Какие химические свойства будет проявлять кальций
IIA группа содержит только металлы – Be (бериллий), Mg (магний), Ca (кальций), Sr (стронций), Ba (барий) и Ra (радий). Химические свойства первого представителя этой группы — бериллия — наиболее сильно отличаются от химических свойств остальных элементов данной группы. Его химические свойства во многом даже более схожи с алюминием, чем с остальными металлами IIA группы (так называемое «диагональное сходство»). Магний же по химическим свойствами тоже заметно отличается от Ca, Sr, Ba и Ra, но все же имеет с ними намного больше сходных химических свойств, чем с бериллием. В связи со значительным сходством химических свойств кальция, стронция, бария и радия их объединяют в одно семейство, называемое щелочноземельными металлами.
Все элементы IIA группы относятся к s-элементам, т.е. содержат все свои валентные электроны на s-подуровне. Таким образом, электронная конфигурация внешнего электронного слоя всех химических элементов данной группы имеет вид ns2 , где n – номер периода, в котором находится элемент.
Вследствие особенностей электронного строения металлов IIA группы, данные элементы, помимо нуля, способны иметь только одну единственную степень окисления, равную +2. Простые вещества, образованные элементами IIA группы, при участии в любых химических реакциях способны только окисляться, т.е. отдавать электроны:
Ме0 – 2e— → Ме+2
Кальций, стронций, барий и радий обладают крайне высокой химической активностью. Простые вещества, образованные ими, являются очень сильными восстановителями. Также сильным восстановителем является магний. Восстановительная активность металлов подчиняется общим закономерностям периодического закона Д.И. Менделеева и увеличивается вниз по подгруппе.
Взаимодействие с простыми веществами
с кислородом
Без нагревания бериллий и магний не реагируют ни с кислородом воздуха, ни с чистым кислородом ввиду того, что покрыты тонкими защитными пленками, состоящими соответственно из оксидов BeO и MgO. Их хранение не требует каких-либо особых способов защиты от воздуха и влаги, в отличие от щелочноземельных металлов, которые хранят под слоем инертной по отношению к ним жидкости, чаще всего керосина.
Be, Mg, Ca, Sr при горении в кислороде образуют оксиды состава MeO, а Ba – смесь оксида бария (BaO) и пероксида бария (BaO2):
2Mg + O2 = 2MgO
2Ca + O2 = 2CaO
2Ba + O2 = 2BaO
Ba + O2 = BaO2
Следует отметить, что при горении щелочноземельных металлов и магния на воздухе побочно протекает также реакция этих металлов с азотом воздуха, в результате которой, помимо соединений металлов с кислородом, образуются также нитриды c общей формулой Me3N2.
с галогенами
Бериллий реагирует с галогенами только при высоких температурах, а остальные металлы IIA группы — уже при комнатной температуре:
Мg + I2 = MgI2 – иодид магния
Са + Br2 = СаBr2 – бромид кальция
Ва + Cl2 = ВаCl2 – хлорид бария
с неметаллами IV–VI групп
Все металлы IIA группы реагируют при нагревании со всеми неметаллами IV–VI групп, но в зависимости от положения металла в группе, а также активности неметаллов требуется различная степень нагрева. Поскольку бериллий является среди всех металлов IIA группы наиболее химически инертным, при проведении его реакций с неметаллами требуется существенно большая температура.
Следует отметить, что при реакции металлов с углеродом могут образовываться карбиды разной природы. Различают карбиды, относящиеся к метанидам и условно считающимися производными метана, в котором все атомы водорода замещены на металл. Они так же, как и метан, содержат углерод в степени окисления -4, и при их гидролизе или взаимодействии с кислотами-неокислителями одним из продуктов является метан. Также существует другой тип карбидов – ацетилениды, которые содержат ион C22-, фактически являющийся фрагментом молекулы ацетилена. Карбиды типа ацетиленидов при гидролизе или взаимодействии с кислотами-неокислителями образуют ацетилен как один из продуктов реакции. То, какой тип карбида – метанид или ацетиленид — получится при взаимодействии того или иного металла с углеродом, зависит от размера катиона металла. С ионами металлов, обладающих малым значением радиуса, образуются, как правило, метаниды, с ионами более крупного размера – ацетилениды. В случае металлов второй группы метанид получается при взаимодействии бериллия с углеродом:
Остальные металлы II А группы образуют с углеродом ацетилениды:
С кремнием металлы IIA группы образуют силициды — соединения вида Me2Si, с азотом – нитриды (Me3N2), фосфором – фосфиды (Me3P2):
с водородом
Все щелочноземельные металлы реагируют при нагревании с водородом. Для того чтобы магний прореагировал с водородом, одного нагрева, как в случае со щелочноземельными металлами, недостаточно, требуется, помимо высокой температуры, также и повышенное давление водорода. Бериллий не реагирует с водородом ни при каких условиях.
Взаимодействие со сложными веществами
с водой
Все щелочноземельные металлы активно реагируют с водой с образованием щелочей (растворимых гидроксидов металлов) и водорода. Магний реагирует с водой лишь при кипячении вследствие того, что при нагревании в воде растворяется защитная оксидная пленка MgO. В случае бериллия защитная оксидная пленка очень стойкая: с ним вода не реагирует ни при кипячении, ни даже при температуре красного каления:
c кислотами-неокислителями
Все металлы главной подгруппы II группы реагируют с кислотами-неокислителями, поскольку находятся в ряду активности левее водорода. При этом образуются соль соответствующей кислоты и водород. Примеры реакций:
Ве + Н2SO4(разб.) = BeSO4 + H2↑
Mg + 2HBr = MgBr2 + H2↑
Ca + 2CH3COOH = (CH3COO)2Ca + H2↑
c кислотами-окислителями
− разбавленной азотной кислотой
С разбавленной азотной кислотой реагируют все металлы IIA группы. При этом продуктами восстановления вместо водорода (как в случае кислот-неокислителей) являются оксиды азота, преимущественно оксид азота (I) (N2O), а в случае сильно разбавленной азотной кислоты – нитрат аммония (NH4NO3):
4Ca + 10HNO3(разб.) = 4Ca(NO3)2 + N2O↑ + 5H2O
4Mg + 10HNO3(сильно разб.) = 4Mg(NO3)2 + NН4NO3 + 3H2O
− концентрированной азотной кислотой
Концентрированная азотная кислота при обычной (или низкой) температуре пассивирует бериллий, т.е. в реакцию с ним не вступает. При кипячении реакция возможна и протекает преимущественно в соответствии с уравнением:
Магний и щелочноземельные металлы реагируют с концентрированной азотной кислотой с образованием большого спектра различных продуктов восстановления азота.
