2. Щелочноземельные металлы

Щелочноземельные металлы Ca, Sc, Ba, Ra в соединениях проявляют степень окисления (+2).

2.1. Восстановительные свойства кальция

1. Разложение воды кальцием. В пробирку на 1/4 ее объема налейте дистиллированной воды и опустите маленький кусочек металлической стружки кальция. Наблюдайте выделение газа. Если реакция идет недостаточно энергично, пробирку подогрейте. Какой газ выделяется? Какое вещество образовало муть? Прибавьте в раствор 1 каплю фенолфталеина. Напишите уравнение реакции взаимодействия кальция с водой. Укажите окислитель и восстановитель. Будет ли аналогичная реакция протекать со стронцием и барием?

2. Взаимодействие кальция с кислотой. Кусочек кальциевой стружки опустите в пробирку с 2н. раствором соляной кислоты. Наблюдайте энергичное взаимодействие кальция с кислотой. Какие вещества получаются в результате реакции? Напишите соответствующее уравнение. Какой элемент являлся окислителем в этой реакции?

2.2.Получение гидроксидов шелочноземельных металлов.

К 0,5 мл 1М растворов солей кальция и бария, взятых в отдельных пробирках, прилейте 2н. раствор едкого натра. Обратите внимание на количество выпавшего осадка в каждой пробирке. Какова растворимость гидроксидов кальция, бария?

2.3. Получение и свойства солей щелочноземельных металлов

2.3.1. Карбонаты щелочноземельных металлов и их растворимость в кислотах. В две пробирки внесите раздельно по 3-5 капель растворов солей кальция и бария. В каждую пробирку добавьте несколько капель раствора карбоната натрия или калия. Отметьте образование осадков и их цвет. Исследуйте растворимость полученных карбонатов в кислоте, для чего добавьте в каждую пробирку несколько капель 2н. раствора соляной кислоты. Что наблюдается? Кислоту добавляйте осторожно по каплям, так как реакция идёт очень энергично и содержимое пробирки может быть выброшено. Напишите в молекулярном и ионном виде уравнения реакций получения карбонатов и их растворения в кислоте.

2.3.2. Сульфаты щелочноземельных металлов и их сравнительная растворимость. В две пробирки налейте по 0,5 мл 2н. H₂SO₄, в каждую из них добавьте такой же объем растворов солей кальция, бария. Наблюдайте сравнительную скорость образования осадков. Какой сульфат выпадает в осадок наиболее медленно? Испытайте действие на сульфаты 2н. растворов HCl, HNO₃.

Сделайте вывод о сравнительной растворимости сульфатов. Соответствуют ли сделанные вами выводы величинам произведения растворимости сульфатов щелочноземельных металлов? Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций получения сульфатов кальция и бария.

К раствору соли кальция или бария прибавьте равный объем 96%-ной серной кислоты (кислоту необходимо добавлять постепенно, охлаждая пробирку водой). В этом случае осадок сульфата кальция не выпадает, так как образуется хорошо растворимая кислая соль.

2.3.3. Хроматы щелочноземельных металлов. С помощью величин ПР объясните возможность образования хроматов кальция, стронция и бария и их растворимость в уксусной кислоте. Подтвердите это экспериментально взяв по 1 мл необходимых реактивов.

2.3.4. Оксалаты. К растворам щелочноземельных металлов (по 0.5 мл) добавьте несколько капель оксалата аммония (NH₄)₂C₂О₄. Каждый осадок разделите на две пробирки и исследуйте растворимость оксалатов в 2н. растворах уксусной и соляной кислот. Отметьте различное действие этих кислот. Объясните растворение оксалатов в соляной кислоте.

Образование оксалата кальция - очень чувствительная аналитическая реакция на ион Са²⁺. Проверьте, можно ли ею пользоваться в присутствии иона бария?

2.3.5. Аналитическая реакция иона кальция.

В две пробирки поместите по 2-3 кристаллика хлорида аммония и влейте (по 1 мл) в первую - раствор соли кальция, во вторую - бария. Встряхнув пробирки, добавьте в каждую из них 5-6 капель раствора гексацианоферрата (II) калия K₄[Fe(CN)₆], нагрейте и дайте постоять. Наблюдайте образование осадка тройной соли CaKNH₄[Fe(CN)₆]. Напишите соответствующее уравнение реакции. Образует ли осадок соль бария?

Можно ли с помощью этой реакции обнаружить ион кальция в присутствии ионов бария?