Кочкаров Ж.А. Химия в уранениях реакций
.pdf9. ХИМИЯ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
(Li, Na, К, Rb, Cs)
Li, Na, К, Rb — серебристо-белые металлы, цезий — золотис то-желтый, литий хранят под слоем эфира, остальные — под слоем керосина или жидкого парафина. Li20 • А120 3 • 4Si03 — сподумен, NaCl — каменная соль, Na2S04 • ЮН20 — глауберова соль (мираби лит), Na3AlF6— криолит, КС1 — сильвин, КС1 • NaCl — сильвинит, КС1 • MgCl2 • 6Н20 — карналлит. Окрашивают пламя: Li+ — в карми ново-красный, Na+ — в желтый, К+ — в бледно-фиолетовый, Rb+ — в темно-красный, Cs+ — в бледно-голубой.
Получение щелочных металлов
♦ Электролизом расплавов солей и щелочей:
2ЫС1(расплав = 2Li(xc) + С12Т (электролит: эвтектический расплав
LiCl + КСГГ
2NaCl(paciuaB)= 2Na + С12Т (600 «С, электролит: 40% NaCl + 60%
СаС12) |
|
|
|
|
|
4NaOH(pacnjiaB) = 4Na + 2H20 |
+ 0 2T (t) |
||||
2КС1(расплав) = 2K + С12Т (t, электролит: КС1 + К2С0 3, катод — |
|||||
РЬ |
) |
|
|
|
|
расплав7 |
|
|
|
|
|
♦ |
Металлотермическим методом: |
||||
2А1 + 4СаО + 6КС1 = ЗСаС12 + СаО А120 3 + 6КТ (t) |
|||||
3Li20 (i) + СаО(т) + 2А1(т) = СаО • А120 3 + 6LiT (300 °С, вакуум) |
|||||
Na, /+ К О н / |
|
= NaOH+ КТ (440 °С) |
|||
|
(пар) |
(расплав) |
|
^ |
|
Na,(пар), + КС1,(расплав) = NaCl + K t (800 °С) |
|||||
Na, , + KF, |
=NaF + K t(t) |
||||
|
(пар) |
(расплав) |
|
|
^ 7 |
3Na20 (T) + 2А1(т) = А1;0 , + 6N at (300 °С, вакуум) 2МеОН + 2Mg = 2Ме + 2MgO + Н2 (Me = Rb, Cs) 2МеС1 + Са = СаС12 + 2МеТ (700-800 °С, Me = Rb, Cs)
2Ме2С0 3 + Zr = 4МеТ + ZrO, + 2С02Т (650 °С, Me = Li, Rb, Cs) 3Mg + Pb2C 03 = 2R bt + 3MgO + С (t)
130
Глава I. Химия элементов и их соединений
♦ Термолизом сложных веществ:
2MeN3= 2МеТ + 3N2T (300 °С, Me = Na, К, Rb, Cs, LiN3 — не разл.)