− концентрированной серной кислотой
Бериллий пассивируется концентрированной серной кислотой, т.е. не реагирует с ней в обычных условиях, однако реакция протекает при кипячении и приводит к образованию сульфата бериллия, диоксида серы и воды:
Be + 2H2SO4 → BeSO4 + SO2↑+ 2H2O
Барий также пассивируется концентрированной серной кислотой вследствие образования нерастворимого сульфата бария, но реагирует с ней при нагревании, сульфат бария растворяется при нагревании в концентрированной серной кислоте благодаря его превращению в гидросульфат бария.
Остальные металлы главной IIA группы реагируют с концентрированной серной кислотой при любых условиях, в том числе на холоду. Восстановление серы происходит преимущественно до сероводорода:
4Mg + 5H2SO4(конц.) = 4MgSO4 + H2S↑ + 4H2O
с щелочами
Магний и щелочноземельные металлы со щелочами не взаимодействуют, а бериллий легко реагирует как растворами щелочей, так и с безводными щелочами при сплавлении. При этом при осуществлении реакции в водном растворе в реакции участвует также и вода, а продуктами являются тетрагидроксобериллаты щелочных или щелочноземельных металлов и газообразный водород:
Be + 2KOH + 2H2O = H2↑ + K2[Be(OH)4] — тетрагидроксобериллат калия
При осуществлении реакции с твердой щелочью при сплавлении образуются бериллаты щелочных или щелочноземельных металлов и водород
Be + 2KOH = H2↑+ K2BeO2 — бериллат калия
с оксидами
Щелочноземельные металлы, а также магний могут восстанавливать менее активные металлы и некоторые неметаллы из их оксидов при нагревании, например:
Метод восстановления металлов из их оксидов магнием называют магниетермией.
КАЛЬЦИЙ, Ca (от лат. Calx, род. падеж calcis — известь *. а. calcium; н. Kalzium; ф. calcium; и. calcio), — химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 20, атомная масса 40,08. Состоит из шести стабильных изотопов: 40Ca (96,97%), 42Ca (0,64%), 43Ca (0,145%), 44Ca (2,06%), 46Ca (0,0033%) и 48Ca (0,185%). Открыт английским химиком Г. Дэви в 1808.
Физические свойства
Кальций — серебристо-белый лёгкий металл. Известны две кристаллические модификации: а-Ca с гранецентрированной кубической решёткой, а=0,55884±2 нм (26°С); выше 443°С Я-Ca с объёмноцентрированной кубической решёткой, а=0,4480+5 нм (467°С).
Физические свойства кальция: плотность 1550 кг/м3 (20°С); t плавления 842°С; t кипения 1491°С; коэффициент теплопроводности 125 Вт/м•К; уд. теплоёмкость (0-100°С) 623,9 Дж/кг•К; уд. электросопротивление (при 20°С) 4,6•10-8 Ом•м; температурный коэффициент электросопротивления 4,57•10-3 (при 20°С); коэффициент термического расширения при 0-300°С 22•10-6 К-1. Твёрдость кальция по Бринеллю 200-300 МПа. Кальций — пластичный металл; хорошо прессуется, прокатывается и подвергается обработке резанием.
Химические свойства
Степень окисления +2. Металлический кальций химически активен, обладает большим сродством к кислороду и при обычной температуре во влажном воздухе покрывается плёнкой (поэтому хранят его в масле или герметически закрытом сосуде). С горячей водой кальций легко реагирует с образованием гидрооксида Ca(OH)2 и выделением водорода. Энергично взаимодействует, особенно при нагревании, с различными неметаллами (Н2, С, N2, Si, Cl2 и др. с образованием соответственно гидрида, карбида, нитрида, силицида, хлорида и т.д.). В реакциях с кислотами кальций образует соответствующие соли, вытесняя водород.
Природный кальций
Кальций — один из самых распространённых (5-е место) петрогенных элементов земной коры — 3,27% (по массе). Кларк кальция в каменных метеоритах 1,40%, ультраосновных — 0,7%, основных — 6,72%, средних — 4,65%, кислых породах — 1,58% (по данным А. П. Виноградова). Кальций входит в состав многих минералов (силикаты, алюмосиликаты, боросиликаты, карбонаты, сульфаты, фосфаты, ванадаты, вольфраматы, молибдаты, титанаты, ниобаты, фториды, хлориды и др.; в метеоритах встречается редчайший сульфид кальция). В минералах кальция присутствуют замещающие его изоморфно элементы-примеси (Na, Sr, редкоземельные, радиоактивные и другие элементы). Силикаты (пироксены, амфиболы) и алюмосиликаты (плагиоклазы) кальция — важнейшие породообразующие минералы магматических и метаморфических пород; в условиях гидротермальных и поверхностных процессов становятся устойчивыми и широко распространены карбонаты кальция.
При выплавлении базальтовых магм кальций накапливается в расплаве и входит в главные породообразующие минералы, при фракционировании которых его содержание в дифференциации магмы от основных к кислым породам падает. При выветривании магматических, метаморфических и осадочных пород кальций выщелачивается и в бассейне осадконакопления выделяется преимущественно в виде органогенных известняков и доломитов, составляющих в среднем около 20% объёма осадочной толщи; в виде терригенной примеси пироксенов, плагиоклаза и др., а также карбонатов кальция входит в состав глин и песчаников. Содержание кальция в осадочных породах (по А. Б. Ронову и А. А. Ярошевскому): в глинах 2,9-3,4%, в песчаниках 2,4-4,1%, в карбонатах 27,8-30,3% (первая цифра — в платформенных отложениях, вторая — в геосинклинальных); в океанической воде 0,0408% (по А. П. Виноградову). Поведение кальция в морской воде контролируется режимом CO2:CaCO3тв+Н2О+CO2 Ca(HCO3)2раств («карбонатное равновесие») при активном участии живого вещества. Кальций из морской воды интенсивно поглощается известняковыми водорослями, моллюсками, кораллами и др. В поверхностном цикле кальция важную роль играют поверхностные и подземные воды. В известняковых массивах в результате растворения ими кальцита развиваются карстовые явления; в районах с влажным климатом почвы обеднены кальцием. При испарении морской воды в замкнутых бассейнах и солёных озёрах осаждаются помимо кальцита гипс и ангидрит.
