Logam alkali- ini adalah unsur kumpulan pertama jadual berkala unsur kimia (mengikut klasifikasi lapuk - unsur subkumpulan utama kumpulan I): litium Li, natrium tidak, potasium K, rubidium Rb, cesium Cs, Perancis Fr, dan putus asa Uue. Apabila logam alkali larut dalam air, hidroksida larut terbentuk, dipanggil alkali.
Sifat kimia logam alkali
Oleh kerana aktiviti kimia tinggi logam alkali terhadap air, oksigen, dan kadang-kadang juga nitrogen (Li, Cs), ia disimpan di bawah lapisan minyak tanah. Untuk menjalankan tindak balas dengan logam alkali, sekeping saiz yang diperlukan dipotong dengan teliti dengan pisau bedah di bawah lapisan minyak tanah, permukaan logam dibersihkan dengan teliti dalam suasana argon daripada produk interaksinya dengan udara, dan barulah sampel diletakkan di dalam bekas tindak balas.
1. Interaksi dengan air. Sifat penting logam alkali ialah aktiviti tinggi mereka terhadap air. Litium bertindak balas dengan paling tenang (tanpa letupan) dengan air:
Apabila tindak balas yang serupa dijalankan, natrium terbakar dengan nyalaan kuning dan letupan kecil berlaku. Potassium adalah lebih aktif: dalam kes ini, letupan adalah lebih kuat, dan nyalaannya berwarna ungu.
2. Interaksi dengan oksigen. Hasil pembakaran logam alkali di udara mempunyai komposisi yang berbeza bergantung kepada aktiviti logam.
· Sahaja litium terbakar di udara untuk membentuk oksida komposisi stoikiometrik:
· Apabila terbakar natrium terutamanya Na 2 O 2 peroksida terbentuk dengan campuran kecil NaO 2 superoksida:
· Dalam produk pembakaran potasium, rubidium Dan cesium mengandungi terutamanya superoksida:
Untuk mendapatkan natrium dan kalium oksida, campuran hidroksida, peroksida atau superoksida dengan lebihan logam dipanaskan tanpa kehadiran oksigen:
Corak berikut adalah ciri sebatian oksigen logam alkali: apabila jejari kation logam alkali meningkat, kestabilan sebatian oksigen yang mengandungi ion peroksida O 2 2− dan ion superoksida O 2− meningkat.
Logam alkali berat dicirikan oleh pembentukan yang agak stabil ozonida komposisi EO 3. Semua sebatian oksigen mempunyai warna yang berbeza, keamatan yang semakin mendalam dalam siri dari Li ke Cs:
Oksida logam alkali mempunyai semua sifat oksida asas: ia bertindak balas dengan air, oksida berasid dan asid:
Peroksida Dan superoksida mempamerkan sifat kuat agen pengoksidaan:
Peroksida dan superoksida berinteraksi secara intensif dengan air, membentuk hidroksida:
3. Interaksi dengan bahan lain. Logam alkali bertindak balas dengan banyak bukan logam. Apabila dipanaskan, mereka bergabung dengan hidrogen untuk membentuk hidrida, dengan halogen, sulfur, nitrogen, fosforus, karbon dan silikon untuk membentuk, masing-masing, halida, sulfida, nitrida, fosfida, karbida Dan silisid:
Apabila dipanaskan, logam alkali mampu bertindak balas dengan logam lain, membentuk sebatian antara logam. Logam alkali bertindak balas secara aktif (meletup) dengan asid.
Logam alkali larut dalam ammonia cair dan derivatifnya - amina dan amida:
Apabila dilarutkan dalam ammonia cecair, logam alkali kehilangan elektron, yang dilarutkan oleh molekul ammonia dan memberikan larutan warna biru. Amida yang terhasil mudah diuraikan oleh air untuk membentuk alkali dan ammonia:
Logam alkali berinteraksi dengan bahan organik, alkohol (untuk membentuk alkohol) dan asid karboksilik (untuk membentuk garam):
4. Penentuan kualitatif logam alkali. Oleh kerana potensi pengionan logam alkali adalah kecil, apabila logam atau sebatiannya dipanaskan dalam nyalaan, atom diionkan, mewarnakan nyalaan dengan warna tertentu:
Pewarna api dengan logam alkali
dan hubungan mereka
Logam alkali tanah.
Logam alkali tanah- unsur kimia kumpulan II jadual berkala unsur: berilium, magnesium, kalsium, strontium, barium dan radium.
Ciri-ciri fizikal
Semua logam alkali tanah adalah bahan kelabu yang pepejal pada suhu bilik. Tidak seperti logam alkali, ia jauh lebih keras dan secara amnya tidak boleh dipotong dengan pisau (kecuali strontium). Ketumpatan logam alkali tanah dengan nombor atom meningkat, walaupun pertumbuhan jelas diperhatikan hanya bermula dengan kalsium, yang mempunyai ketumpatan paling rendah di antara mereka (ρ = 1.55 g/cm³), yang paling berat ialah radium, yang ketumpatannya lebih kurang sama dengan ketumpatan besi.
Sifat kimia
Logam alkali tanah mempunyai konfigurasi elektronik tahap tenaga luar NS², dan merupakan unsur-s, bersama-sama dengan logam alkali. Mempunyai dua elektron valens, logam alkali tanah mudah melepaskannya, dan dalam semua sebatian mereka mempunyai keadaan pengoksidaan +2 (sangat jarang +1).
Aktiviti kimia logam alkali tanah meningkat dengan peningkatan nombor atom. Berilium dalam bentuk padatnya tidak bertindak balas dengan oksigen atau halogen, walaupun pada suhu haba merah (sehingga 600 °C; tindak balas dengan oksigen dan kalkogen lain memerlukan suhu yang lebih tinggi, fluorin adalah pengecualian). Magnesium dilindungi oleh filem oksida pada suhu bilik dan suhu yang lebih tinggi (sehingga 650 °C) dan tidak terus mengoksida. Kalsium teroksida secara perlahan dan mendalam pada suhu bilik (dengan kehadiran wap air), dan terbakar dengan sedikit pemanasan dalam oksigen, tetapi stabil dalam udara kering pada suhu bilik. Strontium, barium dan radium cepat teroksida di udara, memberikan campuran oksida dan nitrida, jadi mereka, seperti logam alkali (dan kalsium), disimpan di bawah lapisan minyak tanah.
Oksida dan hidroksida logam alkali tanah cenderung untuk meningkatkan sifat asasnya dengan peningkatan nombor atom: Be(OH) 2 ialah amfoterik, hidroksida tidak larut air, tetapi larut dalam asid (dan juga mempamerkan sifat berasid dengan kehadiran alkali kuat), Mg(OH) 2 - bes lemah, tidak larut dalam air, Ca(OH) 2 - bes kuat tetapi larut sedikit dalam air, Sr(OH) 2 - lebih larut dalam air daripada kalsium hidroksida, bes kuat (alkali) pada suhu tinggi menutup kepada air takat didih (100 °C), Ba(OH) 2 ialah bes kuat (alkali), kekuatannya tidak lebih rendah daripada KOH atau NaOH, dan Ra(OH) 2 ialah salah satu alkali terkuat, bahan yang sangat menghakis.
