Как можно получить гидроксиды щелочных металлов почему едкие щелочи


Как можно получить гидроксиды щёлочных металлов?

295. Как можно получить гидроксиды щёлочных металлов? Почему едкие щелочи необходимо хранить в хорошо закрытой посуде? Составьте уравнения реакций, происходящих при насыщении едкого натра: а) хлором; б) сернистым ангидридом; в) сероводородом.

Получение гидроксидов щелочных металлов:
1) Взаимодействие щелочного металла с водой
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2

2) Взаимодействие оксидов с водой
Na2O + h3O → 2NaOH

3) Взаимодействие пероксидов щелочных металлов с водой (кроме лития):
2Na2O2 + 2H2O → 4NaOH + O2

4) Электролиз растворов галогенидов щелочных металлов
2NaCl + 2H2O -электролиз→ 2NaOH + Cl2 + H2

При контакте с воздухом едкие щелочи реагируют с углекислотой по уравнению реакции:
2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
поэтому щелочи хранят в хорошо закрытой посуде.

Реакции гидроксида натрия:
а) С хлором
2NaOH + Cl2 → NaCl + NaOCl + H2O

б) C сернистым ангидридом:
2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O

в) C сероводородом:
2 NaOH + H2S → Na2S + 2H2O

Определение щелочного металла, расположение в периодической таблице, свойства

Определение: что такое щелочные металлы

Щелочные металлы, также известные как семейство щелочных металлов, представляют собой группу из шести элементов, характеризующихся общими физическими и химическими свойствами, схожей электронной конфигурацией и общими периодическими тенденциями. Все щелочные металлы встречаются в природе, но, поскольку они обладают высокой реакционной способностью, они не встречаются свободно в чистом виде [1] .

Пример щелочного металла Натрий

Где находятся щелочные металлы в Периодической таблице

Они находятся в группе 1 (первый столбец слева) периодической таблицы.Все щелочные металлы находятся в s-блоке, поскольку электрон на внешней оболочке их атома (валентный электрон) находится на s-орбитали [2, 3]

Щелочные металлы на первичном столе

Почему они называются щелочными металлами

Когда элементы группы 1 реагируют с водой, все они образуют щелочные растворы. Итак, это семейство называется семейством щелочных металлов [4] .

Общие свойства и характеристики щелочных металлов

Физические свойства

Общие металлические свойства

  • Серебристого цвета с блестящим внешним видом [2]
  • Хорошая тепло- и электропроводность

Необычные неметаллические свойства, разделяемые элементами группы 1

  • Достаточно мягкий, чтобы его можно было разрезать пластиковым ножом при комнатной температуре [5]
  • Низкие температуры плавления и кипения [6]
  • Низкая плотность (Li, Na и K, достаточно легкие, чтобы плавать в воде)

Химические свойства

  • Все щелочные металлы обладают высокой реакционной способностью
Почему щелочные металлы настолько реактивны

Наличие одного валентного электрона (электрона на внешней оболочке их атома) делает все щелочные металлы очень реактивными при комнатной температуре и стандартном давлении .Им требуется мало энергии, чтобы потерять электрон и образовать положительно заряженные ионы (катионы) с зарядом +1.

Электронная конфигурация щелочных металлов

Эти элементы легко вступают в реакцию даже с кислородом воздуха с образованием оксидов, из-за которых их блестящая поверхность становится бледно-серой в считанные секунды, если их оставить на открытом воздухе [7] .

Как щелочные металлы реагируют с водой

Когда щелочной металл, например натрий (Na) вступает в контакт с водой, единственный валентный электрон покидает атом натрия, и в результате реакции образуются гидроксид и ионы натрия вместе с водородом [5] :

Na 2 + 2H 2 O -> H 2 + 2Na + + 2OH -

Ионы Na + и OH - довольно нестабильны в водном растворе, поэтому они образуют гидроксид натрия [4].Окончательное уравнение выглядит следующим образом:

Na 2 + 2H 2 O -> H 2 + 2NaOH

Примеры реакции некоторых других щелочных металлов с водой:

2K + 2H 2 O -> H 2 + 2KOH

2Li + 2H 2 O -> H 2 + 2LiOH

2Rb + 2H 2 O -> H 2 + 2RbOH

Тепло, образующееся в результате реакции, воспламеняет образующиеся атомы водорода, вызывая значительный взрыв [8] .

