Хим. Свойства

Оба атома кислорода находятся в промежуточной степени окисления −1, что и обуславливает способность пероксидов выступать как в роли окислителей, так и восстановителей.

При взаимодействии с сильными окислителями пероксид водорода выступает в роли восстановителя, окисляясь до атомарного кислорода:

Молекула пероксида водорода сильно полярна, что приводит к возникновению водородных связей между молекулами. Связь O—O непрочна, поэтому H2O2 — неустойчивое соединение, легко разлагается. Так же этому может поспособствовать присутствие ионов переходных металлов. В разбавленных растворах пероксид водорода тоже неустойчив и самопроизвольно диспропорционирует на H2O и 2O. Реакция диспропорционирования катализируется ионами переходных металлов, некоторыми белками

Пероксид водорода проявляет слабые кислотные свойства (К = 1,4·10−12), и поэтому диссоциирует по двум ступеням:

При действии концентрированного раствора Н2O2 на некоторые гидроксиды в ряде случаев можно выделить пероксиды металлов, которые можно рассматривать как соли пероксида водорода (Li2O2, MgO2 и др.)

Пероксид водорода может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Например, при взаимодействии с оксидом серебра он является восстановителем:

В реакции с нитритом калия соединение служит окислителем.

Пероксидная группа [—O—O—] входит в состав многих веществ. Такие вещества называют пероксидами, или пероксидными соединениями. К ним относятся пероксиды металлов (Na2O2, BaO2 и др.). Кислоты, содержащие пероксидную группу, называют пероксокислотами, например, пероксомонофосфорная H3PO5 и пероксодисернаяH2S2O8 кислоты.

Пероксид водорода обладает окислительными, а также  восстановительными  свойствами. Он окисляет нитриты в нитраты, выделяет иод из иодидов металлов, расщепляет ненасыщенные соединения по месту двойных связей. Пероксид водорода восстанавливает соли золота и серебра, а также кислород при реакции с водным раствором перманганата калия в кислой среде.

Опасность применения

Несмотря на то, что пероксид водорода не токсичен, его концентрированные растворы при попадании на кожу, слизистые оболочки и в дыхательные пути вызывают ожоги. В больших концентрациях недостаточно чистый пероксид водорода может быть взрывоопасен. Опасен при приёме внутрь концентрированных растворов. Вызывает выраженные деструктивные изменения, сходные с действиями щелочей. Летальная доза 30%-го раствора пероксида водорода (пергидроля) — 50—100 мл[10].

Получение - Пероксид водорода получают в промышленности при реакции с участием органических веществ, в частности, каталитическим  окислением  изопропилового спирта;

В промышленных масштабах пероксид водорода получают электролизом серной кислоты, в ходе которого образуется надсерная кислота, и последующим разложением последней до пероксида и серной кислоты.

№24

Химические свойства щелочных металлов

Все щелочные металлы чрезвычайно активны, во всех химических реакциях проявляют восстановительные свойства, отдают свой единственный валентный электрон, превращаясь в положительно заряженный катион:

M0 -   M+

В качестве окислителей могут выступать простые вещества – неметаллы, оксиды, кислоты, соли, органические вещества.

Взаимодействие с неметаллами

Щелочные металлы легко реагируют с кислородом, но каждый металл проявляет свою индивидуальность:

оксид образует только литий: 4Li + O2 = 2Li2O,

натрий образует пероксид: 2Na + O2 = Na2O2,

калий, рубидий и цезий – надпероксид: K + O2 = KO2.

С галогенами все щелочные металлы образуют галогениды: 2Na + Cl2 = 2NaCl.

Взаимодействие с водородом, серой, фосфором, углеродом, кремнием протекает при нагревании:

с водородом образуются гидриды: 2Na + H2 = 2NaH,

с серой – сульфиды: 2K + S = K2S,

с фосфором – фосфиды: 3K + P = K3P,

с кремнием – силициды: 4Cs + Si = Cs4Si,

с углеродом карбиды образуют литий и натрий: 2Li + 2C = Li2C2,

калий, рубидий и цезий карбиды не образуют, могут образовывать соединения включения с графитом.

С азотом легко реагирует только литий, реакция протекает при комнатной температуре с образованием нитрида лития: 6Li + N2 = 2Li3N.

Взаимодействие с водой 

Все щелочные металлы реагируют с водой, литий реагирует спокойно, держась на поверхности воды, натрий часто воспламеняется, а калий, рубидий и цезий реагируют со взрывом:

2M + 2H2O = 2MOH + H2.

Взаимодействие с кислотами

Щелочные металлы способны реагировать с разбавленными кислотами с выделением водорода, однако реакция будет протекать неоднозначно, поскольку металл будет реагировать и с водой, а затем образующаяся щелочь будет нейтрализоваться кислотой.

При взаимодействии с кислотами-окислителями, например, азотной, образуется продукт восстановления кислоты, хотя протекание реакции также неоднозначно.

Взаимодействие щелочных металлов с кислотами практически всегда сопровождается взрывом, и такие реакции на практике не проводятся.

Взаимодействие с аммиаком

Щелочные металлы реагируют с аммиаком с образованием амида натрия:

2Li + 2NH3 = 2LiNH2 + H2.

Взаимодействие с органическими веществами

Щелочные металлы реагируют со спиртами и фенолами, которые проявляют в данном случае кислотные свойства:

2Na + 2C2H5OH = 2C2H5ONa + H2;

2K + 2C6H5OH = 2C6H5OK + H2;

также они могут вступать в реакции с галогеналканами, галогенпроизводными аренов и другими органическими веществами.