Berada di alam semula jadi
Semua logam alkali tanah ditemui (dalam kuantiti yang berbeza-beza) dalam alam semula jadi. Oleh kerana aktiviti kimianya yang tinggi, kesemuanya tidak ditemui dalam keadaan bebas. Logam alkali tanah yang paling biasa ialah kalsium, jumlahnya ialah 3.38% (mengikut berat kerak bumi). Ia sedikit lebih rendah daripada magnesium, jumlahnya ialah 2.35% (daripada jisim kerak bumi). Barium dan strontium juga biasa dalam alam semula jadi, masing-masing menyumbang 0.05 dan 0.034% daripada jisim kerak bumi. Berilium ialah unsur yang jarang berlaku, jumlahnya ialah 6·10−4% daripada jisim kerak bumi. Bagi radium, yang bersifat radioaktif, ia adalah yang paling jarang daripada semua logam alkali tanah, tetapi ia sentiasa ditemui dalam kuantiti yang kecil dalam bijih uranium. Khususnya, ia boleh diasingkan dari sana secara kimia. Kandungannya ialah 1·10−10% (daripada jisim kerak bumi)
aluminium.
aluminium- unsur subkumpulan utama kumpulan ketiga tempoh ketiga sistem berkala unsur kimia D. I. Mendeleev, dengan nombor atom 13. Ditandakan dengan simbol Al(lat. aluminium). Kepunyaan kumpulan logam ringan. Logam yang paling biasa dan unsur kimia ketiga paling banyak dalam kerak bumi (selepas oksigen dan silikon).
Bahan mudah aluminium- logam ringan, paramagnet berwarna perak-putih, mudah dibentuk, tuang dan mesin. Aluminium mempunyai kekonduksian terma dan elektrik yang tinggi dan ketahanan terhadap kakisan disebabkan oleh pembentukan pantas filem oksida yang kuat yang melindungi permukaan daripada interaksi selanjutnya.
Aluminium pertama kali diperoleh oleh ahli fizik Denmark Hans Oersted pada tahun 1825 dengan tindakan amalgam kalium pada aluminium klorida diikuti dengan penyulingan merkuri Kaedah pengeluaran moden telah dibangunkan secara bebas oleh American Charles Hall dan orang Perancis Paul Héroux pada tahun 1886. Ia terdiri daripada melarutkan aluminium oksida Al 2 O 3 dalam leburan kriolit Na 3 AlF 6 diikuti dengan elektrolisis menggunakan elektrod kok atau grafit yang boleh digunakan. Kaedah pengeluaran ini memerlukan banyak tenaga elektrik, dan oleh itu menjadi popular hanya pada abad ke-20.
Untuk menghasilkan 1000 kg aluminium mentah, 1920 kg alumina, 65 kg kriolit, 35 kg aluminium fluorida, 600 kg jisim anod dan 17 ribu kWj elektrik DC diperlukan
Khas (pembetulan)
sekolah berasrama penuh untuk orang buta
dan kanak-kanak cacat penglihatan di Perm
Abstrak selesai
pelajar darjah 10
Ponomarev Oleg,
Korshunov Artem
Penyelia:
L.Yu. Zakharova,
guru kimia
Perm
pengenalan
Ciri umum unsur kumpulan I A-kumpulan
4 – 10
1.1. Sejarah penemuan dan pengedaran logam alkali dalam alam semula jadi
4 – 5
5 - 6
6 – 8
8 – 9
9 – 10
Peranan biologi unsur kumpulan I A-kumpulan. Penggunaannya dalam perubatan
11 – 17
Laluan kemasukan logam alkali ke dalam tubuh manusia
18 – 21
Kerja praktikal
22 – 23
kesimpulan
24 – 25
Buku Terpakai
pengenalan
Masanya telah lama tiba apabila semua orang harus memikirkan kesihatan mereka dan bukan hanya diri mereka sendiri. Kita tidak terlalu kerap menggunakan ilmu yang diperoleh di sekolah, contohnya dalam kimia, dalam kehidupan seharian. Walau bagaimanapun, subjek ini boleh menjadi sumber pengetahuan tentang kesihatan kita. Terima kasih kepada kimia, kita belajar bagaimana bahan-bahan planet kita mempengaruhi proses penting badan, dan secara umum kehidupan manusia itu sendiri, apa yang berguna kepada kita dan dalam kuantiti dan, akhirnya, apa yang berbahaya dan sejauh mana.
Tubuh manusia adalah sistem kimia kompleks yang tidak dapat berfungsi secara bebas, tanpa hubungan dengan alam sekitar. Telah terbukti bahawa hampir semua unsur kimia terdapat dalam organisma hidup: sesetengahnya adalah unsur makro, manakala kandungan yang lain boleh diabaikan, ini adalah unsur mikro. Cara-cara di mana unsur-unsur memasuki badan adalah berbeza, dan pengaruhnya pada badan adalah berbeza-beza, tetapi masing-masing memainkan peranan biologinya sendiri.
Adalah mustahil untuk mengkaji makna setiap elemen dalam kerangka satu karya. Kami telah memilih kumpulan pertama unsur kimia jadual berkala D.I.
Sasaran kajian ini - mengkaji peranan biologi logam alkali untuk tubuh manusia.
Dalam hal ini, kami memutuskan untuk menjelaskan soalan berikut untuk setiap logam kumpulan IA:
ciri umum dan ciri struktur atom setiap unsur, serta sifat bahan yang terbentuk;
kehadiran unsur dalam badan;
keperluan badan untuknya;
kesan lebihan dan kekurangan unsur pada kesihatan manusia;
sumber semula jadi;
kaedah untuk mengesan unsur.
1. Ciri umum unsur kumpulan I A-kumpulan
Tempoh
Kumpulan
DALAM I Kumpulan A termasuk unsur-s - logam alkali, yang sangat penting untuk kehidupan normal haiwan dan manusia. Unsur makro natrium dan kalium adalah yang paling penting untuk organisma.
3Li
11 Na
19K
37 Rb
55 Cs
87 Fr
1.1. Sejarah penemuan dan pengedaran dalam alam semula jadi
logam alkali
Nama "logam alkali" disebabkan oleh fakta bahawa hidroksida dua wakil utama kumpulan ini - natrium dan kalium - telah lama dikenali sebagai alkali. Daripada alkali ini, menundukkannya kepada elektrolisis dalam keadaan cair, G. Davy pada tahun 1807 buat pertama kalinya menerima kalium dan natrium percuma. J. Berzelius mencadangkan unsur panggilan No. 11 natrium (dari bahasa Arab natrun- soda), dan unsur No. 19, atas cadangan Gilbert, dinamakan kalium (dari bahasa Arab alkali– alkali).
Baki logam telah diasingkan oleh saintis daripada sebatian kemudian. Litium ditemui oleh ahli kimia Sweden I. Arfvedson pada tahun 1817, dan atas cadangan J. Berzelius ia dipanggil litium (dari bahasa Yunani litos- batu), kerana Tidak seperti kalium, yang sehingga ketika itu hanya ditemui dalam abu tumbuhan, ia ditemui dalam batu.
Rubidium telah diasingkan pada tahun 1861, cesium pada tahun 1860. Francium diperoleh secara buatan pada tahun 1939. Penyelidik Perancis M. Pere semasa pereputan aktinium, adalah unsur radioaktif.
Oleh kerana pengoksidaan yang sangat mudah, logam alkali berlaku di alam semula jadi secara eksklusif dalam bentuk sebatian. Beberapa sebatian semula jadi mereka, khususnya garam natrium dan kalium, agak meluas ia ditemui dalam banyak mineral, tumbuhan, dan perairan semula jadi.