Периодические тенденции щелочных металлов

В нижнюю группу 1 периодической таблицы, которую вы перемещаете, для щелочных металлов очевидны следующие тенденции:

  • Понижение температуры плавления и кипения [4]
  • Увеличивающаяся плотность и вес , где Li - самый легкий, а Fr - самый тяжелый (хотя натрий и калий являются исключением, поскольку последний менее плотный, чем первый) [2]
  • Увеличение атомного радиуса
  • Повышение реакционной способности (из-за увеличения атомного радиуса легче выбить валентный электрон в элементах, расположенных ниже по группе, что делает Li наименее реактивным, а франций - наиболее реактивным щелочным металлом) [2]

Видео: реакционная способность и периодические тенденции щелочных металлов

Какие щелочные металлы используются для

Три верхних элемента группы, Li, Na и K, наряду с Cs, находят различное применение в различных отраслях промышленности, включая производство стекла, фотографию, производство оружия и взрывчатых веществ, а также аккумуляторы. Соединения натрия находят повседневное применение в пищевой промышленности. .Rb в основном используется в исследовательских целях [10] . Fr не имеет постоянного применения, так как редко встречается в природе [5] .

FAQ

1. Почему щелочные металлы хранятся в масле?

Отв. Поскольку щелочные металлы в чистом виде обладают высокой реакционной способностью, их необходимо хранить в масле, чтобы они не вступали в контакт с воздухом и водой [2] .

2. Какие щелочные металлы наиболее распространены?

Отв. Натрий и калий - самые распространенные щелочные металлы.

3. Почему водород не считается щелочным металлом?

Отв. Несмотря на наличие единственного электрона во внешней оболочке, водород (H) не считается щелочным металлом, потому что:

  • H не металл, это газ.
  • Он также гораздо менее реактивен, ему требуется больше энергии для высвобождения этого единственного электрона для образования положительно заряженных ионов.
  • H может также получить электрон, чтобы образовать отрицательно заряженные ионы, как элементы в галогенной группе [17] .

4. Чем отличаются щелочные металлы от щелочноземельных металлов?

Отв. Щелочноземельные металлы - это элементы 2 группы в периодической таблице. Несмотря на некоторое сходство в своих физических свойствах, они помещены в разные группы в основном потому, что щелочноземельные металлы имеют два электрона на внешней оболочке их атома. Поскольку потеря 2 электронов требует больше энергии, чем потеря одного, щелочноземельные металлы менее реактивны, чем щелочные металлы [13] .

5. Почему галогены и щелочные металлы могут образовывать ионы?

Отв. Имея 1 валентный электрон, щелочные металлы пытаются избавиться от него для достижения стабильности, в то время как галогены (например, хлор, бром, фтор и т. Д.) Имеют семь валентных электронов, то есть они пытаются получить еще 1 электрон, чтобы стать стабильными. В результате вместе они реагируют с образованием ионных соединений, таких как хлорид натрия (NaCl) и хлорид калия (Kcl) [14] .

6.Чем щелочные металлы отличаются от благородных газов?

Отв. Щелочные металлы имеют один электрон на своей внешней оболочке, в то время как все благородные газы (элементы 8 группы в периодической таблице, включая гелий, неон, аргон) имеют полную валентную зону без неспаренного электрона, который мог бы вызвать реакцию с другими молекулами [15] .

Интересные факты

  • Название группы щелочных металлов происходит от арабского слова «аль-кали», что означает «из пепла».Он был назван так потому, что большинство соединений Na и K были первоначально получены из древесной золы [16] .
  • Элементы этой группы имеют самую низкую энергию первой ионизации (минимальную энергию, необходимую для того, чтобы атом отдал электрон) в каждый период [12] .

Артикул:

  1. Определение щелочного металла (химия) - Thoughtco.com
  2. Щелочные металлы - Courses.LumenLearning.com
  3. Таблица Менделеева - ModelScience.com
  4. Группа 1 - Щелочные металлы ―BBC.com
  5. Элементы из щелочных металлов: свойства, характеристики и реакции - Study.com
  6. Точки плавления и кипения щелочных металлов - Embibe.com
  7. Объекты группы 1 - BBC.co.uk
  8. Информация о щелочных металлах - EHS.Stanford.edu
  9. Повседневное использование щелочных металлов - SchooledbyScience.com
  10. Щелочные металлы - ScienceClarified.com
  11. Щелочные металлы - Open.edu
  12. Щелочные металлы - Tutorvista.com
  13. Щелочные и щелочноземельные металлы - TechnologyUK.net
  14. Щелочные металлы - Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  15. Объясните, чем щелочные металлы отличаются от благородных газов? - Study.com
  16. Групповые тенденции: активные металлы - Mikeblaber.org
  17. Сходство водорода со щелочными металлами - Embibe.com
.

