Учебное пособие Санкт-Петербург




НазваниеУчебное пособие Санкт-Петербург
страница14/18
Дата конвертации03.02.2013
Размер0.99 Mb.
ТипУчебное пособие
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   18

3.4 Соединения с кислородом, гидроксиды



Элементы IIa группы с кислородом образуют два типа соединений  оксиды (МО) и пероксиды (МО2).

Оксиды металлов – МО – представляют собой белые, тугоплавкие кристаллические вещества, с ионной кристаллической решёткой. Оксиды можно получить как при непосредственном взаимодействии металлов с кислородом, так и при термическом разложении гидроксидов, карбонатов и нитратов:


Mg(OH)2  MgO + H2O;

ВaCO3  ВaO + CO2;

2Sr(NO3)2  2SrO + 4NO2 + O2.

Оксид бериллия – ВеО – очень тугоплавкое вещество (Тпл = 2580С, Ткип = 4000С). В кристаллах оксида атомы бериллия и кислорода связаны ковалентными связями. Реакционная способность BeO зависит от способа получения и степени его прокаливания. Оксид, прокалённый при температурах не выше 500С, плохо растворим в воде (2·10–4 г/л при 25С), но хорошо растворяется в растворах кислот и щелочей:


BeO + H2SO4  BeSO4 + H2O;

BeO + 2NaOH + H2O  Na2[Be(OH)4].


Таким образом, ВеО проявляет типичные амфотерные свойства. Однако, прокаленный при температурах выше 1800С BeO, так же как и Al2O3, очень инертен и растворяется только в плавиковой кислоте, благодаря образованию прочного фторидного комплекса:


ВеО + 4HF  H2[BeF4] + H2O.


Оксид бериллия реагирует с расплавленными щелочами, карбонатами и дисульфатами щелочных металлов:


BeO + 2NaOH  Na2BeO2 + H2O,

BeO + Na2CO3  Na2BeO2 + CO2,

BeO + Na2S2O7  BeSO4 + Na2SO4.


При температурах выше 1000С ВеО взаимодействует с хлором и хлороводородом:


2BeO + 2Cl2  2BeCl2 + O2,

BeO + 2HCl BeCl2 + H2O.


Оксид бериллия относится к наименее летучим из тугоплавких оксидов. Кроме того, до 800С он устойчив по отношению к расплавленным щелочным металлам (Li, Na, K) и не реагирует с никелем, железом, молибденом, ураном, торием, титаном и платиной. Это обстоятельство, а также высокая теплопроводность и незначительное термическое расширение делает его превосходным термостойким материалом и определяет применение ВеО в качестве огнеупорной керамики (тигли, защитные плитки).


Оксид магния MgO – белый, рыхлый, тугоплавкий (Тпл = 2825С) порошок. Он обладает основными свойствами и растворим в кислотах. Обычно оксид магния получают путем прокаливания природного магнезита:


MgCO3  MgO + CO2.


Оксид относительно инертен, мало растворим в воде, особенно после прокаливания при высокой температуре.


Оксид кальция СаО  представляет собой белое тугоплавкое вещество (tпл = 2630С). Его получают прокаливанием известняка:

CaCO3  CO2 + CaO, Н =145 кДж.


По химическим свойствам оксид кальция является типичным основным оксидом, он легко растворяется в воде и кислотах. При взаимодействии с водой выделяется значительное количество теплоты и образуется гидроксид кальция (гашённая известь):


CaO + H2O  Ca(OH)2 , Н= 67 кДж.


Оксид кальция служит исходным веществом для получения многих практически важных неорганических соединений: карбида кальция, цианоамида кальция, гидроксида кальция, хлорной извести и др.

Оксиды бария и стронция сходны по свойствам с оксидом кальция, являются типичными основными оксидами. Они лучше растворяются в воде и кислотах.

Пероксиды – МОизвестны для всех металлов, кроме бериллия. Это белые вещества с ионной кристаллической решёткой. С ростом радиуса катиона металла устойчивость пероксидов возрастает. При нагревании пероксиды разлагаются, температура распада закономерно растёт от магния к барию, причём в случае BaO2 и SrO2 реакция обратима:


2MgO2  2MgO + O2 (при 330C);

2BaO2 2BaO + O2 (при 840С).

Все пероксиды можно получить реакцией гидроксидов металлов с водным раствором Н2О2 (  30% масс.):

Са(ОН)2 + Н2О2 + 6Н2О СаО28Н2О.

Образовавшийся гидрат пероксида подвергают сушке. Пероксид бария – ВаО2 – получают также реакцией ВаО с кислородом воздуха при 330  530С.

Пероксиды щелочноземельных металлов, в отличие от пероксидов щелочных металлов, устойчивы к действию воды – их гидролиз протекает медленно:

ВаО2 + 2 Н2О Ва(ОН)2 + Н2О2.

Действием на пероксиды разбавленной серной кислоты можно получать водные растворы пероксида водорода:


ВаО2 + Н2SO4  H2O2 + BaSO4.


Пероксиды щелочноземельных металлов сильные и удобные в применении твёрдфазные окислители, но они менее активны, чем пероксиды щелочных металлов, и их реакционная способность проявляется при повышенных температурах. Так пероксид бария используется в реакциях окислительного щелочного сплавления («щелочной плав») для перевода тугоплавких металлов в растворимые соединения. Например, порошкообразный иридий не растворяется даже в «царской водке», но при сплавлении с ВаО2 образует растворимую соль:


Ir + 3BaO2  2BaO + BaIrO3.

