2A grupės metalai

Šioje temoje nagrinėjamos 2A grupės metalų (šarminių žemių metalų), tokių kaip kalcis ir magnis, cheminės savybės, radimas gamtoje, gavimas ir panaudojimas. Taip pat apžvelgiamos reakcijos su deguonimi, halogenais, vandeniu ir rūgštimis, bei svarbiausi junginiai, pavyzdžiui, gesintos ir negesintos kalkės. Aptariama, kaip šios medžiagos gaunamos pramoniniu būdu ir kur jos naudojamos.

Geriamoji soda (NaHCO₃)
Geriamoji soda (\(NaHCO_3\)) yra gaminama naudojant Solvėjaus metodą, kurio metu natrio chlorido (\(NaCl\)) tirpalas yra prisotinamas anglies dioksidu (\(CO_2\)) ir amoniaku (\(NH_3\)). Šis procesas apima keletą reakcijų: 1. \(NH_3(d) + CO_2(d) + H_2O(s) \rightarrow NH_4HCO_3(k)\); 2. \(NH_4HCO_3(k) + NaCl(aq) \rightarrow NaHCO_3(k) + NH_4Cl(aq)\); 3. \(2NaHCO_3(k) \rightarrow(kaitinimas) Na_2CO_3(k) + CO_2(d) + H_2O(s)\).
Hidroksidai (šarmai)
Hidroksidai, tokie kaip natrio hidroksidas (\(NaOH\)) ir kalio hidroksidas (\(KOH\)), yra pramoniniu mastu gaminami elektrolizės būdu, skaidant vandeninius natrio chlorido (\(NaCl\)) arba kalio chlorido (\(KCl\)) tirpalus. Kitas metodas apima sodos (\(Na_2CO_3\)) reakciją su gesintomis kalkėmis: \(Na_2CO_3(aq) + Ca(OH)_2(aq) \rightarrow 2NaOH(aq) + CaCO_3(k)\). Šarminių metalų druskos, išskyrus tam tikras ličio druskas (pvz., \(LiF, Li_3PO_4, Li_2SiO_3\)), yra joniniai junginiai ir dažniausiai gerai tirpsta vandenyje.
IIA grupės metalai
IIA grupės metalai, atmetus berilį (\(Be\)), yra dar vadinami šarminių žemių metalais. Jie išoriniame energijos lygmenyje turi du elektronus (\(s^2\)). Nuo \(Be\) iki \(Ba\) judant grupe žemyn, didėja atomų spindulys, stiprėja metališkosios ir redukcinės savybės. \(Be\) nereaguoja su vandeniu, \(Mg\) silpnai reaguoja su karštu vandeniu, o \(Ca\), \(Sr\), \(Ba\) ir jų oksidai reaguoja su vandeniu.
Kalcio (Ca) ir magnio (Mg) cheminės savybės
Kalcis (\(Ca\)) ir magnis (\(Mg\)) yra stiprūs reduktoriai. Jų oksidacijos laipsnis junginiuose yra visada \(+2\). Jie reaguoja su deguonimi (\(O_2 + 2M \rightarrow 2MO\)), halogenais (\(Cl_2 + M \rightarrow MCl_2\)), siera, azotu, vandeniliu ir siliciu (kaitinant) (\(S + M \rightarrow MS; N_2 + 3M \rightarrow M_3N_2; H_2 + M \rightarrow MH_2; Si + 2M \rightarrow M_2Si\)), vandeniu (\(2H_2O(s) + Ca(k) \rightarrow Ca(OH)_2(aq) + H_2(d)\)) (kambario temperatūroje); \(2H_2O(s) + Mg(k) \rightarrow Mg(OH)_2(k) + H_2(d)\)) (kaitinant)) ir rūgštimis.
Kalcio (Ca) ir magnio (Mg) gavimas ir naudojimas
IIA grupės metalai, kaip ir šarminiai metalai, yra gaunami elektrolizės būdu iš jų druskų lydalų, pvz., \(\text{CaCl}_2(s) \xrightarrow(\text{elektrolizė}) \text{Ca}(k) + \text{Cl}_2(d)\). \(\text{Ca}\) ir \(\text{Mg}\) yra naudojami metalurgijoje kaip reduktoriai. Pramonėje yra plačiai naudojami junginiai: \(\text{Ca(OH)}_2\) (gesintos kalkės), \(\text{Mg(OH)}_2\) (silpnasis hidroksidas), \(\text{CaO}\) (negesintos kalkės), \(\text{MgO}\) (magnezija).
Kalkių produktai
Gesintos kalkės yra smulkūs, purūs, šviesiai balti milteliai, kurių tirpumas vandenyje – \(0,16 \text{ g}/100 \text{ g}\) (20 \(^\circ\text{C}\) temperatūroje). Kalkių pienas yra į pieną panaši suspensija. Kalkių vanduo yra skaidrus kalcio hidroksido tirpalas, kuris gaunamas nufiltravus kalkių pieną. Kalkių pienas yra naudojamas cukraus pramonėje.
Magnio ir kalcio radimas gamtoje
Magnio (Mg) Žemės plutoje yra apie 2,35 % (masės), o kalcio (Ca) – apie 3,6 %. Šie metalai randami tik junginių pavidalu, pavyzdžiui: \(MgCO_3\) (magnezitas), \(MgCO_3∙CaCO_3\) (dolomitas), \(CaCO_3\) (kreida, marmuras, klintis), \(CaSO_4∙2H_2O\) (gipsas), \(CaF_2\) (fluoritas), \(3Ca_3(PO_4)_2∙CaF_2\) (fluorapatitas).
Magnio (Mg) ir kalcio (Ca) fizikinės savybės
Magnis (\(Mg\)) yra sidabriškai baltas, lengvas (1,74 g/cm³) metalas, kuris yra atsparus oro poveikiui. Kalcis (\(Ca\)) yra lengvas (1,55 g/cm³) metalas, tačiau ore greitai oksiduojasi.
Negesintos kalkės (CaO)
Negesintos kalkės (\(CaO\)) yra gaunamos deginant klintis: \(CaCO_3(k) \rightarrow (kaitinimas) CaO(k) + CO_2(d)\) arba kaitinant gipsą. Negesintos kalkės yra naudojamos statybose, kalcio karbidui gaminti ir kaip atmosferos džioviklis. Jos reaguoja su anglies dioksidu (\(CaO(k) + CO_2(d) \rightarrow CaCO_3(k)\) (Cemento akmuo)), anglimi (\(CaO(k) + 3C(k) \rightarrow CaC_2(k) + CO(d)\)) ir vandeniu (\(CaO(k) + H_2O(s) \rightarrow Ca(OH)_2(aq)\) (Kalkių vanduo)).

Prisijungti

arba
Real 2
„X“ yra inovatyvi mokymosi platforma, kurios tikslas – teikti aukštos kokybės mokymo medžiagą įvairiausių klasių mokiniams. Patyrusių specialistų parengtas turinys skatina smalsumą, padeda išsamiau ir giliau suprasti mokomus dalykus bei sėkmingai pasiruošti akademiniams iššūkiams.
Atsisiųsk programėlę:
Susisiek su mumis: info@knowledgenestapp.com