Получение щелочных металлов

1. Для получения щелочных металлов используют в основном электролиз расплавов их галогенидов, чаще всего — хлоридов, образующих природные минералы:

катод: Li⁺ + e → Li

анод: 2Cl⁻ — 2e → Cl₂

2. Иногда для получения щелочных металлов проводят электролиз расплавов их гидроксидов:

катод: Na⁺ + e → Na

анод: 4OH⁻ — 4e → 2H₂O + O₂

3. Щелочной металл может быть восстановлен из соответствующего хлорида или бромида кальцием, магнием, кремнием и др. восстановителями при нагревании под вакуумом до 600-900 °C:

Чтобы реакция пошла в нужную сторону, образующийся свободный щелочной металл (M) должен удаляться путём отгонки. Аналогично возможно восстановление цирконием из хромата. Известен способ получения натрия восстановлением из карбоната углём при 1000 °C в присутствии известняка.^{[источник не указан 401 день]}

Поскольку щелочные металлы в электрохимическом ряду напряжений находятся левее водорода, то электролитическое получение их из растворов солей невозможно; в этом случае образуются соответствующие щёлочи и водород.

35. Соли щелочных металлов

Из-за высокой химической активно­сти щелочные металлы встречаются на Земле исключительно в виде соеди­нений, главным образом солей. Ли­тий является редким элементом. Он входит в состав некоторых алюмоси­ликатов (в частности, сподумена

Li₂O•Аl₂О₃•4SiO₂), а также в форме хлорида LiСl присутствует в морской воде, подземных водах, водах соляных озёр. Рубидий и цезий встречаются в виде примесей к алюмосиликатам, содержащим калий.

Натрий и калий, напротив, входят в десятку элементов, наиболее распро­странённых в земной коре (в ней со­держится 2,3% натрия и 2,1% калия). Многие из их минералов, например Редкими называют эле­менты, содержание которых в земной коре не превыша­ет 0,01 %. К ним относят Li, Rb, Cs, Be, Sc, Y, La, лантаниды, Ga, In, Tl, Zr, Hf, Ge, V, Nb, Та, Mo, W, Re  и платино­вые металлы.

галит (поваренная соль) NaCl, сильвин КСl, сильвинит КС1•NaCl, знакомы людям с глубокой древности. Из мор­ской воды кристаллизуется также ми­рабилит (или глауберова соль) Na₂SO₄•10Н₂О. Большинство солей щелочных ме­таллов хорошо растворимы в воде; ис­ключение составляют лишь соедине­ния лития, а также соли некоторых кислот, например хлорной КСlО₄. Интересно, что многие соли лития выделяются из растворов в виде кри­сталлогидратов, тогда как для солей тяжёлых щелочных металлов (напри­мер, цезия или даже калия) кристал­логидраты оказываются неустойчивы­ми. Это связано с последовательным увеличением ионного радиуса катио­на при движении вниз по подгруппе. Чем больше радиус иона, тем ниже плотность заряда на его поверхности и тем сложнее иону удерживать моле­кулы воды. Вот почему соли калия ме­нее гигроскопичны, чем аналогич­ные соли натрия. По этой причине в

пиротехнике и при производстве по­роха предпочитают использовать ка­лийную селитру, а не натриевую: она меньше отсыревает.

Среди соединений натрия важная роль принадлежит карбонату, или соде. Безводный средний карбонат натрия Na₂CO₃ называют кальциниро­ванной содой, десятиводный кристал­логидрат Na₂CO₃•10H₂O — стираль­ной содой, а гидрокарбонат NaHCO₃— питьевой (или пищевой) содой.

Растворы среднего карбоната Na₂CO₃ имеют сильнощелочную реак­цию среды, их используют при стир­ке белья и при обработке шерсти. Кроме того, кальцинированная сода находит широкое применение в про­изводстве стекла, мыла, сульфита натрия, органических красителей. Растворы гидрокарбоната имеют сла­бощелочную реакцию среды, поэтому питьевую соду используют в медици­не (например, для полоскания горла), а также при приготовлении пищи.

В организме человека содержится в среднем около 140 г калия и около 100 г натрия. С пищей мы ежедневно потребляем от 1,5 до 7 г ионов калия и от 2 до 15 г ионов натрия. Потреб­ность в ионах Na⁺ настолько велика, что их необходимо специально добав­лять в пищу (в виде поваренной соли). Значительная потеря ионов натрия (они выводятся из организма с мочой и потом) неблагоприятно сказывает­ся на здоровье человека. Поэтому в жаркую погоду врачи рекомендуют людям есть больше солёного. Однако и избыточное содержание их в пище вызывает негативную реакцию орга­низма, например повышение артери­ального давления.

Гидрокси́ды (гидроо́киси) — соединения оксидов химических элементов с водой. Известны гидроксиды почти всех химических элементов; некоторые из них встречаются в природе в виде минералов. Гидроксиды щелочных металлов называются щелочами.