Лужні та лужно-земельні метали

До лужних металів відносять: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. До лужно-земельних Ca, Sr, Ba, Ra (Be i Mg не відносять до лужноземельних металів). Ступені окиснення для лужних +1, для лужноземельних +2.

Ці метали є активними металами. Активність лужних металів перевищує активність лужно-земельних (стоять лівіше в періодичній системі). Найбільш активні з лужних металів – цезій та францій (радіоактивний).

Лужні та лужноземельні метали реагують з більшістю неметалів. Під час реакції з киснем або киснем повітря утворюються оксиди, пероксиди або супероксиди цих металів:

4Li+O₂=2Li₂O(оксид); 2Na+O₂=Na₂O₂(пероксид);

К+О₂=КО₂(супероксид).

Пероксиди та супероксиди лужних металів використовуються в засобах індивідуального захисту органів дихання. Вони поглинають вуглекислий газ і воду і виділяють кисень за реакціями:

Na₂O₂ + CO₂ = Na₂CO₃ + 0,5O₂; 2NaO₂ + CO₂ = Na₂CO₃ + 1,5O₂.

Na₂O₂ + Н₂О = 2NaOН + 0,5O₂; 2NaO₂ + Н₂О = 2NaOН + 1,5O₂.

При контакті з повітрям рубідій та цезій самозаймаються в компактному стані, інші у вигляді порошків. Волога сприяє самозайманню, отже, у вологому повітрі горіння виникає легше і скоріше, ніж у сухому.

Літій за звичайних умов реагує з азотом з утворенням нітриду літію:

6Li + N₂ = 2Li₃ N

Під час нагрівання з воднем лужні та лужно-земельні метали утворюють гідриди:

2 Na + H₂ = 2 NaH; Ca + H₂ = CaH₂.

В гідридах гідроген має ступінь окиснення –1. Гідриди пожежонебезпечні речовини, вони, як і самі лужні та лужноземельні метали, бурхливо реагують з водою:

CaH₂ +2Н₂О = Са(ОН)₂ + 2Н₂

Водень, що виділяється під час реакції, займається. В разі взаємодії великої кількості гідриду та води може статися вибух.

Особливу увагу фахівцям з пожежної безпеки треба привернути до того факту, що лужні та лужноземельні метали інтенсивно реагують з водою. При цьому, в залежності від активності металу, водень може: виділятися відносно спокійно (Li, лужно-земельні метали), займатися (Na, K), або вибухати (Rb, Cs).

2Na + 2Н₂О = 2NaОН + Н₂.

Звідси випливає правило: при гасінні приміщень, в яких знаходяться лужні та лужно-земельні метали, не можна використовувати воду.

Ще більш інтенсивно, ніж з водою, лужні та лужно-земельні метали реагують з кислотами:

2К + 2НСl = 2KCl + H₂.

Лужні та лужно-земельні метали відновлюють менш активні метали з їх оксидів:

ТіО₂ + 4 Na = Ті + 2Na₂О.

Гідроксиди лужних та лужноземельних металів – є сильними основами, їх називають “лугами”.

Зі сполук лужних та лужноземельних металів найчастіше використовуються такі: хлорид натрію (NaСl) – кухонна сіль, гідрогенкарбонат натрію (стара назва натрій бікарбонат) – NaHCO₃ – питна сода, Na₂CO₃– кальцинована сода, NaОН – каустична сода, К₂CO₃– поташ. Сполуки калію (сульфат, хлорид, нітрат) широко застосовуються як калійні добрива. Нітрати та перхлорати цих металів використовуються як окисники у твердих ракетних паливах та сумішевих вибухових речовинах.

Сполуки кальцію широко застосовуються в будівництві: СаСО₃ – крейда, вапняк, мармур; СаО – вапно; СаSO₄· 0,5Н₂О – гіпс. Будівельний гіпс є повітряною в’яжучою речовиною, яку одержують за допомогою термообробки гіпсового каменю при 110-180^оС:

СаSO₄· 2Н₂О ® СаSO₄· 0,5Н₂О + 1,5Н₂О.

При змішуванні будівельного гіпсу з достатньою кількістю води утворюється пластичне тісто, яке починає швидко густіти і твердіти, завдяки реакції, зворотної до процесу гідратації.

СаSO₄· 0,5Н₂О + 1,5Н₂О ® СаSO₄· 2Н₂О.

Сполуки лужних та лужноземельних металів використовуються в пожежній справі. NaHCO₃ – є основою вогнегасного порошку ПСБ–3; Na₂CO₃ – входить до складу вогнегасного порошку ПС; суміш NaCl i KCl – основні компоненти порошку ПГС–М; NaHCO₃є також одним з компонентів газоутворюючої суміші в хімічно-пінних вогнегасниках. В таких вогнегасниках відбуваються такі реакції:

NaHCO₃ + H₂SO₄ ® NaHSO₄ + H₂O + CO₂,

6NaHCO₃ + Al₂(SO₄)₃ ® 3Na₂SO₄ + 2Al(OH)₃ + 6CO₂.

В пожежній справі також використовуються деякі луги як адсорбенти вуглекислого газу в протигазах (хімічні поглиначі вапняні). В них відбуваються реакції:

Са(ОН)₂ + СО₂ =СаСО₃¯ + Н₂О, 2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Методи одержання металів	\|	Легкі конструкційні метали (Be, Mg, Al, Ti )

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.