♦ Восстановлением соды:
Na2C0 3 + 2С = 2NaT + ЗСОТ (прокаливание, старый метод) ♦ Методом Грейсхейма:
2КС1 + СаС2 = 2КТ + СаС12+ 2С (t) 2KF + СаС2 = 2КТ + CaF2 + 2С (t) СаС2 + 2CsCl = 2С + СаС12 + 2CsT (t) ♦ Кремнийтермией
Si + 4СаО + 4КС1 = 2СаС12 + 2CaOSi02 + 4КТ (t)
2 Ц О + 2СаО + Si = [2СаО • Si02] + 4LiT (300 °С, вакуум)
Химические свойства
♦ Взаимодействие с кислородом (при горении щелочных метал лов в атмосфере кислорода обычно образуются различные продукты):
1)литий образует нормальный оксид: 4Li(T) + 0 2 = 2Li20 (основной продукт)
2)натрий переходит в пероксид:
2№ (распла,)+ ° 2(r)= Na2O2(350 °С, основной продукт)
— калий, рубидий и цезий при этих условиях образуют надпе-
роксиды (супероксиды): |
|
|
|||
Me. ч+ О ,. |
= МеСХ |
„ ( Me = К, Rb, Cs) |
|||
♦ |
(т) |
2 (г) |
2 желтыйv |
’ ’ 7 |
|
взаимодействие с водородом: |
|
||||
2Na(T) + H2(r)= 2NaH (t); 2Li(i)+ H2(r)= 2LiH (t); 2К(т) + Над=2КН (t) |
|||||
♦ |
Взаимодействие с другими веществами: |
||||
6Li(T) +N2 |
= 2Li3N (медленно — в обычных условиях, быстро — |
||||
при 250 °С )
6Ме(т) + N2 (г) = 2Me3N (t, Me = Na, К, Rb, Cs) 2Me3N = 6Me + N2 (t, Me = K, Rb, Cs, взрыв) 2Na3N = 6Na + N2(200 °C)
Me3N + 3H2 = 3MeH + NH3 (t); Na3N + 3H2 = 3NaH + NH3 (120 °C) Me3N + 3H20 = ЗМеОН + NH3T (Me = ЩЭ)
6Me(T) + 2P(T)= 2Me3P (t, Me = Li, Na и К) Me3P + 3H20 = ЗМеОН + РН3Т
2Ме(т) + 5Р(т) = Ме2Р5 (t, Me = ЩЭ) 2Ме(т) + S(T)= Me2S (t, Me = ЩЭ)
131
Химия в уравнениях реакций
2Ме(т) + Cl2(r) = 2МеС1 (Me = ЩЭ) 2Ме(т) + С(т) = Ме2С2 (t, Me = Li, Na)
Me2C2+ 2H20 = 2MeOH + C2H2T (медленный доступ воды, ина че — взрыв)
Ме2С2 + Н20 = Me20 + 2С + Н2Т (взрыв); 4Li(T) + ЗС(т) = Li4C3 (t) 2Ме(т) + 2С2Н2 = 2МеНС2 + Н2Т (t, Me = Na: 100 °С, К: 50 °С) 2МеНС2 = Ме2С2 + С2Н2 (t > 200 °С),
2Ме(т) + С2Н2 = Ме2С2 + H2t (t > 200 °С, Me = Na, К)
М е (расплав)+ Si = MeSi (600-700 °С, Me = Na, К, Rb, Cs) 2MeSi + 3H20 = Me2Si0 3 + SiH4T + H2T (взрыв)
4 |
- |
, |
+ Si = Li2Si (600 °C> И™ 4 L i «pacn ;im l+ |
Si = Li4Si (600 °C) |
Li4Si(T) + 4H20 = 4LiOH + SiH4t |
|
|||
2Me(T) + 2H20 = 2MeOH(p) + H2T (Me = Li, Na — воспламеняет- |
||||
ся, К, Rb и Cs — реагирует со взрывом) |
|
|||
6 М |
е (расплав,+ A I 20 3W = 2 А 1 + 3Me20 ( t , Me = |
Na, К) |
||
ЗМе (расплав) + А1С13( расплав) = Al + ЗМеС1 ( t, Me = Na, К) |
||||
4Na( |
„ |
+ 3C02 = 2Na2C 03 + С (300-100 «С). |
||
2Na(pacnjM) + 3CO = Na2C 03 + С (300-100 °C), |
