Хімічні властивості лужних металів
Всі лужні метали надзвичайно активні , у всіх хімічних реакціях проявляють відновні властивості, віддають свій єдиний валентний електрон, перетворюючись на позитивно заряджений катіон:
M0 – M +
Як окислювачів можуть виступати прості речовини – неметали, оксиди, кислоти, солі, органічні речовини.
Взаємодія з неметалами
Лужні метали легко реагують з киснем, але кожен метал проявляє свою індивідуальність:
оксид утворює тільки літій:
натрій утворює пероксид:
калій, рубідій і цезій – надпероксід:
З галогенами все лужні метали утворюють галогеніди:
2Na + Cl2 = 2NaCl.
Взаємодія з воднем, сіркою, фосфором, вуглецем, кремнієм протікає при нагріванні:
з воднем утворюються гідриди:
з сіркою – сульфіди:
з фосфором – фосфіди:
з кремнієм – силіциди:
з вуглецем карбіди утворюють літій і натрій:
калій, рубідій і цезій карбіди не утворюють, можуть утворювати сполуки включення з графітом.
З азотом легко реагує тільки літій, реакція протікає при кімнатній температурі з утворенням нітриду літію:
Взаємодія з водою Взаємодія літію, натрію і калію з водою
Всі лужні метали реагують з водою, літій реагує спокійно, тримаючись на поверхні води, натрій часто запалюється, а калій, рубідій і цезій реагують з вибухом:
2M + 2H2O = 2MOH + H2.
Взаємодія з кислотами
Лужні метали здатні реагувати з розведеними кислотами з виділенням водню, проте реакція буде протікати неоднозначно, оскільки метал буде реагувати і з водою, а потім утворюється луг буде нейтралізуватися кислотою.
При взаємодії з кислотами-окислювачами, наприклад, азотної, утворюється продукт відновлення кислоти, хоча протікання реакції також неоднозначно.
Взаємодія лужних металів з кислотами практично завжди супроводжується вибухом, і такі реакції на практиці не проводяться.
Взаємодія з аміаком
Лужні метали реагують з аміаком з утворенням аміду натрію:
2Li + 2NH3 = 2LiNH2 + H2.
Взаємодія з органічними речовинами
Лужні метали реагують зі спиртами та фенолами, які проявляють в даному випадку кислотні властивості:
2Na + 2C2H5OH = 2C2H5ONa + H2;
2K + 2C6H5OH = 2C6H5OK + H2;
також вони можуть вступати в реакції з галогеналканами, галогенпохідних аренов та іншими органічними речовинами.
Відновлення металів з оксидів і солей
Менш активні метали можуть бути отримані відновленням лужними металами:
Источник
Реакція лужних або лужно-земельних металів з водою.
2. Реакція оксидів лужних і лужно-земельних металів з водою.
ІІ. Нерозчинних основ.
1. Реакція лугів з солями.
FeCl2 + 2NaOH = Fe(OH)2↓ + 2NaCl
Забарвлення деяких нерозчинних оcнов:
1. Cu(OH)2 – голубий колір
2. СuOН — жовтий колір
3. Fe(OH)2 — брудно-зелений колір
Всі інші основи(луги і нерозчинні) є білі тверді речовини.
Тема 13. Кислоти.
Кислоти– це складні речовина, які складаються з атомі Гідрогену і кислотного залишку.
HCl — хлоридна кислота
Кислоти поділяють за:
І. вмістом Оксисену в кислотному залишку:
1. безоксигенові (HCl, H2S)
Кислоти є електролітами. Кислоти – цеелектроліти, які дисоціюють на йони-Гідрогену(Н + ).
І. За кількістю атомів Гідрогену (Н):
3. одноосновні (HСl, HNO3);→
Хімічні властивості кислот
1.Реакця зміни забарвлення індикаторів (реакція дисоціації).
У розчинахкислот:
Лакмус ізфіолетового начервоний
Метилоранж із оранжевого на червоний
Універсальний індикатор із жовтого на червоний
Фенолфталеїн не змінює
2. Реакція з основними або амфотерними оксидами.
Кислоти взаємодіють з основними або амфотерними або змішаними оксидами утворюючи сіль і воду.
2НCl + CаO = СaCl2 + Н2О
3. Реакція з основами.
Всі кислотии взаємодіють з основами,утворюючи сіль і воду. Реакція обміну, а називається реакціянейтралізації.
NaOН + HCl = NaCl + H2O
4. Реакція з солями.
