Завдання для самоперевірки

1. Закінчіть рівняння реакцій:

Na₂O + H₂O → ; Li + H₂O → ; NaOH + P₂O₅ → ; KOH + H₃PO₄ → ;

Na₂S + Pb(NO₃)₂ → ; K + H₂ → ; FeCl₃ + NaOH → ; HCl + KOH → .

2. Складіть рівняння реакцій за нижче наведеними схемами:

а) Na → NaOH → NaCl → NaNO₃;

б) K → K₂O → KOH → K₂SO₄ → KCl → K;

в) Na₂O → NaOH → Na₂SO₄ → NaNO₃;

г) AlI₃ → NaI → NaNO₃.

3. Який об'єм водню виділиться при розчиненні у воді 2,3 г натрію?

4. Твердий NaOH використовується як гарний осушувач газів. Чи можна його використовувати для осушування СО₂? Відповідь підтвердьте рівнянням реакцій.

5. При прожарюванні 1,9 г суміші карбонату та гідрокарбонату натрію маса її зменшилась до 1,37 г. Обчислити процентний склад вихідної суміші.

6. В 100 г води розчинено 5 г кристалічного NaOH. Обчисліть процентний вміст гідроксиду натрію в одержаному розчині.

7. В 52,2 г води розчинено 3,9 г металічного калію. Обчисліть об'єм виділеного водню та процентну концентрацію одержаного розчину КОН.

Лужноземельні метали

Головну підгрупу ІІ групи Періодичної системи елементів Д. І. Менделєєва складають берилій Be, магній Mg, кальцій Ca, стронцій Sr, барій Ba та радій Ra.

Атоми цих елементів мають на зовнішньому енергетичному шарі по два s-електрона: ns². В хімічних реакціях атоми елементів підгрупи легко віддають обидва електрона зовнішнього енергетичного рівня і утворюють сполуки, в яких ступінь окиснення елемента дорівнює +2.

Загальна характеристика елементів головної підгрупи ІІ групи приведена в таблиці нижче.

Усі елементи цієї підгрупи відносяться до металів. Кальцій, стронцій, барій і радій називають лужноземельними металами.

	Be	Mg	Ca	Sr	Ba	Ra
Порядковий номер Відносна атомна маса Природні ізотопи Електрони зовнішнього енергетичного рівня Характерні ступені окиснення	4 9,01218 9Be 2s2 +2	12 24,305 24Mg - 26Mg 3s2 +2	20 40,078 40Ca, 42Ca - 44Ca,46Ca,48Ca 4s2 +2	38 87,62 84Sr, 86Sr - 88Sr 5s2 +2	56 137,33 130Ba,132Ba, 134Ba -138Ba 6s2 +2	88 226,0254 224Ra, 226Ra,228Ra 7s2 +2

Розповсюдженість у природі. Масові частки берілія, магнія та лужноземельних металів в земній корі складають: 6х10^-4%(Be), 2,10%(Mg), 3,60%(Ca), 0,04%(Sr), 0,05%(Ba), 1х10^-10%(Ra). У вільному стані ці метали в природі не зустрічаються.

До числа найбільш розповсюджених елементів відносяться кальцій і магній. Основними кальціймісними мінералами є кальцит CaCO₃ (його різновиди вапняк, крейда, мармур), ангідрид CaSO₄, гіпс CaSO₄х2H₂O, флюорит CaF₂ та фтороапатит Ca₅(PO₄)₃F. Магній входить до складу магнезита MgCO₃, доломіта MgCO₃хCaCO₃, карналіта KClхMgCl₂х6H₂O. Сполуки магнія в великій кількості знаходяться в морській воді.

Берилій зустрічається в природі у складі – беріла 3BeOхAl₂O₃х6SiO₂, забарвлені різновиди якого – ізумруди та аквамарини, які належать до дорогоцінного каміння.

Стронцій та барій утворюють сульфатні BaSO₄ та SrSO₄ і карбонатні BaCO₃ та SrCO₃ природні мінерали. Радій можна знайти в природних радіоактивних речовинах.