|
|||
4 № |
(расплав,+ 3CO = Na2C2 + Na2C 03 (700 °C) |
|
||
8NV |
ma., + pCl5 = 5NaCl+Na3P(t) |
|
||
4Na„ |
, |
+ CCl4 = 4NaCl + C(t) |
|
|
4NV™B, + CS2 = 2Na2S + C(t), |
|
|||
2Ме(расгшав) + 2H3N = 2MeNH2(auiw) + H2T(t) |
|
|||
MeNH2(aM„n, + H2O = H3N t + Me0 H |
|
|||
2Li(paciMaB) + H3N(r) = Li2NH(BMm) + H2T (400 “C) |
||||
Me2NH(HM[iw+ 2H20 = H3NT + 2MeOH |
|
|||
♦ |
Реакции с кислотами: |
|
||
8Na(x) + 10HNO3 (к)= 8NaN03 + N2T + 5H20 (на холоду, также Li и К)
8Na(x) +10HNO3 (pp) = 8NaN03 + NH4N 03 + 3H20 |
(также Li, К, на |
||||||||
холоду) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
♦ Реакции с нитритами и нитратами: |
|
|
|
|
|
||||
4Na/Hg |
+ NaNO |
2 |
+ 2Н?0 = Na N |
CL |
|
+ 4NaOH |
|||
СРамальгамма |
|
2 |
2 |
2 |
|
2 гипонитрит |
|
||
10Na(T) + 2NaN03 (т) = N2 + 6Na20 (t) |
|
|
|
|
|
||||
10Na(T) + 2Ba(N03)2(T) = BaO + N2+ 5Na20 |
(t) |
|
|
||||||
6Na(x) + 2Ba(N02)2(i) = BaO + N2+ 3Na20 |
(t) |
|
|
||||||
6Na(T) + 2NaN02 (x) = N2 + 4Na20 |
(t) |
|
|
|
|
|
|||
132
|
|
Глава I. Химия элементов и их соединений |
|||
♦ |
Реакции с сульфатами: |
|
|
||
8Nw |
, + A^2S04 (т) = S + 2Ag + 4Na20 (100 °С) |
||||
8Na(pacnjaB) + Na2S04(T) = Na2S + 4Na20 (t) |
|||||
8Na(pac„JiaB) + BaS04(T) = BaS + 4Na20 |
(t) |
||||
8Na(pacmMB) + CaS04(T) = CaS + 4Na20 |
(t) |
||||
♦ |
Реакции с органическими веществами: |
||||
2N a.. + 2С,Н,ОН = 2CJH,ONa + Н,Т |
|||||
|
(т) |
2 5 |
2 5 |
2 |
|
2N a.. + 2С,Н,ОН = 2СJH,ONa + Н,Т |
|||||
|
(т) |
6 5 |
6 5 |
2 |
|
2Na(T) + 2СН3С1 = С2Н6 + 2NaCl (реакция Вюрца) Оксиды металлов Me20 (Me = Li, Na, К, Rb, Cs)
Li20 и Na20 — белого, K20 — желтоватого, Rb20 — желтого, Cs20 — оранжевого цветов.
Возможные пути получения
2Ме20 2(т) = 2Ме20 + 0 2T(t); Na20 2+ 2Na = 2Na20 (120 °C) 3NaN3 + NaN02 = 5N2T + 2Na20 (t, вакуум, MMK)
5NaN3 + NaN03 = 8N2T+ 3Na20 (t, вакуум, MMK)
6Na(T) + 2NaN02(pacnjiaB) = N2T+ 4Na20 |
(t) |
|||||||
10Na(T) + 2NaN0 3 (расплав) = N2T+ 6Na20 |
(t) |
|||||||
2NaOH(pacnjiaa) + 2Na(T) = 2Na20 + H2T(t) |
||||||||
8Na(pacnjiaB) + Na2S04fr) = Na2S + 4Na20 |
(t) |
|||||||
8Na. |
, + BaS04 |
|
= BaS + 4Na,0 (t) |
|||||
(расплав) |
4 (т) |
|
|
2 |
v |
7 |
||
10K(T) + 2KNO3(pacmaB) = N2T + 6K2O(t) |
|
|||||||
2LiOH(pacraaB) = Li20 |
+ H20 (600 °C) |
|
||||||
4LiN03 (t)= 2Li20 + 4N02T + 0 2T (t) |
|
|||||||
Li 2C 03 (p) = Li20 + C0 2T (730 °C, вакуум) |
||||||||
4Me. |
T, + O ,., |
|
|
= 2Me.O |
