Способы получения щелочных металлов
Все щелочные металлы встречаются в природе исключительно в виде соединений, являются сильными восстановителями, и их получение требует высоких энергетических затрат.
Литий получают электролизом расплава хлорида лития, который образуется при переработке сподумена. Переработка сподумена – процесс довольно сложный, включает стадии получения алюмината лития, гидроксида лития и хлорида лития:
2LiCl 2Li + Cl2.
Известен также способ получения лития из его оксида в вакууме при 300°С:
2Li2O + Si + 2CaO = 4Li + Ca2SiO4.
Натрийполучают электролизом расплава хлорида натрия с добавками хлорида кальция:
2NaCl 2Na + Cl2.
Натрий можно получить, прокаливая соду с углем в закрытых тиглях, пары металла конденсируются на крышке тигля, выход реакции невысокий:
Na2CO3 + 2C = 2Na + 3CO.
Калий, рубидий и цезийможно получить электролизом расплава их солей, однако на практике таким способом их не получают из-за их высокой химической активности.
Калий получают, пропуская пары натрия через расплав хлорида калия при 800 °С, выделяющие пары калия конденсируют:
KCl + Na = K + NaCl
или при взаимодействии между расплавленным гидроксидом калия и жидким натрием при 440 °С:
KOH + Na = K + NaOH.
Рубидий и цезий получают восстановлением их хлоридов кальцием при 700–800 °С:
2RbCl + Ca = 2Rb + CaCl2,
в качестве восстановителя также используют цирконий, реакция протекает при 650 °С:
2Cs2CO3 + Zr = 4Cs + ZrO2 + 2CO2.
Обнаружение щелочных металлов
Щелочные металлы и их соединения можно обнаружить по характерной окраске пламени: литий окрашивает пламя в карминово-красный цвет; натрий – в желтый; калий – в фиолетовый; рубидий и цезий – в розово-фиолетовый.
Применение щелочных металлов
Литий используется при производстве литиевых аккумуляторов, такие аккумуляторы применяются в кардиостимуляторах. Алюминий-литиевые сплавы нашли применение в авиационной и космической технике.
Расплавы натрия и калия используются в качестве теплоносителей в атомных реакторах и в авиационных двигателях.
Пары натрия используются в люминесцентных светильниках.
Натрий служит катализатором в производстве каучука,используется при производстве калия, титана, циркония и тантала, а также тетраэтилсвинца – добавки, улучшающей детонационные свойства бензина.
Цезийнашел применение в фотоэлементах.
ЩЕЛОЧНО-ЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ
К элементам 2 группы относятся бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий. Групповое название элементов – щелочно-земельные металлы – относится к кальцию, барию, стронцию и радию и связано с тем, что их оксиды раньше называли «землями», а при взаимодействии с водой они образуют щелочи. Радий – радиоактивный элемент, который образуется при распаде изотопа урана 238U, период его полураспада составляет примерно 1600 лет.