Властивості. Берилій, магній, кальцій, барій та радій – метали сріблясто-білого кольору. Стронцій має золотистий колір. Ці метали легкі, особливо низьку густину мають кальцій, магній та берилій: 1,54; 1,74 та 1,85 г/см³ відповідно. Радій є радіоактивним хімічним елементом.

Берилій, магній і особливо лужноземельні елементи – хімічно-активні метали. Вони є сильними відновниками.

1. Взаємодія з простими речовинами. Берилій, магній та лужноземельні метали легко взаємодіють з киснем та сіркою, утворюючи оксиди та сульфіди, наприклад

2Be + O₂ = 2BeO; Ca + S = CaS

Берилій та магній реагують з киснем та сіркою при нагріванні, інші метали – при звичайних умовах.

При нагріванні берилій, магній та лужноземельні метали реагують з воднем, азотом, вугіллям, кремнієм та іншими неметалами, наприклад:

Ca + H₂ = CaH₂; 3Mg + N₂ = Mg₃N₂

гідрид кальцію нітрит магнію

Ca + 2C = CaC₂

карбід кальцію

Розплавлені метали можуть з'єднуватися з іншими металами, утворюючи інтерметалічні сполуки, наприклад CaSn₃, Ca₂Sn.

2.Взіємодія з водою. Берилій не взаємодіє з водою, так як реакції запобігає захисна плівка оксиду на поверхні метала. Магній реагує з водою тільки при нагріванні:

Mg + 2H₂O = Mg(OH)₂ + H₂

Інші метали активно взаємодіють з водою при звичайних умовах, наприклад:

Ca + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂

3.Взаємодія з кислотами. Берилій, магній та лужноземельні метали взаємодіють з хлоридною і розбавленою сульфатною кислотами з виділенням водню:

Be + 2HCl = BeCl₂ + H₂

В концентрованих нітратній та сульфатній кислотах (без нагрівання) берилій пасивується, інші метали реагують з цими кислотами. Основними продуктами відновлення концентрованих кислот є H₂S (для H₂SO₄) i N₂O (для HNO₃).

4. Взаємодія з лугами. Берилій взаємодіє з водними розчинами лугів з утворенням комплексної солі і виділенням водню:

Be + 2NaOH + 2H₂O = Na₂[Be(OH)₄] + H₂

5. Взаємодія з оксидами і солями металів. Магній та лужноземельні метали можуть відновлювати більшість металів з їх оксидів і солей, наприклад:

TiCl₄ + 2Mg = Ti + 2MgCl₂; V₂O₅ + 5Ca = 2V + 5CaO

такі реакції використовуються в металургії для отримання металів.

Оксиди та гідроксиди. Берилій утворює оксид BeO і гідроксид Be(OH)₂, які виявляють амфотерні властивості. Їх амфотерний характер виявляється в реакціях з кислотами та лугами, наприклад:

Be(OH)₂ + 2KOH = K₂[Be(OH)₄]; Be(OH)₂ + 2HCl = BeCl₂ + 2H₂O

Оксиди та гідроксиди магнію та лужноземельних металів MgO i Mg(OH)₂, CaO i Ca(OH)₂, SrO i Sr(OH)₂, BaO i Ba(OH)₂, RaO i Ra(OH)₂ виявляють основні властивості. Гідроксиди лужноземельних металів розчинні у воді (є лугами).

Особливості солей берилія, магнія і лужноземельних металів. Солі лужноземельних металів внесені до вогню пальника, дають характерне забарвлення вогню: кальцій – цеглино-червоне, стронцій – кармінно-червоне, барій – жовтувато-зелене. На цій властивості солей засноване якісне визначення цих елементів.

Солі берилію і барію отруйні. Особливо небезпечні солі берилію. Пари їх розчинів викликають подразнення дихальних шляхів та легенів, попадання солей берилію на шкіру викликає запалення.