Հողալկալիական մետաղները ներառում են IIa խմբի մետաղներ՝ բերիլիում, մագնեզիում, կալցիում, ստրոնցիում, բարիում և ռադիում։ Թեթև, փափուկ և բարձր ռեակտիվ:

ընդհանուր բնութագրերը

Be-ից Ra (պարբերական աղյուսակում վերևից ներքև) աճում է՝ ատոմային շառավիղ, մետաղական, հիմնական, նվազեցնող հատկություններ, ռեակտիվություն։ Նվազեցված էլեկտրաբացասականություն, իոնացման էներգիա, էլեկտրոնների մերձեցում:

Այս տարրերի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաները նման են, քանի որ դրանք գտնվում են նույն խմբում (հիմնական ենթախմբում), ընդհանուր բանաձևը ns 2 է.

• Be-2s2
• Mg-3s2
• Ca-4s2
• S-5s 2
• Ba-6s 2
• Ra-7s2

բնական միացություններ

Բնության մեջ հողալկալիական մետաղները առաջանում են հետևյալ միացությունների տեսքով.

• Be - BeO*Al 2 O 3 *6SiO 2 - beryl
• Mg - MgCO 3 - մագնեզիտ, MgO * Al 2 O 3 - սպինել, 2MgO * SiO 2 - օլիվին
• Ca - CaCO 3 - կավիճ, մարմար, կրաքար, կալցիտ, CaSO 4 * 2H 2 O - գիպս, CaF 2 - ֆտորիտ

Անդորրագիր

Սրանք ակտիվ մետաղներ են, որոնք հնարավոր չէ ստանալ լուծույթի էլեկտրոլիզով: Դրանք ստանալու համար օգտագործվում են հալոցքների էլեկտրոլիզ, ալյումինոթերմիա և դրանց տեղաշարժը աղերից այլ ավելի ակտիվ մետաղներով։

MgCl 2 → (t) Mg + Cl 2 (հալված էլեկտրոլիզ)

CaO + Al → Al 2 O 3 + Ca (ալյումինոթերմիան մետաղներ ստանալու մեթոդ է՝ դրանց օքսիդները ալյումինով նվազեցնելու միջոցով)

MgBr 2 + Ca → CaBr 2 + Mg

Քիմիական հատկություններ

Հողալկալիական մետաղների օքսիդներ

Նրանք ունեն RO ընդհանուր բանաձեւը, օրինակ՝ MgO, CaO, BaO։

Անդորրագիր

Հողալկալիական մետաղների օքսիդները կարելի է ձեռք բերել կարբոնատների և նիտրատների տարրալուծմամբ.

MgCO 3 → (t) MgO + CO 2

Ca(NO 3) 2 → (t) CaO + O 2 + NO 2

Քիմիական հատկություններ

Ցույց տալ հիմնականում հիմնական հատկությունները, բոլորը, բացառությամբ BeO - ամֆոտերային օքսիդի:

Հողալկալիական մետաղների հիդրօքսիդներ

Նրանք ցույց են տալիս հիմնական հատկությունները, բացառությամբ բերիլիումի հիդրօքսիդի՝ ամֆոտերային հիդրօքսիդի։

Անդորրագիր

Ստացեք հիդրօքսիդներ համապատասխան մետաղի օքսիդի և ջրի ռեակցիայի մեջ (բոլորը, բացի Be (OH) 2-ից)

CaO + H 2 O → Ca (OH) 2

Քիմիական հատկություններ

Հիդրօքսիդների մեծ մասի հիմնական հատկությունները հակված են արձագանքելու թթուների և թթվային օքսիդների հետ:

Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + H 2 O

Ca (OH) 2 + H 2 O + CO 2 → Ca (HCO 3) 2 + H 2 O

Ca(HCO 3) 2 + Ca (OH) 2 → CaCO 3 + H 2 O + CO 2

Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O

Արձագանքները աղերի հետ (և ոչ միայն) տեղի են ունենում, եթե աղերը լուծելի են, և ռեակցիայի արդյունքում գազ է դուրս գալիս, առաջանում է նստվածք կամ առաջանում է թույլ էլեկտրոլիտ (ջուր)։

Ba(OH) 2 + Na 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + NaOH

Բերիլիումի հիդրօքսիդը ամֆոտեր է. այն ցուցադրում է երկակի հատկություններ՝ արձագանքելով և՛ թթուների, և՛ հիմքերի հետ։

Be(OH) 2 + HCl → BeCl 2 + H 2 O

Be(OH) 2 + NaOH → Na 2

Ջրի կարծրությունը ջրի հատկությունների մի շարք է, որը կախված է նրանում հիմնականում կալցիումի և մագնեզիումի աղերի՝ բիկարբոնատների, սուլֆատների և քլորիդների առկայությունից:

Տարբերում են ժամանակավոր (կարբոնատային) և մշտական ​​(ոչ կարբոնատային) կարծրություն։

Դուք, հավանաբար, հաճախ եք հեռացնում ձեր տան ջրի կարծրությունը, համարձակվում եմ ասել՝ ամեն օր: Ջրի ժամանակավոր կարծրությունը վերացվում է թեյնիկում ջուրը պարզապես եռացնելով, իսկ դրա պատերին կրաքարը` CaCO 3, կարծրության վերացման անվիճելի ապացույցն է.

Ca(HCO 3) 2 → CaCO 3 ↓ + CO 2 + H 2 O

Նաև ժամանակավոր կարծրությունը կարելի է վերացնել՝ ջրի մեջ Na 2 CO 3 ավելացնելով.

Ca(HCO 3) 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 ↓ + NaHCO 3

Եռալով անընդհատ կարծրության դեմ պայքարելն անիմաստ է. եռման ժամանակ սուլֆատներն ու քլորիդները չեն նստի։ Ջրի մշտական ​​կարծրությունը վերացվում է ջրի մեջ Na 2 CO 3 ավելացնելով.

CaCl 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 ↓ + NaCl

MgSO 4 + Na 2 CO 3 + H 2 O → 2 CO 3 ↓ + CO 2 + Na 2 SO 4

Ջրի կարծրությունը կարելի է որոշել՝ օգտագործելով տարբեր թեստեր: Ջրի չափազանց բարձր կարծրությունը հանգեցնում է կաթսաների, խողովակների և թեյնիկների պատերին կեղևի արագ ձևավորմանը:

©Բելևիչ Յուրի Սերգեևիչ

Այս հոդվածը գրվել է Յուրի Սերգեևիչ Բելևիչի կողմից և նրա մտավոր սեփականությունն է։ Պատճենելը, տարածելը (այդ թվում՝ պատճենելով այլ կայքեր և ռեսուրսներ ինտերնետում) կամ տեղեկատվության և առարկաների ցանկացած այլ օգտագործում՝ առանց հեղինակային իրավունքի սեփականատիրոջ նախնական համաձայնության, պատժվում է օրենքով: Հոդվածի նյութերը ձեռք բերելու և դրանք օգտագործելու թույլտվություն ստանալու համար խնդրում ենք դիմել

Առաջին մաս. ընդհանուր բնութագրերըIIՏարրերի պարբերական աղյուսակի խումբ:

Այս խումբը պարունակում է հետևյալ տարրերը՝ Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra: Նրանք ունեն ընդհանուր էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա՝ (n-1)p 6 ns 2, բացառությամբ Be 1s 2 2s 2-ի: Վերջինիս շնորհիվ Be-ի հատկությունները մի փոքր տարբերվում են ընդհանուր ենթախմբի հատկություններից։ Մագնեզիումի հատկությունները նույնպես տարբերվում են ենթախմբի հատկություններից, բայց ավելի քիչ չափով։ Ca - Sr - Ba - Ra շարքերում հատկությունները փոխվում են հաջորդաբար: Be - Ra շարքի հարաբերական էլեկտրաբացասականությունը ընկնում է, քանի որ. քանի որ ատոմի չափը մեծանում է, վալենտային էլեկտրոնները ավելի հեշտությամբ են հեռանում: IIA ենթախմբի տարրերի հատկությունները որոշվում են երկու ns-էլեկտրոններ արձակելու հեշտությամբ: Այս դեպքում առաջանում են E 2+ իոններ։ Ռենտգենյան դիֆրակցիան ուսումնասիրելիս պարզվել է, որ որոշ միացություններում IIA ենթախմբի տարրերը դրսևորում են միավալենտություն։ Նման միացությունների օրինակ են ԷԳ-ը, որոնք ստացվում են ԷԳ 2 հալվածքին E ավելացնելով: Այս շարքի բոլոր տարրերը բնության մեջ չեն հանդիպում ազատ վիճակում իրենց բարձր ակտիվության պատճառով։

Մաս երկրորդ. Բերիլիում և մագնեզիում:

Բերիլիումի պատմություն

Բերիլիումի միացությունները թանկարժեք քարերի տեսքով հայտնի են եղել դեռևս հնագույն ժամանակներից։ Հին ժամանակներից մարդիկ փնտրում և զարգացնում էին կապույտ ակվամարինների, կանաչ զմրուխտների, կանաչադեղնավուն բերիլների և ոսկեգույն քրիզոբերիլների հանքավայրեր: Բայց միայն 18-րդ դարի վերջում քիմիկոսները կասկածեցին, որ բերիլում ինչ-որ նոր անհայտ տարր կա։ 1798 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս Լյուիս Նիկոլաս Վոկելենը բերիլից մեկուսացրեց «La terree du beril» օքսիդը, որը տարբերվում էր ալյումինի օքսիդից։ Այս օքսիդը քաղցր համ է հաղորդում աղերին, չի առաջացնում շիբ, լուծվում է ամոնիումի կարբոնատի լուծույթում և չի նստում կալիումի օքսալատով: Բերիլիումի մետաղը առաջին անգամ ստացվել է 1829 թվականին գերմանացի հայտնի գիտնական Վելերի և միևնույն ժամանակ ֆրանսիացի գիտնական Բուսիի կողմից, ով մետաղական բերիլիումի փոշի է ստացել՝ բերիլիումի քլորիդը կալիումի մետաղով վերականգնելով։ Արդյունաբերական արտադրության սկիզբը թվագրվում է 30-40 տարի: անցյալ դարը։