Гидроксиды элементов IIa группы – М(ОН)2 – являются наглядным примером показывающим изменение основных свойств гидроксидов при движении по группе сверху вниз. Так при движении от Ве к Ra рост радиуса атома сопровождается ослаблением связи металла с кислородом гидроксо-группы, что проявляется в усилении основных свойств гидроксидов.

Гидроксид бериллия – Be(OH)2типично амфотерное соединение, малорастворимое в воде (2103 г/л при 25С). Его получают действием растворов щелочей или аммиака на растворы солей бериллия. Свежеосаждённый гидроксид (аморфная модификация) растворим не только в кислотах и щелочах:


Be(OH)2 + 2HCl  BeCl2 + 2H2O,

Be(OH)2 + 2NaOH  Na2[Be(OH)4],


но, в отличие от Al(OH)3, и в растворах карбоната аммония:


Be(OH)2 + 2(NH4)2CO3 (NH4)2[Be(CO3)2] + 2NH3H2O.


При сплавлении с безводной щелочью Be(OH)2 образует бериллаты:


Be(OH)2 + 2KOH  K2BeO2 + 2H2O.


Кислотные свойства гидроксида бериллия выражены очень слабо, поэтому в водном растворе бериллаты сильно гидролизуются.

Гидроксид магния – Mg(OH)2 мало растворим в воде (1·10-4 г/л при 20С) и является слабым основанием. Его получают в виде прозрачного студенистого осадка действием щелочей на растворимые соли магния. Мg(OH)2 хорошо растворяется в кислотах, а также в растворах солей аммония:


Mg(OH)2 + 2CH3COOH Mg2+ + 2 CH3COO + 2 H2O,

Mg(OH)2 + 2NH4+ Mg2+ + 2 NH3H2O.

Последняя реакция протекает благодаря образованию слабодиссоциирующего NH3H2O.

Гидроксиды Са(ОН)2 Sr(OH)2Ba(OH)2 – сильные основания, их растворимость в воде увеличивается от кальция к барию и при 20С соответственно составляет – 2 г/л, 9 г/л и 38 г/л. В такой же последовательности возрастают и основные свойства. Эти гидроксиды получают взаимодействием оксидов с водой:


MO + H2O  M(OH)2

Наибольшее практическое значение имеет гидроксид кальция – Са(ОН)2. Его насыщенный раствор называется известковой водой. Известковая вода разъедает кожу, вызывает ожоги слизистых оболочек, очень опасна при попадании в глаза. На воздухе она быстро становится мутной вследствие поглощения из воздуха углекислого газа и образования малорастворимого карбоната кальция:


Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O.


Растворы гидроксида бария используются для анализа газов на содержание СО2, для получения гидроксидов цезия и рубидия и других оснований:


Ba(OH)2 + Rb2SO4  BaSO4 + 2RbOH.

1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   18

Похожие:

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт-Петербург
Учебное пособие предназначено для студентов II курса химических специальностей

Учебное пособие Санкт-Петербург iconНовые поступления в библиотеку балтийского русского института
Федералогия: учебное пособие / Р. Г. Абдулатипов. Санкт-Петербург: Питер, 2004. 320 с.: ил. (Учебное пособие)

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие санкт-петербург
Вязкость жидких сред: Учебное пособие / И. В. Степанова, А. В. Тарасов. – Спб.: Петербургский государственный университет путей сообщения,...

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Издательство спбгпу санкт-Петербург
Учебное пособие соответствует дисциплинам опд ф10 «Сети ЭВМ и телекоммуникации» государственного общеобразовательного стандарта направления...

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт Петербург 2002 удк 629. 76
Керножицкий В. А., Бызов Л. Н. Надежность. Лабораторный практикум: Учебное пособие. Балт гос тех ун-т, спб., 2002. – с

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт-Петербург 2001 2 удк 532. 517. 4 Б 43 Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие / И. А. Белов, С. А
Дан структурный анализ одного из важнейших направлений в исследовании турбулентных те

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт-Петербург 2008 Авторы : Кокин В. Г., кандидат военных наук, доцент; Абликов В. И. Под общей редакцией
Учебное пособие предназначено для должностных лиц и специалистов го и рсчс организаций, преподавателей умц гочс и пб

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие Санкт-Петербург 2007 Научный редактор: Шипицына Л. М. д б. н., проф., заслуж деят науки рф
Профилактика вич-инфекции у несовершеннолетних в образовательной среде: Учебное пособие / Под ред. Л. М. Шипицыной. – Спб, 2007

Учебное пособие Санкт-Петербург iconТехника и технические науки в целом 22. 30. 10я73 Метрология, стандартизация, сертификация и электроизмерительная техника : учеб пособие для вузов / К. К. Ким [и др.]; под ред. К. К. Кима. Санкт-Петербург и др. Питер, 2006. 367 с. (Учебное пособие)
Метрология, стандартизация, сертификация и электроизмерительная техника : учеб пособие для вузов / К. К. Ким [и др.]; под ред. К....

Учебное пособие Санкт-Петербург iconУчебное пособие для студентов гуманитарных факультетов Санкт-Петербург


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница