46. Щелочные металлы, нахождение в природе и получение. Важнейшие соединения щелочных металлов: оксиды, гидроксиды, пероксиды. Применение щелочных металлов и их соединений.

Li, Na, K, Rb, Cs, Fr – щелочные металлы. Элементы очень реакционноспособные, поэтому в чистом виде нет.

Na

NaCl – каменная соль

Na2SO4 • 10H2O – глауберова соль (мирабилит)

NaNO3 – чилийская селитра

K

KCl • NaCl – сильвинит

KCl • MgCl2 • 6H2O– карналлит

K2O • Al2O3 • 6SiO2 – полевой шпат (ортоклаз)

Химические свойства

Все щелочные металлы - очень сильные восстановители, в соединениях проявляют

единственную степень окисления +1. Восстановительная способность увеличивается в ряду –

–Li–Na–K–Rb–Cs→.

Все соединения щелочных металлов имеют ионный характер. Практически все соли растворимы в воде.

1. Активно взаимодействуют с водой:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑

2Li + 2H2O → 2LiOH + H2↑

2. Реакция с кислотами:

2Na + 2HCl → 2NaCl + H2↑

3. Реакция с кислородом:

4Li + O2 → 2Li2O(оксид лития)

2Na + O2 → Na2O2(пероксид натрия)

K + O2 → KO2(надпероксид калия)

На воздухе щелочные металлы мгновенно окисляются. Поэтому их хранят под слоем органических растворителей (керосин и др.).

4. В реакциях с другими неметаллами образуются бинарные соединения:

2Li + Cl2 → 2LiCl(галогениды)

2Na + S → Na2S(сульфиды)

2Na + H2 → 2NaH(гидриды)

6Li + N2 → 2Li3N(нитриды)

2Li + 2C → 2Li2C2(карбиды)

5.Качественная реакция на катионы щелочных металлов - окрашивание пламени в

следующие цвета:

Li+ – карминово-красный

Na+ – желтый

K+, Rb+ и Cs+ – фиолетовый

Гидроксиды

1. Электролиз растворов хлоридов:

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + H2↑ + Cl2↑

катод: 2H+ + 2ē → H02↑анод: 2Cl- – 2ē → Cl02↑

2. Обменные реакции между солью и основанием:

K2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + 2KOH

3.Взаимодействие металлов или их основных оксидов (или пероксидов и надпероксидов) с водой:

2Li + 2H2O → 2LiOH + H2↑

Li2O + H2O → 2LiOH

Na2O2 + 2H2O → 2NaOH + H2O2

Литий используют для получения алюмогидрида лития Li[AlH4], который используется в качестве восстановителя в органических синтезах.

Соединения натрия (карбонат, сульфит, сульфат, хлорид, гидроксид) используют в бумажной, химической промышленности, при производстве стекла, в металлургии. Карбонат натрия используют в производстве алюминия, получении стекла, в производстве мыла; гидроксид натрия – промышленность искусственного волокна, красителей, очистка нефтепродуктов; сульфат натрия – производство стекла; хлорид натрия – используют для получения гидроксида натрия, карбоната натрия, хлора и многих других важных веществ, производство мыла, синтетических моющих средств, органических красителей. Хлорид натрия – приправа к пище и консервирующее средство в пищевой промышленности.

47. Химические свойства бора. Соединения бора с кислородом, водородом и галогенами.

Бор -элемент главной подгруппы третьей группы, второго периода периодической системы хим элементов Менделеева, с атомным номером 5. В свободном состоянии бор — бесцветное, серое или красное кристаллическое либо тёмное аморфное вещество. Хим свойства. Химически бор довольно инертен и при комнатной температуре взаимодействует только со фтором: 2В+3F2=2BF3 При нагревании бор реагирует с другими галогенами с образованием тригалогенидов, с азотом образует нитрид бора BN, сфосфором — фосфид BP, с углеродом — карбиды различного состава (B4C, B12C3, B13C2). При нагревании в атмосфере кислорода или на воздухе бор сгорает с большим выделением теплоты, образуется борный ангидрид B2O3 - бесцветная стекловидная масса: 4В+3О2=2В2О3

При нагревании на воздухе до 700°С Бор горит красноватым пламенем, При нагревании выше 900 °С Бор с азотом образует нитрид бора BN, при нагревании с углем -карбид бора B4C3, с металлами - бориды.

В кислотах Бор при обычной температуре не растворяется, кроме концентрированной азотной кислоты, которая окисляет его до борной кислоты H3BO3. Медленно растворяется в концентрированных растворах щелочей с образованием боратов.

В + 3HNO3 (конц) = t Н3ВОз + 3NO2

При сильном нагревании бор проявляет восстановительные свойства. Он способен, например, восстановить кремний или фосфор из их оксидов:3SiO2+4B=3Si+2B2O3.

С кислородом 4 В + 302= 2В203, 2 Н3ВО3 = В2О3 + 3Н2О

С водородом

2ВСl3 + 6Н2 → B2H6 + 6НСl.

2ВСl3 + 2Аl + 3H2 → B2H6 + 2АlСl3.

С галогенами

При высоких температурах реагирует с N2 (1200°С):

2B + N2 = 2BN.

Нитрид бора является материалом для изготовления огнеупорных материалов. Со фтором бор реагирует при комнатной температуре, с хлором и бромом – при нагревании:

2B + 3Hal2 = 2BHal3.