Natrium dan kalium adalah unsur biasa: kandungan setiap satunya dalam kerak bumi adalah kira-kira 2% mengikut berat. Kedua-dua logam terdapat dalam pelbagai mineral dan batuan liang jenis silikat.
Natrium klorida NaCl terdapat dalam air laut dan juga membentuk mendapan garam batu yang tebal di banyak tempat di seluruh dunia. Lapisan atas mendapan ini kadangkala mengandungi sejumlah besar kalium, terutamanya dalam bentuk klorida KCl atau garam berganda dengan natrium dan magnesium KCl ∙MgCl 2. Walau bagaimanapun, pengumpulan besar garam kalium yang mempunyai kepentingan industri jarang berlaku. Yang paling penting ialah deposit Solikamsk (sylvinite) di Rusia, deposit Strassfurt di Jerman dan deposit Alsatian di Perancis.
Deposit natrium nitrat NaNO 3 terletak di Chile. Air di banyak tasik mengandungi Na 2 CO 3 soda. Akhirnya, sejumlah besar natrium sulfat Na 2 SO 4 ditemui di Teluk Kara-Bogaz-Gol di Laut Caspian, di mana garam ini dimendapkan dalam lapisan tebal di bahagian bawah semasa musim sejuk.
Litium, rubidium dan cesium adalah kurang biasa daripada natrium dan kalium. Litium adalah yang paling biasa, tetapi mineral yang mengandunginya jarang membentuk pengumpulan besar. Rubidium dan cesium ditemui dalam kuantiti yang kecil dalam beberapa mineral litium.
Francium ditemui di alam semula jadi dalam kuantiti yang tidak ketara (hampir tidak terdapat 500g daripadanya di seluruh dunia);
1.2. Struktur dan sifat atom logam alkali
Formula elektronik kulit valens atom logam alkali ialah ns 1, i.e. atom-atom unsur ini mempunyai satu elektron valens dalam subperingkat s aras tenaga luar. Oleh itu, keadaan pengoksidaan stabil logam alkali ialah +1.
Semua unsur kumpulan IA sangat serupa dalam sifat, yang dijelaskan oleh struktur serupa bukan sahaja kulit elektron valensi, tetapi juga yang luar (dengan pengecualian litium).
Apabila jejari atom dalam kumpulan Li – Na – K – Rb – Cs – Fr bertambah, ikatan antara elektron valens dan nukleus menjadi lemah. Sehubungan itu, dalam siri ini tenaga pengionan atom logam alkali berkurangan.
Mempunyai satu elektron dalam cangkang valensinya, terletak pada jarak yang jauh dari nukleus, atom logam alkali dengan mudah melepaskan elektron. Ini menyebabkan tenaga pengionan rendah. Hasil daripada pengionan, kation E + terbentuk, yang mempunyai konfigurasi elektronik atom gas mulia yang stabil.
Jadual menunjukkan beberapa sifat atom logam alkali.
Ciri
3 Li
11 Na
1 9K
37 Rb
55 Cs
87 Fr
Elektron valensi
2s 1
3s 1
4s 1
5s 1
6s 1
7s 1
Jisim molar, g/mol
23,0
39,1
85,5
132,9
Jejari logam atom, pm
Jejari hablur atom, pm
Tenaga pengionan,
kJ/mol
Logam alkali adalah wakil logam yang paling tipikal: sifat logamnya sangat ketara.
1.3. Logam alkali adalah bahan mudah
Bahan lembut berwarna putih keperakan (dipotong dengan pisau), dengan kilauan ciri pada permukaan yang baru dipotong. Apabila terdedah kepada udara, permukaan logam yang berkilat serta-merta menjadi kusam akibat pengoksidaan.
Kesemuanya adalah ringan dan boleh melebur, dan, sebagai peraturan, ketumpatannya meningkat dari Li ke Cs, dan takat lebur, sebaliknya, berkurangan.
Ciri
Li
Na
K
Rb
Cs
Fr
Ketumpatan, g/cm 3
0,53
0,97
0,86
1,53
Kekerasan (berlian = 10)
Kekonduksian elektrik (Hg = 1)
11,2
13,6
Takat lebur, C
Takat didih, C
1350
Keupayaan elektrod piawai, V
3,05
2,71
2,92
2,93
2,92
Nombor penyelarasan
4, 6
4, 6
6, 8
Semua logam alkali mempunyai potensi redoks piawai negatif, besar dalam nilai mutlak. Ini mencirikan mereka sebagai agen pengurangan yang sangat kuat. Hanya litium agak lebih rendah daripada banyak logam dalam aktiviti kimia.
Walaupun persamaan sifat, natrium dan terutamanya litium berbeza daripada logam alkali lain. Yang terakhir ini terutamanya disebabkan oleh perbezaan ketara dalam jejari atom mereka dan struktur kulit elektron.
Logam alkali adalah antara unsur yang paling aktif secara kimia. Aktiviti kimia logam alkali secara semula jadi meningkat dengan peningkatan jejari atom.
Li Na K Rb Cs Fr
Aktiviti kimia meningkat
Jejari atom bertambah
Logam alkali secara aktif berinteraksi dengan hampir semua bukan logam.
Apabila berinteraksi dengan oksigen litium membentuk oksida Li 2 O, dan logam alkali yang selebihnya membentuk peroksida Na 2 O 2 dan superoksida KO 2, RbO 2, CsO 2. Sebagai contoh:
4Li (t) + O 2 (g) = 2Li 2 O (t)
2Na (t) + O 2 (g) = Na 2 O 2 (t)
K (t) + O 2 (g) = KO 2 (t)
Logam alkali bertindak balas secara aktif dengan halogen, membentuk halida EG; dengan sulfur- dengan pembentukan E 2 S sulfida. Logam alkali, kecuali litium, tidak bertindak balas secara langsung dengan nitrogen.
2E(t) + Cl 2 (g) = 2ECl (t)
2E(t) + S (t) = E 2 S (t)
Semua logam alkali bertindak balas secara langsung dengan air, membentuk EON hidroksida - alkali dan mengurangkan air kepada hidrogen:
2E (t) + 2H 2 O (l) = 2EON (r) + H 2 (g)
Keamatan interaksi dengan air meningkat dengan ketara dalam siri Li-Cs.
Kuasa pengurangan logam alkali adalah sangat hebat sehingga ia boleh mengurangkan atom hidrogen, mengubahnya menjadi ion H - bercas negatif. Oleh itu, apabila memanaskan logam alkali dalam jet hidrogen hidrida mereka diperolehi, contohnya:
2E(t) + N 2 (g) = 2EN
1.4. Penggunaan logam alkali
Logam alkali dan sebatiannya digunakan secara meluas dalam teknologi.
Litium digunakan dalam tenaga nuklear. Khususnya, isotop 6 Li berfungsi sebagai sumber perindustrian untuk pengeluaran tritium, dan isotop 7 Li digunakan sebagai penyejuk dalam reaktor uranium. Oleh kerana keupayaan litium untuk mudah bergabung dengan hidrogen, nitrogen, oksigen, dan sulfur, ia digunakan dalam metalurgi untuk menghilangkan kesan unsur-unsur ini daripada logam dan aloi.
Litium dan sebatiannya juga digunakan sebagai bahan api untuk roket. Pelincir yang mengandungi sebatian litium mengekalkan sifatnya pada julat suhu yang luas. Litium digunakan dalam seramik, kaca dan industri kimia lain. Secara umum, dari segi kepentingan dalam teknologi moden, logam ini adalah salah satu unsur jarang yang paling penting.