Получение и применение
Получают металлический кальций двумя методами: электролизом расплава CaCl2 с использованием медно-кальциевого анода получают сплав Ca — Cu (~65% Ca), из которого в вакууме при 950-1000°С отгоняют Ca; при прокаливании смеси CaO и порошкообразного Al при 1200°С в вакууме выделяющиеся по реакции 6CaO+2Al=3CaOAl2О3+3Ca пары кальция конденсируют на холодной поверхности.
Металлический кальций находит применение при получении антифрикционных сплавов Pb — Na — Ca; сплав Pb — Ca используется для изготовления оболочки электрических кабелей. Кальций применяется также в качестве восстановителя U, Th, Cr, V, Zr и редкоземельных элементов из их оксидов или галогенидов, для удаления серы из нефтепродуктов, обезвоживания органических растворителей, в качестве поглотителя газов в электровакуумных приборах и др.
Ñ. Ò. Æóêîâ Õèìèÿ 8-9 êëàññ
14.1. Îáùàÿ õàðàêòåðèñòèêà ýëåìåíòîâ IA è
IIA ãðóïï
 IA ãðóïïó âõîäÿò ëèòèé, íàòðèé, êàëèé,
ðóáèäèé è öåçèé. Ýòè ýëåìåíòû íàçûâàþò ùåëî÷íûìè
ýëåìåíòàìè. Â ýòó æå ãðóïïó âõîäèò èñêóññòâåííî
ïîëó÷åííûé ìàëîèçó÷åííûé ðàäèîàêòèâíûé
(íåóñòîé÷èâûé) ýëåìåíò ôðàíöèé. Èíîãäà â IA ãðóïïó
âêëþ÷àþò è âîäîðîä (ñì.ãëàâó 10). Òàêèì
îáðàçîì, â ýòó ãðóïïó âõîäÿò ýëåìåíòû êàæäîãî èç 7
ïåðèîäîâ.
Âî IIA ãðóïïó âõîäÿò áåðèëëèé, ìàãíèé, êàëüöèé,
ñòðîíöèé, áàðèé è ðàäèé. Ïîñëåäíèå ÷åòûðå
ýëåìåíòà èìåþò ãðóïïîâîå íàçâàíèå
ùåëî÷íîçåìåëüíûå ýëåìåíòû.
Ãîâîðÿ î òîì, ñêîëü ÷àñòî âñòðå÷àþòñÿ ïðèðîäå
àòîìû òîãî, èëè èíîãî ýëåìåíòà, îáû÷íî óêàçûâàþò
åãî ðàñïðîñòðàíåííîñòü â çåìíîé êîðå. Ïîä çåìíîé
êîðîé ïîíèìàþò àòìîñôåðó, ãèäðîñôåðó è ëèòîñôåðó
íàøåé ïëàíåòû. Òàê, â çåìíîé êîðå íàèáîëåå
ðàñïðîñòðàíåíû ÷åòûðå èç ýòèõ òðèíàäöàòè
ýëåìåíòîâ: Na (w =2,63 %), K (w = 2,41 %), Mg (w = 1,95 %)
è Ca (w = 3,38 %). Îñòàëüíûå âñòðå÷àþòñÿ
çíà÷èòåëüíî ðåæå, à ôðàíöèé âîîáùå íå
âñòðå÷àåòñÿ.
Îðáèòàëüíûå ðàäèóñû àòîìîâ ýòèõ ýëåìåíòîâ (êðîìå
âîäîðîäà) èçìåíÿþòñÿ îò 1,04 À (ó áåðèëëèÿ) äî 2,52 À (ó
öåçèÿ), òî åñòü ó âñåõ àòîìîâ ïðåâûøàþò 1 àíãñòðåì.
Ýòî ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî âñå ýòè ýëåìåíòû
ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ýëåìåíòû, îáðàçóþùèå
èñòèííûå ìåòàëëû, à áåðèëëèé ýëåìåíò,
îáðàçóþùèé àìôîòåðíûé ìåòàëë.
Îáùàÿ âàëåíòíàÿ ýëåêòðîííàÿ ôîðìóëà ýëåìåíòîâ IA
ãðóïïû ns1, à ýëåìåíòîâ IIÀ ãðóïïû ns2.
Áîëüøèå ðàçìåðû àòîìîâ è íåçíà÷èòåëüíîå ÷èñëî
âàëåíòíûõ ýëåêòðîíîâ ïðèâîäÿò ê òîìó, ÷òî àòîìû
ýòèõ ýëåìåíòîâ (êðîìå áåðèëëèÿ) ñêëîííû îòäàâàòü
ñâîè âàëåíòíûå ýëåêòðîíû. Íàèáîëåå ëåãêî îòäàþò
ñâîè âàëåíòíûå ýëåêòðîíû àòîìû ýëåìåíòîâ IA
ãðóïïû (ñì. ïðèëîæåíèå 6), ïðè ýòîì èç àòîìîâ
ùåëî÷íûõ ýëåìåíòîâ îáðàçóþòñÿ îäíîçàðÿäíûå
êàòèîíû, à èç àòîìîâ ùåëî÷íîçåìåëüíûõ ýëåìåíòîâ
è ìàãíèÿ äâóõçàðÿäíûå êàòèîíû. Ñòåïåíè
îêèñëåíèÿ â ñîåäèíåíèÿõ ó ùåëî÷íûõ ýëåìåíòîâ
ðàâíà +I, à ó ýëåìåíòîâ IIA ãðóïïû +II.
Ïðîñòûå âåùåñòâà, îáðàçóåìûå àòîìàìè ýòèõ
ýëåìåíòîâ, ìåòàëëû. Ëèòèé, íàòðèé, êàëèé,
ðóáèäèé, öåçèé è ôðàíöèé íàçûâàþò ùåëî÷íûìè
ìåòàëëàìè, òàê êàê èõ ãèäðîêñèäû ïðåäñòàâëÿþò
ñîáîé ùåëî÷è. Êàëüöèé, ñòðîíöèé è áàðèé íàçûâàþò
ùåëî÷íîçåìåëüíûìè ìåòàëëàìè. Õèìè÷åñêàÿ
àêòèâíîñòü ýòèõ âåùåñòâ óâåëè÷èâàåòñÿ ïî ìåðå
óâåëè÷åíèÿ àòîìíîãî ðàäèóñà.
Èç õèìè÷åñêèõ ñâîéñòâ ýòèõ ìåòàëëîâ íàèáîëåå
âàæíû èõ âîññòàíîâèòåëüíûå ñâîéñòâà. Ùåëî÷íûå
ìåòàëëû ñèëüíåéøèå âîññòàíîâèòåëè. Ìåòàëëû
ýëåìåíòîâ IIA ãðóïïû òàêæå äîâîëüíî ñèëüíûå
âîññòàíîâèòåëè.
