Пероксид натрію утворюється при згорянні натрію на повітрі. Пероксиди калію, заліза і цезію Ме2 О2 отримують непрямим шляхом, вони менш стійкі, ніж Na2 O2.
К, Rb, Cs при згорянні утворюють надпероксида МеО2 (КО2. RbO2. CsO2).
Пероксиди і надпероксида лужних металів сильні окислювачі, наприклад:
Пероксиди і надпероксида легко розкладаються водою, наприклад:
Гідроксиди лужних металів Ме (ОН) - безбарвні кристалічні речовини, добре розчинні у воді (виключаючи LiOH), є сильними електролітами (існують у воді тільки у вигляді іонів). В ряду Li - Cs розчинність гідроксидів і їх основні властивості посилюються.
Гідроксиди активно поглинають з повітря СО2 і Н2 О (тому завжди містять домішки - карбонати).
Гідроксиди проявляють все характерні властивості підстав:
NaOH + HCl = NaCl + H2 O,
2NaOH + CuCl2 = Cu (OH) 2 ↓ + 2NaCl,
У промисловості гідроксид отримують електролізом водних розчинів їх солей, наприклад:
Тверді гідроксиди та їх концентровані водні розчини руйнують живі тканини внаслідок зневоднення і лужного гідролізу білків. Тому робота з ними вимагає запобіжних заходів (гумові рукавички, окуляри).
Лужні метали утворюють солі з більшістю відомих кислот. З багатоосновними кислотами утворюють середні солі (MeCO3. MeSO3. MeSO4. Me3 (PO4) 3 і ін.) І кислі (MeHSO3. MeHSO4. MeH2 PO4. Me2 HPO4 і ін.).
Кислих солей лужних металів відомо дуже багато, а у інших металів вони зустрічаються рідко. Схильність до утворення таких солей і їх термічна стійкість збільшується в ряду Li - Cs.
Більшість солей лужних металів добре розчиняються у воді. Виняток становлять солі літію.
Всі солі лужних металів характеризуються високими температурами плавлення, добре проводять електричний струм їх розплави і розчини.
У водних розчинах солі слабких кислот пордвергаются гідролізу. наприклад:
Леткі сполуки лужних металів забарвлюють полум'я в характерні кольори: натрій - жовтий, калій - фіолетовий і т.д.).
Токсикологія. Іони Na + та K + - активні учасники біохімічних процесів в живих організмах. Іони Li + є біологічним антагоністом іонів натрію Na +. вони осорбенно токсичні при нестачі іонів Na + в раціоні.
S-елементи IIA групи
s -Елементи IIA групи - це берилій, магній і лужноземельні метали - кальцій Са, стронцій Sr, барій Ва і радіоактивний радій Ra. Останні так називають тому, що їх оксиди тугоплавкі і малорастворіми в воді (такі речовини раніше називалися «землями»), а продукти їх взаємодії з водою мають лужні властивості.
У вільному стані ці метали є сріблясто-білі речовини, більш тверді, ніж лужні метали, з порівняно високими температурами плавлення. Всі ці елементи, крім берилію, мають яскраво виражені металеві властивості.
Будова зовнішнього електронного рівня атомів цих елементів можна представити так: ns 2. в збудженому стані ns 1 np 1.
Атоми елементів IIA групи виявляють в своїх з'єднаннях одну ступінь окислення +2.
Метали групи IIA сильні відновники. Вони досить легко реагують з більшістю неметалів:
(Метали легко окислюються утворюючи НЕ пероксиди, а оксиди; оксидная плівка берилію і магнію досить міцна, тому ці метали можуть зберігатися на повітрі);
З воднем метали утворюють гідриди МеН2. наприклад:
Берилій з воднем не взаємодіє.
Гідриди лужноземельних металів білі кристалічні речовини з іонними кристалічними гратами, аніон Н ~. Гідриди Ве і Mg тверді полімерні сполуки. Термічна стійкість гідридів знижується від Ва до Ве (ВеН2 плавиться при 125 0 С, а ВаН2 - при 1200 0 С). Гідриди групи металів IIA, як і гідриди металів групи IA, сильні відновники.
З водою активно реагують лужноземельні метали (Са, Sr, Ba), реакції йдуть при звичайній температурі. наприклад:
Магній реагує при нагріванні, а берилій має поверхню, покриту міцною плівкою оксиду і, тому, з водою не реагує навіть при високих температурах (хоча термодинамічно це можливо).
Активність взаємодії з водою в ряду Mg - Ca - Sr - Ba - Ra зростає.