Մագնեզիումի պատմություն

Տարրը ստացել է իր անվանումը Հին Հունաստանում գտնվող Մագնեզիա տեղանքից։Մագնեզիում պարունակող բնական նյութերը՝ մագնեզիտը և դոլոմիտը, վաղուց օգտագործվել են շինարարության մեջ։

Մագնեզիայի մետաղական հիմքն իր մաքուր ձևով մեկուսացնելու առաջին փորձերը կատարվել են մ վաղ XIXՎ. Հայտնի անգլիացի ֆիզիկոս և քիմիկոս Համֆրի Դեյվին (1778–1829) այն բանից հետո, երբ նա էլեկտրոլիզեց կաուստիկ պոտաշի և կաուստիկ սոդայի հալվածքները և ստացավ մետաղական Na և K: Նա որոշեց փորձել նույն կերպ քայքայել հողալկալիական մետաղների և մագնեզիային օքսիդները: Իր սկզբնական փորձերի ժամանակ Դեյվին հոսանք է անցել թաց օքսիդների միջով՝ պաշտպանելով դրանք յուղի շերտով օդի հետ շփումից; սակայն մետաղները միաձուլվել են կաթոդին և չեն կարողացել բաժանվել:

Դեյվին փորձեց շատ տարբեր մեթոդներ, բայց բոլորն էլ, տարբեր պատճառներով, քիչ հաջողություն ունեցան։ Ի վերջո, 1808 թվականին նրա բախտը բերեց. նա խոնավ մագնեզիան խառնեց սնդիկի օքսիդի հետ, զանգվածը դրեց պլատինե ափսեի վրա և դրա միջով հոսանք անցկացրեց; ամալգամը տեղափոխեցին ապակե խողովակի մեջ, տաքացրին՝ սնդիկը հեռացնելու համար, և ստացվեց նոր մետաղ։ Նույն կերպ Դեյվիին հաջողվել է ստանալ բարիում, կալցիում և ստրոնցիում։ Էլեկտրոլիտիկ մեթոդով մագնեզիումի արդյունաբերական արտադրությունը սկսվել է Գերմանիայում 19-րդ դարի վերջին։ Տեսական և փորձարարական աշխատանքմեր երկրում էլեկտրոլիտիկ մեթոդով մագնեզիումի արտադրության վերաբերյալ իրականացվել են Պ.Պ. Ֆեդոտիև; վակուումում մագնեզիումի օքսիդի սիլիցիումով վերականգնվելու գործընթացը ուսումնասիրվել է Պ.Ֆ. Անտիպին.

Տարածում

Բերիլիումը ոչ այնքան տարածված տարրերից է, որի պարունակությունը երկրակեղևում կազմում է 0,0004 wt: %: Բերիլիումը բնության մեջ հանդիպում է կապված վիճակում։ Բերիլիումի ամենակարևոր հանքանյութերը՝ բերիլ-Be 3 Al 2 (SiO 3) 6, քրիզոբերիլ-Be (AlO 2) 2 և phenakite-Be 2 SiO 4: Բերիլիումի հիմնական մասը փոշիացվում է մի շարք այլ տարրերի հանքանյութերի, հատկապես ալյումինի կեղտերի տեսքով: Բերիլիում կա նաև ծովերի խորքային նստվածքներում և որոշների մոխիրում կարծր ածուխ. Բերիլի որոշ տեսակներ, որոնք գունավորվում են տարբեր գույների կեղտերով, դասակարգվում են որպես թանկարժեք քարեր: Դրանք են, օրինակ, կանաչ զմրուխտները, կապտականաչ ակվամարինները։

Մագնեզիումը երկրակեղևի ամենաառատ տարրերից մեկն է։ Մագնեզիումի պարունակությունը կազմում է 1,4%: Ամենակարևոր միներալներից են, մասնավորապես, ածխածնային կարբոնատային ապարները, որոնք հսկայական զանգվածներ են կազմում ցամաքի վրա և նույնիսկ ամբողջությամբ։ լեռնաշղթաներ – մագնեզիտ MgCO 3 և դոլոմիտ MgCO 3 -CaCO 3: Տարբեր ալյուվիալ ապարների շերտերի տակ, ժայռային աղի հանքավայրերի հետ միասին, հայտնի են մագնեզիում պարունակող մեկ այլ հեշտությամբ լուծվող հանքանյութի հսկայական հանքավայրեր. կարնալիտ MgCl 2 -KCl-6H 2 O: Բացի այդ, շատ հանքանյութերում մագնեզիումը սերտորեն կապված է սիլիցիումի հետ՝ ձևավորելով, օրինակ. օլիվին[(Mg, Fe) 2 SiO 4] և ավելի քիչ տարածված ֆորստերիտ(Mg 2 SiO 4): Մագնեզիում պարունակող այլ հանքանյութեր են բրուցիտ Mg (OH) 2 , kieserite MgSO4 , էպսոնիտ MgSO 4 -7H2O , կենիտ MgSO 4 -KCl-3H 2 O . Երկրի մակերեսին մագնեզիումը հեշտությամբ ձևավորում է ջրային սիլիկատներ (տալկ, ասբեստ և այլն), որոնց օրինակն է. օձային 3MgO-2SiO 2 -2H 2 O. Հայտնի միներալներից մոտ 13%-ը պարունակում է մագնեզիում: Այնուամենայնիվ, բնական մագնեզիումի միացությունները նույնպես լայնորեն հայտնաբերված են լուծված տեսքով: Բացի տարբեր օգտակար հանածոներից և ապարներից, օվկիանոսի ջրերում (այստեղ դրա պաշարներն անսպառ են՝ մոտ 6-10 16 տոննա) և աղի լճերում և աղբյուրներում մշտապես առկա է 0,13% մագնեզիում MgCl 2-ի տեսքով։ Մագնեզիումը նույնպես ներառված է քլորոֆիլում մինչև 2% քանակով և այստեղ գործում է որպես բարդացնող նյութ։ Այս տարրի ընդհանուր պարունակությունը Երկրի կենդանի նյութում գնահատվում է մոտ 10 11 տոննա։

Անդորրագիր

Մագնեզիում ստանալու հիմնական (մոտ 70%) մեթոդը հալած կարնալիտի կամ MgCl 2-ի էլեկտրոլիզն է հոսքի շերտի տակ՝ օքսիդացումից պաշտպանվելու համար: Մագնեզիումի ստացման ջերմային մեթոդը (մոտ 30%) այրված մագնեզիտի կամ դոլոմիտի վերականգնումն է։ Բերիլիումի խտանյութերը վերամշակվում են բերիլիումի օքսիդի կամ հիդրօքսիդի, որից ստացվում է ֆտոր կամ քլորիդ։ Մետաղական բերիլիում ստանալուց հետո կատարվում է BeCl 2 (50 wt.%) և NaCl հալվածքի էլեկտրոլիզ, որի հալման ջերմաստիճանը կազմում է 300°C՝ մաքուր BeCl2-ի 400°C-ի դիմաց: Նաև բերիլիումը ստացվում է մագնեզիում- կամ ալյումինջերմային եղանակով 1000-1200 0 C ջերմաստիճանում Na 2-ից՝ Na 2 + 2Mg \u003d Be + 2Na + MgF 2: Բարձր մաքուր բերիլիումը (հիմնականում միջուկային արդյունաբերության համար) ստացվում է գոտիային հալման, վակուումային թորման և էլեկտրոլիտիկ զտման միջոցով։

Առանձնահատկություններ

Բերիլիումը «մաքուր» տարր է։ Բնության մեջ մագնեզիումը հանդիպում է երեք կայուն իզոտոպների տեսքով՝ 24 մգ (78,60%), 25 մգ (10,11%) և 26 մգ (11,29%)։ Արհեստականորեն ստացվել են 23, 27 և 28 զանգվածներով իզոտոպներ։

Բերիլիումի ատոմային թիվը 4 է, իսկ ատոմային զանգվածը՝ 9,0122։ Պարբերական համակարգի երկրորդ շրջանում է և գլխավորում է 2-րդ խմբի հիմնական ենթախումբը։ Բերիլիումի ատոմի էլեկտրոնային կառուցվածքը 1s 2 2s 2 է։ Քիմիական փոխազդեցության ժամանակ բերիլիումի ատոմը գրգռվում է (որը պահանջում է 63 կկալ / գ × ատոմ) և 2s էլեկտրոններից մեկն անցնում է 2p ուղեծիր, որը որոշում է բերիլիումի քիմիայի առանձնահատկությունները. այն կարող է դրսևորել առավելագույն կովալենտություն 4: , փոխանակման մեխանիզմով առաջացնելով 2 կապ, իսկ դոնոր-ընդունիչի համար՝ 2։ Իոնացման ներուժի կորի վրա բերիլիումը զբաղեցնում է ամենաբարձր տեղերից մեկը։ Վերջինս համապատասխանում է իր փոքր շառավղին և բնութագրում է բերիլիումը որպես իր էլեկտրոնները նվիրաբերելու առանձնապես պատրաստ չունեցող տարր, որն առաջին հերթին որոշում է տարրի քիմիական ակտիվության ցածր աստիճանը։ Էլեկտրբացասականության տեսանկյունից բերիլիումը կարելի է համարել որպես տիպիկ անցումային տարր էլեկտրադրական մետաղի ատոմների միջև, որոնք հեշտությամբ նվիրաբերում են իրենց էլեկտրոնները, և բնորոշ բարդ առաջացնող նյութերի, որոնք հակված են ձևավորվել: կովալենտային կապ. Բերիլիումը ցույց է տալիս անկյունագծային անալոգիա ալյումինի հետ ավելի մեծ չափով, քան LicMg-ը և կաինոսիմետրիկ տարր է: Բերիլիումը և նրա միացությունները շատ թունավոր են: MPC օդում - 2 մկգ / մ 3:

