Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Соединения s-элементов I группы




 

Оксиды, пероксиды, гипероксиды (супероксиды)

 

Оксиды щелочных металлов (кроме Li2O) получают косвенно.

Оксид лития - непосредственным взаимодействием лития с избыт­ком кислорода:

4Li + O2 ® 2Li2O;

при этом образуется не­большая примесь Li2O2 - пероксида лития

2Li + O2 ® Li2O2

Оксид натрия. Без нагревания. При окислении натрия фактически идут две реакции:

 

1. 2Na + O2 ® Na2O2 - быстро

 

Хром

 

Молибден

 

Вопросы и задачи для самоподготовки

 

d – Элементы VII группы

 

Марганец

 

Вопросы и задачи для самоподготовки

 

d – Элементы VIII группы

 

Семейство железа.

 

Кобальт, никель.

 

Вопросы и задачи для самоподготовки

 

d – Элементы I группы

 

Медь.

 

Серебро.

 

Вопросы и задачи для самоподготовки

 

d – Элементы II группы

 

Цинк

 

Кадмий

 

Ртуть

 

Вопросы и задачи для самоподготовки

 

Часть III. p-Элементы

 

р – Элементы III группы

 

Бор

 

Алюминий

 

Вопросы и задачи для самоподготовки

 

р – Элементы IV группы

 

Углерод

 

Кремний

 

Олово

 

Свинец

 

Вопросы и задачи для самоподготовки

 

р – Элементы V группы

 

Азот

 

Фосфор

 

Подгруппа мышьяка

 

Вопросы и задачи для самоподготовки

 

p – Элементы VI группы

 

Кислород

 

Сера

 

Вопросы и задачи для самоподготовки

 

p – Элементы VII группы

 

Общая характеристика галогенов

 

Галогены в природе

 

Получение галогенов

 

Физические свойства

 

Химические свойства галогенов

 

Галогеноводороды

 

Применение галогенов и их соединений.

 

 
     
 
 
 

               
 

5. FeCl3 + H2S ® FeCl2 + S¯ + …

 

20. Чем отличается химизм взаимодействия тиосульфата натрия с хлором от взаимодействия тиосульфата натрия с йодом?

21. К водному раствору сульфата меди (II) добавили водный раствор йодида калия. Как разделить смесь двух продуктов этой реакции, выпавших в осадок?

22. Какое общее свойство проявляют кислородсодержащие соединения хлора в следующих реакциях:

 

1. HClO4 + SO2 + H2O ® HCl + H2SO4

2. HClO3 + FeCl2 + HCl ® FeCl3 + H2O

3. HClO3 + HCl ® H2O + Cl2

 

Составьте для этих реакций ионно- электронные уравнения.

 

23. На чем основано белящее и дезинфицирующее действие хлорной извести СаОСl2? Дайте пояснения с помощью уравнения реакции.

24. Напишите уравнения реакций для следующих превращений:

 

HCl ® Cl2 ®HClO ® HClO3 ® KClO3

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Часть I. s-Элементы

 

Краткая характеристика s-элементов

 

Соединения s- элементов I группы

 

Соединения s- элементов II группы

 

Биологическая роль ионов s- элементов I группы

 

Биологическая роль s- элементов II группы

 

Фармпрепараты

 

Вопросы и задачи для самоподготовки

 

Часть II. d-Элементы

 

d – Элементы VI группы

 

 
 

2. 4Na + O2 ® 2Na2O - медленно

 

Полученная смесь содержит ~ 90% Na2O2 и 10% Na2O. Установлено, что для получения соединений щелочных металлов с кислородом не­обходимо соблюдать определенные условия, так, при избытке кислорода и температуре 270-370 °С получается пероксид натрия:

 

2Na + O2 ® 2Na2O2

 

При более высоких температурах (400 °С и 12,2 МПа) получается гипероксид натрия:

 

Na2O2 + O2 ® 2NaO2

 

При более низкой температуре образуется смесь:

Na2O; Na2O2; и NaO2.

 

Оксид натрия можно получить сплавлением Na2O2 с ме­таллическим натрием в присутствии кислорода:

 

Na2O2 + 2Na 2Na2O

 

В отличие от лития и натрия, другие металлы этой подгруппы образуют при сгорании в избытке кислорода гипероксиды: K + O2 KO2 (или K2O4).