Âñå îíè (êðîìå áåðèëëèÿ) ðåàãèðóþò ñ âîäîé (ìàãíèé
ïðè êèïÿ÷åíèè):
2M + 2H2O = 2Maq
+ 2OHaq + H2,
M + 2H2O = M2 + 2OH + H2.
 ñëó÷àå ìàãíèÿ, êàëüöèÿ è ñòðîíöèÿ
èç-çà ìàëîé ðàñòâîðèìîñòè îáðàçóþùèõñÿ
ãèäðîêñèäîâ ðåàêöèÿ ñîïðîâîæäàåòñÿ
îáðàçîâàíèåì îñàäêà:
M2 + 2OH = Mg(OH)2
Ùåëî÷íûå ìåòàëëû ðåàãèðóþò ñ
áîëüøèíñòâîì íåìåòàëëîâ:
2M + H2 = 2MH (ïðè íàãðåâàíèè),
4M + O2 = 2M2O (M Li),
2M + Cl2 = 2MCl (ïðè îáû÷íûõ óñëîâèÿõ),
2M + S = M2S (ïðè íàãðåâàíèè).
Èç ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ, ñãîðàÿ â
êèñëîðîäå, îáû÷íûé îêñèä îáðàçóåò òîëüêî ëèòèé.
Îñòàëüíûå ùåëî÷íûå ìåòàëëû îáðàçóþò ïåðîêñèäû (M2O2)
èëè íàäïåðîêñèäû (MO2 ñîåäèíåíèÿ,
ñîäåðæàùèå íàäïåðîêñèä-èîí ñ ôîðìàëüíûì çàðÿäîì
1 å).
Êàê è ùåëî÷íûå ìåòàëëû, ìåòàëëû ýëåìåíòîâ IIA
ãðóïïû ðåàãèðóþò ñî ìíîãèìè íåìåòàëëàìè, íî ïðè
áîëåå æåñòêèõ óñëîâèÿõ:
M + H2 = MH2 (ïðè íàãðåâàíèè; êðîìå
áåðèëëèÿ),
2M + O2 = 2MO (ïðè îáû÷íûõ óñëîâèÿõ; Be è Mg ïðè
íàãðåâàíèè),
M + Cl2 = MCl2 (ïðè îáû÷íûõ óñëîâèÿõ),
M + S = MS (ïðè íàãðåâàíèè).
 îòëè÷èå îò ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ ñ êèñëîðîäîì îíè
îáðàçóþò îáû÷íûå îêñèäû.
Ñ êèñëîòàìè ñïîêîéíî ðåàãèðóåò òîëüêî ìàãíèé è
áåðèëëèé, îñòàëüíûå ïðîñòûå âåùåñòâà î÷åíü
áóðíî, ÷àñòî ñî âçðûâîì.
Áåðèëëèé ðåàãèðóåò ñ êîíöåíòðèðîâàííûìè
ðàñòâîðàìè ùåëî÷åé:
Be + 2OH + 2H2O =
[Be(OH)4]2 + H2
 ñîîòâåòñòâèè ñ ïîëîæåíèåì â ðÿäó
íàïðÿæåíèé ñ ðàñòâîðàìè ñîëåé ðåàãèðóþò òîëüêî
áåðèëëèé è ìàãíèé, îñòàëüíûå ìåòàëëû â ýòîì
ñëó÷àå ðåàãèðóþò ñ âîäîé.
ßâëÿÿñü ñèëüíûìè âîññòàíîâèòåëÿìè, ùåëî÷íûå è
ùåëî÷íîçåìåëüíûå ìåòàëëû âîññòàíàâëèâàþò
ìíîãèå ìåíåå àêòèâíûå ìåòàëëû èç èõ ñîåäèíåíèé,
íàïðèìåð, ïðè íàãðåâàíèè ïðîòåêàþò ðåàêöèè:
4Na + MnO2 = 2Na2O + Mn;
2Ca + SnO2 = 2CaO + Sn.
Îáùèé äëÿ âñåõ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ è ìåòàëëîâ IIA
ãðóïïû ïðîìûøëåííûé ñïîñîá ïîëó÷åíèÿ
ýëåêòðîëèç ðàñïëàâîâ ñîëåé.
Êðîìå áåðèëëèÿ îêñèäû âñåõ ðàññìàòðèâàåìûõ
ýëåìåíòîâ îñíîâíûå îêñèäû, à ãèäðîêñèäû
ñèëüíûå îñíîâàíèÿ (ó áåðèëëèÿ ýòè ñîåäèíåíèÿ
àìôîòåðíûå, ãèäðîêñèä ìàãíèÿ ñëàáîå
îñíîâàíèå).
Óñèëåíèå îñíîâíûõ ñâîéñòâ ãèäðîêñèäîâ ñ
óâåëè÷åíèåì ïîðÿäêîâîãî íîìåðà ýëåìåíòà â
ãðóïïå ëåãêî ïðîñëåæèâàåòñÿ â ðÿäó ãèäðîêñèäîâ
ýëåìåíòîâ IIA ãðóïïû. Be(OH)2 àìôîòåðíûé
ãèäðîêñèä, Mg(OH)2 ñëàáîå îñíîâàíèå, Ca(OH)2,
Sr(OH)2 è Ba(OH)2 ñèëüíûå îñíîâàíèÿ, íî ñ
óâåëè÷åíèåì ïîðÿäêîâîãî íîìåðà ðàñòåò èõ
ðàñòâîðèìîñòü, è Ba(OH)2 óæå ìîæíî îòíåñòè ê
ùåëî÷àì.
ÍÀÄÏÅÐÎÊÑÈÄÛ
1.Ñîñòàâüòå ñîêðàùåííûå ýëåêòðîííûå ôîðìóëû è
ýíåðãåòè÷åñêèå äèàãðàììû àòîìîâ ýëåìåíòîâ IA è IIA
ãðóïï. Óêàæèòå âíåøíèå è âàëåíòíûå ýëåêòðîíû.
2.Ïî êàêèì ïðè÷èíàì âîäîðîä ïîìåùàþò â IA ãðóïïó, à
ïî êàêèì â VIIA ãðóïïó?
3.Ñîñòàâüòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé ñëåäóþùèõ âåùåñòâ
ñ èçáûòêîì êèñëîðîäà: Li, Na, K, LiH, NaH, Li3N, Na2C2.