(Me = Rb, Cs) |
|||
(расплав) |
2 (г) недостаток |
2 v |
|
|
7 7 |
|||
|
Свойства оксидов щелочных металлов |
|||||||
♦ Основные свойства: |
|
|
|
|
||||
Ме20 (т) + Н20 (ж) = 2МеОН (Li20 |
|
реагирует медленно, осталь |
||||||
ные — быстро) |
|
|
|
|
|
|
|
|
М е Л , + 2HCL , = 2МеС1 + НО |
|
|
|
|||||
2 |
(т) |
(р) |
|
|
2 |
|
|
|
Ме20 (т) + С 02 (г) = Ме2СОэ (Me = Li, К, 450 °С) |
||||||||
Ме20 (т) + 2С 02(г)+ Н20 (ж) = 2МеНС03 |
||||||||
М е 2° |
(т , + S ° 3 (r)= M e 2S ° |
4 i Na2Q(T) + S02(r) = Na2SQ3 |
||||||
133
Химия в уравнениях реакций
Ме20 (т) + Si02(i) = Me2Si03(1200-1300 °С, Me =Li, Na) 2Ме20 (т) + Si02 (т) = Me4Si04 (t > 1000 °C, Me = Li, Na) Me20 (r) + NH3 (ж) = MeNH2 + MeOH (50 °C, Me = K, Na) Me20 ^ + 2H2S = 2MeHS + H20 (Me = Li, Na, K)
Me20 + ZnO(T)= Me2Zn02 (сплавление, Me = K, Na)
Me20 + 2А1(ОН)3(т)= 2MeA102+ 3H20 (сплавление, Me = K, Na) Na20 (T) + NO + N 02 = 2NaN02 (250 °C)
♦Окислительно-восстановительные свойства: 2Na20 (T) + 0 2(r)= 2Na20 2 (250-300 °C)
Ме20 (т) + Mg = 2Me + MgO (t > 800 °C) 2Cs20 = 3Cs + Cs02 (в обычных условиях)
♦Эти оксиды не могут быть восстановлены водородом, но мо гут реагировать с ним с образованием гидридов по схеме внутри молекулярной дисмутации:
Ме20 + Н2*2М е + Н20
Ме20 + Н2= МеН + MeOH (Me = Na, К, Rb, Cs), AG0^ ^ < 0
LLO + H,*,AG° |
реакции |
> 0 |
‘>еаКиИИ |
|
2 |
2 7 |
|
|
|
Пероксиды щелочных металлов
Пероксиды щелочных металлов Ме20 2являются сильными окис лителями.
Возможные пути получения
^(кипящий спиртовый раствор) ^ 2 |
^ 22(30%) ^"^2 ^ 22 |
^ ^ |
2^ |
|
+ 0 2 (г) = Me20 2 (Me = К, Rb, Cs) |
|
|||
- 0 „ |
= МеСХ |
(Me = К, Rb, Cs) |
||
2 (г) |
2 |
надпегюроксиды v |
5 |
5 / |
Ba02 + Na2S04 = BaS04 + Na20 2
H20 2(p,+ 2NaOH(p) + 6H20 = Na2Q2 • 8H20
Кислотно-основные свойства
Me20 2 (т) + 2Н20 <-» 2МеОН + Н20 2 (на холоду) или Ме20 2 (т) + Н20 f-> MeOH + МеН02 (на холоду)
Ме20 2 (т) + 2НС1(рр) = 2МеС1 + Н20 2 (на холоду)
М е 20 2 (т) + H 2S 0 4(p) = M e 2S 0 4 + Н 2 ° 2 (На ХОЛОДУ)
Na2Q2 (т) + С2Н5ОН = C2H5ONa + NaOOHl гидропероксид
134
Глава I. Химия элементов и их соединений
Окислительно-восстановительные свойства пероксидов
♦Окислительно-восстановительная двойственность (межмолекулярная дисмутация, ММД):
2Ме20 2(т) = 2Ме20 + 0 2(300 °С); 2Na20 2(T) = 2Na20 + 0 2(400 °С) 2LLO,, *= 2LLO + 0 9 (300 °С); 2Ме90 9 ,, + 2HLO = 4МеОН + 0 ? (t) 2Ме20 2Т(т) + 2H2S04(pp) = 2Me2S04 + 2Н20 + 0 2(t)