Щелочь | химическое соединение | Britannica

Щелочь , любой из растворимых гидроксидов щелочных металлов - , то есть лития, натрия, калия, рубидия и цезия. Щелочи - это сильные основания, которые превращают лакмусовую бумажку из красной в синюю; они реагируют с кислотами с образованием нейтральных солей; они едкие и в концентрированном виде вызывают коррозию органических тканей. Термин «щелочь» также применяется к растворимым гидроксидам таких щелочноземельных металлов, как кальций, стронций и барий, а также к гидроксиду аммония.Первоначально этот термин применялся к золе сожженных натрий- или калийсодержащих растений, из которой можно было выщелачивать оксиды натрия и калия.

щелочь

Натрий металлический.

Денис "С.К."

Подробнее по этой теме

мыло и моющее средство: Щелочь

Гидроксид натрия используется в качестве омыляющей щелочи для большей части производимого сейчас мыла.Мыло также может производиться с гидроксидом калия ...

Производство промышленной щелочи обычно относится к производству кальцинированной соды (Na 2 CO 3 ; карбонат натрия) и каустической соды (NaOH; гидроксид натрия). Другие промышленные щелочи включают гидроксид калия, поташ и щелочь. Производство широкого спектра потребительских товаров зависит от использования на определенном этапе щелочи. Кальцинированная сода и каустическая сода необходимы для производства стекла, мыла, различных химикатов, вискозы и целлофана, бумаги и целлюлозы, чистящих и моющих средств, текстильных изделий, смягчителей воды, некоторых металлов (особенно алюминия), бикарбоната соды, бензина и других материалов. нефтепродукты.

Люди использовали щелочь на протяжении веков, сначала получая ее в результате выщелачивания (водных растворов) некоторых пустынных земель. В конце 18 века выщелачивание золы из древесины или морских водорослей стало основным источником щелочи. В 1775 году Французская Академия наук предложила денежные премии за новые методы производства щелочи. Приз за кальцинированную соду был присужден французу Николя Леблану, который в 1791 году запатентовал процесс превращения поваренной соли (хлорида натрия) в карбонат натрия.Процесс Леблана доминировал в мировом производстве до конца XIX века, но после Первой мировой войны он был полностью вытеснен другим процессом переработки соли, который был усовершенствован в 1860-х годах Эрнестом Сольвеем из Бельгии. В конце XIX века появились электролитические методы производства каустической соды, значение которых быстро возросло.

В процессе Solvay или аммиачно-содового процесса ( q.v.) производства кальцинированной соды поваренная соль в виде сильного рассола химически обрабатывается для удаления примесей кальция и магния, а затем насыщается рециркулирующим газообразным аммиаком в колоннах.Затем аммонизированный рассол карбонизируют с использованием газообразного диоксида углерода при умеренном давлении в колонне другого типа. Эти два процесса дают бикарбонат аммония и хлорид натрия, двойное разложение которых дает желаемый бикарбонат натрия, а также хлорид аммония. Затем бикарбонат натрия нагревают, чтобы разложить его до желаемого карбоната натрия. Аммиак, участвующий в процессе, почти полностью восстанавливается путем обработки хлорида аммония известью с получением аммиака и хлорида кальция.Затем рекуперированный аммиак повторно используется в уже описанных процессах.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Электролитическое производство каустической соды включает электролиз сильного солевого раствора в электролитической ячейке. (Электролиз - это расщепление соединения в растворе на его составляющие с помощью электрического тока, чтобы вызвать химическое изменение.) Электролиз хлорида натрия дает хлор и либо гидроксид натрия, либо металлический натрий.Гидроксид натрия в некоторых случаях конкурирует с карбонатом натрия в тех же сферах применения, и в любом случае они взаимно превращаются посредством довольно простых процессов. Хлорид натрия можно превратить в щелочь с помощью любого из двух процессов, разница между ними заключается в том, что процесс аммиачно-содовой дает хлор в форме хлорида кальция, соединения, имеющего небольшую экономическую ценность, тогда как электролитические процессы производят элементарный хлор. , который находит бесчисленное множество применений в химической промышленности.По этой причине аммиачно-содовый процесс, вытеснивший процесс Леблана, оказался вытесненным, старые аммиачно-содовые заводы продолжают работать очень эффективно, в то время как новые заводы используют электролитические процессы.