4.Êðèñòàëëû íåêîòîðîãî âåùåñòâà ñîñòîÿò èç
îäíîçàðÿäíûõ èîíîâ. Â ñîñòàâ êàæäîãî èîíà âõîäèò
ïî 18 ýëåêòðîíîâ. Ñîñòàâüòå à) ïðîñòåéøóþ ôîðìóëó
âåùåñòâà; á) ñîêðàùåííûå ýëåêòðîííûå ôîðìóëû
èîíîâ; â) óðàâíåíèå îäíîé èç ðåàêöèé ïîëó÷åíèÿ
ýòîãî âåùåñòâà; ã) äâà óðàâíåíèÿ ðåàêöèé ñ
ó÷àñòèåì ýòîãî âåùåñòâà.
14.2. Íàòðèé è êàëèé
Íàòðèé è êàëèé âàæíåéøèå ùåëî÷íûå
ýëåìåíòû.
Ïðîñòûå âåùåñòâà, îáðàçóåìûå ýòèìè
ýëåìåíòàìè, ìÿãêèå ëåãêîïëàâêèå ñåðåáðèñòûå
ìåòàëëû, ëåãêî ðåæóòñÿ íîæîì, áûñòðî îêèñëÿþòñÿ
íà âîçäóõå. Õðàíÿò èõ ïîä ñëîåì êåðîñèíà.
Òåìïåðàòóðà ïëàâëåíèÿ íàòðèÿ 98 °Ñ, à êàëèÿ 64 °Ñ.
Îêñèäû ýòèõ ýëåìåíòîâ òèïè÷íûå îñíîâíûå
îêñèäû. Îíè î÷åíü ãèãðîñêîïè÷íû: ïîãëîùàÿ âîäó,
ïðåâðàùàþòñÿ â ãèäðîêñèäû.
Ãèäðîêñèäû íàòðèÿ è êàëèÿ ùåëî÷è. Ýòî
òâåðäûå áåñöâåòíûå êðèñòàëëè÷åñêèå âåùåñòâà,
ïëàâÿùèåñÿ áåç ðàçëîæåíèÿ. Êàê è îêñèäû, îíè
î÷åíü ãèãðîñêîïè÷íû: ïîãëîùàÿ âîäó, ïðåâðàùàþòñÿ
â êîíöåíòðèðîâàííûå ðàñòâîðû. Êàê òâåðäûå
ãèäðîêñèäû, òàê è èõ êîíöåíòðèðîâàííûå ðàñòâîðû
î÷åíü îïàñíûå âåùåñòâà: ïðè ïîïàäàíèè íà êîæó
âûçûâàþò òðóäíîçàæèâàþùèå ÿçâû, âäûõàíèå èõ ïûëè
ïðèâîäèò ê ïîðàæåíèþ äûõàòåëüíûõ ïóòåé.
Ãèäðîêñèä íàòðèÿ (òðèâèàëüíûå íàçâàíèÿ åäêèé
íàòð, êàóñòè÷åñêàÿ ñîäà) îòíîñèòñÿ ê âàæíåéøèì
ïðîäóêòàì õèìè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòè ñ åãî
ïîìîùüþ ñîçäàåòñÿ ùåëî÷íàÿ ñðåäà âî ìíîãèõ
õèìè÷åñêèõ ïðîèçâîäñòâàõ. Ãèäðîêñèä êàëèÿ
(òðèâèàëüíîå íàçâàíèå «åäêîå êàëè»)
èñïîëüçóþò äëÿ ïðîèçâîäñòâà äðóãèõ ñîåäèíåíèé
êàëèÿ.
Áîëüøèíñòâî ñðåäíèõ ñîëåé íàòðèÿ è êàëèÿ
òåðìè÷åñêè óñòîé÷èâûå âåùåñòâà è ðàçëàãàþòñÿ
òîëüêî ïðè î÷åíü âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ. Ïðè
óìåðåííîì íàãðåâàíèè ðàçëàãàþòñÿ òîëüêî ñîëè
ãàëîãåíñîäåðæàùèõ îêñîêèñëîò, íèòðàòû è
íåêîòîðûå äðóãèå ñîåäèíåíèÿ:
NaClO4 = NaCl + 2O2;
8NaClO3 = 6NaClO4 + 2NaCl;
2NaNO3 = 2NaNO2 + O2;
Na2[Zn(OH)4] = Na2ZnO2 + 2H2O .
Êèñëûå ñîëè ìåíåå óñòîé÷èâû, ïðè
íàãðåâàíèè âñå îíè ðàçëàãàþòñÿ:
2NaHS = Na2S + H2S ;
2NaHSO4 = Na2S2O7 + H2O ;
2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2;
NaH2PO4 = NaPO3 + H2O ;
Na2HPO4 = Na4P2O7 + H2O .
Îñíîâíûõ ñîëåé ýòè ýëåìåíòû íå
îáðàçóþò.
Èç ñîëåé íàèáîëüøåå çíà÷åíèå èìååò
õëîðèä íàòðèÿ ïîâàðåííàÿ ñîëü. Ýòî íå òîëüêî
íåîáõîäèìàÿ ñîñòàâíàÿ ÷àñòü ïèùè, íî è ñûðüå äëÿ
õèìè÷åñêîé ïðîìûøëåííîñòè. Èç íåãî ïîëó÷àþò
ãèäðîêñèä íàòðèÿ, ïèòüåâóþ ñîäó (NaHCO3), ñîäó
(Na2CO3) è ìíîãèå äðóãèå ñîåäèíåíèÿ
íàòðèÿ. Ñîëè êàëèÿ íåîáõîäèìûå ìèíåðàëüíûå
óäîáðåíèÿ.
Ïî÷òè âñå ñîëè íàòðèÿ è êàëèÿ ðàñòâîðèìû, ïîýòîìó
äîñòóïíûõ êà÷åñòâåííûõ ðåàêöèé íà èîíû ýòèõ
ýëåìåíòîâ íå. (Êà÷åñòâåííûìè ðåàêöèÿìè íàçûâàþò
õèìè÷åñêèå ðåàêöèè, ïîçâîëÿþùèå îáíàðóæèòü â
ñîåäèíåíèè àòîìû èëè èîíû êàêîãî-ëèáî
õèìè÷åñêîãî ýëåìåíòà, äîêàçàâ ïðè ýòîì, ÷òî
îáíàðóæåí èìåííî ýòè àòîìû èëè èîíû, à íå
êàêèå-íèáóäü äðóãèå, ïîõîæèå íà íèõ ïî õèìè÷åñêèì
ñâîéñòâàì. Òàêæå íàçûâàþò ðåàêöèè, ïîçâîëÿþùèå
îáíàðóæèòü êàêîå-ëèáî âåùåñòâî â ñìåñè)
Îïðåäåëèòü íàëè÷èå â ñîåäèíåíèè èîíîâ íàòðèÿ èëè
êàëèÿ ìîæíî ïî îêðàøèâàíèþ áåñöâåòíîãî ïëàìåíè
ïðè âíåñåíèè â íåãî èññëåäóåìîãî îáðàçöà: â
ñëó÷àå íàòðèÿ ïëàìÿ îêðàøèâàåòñÿ â æåëòûé öâåò, à
â ñëó÷àå êàëèÿ â ôèîëåòîâûé.
