Химические свойства металлов

Металлы  в химических реакциях выступают в качестве восстановителей, в растворах образуют катионы.

Сильно варьируется способность металлов к окислению. Основная часть металлов взаимодействует с кислородом воздуха при комнатной температуре, но скорость и механизм протекания реакции зависят от состава и чистоты металла (чаще образуются оксиды, у щелочных металлов – пероксиды). Некоторые металлы на воздухе образуют оксидную пленку, которая предохраняет металл от дальнейшего окисления (Al – алюминий, Ti –титан, Сr – хром).

Щелочные и щелочноземельные металлы вступают во взаимодействие с водой при комнатной температуре, другие (Zn – цинк, Fe – железо и др.) – при высоких температурах. Основная часть металлов окисляется определенными кислотами. Металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, окисляются ионом водорода, входящего в состав кислот и образуют раствор соли, если не происходит образования нерастворимых продуктов реакции. С азотной кислотой в зависимости от ее концентрации металлы взаимодействуют по-разному. Концентрированная азотная кислота пассивирует некоторые металлы, например, железо, а разбавленная вступает во взаимодействие с ними, образуя катионные комплексы.

Важным характерным свойством металлов является способность образовывать основные оксиды и гидроксиды. 

Натрий и калий

Натрий и калий – щелочные металлы, стоят в 1 группе главной подгруппы.

Физические свойства: схожи по физическим свойствам: легкие серебристо-белые мягкие металлы, с невысокими температурами плавления и кипения, малой плотностью.

Из солей наибольшее значение имеет хлорид натрия – NaCl – поваренная соль. Это необходимая составная часть пищи, консервант, сырье для химической промышленности. Из него получают гидроксид натрия, питьевую соду (NaHCO₃), соду (Na₂CO₃) и многие другие соединения натрия. Na₂S₂O₃.Н О – тиосульфат натрия, соответствующий тиосерной кислоте Н₂S₂ O₃, применяется в фотографии, для фиксации проявленных бумаг. Na₂SO₄.10H₂O – десятиводный сульфат натрия, глауберова соль, используется в сульфатном способе получения соды и в производстве стекла. Na₂CO₃.10H₂O – карбонат натрия или кальцинированная сода применяется в стекольной, мыловаренной, целлюлозно-бумажной, текстильной, нефтяной, химической промышленностях, а также в быту. NaNO₃ – нитрат натрия, натриевая или чилийская селитра – используется как минеральное удобрение. Соли калия – необходимые минеральные удобрения. Na₂SiO₃ – силикат натрия – используется в производстве стекла. Соли калия выделяются из раствора в основном без кристаллизационной воды. К₂CO₃ – карбонат калия или поташ – используется в производстве мыла, в производстве тугоплавкого стекла, в фотографии. КNO₃ – карбонат калия или калиевая селитра – применяется при изготовлении черного пороха. КCl – хлорид калия – применяется в качестве удобрения.

Кальций

Кальций (Са) – химический элемент 2-й группы периодической системы, является щелочноземельным элементом, имеет степень окисления +2. Содержание в земной коре составляет 3,38 %.

Общие свойства. Кальций – серебристо-белый металл. На воздухе, имеющем пары воды, кальций быстро образует оксид СаО и гидроксид Са (ОН)₂. Вступает в реакцию с кислородом, образуя СаО; при повышении температуры в кислороде и на воздухе воспламеняется. Из воды вытесняет водород Н₂, при этом образуется Са(ОН)₂, в холодной воде скорость реакции уменьшается. Взаимодействует с галогенами, образуя СаХ₂.  дает гидрид СаН₂, в котором водород является анионом. Кальций, нагреваемый в атмосфере азота, загорается и образует нитрид Ca₂N₂. С углеродом образует кальция карбид СаС₂.

Применение. Кальций используют при металлотермическом получении U, Th, Ti, Z r, Cs, Rb и некоторых лантаноидов, для удаления примесей кислорода, азота, серы, фосфора из сплавов, обезвоживания органических жидкостей, очистки Аr от примеси N₂. Используются и соединения кальция, например, в качестве вяжущих материалов.