В нескольких местах в мире есть значительные залежи минеральной формы кальцинированной соды, известной как природная щелочь. Минерал обычно встречается в виде сесквикарбоната натрия или трона (Na 2 CO 3 · NaHCO 3 · 2H 2 O).Соединенные Штаты производят большую часть мировой природной щелочи из обширных залежей троны в подземных рудниках в Вайоминге и из высохших озер в Калифорнии.

.

видов использования щелочных металлов - Science Struck

В номенклатуре IUPAC (Международный союз теоретической и прикладной химии) щелочные металлы или элементы группы 1A принадлежат к группе 1A периодической таблицы. Прокрутите вниз, чтобы узнать об использовании щелочных металлов.

Щелочные металлы или элементы Группы 1А относятся к общей группе из-за своей валентной электронной конфигурации ns 1 . Свойства элемента имеют периодическую зависимость от его атомного номера, но не от атомного веса.Они похожи на группу 17 (галогены) в том смысле, что она достигает конфигурации благородного газа после потери своего валентного электрона. Вот почему водород помещен в таблицу Менделеева отдельно. Щелочные элементы относятся к s-блоку, в том числе водород.

Недвижимость

  • Эти металлы представляют собой мягкие, блестящие, серебристо-белые элементы.
  • Они очень реактивны с водой. Их в большинстве случаев не встретишь в свободной природе, так как они реагируют быстро и энергично. Некоторые из этих металлов хранятся в керосине или других минеральных маслах.
  • Быстро окисляются на воздухе. За счет оксидного покрытия скрывается ее яркий блестящий блеск. Когда покрытие будет срезано ножом, будет хорошо виден блестящий металл.
  • Яркое красочное пламя создается ими при сжигании кислорода.
  • Они имеют низкую энтальпию ионизации (тепло выделяется при ионизации атома).
  • Это сильные восстановители.
  • Они податливы и пластичны.
  • Мягкость элемента в группе увеличивается из-за увеличения атомного номера, потому что металлическая связь будет уменьшаться с увеличением размера атома.
  • Энергия ионизации элементов группы 1А уменьшается вниз по группе.
  • Это хорошие проводники тепла и электричества.
Элемент Символ Атомный номер Электронная конфигурация Температура плавления Температура кипения
Литий Li 3 1 с 2 2 с 1 180.54 ° С 1342 ° С
Натрий Na 11 1 97,72 ° С 883 ° С
Калий К 19 1 63,38 ° С 759 ° С
Рубидий руб. 37 1 39,31 ° С 688 ° С
Цезий CS 55 1 28.44 ° С 671 ° С
Франций Fr 87 1 27 ° С 677 ° С

Литий

Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим ...

Давайте работать вместе!

Литий - самый легкий из обнаруженных металлов. Это единственный металл, который реагирует с азотом.Оксид лития является амфотерным (как по кислотным, так и по основным характеристикам). За исключением лития, другие щелочные элементы преимущественно ионные. Плотность заряда лития выше, чем у других щелочных металлов, из-за чего он сильно гидратирован. Литий был открыт в 1817 году Йоханом Арфведсоном при анализе петалита LiAlSi 4 O 10 . Слово литий происходит от греческого слова «lithos» , означающего камень. Литий содержится в пегматитовых минералах, глинах, рассолах, океанах и во всем живом.

Использование лития

  • Литий используется в термостойкой керамике и стекле.
  • Сплав лития применяется в авиастроении.
  • Дейтерид лития используется в качестве термоядерного топлива в термоядерном оружии.
  • Литиевые батареи
  • содержат много энергии по сравнению с другими металлами. Революционные устройства, такие как сотовые телефоны, компьютеры используют литиевые батареи.
  • Соли лития используются как лекарство, стабилизирующее настроение.
  • Литий-6 - основной источник для производства трития.
  • Литий используется для раскисления меди и медных сплавов.
  • Соединения лития используются в качестве пиротехнических красителей в фейерверках, излучающих красный свет.
  • Смазки производятся из лития.

Натрий

Натрий - это химическое вещество, которое мы ежедневно потребляем с пищей в виде хлорида натрия (поваренная соль). Натрий получают электролизом хлорида натрия. Элемент натрия очень реактивный. В 1806 году химик сэр Хамфри Дэви получил натрий, пропустив электрический ток через расплавленный гидроксид натрия.Натрий впервые был получен в результате ядерного синтеза в звездах, путем слияния двух атомов углерода. Он также может образовываться в звездах, когда атомы неона получают протон.