ÊÀ×ÅÑÒÂÅÍÍÛÅ
ÐÅÀÊÖÈÈ
Ñîñòàâüòå
óðàâíåíèÿ ðåàêöèé, õàðàêòåðèçóþùèõ
õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà à) íàòðèÿ, á) ãèäðîêñèäà
êàëèÿ, â) êàðáîíàòà íàòðèÿ, ã) ãèäðîñóëüôèäà
íàòðèÿ.
Îêðàøèâàíèå ïëàìåíè ñîëÿìè íàòðèÿ è êàëèÿ
14.3. Ìàãíèé è êàëüöèé
Ïðîñòûå âåùåñòâà ìàãíèé è êàëüöèé
ìåòàëëû. Êàëüöèé áûñòðî îêèñëÿåòñÿ íà âîçäóõå, à
ìàãíèé â ýòèõ óñëîâèÿõ çíà÷èòåëüíî óñòîé÷èâåå
îí îêèñëÿåòñÿ ëèøü ñ ïîâåðõíîñòè. Êàëüöèé õðàíÿò
ïîä ñëîåì êåðîñèíà. Òåìïåðàòóðû ïëàâëåíèÿ ìàãíèÿ
è êàëüöèÿ 650 è 851 °Ñ ñîîòâåòñòâåííî. Ìàãíèé è
êàëüöèé çíà÷èòåëüíî áîëåå òâåðäûå âåùåñòâà, ÷åì
ùåëî÷íûå ìåòàëëû. Íåâûñîêàÿ ïëîòíîñòü ìàãíèÿ (1,74
ã/ñì3) ïðè çíà÷èòåëüíîé ïðî÷íîñòè äàåò
âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàòü åãî ñïëàâû â
àâèàöèîííîé ïðîìûøëåííîñòè.
È ìàãíèé, è êàëüöèé ñèëüíûå âîññòàíîâèòåëè
(îñîáåííî ïðè íàãðåâàíèè). Èõ ÷àñòî èñïîëüçóþò
äëÿ âîññòàíîâëåíèÿ äðóãèõ, ìåíåå àêòèâíûõ,
ìåòàëëîâ èç èõ îêñèäîâ (ìàãíèé â ëàáîðàòîðèè, à
êàëüöèé â ïðîìûøëåííîñòè).
Ìàãíèé è êàëüöèé îäíè èç íåìíîãèõ ìåòàëëîâ
ðåàãèðóþùèõ ñ àçîòîì. Ïðè íàãðåâàíèè îíè
îáðàçóåò ñ íèì íèòðèäû Mg3N2 è Ca3N2.
Ïîýòîìó, ñãîðàÿ íà âîçäóõå, ìàãíèé è êàëüöèé
ïðåâðàùàþòñÿ â ñìåñü îêñèäîâ ñ íèòðèäàìè.
Êàëüöèé ëåãêî ðåàãèðóåò ñ âîäîé, à ìàãíèé
òîëüêî ïðè êèïÿ÷åíèè.  îáîèõ ñëó÷àÿõ âûäåëÿåòñÿ
âîäîðîä è îáðàçóþòñÿ ìàëîðàñòâîðèìûå
ãèäðîêñèäû.
Îêñèäû ìàãíèÿ è êàëüöèÿ èîííûå âåùåñòâà; ïî
õèìè÷åñêîìó ïîâåäåíèþ îíè îñíîâíûå îêñèäû.
Îêñèä ìàãíèÿ ñ âîäîé íå ðåàãèðóåò, à îêñèä
êàëüöèÿ (òðèâèàëüíîå íàçâàíèå «íåãàøåíàÿ
èçâåñòü») ðåàãèðóåò áóðíî ñ âûäåëåíèåì
òåïëîòû. Îáðàçóþùèéñÿ ãèäðîêñèä êàëüöèÿ â
ïðîìûøëåííîñòè íàçûâàþò «ãàøåíîé èçâåñòüþ».
Ãèäðîêñèä ìàãíèÿ íåðàñòâîðèì â âîäå, òåì íå
ìåíåå îí ÿâëÿåòñÿ îñíîâàíèåì. Ãèäðîêñèä êàëüöèÿ
çàìåòíî ðàñòâîðèì â âîäå; åãî íàñûùåííûé ðàñòâîð
íàçûâàþò «èçâåñòêîâîé âîäîé», ýòî ùåëî÷íîé
ðàñòâîð (èçìåíÿåò îêðàñêó èíäèêàòîðîâ).
Ãèäðîêñèä êàëüöèÿ â ñóõîì, à îñîáåííî âî âëàæíîì
ñîñòîÿíèè ïîãëîùàåò óãëåêèñëûé ãàç èç
îêðóæàþùåãî âîçäóõà è ïðåâðàùàåòñÿ â êàðáîíàò
êàëüöèÿ. Ýòî ñâîéñòâî ãàøåíîé èçâåñòè ìíîãî
âåêîâ èñïîëüçîâàëîñü â ñòðîèòåëüñòâå: ãàøåíàÿ
èçâåñòü êàê îñíîâíîé êîìïîíåíò âõîäèëà â ñîñòàâ
ñòðîèòåëüíûõ èçâåñòêîâûõ ðàñòâîðîâ, â íàñòîÿùåå
âðåìÿ ïî÷òè ïîëíîñòüþ çàìåíåííûõ öåìåíòíûìè. Îáà
ãèäðîêñèäà ïðè óìåðåííîì íàãðåâàíèè, íå ïëàâÿñü,
ðàçëàãàþòñÿ.
