Расплав

K ( -) Li⁺ + 1e →Li⁰

A (+) 2Cl^- - 2e →Cl₂

Электролизом водных растворов щелочных металлов их получить нельзя.

2. Остальные металлы получают в основном:

а) металлотермией из расплавов солей или оксидов;

LiCl + Na Li + NaCl

CsCl + Na Cs + NaCl

Na – получить трудно, т.к. t_пл Na и NaCl близки, и для понижения t_пл необходимы добавки.

Наиболее чистый Na, K получают

б) электролизом расплавов их хлоридов или гидроксидов.

расплав

Реже используется восстановление соединений щелочных металлов Al, Si или коксом; полученные при этом металлы не отличаются высокой чистотой из-за частичного образования алюминатов, карбидов, силицидов.

Возможность протекания этих реакций объясняется более высокой летучестью щелочных металлов по сравнению с Si, С, Al (t_{кипения}(Al) = 2467C, а t_{кипения} (Na) = 983C).

Получение соды по методу Сольве

Исходные вещества NH₃, CO₂, NaCl,

вначале получают CO₂

CaCO₃ CaO + CO₂

В теплый насыщенный раствор NaCl пропускают аммиак, а затем углекислый газ, вначале образуется NH₄HCO₃

1),

далее он вступает в обменную реакцию с NaCl

2) .

Из 4-х солей наименее растворим в воде NaHCO₃, который выпадает в осадок, затем при нагревании

3) .

2. Водород (Hydrogenium – воду рождающий)

Имеет 3 изотопа: протий , дейтерийили Д и тритийили Т, тритий образуется в атмосфере в результате ядерных реакций, вызванных действием космического излучения.

Свободного водорода на Земле почти нет, в атмосфере его содержание не превышает 510^-5%. Практически весь водород находится в связанном состоянии в составе многих минералов, углей, нефти, живых и растительных организмов, но самым распространенным его соединением является вода.

Водород – s-элемент, в различных вариантах периодической системы помещают его то в I A, вместе со щелочными металлами, то в VII A вместе с галогенами, а иногда рассматривают отдельно.

Со щелочными металлами он сходен в том, что образует положительный ион Н⁺ и играет роль восстановителя.

Но с галогенами у него больше сходства: в гидридах активных металлов (CaH₂, NaH), содержится ион Н^-, подобный ионам Г^- (NaCl, CaCl₂). Молекулы водорода и галогенов двухатомны (Н₂, Cl₂, Br₂). Для водорода, как и для фтора, хлора, характерны газообразное состояние и неметаллические свойства. Потенциалы ионизации водорода и галогенов близки. Атомы водорода легко замещаются атомами галогенов в органических соединениях. Поэтому вариант ПС, где Н возглавляет VII А группу более правилен.

Особенности водорода – единственный валентный электрон водорода находится непосредственно в зоне действия атомного ядра. Особенностями строения атома водорода обусловлено существование водородной связи.

Получение Н₂

В промышленности водород получают из воды и углеводородов. При этом восстановителем водорода при температуре (600-900С) являются атомы углерода

.

Конверсия метана с водяным паром:

.

При более высокой температуре (950-1100) можно получить разложением метана особо чистый водород и углерод.

В лаборатории:

1) при действии разбавленного раствора кислоты на активный металл (в аппарате Киппа):

или

2) щелочные металлы и щелочноземельные вытесняют водород из воды.

3) действием едких щелочей на металлы

или

4) разложением гидридов типичных металлов водой

5) электролизом воды (электролиз водных растворов щелочей).

2H₂O2H₂ + O₂

Физические свойства. В обычных условиях водород – это самый легкий газ без цвета, запаха и вкуса, плохо растворим в воде.

Атомарный водород гораздо активнее молекулярного, для которого нужны дополнительные затраты энергии на расcпаривание электронов.

По электроотрицательности занимает промежуточное положение между неметаллами и металлами. И в реакциях с неметаллами и кислородсодержащими веществами играет роль восстановителя.

Химические свойства Н₂

Водород легко соединяется с кислородом, горит на воздухе или в атмосфере чистого кислорода бледно-синим пламенем.

1)

Если состав смеси приближается к стехиометрическому

(2 объема Н₂ и 1 объем кислорода), то смесь называется “гремучим газом”, т.к. реакция имеет в этом случае взрывной характер.

Водородно-кислородное пламя, имеющее температуру 2500-2800С используют для плавления тугоплавких металлов и автогенной сварки.

2) (при температуре 450 – 500⁰С и повышенном давлении, в присутствии катализатора).

3) (при нагревании).

4) (при повышении температуры и давления, в присутствии катализатора).

5) (с очень активными металлами водород взаимодействует непосредственно как окислитель, превращаясь в ион Н^- (гидрид-ион).