Cesium dan rubidium digunakan untuk membuat sel solar. Peranti ini, yang menukar tenaga sinaran kepada tenaga arus elektrik dan berdasarkan fenomena kesan fotoelektrik, menggunakan keupayaan atom sesium dan rubidium untuk memisahkan elektron valens apabila terdedah kepada tenaga sinaran pada logam.
Bidang penggunaan natrium yang paling penting ialah tenaga nuklear, metalurgi, dan industri sintesis organik.
Dalam tenaga nuklear, natrium dan aloinya dengan kalium digunakan sebagai penyejuk logam cecair. Aloi natrium dengan kalium, mengandungi 77.2% kalium, berada dalam keadaan cecair pada julat suhu yang luas, mempunyai pekali pemindahan haba yang tinggi dan tidak berinteraksi dengan kebanyakan bahan struktur.
Dalam metalurgi, beberapa logam refraktori diperoleh dengan kaedah terma natrium. Di samping itu, natrium digunakan sebagai bahan tambahan untuk menguatkan aloi plumbum.
Dalam industri sintesis organik, natrium digunakan dalam pengeluaran banyak bahan. Ia juga berfungsi sebagai pemangkin dalam penghasilan beberapa polimer organik.
Kalium adalah salah satu unsur yang diperlukan dalam kuantiti yang banyak untuk pemakanan tumbuhan. Walaupun terdapat cukup banyak garam kalium di dalam tanah, banyak juga terbawa-bawa dengan beberapa tumbuhan yang ditanam. Flaks, rami dan tembakau membawa terutamanya banyak kalium. Untuk menambah kehilangan kalium dari tanah, perlu menambah baja kalium ke tanah.
1.5. Sebatian logam alkali
Oksida E 2 TENTANG- pepejal. Mereka telah menyatakan sifat asas: mereka berinteraksi dengan air, asid dan oksida asid. Sebagai contoh:
E 2 O(t) + H 2 O(l) = 2EON (p)
Peroksida dan superoksida E 2 TENTANG 2 dan EO 2 logam alkali adalah agen pengoksidaan yang kuat. Natrium peroksida dan kalium superoksida digunakan dalam objek tertutup (kapal selam, kapal angkasa) untuk menyerap karbon dioksida dan menjana semula oksigen:
2Na 2 O 2 (t) + 2CO 2 (g) = 2Na 2 CO 3 (t) + O 2 (g)
4KO 2 (t) + 2CO 2 (g) = 2K 2 CO 3 (t) + 3O 2 (g)
Natrium peroksida juga digunakan untuk melunturkan kain, bulu, sutera, dll.
Beralkali– bahan hablur pepejal, putih, sangat higroskopik, agak boleh melebur dan sangat larut dalam air (kecuali LiOH). Alkali pepejal dan larutan pekatnya mempunyai kesan menghakis pada fabrik, kertas dan tisu hidup akibat dehidrasi dan hidrolisis alkali protein. Oleh itu, bekerja dengan mereka memerlukan langkah berjaga-jaga perlindungan. Oleh kerana kesan menghakis yang kuat, alkali ini dipanggil kaustik (NaOH - soda kaustik, kaustik, KOH - kalium kaustik).
Alkali larut dengan baik dalam air dengan pembebasan sejumlah besar haba, mempamerkan sifat ketara bes larut yang kuat: ia berinteraksi dengan asid, oksida asid, garam, oksida amfoterik dan hidroksida.
Soda kaustik digunakan dalam kuantiti yang banyak untuk membersihkan produk petroleum. dalam industri kertas dan tekstil, untuk pengeluaran sabun dan gentian.
Kalium kaustik lebih mahal dan digunakan kurang kerap. Bidang utama penggunaannya ialah pengeluaran sabun cecair.
garam logam alkali– bahan hablur pepejal struktur ionik. Yang paling penting ialah karbonat, sulfat, dan klorida.
Kebanyakan garam logam alkali sangat larut dalam air (kecuali garam litium: Li 2 CO 3, LiF, Li 3 PO 4).
Dengan asid polibes, logam alkali membentuk kedua-dua medium (E 2 SO 4, E 3 PO 4, E 2 CO 3, E 2 SO 3, dll.) dan berasid (ENSO 4, EN 2 PO 4, E 2 NPO 4, ENSO 3, dsb.) garam.
Na 2 CO 3 - natrium karbonat, membentuk hidrat kristal Na 2 CO 3 ∙10H 2 CO 3, dikenali sebagai soda kristal, yang digunakan dalam penghasilan kaca, kertas dan sabun. Ini adalah garam sederhana.
Dalam kehidupan seharian, garam berasid yang lebih dikenali ialah natrium bikarbonat NaHCO 3 ia digunakan dalam industri makanan (baking soda) dan dalam perubatan (baking soda).
K 2 CO 3 - kalium karbonat, nama teknikal - potash, digunakan dalam pengeluaran sabun cecair dan untuk penyediaan kaca refraktori, dan juga sebagai baja.
Na 2 SO 4 ∙10H 2 O – hidrat kristal natrium sulfat, nama teknikal garam Glauber, digunakan untuk penghasilan soda dan kaca, dan juga sebagai julap.
NaCl - natrium klorida, atau garam meja, adalah bahan mentah yang paling penting dalam industri kimia dan digunakan secara meluas dalam kehidupan seharian.
2. Peranan biologi s-elemen kumpulan IA. Penggunaannya dalam perubatan
Unsur kimia, E
10 -4 %
0,08%
0,23%
10 -5 %
10 -4 %
Logam alkali dalam bentuk pelbagai sebatian adalah sebahagian daripada tisu manusia dan haiwan.
Natrium dan kalium adalah unsur penting yang sentiasa ada di dalam badan dan mengambil bahagian dalam metabolisme. Litium, rubidium dan cesium juga sentiasa terkandung dalam badan, tetapi peranan fisiologi dan biokimia mereka kurang difahami. Mereka boleh dikelaskan sebagai unsur surih.
Dalam tubuh manusia, logam alkali terdapat dalam bentuk kation E +.
Persamaan struktur elektronik ion logam alkali, dan, akibatnya, sifat fizikokimia sebatian juga menentukan persamaan kesannya terhadap proses biologi. Perbezaan dalam struktur elektronik menentukan peranan biologi mereka yang berbeza. Atas dasar ini, adalah mungkin untuk meramalkan kelakuan logam alkali dalam organisma hidup.
Oleh itu, natrium dan litium terkumpul dalam cecair ekstraselular, dan kalium, rubidium dan sesium terkumpul dalam cecair intrasel. Litium dan natrium sangat rapat dalam tindakan biologi. Sebagai contoh, mereka sangat serupa dalam sifat mengaktifkan enzim mereka.
Persamaan sifat natrium dan litium menentukan kebolehtukaran mereka dalam badan. Dalam hal ini, dengan pengenalan berlebihan ion natrium atau litium ke dalam badan, mereka dapat menggantikan satu sama lain secara setara. Ini adalah asas untuk pentadbiran natrium klorida dalam kes keracunan garam litium. Selaras dengan prinsip Le Chatelier, keseimbangan antara ion natrium dan litium dalam badan beralih ke arah penyingkiran ion Li +, yang membawa kepada penurunan kepekatannya dan pencapaian kesan terapeutik.