Сильні кислоти (HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, H3PO4) взаємодіють з солями, утвореними слабкими кислотами (H2CO3, H2SO3 ,H2SiO3, H2S, HF). Реакція обміну .
5. Реакція з металами.
Кислоти взаємодіютьз металами, які стоять у ряду металів до Н,утворюючисіль і водень.Реакція заміщення.
Добування кислот
І. Безокигенові.
1. Реакція неметалів з воднем.
2. Реакція сильних кислот з солями, утвореними слабкими кислотами
2HCl + Na2S = H2S + 2NaCl
ІІ. Оксигеновмісних.
1. Реакція кислотних або подвійних оксидів з водою.
2. Реакція сильних кислот з солями, утвореними слабкими кислотами
Амфотерні гідроксиди
Амфотерні гідроксиди –це гідроксиди деяких металів,якіодночаснопроявляють властивостіяк кислот так і основ.
Хімічні властивості амфотерних гідроксидів
1. Реакція з кислотами.
Всі амфотерні гідроксиди взаємодіють з кислотами, утворюючи сіль і воду, подібно як основи. Реакція обміну.
2. Реакція з лугами.
Всі амфотерні гідроксиди взаємодіють з лугами,утворюючи сіль і водуподібно як кислоти.
3. Реакція розкладу при нагріванні.
Амфотерні гідроксиди при нагріванні розкладаються на оксид
металу і воду, подібно як нерозчинні основи.
Добування амфотерних гідроксидів
1. Реакція лугів з солями.
FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓ + 3NaCl
Тема 14. Солі.
Солі – це складні речовини, які складаються з атомів металу і кислотного залишку.
AlCl3 — алюміній хлорид
Солі поділяються на:
1. Середні(нормальні) солі (містять Ме + кислотний залишок);;
2. кислі солі (містять Ме + Н + кислотний залишок);
3. основні солі(містять Ме + ОН + кислотний залишок);
Cолі є електролітами. Солі– цеелектроліти, які дисоціюють на катіони металів і аніони кислотного залишку.
Хімічні властивості середніх солей
1. Реакція з кислотами.
Солі, утворені слабкими кислотами, взаємодіють з сильними кислотами, якщо утворюється нова сіль і нова кислота. Реакція обміну .
2. Реакція з лугами.
Солі взаємодіють з лугами, якщо утворюється хоча б одна нерозчинна речовина . Реакція обміну .
FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓ + 3NaCl
3. Реакція з металами.
Солі, утворені слабкими металами,взаємодіютьіз сильними металами. (Сильні метали ті, які знаходяться лівіше у ряду металів).
4. Реакція з солями.
Солі взаємодіютьміж собою, якщо утворюється хоча б одна нерозчинна сіль.
Кислі солі.
Одержують кислі солі реакцією нейтралізації дво або триосновних кислот з
Основною хімічною властивістю кислих солей є взаїмодія їх з лугами, що містятьметал, яким утворена кисла сіль, утворюючи нормальні середні солі:
Назви кислих солей
Магній гідрогенкарбонат — Mg(HCO3)2
натрій гідрогенсульфід — NaHS
Основні солі
Одержують основні солі реакцією нейтралізації дво або трикислотних основ з кислотами.
Назви основних солей
Магній гідроксоортофосфат — [Mg(OH)]3PO4
кальцій гідроксонітрат — Сa(OH)NO3
Забарвлення деяких солей:
1. AgCl – білий сирнистий осад;
2. AgBr — жовтуватий сирнистий осад;
3. AgI — жовтий сирнистий осад;
4. Ag3PO4 — жовтий кристалічний осад;
5. BaSO4 — білий кристалічний осад;
6. PbS — чорний осад.
Всі інші солі(розчинні і нерозчинні) є білі тверді речовини.
Металічні елементи
Тема 15. Загальна характеристика металів.
Серед 110 елементів 88елементів – це метали.
Особливості будови типових атомівметалів:
1. Одинабо два електрони на зовнішньому шарі;
2. Мають великий радіус, тобто велику кількість електронних шарів;
3. Атоми металівмають властивістьтільки віддавати електрони з
зовнішнього шару,тобто ухімічних реакціяхвиступають тільки
відновникамиі усполукахмаютьтільки позитивну ступінь
окиснення. ( С.О. Ме — 0 , +n)
У періодичній системі металічні елементи знаходяться у лівій нижній її частині(якщо провести діагональ від Бору до Астату – для р-металічних елементів).