Տարրերի պարբերական համակարգում մագնեզիումը գտնվում է II խմբի հիմնական ենթախմբում. մագնեզիումի սերիական համարը 12 է, ատոմային զանգվածը՝ 24,312։ Չգրգռված ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 է; Mg ատոմի արտաքին էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքը (3s 2) համապատասխանում է նրա զրոյական վիճակին։ Գրգռումը դեպի երկվալենտ 3s 1 3p 1 պահանջում է 62 կկալ/գ-ատոմի ծախս: Մագնեզիումի իոնացման պոտենցիալները ավելի ցածր են, քան բերիլիումինը, հետևաբար, մագնեզիումի միացությունները բնութագրվում են կապի իոնականության ավելի մեծ համամասնությամբ: Մագնեզիումը նույնպես ավելի քիչ բարդ է առաջանում, քան բերիլիումը: IIIB խմբի տարրերի հետ փոխազդեցությունը անավարտ d-կեղևներով ունի որոշ առանձնահատկություններ. Այս խումբը ներառում է Sc, Y, Ln և Th. Այս տարրերը մագնեզիումի հետ կազմում են միջանկյալ փուլերի շարք և լավ լուծվում են դրա մեջ հեղուկ վիճակում։ Այս տարրերի մագնեզիումի խառնուրդների վիճակային դիագրամները էվտեկտիկ բնույթ ունեն։ Այս տարրերի լուծելիությունը մագնեզիումում պինդ վիճակում բարձր չէ (2–5% զանգվածով)։ Ալկալային հողի և հատկապես ալկալային մետաղների դեպքում մագնեզիումը պինդ վիճակում լուծելիության զգալի շրջան չի կազմում, ինչը կապված է ատոմային շառավիղների մեծ տարբերության հետ։ Բացառություն է կազմում լիթիումը, որի ատոմային շառավիղը մագնեզիումից տարբերվում է 2%-ով։ Պղնձի, արծաթի և ոսկու հետ մագնեզիումի համակարգերը էվեկտիկական տիպի են։ Արծաթի լուծելիությունը էվեկտիկական ջերմաստիճանում կազմում է -16% զանգվածային:

Ֆիզիկական հատկություններ

Բերիլիում - արծաթափայլ սպիտակ մետաղ։ Բավական կոշտ և փխրուն: Ունի դիամագնիսական հատկություն։ Օդում այն ​​ծածկված է բարակ օքսիդ թաղանթով, որը մետաղին տալիս է մոխրագույն, փայլատ գույն և պաշտպանում հետագա կոռոզիայից: Բերիլիումի սեղմելիությունը շատ ցածր է։ Բոլոր մետաղներից պակաս (17 անգամ ավելի քիչ, քան Al) ուշացումները ռենտգենյան ճառագայթներ. Այն բյուրեղանում է hcp կառուցվածքում a=0,228 nm և c=0,358 nm, cn=6 պարբերություններով։ 1254 o C-ում վեցանկյուն a-մոդիֆիկացիան վերածվում է խորանարդ b-ի: Բերիլիումը Al-ի և Si-ի հետ ձևավորում է էվեկտիկական համաձուլվածքներ։

IIA խումբը պարունակում է միայն մետաղներ՝ Be (բերիլիում), Mg (մագնեզիում), Ca (կալցիում), Sr (ստրոնցիում), Ba (բարիում) և Ra (ռադիում): Այս խմբի առաջին ներկայացուցչի` բերիլիումի քիմիական հատկությունները ամենից խիստ տարբերվում են քիմիական հատկություններայս խմբի այլ տարրեր: Նրա քիմիական հատկությունները շատ առումներով նույնիսկ ավելի նման են ալյումինին, քան IIA խմբի մյուս մետաղներին (այսպես կոչված «անկյունագծային նմանություն»): Մագնեզիումը, քիմիական հատկությունների առումով, նույնպես զգալիորեն տարբերվում է Ca, Sr, Ba և Ra-ից, բայց դեռևս դրանց հետ շատ ավելի նման քիմիական հատկություններ ունի, քան բերիլիումի հետ: Կալցիումի, ստրոնցիումի, բարիումի և ռադիումի քիմիական հատկությունների զգալի նմանության պատճառով դրանք միավորվում են մեկ ընտանիքի մեջ, որը կոչվում է. ալկալային երկիր մետաղներ.

IIA խմբի բոլոր տարրերը պատկանում են ս- տարրեր, այսինքն. պարունակում են իրենց բոլոր վալենտային էլեկտրոնները ս- ենթամակարդակ. Այսպիսով, բոլորի արտաքին էլեկտրոնային շերտի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան քիմիական տարրերայս խումբն ունի ձև ns 2 , Որտեղ n- այն ժամանակաշրջանի թիվը, որում գտնվում է տարրը:

Ելնելով առանձնահատկություններից էլեկտրոնային կառուցվածքը IIA խմբի մետաղները՝ այս տարրերը, բացի զրոյից, ունակ են ունենալ միայն մեկ օքսիդացման վիճակ՝ հավասար +2-ի: Պարզ նյութեր, որոնք ձևավորվում են IIA խմբի տարրերով, ցանկացածի մասնակցությամբ քիմիական ռեակցիաներկարող է միայն օքսիդանալ, այսինքն. նվիրաբերել էլեկտրոններ.

Me 0 - 2e - → Me +2

Կալցիումը, ստրոնցիումը, բարիումը և ռադիումը չափազանց ռեակտիվ են: Նրանց կողմից առաջացած պարզ նյութերը շատ ուժեղ վերականգնող նյութեր են։ Մագնեզիումը նաև ուժեղ վերականգնող նյութ է: Մետաղների նվազող ակտիվությունը ենթարկվում է Դ.Ի.-ի պարբերական օրենքի ընդհանուր օրենքներին. Մենդելեևը և ավելանում է ենթախմբով:

Փոխազդեցություն պարզ նյութերի հետ

թթվածնի հետ

Առանց տաքացման, բերիլիումը և մագնեզիումը չեն փոխազդում ոչ մթնոլորտային թթվածնի, ոչ էլ մաքուր թթվածնի հետ, քանի որ դրանք պատված են բարակ պաշտպանիչ թաղանթներով, որոնք բաղկացած են համապատասխանաբար BeO և MgO օքսիդներից: Դրանց պահպանումը չի պահանջում օդից և խոնավությունից պաշտպանվելու հատուկ մեթոդներ, ի տարբերություն հողալկալիական մետաղների, որոնք պահվում են դրանց նկատմամբ իներտ հեղուկի շերտի տակ, առավել հաճախ՝ կերոսին:

Be, Mg, Ca, Sr, երբ այրվում են թթվածնի մեջ, ձևավորում են MeO բաղադրության օքսիդներ, իսկ Ba - բարիումի օքսիդի (BaO) և բարիումի պերօքսիդի (BaO 2) խառնուրդ.

2Mg + O 2 \u003d 2MgO

2Ca + O 2 \u003d 2CaO

2Ba + O 2 \u003d 2BaO

Ba + O 2 \u003d BaO 2

Հարկ է նշել, որ օդում հողալկալիական մետաղների և մագնեզիումի այրման ժամանակ կողք կողքի ընթանում է նաև այդ մետաղների ռեակցիան մթնոլորտային ազոտի հետ, ինչի արդյունքում, բացի թթվածնի հետ մետաղների միացություններից, նիտրիդները ընդհանուր Ձևավորվում է նաև Me 3 N 2 բանաձևը.

հալոգեններով

Բերիլիումը հալոգենների հետ փոխազդում է միայն բարձր ջերմաստիճանում, մինչդեռ IIA խմբի մնացած մետաղներն արդեն սենյակային ջերմաստիճանում են.

Mg + I 2 \u003d MgI 2 - մագնեզիումի յոդիդ

Ca + Br 2 \u003d CaBr 2 - կալցիումի բրոմիդ

Ba + Cl 2 \u003d BaCl 2 - բարիումի քլորիդ

IV–VI խմբերի ոչ մետաղներով

IIA խմբի բոլոր մետաղները արձագանքում են IV-VI խմբերի բոլոր ոչ մետաղների հետ տաքացնելիս, սակայն կախված խմբում մետաղի դիրքից, ինչպես նաև ոչ մետաղների ակտիվությունից, պահանջվում է տաքացման այլ աստիճան։ Քանի որ բերիլիումը քիմիապես ամենաիներտն է IIA խմբի բոլոր մետաղներից, դրա ռեակցիաները ոչ մետաղների հետ պահանջում են զգալիորեն ավելին. Օբարձր ջերմաստիճանի.

