Химические свойства металлов
1) Простые вещества:
Li (K, Na, Ba)+O2®Li2O (K2O, Na2O, CaO, BaO) при комнатной t0
2Cu + O2 ® 2CuO
2Fe + 3Cl2 ® FeCl3
Zn + S ® ZnS
3Mg + N2 ® Mg3N2
4Al + 3C ® Al4C3
3Ca + 2P ® Ca3P2
Ca + H2 ® CaH2
Li, K, Ba, Ca, Na окисляются при обычных условиях;
Cu, Hg при нагревании;
Ag, Pt, Au не окисляются.
2) Сложные вещества:
(H2O, кислоты, соли)
2Na + 2H2O ® 2NaOH + H2 (металлы главной подгруппы 1 гр. и Co, Sr, Ba)
Zn + H2SO4(р) ® ZnSO4 + H2
Cu + H2SO4(k) ®
Mg + 2HCl ® MgCl2 + H2
Li, K, Ba, Ca, Na, Sr – реагируют с Н2О при обычных условиях;
Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Ni – реагируют с парами воды;
Su, Pb, Cu, Hg, Ag – не реагируют с водой при нагревании.
3) Cu + 2H2SO4(k) ® CuSO2 + SO2 + H2O
3Zn + 4H2SO4(k) ® 3ZnSO4 + S0¯ + 4H2O
4Ba + 5H2SO4(k) ® 4BaSO4 + H2S + 4H2O
Cu + 4HNO3(k) ® Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Fe + 4HNO3(p) ® Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
4Zn + 10HNO3(k) ® 4Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O
5Mg + 12HNO3(p) ® 5Mg(NO3)2 + N2 + 6H2O
4Ca + 10HNO3(p) ® 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Металлы от Li до Pb реагируют с разбавленными кислотами;
Cu, Hg, Ag, Pt, Au – не реагируют с разбавленными кислотами (кроме HNO3);
Растворы солей.
Zn + CuCl2 ® ZnCl2 + Cu (более активный металл вытесняет из раствора соли менее активный металл).
Ba + 2H2O ® Ba(OH)2 + H2
Ba(OH)2 + CuCl2 ® BaCl2 + Cu(OH)2¯
Ba + CuCl2 + 2H2O ® Cu(OH)2¯ + H2 + BaCl2
Так реагируют с водными растворами солей очень активные металлы (Li, Na, K, Rb, Cs, Ca, Sr, Ba.)
Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Cr, Fe, Pb, (H2), Cu, Ag, Hg, Pb.
Восстановительная способность простых веществ понижается.
Li+,K+,Ca2+,Na+,Mg2+,Al3+,Zn2+,Cr3+,Fe2+,Pb2+,(2H+),Cu2+,Ag+,Hg2+,Pb2+
Окислительная способность гидратированных ионов усиливается
16.3.Металлы II группы главной подгруппы – бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий. Их (кроме бериллия и магния) называют щелочно – земельными металлами
Основные сведения об элементах кальция и магния.
| Символ элемента | Mg | Ca |
| Латинское название | Magnesium | Calcium |
| Русское название | магний | Кальций |
| Год открытия | ||
| Авторы открытия | Г. Дэви | Г. Дэви |
| Содержание в земной коре, массовая доля,% | 2,1 | 3,6 |
| Основные природные соединения | 2MgO*SiO3 (оливин) MgCO3 (магнезит) MgCO3*CaCO3 (доламит) MgCl2*KCl6*6H2O (карналлит) | CaCO3 (кальцит) CaO*Al2O3*2SiO2 (апортит) CaSO4*2H2O (гипс) CaF2 (флюорит) Ca3(PO4)2 (фосфорит) Ca5(PO4)3X (Х=F,Q,OH) (апатит) |
Кальций. Основные свойства, получение.
| Физические свойства | Химические свойства | Способы получения |
| Серебристо- белый металл ρ=1,550 кг/м3 Тпл=839 0С Удельное электро-сопротивление 0,038 мкОм*м. Соединения Са окрашивают пламя в оранжево – красный цвет | Взаимодействие с простыми веществами (неметаллами-O2, N2, P, C, Cl2, H2) Ca+Cl2→CaCl2 | Электролиз расплава СаСl2 с добавлением CaF2 для снижения температуры плавления CaCl2 Метод электротермия: 14CaO+6Al→5CaO* *3Al2O3+9Ca |
Соединения кальция. Химические свойства, получение.
| Соединения | Химические свойства | Способы получения |
| СаО – оксид кальция (жженая известь) | CaO+H2O→Ca(OH)2 CaO+SO3→CaSO4 CaO+2HCl→CaCl2+H2O CaO+3C→CaC2+CO | Прокаливанием известняка CaCO3→ →CaO+CO2↑ |
| Ca(OH)2- гидроксид кальция (гашеная известь) | Обладают свойствами щелочи Ca(OH)2+H2SO4→CaSO+2H2O Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O Ca(OH)2+SiO2→CaSiO3↓+H2O 3Ca(OH)3+2K3PO4→Ca3(PO4)2+6KOH | Взаимодействием CaO с водой CaO+H2O→Ca(OH)2 |
| Ca3N2 – нитрид кальция | Ca3N2+6H2O→3Ca(OH)2+2NH3 | 3Ca+N2→Ca3N2 |
| Ca3P2 – фосфид кальция | Ca3P2+6H2O→3Ca(OH)2+2PH3 | 3Ca+2P→Ca3P2 |
| CaC2 – карбид кальция | CaС2+2H2O→Ca(OH)2+С2H2↑ | Ca+2C→CaC2 |
| CaH2 – гидрид кальция | CaН2+2H2O→Ca(OH)2+2H2↑ | Ca+H2→CaH2 |
| CaCl2 Ca(NO3)2 CaSO4, CaCO3, CaSiO3 | Проявляют все химические свойства солей CaCO3→CaO+CO2↑ | Взаимодействием CaO или Ca(OH)2 с соответствующими кислотами |
| CaSO4*2H2O гипс | 2[CaSO4*2H2O] → →2CaSO4*H2O+3H2O↑ | CaSO4+2H2O→CaSO4*2H2O |
| 2CaSO4*H2O аллебастр | Нагреванием гипса до 150-1800С |
Жесткость – один из технологических показателей, принятых для характеристики состава и качества природных вод.
Жесткость можно измерить ммоль/дм3 или ммоль/л.
Общая жесткость воды представляет сумму временной и постоянной жесткости.
Сумма концентраций ионов Са2+ и Mg2+ является количественной мерой жесткости воды: Жн2о= С Cа2+ + С Mg2+.
Концентрация ионов Са2+ и Mg2+ в воде эквивалентная содержанию иона HCO3-, определяет карбонатную (временную) жесткость воды, а концентрация Са2+ и Mg2+, эквивалентная всем другим анионам (SO42-, Cl-, и т.д.) – некарбонатную (Постоянную)
Использование природной воды в технике требует ее предварительной очистки, и умягчения (снижения жесткости до определенной нормы).