Използването на алкални метали в живота. Използването на алкални метали и техните съединения
Содержание статьи развернуть / свернуть
Всъщност всички алкални метали енергично, в много случаи с експлозия, реагират с вода и киселинни разтвори. При алкални разтвори, в които концентрацията на протоните е ниска, реакциите протичат по-спокойно. Натрият, хвърлен на повърхността на водата, веднага се топи поради топлината на реакцията и понякога запалва освободения водород:
Въпреки че екстракцията от натрий включва използването на специален процес, металът е в изобилие под формата на натриев хлорид, по-известен като готварска сол. Всъщност терминът "сол в химията" се отнася най-общо до всяка комбинация от метал с неметален. По-специално, солите са продукт на реакции между киселини и основи.
Натриевият хлорид е толкова лесен за получаване и следователно е толкова евтин, че повечето индустрии, произвеждащи други натриеви съединения, го използват просто чрез отделяне на хлорида преди добавяне на други елементи. Съединените щати са най-големият световен производител на натриев хлорид, извлечен главно от саламура, термин, използван за описание на всеки разтвор на натриев хлорид във вода. Саламура идва от морска вода, подземни кладенци и пустинни езера, като Голямо Солено езеро в Юта. Друг източник на натриев хлорид е каменната сол, създадена под земята чрез изпаряване на дълбоко заровени солени води.
Na (cr) + H20 (g) = NaOH (p-p) + 1 / 2H2
Калият винаги реагира с флаш или експлозия вода.
Соли на алкални метали
Във всички техни съединения алкалните метали съществуват под формата на катиони с едно зареждане. Това се отнася както за двукомпонентните съединения - халогениди, халкогениди, нитриди, карбиди и соли със сложни многоатомни аниони.
Други страни, които произвеждат натриев хлорид, са Китай, Германия, Великобритания, Франция, Индия и различни страни от бившия Съветски съюз. Солта може да бъде евтина и изобилна за целия свят, но има места, където тя е ценна стока. Едно от тези места е пустинята Сахара, където днес солените каравани оживяват търговията, както и от древни времена.
Макар че преди няколко десетилетия електричеството е влязло в широка обществена употреба, учените изследвали неговите свойства в продължение на много години, а Дейви я прилагал в процес, наречен електролиза. Електролизата е използването на електрически ток за получаване на химическа реакция - в този случай, за разделяне на натрия от друг елемент или елементи, с които се комбинира. Дейви първо разтопи или разтопи проба от натриев хлорид, след което я електролизира. Използвайки електрод, устройство, което провежда електричество и се използва за отделяне или събиране на електрически заряд, той отделя натриевия хлорид, така че течният натриев метал се събира на катода или на отрицателно заредения край.
Електростатичните взаимодействия в йонни кристални решетки, съдържащи единично заредени катиони, не са много големи, а енергиите на хидратация на йони се оказват напълно сравними с тях. Следователно, с редки изключения, соли на алкални метали се разтварят добре във вода. Флуоридите, литиевият карбонат и фосфат и калиев, рубидиев и цезиев перхлорати са най-лоши разтворими.
Междувременно през анода или положително заредения край се освобождава хлорен газ. В клетката Dounce, натриев хлорид и калциев хлорид се смесват в стопена смес, в която присъствието на калциев хлорид понижава точката на топене на натриев хлорид с повече от 30%. Когато през сместа преминава електрически ток, натриевите йони преминават към катода, където взимат електрони, за да станат натриеви атоми.
В същото време хлорните йони мигрират към анода, като губят електрони, за да станат хлорни атоми. Натрият е материал с ниска плътност, който плува по водата, а в клетката на Даунс стопеният натрий се издига нагоре, където се изтегля. Хлорният газ преминава през отдушник в горната част на анодния край на клетката и полученият метален натрий, който е елементарна форма на натрий, е около 8%.
Когато солите са силно нагрявани, особено когато се въвеждат в пламъка на изгарянето на водород или на битовия газ, се случват редица процеси, които водят до появата на характерен цвят на пламъка.