Восстановление металлов из оксидов и солей

Менее активные металлы могут быть получены восстановлением щелочными металлами:

3Na + AlCl3 = Al + 3NaCl.

Калий один из важнейших в жизни растений элементов. Он активизирует ферменты, способствует передвижению углеводов, повышает устойчивость растений, улучшает поступление воды в клетки, уменьшает испарение. Достаточное обеспечение растений калием повышает устойчивость их к кратковременным засухам.

Этот элемент стимулирует фотосинтез, усиливает образование сахаров в листьях и их передвижение в другие органы растения. Под его влиянием в растения поступает больше азота и образуется больше белков. При недостатке калия задерживается образование белков и накапливается небелковый азот, а калийное голодание усиливает расход белков, снижает устойчивость культур к грибным заболеваниям. В начальной стадии голодания листья приобретают темно-зеленую с голубоватым оттенком окраску. Более старые желтеют, в них отмирают ткани, начиная с верхушки листа.

Краевой ожог — характерный признак калийного голодания, он является результатом слабого преобразования азота в аминокислоты. В клетках накапливается аммиачный азот, который токсически действует на растительный организм. Отмирание тканей происходит вследствие их обезвоживания. При сильном недостатке калия наблюдается обвисание листьев (вялость), нарушаются цветение и плодоношение, неравномерно созревают плоды.

У разных культур недостаток калия проявляется по разному. 

Кали́йные удобре́ния, помимо увеличения урожайности, улучшают качественные характеристики выращиваемой продукции: способствуют повышению сопротивляемости растений к заболеваниям, повышению лёжкости плодов при хранении и стойкости при транспортировке, а также улучшению их вкусовых и эстетических качеств.

Калийные удобрения, как правило, применяются в комплексе с азотными и фосфорными удобрениями.

Хлорид Калия (KCl)

Является концентрированным калийным удобрением. Представляет собой белое кристаллическое вещество и легко растворяется в воде. Содержание питательного вещества в пересчёте на K2O находится в пределах 52-62 %. Основным сырьём для производства хлористого калия являются природные калийные соли (сильвинит икарналлит — соли с содержанием чистого вещества на уровне 12-15 % с примесями солей натрия и магния).

Хлорид калия применяют на любых почвах как основное удобрение. Особенно эффективно при использовании под корнеплоды, картофель, подсолнечник, плодовые и другие культуры.

Калийная селитра (KNO3)

Комплексное калийно-азотное удобрение: содержание калия — 45 %, азота — 14 %. В объёме 10 см3 содержится 12,5 г (1 г занимает 0,75 см3), то есть в стакане (200 мл) поместится 250 г, в спичечном коробке 25 г. Широко применяется в защищённом грунте: перед высадкой рассады вносят до 36 г/м2, для корневой подкормки 18-20 г/м2.

Калимагнезия (K2SO4*MgSO4)

Комплексное калийно-магниевое удобрение, без содержания хлора. Применяется под хлорофобные культуры положительно отзывающиеся на магний.

Содержание калия 26-32 %, магния 11-18 %. В объёме 10 см3 содержится 10 г (1 г занимает 1 см3), то есть в стакане (200 мл) поместится 200 г, в спичечном коробке 20 г. Не гигроскопична, не слеживается, рассеиваемость хорошая.

Применяют в виде подкормки (10 г/м2) при низком содержании в почве подвижного магния. При основном внесении норма составляет 40 г/м2.

№ 25

Физические свойства магния.

Магний - серебристо-белый блестящий металл, сравнительно мягкий и пластичный, хороший проводник тепла и электричества. Почти в 5 раз легче меди, в 4,5 раза легче железа; даже алюминий в 1,5 раза тяжелее магния. Плавится магний при темпратуре 651 оС, но в обычных усло­виях расплавить его довольно трудно: нагретый на воздухе до 550 оС он вспыхивает и мгновенно сгорает ослепительно ярким пламенем. По­лоску магниевой фольги легко поджечь обыкновенной спичкой, а в атмос­фере хлора магний самовозгорается даже при комнатной температуре. При горении магния выделяется большое количество ультрафиолетовых лучей и тепла - чтобы нагреть стакан ледяной воды до кипения, нужно сжечь все­го 4 г магния.

Магний расположен в главной подгрупп второй группы периодической сис­темы элементов Д.И. Менделеева. Порядковый номер его - 12, атомный вес - 24,312. Электронная конфигурация атома магния в невозбужденном сос­тоянии 1S22S2P63S2; валентными являются электроны наружного слоя, в соответствии с этим магний проявляет валентность II. В тесной связи со строением электронных оболочек атома магния находится его реакционная способность. Из-за наличия на внешней оболочке только двух электронов атом магния склонен легко отдавать их для получения устойчивой восьми­электронной конфигурации; поэтому магний в химическом отношении очень активен.

На воздухе магний окисляется, но образующаяся при этом окисная пленка предохраняет металл от дальнейшего окисления. Нормальный электронный потенциал магния в кислой среде равен -2,37в, в щелочной - 2,69в. В разбавленных кислотах магний растворяется уже на холоде. Во фтористо­водородной кислоте нерастворим вследствие образования пленки из труд­норастворимого в воде фторида MgF2; в концентрированной серной кислоте почти нерастворим. Магний легко растворяется при действии растворов солей аммония. Растворы щелочей на него не действуют. Магний поступает в лаборатории в виде порошка или лент. Если поджечь магниевю ленту, то она быстро сгорает с ослепительной вспышкой, развивая высокую темпера­туру. Магниевые вспышки применяют в фотографии, в изготовлении освети­тельных ракет. Температура кипения магния 1107 оС, плотность = 1,74 г/см3, радиус атома 1,60 НМ.