2Ме2Ог + 2С 02 г) = 2Ме2С 03 + 0 2 (г) (регенерация воздуха в противогазах)
♦Восстановительные свойства:
5Ме20 2(т)+ 2KMn04+ 8H2S04 = 2MnS04+ 5Me2S04 + K2S0 4 + + 8H20 + 5 0 2T
Na20 2(T)+ M n02,T)+ 2H2S04= Na2S04+ MnS04+ 0 2+ 2HzO Na20 2(T) + 0 2(r)= 2Na02 (450-500 °C)
NaH02(p)+ Cl2(r) + NaOH(p)= 2NaCl + H20 + 0 2T 2Na20 2 (T) + 2C0 2 (r)= 2Na2C0 3 + 0 2T (t)
♦ Окислительные свойства:
Na20 2(T) + 2FeS04+ 2H2S04(p) = Fe2(S04)3 + Na2S04 + 2H20 Na20 2+ 2KI + 2H2S04= Na2S04+ K2S04+12+ 2H20
Ме20 2(т)+ CO(r)= Me2C 03(t); 3Na20 2(T) + 2C(T)= 2Na2C 03+2Na(t)
2 M e 2° 2 и + S ад = M e 2S 0 3 + M e 2 °
4Me20 2(i) + PbS (t) + 4H2S04(p) = PbS04l + 4Me2S04 + 4H20 3Na20 2(T) + 2A1(T) = 2NaA102 + 2Na20 (70-120 °C, взрыв) 2Na20 2(T) + 2Mg(T) = 2MgO + 2Na20 (t, взрыв)
2Na20 2(T) + 2Mn(T) = 2MnO + 2Na20 (t, взрыв) Na20 2(T) + 2Na(T) = 2Na20 (t, взрыв)
Na20 2(T) + 2NaI(p) + 2H2S04(p) = I2+ 2Na2S04 + 2HzO
Надпероксиды или супероксиды МеОг
(Me = Na, К, Rb, Cs)
При сжигании на воздухе К, Rb и Cs образуют надпероксиды. Надпероксид-ион [02]_ образуется за счет присоединения кисло родом (0 2) одного электрона; сильные окислители; К 02 — оран жевый, tnji = 535 °С; R b02— коричневый, ^= 4 1 2 °С; Cs02— жел
тый,5 tпл.= 450 °С
Me + 0 2 воздух = М е02 (сжигание, Me = К, Rb, Cs): К + 0 2 (г) = К 02 Na + 0 2 = Na02 (при сжигании в чистом кислороде и повы
шенном давлении).
135
|
|
Химия в уравнениях реакций |
№ < _ * , ) + |
Н20 2= Na0 2+ Н2Т; Na20 2+ 0 2(r = 2NaO2(400 «С, Р) |
|
2 |
Ме02(т)= Ме20 2+ 0 2Т (100-270 °С, ММД) |
|
4 |
Ме02(’)= 2Ме20 + 302Т (400-675 °С, ММД) |
|
2 |
Ме02(’г)+2Н 20 = 2МеОН + Н20 2 + 0 2Т (на холоду, ММД) или |
|
2 |
Ме02 ('г)+ Н20 = MeOH + МеН02 + 0 2Т (на холоду, ММД) |
|
2 |
К02 (т) + 2Н20 = 2КОН + Н20 2 + 0 2Т (протолиз, ММД) |
|
2NaH02(T)= 2NaOH + 0 2Т (обычные условия, ММД) |
||
4 |
Ме02(т)+ 2Н20 (пар) = 4МеОН + 302Т (при t > 20 °С пероксид не |
|
образуется) |
|
|
4 |
Ме02 + 2С02 (г) = 2Ме2С 03 + 302Т (регенерация воздуха, ММД) |
|
4 |
К02 (т) + 2С0 2 (г) = 2К2С0 3 + 302Т (используют в противогазах, |
|
ММД) |
|
|
2Ме0 2(т)+ СО(г) = Ме2С0 3+ 02Т (100 °С) |
||
2Na02(T)+2C02(r) = Na2C2 ^ 6 надкарбонат о2Т (t < ю °с) |
||
Na20 2_ + |
2К02(г)+ 2С 02= К2С 03 + Na2C 03 + 2 0 2t |
|
2 |
Ме02(т)+ S02(r)= Me2S04 + 0 2; 2МеО т)+ 2N02(r) = 2KNOJ + 0 2t |
|
4К 02 + 2Н20 + 4С02 = 4КНСОэ + 0 2Т |
||
2 |
Ме02+ 2НС1 = 2КС1 + Н20 2+ 02Т |
|