Հարկ է նշել, որ մետաղների արձագանքը ածխածնի հետ կարող է առաջացնել տարբեր բնույթի կարբիդներ։ Կան մեթանիդների հետ կապված կարբիդներ և մեթանի պայմանականորեն համարվող ածանցյալներ, որոնցում ջրածնի բոլոր ատոմները փոխարինվում են մետաղով։ Նրանք, ինչպես և մեթանը, պարունակում են ածխածին -4 օքսիդացման վիճակում, և դրանց հիդրոլիզի կամ չօքսիդացող թթուների հետ փոխազդեցության ժամանակ մեթանը մթերքներից է։ Գոյություն ունի նաև կարբիդների մեկ այլ տեսակ՝ ացետիլենիդներ, որոնք պարունակում են C 2 2- իոն, որն իրականում ացետիլենի մոլեկուլի բեկորն է։ Ացետիլենիդի տիպի կարբիդները հիդրոլիզի կամ չօքսիդացնող թթուների հետ փոխազդեցության ժամանակ ձևավորում են ացետիլեն՝ որպես ռեակցիայի արտադրանքներից մեկը: Թե ինչ տեսակի կարբիդ՝ մեթանիդ կամ ացետիլենիդ, կստացվի այս կամ այն ​​մետաղի ածխածնի հետ փոխազդեցությունից՝ կախված է մետաղի կատիոնի չափից: Մեթանիդները, որպես կանոն, առաջանում են փոքր շառավղով մետաղական իոններով, ավելի շատ իոններով մեծ չափս- ացետիլենիդներ. Երկրորդ խմբի մետաղների դեպքում մեթանիդը ստացվում է բերիլիումի և ածխածնի փոխազդեցությամբ.

II A խմբի մնացած մետաղները ածխածնի հետ ձևավորում են ացետիլենիդներ.

Սիլիցիումով IIA խմբի մետաղները ձևավորում են սիլիցիդներ՝ Me 2 Si տիպի միացություններ, ազոտի հետ՝ նիտրիդներ (Me 3 N 2), ֆոսֆոր - ֆոսֆիդներ (Me 3 P 2):

ջրածնի հետ

Բոլոր հողալկալիական մետաղները արձագանքում են ջրածնով տաքացնելիս: Որպեսզի մագնեզիումը փոխազդի ջրածնի հետ, միայն տաքացումը, ինչպես հողալկալիական մետաղների դեպքում, բավարար չէ, բացի բարձր ջերմաստիճանից, անհրաժեշտ է նաև ջրածնի ճնշման բարձրացում։ Բերիլիումը ոչ մի դեպքում չի փոխազդում ջրածնի հետ։

Փոխազդեցություն բարդ նյութերի հետ

ջրով

Բոլոր հողալկալիական մետաղները ակտիվորեն փոխազդում են ջրի հետ՝ առաջացնելով ալկալիներ (լուծվող մետաղների հիդրօքսիդներ) և ջրածին։ Մագնեզիումը ջրի հետ արձագանքում է միայն եռման ժամանակ, քանի որ տաքացնելիս MgO-ի պաշտպանիչ օքսիդ թաղանթը լուծվում է ջրի մեջ։ Բերիլիումի դեպքում պաշտպանիչ օքսիդի թաղանթը շատ դիմացկուն է. ջուրը դրա հետ չի արձագանքում ո՛չ եռալիս, ո՛չ էլ նույնիսկ կարմիր ջերմային ջերմաստիճանում.

չօքսիդացնող թթուներով

II խմբի հիմնական ենթախմբի բոլոր մետաղները փոխազդում են չօքսիդացող թթուների հետ, քանի որ դրանք գտնվում են ջրածնի ձախ կողմում գտնվող ակտիվության շարքում։ Այս դեպքում առաջանում է համապատասխան թթվի և ջրածնի աղ։ Ռեակցիայի օրինակներ.

Be + H 2 SO 4 (ռազբ.) \u003d BeSO 4 + H 2

Mg + 2HBr \u003d MgBr 2 + H 2

Ca + 2CH 3 COOH = (CH 3 COO) 2 Ca + H 2

օքսիդացնող թթուներով

- նոսր ազոտական ​​թթու

նոսրացված հետ ազոտական ​​թթու IIA խմբի բոլոր մետաղները արձագանքում են: Այս դեպքում ջրածնի փոխարեն (ինչպես չօքսիդացող թթուների դեպքում) վերականգնող արտադրանքը ազոտի օքսիդներն են, հիմնականում՝ ազոտի օքսիդը (I) (N 2 O), իսկ բարձր նոսրացած ազոտական ​​թթվի դեպքում՝ ամոնիումի նիտրատը ( NH 4 NO 3):

4Ca + 10HNO 3 ( ռազբ .) \u003d 4Ca (NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O

4 մգ + 10 HNO3 (շատ բաժանված)\u003d 4Mg (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

- խտացված ազոտական ​​թթու

Սովորական (կամ ցածր) ջերմաստիճանում խտացված ազոտական ​​թթուն պասիվացնում է բերիլիումը, այսինքն. չի արձագանքում դրան. Եռալու դեպքում ռեակցիան հնարավոր է և ընթանում է հիմնականում հավասարման համաձայն.

Մագնեզիումը և հողալկալիական մետաղները փոխազդում են խտացված ազոտաթթվի հետ՝ ձևավորելով ազոտի նվազեցման տարբեր արտադրանքների լայն տեսականի:

− խտացված ծծմբաթթու

Բերիլիումը պասիվացվում է խտացված ծծմբաթթվով, այսինքն. չի արձագանքում նրա հետ նորմալ պայմաններԱյնուամենայնիվ, ռեակցիան ընթանում է եռման ժամանակ և հանգեցնում է բերիլիումի սուլֆատի, ծծմբի երկօքսիդի և ջրի ձևավորմանը.

Be + 2H 2 SO 4 → BeSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Բարիումը պասիվացվում է նաև խտացված ծծմբաթթվով` չլուծվող բարիումի սուլֆատի ձևավորման պատճառով, բայց տաքացնելիս արձագանքում է դրա հետ, խտացված ծծմբաթթվի մեջ տաքացնելիս բարիումի սուլֆատը լուծվում է բարիումի ջրածնի սուլֆատի վերածվելու պատճառով:

IIA-ի հիմնական խմբի մնացած մետաղները արձագանքում են խտացված ծծմբաթթվի հետ ցանկացած պայմաններում, այդ թվում՝ ցուրտ: Ծծմբի կրճատումը կարող է տեղի ունենալ SO 2, H 2 S և S-ի նկատմամբ՝ կախված մետաղի ակտիվությունից, ռեակցիայի ջերմաստիճանից և թթվի կոնցենտրացիայից.

Mg + H 2 SO 4 ( կոնց .) \u003d MgSO 4 + SO 2 + H 2 O

3 մգ + 4H2SO4 ( կոնց .) \u003d 3MgSO 4 + S↓ + 4H 2 O

4Ca + 5H2SO4 ( կոնց .) \u003d 4CaSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

ալկալիներով

Մագնեզիումը և հողալկալիական մետաղները չեն փոխազդում ալկալիների հետ, իսկ բերիլիումը հեշտությամբ փոխազդում է ինչպես ալկալային լուծույթների, այնպես էլ անջուր ալկալիների հետ միաձուլման ժամանակ։ Ընդ որում, երբ ռեակցիան իրականացվում է ջրային լուծույթում, ռեակցիային մասնակցում է նաև ջուրը, իսկ արտադրանքները ալկալային կամ հողալկալիական մետաղների և գազային ջրածնի տետրահիդրոքսոբիլատներ են.

Be + 2KOH + 2H 2 O \u003d H 2 + K 2 - կալիումի տետրահիդրոքսոբերիլատ

Միաձուլման ժամանակ պինդ ալկալիով ռեակցիան իրականացնելիս առաջանում են ալկալային կամ հողալկալիական մետաղների և ջրածնի բերիլատներ։

Be + 2KOH \u003d H 2 + K 2 BeO 2 - կալիումի բերիլատ

օքսիդներով

հողալկալային մետաղներ, ինչպես նաև մագնեզիումը տաքացնելիս կարող է նվազեցնել ավելի քիչ ակտիվ մետաղները և որոշ ոչ մետաղներ դրանց օքսիդներից, օրինակ.

Մետաղները դրանց օքսիդներից մագնեզիումով վերականգնելու մեթոդը կոչվում է մագնեզիումային ջերմություն։

հողալկալիական մետաղների և հողալկալիական մետաղների քիմ
հողալկալային մետաղներ- 2-րդ խմբի քիմիական տարրեր պարբերական աղյուսակտարրեր՝ կալցիում, ստրոնցիում, բարիում և ռադիում։

• 1 Ֆիզիկական հատկություններ
• 2 Քիմիական հատկություններ
  • 2.1 Պարզ նյութեր
  • 2.2 Օքսիդներ
  • 2.3 Հիդրօքսիդներ
• 3 Բնության մեջ լինելը
• 4 Կենսաբանական դեր
• 5 Նշումներ

Ֆիզիկական հատկություններ

Հողալկալիական մետաղները ներառում են միայն կալցիում, ստրոնցիում, բարիում և ռադիում, ավելի քիչ հաճախ մագնեզիում: Այս ենթախմբի առաջին տարրը՝ բերիլիումը, հատկությունների մեծ մասում շատ ավելի մոտ է ալյումինին, քան այն խմբի ավելի բարձր անալոգներին, որին պատկանում է: Այս խմբի երկրորդ տարրը՝ մագնեզիումը, որոշ առումներով զգալիորեն տարբերվում է հողալկալիական մետաղներից մի շարք քիմիական հատկություններով։ Բոլոր հողալկալիական մետաղները սենյակային ջերմաստիճանում մոխրագույն պինդ նյութեր են: Ի տարբերություն ալկալիական մետաղներ, դրանք շատ ավելի կոշտ են և հիմնականում դանակով չեն կտրվում (բացառություն է կազմում ստրոնցիումը։ Հողալկալիական մետաղների խտության աճ է նկատվում միայն կալցիումից սկսած։ Ամենածանրը ռադիումն է, խտությամբ համեմատելի է գերմանիումի հետ (ρ = 5,5 գ / սմ 3):