 

Оксид калия получают аналогично оксиду натрия:

K2O2 + 2K 2K2O (сплавление в присутствии О2),

или по реакции: KO2 + 3K 2K2O.

 

Кислородные соединения Rb и Cs по свойствам и по составу подобны соединениям калия.

Оксиды Li2O и Na2O – бесцветны, K2O и Rb2O – желтые, Cs2O - оранжевый.

Пероксиды и гиперокоиды (супероксиды) щелочных металлов являются сильными окислителями:

 

4KO2 + 2C ® 2K2CO3 + O2­

 

Пероксид натрия применяют для отбеливания соломы, шерсти, шелка. Одно из важнейших свойств пероксидов - способность поглощать CO2 и выде­лять кислород - используется в системах жизнеобеспечения в замкнутых помещениях (подводных лодках, космических кораблях):

 

2Na2O2 + 2CO2 ® 2Na2CO3 + O2­

 
   
 
 
 

               
 

 

Пероксиды s-элементов I группы взаимодействуют с кислотами с обра­зованием пероксида водорода:

Me2O2 + 2H+ ® 2Me+ + H2O2.

Растворяясь в воде, они подвергаются почти полному гидролизу:

Na2O2 + 2H2O ® 2NaOH + H2O2.

Во влажном воздухе разлагаются:

2Li2O2 ® 2Li2O + O2­.

 

Гидроксиды щелочных металлов

 

Гидроксиды щелочных металлов: LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH - бесцветные кристаллические вещества, гигроскопичны и хорошо (за исключением LiOH) растворяются в воде с выделением тепла.

Их называют щелочами. Водные растворы щелочей - сильные электро­литы: MeOH ® Me+ + OH-.

Из всех гидроксидов щелочных металлов наибольшее практичес­кое значение имеют NaOH и KOH.

NaOH – гидроксид натрия (едкий натр, каустическая сода, каустик) - бесцветные, непрозрачные гранулы, пластинки или чешуйки, очень гигроскопичны, хорошо растворяются в воде с сильным разогреванием раствора. Благодаря быстрому поглощению влаги NaOH, как и КОН, используется в твердом виде в качестве осушителей газов.

В большинстве органических растворителей NaOH нерастворим,
tпл=322 оС; tкип=1390 оС. В зависимости от температуры он кристаллизуется с различным содержанием кристаллизационной воды, а выше 61,8 оС – безводный. Водный раствор NаOH – сильное основание (щелочь).

Гидроксид натрия является важным продуктом химической и фармацевтической промышленности, используется для получения лекарств, солей (Na2CO3;NaHCO3 и др.), в производстве мыла, моющих средств и для других целей.

Получают NaOH электролизом водного раствора хлорида натрия, или известковым методом:

 

Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3¯

 

Из-за плохой растворимости CaCO3, равновесие смещается в сторону образования NaOH, называемого, согласно способу получения, каустической содой.

KOH - гидроксид калия (едкое кали) - это белая, гигро­скопичная кисталлическая масса, хорошо растворяется в воде с сильным разогре­ванием, tпл.= З60°С; tкип.= 1327 °С. Многие свойства КОН такие же как у NaOH. Его применяют для получения солей, жид­ких мыл, моющих средств.

 

 

Соли щелочных металлов

 

 

Вопросы и задачи для самоподготовки:

 

1. От каких слов происходит название "галогены"?

2. Сравните физические и химические свойства галогенов и покажите зависимость свойств галогенов от строения их атомов. Почему фтор не обладает переменной валентностью?

3. Каковы способы получения галогенов в промышленности и лаборатории?

4. Назовите свойства галогеноводородов и способы их получения.

5. Как изменяется сила кислот в ряду галогеноводородных кислот: НF - НС1 - НВr - НI и восстановительная активность галогенид ионов?

6. Что образуется при растворении галогенов в воде?

7. Какие степени окисления проявляют галогены в соединениях? Приведите примеры, характеризующие свойства хлора как окислителя.

