13. Оксиди та гідроксиди лужних металів. Способи отримання та хімічні властивості.

Оксиди лужних металів

Фізичні властивості

Загальна формула оксидів лужних металів – M2O.

Оксиди літію і натрію мають білий колір, калію і рубідію – жовтий, цезію – помаранчевий, всі вони – кристалічні речовини, мають іонну кристалічну решітку.

Хімічні властивості

Добре розчиняються у воді, реагуючи з нею: M2O + H2O = 2MOH.

Реагують з киснем, воднем, сіркою і хлором: 2Na2O + O2 = 2Na2O2;

Na2O + H2 = NaH + NaOH;

4Na2O + 4S = 3Na2S + Na2SO4;

2Na2O + Cl2 = 2NaCl + Na2O2.

Виявляють властивості основних оксидів, реагують з кислотними оксидами і кислотами: Li2O + SO3 = Li2SO4;

Li2O + 2HCl = 2LiCl + H2.

Отримання

Прямим синтезом з елементів може бути отриманий тільки оксид літію, оксиди інших лужних металів отримують при взаємодії їх розплавлених гідроксидів з металом, наприклад:

2NaOH + 2Na = 2Na2O + H2;

при термічному розкладанні пероксидов:

2Na2O2 = 2Na2O + O2;

при взаємодії металу та його пероксиду:

2K + K2O2 = 2K2O;

при взаємодії металу та його нітриту:

6K + 2KNO2 = 4K2O + N2.

Гідроксиди лужних металів

Фізичні властивості

Загальна формула гідроксидів лужних металів – MOН.

Всі гідроксиди лужних металів – безбарвні гігроскопічні речовини, легко розпливаються на повітрі, дуже добре розчинні у воді і етанолі, при переході від LiOH до CsOH розчинність збільшується.

Хімічні властивості

Гідроксиди всіх лужних металів плавляться без розкладання, гідроксид літію при нагріванні до температури 600 ° С розкладається:

2LiOH = Li2O + H2O.

Всі гідроксиди проявляють властивості сильних основ. У воді практично без остачі диссоциируют:

NaOH = Na + + OH-.

Реагують з оксидами неметалів:

KOH + CO2 = KHCO3;

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O;

2KOH + 2NO2 = KNO3 + KNO2 + H2O.

Взаємодіють з кислотами, вступають в реакцію нейтралізації:

NaOH + HCl = NaCl + H2O;

KOH + HNO3 = KNO3 + H2O.

Набувають обмінні реакції з солями:

2NaOH + CuCl2 = Cu (OH) 2 + 2NaCl.

Реагують з галогенами:

2KOH + Cl2 = KClO + KCl + H2O (на холоді);

6KOH + 3Cl2 = KClO3 + 5KCl + 3Н2О (при нагріванні).

У розплавленому стані взаємодіють з амфотерними металами і їх оксидами:

2KOH + Zn = K2ZnO2 + H2;

2KOH + ZnO = K2ZnO2 + H2O.

Водні розчини гідроксидів при взаємодії з амфотерними металами, їх оксидами і гідроксидами утворюють гідроксокомплекси:

2NaOH + Be + 2H2O = Na2 [Be (OH) 4] + H2;

2NaOH + BeO + H2O = Na2 [Be (OH) 4];

2NaOH + Be (OH) 2 = Na2 [Be (OH) 4].

Водні розчини і розплави гідроксидів реагують з бором і кремнієм, їх оксидами і кислотами:

4NaOH + 4B + 3O2 = 4NaBO2 + 2H2O (розплав);

2NaOH + Si + H2O = Na2SiO3 + 2H2 (розчин).

Отримання

Гідроксиди літію, натрію і калію отримують електролізом концентрованих розчинів їх хлоридів, при цьому на катоді виділяється водень, на аноді утворюється хлор:

2NaCl + 2H2O H2 + 2NaOH + Cl2.

Гідроксиди рубідію і цезію отримують з їх солей за допомогою обмінних реакцій:

Rb2SO4 + Ba (OH) 2 = 2RbOH + BaSO4.

14. Магній, будова атома, властивості та застосування. Сполуки магнію, їх добування та властивості.

Ма́гній (англ. magnesium, нім. Magnesium n) — хімічний елемент. Символ Mg. Атомний номер — 12; атомна маса — 24,312. Відкритий Г. Деві у 1808 р. Магній — легкий сріблясто-білий метал. Хімічно активний. На повітрі окиснюється й тьмяніє. При нагріванні горить яскравим полум'ям. Густина 1,739 г/см³ при 293 К, в рідкому стані 1,540 г/см³ при 973 К; t_плав 650 °С, t_кип 1095 °С. Ступінь окиснення +2. Утворює металоорганічні сполуки. Магній — характерний елемент мантії Землі, роль якого зменшується при переході у верхні горизонти літосфери.

Застосування

Магній застосовують в основному для виробництва легких магнієвих сплавів, а також для легування сплавів алюмінію, які застосовуються в різних галузях машино- і приладобудування. Магній використовується також як розкисник у виробництві високоміцного чавуну і сталі, для одержання важковідновлюваних металів (Ti, V, Zr, U, Cr) витісненням їх із сполук. Знаходить застосування в піротехніці, фотографії, військовій техніці, медицині.

Завдяки своїй здатності горіти на повітрі, з виділення великої кількості світла, застосовувався у фотосправі як спалах, до винаходу електричних ламп спалахів.

Сплави на основі магнію є важливим конструкційним матеріалом в автомобільній і авіаційній промисловості завдяки їх легкості і міцності.

Ціни на магній в злитках в 2006 році склали в середньому 3 USD/кг.

Гідрид магнію — один з найбільш ємких акумуляторів водню, що вживаються для його зберігання. Оксид магнію застосовується в медицині і як вогнетривкий матеріал для виробництва тиглів і спеціальної футеровки металургійних печей.

Перхлорат магнію (ангидрон) застосовується для глибокого осушення газів в лабораторіях. Природний мінерал бішофіт як натуральне джерело іонів магнію та мікроелементів широко застосовується у медицині — реабілітації опорно-рухового апарату, серцево-судинної та нервової систем, санаторно-курортному оздоровленні.