32 Вопрос

IIА-подгруппа объединяет s-эл-ты: бериллий,магний,кальций,стронций,барий,радий. Кроме бериллия,все эл-ты полиизотопны. Атомы этих эл-тов имеют на внешн.электрон.ур-не по 2 электрона с противоположными спинами. При затрате необходимой энергии один из е s-состояния переходит в p-состояние,т.е.оба е стан-ся неспаренными. Поэтому эти эл-ты проявл. степень окисления +2. Входящие в IIА-подгруппу магний,кальций,стронций,барий и радий назыв. щелочно-земельными металлами,т.к.их гидроксиды обладают щелочными св-вами,а оксиды сходны с оксидами аллюминия и тяжелых металлов(«земель»). Восстановит .активность эл-тов IIА-подгруппы увеличив-ся от бериллия к радию,но в целом они – менее активн.восстановители,чем щелочные металлы;только барий не уступает по активности щелочным металлам. На воздухе пов-ть бериллия и магния покрыв-ся защитной пленкой оксидов. Остальные металлы подгруппы взаимодействуют с кислородом энергичнее. Природную воду,содержащую много гидрокарбонатов или сульфатов кальция и магния,считают жесткой. Жесткая вода образует накипи,свертывает мыло. Различают временную (карбонатную) и постоянную(некарбонатную) жесткость воды. Первая обусловлена присутствием гидрокарбонатов,легко разлагающихся при нагревании. Постоянная жесткось вызывается сульфитами кальция CaSO₄ и магния MgSO_4. Она не устраняется кипячением. Сумму временной и постоянной жесткости называют общей жесткостью природной воды. Водоумягчение – удаление из воды солей. Хим. (содово-известковый способ) – к жесткой воде прибавляют соду и гашеную известь,осаждающие кальций в виде карбонатов. Ионообменная сорбция – сорбент поглащает из воды катионы Ca²⁺ и Mg²⁺ путоем обмена на катионы,посылаемые сорбентом в р-р. Оксиды щелочно-земляных металлов получают в технике термич.разложением карбонатов. Все они – туголавкие в-ва,устойчивые к действию высоких температур,проявляют(кроме оксида бериллия) основные с-ва. Оксид магния слабо взаимодействует с водой,а оксиды остальных металлов энергично с ней взаимодействуют. Гидроксиды щелочно-земельных металлов – сильные щелочи. Их сила,а также растворимость в воде закономерно растут от гидроксида кальция к гидроксиду бария. Малорастворимые гидроксиды бериллия и магния получают с помощью реакций обмена между солями этих металлов и едкими щелочами. Бериллий исп. как замедлитель нейтронов в атомн.реакторах. В кач-ве легирующей добавки он сообщает сплавам твердость,прочность,антикоррозийную устойчивость. Бериллий больше всех проницаем для рентгеновских лучей и использ-ся в рентгеновских трубках. Сплавы на основе магния широко применяют как конструкционные материалы в ракетной технике, авиа- и автостроении. Сплавы бария со свинцом применяются в типографии.

34 Вопрос: углерод, хим.Св-ва; оксиды углерода,св-ва;соли угольн.К-ты;соединения углеррода с металлами и неметаллами.

Природн.углерод состоит из 2 стабильн.изотопов.Также получены радиоактивн.изотопы с -излучением,кот.использ.как радиоктивн.индикаторы. С входит в составв органич.в-в,содерж-ся в клетках растений и животных. Из минеральн.соединений наиболее растпространены карбонаты: известняк(или мрамор) СаСО₃, магнезит MgCO₃. В воздухе содерж-ся углекислый газ – оксид углерода (IV) СО₂.При обычных t С хим. инертен, при достаточно высоких соед-ся со многими эл-тами, проявл.сильн.восстановит.св-ва. Хим. активность разных форм С убывает в ряду: аморфный углерод, графит, алмаз. Степени окисления +4 (напр., CO₂), −4 (напр., CH₄), редко +2 (СО, карбонилы металлов), +3 (C₂N₂). Углекисл. газ реагирует с водой, образуя слабую угольн. к-ту — H₂CO₃, кот. образует соли — карбонаты. На Земле наиб. распространены карбонаты кальция (мин. формы — мел, мрамор, кальцит, известняк и др.) и магния (мин. форма доломит).Графит с галогенами, щелочными металлами и др. в-вами образует соединения включения. При пропускании электрич. разряда между угольными электродами в атмосфере азота образуется циан. При высоких t взаимодействием углерода со смесью Н₂ и N₂ получают синильную к-ту:

