Застосування електролізу

1. для одержання активних металів (K, Na, Ca, Mg, Al) і деяких активних неметалів (Cl₂, F₂).

2. для покриття металічних предметів іншими металами ( нікелювання, хромування оцинкування, золочення, лудіння або лудження) – це явище гальваностегії;

3. явище гальванопластики – це одержання копій із різних барел’єфів статуеток (при цьому виріб оброблюють графітом і використовують як катод і проводять процес електролізу розчину солі малоактивного металу і одержують покриття металом виробу. І це є кліше для одержання копій.

Д/з: Написати схеми електролізу розплавів та розчинів таких солей:

Na₂S, FeCl₂, FeBr₃, HgCl₂, CaCl₂, KBr, NaI, K₂S, CuBr₂.

Тема 16. Лужні метали і Кальцій та їх сполуки. Лужні метали

До лужних металів відносяться елементи І-А групи: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Це група найтиповіших металів.

На зовнішньому шарі в них тільки один неспарений електрон.

Na⁰ - 1e = Na⁺

₊₁₁²³Na⁰ 1s²2s²2p⁶3s¹ ₊₁₁²³Na⁺ 1s²2s²2p⁶3s⁰

В сполуках лужні метали проявляють такі:

- СО - +1;

- валентність – І;

- заряд йона - +.

Фізичні властивості лужних металів

1. Сріблясто-білого кольору;

2. м’які;

3. легкі (ρ(Li)=0,50 г/мл; ρ(Na) = 0,98 г/мл.)

4. легкоплавкі(температура від +200⁰С до +28⁰С.)

Лужні і лужно-земельні метали на повітрі є дуже активними і взаємодіють з киснем і водою при звичайних умовах, тому їх зберігають під шаром гасу(жиру).

Хімічні властивості лужних металів

|→ + Cl₂ → Me⁺¹Cl

|→ + S → Me⁺¹₂S

Ме → → |→ + H₂ → Me⁺¹H^-1 - Na⁺¹H^-1! – натрій гідрид

(Li – Fr) |→ + H₂O → Me⁺¹OH + H₂↑

|→ + HCl → Me⁺¹Cl + H₂↑

|→ + Me*Cl → Me⁺¹Cl + Me* |

З киснем лужні метали взаємодіють так: тільки Літій з киснем утворює оксид(Li₂O), а всі інші лужні метали утворюють пероксиди формулою (Me₂O^-1₂)

4Li + O₂ = 2Li₂O

2Na + O₂ = Na₂O₂ натрій пероксид

Na₂O₂ + 2Na = 2Na₂O натрій оксид

Якісною реакцією на лужні метали є зміна забарвлення полум’я на певний колір:

• Na - жовте

• K - фіолетове

Лужно-земельні метали

До лужно-земельних металів відносяться деякі елементи ІІ-А групи: Сa, Sr , Ba, Ra. Це група типових металів.

На зовнішньому шарі в них два електрони.

Сa⁰ - 2e = Сa²⁺

₊₂₀⁴⁰Сa⁰ 1s²2s²2p⁶3s²3р⁶4s² ₊₂₀⁴⁰Сa²⁺ 1s²2s²2p⁶3s²3р⁶4s⁰

В сполуках лужно-земельні метали проявляють такі:

- СО - +2;

- валентність – ІІ;

- заряд йона - 2+.

Фізичні властивості лужно-земельних металів

5. Сріблясто-білого кольору;

6. твердіші за лужні метали;

7. легкі (ρ(Са)=1,55 г/мл;)

8. тугоплавкі за лужні метали(t_{(плавлення)}Са = +851⁰С)

Хімічні властивості лужно-земельних металів

|→ + Cl₂ → Me⁺²Cl₂

|→ + S → Me⁺²S

|→ + H₂ → Me⁺²H₂^-1 - Ca⁺²H₂^-1! – кальцій гідрид

Ме → → |→ + O₂ → Me⁺²O

(Ca - Ra) |→ + H₂O → Me⁺²(OH)₂ + H₂↑

|→ + HCl → Me⁺²Cl₂ + H₂↑

|→ + Me*Cl → Me⁺²Cl₂ + Me* |

Якісною реакцією на лужно-земельні метали є зміна забарвлення полум’я на певний колір:

• Сa - червоний(цегляний)

Лужні і лужно-земельні метали утворюють по одному оксиду, які є типовими основними оксидами. Їх формули: Ме⁺¹₂О і Ме⁺²О.

Також вони утворюють по одному гідроксиду, які є лугами. Їх формули:

Ме⁺¹ОН і Ме⁺²(ОН)₂

Добування лужних і лужно-земельних металів

Одержують лужні і лужно-земельні метали у промисловості електрометалургійним способом – електролізом розплавів солей.

Добування натрію методом електролізу розплаву кухонної солі.

NaCl ↔ Na⁺ + Cl^-

(-) K: Na⁺ + 1e → Na⁰

(+) A: Cl^- - 1e → Cl⁰; 2Cl⁰ → Cl₂

Загальне рівняння:

2NaCl → 2Na + Cl₂↑

Природні сполуки лужних та лужно-земельних металів і їх застосування

І. Калію:

- KCl – калійна сіль (сильвін); (як калійне добриво)

- K₂CO₃ - поташ;(калійне добриво, виробництво тугоплавкого скла і кришталю)

- KOH - «їдке калі»; (як електроліт в лужних акумуляторах, виробництва рідкого мила)

- KCl∙MgCl₂∙6H₂O - карналіт; (як калійне добриво)

- NaCl∙KCl - сильвініт

ІІ. Натрію

• NaCl – кухонна(кам´яна) сіль (галіт); (як смаковий продукт, одержання натрію)

• NaCl∙KCl – сильвініт

• Na₂SO₄∙10H₂O - мірабіліт

• Na₂СO₃∙10H₂O - кристалічна сода

• Na₂СO₃ - кальцинована сода; (усунення твердості води, одержання звичайного скла, твердого мила)

• NaНСO₃ - питна сода ( як розпушувач у харчовій промисловості, у вогнегасниках, для пониження кислотності в шлунку)

• NaОН - «їдкий натр», каустик, каустична сода. (одержання твердого мила, штучних волокон, очищення нафтопродуктів, реакціях гідролізу)

ІІІ. Кальцію.

- СаСО₃ - крейда, мармур, вапняк, ракушник; (у будівництві, виготовлення пам’ятників, одержання негашеного вапна, вуглекислого газу)

- СaSO₄∙2H₂O - гіпс;( одержання паленого гіпсу-алебастру- (СаSO₄)₂∙0,5Н₂О)

- СаО - «негашене вапно»;(одержання гашеного вапна)

- Са(ОН)₂ - «гашене вапно», «вапняне молоко», «вапняна вода».(для визначення вуглекислого газу, в будівництві, для побілки стовбурів дерев,виготовлення цукру, для одержання «хлорного вапна», для боротьби з хворобами рослин-бордоська суміш- CuSO₄∙5Н₂О + Ca(OH)₂ )

- СаСО₃·MgCO₃ – доломіт.