7. Кальцій і його сполуки

Кальцій – сріблясто-білий метал, який плавиться при температурі 850⁰С. Він значно міцніший і твердіший, ніж лужні метали, але також активний метал. Так, за звичайних умов він реагує з киснем повітря, водою, галогенами:

2Са + О₂ = 2СаО; 2СаО + 2H₂O = Са(ОН)₂ + Н₂; Са + Cl₂ = СаCl₂.

З іншими неметалами і воднем взаємодіє при нагріванні:

3Са + N₂ = Ca₃N₂; Ca + S = CaS; 3Ca + 2P = Ca₃P₂; Ca + H₂ = CaH₂.

Кальцій здатен віднімати кисень або галогени від оксидів або галогенідів менш активних металів:

2Са + ТіО₂ = 2СаО + Ті; 2Са + ТіCl ₄ = 2СаCl₂ + Ті.

Із сполук кальцію, які найбільш широко використовуються, варто виділити СаСО₃, СаSО₄, Са₃(РО₄)₂ і СаCl₂.

Кальцій карбонат СаСО₃ – головна складова частина вапняку, крейди, мармуру. Із вапняку виготовляють вапно (негашене, гашене і хлорне). В значних кількостях вапняк використовується в металургії як флюс.

Кальцій карбонат, який входить до складу природних гірських порід, під дією води та карбон (ІV) оксиду частково переходить в розчин у вигляді кальцій гідрогенкарбонату СаСО₃ + СО₂ + Н₂О = Са(НСО₃)₂ і переноситься підземними та річними водами на великі відстані.

Природна вода, яка містить в розчині значну кількість іонів Са²⁺ і Мg²⁺ у вигляді солей Са (або Мg), називається твердою.

Тверда вода утворює в парових котлах та котельних установках шар накипу за реакцією: Са(НСО₃)₂ = СаСО₃↓ + СО₂↑ + Н₂О. Накип погано проводить електричний струм, викликає збільшення витрат пального і прискорює винашування парових котлів і котельних установок.

Для узагальнення знань з властивостей розглянутих s-елементів І та ІІ груп ПС та їх сполук складемо таблицю.

Таблиця 12.3 Узагальнення властивостей s-елементів

І та іі груп пс

Характеристика елементів і їх сполук	Лужні метали	Ве, Мg	Лужноземельні метали
Валентні електрони	1 - s1	2 - s1p1	2 - s1p1
Проявляють ступені окиснення	+1	+2	+2
Взаємодія металів з водою	Дуже активно за звичайних умов з утворенням лугу і Н2	Ве – не взаємодіє Мg – при нагріванні з утворенням Мg (ОН)2 і Н2	за звичайних умов з утворенням лугу і Н2
Оксиди та їх характер	основний	ВеО – амфотерний МgО - основний	основний
Гідроксиди та їх характер	основний	Ве (ОН)2 - амфотерний Мg (ОН)2 - основний	основний
Леткі водневі сполуки	Не утворюються	Не утворюються	Не утворюються

Проаналізуйте дану таблицю. Поясніть зміну властивостей хімічних елементів Ве, Мg, Са, Sr, Ва та їх сполук за положенням в періодичній системі Д.І. Менделєєва.

2. Запитання для самоконтролю і контролю знань

1. В чому полягають особливості будови атомів s-елементів?

2. Які ступені окиснення в сполуках проявляють s -елементи І та ІІ груп ПС? Чому?

3. У вигляді яких мінералів Ве, Mg, Са, Ва, Ra знаходяться в природі?

4. Порівняйте фізичні властивості даних металів.

5. Складіть рівняння хімічних реакцій, які підтверджують хімічні властивості берилію, магнію, кальцію, барію.

6. Поясніть характер оксидів, пероксидів та гідроксидів даних металів. Доведіть це за допомогою рівнянь хімічних реакцій.

7. Поясніть окисно-відновні властивості сполук даних металів. Доведіть це за допомогою рівнянь хімічних реакцій.

8. Як хімічним способом довести наявність амфотерних властивостей сполук берилію?

9. Як застосовуються дані метали та їх сполуки в промисловості? Які сплави з них виготовляють?