М е02+ А1 = МеА102 (100 °С); 2МеОг + S(T) = Me2S04 |
||
2MeOz + H2S0 4(p) = Me2S0 4 + Н20 2+ 0 2Т ' |
||
Озониды щелочных металлов МеОэ
(Me = Na, К, Rb, Cs)
Озонид-ион [0 3]~ или [0 20]~ ([0_20 +30~2]Д, — сильные окис
лители. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Получение озонидов |
|
|
||
Me + 0 3 = М е03 (самопроизвольно) |
|
|
|
||||||
4МеОН. |
+ 4 0 |
3 |
= 4МеО, + 2Н,0 + 0,Т или |
|
|
||||
2КОН |
(т) |
|
|
3 |
2 |
2 |
|
|
|
, + 2КОН, |
+ 4 0 ,, |
= 4КО, |
. + 2Н,0 + 0,Т |
||||||
|
(т) |
|
|
(т) |
3 (г) |
3 красный |
2 |
2 |
|
М е02 + 0 3 = М е03 + 0 2Т (Me = К, Rb, Cs) Ме20 2 (т) + 203 = 2Ме03 + 0 2Т (Me = К, Rb, Cs)
Химические свойства
Ион Оэ_меет угловое строение, валентный угол составляет ~ 100°; К 03 (к), Rb03 (к), Cs03 — парамагнитные вещества красного цвета, разлагаются соответственно при 60, 100, 100 °С.
136
Глава I. Химия элементов и их соединений
2 |
Ме03 (т)= 2Ме02+02Т(Na при хранении, К и Rb при t = 20-60 °С, |
||||||||||||||||
Cs при t = 100 °С) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
4 |
МеО,,, + 2Н,0 = 4МеОН + 50,Т или |
|
|
|
|||||||||||||
4 |
3 (т) |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
К03 (т) + 2Н20 |
<-> 4КОН + 502Т (мгновенно) |
|
|
||||||||||||||
12Ме03(т) +12НС1(рр) = 12МеС1 + 6Н20 + |
1502Т (на холоду, Me = |
||||||||||||||||
К, Rb, Cs) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Ме03 (т) + 4НС1(рр) = 2МеС1 + 2Н20 + 20,Т+Cl2 (t, Me = К, Rb, Cs) |
||||||||||||||||
4МеО, * |
+ ЗСО," + Н,0, |
, = 2МеНСО, + Ме,С03 + 50,Т |
|||||||||||||||
|
3 (т) |
|
|
2 (г) |
|
|
2 (ж) |
|
|
|
3 |
2 |
3 |
2 |
|||
4М е03 (т) + 2С0 2 (г) = 2Ме2С0 3 + 502Т |
|
|
|
|
|||||||||||||
6МеО,, |
+ 5S, |
|
= Me |
SO |
+ 2Me,S,0, |
|
|
||||||||||
|
3 (т) |
|
(расплав) |
|
|
|
2 |
|
4 |
|
2 |
2 |
7 |
|
|
||
8КО,, |
+ NH |
3 (г) |
+ 2Н |
О = KNO |
+ 80,Т + 7КОН |
|
|
||||||||||
|
3 (т) |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3 |
2 |
|
|
|
|
|
N-3 —8ё = N +5 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||||
20 2 + 0 +3+ 1 е = 0 2°+ О 2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
4NH.O,.. |
. = 2NH |
4 |
NO |
+ 0,Т + 4Н ,0 (-125 °С) |
|
||||||||||||
|
4 3 (т) красный |
|
|
|
|
3 |
|
|
2 |
2 |
4 |
у |
|
||||
Гидроксиды щелочных металлов МеОН
(Me = Li, Na, К, Rb, Cs)
Бесцветные гигроскопичные вещества, за исключением LiOH, на воздухе расплываются, образуют щелочи.
