Гидроксиды щелочноземельных металлов – сильные основания (щелочи). Be(OH)2 - aмфолит.
Mg(OH)2 – как основание средней силы хорошо растворяется в кислотах и в растворах солей аммония
С ростом ионных радиусов Э2+ в ряду Be-Ba растет растворимость гидроксидов и усиливаются основные свойства в ряду Са(ОН)2 – Sr(OH)2 –Ba(OH)2. Об этом можно судить по значениям
BeCO3 MgCO3 CaCO3 SrCO3 BaCO3
Малорастворимые гидроксиды бериллия и магния получают с помощью реакций обмена между солями этих металлов и щелочами.
MgCl2 + 2KOH → Mg(OH)2↓ + 2KCl
Гидроксиды рассматриваемых элементов разлагаются при нагревании.
Из разбавленых кислот (кроме HNO3) эти металлы вытесняют водород
разбавленную HNO3 восстанавливают до иона аммония, концентрированную как активные металлы до N2О
Способы получения
Получение бериллия.
1. Из оксидов, фторидов пирометаллургическим методом, т.е. при высокой температуре (восстановители – CO, C, Mg).
2. Электролиз расплавов солей.
Получение магния из оксидов восстановлением C и Si
Mg + H2≠
Ca - электролизом расплавов солей, Sr и Ba- алюмотермией
3
Растворимость солей:
Хорошо растворимы: хлориды, бромиды, иодиды и нитраты.
Плохо растворимы сульфаты (кроме MgSO4), карбонаты, фосфаты, силикаты. Сульфиты – малорастворимы в воде и сильно гидролизуются.
Все соли бария токсичны, применяются в сельском хозяйстве как инсектициды – яды для борьбы с вредными насекомыми (BaCl2, BaCO3).
2. Особенности бериллия
Также как литий отличается от элементов I-A группы, Be – отличается от элементов II-А группы.
Атом Ве имеет на предвнешнем электронном уровне только два электрона, в отличие от остальных элементов II-A группы, у которых их по 8. У него наименьший радиус. Поэтому Ве проявляет диагональное сходство с Al.
Ве и его аналоги при нагревании с галогенами образуют галогениды ЭГ2. Их получают также действуя НГ на металл или на Э(ОН)2.
Be + Cl2 → BeCl2
ЭГ2 – кристаллические вещества.
В молекуле BeCl2 в наружном слое 4 электрона. Ве – может быть акцептором электронных пар и образовывает две связи по донорно-акцепторному механизму. Cl – донор электронной пары.
В итоге при конденсации BeCl2 образуются линейные полимерные цепи. Бериллий образует бинарные соединения:
Be + O2 = 2BeO
Be + S BeS
и разлагаются водой
В обычных условиях бериллий не образует простых ионов, как и для алюминия, для него характерны катионные и анионные комплексы, где координационное число Be равно 4 (Кч.Be = 4); в водных растворах не существует иона Be2+ так как он гидратирован.
Также как и алюминий бериллий обладает амфотерными свойствами, растворяется и в кислотах и в щелочах
Be + 2H+ + 4H2O = [Be(H2O)4]2+ + H2↑
Be + 2OH- + 2H2O = [Be(OH)4]2- + H2↑
Be пассивируется концентрированной азотной и серной кислотами, но при нагревании реагируют с этими кислотами:
Амфотерный оксид Ве взаимодействует при сплавлении как с кислотными так и с основными оксидами.
Как и оксид, амфотерны сульфиды и галогениды бериллия.
BeS + Na2S → Na2BeS2
кис. осн.
BeS + SiS2 → Be2[SiS4]
осн. кис.
BeF2 + NaF → Na2[BeF4]
кис. осн.
BeF2 + SiF4 → Be[SiF6]
осн. кис.
Амфотерен и гидроксид бериллия
Соль бериллия, образованную слабой кислотой, можно получить только непосредственно соединением элементов, но нельзя получить смешиванием водных растворов, так как идет совместный гидролиз солей.
Все соединения Ве токсичны. С учетом особенностей его свойств, применяется в атомной технике, электронике.
3. Жесткость воды, ее влияние на живые организмы.
В природных водах содержатся соли кальция, например, благодаря растворимости гипса CaSO4×2H2O. В присутствии СО2 растворяются в воде карбонаты кальция и магния
Вода, в которой много растворимых солей Ca и Mg считается жесткой. Жесткость воды выражается числом миллиэквивалентов ионов Са2+ и Mg+2, содержащихся в 1 л Н2О.
(мг- экв/л),
где
Вода считается мягкой, если в литре воды содержание кальция и магния менее 4 мг-экв/л, средней 4-8, жесткой 8-12, очень жесткой – более 12 мг-экв/л.
В жесткой воде мыло плохо пенится, снижается его моющие действия, т.к. соли Ca и Mg образуют с ним нерастворимые соединения. Мыло – Na-соли высокомолекулярных кислот, натрий замещается на Ca2+и образуется осадок.
В жесткой воде плохо развариваются овощи. У животных нарушается Ca-Mg обмен.
Только растворимые соли Ca и Mg обуславливают жесткость воды. Различают временную и постоянную жесткость воды. Временная (карбонатная) жесткость воды связана с наличием в воде растворимых гидрокарбонатов Ca и Mg. Ее устраняют нагреванием (кипячением).
или добавлением известковой воды, фосфатов
3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 = Ca3(PO4)2↓ + 3Na2CO3 + 3H2O + 3CO2↑
Устранить жесткость – значит получить нерастворимые соли. При этом образуется накипь СаСO3 и MgCO3. Накипь плохо проводит тепло, вызывает увеличение расхода топлива.
Постоянная жесткость обусловлена наличием в растворе Са и Mg-солей сильных кислот – сульфатов, хлоридов. Кипячением она не устраняется. Постоянная жесткость удаляется добавлением соды и извести
MgSO4 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + Ca SO4¯
Общая жесткость – сумма временной и постоянной жесткости.
Общую жесткость можно удалить действием соды и известкового молока (содово-известковый способ).