химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

еталлов хорошо растворимы (хуже других — LiOH), причем почти нацело диссоциированы на ионы Э* и ОН'. Так как эта диссоциация больше, чем у гидроокисей всех других металлов, едкие щелочи являются самыми сильными основаниями.

Гидроокись натрия (иначе: едкий натр, каустическая сода) потребляется многими отраслями промышленности. Ее ежегодная мировая выработка исчисляется миллионами тонн, причем ббльшая часть добывается электролизом растворов NaCl. Реже пользуются обменным разложением соды с гашеной известью:

Na2C03 + Са(ОН)а = СаСО^ + 2NaOH

Реакция эта использовалась еще в древнем Египте. Выработка NaOH в СССР составила в 1972 г. 1899 тыс. г (против 190 тыс. т в 1940 г.

и 55 тыс. т в 1913 г.). Из гидроокисей других щелочных металлов значительное практическое применение находит только КОН («едкое кали»). Вырабатывают его обычно электролизом растворов KG.56-68 Ионы щелочных металлов бесцветны. Почти все соли, образуемые ими с обычными кислотами, хорошо растворимы в воде. В противоположность выделяющимся, как правило, без кристаллизационной воды солям К, Rb и Cs для солей лития образование кристаллогидратов весьма характерно. Натрий занимает промежуточное положение. Соли щелочных металлов и слабых кислот вследствие гидролиза показывают в растворе щелочную реакцию. Комплексные соединения с ионом щелочного металла в качестве комплексообразователя малоустойчивы (они

Рис ХШ-3. Растворимость Рис ХШ-4. Выварка соли Рис XIII-5. Растворигалидов щелочных метал- (XVI век). кость нитратов

лов (моль/А НаО). {моль/A ftjO).

известны лишь для Li и Na). Напротив, весьма многочисленны комплексные производные, у которых ионы щелочного металла располагаются во внешней сфере. Многие из подобных комплексов отличаются большой устойчивостью, которая по ряду Li—Cs обычно возрастает.69*70

Галоидные соли~рассматриваемых элементов представляют собой довольно тугоплавкие кристаллические вещества, за исключением LiF (и отчасти NaF), хорошо растворимые в воде (рис. ХШ-З). Наибольшее практическое значение из них имеет NaCI. Помимо потребления с пищей (отсюда название — поваренная соль) громадные количества хлористого натрия используются промышленностью. Его ежегодное, мировое потребление исчисляется десятками миллионов тонн.

Источниками промышленного получения NaCI служат, с одной стороны, природные залежи каменной соли, с другой — моря и соленые озера (в СССР — Баскунчак и Др.). Из залежей каменная соль просто выламывается и затем измельчается. Такая соль часто бывает настолько чиста, что не требует дальнейшей очистки. Из морей и соленых озер NaCI добывают упариванием рассолов под действием солица или вымораживанием воды. В настоящее время лишь изредка применяется обычный ранее способ выварки соли за счет сжигания топлива (рис. XIII-4). Получаемая из рассолов соль часто бывает загрязнена примесями (главным образом ионов Са2+, Mg2+ и SOJ') и во влажном

воздухе отсыревает. Напротив, чистая поваренная соль негигроскопична. Из других галидов щелочных металлов громадное значение имеет КС1 — основа калийных удобрений.7t-loa

Нитраты щелочных металлов сравнительно легкоплавки и хорошо растворимы в воде (рис. XIII-5). Практическое значение из них имеют почти исключительно NaNOa и KN03. Обе соли используются главным образом в качестве минеральных удобрений. Нитрат калия идет также для изготовления черного пороха (NaN03 не применяется из-за его гигроскопичности).104"112

Рис. XIII-6. Давление диссоциации бикарбонатов (мм рт. ст.).

Ввиду двухосновности угольная кислота образует со щелочными металлами соли двух типов — кислые (ЭНС03) и средние (Э2С03). Кислые карбонаты (бикарбонаты) характерны для всех щелочных металлов кроме Li. Из растворов они выделяются без кристаллизационной воды в виде мелкокристаллических порошков.

При обычной температуре бикарбонаты устойчивы, но при нагревании довольно легко переходят в соответствующие средние соли угольной кислоты:

2ЭНС03 = Э2С03 + со2 + н2о

По ряду Na — Cs термическая устойчивость бикарбонатов заметно возрастает (рис. XII1-6).