При реакции углерода с серой получается сероуглерод CS₂, известны также CS и C₃S₂. С большинством металлов углерод образует карбиды, например:

Важна в промышленности реакция углерода с водяным паром:

При нагревании C восстанавливает оксиды металлов до металлов. Данное св-во широко исп-ся в металлургической промышленности

Соли угольн. к-ты — твердые кристаллич. в-ва.Карбонат натрия Na2CO3 — сода — важнейший продукт хим.пром-ти.

Применяется:

-Для снижения жесткости воды, т.к. соли кальция и магния, присутствие кот. обуславливает жесткость воды, взаимодействуют с карбонатом натрия с образованием осадка:

CaCl2 + Na2CO3 = 2NaCl + CaCO3↓

-В кач-ве моющего ср-ва, т.к. р-р соды обладает щелочной реакцией вследствие гидролиза:

CO₃²⁻ + HOH = HCO₃⁻+ OH^-

-В производстве стекла, мыла. В нефтяной, целлюлозно-бумажной промышленности.

-Соду в пром-ти получают прокаливанием гидрокарбоната натрия — питьевой соды:

2NaHCO₃ = Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑

Питьевая сода применяется:

-для выпечки в кач-ве разрыхлителя, лучше с добавлением лимонной к-ты:

NaHCO₃ + H⁺ = Na⁺ + H₂O + CO₂↑

-2%-ный р-р — для нейтрализации к-ты, попавшей на кожу (та же реакция)

Питьевая сода тоже гидролизуется и обладает щелочной реакцией р-ра, поэтому применяется для мытья посуды, чистки сантехники и т.п.

Карбонат калия K₂CO₃ — пота́ш. Белый порошок, расплывающийся во влажном воздухе и хорошо растворимый в воде.Применяется для получения жидкого мыла, тугоплавкого и хрустальн. стекла.Карбонат кальция встречается в природе в виде мела, известняка, мрамора (минерал кальцит). Нерастворим в воде, гидрокарбонат кальция малорастворим.

Применение:

-В строит-ве. Известняк — для кладки стен и, в виде щебня, для бетонных работ, строит-ва дорог. Мел — в виде порошка как наполнитель в шпаклевках, замазках, масти́ках. Мрамор — для облицовки зданий и станций метрополитена.

-Óбжигом известняка в промышленности получают жжёную известь и углекислый газ:

CaCO₃ = CaO + CO₂↑

-Для известкования кислых почв. Известняк нейтрализует почвен. к-ты, при этом выделяется углекислый газ, повышая рыхлость почвы:

CaCO₃ + 2H⁺ = Ca₂+ + H₂O +CO₂↑

Для распознавания карбонатов приливают раствор соляной кислоты, происходит бурное выделение газа:

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O +CO₂↑

С также образует соединения с серой,азотом,металлами. Сероуглерод CS₂ получают,пропуская пары серы через слой раскаленного угля: С+S₂=CS₂. Получается бесцветная жидкость с приятным запахом.Ядовит,летуч,применяется для фумигации, используется как р-ритель смол,жиров,иода;огнеопасен. При t электрич.дуги углерод с азотом образует дициан C₂N₂ – бесцветн,ядовитый газ. Подобно галогенам,дицан соединяется с Н,образуя бескислородную цианистоводородную к-ту H₂+C₂N₂=2HCN

Углерод реагирует со многими эл-тами. Соединения с неметаллами имеют свои собств. названия — метан CH₄, тетрафторметанCF₄.