8. Напишите уравнения реакций получения всех оксидов хлора.

9. Как изменяется активность галогенов в реакциях с водородом?

10. Определите массу бромной воды необходимой для окисления 30,4 г сульфата железа (II) в кислом растворе (H2SO4),если в 100 г воды при 20 оС растворяется 3,6 г брома. Ответ: 460 г.

11. Какие процессы будут протекать при взаимодействии хлора с горячим раствором гидроксида калия? Напишите уравнения реакций.

12. Определите молярную концентрацию хлора в холодной воде, если после её разложения на свету, на нейтрализацию 100 мл раствора потребовалось 50 мл 0.4 М раствора гидроксида натрия. Ответ: 0,1 моль/л.

13. Напишите уравнения реакций получения оксокислот галогенов и укажите их устойчивость, силу и окислительные свойства.

14. Используя правило "подобное растворяется в подобном", перечис­лите растворители, в которых будут растворяться бром и йод.

15. Какую массу иода и спирта надо взять, для приготовления раствора йода массой 200 г с массовой долей йода 10%?

16. Среди нескольких солей галогенов имеется йодид калия. Как его можно обнаружить?

17. Могут ли галогены реагировать друг с другом? Приведите примеры. Укажите степени окисления и назовите эти соединения.

18. Почему бромоводород и иодоводород нельзя получить способами, применяемыми для получения хлороводорода?

19. Допишите правую часть уравнений реакций. Расставьте коэффициенты методом полуреакций:

 

1. I2 + Cl2 + H2O ® HIO3 + …

2. Cl2 + Ca(OH)2 ® Ca(ClO)2 + …

3. PbO2 + KI + H2SO4 ® PbSO4¯ + …

4. Cl2 + H2SO3 + H2O ® HCl + …

 
   
 
 
 

               
 

желудочных, кишечных кровотечениях и для усиления диуреза (осмотический диурез).

Potassium Сhloride, Kalii chloridum (KCl) - калия хлорид - бесцветные кристаллы или белый кристаллический порошок без запаха, соленого вкуса Калия хлорид является антиаритмическим средством и источником ионов К+ (при гипокалиемии). Он также входит в состав плазмозамещающих жидкостей. Калия хлорид оказывает умеренное диуретическое действие. При гипокалиемии, аритмии, интоксикации наперстянкой назначают внутрь (после еды) по 1 г 4-5-7 раз в день (т.к. быстро выводится из организма). Нельзя принимать калия хлорид больным с нарушением выделительной функции почек. Ионы калия влияют на сократительную способность миокарда.

Sodium Bromide, Natrii bromidum (NaBr) - натрия бромид - белый кристаллический порошок без запаха, соленого вкуса. Гигроскопичен. Применяют в качестве седативного (успокаивающего) средства внутривенно. Также как и калия бромид, его выпускают в виде ампулироваиных 5,10 и 20%-ных растворов по 10 мл.

Potassium Bromide, Kalii bromibum (KBr) - калия бромид - бесцветные или белые кристаллы или мелкокристаллический порошок без запаха, соленого вкуса. Также как и натрия бромид, его применяют как средство успокаивающее центральную нервную систему при неврастении и повышенной возбудимости; KBr усиливает процессы торможения в коре головного мозга. В вену KBr не вводят из-за возможного угнетающего действия ионов калия (К+) на проводимость и возбудимость сердечной мышцы. Форма выпуска - порошок и таблетки по 0,5 г.

Sodium Iodide, Natrii iodidum (NaI) - натрия йодид – белый кристаллический порошок без запаха, соленого вкуса, гигроскопичен.

Potassium Iodide, Kalii iodidum (KI) - калия йодид - бесцветные или белые кристаллы или мелкокристаллический порошок без запаха, солено-горького вкуса. Гигроскопичен. Натрия и калия йодиды применяют как препараты йода при гипертиреозе, эндемическом зобе, воспалительных заболеваниях дыхательных путей, глазных заболеваниях (катаракта и др.), бронхиальной астме. Эти препараты назначают внутрь в растворах и микстурах по 0,3-1 г на прием 3-4 раза в день после еды. Растворы калия иодида в вену не вводят из-за угнетающего действия ионов калия на сердце.