За исключением NaHC03 рассматриваемые бикарбонаты хорошо растворимы. Вследствие гидролиза растворы их показывают очень слабощелочную реакцию. При нагревании этих растворов из них частично выделяется СО2 (в соответствии с приведенным выше уравнением распада), и реакция становится сильнощелочной. В соприкосновении с воздухом такое выделение С02 растворами бикарбонатов очень медленно происходит и при обычной температуре. Практическое применение находит главным образом NaHC03 («питьевая сода»), используемый в медицине, кондитерской промышленности и т. д.113-*'16

Нормальные карбонаты щелочных металлов, за 20 40 бо'С исключением Li2C03, хорошо растворимы в воде Рис XIII-7. Раство- (рис. ХШ-7), причем в результате гидролиза рас-римость углекислых творы их показывают сильнощелочную реакцию, «олей (моль!л Н80). Наибольшее значение имеет сода (NaaC03). Вырабатывается она или в безводном состоянии («кальцинированная сода») или в виде выветривающегося на воздухе кристаллогидрата Na2COs*10HaO («кристаллическая сода»).

Потребителями соды являются многие отрасли промышленности. Кроме того, она применяется для умягчения воды, при стирке белья и т. д. Выработка кальцинированной соды по СССР составила в 1972 г. 3850 тыс. г (против 536 тыс. т в 1940 г. и 160 тыс. г в 1913 г.).

Основное значение для производства соды имеет аммиачный метод, основанный на реакции

NaCl + NH4HC03 NaHC03J + NH4CI

равновесие которой почти нацело смещено вправо (вследствие очень малой растворимости NaHC03 в растворе NHокисыо углерода (получаемой за счет обжига СаС03). Выделяющийся NaHC03 отфильтровывают и нагреванием переводят в ЫагСОз (по приведенному выше уравнению), причем образующийся СОг возвращают в производство. Содержащий NH4CI маточный раствор обрабатывают гашеной известью и выделяющийся при этом аммиак также возвращают

в производство. Таким образом, единственным отходом является остающийся в растворе СаСЬ.117-123 Кроме соды в значительных количествах потребляется промышленностью (преимущественно — стекольной) поташ — К2СО3. Помимо химических методов получения из природного КС1, для выработки поташа широко используются отходы некоторых производств (зола растений и др.).124,125

Рис XIII-8, Растворимость сульфатов (моль!л Н20).

Подобно карбонатам, сульфаты щелочных металлов тоже известны кислые (3HS04) и средние (32SO4). В воде те и другие хорошо растворимы (рис. XIII-8). Практическое значение имеют главным образом NasS04 (в технике часто называемый просто сульфат) и K2SO4, особенно первый из иих. Важнейшим их потребителем является стекольная промышленность. Кристаллогидрат Na2SO4-10H2O («мирабилит» или «глауберова соль») применяется в медицине как слабительное.

Промышленное получение Na2S04 и K2SO4 основано либо на их выделении из природных минералов, либо иа обработке соответствующих' хлоридов серной кислотой. В последнем случае сульфаты являются побочными продуктами производства соляной кислоты. Громадные количества мирабилита содержатся в воде Кара-Богаз-Гола. '26-145

Из сопоставления свойств щелочных металлов и их соединений видно, что по ряду Li — Cs оии в общем изменяются весьма закономерно. Подобно тому как это имело место у В и Be, первый элемент подгруппы — литий — занимает несколько особое положение. Малая растворимость его солей с аииоиами СОГ» РОГ и а также гидроокиси, сравнительная легкость отщепления от нее воды при нагревании и некоторые другие свойства приближают литий к магнию и кальцию. Однако в основном литий все же является типичным щелочным металлом.

Дополнения

* Ш а м р а й Ф. И. Лнтий. М., Изд-во АН СССР, 1962. 284 с. О с т р о у ш к о Ю. И. и др. Литий. М., Атомиздат. 1960. 199 с.

Сятгкг М. Натрий. Пер. с англ., под ред. И. А, Реформатского. М.. Атомиздат, 1961. 440с. Алабышев А. Ф. а др. Натрий и калий. Л.. Госхимиздат, 1959. 391 с, Перельмаи Ф. М. Рубидий и цезий. Изд. 2-е.

страница 90
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

Скачать книгу "Основы общей химии. Том 2" (12.92Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
склад ваших вещей
столик туристический складной купить
ремонт холодильников на дому в строгине
термобелье иркутск

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)