Получение гидроксидов
♦ Из щелочных металлов:
2Ме,, + 2Н.0 = 2МеОН + Н *Ме7Ог, + Н70 = 2МеОН |
|||
(т) |
2 |
2 ’ |
2 (т) 2 |
♦ из гидридов: |
|
|
|
МеН(т) + Н20 = МеОН + Н2Т |
|
||
♦ Из солей: |
|
|
|
Me2S04(p)+ Ва(ОН)2(р)= BaS04i |
+ 2МеОН |
||
Ме2С 03 (р) + Са(ОН)2 (р) о |
СаС031 + 2МеОН |
||
♦ Электролизом раствора солей:
гМ еС^ч- 2Н20 = 2МеОН + Н2Т + Cl Т (с диафрагмой)
гЫ аС ^ + 2НгО= 2NaOH + Н2Т+ С12Т(300 г/л; 60-90 °С; 3,6 В;
стальной катод и графитовый анод)
Химические свойства
♦ Взаимодействие щелочей с металлами:
2NaOH&) + 2А1(т) + ЮН20 = 2Na[Al(0H)4(H20 ) ] + ЗН2Т гИаОН^ + 2A \r) + 6Н20 = 2Na[Al(OH)J + ЗН2Т (упрощенно)
137
Химия в уравнениях реакций
6NaOH(s) + 2А1(т) + 6Н20 = 2Na3[Al(OH)6] + ЗН2Т 2NaOH(p) + Zn(T) + 2H20 = Na2[Zn(OH)4] + H2T
N a O H ^ + M e = Na20 + MeO + H2t (Me = Ti, Ta, Cr, Mn и др.)
NaOH |
|
|
,+ 2Na<-> N a,0 + NaH |
|
|
||||
|
(расплав) |
|
2 |
|
|
|
|
||
♦ Взаимодействие щелочей с неметаллами: |
|||||||||
2NaOH.. + Si, |
+ Н О = Na,SiO, + 2Н.Т |
|
|||||||
|
|
(p) |
(т) |
2 |
2 |
3 |
2 |
|
|
6NaOH . + 3S, |
= Na,SO, + 2Na,S + 3H,0 (t) |
||||||||
|
|
(p) |
(t) |
2 3 |
|
2 |
2 |
v 7 |
|
2KOH(p|+ Cl2 (r)= KC1 + КСЮ + H20 (на холоду) |
|||||||||
6КОНф) + 3C12 (r)= 5KC1 + KC103 + 3H20 |
(t) |
||||||||
3KOH, |
|
+ p |
+ 3H,0 = 3KH,PO, + PH, |
|
|||||
|
(p) |
|
(t) |
2 |
2 |
2 |
3 |
|
|
♦ Взаимодействие щелочей с кислотными оксидами: |
|||||||||
2NaOH(p) + C 02(r) = Na2C 03+ Н20 ; NaOH(p) + C 02(r)= NaHC03 |
|||||||||
NaOH(p) + S03(r)= Na2S04 + H20; NaOH(p) + S03(r) = NaHS04 |
|||||||||
2NaOH(p) + Si02(T)=N a2Si03+ H20 |
(t) |
|
|||||||
2NaOH., + 2NO,,. = NaNO, + NaNO, + H ,0 |
|||||||||
|
|
(P) |
|
2 (r) |
3 |
|
2 |
2 |
|
♦Взаимодействие щелочей с оксидами амфотерными: 2NaOH(p) + А120 3(т) + ЗН20 = 2Na[Al(OH)J (упрощенно) 2NaOH(W+ А120 3 ’ + 7Н20 = 2Na[Al(OH)4 (Н20 )2] 6NaOH(p) + A120 3(i) + ЗН20 = 2Na3[Al(OH)6]
2NaOH(p) + ВеО(т) + Н20 = Na2[Be(OH)J 2NaOH(p) + ZnO(x) + Н20 = Na2[Zn(OH)4]
♦Взаимодействие щелочей с кислотами:
NaOH. Л+ HNO, , = NaNO,4- Н90 |
|||
(Р) |
3 (р) |
3 |
2 |
г н а о н ^ H2S04(p) = Na2S04+ 2НгО |
|||