Որոշ միջուկային և ֆիզիկական հատկություններհողալկալային մետաղներ

Ատոմային թիվ	Անուն, խորհրդանիշ	Բնական իզոտոպների քանակը	Ատոմային զանգված	Իոնացման էներգիա, կՋ մոլ−1	Էլեկտրոնների մերձեցում, կՋ մոլ−1	ԷՕ	Մետաղ. շառավիղ, նմ	Իոնային շառավիղ, նմ	tpl, °C	եռալ, °C	ρ, գ/սմ³	ΔHpl, kJ mol−1	ΔHboil, kJ mol−1
4	Բերիլիում Բե	1+11ա	9,012182	898,8	0,19	1,57	0,169	0,034	1278	2970	1,848	12,21	309
12	Մագնեզիում Mg	3+19ա	24,305	737,3	0,32	1,31	0,24513	0,066	650	1105	1,737	9,2	131,8
20	Կալցիում Ca	5+19ա	40,078	589,4	0,40	1,00	0,279	0,099	839	1484	1,55	9,20	153,6
38	Ստրոնցիում Ս	4+35ա	87,62	549,0	1,51	0,95	0,304	0,112	769	1384	2,54	9,2	144
56	Բարիում Բա	7+43ա	137,327	502,5	13,95	0,89	0,251	0,134	729	1637	3,5	7,66	142
88	Ռադիում Ռա	46 ա	226,0254	509,3	-	0,9	0,2574	0,143	700	1737	5,5	8,5	113

ա Ռադիոակտիվ իզոտոպներ

Քիմիական հատկություններ

Հողալկալիական մետաղներն ունեն ns² արտաքին էներգիայի մակարդակի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա և ալկալային մետաղների հետ միասին հանդիսանում են s-տարրեր: Ունենալով երկու վալենտային էլեկտրոն՝ հողալկալիական մետաղները հեշտությամբ նվիրաբերում են դրանք, իսկ բոլոր միացություններում նրանք ունեն +2 (շատ հազվադեպ +1) օքսիդացման աստիճան։

Հողալկալիական մետաղների քիմիական ակտիվությունը աճում է սերիական համարի աճով: Բերիլիումը կոմպակտ ձևով չի արձագանքում ոչ թթվածնի, ոչ հալոգենների հետ նույնիսկ կարմիր ջերմության ջերմաստիճանում (մինչև 600 ° C, նույնիսկ ավելի բարձր ջերմաստիճան է անհրաժեշտ թթվածնի և այլ քալկոգենների հետ արձագանքելու համար, ֆտորը բացառություն է): Մագնեզիումը պաշտպանված է օքսիդային թաղանթով սենյակային և ավելի բարձր (մինչև 650 °C) ջերմաստիճանում և հետագայում չի օքսիդանում: Կալցիումը դանդաղ օքսիդանում է և սենյակային ջերմաստիճանում խորության մեջ (ջրային գոլորշիների առկայության դեպքում) և այրվում է թթվածնի մեջ թեթև տաքանալով, բայց սենյակային ջերմաստիճանում չոր օդում կայուն է: Ստրոնցիումը, բարիումը և ռադիումը արագ օքսիդանում են օդում՝ առաջացնելով օքսիդների և նիտրիդների խառնուրդ, ուստի նրանք, ինչպես ալկալիական մետաղները և կալցիումը, պահվում են կերոսինի շերտի տակ։

Բացի այդ, ի տարբերություն ալկալային մետաղների, հողալկալիական մետաղները չեն առաջացնում սուպերօքսիդներ և օզոնիդներ:

Հողալկալիական մետաղների օքսիդները և հիդրօքսիդները հակված են աճելու հիմնական հատկությունները սերիական համարի աճով:

Պարզ նյութեր

Բերիլիումը փոխազդում է թույլ և ուժեղ թթվային լուծույթների հետ՝ առաջացնելով աղեր.

սակայն, այն պասիվացվում է սառը խտացված ազոտական ​​թթվով:

Բերիլիումի արձագանքը ջրային լուծույթներալկալին ուղեկցվում է ջրածնի արտազատմամբ և հիդրոքսոբերիլատների ձևավորմամբ.

400-500 ° C ջերմաստիճանում ալկալային հալոցքի հետ ռեակցիան իրականացնելիս ձևավորվում են դիօքսոբելիլատներ.

Մագնեզիումը, կալցիումը, ստրոնցիումը, բարիումը և ռադիումը փոխազդում են ջրի հետ՝ առաջացնելով ալկալիներ (բացառությամբ մագնեզիումի, որը ջրի հետ արձագանքում է միայն այն դեպքում, երբ տաք մագնեզիումի փոշին ավելացվում է ջրի մեջ).

Նաև կալցիումը, ստրոնցիումը, բարիումը և ռադիումը փոխազդում են ջրածնի, ազոտի, բորի, ածխածնի և այլ ոչ մետաղների հետ՝ կազմելով համապատասխան երկուական միացություններ.

օքսիդներ

Բերիլիումի օքսիդ - ամֆոտերային օքսիդ, լուծվում է կենտրոնացված հանքային թթուների և ալկալիների մեջ աղերի ձևավորմամբ.

բայց ավելի քիչ ուժեղ թթուներև հիմքեր, ռեակցիան այլևս չի ընթանում:

Մագնեզիումի օքսիդը չի փոխազդում նոսր և խտացված հիմքերի հետ, բայց հեշտությամբ փոխազդում է թթուների և ջրի հետ.

Կալցիումի, ստրոնցիումի, բարիումի և ռադիումի օքսիդները հիմնական օքսիդներ են, որոնք փոխազդում են ջրի, թթուների ուժեղ և թույլ լուծույթների և ամֆոտերային օքսիդների և հիդրօքսիդների հետ.

Հիդրօքսիդներ

Բերիլիումի հիդրօքսիդը ամֆոտեր է, ուժեղ հիմքերի հետ ռեակցիաներում առաջանում է բերիլատներ, թթուներով՝ թթուների բերիլիումի աղեր.

Մագնեզիումի, կալցիումի, ստրոնցիումի, բարիումի և ռադիումի հիդրօքսիդները հիմքեր են, ուժգնությունը թույլից դառնում է շատ ուժեղ, որն ամենաուժեղ քայքայիչ նյութն է, որն իր ակտիվությամբ գերազանցում է կալիումի հիդրօքսիդին։ Լավ են լուծվում ջրում (բացի մագնեզիումի և կալցիումի հիդրօքսիդներից)։ Դրանք բնութագրվում են թթուների և թթվային օքսիդների և ամֆոտերային օքսիդների և հիդրօքսիդների հետ ռեակցիաներով.

Բնության մեջ լինելը

Բոլոր հողալկալիական մետաղները առկա են (մ տարբեր քանակությամբ) Բնության մեջ. Իրենց բարձր քիմիական ակտիվության պատճառով դրանք բոլորն ազատ վիճակում չեն գտնվում։ Ամենատարածված հողալկալիական մետաղը կալցիումն է, որի քանակը կազմում է 3,38% (ըստ քաշի) երկրի ընդերքը) Նրան մի փոքր զիջում է մագնեզիումը, որի քանակությունը կազմում է 2,35% (երկրակեղեւի զանգվածի)։ Բնության մեջ տարածված են նաև բարիումը և ստրոնցիումը, որոնք, համապատասխանաբար, կազմում են երկրակեղևի զանգվածի 0,05 և 0,034%-ը։ Բերիլիումը հազվագյուտ տարր է, որի քանակությունը կազմում է երկրակեղևի զանգվածի 6·10−4%-ը։ Ինչ վերաբերում է ռադիումին, որը ռադիոակտիվ է, ապա այն ամենահազվագյուտն է հողալկալիական մետաղներից, սակայն այն միշտ փոքր քանակությամբ հանդիպում է ուրանի հանքաքարերում։ մասնավորապես այնտեղից այն կարելի է առանձնացնել քիմիական միջոցներով։ Նրա պարունակությունը կազմում է 1·10−10% (երկրակեղեւի զանգվածի)։

Կենսաբանական դեր

Մագնեզիումը հայտնաբերված է կենդանիների և բույսերի հյուսվածքներում (քլորոֆիլ), հանդիսանում է բազմաթիվ ֆերմենտային ռեակցիաների կոֆակտոր, անհրաժեշտ է ATP-ի սինթեզի համար, մասնակցում է փոխանցմանը: նյարդային ազդակներ, ակտիվորեն կիրառվում է բժշկության մեջ (բիշոֆիտոթերապիա և այլն)։ Կալցիումը տարածված մակրոտարր է բույսերի, կենդանիների և մարդկանց մեջ: մարդու մարմնում և այլ ողնաշարավորների մեջ, դրա մեծ մասը գտնվում է կմախքի և ատամների մեջ: Կալցիումը հայտնաբերվում է ոսկորներում հիդրօքսիապատիտի տեսքով։ Սկսած տարբեր ձևերկալցիումի կարբոնատը (կրաքարը) բաղկացած է անողնաշարավորների մեծամասնության խմբերի «կմախքներից» (սպունգեր, կորալային պոլիպներ, փափկամարմիններ և այլն): Կալցիումի իոնները ներգրավված են արյան մակարդման գործընթացներում, ինչպես նաև ծառայում են որպես բջիջների ներսում ունիվերսալ երկրորդ սուրհանդակներից մեկը և կարգավորում են մի շարք ներբջջային գործընթացներ՝ մկանների կծկում, էկզոցիտոզ, ներառյալ հորմոնների և նյարդային հաղորդիչների սեկրեցումը: Ստրոնցիումը կարող է փոխարինել կալցիումին բնական հյուսվածքներում, քանի որ այն իր հատկություններով նման է նրան։ Մարդու մարմնում ստրոնցիումի զանգվածը կազմում է կալցիումի զանգվածի մոտ 1%-ը։