Солите на алкалните метали се използват широко както в лабораторната практика, така и в различни области на промишлеността и медицината.
Особено широко използван карбонат и натриев бикарбонат, общо известен като сода. В технологията и в ежедневието се отличава кристалната сода Na2CO3 × 10H2O, калцинирана сода - безводен карбонат Na2CO3 и сода - NaHCO3. В допълнение, трябва да се спомене, че терминът сода каустик или каустик се използва в техниката за означаване на NaOH.
Както беше споменато по-рано, натриевият хлорид е най-широко известното и често използвано натриево съединение и това само по себе си е различно, предвид факта, че толкова много натриеви съединения са част от ежедневието. Днес хората мислят за сол предимно като подправка, за да подобрят вкуса на храната, но докато се развие охлаждането, тя е жизненоважна като консервант, тъй като запазва микробите от други нетрайни храни.
Солта не само подобрява вкуса на храната; тя е съществено хранително вещество. Натриевите съединения регулират предаването на сигнали през нервната система, променят пропускливостта на мембраните и извършват редица други спасителни функции. От друга страна, твърде много сол може да влоши високото кръвно налягане.
Основните потребители на сода са производството на стъкло, сапун, хартия и текстил. Содата служи като изходен продукт за получаване на други натриеви соли. Сода за пиене се използва широко в медицината. В лабораторната практика содата се използва за неутрализиране на киселини в случай на злополука.
приложениеаз
Таблица 1-1. Физико-химични свойства на алкалните метали
Освен широко разпространената употреба в потребителските продукти, натриевият хлорид е основният източник на натрий, използван за производството на други натриеви съединения. Те включват натриев хидроксид за производството на целулозни продукти като филм, вискоза, сапун и хартия, както и за преработката на нефт. Когато се използва като почистващ разтвор, натриевият хидроксид е известен като сода каустик или алкали.
Друго широко използвано натриево съединение е натриевият карбонат или калцинирана сода, използвани в производството на стъкло, производството на хартия, производството на текстил и други области като сапун и детергенти. Натрият може да се комбинира с въглерод, за да се получи натриев бикарбонат или сода. Натриевият сулфат, понякога известен като солен кейк, се използва за производство на картон и крафт хартия. Друго широко използвано натриево съединение е натриев силикат или „водно стъкло“, използвани при производството на сапун, детергенти и лепила; при пречистване на вода; както и при избелване и оразмеряване на текстил.
|
стойност | |||||
|
Йонизираща енергия на атоми I1, Ev (kJ / mol) | |||||
|
Афинитетът на атомите към електрона Ev (kJ / mol) | |||||
|
електроотрицателност Може би, по ирония на съдбата, за чист метален натрий, малко се използва. След като се използва като добавка за антиколониране в оловен бензин, преди тези продукти да бъдат премахнати поради екологични причини, сега се използва метален натрий като охладител в ядрените реактори. Но най-широкото му използване е в производството на много други натриеви съединения, използвани в целия свят. В известен смисъл калият е странна субстанция, за което свидетелства поведението му в отговор на водата. Както знаете, водата има склонност да освобождава огън и повечето експлозиви стават неефективни, когато са изложени на достатъчно количество вода. Когато се лекува напълно с процедурите, които обикновено се следват за повечето вещества, калият се съхранява в керосин, защото може да се запали, ако е изложен на влажен въздух! Много аспекти на калия отразяват тези, които вече са покрити с натрий. | |||||
|
Радиусът на орбитата на атома, nm | |||||
|
Енталпия на атомизацията, kJ / mol | |||||
|
Точка на топене, ° С | |||||
|
Точка на кипене, ° С И двете имат няколко идентични приложения, а в определени ситуации калият се използва като заместител на натрия. Подобно на натрий, калий никога не се среща в природата; вместо това, той идва главно от силвинит и карналит, две руди, съдържащи калиев хлорид. Калият има друго сходство с натрия; въпреки че не е бил изолиран до началото на деветнадесети век, неговите съединения са били използвани в продължение на много векове. Например римляните са използвали калиев карбонат или калий, получени от пепелта от изгоряло дърво, за да правят сапун. През Средновековието, китайците използват формата на нитрат, калиев нитрат, в производството на барут. И в колониалната Америка поташът отиде за производство на сапун, стъкло и други продукти. |
Таблица 1-2. Основни алкални метали
|
стойност |
3 Ли |
11 Na |
19 Ка |
37 Rb |
55 Cs |
87 Fr |
|