Solutio iodi spirituоsa 5% - раствор йода спиртовый 5% - прозрачная жидкость красно-бурого цвета с характерным запахов. Йод в медицинской практике применяют в качестве антисептичес­кого средства. Спиртовый 5%-ный раствор йода используют для обработки ран, подготовки операционного поля. В воде йод плохо растворяется, чтобы повысить растворимость добавляют калия йодид, который с йодом образует растворимые в воде комплексные соли (полииодиды).

Solutio iodi spirituosa 1 et 2% - готовят растворением йода в 96%-ном этиловом спирте без добавления калия йодида. Раствор йода в медицинской практике применяют как антисепти­ческое средство. Спиртовый раствор йода используют для обработки ран.

 

 

Щелочные металлы образуют соли практически со всеми кислотами. В большинстве своем это бесцветные кристаллические вещества с ион­ной химической связью. В воде и в расплавах это сильные электролиты, большинство из них хорошо растворяется в воде. К малорастворимым солям относятся: LiF, Li2CO3, Li3PO4, KClO4, RbClO4, CsClO4 и некоторые комплексные соединения – Na[Sb(OH)6], K2[PtCl6], Rb2[PtCl6], Cs2[PtCl6].

Из щелочных металлов ионы Li+ и Na+ наиболее жесткие кислоты, так как их радиусы наименьшие в ряду всех ионов s-металлов I группы. Аналогично, в ряду галогенид ионов F-, Cl-, Br-, I-, наиболее жесткое основание F- - ион. В связи с этим растворимость галогенидов уменьшается от MeF к MeI.

Галогениды щелочных металлов находят широкое применение в про­мышленности как исходные вещества для получения многих других соединений

NaCl используют как консервирующее средство; в производстве мыла, органических красителей, в керамической промышленности. Смесь NaCl со льдом в соотношении 3,5:1 понижает температуру до -21°С.

В качестве исходного сырья хлорид натрия примеянется в производстве хлора, натрия, хлороводородной кислоты, гидроксида натрия, солей: гипохлорита, хлората, карбоната натрия; гидрокарбоната и гидросульфата натрия и др., что представлено следующей схемой:

 

Сульфаты s-элементов I группы - бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимы в воде. В их ионных кристаллических решетках находятся тетраэдрические ионы – SO42-.

Сульфат натрия кристаллизуется с десятью молекулами воды: Na2SO4´10H2O (глауберова соль), обладает слабительным действием.
 
   
 
 
 

               
 

Сульфат натрия применяется в производстве вискозного волокна, стекла, фармацевтических препаратов и др.

Карбонаты - бесцветные кристаллические вещества, в их ионных кристаллических решетках находятся треугольные ионы -CO32-. Карбонаты щелочных металлов, кроме Li2CO3, который при нагревании разлагается до точки плавления:

Li2CO3 Li2O + CO2­,

плавятся без разложения при 800-900 °С и хорошо растворяются в воде.

В водном растворе карбонаты взаимодействуют с CO2, образуя гидрокарбонаты, среди которых NaHCO3 менее растворим в воде, чем гидрокарбонаты остальных щелочных металлов.

При обычной температуре гидрокарбонаты устойчивы (LiHCO3 в кристаллическом состоянии не известен), но при нагревании легко переходят в средние соли угольной кислоты:

 

2MeHCO3 Me2CO3 + CO2­ + H2O

 

Нитраты - бесцветные хорошо растворимые в воде кристалли­ческие вещества, в их ионных кристаллических решетках находятся треугольные ионы – NO3-. Из всех нитратов только LiNO3 образует кристаллогидрат: LiNO3·3H2O.

Нитрат лития в отличие от остальных плавится с разложением до оксида:

 

4LiNO3 2Li2O + 4NO2­ + O2­

 

Остальные разлагаются до нитритов:

 

2KNO3 2KNO2 + O2­

 

NaNO3 - белые гигроскопичные кристаллы, хорошо растворяются в воде.

В природе NaNO3 встречается в виде минерала - чилийской селитры, которая является составной частью удобрений. NaNO3 применяется в производстве взрывчатых веществ, стекла и эмалей.

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...