Այս պահին ոչինչ հայտնի չէ բերիլիումի, բարիումի և ռադիումի կենսաբանական դերի մասին։ Բարիումի և բերիլիումի բոլոր միացությունները թունավոր են։ Ռադիումը չափազանց ռադիոթունավոր է: Օրգանիզմում այն ​​իրեն պահում է կալցիումի պես՝ օրգանիզմ մտնող ռադիումի մոտ 80%-ը կուտակվում է ոսկրային հյուսվածքում։ Ռադիումի մեծ կոնցենտրացիաները առաջացնում են օստեոպորոզ, ոսկրերի ինքնաբուխ կոտրվածքներ և ոսկորների և արյունաստեղծ հյուսվածքի չարորակ ուռուցքներ։ Ռադոնը՝ ռադիումի գազային ռադիոակտիվ քայքայման արտադրանքը, նույնպես վտանգավոր է։

Նշումներ

1. Համաձայն նոր IUPAC դասակարգման. Ըստ հնացած դասակարգման՝ դրանք պատկանում են պարբերական համակարգի II խմբի հիմնական ենթախմբին։
2. Անօրգանական քիմիայի անվանակարգ. IUPAC Recommendations 2005. - International Union of Pure and Applied Chemistry, 2005. - P. 51:
3. Խումբ 2 - Երկրի ալկալային մետաղներ, Քիմիայի թագավորական ընկերություն:
4. Ոսկե ֆոնդ. Դպրոցական հանրագիտարան. Քիմիա. Մ.: Բուստարդ, 2003:

Դ.Ի.Մենդելեևի քիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
	1	2															3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	Հ																															Նա
2	Լի	Լինել																									Բ	Գ	Ն	Օ	Ֆ	Նե
3	Նա	մգ																									Ալ	Սի	Պ	Ս	Cl	Ար
4	Կ	Ք.ա															սկ	Թի	Վ	Քր	Մն	Ֆե	ընկ	Նի	Cu	Zn	Գա	Գե	Ինչպես	Սե	Եղբ	կր
5	Ռբ	Ավագ															Յ	Զր	Նբ	Մո	Tc	Ռու	Rh	Pd	Ագ	CD	Մեջ	sn	Սբ	Թե	Ի	Xe
6	Cs	Բա	Լա	Կ	Պր	Նդ	Ժամ	սմ	Եվ	Գդ	Թբ	Դի	Հո	Էր	Թմ	Յբ	Լու	հֆ	Թա	Վ	Re	Օս	Իր	Պտ	Ավ	հգ	Թլ	Pb	Բի	Po	ժամը	Rn
7	Տ	Ռա	AC	Թ	Պա	U	Նպ	Pu	Ամ	սմ	bk	տես	Էս	fm	մդ	ոչ	lr	ՌԴ	Դբ	Սգ	bh	հս	Մթ	Դս	Rg	Cn	Uut	fl	Վերև	Լվ	Uus	Ուուո
8	Uue	Ուբն	Ուբու	Ubb	ubt	Ubq	Ubp	Ուբհ

հողալկալիական մետաղներ, հողալկալիական մետաղներ և, հողալկալիական մետաղների քիմիա, հողալկալիական մետաղներ

Կալցիումի ենթախմբի տարրերը կոչվում են հողալկալիական մետաղներ։ Այս անվան ծագումը պայմանավորված է նրանով, որ դրանց օքսիդները (ալքիմիկոսների «երկրները») ալկալային ռեակցիա են հաղորդում ջրին։ Հողալկալիական մետաղները հաճախ հիշատակվում են միայնկալցիում , ստրոնցիում, բարիումի ռադիում , ավելի քիչ հաճախ մագնեզիում . Այս ենթախմբի առաջին տարրը,բերիլիում , շատ հատկություններում շատ ավելի մոտ է ալյումինին:

Տարածվածությունը:

Կալցիումը կազմում է 1,5% ընդհանուր թիվըերկրակեղևի ատոմները, մինչդեռ նրանում ռադիումի պարունակությունը շատ փոքր է (8-10-12%)։ Միջանկյալ տարրերը՝ ստրոնցիումը (0,008) և բարիումը (0,005%), ավելի մոտ են կալցիումին։ Բարիումը հայտնաբերվել է 1774 թվականին, ստրոնցիումը ՝ 1792 թվականին։ Տարրական Ca, Sr և Ba առաջին անգամ ստացվել են 1808 թվականին։ Բնական կալցիում th-ը կազմված է 40 (96.97%), 42 (0.64), 43 (0.14), 44 (2.06), 46 (0.003), 48 (0.19) զանգվածային թվերով իզոտոպներից։ ստրոնցիում - 84 (0,56%), 86 (9,86), 87 (7,02), 88 (82,56); բարիում -130 (0.10%), 132 (0.10), 134 (2.42), 135 (6.59), 136 (7.81), 137 (11.32), 138 (71.66) . Իզոտոպներից ռադիում առաջնային նշանակություն ունի բնական 226 Ra-ն (ատոմի կյանքի միջին տևողությունը 2340 տարի է):

Կալցիումի միացությունները (կրաքար, գիպս) հայտնի են և գործնականում օգտագործվում են հնագույն ժամանակներից։ Ի լրումն տարբեր սիլիկատային ապարների, Ca, Sr և Ba-ն հիմնականում հանդիպում են իրենց քիչ լուծվող ածխածնային և սուլֆատային աղերի տեսքով, որոնք հանքանյութեր են.

CaCO 3 - կալցիտ CaSO 4 - enհիդրիտ

SrC0 3 - ստրոնտիանիտ SrS0 4 - սելեստին

BaCO 3 - թառամել BaSO 4 - ծանր սպար

CaMg (CO 3) 2 - dolomite MgCO 3 - magnesite

Կալցիումի կարբոնատը կրաքարի և կավիճի տեսքով երբեմն կազմում է ամբողջ լեռնաշղթաներ։ Շատ ավելի քիչ տարածված է CaCO 3-ի բյուրեղացված ձևը՝ մարմար: Կալցիումի սուլֆատի համար առավել բնորոշ գտածոը հանքային գիպսի ձևն է (CaSO 4 2H 2 0), որի հանքավայրերը հաճախ ահռելի ուժ ունեն։ Բացի վերը թվարկված կալցիումի միներալներից, ֆտորիտ -CaF 2-ը կարևոր հանքանյութ է, որն օգտագործվում է ֆտորաթթվի ստացման համար՝ համաձայն հավասարման.

CaF 2 + H 2 SO 4 (կոնց.) → CaSO 4 + HF

Ստրոնցիումի և բարիումի համար սուլֆատային հանքանյութերը ավելի տարածված են, քան ածխածնայինները: Ռադիումի առաջնային հանքավայրերը կապված են ուրանի հանքաքարերի հետ (ավելին, 1000 կգ ուրանի համար հանքաքարը պարունակում է ընդամենը 0,3 գ ռադիում)։

Անդորրագիր:

Ազատ հողալկալիական մետաղների ալյումինոթերմային արտադրությունն իրականացվում է մոտ 1200 ° C ջերմաստիճանում ըստ սխեմայի.

ZE0 + 2Aլ\u003d Al 2 O 3 + ZE

տաքացնելով դրանց օքսիդները մետաղական ալյումինով բարձր վակուումում։ Այս դեպքում հողալկալիական մետաղը թորվում է և նստում տեղադրման ավելի սառը մասերին: Մեծ մասշտաբով (տարեկան հազարավոր տոննաների կարգի) արտադրվում է միայն կալցիում, որի համար օգտագործվում է նաև հալած CaCl 2-ի էլեկտրոլիզը։ Ալյումինոթերմիայի գործընթացը բարդանում է նրանով, որ դրա ընթացքում տեղի է ունենում մասնակի միաձուլում Al 2 O 3-ի հետ։Օրինակ՝ կալցիումի դեպքում ռեակցիան ընթանում է ըստ հավասարման.

3CaO + Al 2 O 3 → Ca 3 (AlO 3) 2

Հնարավոր է նաև առաջացած հողալկալիական մետաղի մասնակի միաձուլում ալյումինի հետ:

էլեկտրոլիզատոր մետաղական կալցիումի արտադրության համար նախատեսված է ներքին գրաֆիտային երեսպատմամբ վառարան, որը ներքևից սառեցվում է հոսող ջրով: Անջուր CaCl 2-ը բեռնվում է վառարանում, իսկ երկաթի կաթոդը և գրաֆիտի անոդները ծառայում են որպես էլեկտրոդներ: Գործընթացն իրականացվում է 20-30 Վ լարման դեպքում, հոսանքի հզորությունը մինչև 10 հազար ամպեր, ցածր ջերմաստիճան (մոտ 800 ° C): Վերջին հանգամանքով պայմանավորված՝ վառարանի գրաֆիտային երեսպատումն ամբողջ ժամանակ մնում է ծածկված պինդ աղի պաշտպանիչ շերտով։ Քանի որ կալցիումը լավ է նստում միայն բավականաչափ բարձր հոսանքի խտության դեպքում կաթոդում (100 Ա / սմ 3 կարգի), վերջինս աստիճանաբար բարձրանում է դեպի վեր, քանի որ էլեկտրոլիզը շարունակվում է, այնպես որ միայն դրա ծայրը մնում է հալվածի մեջ ընկղմված: Այսպիսով, իրականում կաթոդն ինքնին մետաղական կալցիում է (որը մեկուսացված է օդից սառեցված աղի կեղևով): Այն սովորաբար մաքրվում է թորման միջոցով վակուումում կամ արգոն մթնոլորտում:

Ֆիզիկական հատկություններ:

Կալցիումը և նրա անալոգները ճկուն, արծաթափայլ մետաղներ են։ Դրանցից կալցիումն ինքնին բավականին պինդ է, ստրոնցիումը և հատկապես բարիումը շատ ավելի փափուկ են։ Ստորև համեմատվում են հողալկալային մետաղների որոշ հաստատուններ.

