цінний товар. Одним з таких місць є пустеля Сахара, де сьогодні соляні каравани сьогодні пожвавлюють торгівлю, як і з давніх часів.

Хоча минуло кілька десятиліть, перш ніж електрика увійшла в широке громадське використання, вчені вивчали його властивості протягом багатьох років, і Деві застосував його в процесі, званому електролізом. Електроліз - це використання електричного струму для отримання хімічної реакції - в цьому випадку для відділення натрію від іншого елемента або елементів, з якими він комбінується. Деві спочатку розплавив або розплавив зразок хлориду натрію, потім електролізнул його. Використовуючи електрод, пристрій, який проводить електрику і використовується для випускання або збору електричного заряду, він відокремлював хлорид натрію таким чином, щоб рідкий натрій-метал збирався на катоді або негативно заряджений кінець.

Електростатичні взаємодії в іонних кристалічних решітках, що містять однозарядного катіони, не дуже великі, і енергії гідратації іонів цілком співмірні з ними. Тому, за рідкісними винятками, солі лужних металів добре розчиняються у воді. Гірше інших розчиняються фториди, карбонат і фосфат літію і перхлорати калію, заліза і цезію.

Тим часом, газоподібний хлор виділявся через анод або позитивно заряджений кінець. В осередку Даунса хлорид натрію і хлорид кальцію об'єднуються в розплавленої суміші, в якій присутність хлориду кальцію знижує температуру плавлення натрію хлориду більш ніж на 30%. Коли електричний струм пропускається через суміш, іони натрію переходять на катод, де вони підбирають електрони, щоб стати атомами натрію.

У той же час іони хлору мігрують до анода, втрачаючи електрони, щоб стати атомами хлору. Натрій - матеріал з низькою щільністю, який плаває на воді, а в осередку Даунса розплавлений натрій піднімається вгору, де він відтягується. Газоподібний хлор пропускається через вентиляційний отвір у верхній частині анодного кінця осередки, і отриманий металевий натрій, який являє собою елементарну форму натрію, становить близько 8%.

При сильному нагріванні солей, особливо при внесенні в полум'я палаючого водню або побутового газу, відбувається ряд процесів призводять до появи характерного забарвлення полум'я.

Солі лужних металів знаходять саме широке застосування як в лабораторній практиці, так і в різних галузях промисловості та медицини.

Особливо широко використовуються карбонат і гідрокарбонат натрію, відомі під загальною назвою сода. У техніці і в побуті розрізняють кристалічну соду Na2CO3 × 10H2O, кальциновану соду - безводний карбонат Na2CO3 і питну соду - NaHCO3. Крім того, слід згадати, що термін каустична сода або каустик використовується в техніці для позначення NaOH.

Як зазначалося раніше, хлорид натрію на сьогоднішній день є найбільш широко відомим і звичайно використовуваним з'єднанням натрію, і це саме по собі є різницею, враховуючи той факт, що так багато сполук натрію є частиною повсякденного життя. Сьогодні люди думають про солі в першу чергу як про приправах для поліпшення смаку їжі, але до розвитку охолодження це життєво важливо як консервант, тому що він утримує мікроби від інших швидкопсувних продуктів.

Сіль не тільки покращує смак їжі; це необхідна поживна речовина. Натрієві з'єднання регулюють передачу сигналів через нервову систему, змінюють проникність мембран і виконують ряд інших функцій збереження життя. З іншого боку, занадто багато солі може погіршити високий кров'яний тиск.

Основні споживачі соди - скляне, миловарне, паперове, текстильне виробництво. Сода служить вихідним продуктом для отримання інших солей натрію. Питна сода широко застосовується в медицині. У лабораторній практиці сода використовується для нейтралізації кислот при нещасних випадках.

додатокI

Таблиця 1-1. Фізико-хімічні властивості лужних металів

Крім широко розповсюдженого використання в споживчих товарах, хлорид натрію є основним джерелом натрію, використовуваного для виробництва інших сполук натрію. До них відносяться гідроксид натрію для виробництва целюлозних продуктів, таких як плівка, віскоза, мила і папір, а також для переробки нафти. При застосуванні в якості очищає розчину гідроксид натрію відомий як каустична сода або луг.

Іншим широко використовуваним з'єднанням натрію є карбонат натрію або кальцинована сода, застосовувана у виробництві скла, виробництві паперу, текстильному виробництві та інших областях, таких як виробництво мила і миючих засобів. Натрій також можна комбінувати з вуглецем для отримання бікарбонату натрію або харчової соди. Сульфат натрію, іноді відомий як сольовий торт, використовується для виготовлення картону і крафт-паперу. Ще одним широко використовуваним з'єднанням натрію є силікат натрію або «водне скло», що використовується при виробництві мила, миючих засобів і адгезивов; в водопідготовки; і в відбілюванні і калібрування текстильних виробів.