Оксиди лужноземельних металів - твёдие білі тугоплавкі речовини. Вони можуть бути отримані термічним розкладанням карбонатів, нітратів, гідроксидів. наприклад:
Оксиди, крім ВеО, реагують з водою; MgO реагує з гарячою водою:
Оксиди лужноземельних металів проявляють властивості основних оксидів:
ВЕО - амфотерний оксид, біле тугоплавкое, термічно стійке речовина. При нагріванні взаємодіє з кислотами і лугами, кислотними та основними оксидами:
2ВеО + SiO2 = Be2 SiO4 (фенакит; t = 1600. 0 C)
ВЕО - токсичний, подразнює дихальні шляхи, при попаданні в легені викликає хронічне захворювання бериліоз (легенева недостатність).
Елементи групи IIA утворюють гідроксиди Ме (ОН) 2. Це безбарвні, тугоплавкі, тверді речовини. Вони є слабшими підставами, ніж гідроксиди лужних металів. Основні властивості гідроксидів посилюються від Ве (ОН) 2 до Ва (ОН) 2. Гідроксиди берилію і магнію - слабкі підстави, погано розчинні у воді. Ве (ОН) 2 схильний до полімеризації.
Гідроксиди лужноземельних металів є сильними основами. Вони активно взаємодіють з кислотами, кислотними оксидами. наприклад:
При нагріванні гідроксид розкладаються. наприклад:
Гідроксид берилію проявляє амфотерні властивості, реагує з розведеними кислотами, лугами в розчині і при сплаву:
Елементи IIA подібно до лужних металів утворюють солі з усіма кислотами. Багато солі розчинні. Малорастворіми або практично нерозчинні фториди і карбонати, а також сульфати кальцію, стронцію і барію. З ростом порядкового номера елемента розчинність солей знижується.
Розчинні солі берилію і магнію піддаються гідролізу:
ВеCl2 + H2 O ↔ BeOHCl + HCl,
Іони елементів групи IIA, як і іони лужних металів, не утворюють стійких комплексних сполук. Більш схильні до утворення комплексних сполук берилій і магній. В ряду Be 2+ - Mg 2+ - Ca 2+ - Sr 2+ - Ba 2+ міцність комплексних сполук зменшується.
Розрізняють загальну жорсткість, яка складається з тимчасової і постійної жорсткості.
Тимчасова жорсткість (переборна, або карбонатна жорсткість) видаляється кип'ятінням води. Ця жорсткість викликана присутністю у воді гідрокарбонатів Са (НСО3) 2 і Mg (НСО3) 2 і кількісно дорівнює концентрації іонів Са 2+ і Mg 2+. яка відповідає подвоєною концентрації гідрокарбонат-іона НСО3 ~. При тривалому кіпеченіі води в ній з'являється осад МеСО3 і одночасно виділяється газ СО2:
Тому карбонатну жорсткість називають тимчасовою жорсткістю.
Ортофосфати менш розчинні, ніж карбонати, тому краще пом'якшення досягається за допомогою реагенту Na3 PO4.
Сучасний спосіб пом'якшення води заснований на використанні іонообмінних смол - іонітів (катіоніти та аніонітів). Через трубчастий обмінник, заповнений смолою в Na + -форме пропускають жорстку воду, при цьому іони Са 2+ і Mg 2+. еквівалентно заміщають іони Na + в смолі. Іоніт періодично регенерують, промиваючи концентрованим розчином хлориду натрію.
Пом'якшення води при пранні проводять за допомогою комплексообразующих іонітів (поліфосфати натрію, метафосфати натрію і ін.). Іони Са 2+ і Mg 2+ зв'язуються в стійкі комплекси і стають інертними по відношенню до мила.
У деяких випадках проводять повне знесолення води. Для цього воду піддають перегонці (дистиляції). Інший спосіб знесолення - послідовна обробка води за допомогою катионита і аніоніти. При пропущенні через катіонітний фільтр іони металів в розчині замінюються на іони Н +. а при пропущенні води через аніонітних фільтр аніони кислот в розчині замінюються на іони ОН ~. Таким чином, в цілому з води видаляються солі, а перейшли в воду іони взаємно нейтралізуються: Н + + ОН ~ = Н2 О. Періодично іоніти відновлюють промиваючи їх розведеними розчинами відповідно сірчаної кислоти і гідроксидом натрію.
Поняття про іонофори
Іонофори - органічні речовини, які здійснюють перенесення катіонів лужних і лужно-земельних металів або NH4 + через біологічні мембрани. До іонофори відносяться багато антіьіотікі (валиномицин, нактіни, енніатіни і ін.).
В основі дії іонофоров лежить їх здатність утворювати комплекси з транспортуються катіонами. Механізм переносу іонів зазвичай включає наступні стадії. Спочатку Іонофор, розташований на поверхні мембрани, взаємодіє з катіоном, що знаходяться у водній фазі з одного боку мембрани. Утворений комплекс впроваджується в мембрану і переміщається до іншої її стороні під дією електричного поля або градієнта концентрації, після чого комплекс дисоціює. Катіон знову переходить у водну фазу (принцип рухомого переносника).