Типові метали знаходяться: у І-А і ІІ-А группах, а також у всіх побічних підгрупах
Для металів характерний металічний зв’язок і металічна кристалічна гратка. Молекули металів складаються з одного атома: Na, Fe, Ag, Al .
Є такі найважливіші родини металів:
1. І-А група – «лужні метали» (Li — Fr);
2. ІІ-А група — «лужно-земельні метали» (Ca – Ra).
Загальні фізичні властивості металів:
Метали мають металічну кристалічну гратку, в якій є вільні електрони(«електронний газ».
1. Металічний блиск (Ag, Au);
2. За агрегатним станом метали всі тверді речовини, крім ртуті (Hg);
3. Пластичність.У ряді Au-Ag-Cu-Sn-Pb-Zn-Fe пластичність зменшується.
4. електропровідні (Ag, Au, Cu, Al, Fe);
5. теплопровідні подібно як електропровідність, тільки найбільш теплопровідні – бісмут і ртуті.
6. Твердість. Найтвердіший – хром ( розрізає скло), найм’якіші – лужні метали(ріжуться ножем).
7. мають різні густини: легкі метали (ρ 5 г/мл)
ρ(Li)=0,53 г/мл; ρ(Os) = 22,6 г/мл.
8. мають різні температури плавлення(t(плавлення)Hg = -39 0 ; t(плавлення)W =
9. Чорні (залізо і його сплави) і кольорові метали (всі інші).
10. Благородні метали (срібло, золото, платина, паладій).
11. Метали з t(плавлення вище 1000 0 С вважаються тугоплакими, а нижче – легкоплавкими.
Загальні хімічні властивості металів:
1. Реакція з неметаллами: (утворюють солі, тільки кисень – оксиди)
2. Реакція з водою:
А) при звичайних умовах взаємодіє тільки з лужними та лужно-земельними металами, утворюючи луг і водень:
Б) при нагріванні взаємодіють всі інші метали, крім благородних металів(Pt, Au), утворюючи оксид металу і водень
3. Реакція з кислотами.
Метали,що стоятьу ряді металів до Н,взаємодіютьз кислотами,утворюючисіль і водень.
Реакція з солями.
Солі, утворені слабкими металами,взаємодіютьіз сильними металами. (Сильні метали ті, які знаходяться лівіше у ряду металів).
Методи добування металів.
Відомі такіметоди добування металів із руд:
1. Пірометалургій ний — це метод при якому використовується високі температури (1500-1800 0 С) і таківідновники: С(кокс), СО (чадний газ), Н2, Al(алюмотермія).
Цим методом одержують чавун і сталь.
2. Гідрометалургійний — це метод при якому руду розчиняють у
кислотах і одержаний розчин солі піддають електролізу або
Источник
Взаємодія лужних металів з водою
Лужні метали: літій, натрій, калій – дуже активні. На повітрі вони реагують з киснем і водяними парами, тому їх зберігають під шаром гасу. Літій – найлегший зі всіх металів, він легший за гас. Дістанемо шматочок літію з гасу, очистимо його. Літій досить твердий у порівнянні з іншими лужними металами, він важко ріжеться ножем. Помістимо шматочок літію в чашку Петрі, наповнену водою. Літій енергійно реагує з водою з виділенням водню і утворенням лугу – літій гідроксиду. При додаванні краплі розчину фенолфталеїну в чашку Петрі з’являється малинове забарвлення. Натрій – більш м’який метал, легко ріжеться ножем. Зріз натрію – сріблясто-білий, швидко тьмяніє на повітрі. Шматочок натрію поміщаємо на поверхню води. Потрапляючи в воду, натрій плавиться і починає швидко рухатися по поверхні води, під дією бульбашок водню, що виділяється. Шматочок натрію зменшується на очах.
В процесі реакції також утворюється луг – натрій гідроксид. З калієм потрібно поводитися дуже обережно. На повітрі він може самозайматися. Шматочок калію помістимо в чашку Петрі з водою. Калій так енергійно реагує з водою, що водень, який виділяється в реакції, загоряється. З метою безпеки чашку Петрі слід накрити скляною пластинкою. З трьох лужних металів найбільш активним є калій.
2Li + 2H2O = 2LiOH + H2
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
2K + 2H2O = 2KOH + H2
Обладнання: чашки Петрі, фільтрувальний папір, пінцет, скальпель.
Техніка безпеки. Дотримуватися правил роботи з лужними металами. Шматочки металів, які використовуються в досліді, не повинні бути більшими за рисове зерно.
Постановка досліду і текст – к.п.н. Павло Беспалов.
Источник