Ñîëè ìàãíèÿ è îñîáåííî êàëüöèÿ âõîäÿò â
ñîñòàâ ìíîãèõ ïîðîäîîáðàçóþùèõ ìèíåðàëîâ. Èç
ýòèõ ãîðíûõ ïîðîä íàèáîëåå èçâåñòíû ìåë, ìðàìîð è
èçâåñòíÿê, îñíîâíûì âåùåñòâîì êîòîðûõ ÿâëÿåòñÿ
êàðáîíàò êàëüöèÿ. Êàðáîíàòû êàëüöèÿ è ìàãíèÿ ïðè
íàãðåâàíèè ðàçëàãàþòñÿ íà ñîîòâåòñòâóþùèå
îêñèäû è óãëåêèñëûé ãàç. Ñ âîäîé, ñîäåðæàùåé
ðàñòâîðåííûé äèîêñèä óãëåðîäà, ýòè êàðáîíàòû
ðåàãèðóþò, îáðàçóÿ ðàñòâîðû ãèäðîêàðáîíàòîâ,
íàïðèìåð:
MCO3 + CO2 + H2O = M2 + 2HCO3.
Ïðè íàãðåâàíèè, è äàæå ïðè ïîïûòêå
âûäåëèòü ãèäðîêàðáîíàòû èç ðàñòâîðà, óäàëÿÿ âîäó
ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå, îíè ðàçëàãàþòñÿ ïî
îáðàòíîé ðåàêöèè:
M2 + 2HCO3 = MCO3+ CO2+ H2O.
Ãèäðàòèðîâàííûé ñóëüôàò êàëüöèÿ CaSO4·2H2O
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé áåñöâåòíîå êðèñòàëëè÷åñêîå
âåùåñòâî ìàëîðàñòâîðèìîå â âîäå. Ïðè íàãðåâàíèè
îíî ÷àñòè÷íî îáåçâîæèâàåòñÿ, ïåðåõîäÿ â
êðèñòàëëîãèäðàò ñîñòàâà 2CaSO4·H2O.
Òðèâèàëüíîå íàçâàíèå äâóâîäíîãî ãèäðàòà ãèïñ,
à ïîëóâîäíîãî àëåáàñòð. Ïðè ñìåøèâàíèè
àëåáàñòðà ñ âîäîé îí ãèäðàòèðóåòñÿ, ïðè ýòîì
îáðàçóåòñÿ ïëîòíàÿ òâåðäàÿ ìàññà ãèïñà. Ýòî
ñâîéñòâî àëåáàñòðà èñïîëüçóåòñÿ â ìåäèöèíå
(ãèïñîâûå ïîâÿçêè) è ñòðîèòåëüñòâå (àðìèðîâàííûå
ãèïñîâûå ïåðåãîðîäêè, çàäåëêà äåôåêòîâ).
Ñêóëüïòîðû èñïîëüçóþò àëåáàñòð äëÿ èçãîòîâëåíèÿ
ãèïñîâûõ ìîäåëåé è ôîðì.
Êàðáèä (àöåòèëåíèä) êàëüöèÿ CaC2. Ñòðóêòóðíàÿ
ôîðìóëà (Ca2)(CC).
Ïîëó÷àþò ñïåêàíèåì íåãàøåíîé èçâåñòè ñ óãëåì:
CaO + 3C = CaC2 + CO
Ýòî èîííîå âåùåñòâî íå ÿâëÿåòñÿ ñîëüþ
è ïîëíîñòüþ ãèäðîëèçóåòñÿ âîäîé ñ îáðàçîâàíèåì
àöåòèëåíà, êîòîðûé äîëãîå âðåìÿ è ïîëó÷àëè òàêèì
ñïîñîáîì:
CaC2 + 2H2O = C2H2+ Ca(OH)2.
Ãèäðàòèðîâàííûé èîí ìàãíèÿ [Mg(H2O)6]2 êàòèîííàÿ êèñëîòà (ñì.
ïðèëîæåíèå 13), ïîýòîìó ðàñòâîðèìûå ñîëè ìàãíèÿ
ïîäâåðãàþòñÿ ãèäðîëèçó. Ïî ýòîé æå ïðè÷èíå
ìàãíèé ìîæåò îáðàçîâûâàòü îñíîâíûå ñîëè,
íàïðèìåð, Mg(OH)Cl. Ãèäðàòèðîâàííûé èîí êàëüöèÿ íå
ÿâëÿåòñÿ êàòèîííîé êèñëîòîé.
Êàëüöèé â ñîåäèíåíèè ìîæåò áûòü îáíàðóæåí ïî
îêðàøèâàíèþ ïëàìåíè. Öâåò ïëàìåíè
îðàíæåâî-êðàñíûé. Êà÷åñòâåííàÿ ðåàêöèÿ íà èîíû Ca2, Sr2 è Ba2, íå
ïîçâîëÿþùàÿ îäíàêî ðàçëè÷èòü ýòè èîíû ìåæäó
ñîáîé îñàæäåíèå ñîîòâåòñòâóþùèõ ñóëüôàòîâ
ðàçáàâëåííûì ðàñòâîðîì ñåðíîé êèñëîòû (èëè ëþáûì
ðàñòâîðîì ñóëüôàòà â êèñëîòíîé ñðåäå):
M2 + SO42 = MSO4.
1.Ïî÷åìó
ìàãíèé è êàëüöèé íå îáðàçóþò îäíîçàðÿäíûõ èîíîâ?
2.Ñîñòàâüòå óðàâíåíèÿ âñåõ ðåàêöèé, ïðèâåäåííûõ
ïàðàãðàôå îïèñàòåëüíî.
3.Ñîñòàâüòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé, õàðàêòåðèçóþùèõ
õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà à) êàëüöèÿ, á) îêñèäà êàëüöèÿ,
â) ãèäðîêñèäà ìàãíèÿ, ã) êàðáîíàòà êàëüöèÿ, ä)
õëîðèäà ìàãíèÿ.
Èññëåäîâàíèå ñâîéñòâ ñîåäèíåíèé ìàãíèÿ è
êàëüöèÿ
14.4. Æåñòêîñòü âîäû è ìåòîäû åå
óñòðàíåíèÿ
Ïðèðîäíàÿ âîäà â òîé, èëè èíîé ñòåïåíè
ñîäåðæèò èîíû ðàñòâîðèìûõ ñîëåé. Åñëè â ïðåñíîé
âîäå ñóììàðíàÿ êîíöåíòðàöèÿ èîíîâ Mg2 è Ca2 ïðåâûøàåò 2 ììîëü/ë, òî òàêóþ âîäó
íàçûâàþò æåñòêîé (åñëè íå ïðåâûøàåò, òî ìÿãêîé).
 êà÷åñòâå àíèîíîâ â æåñòêîé âîäå ìîãóò
ñîäåðæàòüñÿ HCO3,
SO42, Cl è äðóãèå èîíû.