величина

Енергія іонізації атомів I1,

Ев (кДж / моль)

Спорідненість атомів до електрона,

Ев (кДж / моль)

електронегативність

Можливо, за іронією долі, для чистого металевого натрію мало використовується. Після застосування в якості «антидетонаційної» добавки в етілірованном бензині, перш ніж ці продукти були поетапно усунені з екологічних причин, металевий натрій тепер використовується в якості теплоносія в ядерних реакторах. Але його найширше застосування полягає у виробництві багатьох інших сполук натрію, що використовуються у всьому світі.

У певному сенсі, калій є дивним речовиною, про що свідчить його поведінка у відповідь на воду. Як відомо, вода має тенденцію випускати вогонь, і більшість вибухових речовин при впливі достатньої кількості води стають неефективними. При повному поводженні з процедурами, зазвичай дотримуваними для більшості речовин, калій зберігається в гасі, тому що він може спалахнути, якщо він підданий впливу вологого повітря! Багато аспектів калію відображають ті, які вже покриті натрієм.

Орбітальний радіус атома, нм

Ентальпія атомізації, кДж / моль

Температура плавлення, ° C

Температура кипіння, ° C

У обох є кілька однакових додатків, і в певних ситуаціях калій використовується в якості замінника натрію. Як і натрій, калій ніколи не зустрічається в природі; замість цього воно відбувається в основному від сильвініту і карналіта, двох руд, що містять хлорид калію.

Калій має інше схожість з натрієм; хоча він не був ізольований до початку дев'ятнадцятого століття, його з'єднання використовувалися протягом багатьох століть. Наприклад, римляни використовували карбонат калію або калій, отриманий з попелу спаленої деревини, щоб зробити мило. В середні віки китайці застосовували форму селітри, нітрату калію, у виробництві пороху. А в колоніальній Америці поташ пішов на виробництво мила, скла та інших продуктів.

Таблиця 1-2. Основні відомості про лужних металах

величина

3 Li

11 Na

19 Ka

37 Rb

55 Cs

87 Fr

атомний вагу

валентні електрони

Виробництво всього однієї тонни калійних добрив вимагало спалювання дерев в кілька гектарів - марнотратна практика більшою мірою, ніж одна. Хоча в ті дні не було ніякого екологічного руху, фінансові проблеми ніколи не виходять з моди. втрачені гроші за рахунок використання величезних гектарів деревини, американська промисловість в дев'ятнадцятому столітті шукала ще один спосіб створення поташу.

В результаті вчені дізналися про роль, яку цей лужної метал грає в підтримці життя: дійсно, калій присутній практично у всіх живих клітинах. Однак у великих кількостях це може бути небезпечно, викликаючи стан постійної релаксації, відоме як інгібування калію.

металевий радіус

Радіус іона Е +, А

Енергія іонізації, Ев

корі, ат. %

Оскільки рослини залежать від калію для зростання, було логічно, що калій у вигляді хлориду калію в кінцевому підсумку застосовувався в якості добрива. Це, по крайней мере, відрізняє його від його сестринського елемента: натрію або хлориду натрію, який може вбивати рослини, якщо їх вводити в грунт в досить великих кількостях.

Рубідій, Цезій і Францій

Інше застосування калію знаходиться в районі, вперше запропонованому китайцями близько 800 років тому: виробництві феєрверків і пороху з нітрату калію. Три найважчих лужних металу навряд чи бувають іменами домогосподарств, хоча один з них, цезій, має кілька застосувань в промисловості. Бунс і німецький фізик Густав Роберт Кірхгофф, були першими елементами, коли-небудь знайденими за допомогою спектроскопа. Матерія випромінює електромагнітне випромінювання уздовж різних спектральних ліній, яке може бути записано за допомогою спектроскопа, а потім проаналізовано, щоб розрізнити конкретний «відбиток» даної речовини.

природні ізотопи

Таблиця 1-3. Основні фізичні константи лужних металів

величина

Щільність, г / см3

Коли Бунзен і Кірхгоф побачили синюваті спектральні лінії, що випускаються одним з двох елементів, вони назвали його цезієм після латинського слова, що означає «блакитний». Цезій, який дуже рідкісний, проявляється насамперед у таких з'єднаннях, як забруднить. Він використовується сьогодні в фотоелементах, військових інфрачервоних лампах, радіолампах і відеообладнання. Ремсі-молодший побудував високоточні атомні годинники, засновані на власних частотах атомів цезію.

На Землі він зустрічається в загрязнітах, лепідолітом і карналіту. Це значно більше, ніж цезій, і значно більше, ніж франція. Дійсно, вважається, що якщо б весь франц в земній корі був об'єднаний, він мав би масу близько 25 грам. Протягом приблизно чотирьох десятиліть вчені шукали таємничий елемент 87, і, вивчаючи продукти розпаду ізотопу актинію, актиній-227, Перей виявив, що один з 100 таких атомів розпався, щоб сформувати Невідкритий елемент.

Твердість (алмаз 10)

S ° 298, дж / г-ат × град

Теплоємність (H2O 1)

теплопровідність

DH ° возг.298, кДж / г-ат

Керрод, Робін. Матерія і матеріали. Ілюстрований Террі Хадлер. Метали. Ілюструється Анни Мацик. Ті, які знаходяться в газоподібному стані, будь то іонізовані або атомарні, випромінюють світло з сильним нагріванням або електричним збудженням.

