Оксиды щелочноземельных металлов
Получение
1) Окисление металлов (кроме Ba, который образует пероксид)
2) Термическое разложение нитратов или карбонатов
CaCO3t˚C→ CaO + CO2
2Mg(NO3)2t˚C→ 2MgO + 4NO2+ O2
Химические свойства
Типичные основные оксиды.
Реагируют с водой (кроме BeO и MgO), кислотными оксидами и кислотами
СаO+H2O→Са(OH)2 гашение извести
3CaO+P2O5→Ca3(PO4)2
BeO+ 2HNO3→Be(NO3)2+H2O
BeO - амфотерный оксид, растворяется в щелочах:
BeO + 2NaOH + H2O →Na2[Be(OH)4]
Гидроксиды щелочноземельных металлов R(OH)2
Получение
Реакции щелочноземельных металлов или их оксидов с водой:
Ba+ 2H2O→Ba(OH)2+H2
CaO (негашеная известь) + H2O →Ca(OH)2(гашеная известь)
Видео-опыт
Химические свойств
Гидроксиды R(OH)2- белые кристаллические вещества, в воде растворимы хуже, чем гидроксиды щелочных металлов (растворимость гидроксидов уменьшается с уменьшением порядкового номера;
Be(OH) 2 – нерастворим в воде, растворяется в щелочах). Основность R(OH) 2 увеличивается с увеличением атомного номера:
Be(OH)2 – амфотерный гидроксид
Mg(OH)2 – слабое основание
Са(OH)2 - щелочь
остальные гидроксиды - сильные основания (щелочи).
1) Реакции с кислотными оксидами:
Ca(OH)2+ СO2→ CaСO3↓ + H2O Опыт
Ba(OH)2+ SO2→ BaSO3↓ + H2O
2) Реакции с кислотами:
Ba(OH)2+ 2HNO3→ Ba(NO3)2+ 2H2O
3) Реакции обмена с солями:
Ba(OH)2+K2SO4→BaSO4↓+ 2KOH
4) Реакция гидроксида бериллия со щелочами:
Be(OH)2+ 2NaOH → Na2[Be(OH)4]
Жесткость воды и способы ее устранения.
Жесткость воды опыт
Природная вода, содержащая ионы Ca 2+ и Mg2+, называется жесткой. Жесткая вода при кипячении образует накипь, в ней не развариваются пищевые продукты; моющие средства не дают пены.
Различают:
· Карбонатная (временная) жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния
· Некарбонатная (постоянная) жесткость– хлоридов и сульфатов
Общая жесткость воды рассматривается как сумма карбонатной и некарбонатной.
Удаление жесткости воды осуществляется путем осаждения из раствора ионов Ca2+ и Mg2+:
1)кипячением:
Сa(HCO3)2t˚C→ CaCO3↓+ CO2+ H2O
Mg(HCO3)2t˚C→ MgCO3↓+ CO2+ H2O
2) добавлением известкового молока:
Ca(HCO3)2+ Ca(OH)2→2CaCO3↓ + 2H2O
3) добавлением соды:
Ca(HCO3)2+ Na2CO3→CaCO3↓+ 2NaHCO3
CaSO4+ Na2CO3→ CaCO3↓ + Na2SO4
MgCl2+ Na2CO3→ MgCO3↓ + 2NaCl
4) пропусканием через ионно-обменную смолу
а) катионный обмен:
2RH + Ca2+→ R2Ca + 2H+
б) анионный обмен:
2ROH+SO42-→R2SO4+ 2OH-
(где R - сложный органический радикал)
Опыт: устранение жесткости воды
Важнейшие соединения кальция
«Кипелка» и «пушонка»
Еще в I веке нашей эры Диоскорид – врач при римской армии – в сочинении «О лекарственных средствах» ввел для оксида кальция название «негашеная известь», которое сохранилось и в наше время. Строители ее называют «кипелкой» - за то, что при гашении выделяется много тепла, и вода закипает. Образующийся при этом пар разрыхляет известь, она распадается с образованием пушистого порошка. Отсюда строительное название гашеной извести – «пушонка».
Гашеная известь Са(ОН)2– тонкий рыхлый порошок, обычно белого цвета. Поглощая углекислый газ из воздуха, гидроксид кальция превращается в карбонат кальция, проявляющий вяжущие свойства. В зависимости от количества воды, добавляемой к извести, гашение идет до получения пушонки, известкового теста, известкового молока или известковой воды. Все они нужны для приготовления вяжущих растворов.
Карбонат кальция СаСО 3 – одно из самых распространенных на Земле соединений. Минералы на основе СаСО 3 покрывают около 40 млн. км2 земной поверхности. Мел, мрамор, известняки, ракушечники – все это СаСО 3 с небольшими примесями.
Самый важный из этих минералов – известняк. Известняки есть практически везде. В европейской части России известняки встречаются в отложениях почти всех геологических возрастов. В чистом виде известняки – белого или светло – желтого цвета, но примеси придают им более темную окраску. Известняк незаменим в производстве цемента, карбида кальция, соды, всех видов извести (гашеной, негашеной, хлорной), белильных растворов и многих других полезных веществ. Без известняка не обходится ни одно строительство.Во – первых, из него самого строят, во – вторых, из известняка делают многие строительные материалы.
Другая разновидность углекислого кальция – мел. Мел – это не только зубной порошок и школьные мелки. Его используют в бумажной и резиновой промышленности – в качестве наполнителя, в строительстве и при ремонте зданий – для побелки. При соприкосновении с кислотами мел «вскипает».
Применение соединений кальция
Задание №1. Используя дополнительные источники и учебник, заполните таблицу «Соединения кальция»
| Название вещества | Химическая формула | Физические свойства | Практическое значение |
| Гашеная известь | |||
| Негашёная известь | |||
| Известковое молоко | |||
| Известковая вода | |||
| Гипс природный | |||
| Жжёный гипс |
Задание №2. Составьте уравнения реакций для осуществления следующих превращений:
Ca→ CaO→ Ca(OH)2→ CaCO3→ CaO→ CaCl2→ Ca3(PO4)2
Уравнение последней реакции запишите не только в молекулярном, но и в ионном виде.
Задание №3. Дайте характеристику КАЛЬЦИЮ по плану:
1. Положение в ПСХЭ
2. Строение атома
3. Физические свойства
4. Получение
5. Химические свойства (запишите УХР кальция с кислородом, серой, соляной кислотой, водой, водородом, хлором)
6. Применение кальция.