Ïðè íàãðåâàíèè æåñòêîé âîäû èç íåå âûäåëÿþòñÿ
êàðáîíàòû ìàãíèÿ è êàëüöèÿ, à ïðè êèïÿ÷åíèè åùå
è ñóëüôàòû. Îáðàçóþùèéñÿ ïëîòíûé îñàäîê ÷àñòî
íàçûâàþò «íàêèïüþ». Èìåííî îí ïîÿâëÿåòñÿ íà
âíóòðåííèõ ïîâåðõíîñòÿõ ÷àéíèêîâ. Â
ïðîìûøëåííîñòè ýòîò îñàäîê îáðàçóåòñÿ íà
ñòåíêàõ êîòëîâ, ñíèæàÿ èõ òåïëîïðîâîäíîñòü, è
òðóáîïðîâîäîâ, óìåíüøàÿ èõ âíóòðåííèé äèàìåòð.
Ïðè ñòèðêå â æåñòêîé âîäå ñ èñïîëüçîâàíèåì ìûëà
åãî ðàñõîä ñèëüíî âîçðàñòàåò, à êà÷åñòâî ñòèðêè
ñíèæàåòñÿ, òàê êàê èç ðàñòâîðà ìûëà (íàòðèåâûõ
ñîëåé íåêîòîðûõ îðãàíè÷åñêèõ êèñëîò) âûäåëÿþòñÿ
íåðàñòâîðèìûå êàëüöèåâûå è ìàãíèåâûå ñîëè. Ïðè
èñïîëüçîâàíèè ñèíòåòè÷åñêèõ ñòèðàëüíûõ
ïîðîøêîâ ýòîò ýôôåêò íå íàáëþäàåòñÿ.
Ðàçëè÷àþò âðåìåííóþ (êàðáîíàòíóþ)
æåñòêîñòü, óñòðàíÿåìóþ êèïÿ÷åíèåì, è ïîñòîÿííóþ
(íåêàðáîíàòíóþ), ñîõðàíÿþùóþñÿ ïîñëå
êèïÿ÷åíèÿ âîäû.
Óñòðàíåíèå æåñòêîñòè çàêëþ÷àåòñÿ â óäàëåíèè èç
íåå èîíîâ Mg2 è Ca2.
Âðåìåííàÿ æåñòêîñòü óñòðàíÿåòñÿ êèïÿ÷åíèåì.
Äëÿ óñòðàíåíèÿ îáùåé æåñòêîñòè â âîäó äîáàâëÿþò
ðàçëè÷íûå ðåàãåíòû:
1. Ãàøåíóþ èçâåñòü Ca(OH)2.
Ca2 + HCO2 +OH = CaCO3+ H2O
Mg2 + 2HCO3 + Ca2 + 2OH = MgCO3+ CaCO3+ 2H2O
Mg2 + 2OH = Mg(OH)2
2. Ñîäó Na2CO3.
M2 +CO32 = MCO3
3. Ôîñôàò íàòðèÿ Na2PO4.
3M2 + 2PO43 = M3(PO4)2
Ôîñôàòû êàëüöèÿ è ìàãíèÿ ìåíåå
ðàñòâîðèìû, ÷åì êàðáîíàòû. Ïîýòîìó ïðèìåíåíèå
ôîñôàòà íàòðèÿ ïðèâîäèò ê áîëåå ïîëíîìó
óñòðàíåíèþ æåñòêîñòè.
Ñîâðåìåííûé ñïîñîá óñòðàíåíèÿ æåñòêîñòè îñíîâàí
íà ïðèìåíåíèè èîíîîáìåííûõ ñìîë (èîíèòîâ).
Èîíèòû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ïîëèìåðíûå êèñëîòû RHn
(êàòèîíèòû) è ïîëèìåðíûå îñíîâàíèÿ R(OH)n
(àíèîíèòû).
Ïðè ïðîïóñêàíèè ðàñòâîðîâ ñîëåé ÷åðåç òðóáêè (èîíîîáìåííèêè),
çàïîëíåííûå çåðíàìè èîíèòîâ, ïðîòåêàþò ðåàêöèè,
íàçûâàåìûå ðåàêöèÿìè èîííîãî îáìåíà:
êàòèîíèòû êàê áû îáìåíèâàþò ñâîè àòîìû âîäîðîäà
íà êàòèîíû (îòñþäà è èõ íàçâàíèå), à àíèîíèòû
ãèäðîêñèëüíûå ãðóïïû íà àíèîíû:
RHn + (n/2)M2 + nH2O = RMn/2 + nH3O,
R(OH)n + nA
= RAn + nOH.
Ïîñëåäîâàòåëüíî ïðîïóñêàÿ æåñòêóþ
âîäó ÷åðåç èîíîîáìåííèê, çàïîëíåííûé êàòèîíèòîì,
è èîíîîáìåííèê, çàïîëíåííûé àíèîíèòîì, æåñòêîñòü
ìîæíî óñòðàíèòü ïîëíîñòüþ.
Òàêèì ñïîñîáîì ìîæíî î÷èñòèòü íå òîëüêî æåñòêóþ,
íî è ìîðñêóþ âîäó, ÷òî èíîãäà è äåëàåòñÿ äëÿ åå
îïðåñíåíèÿ. Â ïðîìûøëåííîñòè èîíèòû èñïîëüçóþò
äëÿ ïîëó÷åíèÿ ÷èñòîé (äåèîíèçèðîâàííîé) âîäû
âìåñòî äèñòèëëèðîâàííîé.
ÆÅÑÒÊÎÑÒÜ
ÂÎÄÛ,ÆÅÑÒÊÀß ÂÎÄÀ,ÌßÃÊÀß ÂÎÄÀ, ÂÐÅÌÅÍÍÀß
ÆÅÑÒÊÎÑÒÜ, ÏÎÑÒÎßÍÍÀß ÆÅÑÒÊÎÑÒÜ, ÈÎÍÎÎÁÌÅÍÍÛÅ
ÑÌÎËÛ (ÈÎÍÈÒÛ), ÊÀÒÈÎÍÈÒ, ÀÍÈÎÍÈÒ, ÈÎÍÎÎÁÌÅÍÍÈÊ,
ÐÅÀÊÖÈß ÈÎÍÍÎÃÎ ÎÁÌÅÍÀ.
Ñîñòàâüòå ìîëåêóëÿðíûå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé,
èîííûå óðàâíåíèÿ êîòîðûõ ïðèâåäåíû â òåêñòå
ïàðàãðàôà.