Rubidium dan cesium adalah hampir dalam sifat fizikal dan kimia dengan ion kalium, jadi mereka berkelakuan dengan cara yang sama dalam organisma hidup. Dalam sistem yang dikaji, kalium, rubidium dan cesium adalah sinergi, dan dengan litium ia adalah antagonis. Persamaan rubidium dan kalium adalah asas untuk kemasukan garam kalium ke dalam badan sekiranya keracunan dengan garam rubidium.
Natrium dan kalium, sebagai peraturan, adalah antagonis, tetapi dalam beberapa kes persamaan banyak sifat fizikokimia menentukan pertukaran mereka dalam organisma hidup. Sebagai contoh, dengan peningkatan jumlah natrium dalam badan, perkumuhan kalium oleh buah pinggang meningkat, iaitu, hipokalemia berlaku.
Litium. Kandungan litium dalam tubuh manusia adalah kira-kira 70 mg (10 mmol). Litium adalah salah satu unsur mikro yang paling berharga, atau, seperti yang mereka panggil, logam mini. Litium pernah digunakan untuk merawat gout dan ekzema. Dan pada tahun 1971 Mesej menarik muncul dalam majalah "Berita Perubatan": di kawasan-kawasan di mana air minuman mengandungi sejumlah besar litium, orang lebih baik dan lebih tenang, terdapat lebih sedikit orang kasar dan pergaduhan di kalangan mereka, dan terdapat lebih sedikit penyakit mental. Sifat psikotropik logam ini telah didedahkan. Litium mula digunakan untuk kemurungan, hipokondria, agresif dan juga ketagihan dadah.
Walau bagaimanapun, litium boleh menjadi "baik" dan "jahat". Terdapat kes apabila, semasa rawatan suntikan dengan litium, gangguan metabolik yang kuat berlaku, dan akibat yang serius daripada ini tidak dapat dielakkan.
Sebatian litium dalam haiwan yang lebih tinggi tertumpu di hati, buah pinggang, limpa, paru-paru, darah, dan susu. Jumlah maksimum litium terdapat dalam otot manusia. Peranan biologi litium sebagai unsur surih masih belum dijelaskan sepenuhnya.
Telah terbukti bahawa pada tahap membran sel, ion litium bersaing dengan ion natrium apabila memasuki sel. Jelas sekali, penggantian ion natrium dalam sel dengan ion litium dikaitkan dengan kovalensi sebatian litium yang lebih besar, akibatnya ia lebih larut dalam fosfolipid.
Telah ditetapkan bahawa beberapa sebatian litium mempunyai kesan positif pada pesakit dengan kemurungan manik. Diserap dari saluran gastrousus, ion litium terkumpul dalam darah. Apabila kepekatan ion litium mencapai 0.6 mmol/l dan ke atas, terdapat penurunan dalam ketegangan emosi dan kelemahan keseronokan manik. Walau bagaimanapun, kandungan ion litium dalam plasma darah mesti dikawal dengan ketat. Dalam kes di mana kepekatan ion litium melebihi 1.6 mmol/l, fenomena negatif adalah mungkin.
Kini diketahui bahawa sebagai tambahan kepada kesan psikotropik, litium mempunyai sifat untuk mencegah sklerosis, penyakit jantung, dan sedikit sebanyak diabetes dan hipertensi. Ia "membantu" magnesium dalam perlindungan anti-sklerotiknya.
Pada penghujung tahun 1977 Hasil kajian yang dijalankan di Klinik Hematologi Krakow diterbitkan. Kajian ditumpukan kepada pengaruh litium pada sistem hematopoietik. Ternyata mikroelemen ini mengaktifkan tindakan sel sumsum tulang yang belum mati. Penemuan itu boleh memainkan peranan penting dalam memerangi kanser darah. Penyelidikan masih diteruskan. Saya ingin percaya bahawa keputusan mereka akan membawa bantuan yang tidak ternilai kepada orang ramai.
natrium. Kandungan natrium dalam badan manusia seberat 70 kg adalah kira-kira 60 g (2610 mmol). Daripada jumlah ini, 44% natrium berada dalam cecair ekstraselular dan 9% dalam cecair intrasel.
Baki jumlah natrium terdapat dalam tisu tulang, yang merupakan tapak pemendapan ion Na + dalam badan. Kira-kira 40% daripada natrium yang terkandung dalam tisu tulang terlibat dalam proses metabolik dan disebabkan ini, rangka adalah sama ada penderma atau penerima ion natrium, yang membantu mengekalkan kepekatan ion natrium yang berterusan dalam cecair ekstraselular.
Natrium adalah ion ekstraselular utama. Tubuh manusia mengandungi natrium dalam bentuk garam larutnya, terutamanya NaCl klorida, Na 3 PO 4 fosfat dan NaHCO 3 bikarbonat.
Natrium diedarkan ke seluruh badan: dalam serum darah, cecair serebrospinal, cecair mata, jus pencernaan, hempedu, buah pinggang, kulit, tisu tulang, paru-paru, otak.
Ion natrium memainkan peranan penting dalam memastikan kestabilan persekitaran dalaman tubuh manusia, mengambil bahagian dalam mengekalkan tekanan osmotik berterusan biobendalir, dan memastikan keseimbangan asid-bes badan. Ion natrium terlibat dalam pengawalan pertukaran ion dan menjejaskan fungsi enzim. Bersama-sama dengan kalium, magnesium, kalsium, dan ion klorin, ion natrium mengambil bahagian dalam penghantaran impuls saraf melalui membran sel saraf dan mengekalkan keceriaan normal sel otot.
Apabila kandungan natrium dalam badan berubah, disfungsi sistem saraf, kardiovaskular dan lain-lain, otot licin dan rangka berlaku. Natrium klorida NaCl berfungsi sebagai sumber utama asid hidroklorik untuk jus gastrik.
Natrium memasuki tubuh manusia terutamanya dalam bentuk garam meja NaCl. Keperluan harian sebenar badan untuk natrium ialah 1g, walaupun purata penggunaan unsur ini mencapai 4 - 7g.
Penggunaan berlebihan NaCI secara berterusan menyumbang kepada kemunculan hipertensi. Dalam badan orang yang sihat, keseimbangan dikekalkan antara jumlah natrium yang digunakan dan dikumuhkan. Kira-kira 90% daripada natrium yang digunakan dikumuhkan dalam air kencing, dan selebihnya dalam peluh dan najis.
Jadi, untuk meringkaskan: ion natrium memainkan peranan penting:
untuk memastikan homeostasis osmotik
untuk memastikan keseimbangan asid-bes badan
dalam pengawalan metabolisme air
dalam kerja enzim
dalam penghantaran impuls saraf
dalam kerja sel otot
larutan isotonikNaCI (0,9%) untuk suntikan, ia diberikan secara subkutan, intravena dan dalam enema untuk dehidrasi dan mabuk, dan juga digunakan untuk mencuci luka, mata, mukosa hidung, serta untuk melarutkan pelbagai ubat.