Խտությունը, գ / սմ 3
Հալման ջերմաստիճանը, °С
Եռման կետ, °С

Հողային ալկալային մետաղների ցնդող միացությունները բոցը գունավորում են բնորոշ գույներով՝ Ca - նարնջագույն-կարմիր (աղյուս), Sr և Ra - կարմին կարմիր, Ba - դեղնավուն կանաչ: Սա օգտագործվում է, երբ քիմիական անալիզներխնդրո առարկա առարկաները բացելու համար։

Քիմիական հատկություններ :

Օդում կալցիումը և նրա անալոգները ծածկված են թաղանթով, նորմալ օքսիդների (EO) հետ միասին, որը նաև մասամբ պարունակում է պերօքսիդներ (E0 2) և նիտրիդներ (E 3 N 2): Մի շարք լարումների ժամանակ հողալկալիական մետաղները գտնվում են մագնեզիումի ձախ կողմում և, հետևաբար, հեշտությամբ տեղահանում են ջրածինը ոչ միայն նոսր թթուներից, այլև ջրից: Ca-ից Ra անցնելիս փոխազդեցության էներգիան մեծանում է։ Նրանց միացություններում դիտարկվող տարրերը երկվալենտ են։ Հողալկալիական մետաղները միանում են մետալոիդների հետ շատ ակտիվորեն և ջերմության զգալի արտազատմամբ։

Սովորաբար, երբ հողալկալիական մետաղները փոխազդում են թթվածնի հետ, նշվում է օքսիդի ձևավորումը.

2E + O 2 → 2EO

Կարևոր է իմանալ մի քանի միացությունների աննշան անունները.

սպիտակեցնող նյութ, քլոր (սպիտակեցնող նյութ) - CaCl 2 ∙ Ca (ClO) 2

թուլացած (փափկամազ) - Ca (OH) 2

կրաքար - Ca (OH) 2, ավազի և ջրի խառնուրդ

կրաքարի կաթ - Ca(OH) 2-ի կասեցում կրաքարի ջրի մեջ

սոդա - պինդ NaOH և Ca (OH) 2 կամ CaO խառնուրդ

կրաքար (եռացող) - CaO

Փոխազդեցությունը ջրի հետ, կալցիումի և դրա օքսիդի օրինակով.

Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2

CaO + H 2 O → Ca (OH) 2 +16 կկալ («ջրվող» կրաքար)

Թթուների հետ փոխազդեցության ժամանակ հողալկալիական մետաղների օքսիդները և հիդրօքսիդները հեշտությամբ ձևավորում են համապատասխան աղեր, սովորաբար անգույն:

Սա հետաքրքիր է.

Եթե ​​կրաքարը մարելիս ջուրը փոխարինում են NaOH-ի լուծույթով, ապա ստացվում է այսպես կոչված սոդա կրաքարը։ Գործնականում, երբ այն արտադրվում է, մանրացված CaO-ն ավելացվում է նատրիումի հիդրօքսիդի խտացված լուծույթին (2: 1-ի քաշային հարաբերակցությամբ NaOH-ին): Ստացված զանգվածը խառնելուց հետո այն գոլորշիացվում է մինչև չորանումը երկաթե տարաների մեջ, մի փոքր բոցավառվում, ապա մանրացնում։ Սոդա կրաքարը մոտ խառնուրդ է Ca(OH) 2 NaOH-ով և լայնորեն կիրառվում է լաբորատորիաներում՝ ածխաթթու գազը կլանելու համար։

Կալցիումի ենթախմբի տարրերի նորմալ օքսիդների հետ միասին հայտնի են E0 2 տեսակի սպիտակ պերօքսիդներ: Դրանցից գործնական նշանակություն ունի բարիումի պերօքսիդը (Ba0 2), որն օգտագործվում է, մասնավորապես, որպես մեկնարկային արտադրանք ջրածնի պերօքսիդի արտադրության համար.

BaO 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + H 2 O 2

Տեխնիկապես Ba0 2-ը ստացվում է օդի հոսքում BaO-ի տաքացումով մինչև 500 °C: Այս դեպքում թթվածին ավելացվում է ըստ ռեակցիայի

2ВаО + O 2 = 2BaO 2 + 34 կկալ

Հետագա տաքացումը հանգեցնում է, ընդհակառակը, Ba0 2-ի տարրալուծմանը բարիումի օքսիդի և թթվածնի: Հետեւաբար, մետաղական բարիումի այրումը ուղեկցվում է միայն նրա օքսիդի առաջացմամբ։

Փոխազդեցությունը ջրածնի հետ, հիդրիդների առաջացման հետ.

EN 2 հիդրիդները չեն լուծվում (առանց տարրալուծման) սովորական լուծիչների մեջ: Ջրի հետ (նույնիսկ նրա հետքերով) նրանք ակտիվորեն արձագանքում են սխեմայի համաձայն.

EH 2 + 2H 2 O \u003d E (OH) 2 + 2H 2

Այս ռեակցիան կարող է ծառայել որպես ջրածնի արտադրության հարմար մեթոդ, քանի որ դրա իրականացման համար, բացի CaH 2-ից (որից 1 կգ տալիս է մոտավորապես 1 մ 3 H 2), միայն ջուր է պահանջվում: Այն ուղեկցվում է ջերմության այնպիսի զգալի արտազատմամբ, որ փոքր քանակությամբ ջրով թրջված CaH 2-ը ինքնաբուխ բռնկվում է օդում։ EN 2 հիդրիդների փոխազդեցությունը նոսր թթուների հետ էլ ավելի աշխույժ է ընթանում: Ընդհակառակը, նրանք ավելի հանգիստ են արձագանքում ալկոհոլի, քան ջրի հետ.

CaH 2 + 2HCl → CaCl 2 + 2H 2

CaH 2 +2ROH→2RH+Ca(OH) 2

3CaH 2 + N 2 → Ca 3 N 2 + ЗH 2

CaH 2 + O 2 → CaO + H 2 O

Կալցիումի հիդրիդը օգտագործվում է որպես հեղուկների և գազերի արդյունավետ չորացուցիչ: Այն հաջողությամբ օգտագործվում է նաև օրգանական հեղուկների, բյուրեղային հիդրատների և այլնի ջրի պարունակության քանակական որոշման համար։

Ես կարող եմ ուղղակիորեն փոխազդել ոչ մետաղների հետ.

Ca+Cl 2 → CaCl 2

փոխազդեցություն ազոտի հետ. E 3 N 2 սպիտակ հրակայուն մարմիններ. Շատ դանդաղ ձևավորվել է արդեն նորմալ պայմաններում.

3E+N 2 →E 3 N 2

Ջուրը քայքայվում է ըստ սխեմայի.

E 3 N 2 + 6H 2 O → 3Ca (OH) 2 + 2NH 3

4E 3 N 2 →N 2 +3E 4 N 2) (Ba և Sr ենթանիտրիդների համար)

E 4 N 2 + 8H 2 O → 4E (OH) 2 + 2NH 3 + H 2

Ba 3 N 2 + 2N 2 → 3 Ba N 2 (բարիումի պերնիտրիդ)

Նոսրացած թթուների հետ փոխազդեցության ժամանակ այս պերնիտրիդները, երկու ամոնիակի մոլեկուլների հետ միասին, նույնպես բաժանում են ազատ ազոտի մոլեկուլը.

E 4 N 2 + 8HCl → 4ESl 2 + 2NH 3 + H 2

E 3 N 2 + ZSO \u003d 3EO + N 2 + ZS

Հակառակ դեպքում, ռեակցիան ընթանում է բարիումի դեպքում.

B a 3 N 2 + 2CO \u003d 2ВаО + Ba (CN) 2

Սա հետաքրքիր է :

E + NH 3 (հեղուկ) → (E (NH 2) 2 + H 2 + ENH + H 2)

4E (NH 2) 2 → EN 2 + 2H 2

Հետաքրքիր է, որE (NH 3) 6 - ամոնիատները ձևավորվում են գազային ամոնիակի հետ տարրերի փոխազդեցության ժամանակ և կարող են քայքայվել ըստ սխեմայի.

E (NH 3) 6 → E (NH 2) 2 + 4NH 3 + H 2

Հետագա ջեռուցում.

E (NH 2) 2 → ENH + NH 3

3ENH → NH 3 + E 3 N 2

Բայց բարձր ջերմաստիճանում մետաղի փոխազդեցությունը ամոնիակի հետ ընթանում է ըստ սխեմայի.

6E+2ՆՀ 3 → ԵՀ 2 +E 3Ն 2

Նիտրիդները կարողանում են հալոգենիդներ ավելացնել.

E 3 N 2 + EHal 2 → 2E 2 NHal

Հողալկալիական մետաղների և հիդրօքսիդների օքսիդներն ունեն հիմնական հատկությունները, բացառությամբ բերիլիումի.

CaO+2 HCl→ SaSլ 2 +H2O

Ca(OH) 2 +2HCl→CaSl 2 + 2H 2 O

Be + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2

BeO+2HCl→BeՀԵՏl 2 + H 2 O

BeO+2NaOH→Na 2 BeO 2 +H 2 O

· Որակական ռեակցիաներ ACH կատիոնների նկատմամբ: Հրապարակումների մեծ մասում նշվում են միայն Ca 2+-ի և Ba 2+-ի որակական ռեակցիաները: Եկեք դրանք անմիջապես դիտարկենք իոնային տեսքով.