Атомно тегло | ||||||
|
Валентни електрони Производството на един тон поташ тор изисква изгаряне на няколко хектара дървета - разточителна практика повече от една. Въпреки че в тези дни не е имало екологично движение, финансовите проблеми никога не излизат от мода. загубили пари чрез използването на огромни хектари дърва, американската индустрия през деветнадесети век търсеше друг начин за създаване на поташ. В резултат на това учените са научили за ролята, която този алкален метал играе в поддържането на живота: всъщност, калийът присъства в почти всички живи клетки. Въпреки това, в големи количества може да бъде опасно, причинявайки състояние на постоянна релаксация, известна като инхибиране на калий. | ||||||
|
Метален радиус | ||||||
|
Радиус на йона Е +, А | ||||||
|
Йонизационна енергия, Ev | ||||||
|
кора. % Тъй като растенията зависят от калий за растеж, логично е калийът под формата на калиев хлорид да се използва като тор. Това поне го отличава от неговия сестриен елемент: натриев или натриев хлорид, който може да убива растенията, ако се въвеждат в почвата в достатъчно големи количества. Рубидий, цезий и ФрансисДруга употреба на калий е в район, предложен от китайците преди около 800 години: производство на фойерверки и барут от калиев нитрат. Трите най-тежки алкални метала едва ли са имена в домакинствата, въпреки че един от тях, цезий, има няколко промишлени цели. Бунсен и германският физик Густав Роберт Кирхоф са първите елементи, които някога са открити със спектроскоп. Материята излъчва електромагнитно излъчване по различни спектрални линии, които могат да бъдат записани с помощта на спектроскоп и след това да бъдат анализирани, за да се разграничи конкретен „отпечатък“ от въпросната субстанция. | ||||||
|
Естествени изотопи |
Таблица 1-3. Основни физични константи на алкални метали
|
стойност | |||||
|
Плътност, g / cm3 Когато Бунсен и Кирхоф видяха синкави спектрални линии, излъчвани от един от двата елемента, те го наричаха цезий след латинската дума за "синьо". Цезий, който е много рядък, се проявява предимно в такива съединения като замърсяващи. Днес се използва в фотоклетки, военни инфрачервени лампи, радио тръби и видео оборудване. Рамзи младши построи високоточен атомен часовник на базата на естествените честоти на атомите на цезий. На Земята се среща в замърсители, лепидолити и карналити. Това е много повече от цезий и много повече от Франция. Всъщност се смята, че ако целият Франц в земната кора се комбинира, той ще има маса от около 25 грама. За около четири десетилетия учените търсели тайнствения елемент 87 и докато изучавали продуктите на разпадането на изотопа актиний, актиний-227, Перей открил, че един от 100 такива атома се разпада, за да образува неоткрит елемент. | |||||
|
Твърдост (диамант 10) | |||||
|
S ° 298, j / g-в × град | |||||
|
Топлинна мощност (H2O 1) | |||||
|
Топлинна проводимост | |||||
|
DH ° възг.298, kJ / g-at Каррод, Робин. Материя и материали. Илюстрирана от Тери Хадлър. Метали. Илюстрирана от Ани Макик. Тези, които са в газообразно състояние, независимо дали са йонизирани или атомни, излъчват светлина със силна топлина или електрическо възбуждане. Алкалните метали и техните соли имат специфичен цвят на пламъка. Литиевият натрий и неговите соли оцветяват пламъка на жълтия калий, а неговите соли се оцветяват с пламъчно-пурпурен рубидий, а неговите соли оцветяват пламъка на червения цезий, а неговите соли оцветяват пламъка с синьо-виолетово. Поради този пламъчен цвят, съединенията на алкалните метали се използват и за фойерверки. | |||||
|
Т. kip., ° С |
Металичният натрий, тъй като неговото производство е станал евтин, е намерил широко техническо приложение. Използва се като изходен материал при производството на натриев пероксид (детергент), както и натриев амид и натриев цианамид. Използва се също в големи количества в органичните синтези (например в багрилната промишленост). При технологията на осветлението се използва в натриеви лампи. В лаборатории се използва натрий като редуктор. За това, вместо чист метал, обикновено се използва умерено действаща амалгама. В лабораторията понякога се използва и метален калий. Освен това,
В фотоклетките се използват калий и особено цезий. В допълнение, рубидий и цезий в свободно състояние са малко използвани. Напротив, металическият литий придоби голямо техническо значение. Използва се във все по-големи количества в сплави, тъй като малки добавки от този метал значително подобряват свойствата на много сплави. Предимно литий (и заедно с натрий и калций) се използват за оловосъдържащи сплави и за производството на склерон. В допълнение, той служи като дезоксидиращ агент за мед и в рафиниране на съдържащ никел.