Penyelesaian hipertonikNaCI (3-5-10%) digunakan secara luaran dalam bentuk kompres dan losyen dalam rawatan luka bernanah. Penggunaan kompres sedemikian menggalakkan, mengikut undang-undang osmosis, pemisahan nanah dari luka dan plasmolisis bakteria (kesan antimikrob). Larutan NaCI 2-5% ditetapkan secara lisan untuk membilas gastrik sekiranya berlaku keracunan AgNO 3, yang ditukar menjadi klorida perak yang larut sedikit dan tidak toksik:
Ag + + CI - = AgCI (t)
Minum soda(natrium bikarbonat, soda bikarbonat) NaHCO 3 digunakan untuk pelbagai penyakit yang disertai dengan keasidan yang tinggi - asidosis (diabetes, dll.). Mekanisme untuk mengurangkan keasidan adalah interaksi NaHCO 3 dengan produk berasid. Dalam kes ini, garam natrium asid organik terbentuk, yang sebahagian besarnya dikumuhkan dalam air kencing, dan karbon dioksida, yang meninggalkan badan dengan udara yang dihembus:
NaHCO3 (p) + RCOOH (p) → RCOONa(p) + H 2 O(l) + CO 2 (g)
NaHCO 3 juga digunakan untuk meningkatkan keasidan jus gastrik, ulser gastrik dan duodenal. Apabila mengambil NaHCO 3, tindak balas peneutralan asid hidroklorik berlebihan berlaku:
NaHCO 3 (s) + HCl (s) = NaCl (s) + H 2 O (l) + CO 2 (g)
Perlu diingat bahawa penggunaan baking soda harus berhati-hati, kerana... boleh menyebabkan beberapa kesan sampingan.
Penyelesaian baking soda digunakan sebagai bilas dan pencuci untuk penyakit radang mata dan membran mukus saluran pernafasan atas. Tindakan NaHCO 3 sebagai antiseptik adalah berdasarkan fakta bahawa, sebagai hasil daripada hidrolisis, larutan soda akueus mempamerkan sifat sedikit alkali:
NaHCO 3 + H 2 O ↔ NaOH + H 2 CO 3
Apabila sel mikrob terdedah kepada alkali, pemendakan protein selular berlaku dan, akibatnya, kematian mikroorganisma.
garam Glauber(natrium sulfat) Na 2 SO 4 ∙10H 2 O digunakan sebagai julap. Garam ini perlahan-lahan diserap dari usus, yang membawa kepada pengekalan tekanan osmotik yang meningkat dalam rongga usus untuk masa yang lama. Akibat osmosis, air terkumpul di dalam usus, kandungannya menjadi cair, pengecutan usus bertambah kuat, dan najis disingkirkan dengan lebih cepat.
Borax(natrium tetraborat) Na 2 B 4 O 7 ∙10H 2 O digunakan secara luaran sebagai antiseptik untuk membilas, mencelup, dan pelincir. kesan antiseptik boraks adalah serupa dengan kesan baking soda dan dikaitkan dengan tindak balas alkali larutan akueus garam ini, serta dengan pembentukan asid borik:
Na 2 B 4 O 7 + 7H 2 O ↔ 4H 3 BO 3 + 2NaOH
Natrium hidroksida dalam bentuk larutan NaOH 10%, ia termasuk dalam komposisi silane, digunakan dalam amalan ortopedik untuk menuang model tahan api dalam pembuatan prostesis pepejal daripada aloi kobalt-krom.
Isotop radioaktif 24 Na digunakan sebagai pengesan untuk menentukan kelajuan aliran darah, dan ia juga digunakan untuk merawat beberapa bentuk leukemia.
Potasium. Kandungan kalium dalam badan manusia seberat 70 kg adalah lebih kurang 160 g (4090 mmol). Kalium ialah kation intrasel yang utama, menyumbang 2/3 daripada jumlah kation selular aktif. Dalam kebanyakan kes, kalium adalah antagonis kepada natrium.
Daripada jumlah keseluruhan kalium yang terkandung dalam badan, 98% terdapat di dalam sel dan hanya kira-kira 2% dalam cecair ekstraselular. Potassium diedarkan ke seluruh badan. Topografinya: hati, buah pinggang, jantung, tisu tulang, otot, darah, otak, dll.
Ion kalium K+ memainkan peranan penting dalam proses fisiologi:
penguncupan otot
dalam fungsi normal jantung
mengambil bahagian dalam penghantaran impuls saraf
dalam tindak balas pertukaran
mengaktifkan kerja beberapa enzim yang terletak di dalam sel
mengawal keseimbangan asid-bes
Ia mempunyai sifat perlindungan terhadap kesan tidak diingini natrium berlebihan dan menormalkan tekanan darah. Dalam badan orang yang makan banyak sayur-sayuran kaya kalium - vegetarian - jumlah kalium dan natrium adalah seimbang. Orang-orang ini paling kerap mempunyai tekanan darah yang lebih rendah daripada sesama warganegara mereka yang suka daging.
Mempunyai kesan antisklerotik
Kalium mempunyai keupayaan untuk meningkatkan pembentukan air kencing
Orang dewasa biasanya mengambil 2-3 g kalium setiap hari dengan makanan. Kepekatan ion kalium dalam cecair ekstraselular, termasuk plasma, biasanya 3.5 - 5.5 mmol/l, dan kepekatan kalium intrasel ialah 115 - 125 mmol/l.
Rubidium dan cesium. Menurut kandungannya dalam tubuh manusia, rubidium dan cesium dikelaskan sebagai unsur mikro. Mereka sentiasa terkandung dalam badan, tetapi peranan biologi mereka masih belum dijelaskan.
Rubidium dan cesium terdapat dalam semua organ mamalia dan manusia yang dikaji. Memasuki badan dengan makanan, mereka cepat diserap dari saluran gastrousus ke dalam darah. Tahap purata rubidium dalam darah ialah 2.3-2.7 mg / l, dan kepekatannya dalam eritrosit hampir tiga kali lebih tinggi daripada plasma. Rubidium dan cesium diagihkan dengan sangat sama rata dalam organ dan tisu, dan rubidium terutamanya terkumpul di dalam otot, dan sesium memasuki usus dan diserap semula dalam bahagian menurunnya.
Peranan rubidium dan cesium dalam beberapa proses fisiologi diketahui. Pada masa ini, kesan merangsang unsur-unsur ini pada fungsi peredaran darah dan keberkesanan penggunaan garam mereka untuk hipotensi pelbagai asal telah ditubuhkan. Di makmal I.P. Pavlov, S.S. Botkin mendapati bahawa sesium dan rubidium klorida menyebabkan peningkatan tekanan darah untuk masa yang lama dan kesan ini dikaitkan terutamanya dengan peningkatan aktiviti kardiovaskular dan penyempitan saluran periferal.
Sebagai analog lengkap kalium, rubidium juga terkumpul dalam cecair intraselular dan boleh menggantikan jumlah kalium yang setara dalam pelbagai proses. Sinergisme (kimia) ialah kesan gabungan serentak dua (atau lebih) faktor, dicirikan oleh fakta bahawa kesan gabungan sedemikian ketara melebihi kesan setiap komponen individu. Seorang sinergi kalium, rubidium mengaktifkan banyak enzim yang sama seperti kalium.
Isotop radioaktif 137 Cs dan 87 Rb digunakan dalam radioterapi tumor malignan, serta dalam kajian metabolisme kalium. Disebabkan oleh kerosakan yang cepat, mereka juga boleh dimasukkan ke dalam badan tanpa rasa takut akan kesan berbahaya jangka panjang.
Franc. Ia adalah unsur kimia radioaktif yang diperoleh secara buatan. Terdapat bukti bahawa francium mampu terkumpul secara selektif dalam tumor pada peringkat awal perkembangannya. Pemerhatian ini mungkin berguna dalam mendiagnosis kanser.