Ca 2+ +CO 3 2- → CaCO 3 ↓ (սպիտակ նստվածք)

Ca 2+ +SO 4 2- → CaSO 4 ↓ (սպիտակ շերտավոր նստվածք)

CaCl 2 + (NH 4) 2 C 2 O 4 → 2NH 4 Cl + CaC 2 O 4 ↓

Ca 2+ + C 2 O 4 2- → CaC 2 O 4 ↓ (սպիտակ նստվածք)

Ca 2+ - բոցը աղյուսի գույնի ներկում

Ba 2+ +CO 3 2- →BaCO 3 ↓ (սպիտակ նստվածք)

Ba 2+ +SO 4 2- →BaSO 4 ↓ (սպիտակ նստվածք)

Ba 2+ +CrO 4 2- →BaCrO 4 ↓ (դեղին նստվածք, նման է ստրոնցիումին)

Ba 2+ + Cr 2 O 7 2- + H 2 O → 2BaCrO 4 + 2H + (դեղին նստվածք, նման է ստրոնցիումին)

Ba 2+ - բոցի կանաչ գույնը:

Դիմում:

Արդյունաբերական կիրառությունները հայտնաբերվում են գրեթե բացառապես դիտարկվող տարրերի միացություններով, բնորոշ հատկություններորոնք որոշում են դրանց օգտագործման ոլորտները։ Բացառություն են կազմում ռադիումի աղերը, որոնց գործնական նշանակությունը կապված է դրանց հետ ընդհանուր սեփականություն- ռադիոակտիվություն. Գործնական կիրառմամբ (հիմնականում մետալուրգիայում) հայտնաբերվում է գրեթե բացառապես կալցիում։Կալցիումի նիտրատը լայնորեն օգտագործվում է որպես ազոտ պարունակող հանքային պարարտանյութ։ Ստրոնցիումի և բարիումի նիտրատները պիրոտեխնիկայում օգտագործվում են կարմիր (Sr) կամ կանաչ (Ba) բոցով այրվող կոմպոզիցիաների պատրաստման համար: CaCO 3-ի առանձին բնական սորտերի օգտագործումը տարբեր է: Կրաքարն ուղղակիորեն օգտագործվում է շինարարական աշխատանքներում, ինչպես նաև ծառայում է որպես ամենակարևոր շինանյութերի՝ կրաքարի և ցեմենտի արտադրության համար: Կավիճն օգտագործվում է որպես հանքային ներկ, որպես հիմք միացությունների փայլեցման համար և այլն։ Մարմարը հիանալի նյութ է քանդակագործության, էլեկտրական սալիկների պատրաստման և այլնի համար։ Գործնական օգտագործումգտնում է հիմնականում բնական CaF 2-ը, որը լայնորեն օգտագործվում է կերամիկական արդյունաբերության մեջ, ծառայում է որպես HF-ի արտադրության մեկնարկային նյութ:

Անջուր CaCl 2-ն իր հիգրոսկոպիկության պատճառով հաճախ օգտագործվում է որպես չորացնող միջոց: Կալցիումի քլորիդի լուծույթների բժշկական կիրառությունները (բանավոր և ներերակային) շատ բազմազան են: Բարիումի քլորիդն օգտագործվում է վնասատուների դեմ պայքարի համար Գյուղատնտեսությունև որպես կարևոր ռեագենտ (SO 4 2- իոնի համար) քիմիական լաբորատորիաներում։

Սա հետաքրքիր է.

Եթե ​​1 վտ. ներառյալ Ca (CH 3 COO) 2-ի հագեցած լուծույթը արագ լցնել 17 wt պարունակող տարայի մեջ: ժամեր էթիլային սպիրտ, ապա ամբողջ հեղուկը անմիջապես պնդանում է: Այս կերպ ստացված «չոր սպիրտը» բռնկվելուց հետո դանդաղորեն այրվում է չծխող բոցով։ Նման վառելիքը հատկապես հարմար է զբոսաշրջիկների համար։

Ջրի կարծրություն.

Բնական ջրում կալցիումի և մագնեզիումի աղերի պարունակությունը հաճախ գնահատվում է՝ խոսելով դրա այս կամ այն ​​«կարծրության» մասին։ Միևնույն ժամանակ առանձնանում են կարբոնատային («ժամանակավոր») և ոչ կարբոնատային («մշտական») կարծրություն։ Առաջինը պայմանավորված է Ca(HC0 3) 2-ի, ավելի քիչ հաճախ Mg(HC0 3) 2-ի առկայությամբ: Այն կոչվում է ժամանակավոր, քանի որ այն կարող է վերացվել պարզապես եռացող ջրով. այս դեպքում բիկարբոնատները ոչնչացվում են, և դրանց քայքայման անլուծելի արտադրանքները (Ca և Mg կարբոնատներ) նստում են նավի պատերին սանդղակի տեսքով.

Ca(HCO 3) 2 → CaCO 3 ↓ + CO 2 + H 2 O

Mg (HCO 3) 2 → MgCO 3 ↓ + CO 2 + H 2 O

Ջրի մշտական ​​կարծրությունը պայմանավորված է նրանում կալցիումի և մագնեզիումի աղերի առկայությամբ, որոնք եռացնելիս չեն նստում։ Առավել տարածված են սուլֆատները և քլորիդները: Դրանցից առանձնահատուկ նշանակություն ունի վատ լուծվող CaS0 4-ը, որը նստում է շատ խիտ մասշտաբի տեսքով։

Երբ գոլորշու կաթսան աշխատում է կոշտ ջրի վրա, դրա ջեռուցվող մակերեսը ծածկված է մասշտաբով: Քանի որ վերջինս լավ չի փոխանցում ջերմությունը, կաթսայի շահագործումն ինքնին առաջին հերթին դառնում է ոչ տնտեսական. Մյուս կողմից, կաթսայի պատերը, որոնք ջրից մեկուսացված են սանդղակի շերտով, կարող են տաքանալ մինչև շատ բարձր ջերմաստիճան: Այս դեպքում երկաթը աստիճանաբար օքսիդանում է, իսկ պատերը կորցնում են ամրությունը, ինչը կարող է հանգեցնել կաթսայի պայթյունի։ Քանի որ շատ արդյունաբերական ձեռնարկություններում կան գոլորշու էներգիայի կայանքներ, ջրի կարծրության հարցը գործնականում շատ կարևոր է:

Քանի որ թորման միջոցով լուծված աղերից ջրի մաքրումը չափազանց թանկ է, կոշտ ջրով տարածքներում ջուրն օգտագործվում է այն «փափկեցնելու» համար։ քիմիական մեթոդներ. Կարբոնատային կարծրությունը սովորաբար վերացվում է ջրի մեջ Ca (OH) 2 ավելացնելով այն քանակությամբ, որը խստորեն համապատասխանում է վերլուծության արդյունքում հայտնաբերված բիկարբոնատների պարունակությանը: Միաժամանակ, ըստ ռեակցիայի

Ca (HCO 3) 2 + Ca (OH) 2 \u003d 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O

ամբողջ բիկարբոնատը վերածվում է նորմալ կարբոնատի և նստում է: Ոչ կարբոնատային կարծրությունը ամենից հաճախ ազատվում է ջրի մեջ սոդա ավելացնելով, որն առաջացնում է նստվածքի ձևավորում՝ ըստ ռեակցիայի.

СaSO 4 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 ↓ + Na 2 SO 4

Այնուհետև ջուրը թույլատրվում է նստել և միայն դրանից հետո այն օգտագործվում է կաթսաների սնուցման կամ արտադրության մեջ: Փոքր քանակությամբ կոշտ ջուրը (լվացքատանը և այլն) փափկացնելու համար դրան սովորաբար ավելացնում են մի քիչ սոդա և թույլ տալիս նստել։ Այս դեպքում կալցիումը և մագնեզիումը ամբողջությամբ նստվածք են ստանում կարբոնատների տեսքով, և լուծույթում մնացած նատրիումի աղերը չեն խանգարում։

Վերոնշյալից հետևում է, որ սոդան կարող է օգտագործվել ինչպես կարբոնատային, այնպես էլ ոչ կարբոնատային կարծրությունը վերացնելու համար: Այնուամենայնիվ, տեխնոլոգիայի մեջ նրանք դեռ փորձում են, հնարավորության դեպքում, օգտագործել Ca (OH) 2, ինչը պայմանավորված է սոդայի համեմատ այս ապրանքի շատ ավելի էժանությամբ:

Ջրի և կարբոնատային և ոչ կարբոնատային կարծրությունը գնահատվում է մեկ լիտրում պարունակվող Ca-ի և Mg-ի միլիգրամ համարժեքների ընդհանուր քանակով (մգ-էկ/լ): Ժամանակավոր և մշտական ​​կարծրության գումարը որոշում է ջրի ընդհանուր կարծրությունը: Վերջինս այս հիման վրա բնութագրվում է հետևյալ անվանումներով՝ փափուկ (<4), средне жёсткая (4-8), жесткая (8-12), очень жесткая (>12 մգ-էկ/լ): Առանձին բնական ջրերի կարծրությունը տատանվում է շատ լայն տիրույթում: Բաց ջրային մարմինների համար դա հաճախ կախված է սեզոնից և նույնիսկ եղանակից: Առավել «փափուկ» բնական ջուրը մթնոլորտային է (անձրև, ձյուն), որը գրեթե չի պարունակում լուծված աղեր։ Հետաքրքիր ցուցում է այն, որ սրտի հիվանդությունը ավելի տարածված է փափուկ ջրով տարածքներում:

Ջուրն ամբողջությամբ փափկացնելու համար սոդայի փոխարեն հաճախ օգտագործվում է Na 3 PO 4, որը նստեցնում է կալցիումը և մագնեզիումը նրանց քիչ լուծվող ֆոսֆատների տեսքով.

2Na 3 PO 4 +3Ca(HCO 3) 2 →Ca 3 (PO 4) 2 ↓+6NaHCO 3

2Na 3 PO 4 + 3 Mg (HCO 3) 2 → Mg 3 (PO 4) 2 ↓ + 6 NaHCO 3

Ջրի կարծրությունը հաշվարկելու համար կա հատուկ բանաձև.

Որտեղ 20.04 և 12.16 համապատասխանաբար կալցիումի և մագնեզիումի համարժեք զանգվածներն են:

Խմբագիր՝ Խարլամովա Գալինա Նիկոլաևնա