Використання лужних металів та їх сполук

Серед лужних металів найбільше використовують натрій. Його застосовують для одержання пероксиду натрію, в органічних синтезах, у металотермії для витиснення таких металів, як титан, тантал і цирконій із їх хлоридів, як теплоносій у ядерних реакторах, як осушувач деяких органічних розчинників (бензол).

Із калію одержують КО₂, який застосовують як джерело кисню для дихання в атомних системах (підводні човни, космічні кораблі).

Рубідій і цезій використовують для виготовлення фотоелементів

Лужноземельні метали

Елементи підгрупи кальцію – кальцій, стронцій, барій – схожі між собою. На зовнішньому енергетичному рівні усі вони містять два електрони. Відносна електронегативність і стандартні електродні потенціали цих елементів практично однакові. Від кальція до барія незначно зростає хімічна активність. Як і лужні метали, лужноземельні утворюють солеподібні гідриди, їх гідроксиди є сильними основами.

Фізичні та хімічні властивості

Кальцій, стронцій та барій – білі блискучі метали, які окиснюються на повітрі. Усі вони активніші за берилій і магній, з води і розчинів кислот не окисників витискують водень.

Ca + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂

Ba + 2HCI = BaCI₂ + H₂

Метали підгрупи кальцію за звичайних умов взаємодіють з киснем і галогенами:

2Са + О₂ = 2CaO

2Sr + CI₂ = 2SrCI₂

З менш активними неметалами (азот, халькогени, водень) вони реагують при незначному нагріванні:

3Ca + N₂ = Ca₃N₂

Ba + S = BaS

Ca + H₂ = CaH₂

Сполуки лужноземельних металів

Неорганічні сполуки кальцію, стронцію і барію – кристалічні речовини з високою температурою плавлення. Їх оксиди в техніці одержують термічним розкладом відповідних природних карбонатів.

Оксид кальцію СаО ( негашене вапно) одержують випалюванням вапняку:

СаСО₃ = СаО + СО₂

Оксид кальцію – біла тугоплавка речовина, яка має всі властивості основних оксидів і енергійно реагує з водою:

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂.

Ця реакція має назву «гашення» негашеного вапна.

Гідроксид кальцію Са(ОН)₂ (гашене вапно) – сильна основа, помітно розчина у воді. Гашене та негашене вапно використовують у будівництві.

З інших сполук кальцію широке застосування знаходить карбід кальцію СаС₂. Технологія його добування ґрунтується на реакції оксиду кальцію з вугіллям:

СаО + 3С = СаС₂ + СО

Оксиди та гідроксиди лужноземельних металів взаємодіють з кислотами з утворенням відповідних солей. Серед галогенів лужноземельних металів у фармацевтичній практиці найбільше значення має хлорид кальцію СаСІ₂. Хлорид барію використовують для боротьби із шкідниками сільського господарства та як важливий реактив на сульфат – іон у хімічних лабораторіях.

Карбонати лужноземельних металів практично нерозчинні у воді. Найбільше значення серед них має карбонат кальцію СаСО₃ . У вигляді крейди його використовують як наповнювач для мінеральних фарб і замазки.

Гідроген карбонати лужноземельних металів добре розчинні у воді. Наявність у питній воді розчинних солей кальцію і магнію зумовлює твердість води. За наявністю у воді гідроген карбонатів кальцію і магнію Са(НСО₃)₂ і Mg(HCO₃)₂ твердість води може бути тимчасовою, її називають карбонатною твердістю. При кип’ятінні гідрогенкарбонати розкладаються:

Са(НСО₃) ↔ СаСО₃ + СО₂ + Н₂О