Oleh itu, Daripada unsur kumpulan IA, Li, Rb, Cs aktif secara fisiologi, dan Na dan K adalah penting. Persamaan sifat fizikokimia Li dan Na, disebabkan oleh persamaan struktur elektronik atom mereka, juga ditunjukkan dalam tindakan biologi kation (pengumpulan dalam cecair ekstraselular, pertukaran). Sifat serupa tindakan biologi kation unsur-unsur jangka panjang - K +, Rb +, Cs + (pengumpulan dalam cecair intraselular, kebolehtukaran) juga disebabkan oleh persamaan struktur elektronik dan sifat fizikokimia mereka. Ini adalah asas untuk penggunaan persediaan natrium dan kalium untuk keracunan dengan garam litium dan rubidium.
3. Laluan kemasukan logam alkali
ke dalam tubuh manusia
Cara-cara di mana unsur kimia memasuki tubuh manusia adalah berbeza-beza;
Manusia
Dalam proses evolusi daripada bahan bukan organik kepada bahan bioorganik, asas untuk penggunaan unsur kimia tertentu dalam penciptaan sistem biologi adalah pemilihan semula jadi.
Jadual menunjukkan data kandungan unsur kumpulan I A - logam alkali - dalam kerak bumi, air laut, organisma tumbuhan dan haiwan dan dalam badan manusia (pecahan jisim dalam %).
Jadual menunjukkan bahawa lebih banyak unsur dalam kerak bumi, lebih banyak ia berada dalam tubuh manusia.
Li
Na
K
Rb
Cs
kerak bumi
6,5∙10 -3
0,03
data yang tepat
Tidak
tanah
3∙10 -3
0,63
1,36
5∙10 -3
Air laut
1,5∙10 -5
1,06
0,038
2∙10 -5
Tumbuhan
1∙10 -5
0,02
5∙10 -4
Haiwan
10 -4
0,27
10 -5
Manusia
10 -4
0,08
0,23
10 -5
10 -4
Logam alkali yang paling diperlukan untuk tubuh manusia ialah natrium dan kalium. Hampir semua unsur memasuki tubuh manusia terutamanya melalui makanan.
Sumber litium.
Litium ditemui dalam beberapa perairan mineral, serta garam laut dan batu. Ia juga terdapat dalam tumbuhan, tetapi kepekatannya, seperti mana-mana unsur mikro, bergantung bukan sahaja pada jenis dan bahagian tumbuhan, tetapi juga pada masa tahun dan juga hari, pada keadaan pengumpulan dan cuaca, serta pada kawasan itu. tempat tumbuh tumbuhan ini.
Di negara kita, litium dikaji oleh pekerja Institut Geokimia yang dinamakan sempena Acad. V.I. Vernadsky di Moscow. Didapati bahawa bahagian tumbuhan di atas tanah lebih kaya dengan litium berbanding akar. Litium yang paling banyak ditemui dalam tumbuhan keluarga mawar, cengkih, dan nightshades, yang termasuk tomato dan kentang. Walaupun dalam satu keluarga perbezaan kandungannya boleh menjadi sangat besar - beberapa puluh kali. Ini bergantung pada lokasi geografi dan kandungan litium di dalam tanah.
Sumber natrium.
Natrium terdapat dalam pelbagai makanan tambahan dalam bentuk monosodium glutamat (rasa), natrium sakarin (pemanis), natrium nitrat (pengawet), natrium askorbat (antioksidan) dan natrium bikarbonat (soda penaik), serta dalam beberapa ubat (antasid). ). Walau bagaimanapun, kebanyakan natrium dalam diet berasal dari garam.
Tahap NaCl agak rendah dalam semua makanan yang belum diproses khas. Walau bagaimanapun, garam telah digunakan sebagai pengawet dan perasa selama beberapa abad. Ia juga digunakan sebagai pewarna, pengisi dan mengawal proses penapaian (contohnya, semasa membakar roti). Atas sebab ini, ia ditambah kepada makanan seperti ham, sosej, bacon dan produk daging lain, ikan salai dan daging, sayur-sayuran dalam tin, kebanyakan mentega, marjerin, keju, makanan tanpa gula, makanan ringan dan bijirin yang kita makan di rumah. sarapan pagi.
Pengambilan natrium yang disyorkan ialah 1.5 gram dalam sehari. Lebihan garam dalam diet dikaitkan dengan peningkatan kemungkinan kanser perut dan berbahaya kepada buah pinggang, terutamanya jika mereka mempunyai sebarang masalah dengan sistem kencing. Lebihan garam adalah salah satu faktor gaya hidup utama yang membawa kepada hipertensi. Jika hipertensi asimtomatik, ia meningkatkan risiko penyakit kardiovaskular dan strok. Garis panduan semasa untuk pencegahan hipertensi telah menunjukkan bahawa diet yang paling berkesan untuk pencegahan dan rawatan tekanan darah tinggi haruslah rendah natrium dan lemak dan termasuk sejumlah besar produk tenusu rendah lemak (sumber kalsium) dan buah-buahan dan sayur-sayuran (sumber kalium). Oleh itu, adalah penting untuk mengubah diet secara keseluruhan, dan bukannya memberi tumpuan kepada mana-mana satu komponen diet. Faktor positif penting lain termasuk aktiviti fizikal dan berat badan normal.
Orang yang mempunyai penyakit buah pinggang dan kanak-kanak yang sangat kecil tidak boleh bertolak ansur dengan sejumlah besar natrium kerana buah pinggang mereka tidak dapat menghapuskannya. Atas sebab ini, anda tidak boleh menambah garam kepada makanan kanak-kanak kecil.
Mengikut undang-undang, label makanan mesti menyenaraikan kandungan natrium, tetapi sesetengah pengeluar mengabaikan peraturan ini dan menyenaraikan jumlah garam.
Kami ingat: " Garam meja boleh menjengkelkan kesihatan kita!»
Sumber kalium.
Sumber kalium terbaik adalah makanan tumbuhan. Ini adalah tembikai, tembikai, oren, tangerin, pisang, buah-buahan kering (buah ara, aprikot, pinggul mawar). Beri yang kaya dengan kalium termasuk lingonberi, strawberi, currant hitam dan merah. Terdapat banyak kalium dalam sayur-sayuran (terutama kentang), kekacang, produk tepung penuh, dan beras.
Reaksi badan terhadap kekurangan kalium.
Dengan kekurangan kalium dalam badan, kelemahan otot, kelesuan usus, dan disfungsi jantung diperhatikan.
"Saya belum bangun lagi, saya sudah letih" - inilah cara doktor secara kiasan dan jelas mencirikan kekurangan kalium dalam badan. Kandungan kalium yang rendah dalam badan biasanya membawa kepada asthenia (keletihan mental dan fizikal, keletihan), fungsi buah pinggang terjejas dan kekurangan korteks adrenal. Terdapat risiko gangguan proses metabolik dan kekonduksian dalam miokardium.
Kekurangan kalium mengurangkan prestasi, melambatkan penyembuhan luka, dan membawa kepada gangguan pengaliran neuromuskular. Kulit kering, kekusaman dan kelemahan rambut diperhatikan (ini adalah perkara yang membimbangkan, terutamanya untuk wanita dan kanak-kanak perempuan).
Kematian mengejut mungkin berlaku dengan peningkatan tekanan. Terdapat penghantaran impuls saraf yang lemah. Diuretik (diuretik) mengurangkan penyerapan kalium. Apabila menyediakan makanan, adalah perlu untuk memberi perhatian kepada fakta bahawa sebatian kalium adalah larut air. Keadaan ini memerlukan anda mencuci produk yang mengandunginya sebelum memotongnya dan memasaknya dalam sedikit air.