NaOH(p + H2S04(p)= NaHS04+ H20 |
|||
NaOH ,+ H,P04, = NaH,P04+ H O |
|||
(P) |
3 4 (p) |
2 4 |
2 |
2NaOH + H3P04 = Na2HP04+ 2H20
3NaOH + H3P04= Na3P04+ 3H20
♦ Взаимодействие щелочей с растворами средних солей, обра зованных слабыми основаниями:
2NaOH(p) + FeCl2 (w |
= Fe(OH)2 1+ 2NaCl |
||
3NaOH., + FeCl,,. |
= Fe(OH),l+ 3NaCl |
||
(P) |
3 (p) |
v |
n |
2NaOH(p) + ZnCl2(p) =Zn(OH)2(T)l+2NaCI
или 4NaOH(p) + ZnCl2(p) = Na2[Zn(OH)4] + 2NaCl 3NaOH(p) + AlCl3(p) = Ai(OH)3i+ 3NaCl
или 4NaOH(p) + AlCl3(p) = Na[Al(OH)4] + 3NaCl 6NaOH(p) + AlCl3(p) = Na3[Al(OH)J + 3NaCl
138
Глава I. Химия элементов и их соединений
2NaOH(p) + 2AgN03 (р)= Ag20 + 2NaN03 + Н20 2NaOH(p) + Hg(N03)2 (p) = HgO + 2NaN03 + H20
♦ Взаимодействие щелочей с растворами кислых солей:
NaOH., + NHHS. |
= NaHS + NH, + Н ,0 |
|
(р) |
4 (р) |
3 2 |
2NaOH(p) + NH4HS(p)= Na2S + NH3 + 2НгО
NaOH(p) + NaH2P04(p)= Na2HP04+ H20
NaOH(p) + Na2HP04(p)= Na3P 04+ H20
♦Взаимодействие щелочей с амфотерными гидроксидами: NaOH(p)+ А1(ОН)3 (т)+ Н20 = Na[Al(0H)4(H20 )2]
3NaOH(K) + А1(ОН)3 = Na3[Al(OH)6] 2NaOH(p) + Zn(OH)2=N a2[Zn(OH)4]
♦Другие реакции:
2МеОН(т)+ 4NO(r)= 2MeN02+N 20 + H20 (в обычных условиях) |
|||
4MeOH(* + 6NO(rp)= 4MeN02+ N 2 + 2H20 (t) |
|||
2MeOH *. + N O ,' + NO,,. = 2MeNO, + H ,0 |
|||
(p) |
(r) |
2(r) |
2 2 |
♦Разложение гидроксидов:
МеОН(т) -» МеОН(ж)(350-400 °C, Me= Na, К, Rb,Cs, не разлагаются)
МеОН(т)—> МеОН(г)(ЮОО°C, Me =Na, K, Rb,Cs, не разлагаются) 2МеОН(т) -> Me20 + Н20 (2000 °С, Me =Na, К, Rb,Cs) 2LiOH(T)% Li20 + H20 (t > 600 °C)
|
Индикаторы |
Изменение окраски |
OH' |
Метиловый оранжевый |
Желтый |
Лакмус |
Синий |
|
|
Фенолфталеин |
Малиновый |
Карбонаты щелочных металлов
Li2CO, — малорастворим, разлагается до и при плавлении; Na2C 03 и К2С 03 плавятся без разложения; Rb2C 03 и Cs2C 03 разлага ются выше температуры плавления; Na2C 03 • ЮН20 — кристалли ческая сода (32,5 °С) —» Na2C 03 • 7Н20 (35,3 °С) —> Na2C 03 • Н20 (107 °С) Na2CO,— кальцинированная сода.
Химические свойства
2L.Cl(p) + Na2C 03(p) = Li2C 03l + 2NaCl Li2C 03(T)= Li20 + C 02 (730 °C)
Na2C 03 Фне разлагается (t); K2C 03 # не разлагается (t)
139