Лужні метали і їх солі мають специфічне забарвлення полум'я. Літій Натрій і його солі забарвлюють полум'я жовтого калію, а його солі забарвлюють полум'яно-фіолетовий рубідій, а його солі забарвлюють полум'я червоного цезію, а його солі забарвлюють полум'я синім фіолетовим. Через цю забарвлення полум'я з'єднання лужних металів також використовуються для феєрверків.

Т. кип., ° C

Металевий натрій, з тих пір як його виготовлення стало дешевшим, знаходить широке технічне застосування. Його використовують в якості вихідного продукту при виробництві перекису натрію (миючий засіб), а також аміду натрію і натрійціанаміда. Його використовують також у великих кількостях в органічних синтезах (наприклад, в фарбувальній виробництві). В освітлювальної техніки його застосовують в натрієвих газорозрядних лампах. У лабораторіях натрій використовують в якості відновника. Для цього зазвичай замість чистого металу вживають м'яко діючу амальгаму. Металевий калій також іноді вживають в лабораторії. Крім того, калій і перш за все цезій застосовують в фотоелементах. Крім цього, рубідій і цезій у вільному стані мало застосовуються. Металевий літій, навпаки, придбав велике технічне значення. Його використовують у все зростаючих кількостях в сплавах, так як невеликі добавки цього металу істотно поліпшують властивості багатьох сплавів. Переважно літій (і поряд з натрієм і кальцієм) застосовують для свинцево-підшипникових сплавів і при виробництві склерона. Крім того, він служить в якості розкислюючої кошти для міді і при рафінуванні містить нікелю.

Це світло складається з так званих спектральних ліній, які характерні для відповідного елемента. Причиною цього лінійного спектра є електрони на зовнішній оболонці атомів. Електрон поглинає енергію і, отже, переходить на більш високий рівень енергії. Він стрибає, так би мовити, з однієї оболонки в більш високу. Коли ви повертаєтеся на низький рівень енергії, енергія знову вивільняється. Викид енергії називається емісією. Кожен «стрибок» вимагає певної кількості енергії.

Тому ці стрибки також називаються квантовими стрибками. Електрони всередині не порушені, тільки при ще більш високих температурах. Причина появи різних кольорів пов'язана з довжиною хвилі випромінюваної енергії, яка вимірюється в нанометрів. Чим більше число протонів і оболонок, тим більше енергія, необхідна для подолання виникає в результаті підсилює сили тяжіння. Різниця між двома енергетичними станами електрона відповідає спектральної лінії.

Перекис натрію у великих кількостях використовується при виробництві миючих засобів. У лабораторії її застосовують як енергійний окислювач у водному розчині і в розплаві. Гідроксиди калію і натрію в техніці і в лабораторії часто застосовують в якості сильних основ.

Внаслідок невеликої гігроскопічності оксиду і гідроксиду літію, їх використовують для приготування фотографічних проявителей у вигляді порошків.

Солі лужних металів натрію і калію також мають широке застосування. Якщо потрібно ввести в реакцію будь-якої кислотний залишок, то його застосовують здебільшого у вигляді відповідної солі лужного металу (натрію або калію). Таке перевагу для реакцій лужних солей пояснюється їх легкої плавкість і розчинність, а також і тим, що вони не викликають небажаних побічних реакцій. Однак, для технічних цілей, можуть використовувати і інші сполуки, якщо вони є дешевшими. Деякі солі літію, наприклад саліцилат, карбонат і цитрат приймають як лікувальний засіб від подагри. Мінеральні води, що вживаються для боротьби з цією хворобою, як діючої складової частини містять солі літію.

Вибір редакції
                                                 Священний мусульманський місяць Рамадан (Рамазан), в 2017-році починається з вечора 25 травня з заходом сонця. Тобто з вночі зазначеної дати ...

                                                 Дійсно, всі лужні метали енергійно, у багатьох випадках з вибухом, реагують з водою і розчинами кислот. З лужними ...

                                                 Бувають повернення, коли придбаний товар клієнтові не підійшов або не сподобався, не влаштувало якість, не ті емоції, або як в тому ...

                                                 Серед всіх мусульманських свят, Байрам - один з найважливіших. Новини сьогодні: (натисніть для навігації по новинах) Інше його ...
                                                 Існують заняття, результатом яких, буде непросто задоволення творчих потреб, а й красиві модні штучки. До таких ...
Якщо ви вирішили приготувати фруктовий торт, варто подбати про те, щоб фрукти і ягоди на ньому виглядали більш соковито і апетитно. Для ...
                                                 Баночка варення знайдеться будинку завжди, а ось застосування залишкам часом важко знайти. Надлишки варення можна використовувати для приготування ...
                                                 «На полях битв він був великим полководцем і героїчним воїном, в залі переговорів - самим ввічливим і цивілізованою людиною, він ...
                                                 Листи післяплатою. У цій статті, хочу познайомити Вас, з однією цікавою ідеєю, яка при грамотній організації справи, ...