Использование натрия

  • Натрий используется для блеска металлов.
  • Натрий жидкий используется в качестве теплоносителя в ядерных реакторах.
  • Натриевая соль жирных кислот используется в мыле.
  • NaK, сплав натрия и калия, является важным теплоносителем.
  • Соединения натрия используются в бумажной, текстильной, нефтяной и химической промышленности.
  • Йодид натрия используется для лечения обширного стригущего лишая.
  • Натрий используется в уличных фонарях и натриевых лампах, так как он может давать желтый свет с яркой яркостью.
  • Гидроксид натрия используется в качестве чистящего средства для духовок.

Калий

Калий - 19-й элемент периодической таблицы. Калий играет жизненно важную роль в правильном функционировании нашего тела. Это важный минерал, который необходимо поддерживать в организмах. Если уровень калия не сбалансирован, это может привести к гиперкалиемии или гипокалиемии.Калий становится серым на воздухе. Чтобы предотвратить окисление и влагу, калий хранят в нефти.

Использование калия

  • Хлорид калия необходим для роста растений. Используется в удобрениях.
  • Калий улучшает удержание воды, урожай, питательную ценность, вкус, цвет, текстуру и устойчивость пищевых культур к болезням.
  • Хлорат калия и нитрат калия используются во взрывчатых веществах и фейерверках.
  • Нитрат калия используется в качестве пищевого консерванта.
  • Калий поддерживает кровяное давление и уровень кислотности в нашем организме.
  • Хромат калия используется при дублении кожи и производстве чернил, пороха, красок, спичек и т. Д.,
  • Калий необходим для нормального клеточного дыхания и функции электролита, поскольку 95% наших клеток состоят из калия.
  • Гидроксид калия используется для производства моющих средств.
  • Калий помогает перекачивать жидкость в сердце и нервы.

Рубидий

Рубидий - радиоактивный элемент.Оно образовано от латинского слова rubius , означающего самый глубокий красный цвет.

Использование рубидия

  • Рубидий 82 используется для перфузии миокарда.
  • Рубидий используется в производстве атомных часов, электронных ламп, фотоэлементов.
  • Рубидий используется в качестве рабочего тела в паровых турбинах.
  • Используется как компонент двигателей космических аппаратов.
  • Пары рубидия используются для лазерного охлаждения.
  • Хлорид рубидия используется для побуждения клеток к поглощению ДНК.
  • Используется в термоэлектрических генераторах.
  • Карбонат рубидия используется для изготовления оптических стекол.
  • Из-за сверхтонкой структуры энергетических уровней рубидия он используется в атомных часах.
  • Соединение, состоящее из рубидия, серебра и йода, имеет определенные электрические характеристики и используется для изготовления тонкопленочных батарей.

Цезий

Цезий - активный металл. В химическом отношении цезий является наиболее электроположительным элементом и соединяется с анионами с образованием соединений.Это очень токсичный элемент. Гидроксид цезия - самое сильное открытое основание. Он имеет много изотопов, из которых цезий-133 является стабильным изотопом и наиболее важным эталоном для измерения времени (цезиевые часы или атомные часы). Цезий находится в жидком состоянии при комнатной температуре или близкой к ней.

Использование цезия

  • Цезий-134 используется в атомной энергетике.
  • Используется в фотоэлементах из-за быстрой эмиссии электронов.
  • Цезий используется в качестве катализатора гидрирования некоторых органических соединений.
  • Применяется в двигательных установках.
  • Удаляет воздушные следы с электронных ламп.
  • Цезий используется в фотоэлементах, устройствах телевизионного изображения, приборах ночного видения.
  • В магнитометре используются пары цезия.
  • Цезий-137 используется в брахитерапии для лечения рака. (Брахитерапия - метод лечения рака с использованием радиоактивных элементов)
  • Раствор хлорида цезия используется в молекулярной биологии для ультрацентрифугирования в градиенте плотности, в первую очередь для выделения вирусных частиц, субклеточных органелл и фракций, а также нуклеиновых кислот из биологических образцов.
  • Цезий используется в качестве стандарта в спектрофотометрии
  • Используется в военной авиации.

Франций

Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим ...

Давайте работать вместе!

Франций имеет самую низкую электроотрицательность среди всех известных элементов. Это очень радиоактивный металл и самый тяжелый из этих металлов. Франций получают путем бомбардировки тория протонами или радия нейтронами.Этот элемент встречается редко и редко используется. Он в основном используется для научных исследований в лаборатории. Он быстро разлагается, так как имеет короткий период полураспада.

Щелочные металлы очень полезны для нас, но их нельзя использовать без руководства специалиста, так как они становятся агрессивными во время реакций и с ними следует обращаться осторожно, поскольку они токсичны.

.

Смотрите также