Головна ⇒ 📌Хімія ⇒ Сполуки Натрію і Калію

Сполуки Натрію і Калію

РОЗДІЛ 3 МЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ТА ЇХ СПОЛУКИ

ХІМІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ІА – ІІІА ГРУП

§ 59. Сполуки Натрію і Калію

Усвідомлення змісту цього параграфа дає змогу:

Характеризувати фізичні та хімічні властивості оксидів, гідроксидів і солей Натрію та Калію;

Складати рівняння відповідних хімічних реакцій; обгрунтовувати застосування сполук їх властивостями; визначати експериментально йони Натрію та Калію у солях.

До головних сполук лужних елементів належать оксиди, гідроксиди і солі.

Оксиди Na2O та К2О добувають відновленням їх

пероксидних сполук відповідним металом:

Na2O2 + 2Na = 2Na2O; KO2 + 3К = 2K2O

– Складіть схеми електронного балансу.

Це тверді, кристалічні речовини білого кольору, які енергійно приєднують воду з утворенням лугів:

К2O + Н2О = 2КОН

Хімічні властивості оксидів Натрію та Калію зумовлені їх належністю до класу основних оксидів: взаємодіють з водою, кислотами, кислотними й амфотерними оксидами.

– Складіть рівняння цих реакцій.

Використовуються оксиди для синтезу солей Натрію та Калію.

Гідроксиди NaOН і КОН відомі людині з глибокої давнини. З тих часів збереглися їх тривіальні назви: NaOН – їдкий натр,

каустична сода (у перекладі з грецької каустик – їдкий); КОН – їдке калі.

Походження назв пов’язане з властивістю цих гідроксидів та їх розчинів роз’їдати тканини, папір, шкіру, спричиняти тяжкі опіки шкіри. При роботі з ними треба поводитися дуже обережно, категорично забороняється брати їх руками!

Фізичні властивості. Гідроксиди Натрію та Калію – це білі тверді речовини (мал. 105) з йонною кристалічною граткою (Е+ОН ). Температура плавлення і густина нижче, ніж у відповідних оксидів, бо у вузлах граток містяться лише однозарядні йони.

Дуже гігроскопічні й розпливаються у вологому повітрі, тому зберігаються у герметично закритій посудині. Добре розчиняються у воді і є лугами.

Добування натрій і калій гідроксидів у промисловості засноване на електролізі концентрованих розчинів відповідних хлоридів. При цьому одночасно утворюються хлор і водень:

Мал. 105. Натрій гідроксид

Хімічні властивості натрій і калій гідроксидів зумовлені приналежністю їх до лугів: є сильними електролітами, у розчинах перебувають у вигляді однозарядних йонів металічного елемента Е+ та гідроксилу ОН-, взаємодіють з кислотами, кислотними й амфотерними оксидами, амфотерними гідроксидами, солями (див. § 1). Усі ці реакції, крім сплавлення з амфотерними оксидами, відбуваються в розчинах, є переважно реакціями йонного обміну й перебігають до кінця, якщо утворюються слабкі електроліти (вода, комплексні йони) або осади (нерозчинні у воді основи). При нагріванні не розкладаються.

– Складіть рівняння відповідних реакцій у молекулярній і йонних формах.

Застосування. Їдкий натр є одним з продуктів основної хімії – галузі хімічної промисловості. Застосовують для очищення нафтопродуктів, у виробництві мила, штучного шовку, паперу, в текстильній, шкіряній промисловості, а також у побуті. Калій гідроксид використовується у виробництві рідкого мила, як електроліт в акумуляторах.

Солі Натрію та Калію. Найважливішими серед них є карбонати, сульфати, нітрати і хлориди. З їх властивостями і застосуванням ви вже частково ознайомилися в попередніх параграфах. Це тверді кристалічні речовини йонної будови, розчинні у воді, переважно безбарвні. Водні розчини солей Натрію та Калію і сильних кислот (NaCl, КNO3, Na2SO4) мають нейтральне середовище, оскільки не гідролізуються. Солі слабких кислот (Na2CO3, К2З, NaNO2) через гідроліз за аніоном утворюють лужне середовище. Колір деяким солям надають забарвлені аніони (мал. 106). Їх хімічні властивості – типові для класу солей (див. § 1).

Визначення йонів Натрію та Калію в солях. Розчинність майже усіх солей лужних елементів у воді ускладнює вибір якісної реакції для їх визначення. Для розпізнавання хіміки використовують забарвлення їх йонами полум’я пальника: йонами Натрію – в яскраво-жовтий колір, йонами Калію – у фіолетовий колір (мал. 107, а, б).

Мал. 106. Солі Натрію і Калію: а – KMnO4; б – K2CrO4; в – Na2Cr2O7

Мал. 107. Забарвлення полум’я йонами Натрію (а); йонами Калію (б); феєрверк (в)

Дослід. У трьох пробірках містяться хлоридна кислота, кристалічні натрій хлорид і калій хлорид (або їх розчини). Спочатку очистимо шпильку з петелькою на кінці від домішок, які заважатимуть спостерігати забарвлення полум’я. Для цього шпильку зануримо в пробірку з хлоридною кислотою, а потім – у полум’я нагрівного приладу. Прожарюємо шпильку доти, поки не перестане забарвлюватися полум’я. Далі у вушко шпильки наберемо кристали калій хлориду або шпильку опустимо в його розчин. Внесемо шпильку в полум’я й спостерігаємо, як воно набуває фіолетового забарвлення. Повторимо усі операції спочатку, але із сіллю натрій хлориду, і побачимо забарвлення полум’я в яскраво-жовтий колір.

Здатність Натрію та Калію забарвлювати полум’я в яскраві кольори застосовують у виготовленні феєрверків, салютів, сигнальних ракет (мал. 107, в). Солі Натрію та Калію мають широке використання, про що йшлося у попередніх параграфах.

Коротко про головне

До головних сполук Натрію й Калію належать оксиди, гідроксиди і солі, властивості яких визначаються природою лужних елементів і належністю до відповідного класу. Оксиди добувають реакцією пероксидів (надпероксидів) з відповідними металами, гідроксиди – електролізом концентрованих розчинів хлоридів. Натрій гідроксид застосовують для очистки нафтопродуктів, у виробництві мила, штучного шовку, паперу, в текстильній, шкіряній промисловості. Калій гідроксид використовують у виробництві рідкого мила, як електроліт в акумуляторах. Усі солі Натрію та Калію розчинні у воді.

Для визначення йонів Натрію та Калію використовують їх здатність забарвлювати полум’я в яскраві кольори: йони Натрію – у жовтий, йони Калію – у фіолетовий.