Тази светлина се състои от така наречените спектрални линии, които са характерни за съответния елемент. Причината за този линеен спектър са електроните върху външната обвивка на атомите. Електронът абсорбира енергия и следователно се движи към по-високо ниво на енергия. Той скача, така да се каже, от една черупка на по-висока. Когато се върнете на ниско енергийно ниво, енергията се освобождава отново. Освобождаването на енергия се нарича емисия. Всеки „скок” изисква определено количество енергия.
Следователно, тези скокове също се наричат квантови скокове. Електроните вътре не са засегнати само при още по-високи температури. Причината за появата на различни цветове е свързана с дължината на вълната на излъчената енергия, която се измерва в нанометри. Колкото по-голям е броят на протоните и черупките, толкова по-голяма е енергията, необходима за преодоляване на силата на привличане в резултат на усилващата сила. Разликата между двете енергийни състояния на електроните съответства на спектралната линия.
Натриевият пероксид в големи количества се използва в производството на детергенти. В лабораторията се използва като енергиен окислител във воден разтвор и в стопилката. Хидроксидите на калия и натрия в техниката и в лабораторията често се използват като силни основи.
Поради ниската хигроскопичност на литиев оксид и хидроксид, те се използват за приготвяне на фотографски разработчици под формата на прахове.
Алкални метални соли натрий и калий също са широко използвани. Ако е необходимо да се въведе в реакцията всеки киселинен остатък, то той се използва най-вече под формата на съответната сол на алкален метал (натрий или калий). Това предпочитание за реакции на алкални соли се обяснява с лесното им топене и разтворимост, както и от факта, че те не предизвикват нежелани странични реакции. Въпреки това, за технически цели могат да се използват други съединения, ако са по-евтини. Някои литиеви соли, като салицилат, карбонат и цитрат, се използват като терапевтично средство за подагра. Минералните води, използвани за борба с това заболяване, съдържат литиеви соли като активна съставка.
- Класификация на папиларните модели
- Историята и традициите на ислямския фестивал на жертвите Курбан Байрам
- Как да се прилага тофу в готвенето
- Домати: на кого са противопоказани
- Подрязване на ябълкови дървета през пролетта - инструкции и схеми за начинаещи
- Ифтар - вечеря след гладуване
- Кое е по-добре: Visa или MasterCard?
- Плетива пътеки за плетене модели
- Двуцветна рокля
- Пилешки сърца в бавен котлон: прости рецепти със снимки
- Ползите и вредите от сливите: какво се крие зад сочната сладост?
- Разработване на картографски представяния и концепции
- Държавни и религиозни празници в Турция
- Паста от ябълки у дома - рецепта за домакините
- Модерен и стилен аксесоар в гардероба на жената: качулка с игли за плетене
- Как да се готви желе на агар
- Вкусни рецепти от готвача и телевизионна водеща Лара Кацова
- Етапи на успешни продажби - как да започнем разговор с купувача
- График за приемане на Uraza. Посочете в Корана. Сухур до Рамадан
- Използването на алкални метали и техните съединения