Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
S-элементы.doc
Скачиваний:
2
Добавлен:
24.11.2019
Размер:
89.09 Кб
Скачать

Гидроксиды

Элементы группы IIA образуют гидроксиды Ме(ОН)2. Это бесцветные, тугоплавкие, твёрдые вещества. Они являются более слабыми основаниями, чем гидроксиды щелочных металлов. Основные свойства гидроксидов усиливаются от Ве(ОН)2 к Ва(ОН)2. Гидроксиды бериллия и магния – слабые основания, плохо растворимые в воде. Ве(ОН)2 склонен к полимеризации.

Гидроксиды щелочно-земельных металлов являются сильными основаниями. Они активно взаимодействуют с кислотами, кислотными оксидами. Например:

Ва(ОН)2 + Н2SO4 = BaSO4 + 2H2O↓,

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓.

При нагревании гидроксиды разлагаются. Например:

Ме(ОН)2 = МеО + Н2О↑.

Гидроксид бериллия проявляет амфотерные свойства, реагирует с разбавленными кислотами, щелочами в растворе и при сплавлении:

Be(OH)2 + 2HCl(разб.) = BeCl2 + 2H2O,

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

Be(OH)2 + 2NaOH = Na2BeO2 + 2H2O (t = 3000C).

Cоли

Элементы IIA подобно щелочным металлам образуют соли со всеми кислотами. Многие соли растворимы. Малорастворимы или практически нерастворимы фториды и карбонаты, а также сульфаты кальция, стронция и бария. С ростом порядкового номера элемента растворимость солей понижается.

Растворимые соли бериллия и магния подвергаются гидролизу:

ВеCl2 + H2O ↔ BeOHCl + HCl,

Mg(NO3)2 + H2O ↔ MgOHNO3 + HNO3.

Ионы элементов группы IIA, как и ионы щелочных металлов, не образуют устойчивых комплексных соединений. Более склонны к образованию комплексных соединений бериллий и магний. В ряду Be2+ - Mg2+- Ca2+ - Sr2+ - Ba2+ прочность комплексных соединений уменьшается.

Жесткость воды

Жесткость воды обусловлена наличием ионов Са2+ и Mg2+. Чем выше их содержание в природной воде, тем больше её жесткость.

Количественно жесткость воды характеризуют через суммарное содержание ионов Са2+ и Mg2+, выраженное в моль/л. По жесткости все природные воды делятся на мягкие (общая жесткость менее 2 ммоль/л) и жесткие со средней степенью жесткости (2 – 10 ммоль/л) и высокой степенью жесткости (более 10 ммоль/л).

Виды жесткости

Различают общую жесткость, которая складывается из временной и постоянной жесткости.

Временная жесткость (устранимая, или карбонатная жесткость) удаляется кипячением воды. Эта жесткость вызвана присутствием в воде гидрокарбонатов Са(НСО3)2 и Mg (НСО3)2 и количественно равна концентрации ионов Са2+ и Mg2+, которая соответствует удвоенной концентрации гидрокарбонат-иона НСО3. При длительном кипечении воды в ней появляется осадок МеСО3 и одновременно выделяется газ СО2:

Сa(HCO3)2 = CaCO3↓ +CO2↑ +H2O,

Mg(HCO3)2 = MgCO3↓ +CO2↑ +H2O,

Поэтому карбонатную жесткость называют временной жесткостью.

Постоянная жесткость (неустранимая, или некарбонатная) сохраняется при кипячении воды. Количественно она равна концентрации ионов Са2+ и Mg2+ за вычетом временной жесткости. Обычно постоянную жесткость характеризуют содержанием CaSO4 и MgSO4, поэтому её называют сульфатной жесткостью. Эту жесткость устраняют введением в воду химических реагентов (карбонат натрия, гидроксид кальция, ортофосфат натрия, тетраборат натрия и др.). Например:

Сa(HCO3)2 + Сa(OH)2 = 2CaCO3↓ + 2H2O,

MgSO4 + Na2CO3 = MgCO3↓ + Na2SO4,

3CaSO4 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2↓ + 3Na2SO4.

Ортофосфаты менее растворимы, чем карбонаты, поэтому лучшее умягчение достигается с помощью реагента Na3PO4.

Современный способ умягчения воды основан на использовании ионообменных смол – ионитов (катионитов и анионитов). Через трубчатый обменник, заполненный смолой в Na+-форме пропускают жесткую воду, при этом ионы Са2+ и Mg2+, эквивалентно замещают ионы Na+ в смоле. Ионит периодически регенерируют, промывая концентрированным раствором хлорида натрия.

Умягчение воды при стирке проводят с помощью комплексообразующих ионитов (полифосфаты натрия, метафосфаты натрия и др.). Ионы Са2+ и Mg2+ связываются в устойчивые комплексы и становятся инертными по отношению к мылу.

В некоторых случаях проводят полное обессоливание воды. Для этого воду подвергают перегонке (дистилляции). Другой способ обессоливания – последовательная обработка воды с помощью катионита и анионита. При пропускании через катионитный фильтр ионы металлов в растворе заменяются на ионы Н+, а при пропускании воды через анионитный фильтр анионы кислот в растворе заменяются на ионы ОН . Таким образом, в целом из воды удаляются соли, а перешедшие в воду ионы взаимно нейтрализуются: Н+ + ОН = Н2О. Периодически иониты восстанавливают промывая их разбавленными растворами соответственно серной кислоты и гидроксидом натрия.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]