Dengan cara ini, perubatan tradisional percaya bahawa keinginan ghairah untuk minum alkohol dikaitkan dengan kekurangan kalium dalam badan.
Untuk kegunaan kekurangan kalium kalium klorida KCl 4 - 5 kali sehari, 1 g.
Reaksi badan terhadap lebihan kalium.
Dengan lebihan kalium dalam badan, fungsi utama jantung dihalang: penurunan keceriaan otot jantung, kelembapan dalam degupan jantung, kemerosotan kekonduksian, dan kelemahan kekuatan kontraksi jantung. Dalam kepekatan yang tinggi, ion kalium menyebabkan serangan jantung pada diastole (fasa penguncupan ventrikel jantung). Dos toksik kalium ialah 6 g Dos maut ialah 14 g Garam kalium boleh menjadi toksik kepada badan disebabkan oleh anion yang dikaitkan dengan ion kalium, contohnya, KCN (kalium sianida).
Untuk mengawal selia kandungan nutrien ini, anda boleh mengambil kira data yang dibentangkan dalam jadual berikut.
4. Bahagian praktikal
Pengalaman 1.Pewarna api dengan sebatian.
Salah satu kaedah untuk pengesanan kualitatif sebatian logam alkali adalah berdasarkan keupayaannya untuk mewarnakan nyalaan penunu.
Larutan garam logam alkali mesti dituangkan ke dalam tabung uji. Basuh wayar besi dalam asid hidroklorik dan kemudian nyalakan dalam api penunu.
Kemudian anda perlu melembapkan wayar dengan larutan garam yang diuji dan menambahnya ke api.
Garam yang mengandungi kation litium, serta litium warnakan api merah warna, kation natrium dan logam natrium- V kuning, kation kalium dan logam potasium warnakan api ungu warna. Untuk pemerhatian yang lebih baik, anda boleh melihat warna melalui kaca biru.
Oleh itu, ion Li +, Na + dan K + ditemui dalam larutan garam LiCl, NaCl, Na 2 CO 3, Na 2 SO 4, NaNO 3, KCl, KNO 3, K 2 CO 3.
Pengalaman 2.Interaksi logam alkali dengan air.
Tambah sekeping logam, yang telah dibersihkan dengan teliti daripada filem oksida, ke dalam segelas air. Selepas melarutkan logam, medium larutan diperiksa menggunakan fenolftalein.
Jalankan eksperimen ini dengan kepingan litium, natrium dan kalium. Tindak balas dengan kalium adalah paling aktif ia disertai dengan pembakaran kalium, percikan ungu dan evolusi gas diperhatikan. Natrium bertindak balas dengan air, menghasilkan percikan kuning, dan litium bertindak balas dengan paling tenang.
Larutan yang terhasil dengan fenolftalein bertukar menjadi merah, menunjukkan kehadiran alkali dalam larutan.
2Li + 2H 2 O = 2LiOH + H 2
2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2
2K + 2H 2 O = 2KOH + H 2
Pengalaman 3. Hidrolisis garam natrium dan kalium.
Sifat persekitaran larutan garam dikaji menggunakan penunjuk asid-bes.
Kertas penunjuk universal dicelup ke dalam larutan garam logam alkali yang dibentuk oleh asid lemah Na 2 CO 3 dan K 2 CO 3 bertukar menjadi biru, yang menunjukkan tindak balas alkali larutan. hidrolisis berlaku dalam larutan - interaksi garam dengan molekul air:
Na 2 CO 3 ↔ 2Na + + CO 3 2-
CO 3 2- + H 2 O ↔ HCO 3 - + OH -
Na 2 CO 3 + H 2 O ↔ NaHCO 3 + NaOH
Larutan garam asid kuat NaNO 3, KNO 3, NaCl, KCl, LiCl menunjukkan persekitaran neutral (warna kertas penunjuk tidak berubah), yang bermaksud bahawa hidrolisis garam ini tidak berlaku.
kesimpulan
Mengapa penting untuk mengetahui kandungan unsur kimia dalam badan?
Unsur kimia tidak disintesis, tidak seperti kebanyakan bahan organik, dalam badan, tetapi datang dari luar dengan makanan, udara, melalui kulit dan membran mukus. Oleh itu, penentuan unsur kimia membolehkan anda mengetahui tentang:
berapa banyak badan anda sepadan dengan ideal (dengan cara ini, kira-kira 20% orang tidak mempunyai sebarang penyimpangan dan, dengan itu, hidup dalam harmoni dengan alam semula jadi);
Adakah anda makan dengan betul, adakah diet anda menyediakan set nutrien yang diperlukan;
Adakah tabiat buruk membahayakan tubuh?
betapa selamatnya persekitaran di mana anda tinggal; makanan yang anda makan; tempat kerja anda;
melakukan fungsi perut, usus, hati, buah pinggang, kulit dengan baik, mengawal proses penyerapan dan perkumuhan nutrien;
Adakah anda mempunyai sebarang penyakit kronik atau kecenderungan untuknya?
Adakah anda dirawat dengan betul?
Apakah penyakit yang paling berkait rapat dengan ketidakseimbangan unsur?
Pertama sekali, ini adalah:
penurunan imuniti;
penyakit kulit, rambut, kuku;
scoliosis, osteoporosis, osteochondrosis;
hipertensi;
alahan, termasuk asma bronkial;
diabetes, obesiti;
penyakit sistem kardiovaskular;
penyakit darah (anemia);
dysbiosis usus, gastritis kronik, kolitis;
ketidaksuburan, penurunan potensi pada lelaki;
pertumbuhan dan perkembangan terjejas pada kanak-kanak.
Pengalaman bertahun-tahun doktor menunjukkan bahawa lebih daripada 80% penduduk mempunyai ketidakseimbangan mikroelemen yang lebih kurang ketara. Oleh itu, jika anda mempunyai apa-apa , anda harus memberi perhatian kepada perkara ini!
Ramai saintis percaya bahawa bukan sahaja semua unsur kimia terdapat dalam organisma hidup, tetapi setiap daripada mereka melaksanakan fungsi biologi tertentu.
Kami telah menjelaskan peranan biologi hanya satu kumpulan unsur kimia. Logam alkali sangat penting untuk kesihatan manusia, seperti kebanyakan yang lain. Adalah sangat penting untuk kesihatan manusia untuk mengekalkan kepekatan optimum setiap elemen: kedua-dua kekurangan unsur dan lebihan adalah berbahaya.
Kestabilan komposisi kimia badan adalah salah satu syarat yang paling penting dan wajib untuk fungsi normalnya. .
Terdapat pendapat yang salah, walaupun meluas, tentang kemungkinan membetulkan ketidakseimbangan dalam komposisi unsur tubuh manusia dengan memperkayakan diet dengan produk tertentu yang mengandungi unsur mineral yang diperlukan. Walau bagaimanapun, perlu diambil kira bahawa kehadiran unsur makro dan mikro yang diperlukan dalam makanan dan air (yang amat ketara bagi penduduk kawasan luar bandar) sebahagian besarnya bergantung kepada apa yang dipanggil "kitaran biogeokimia tempatan" unsur-unsur, yang menentukan kandungan unsur makro dan mikro dalam tumbuhan dan haiwan makanan.
Kekurangan atau lebihan unsur-unsur tertentu dalam tubuh manusia, sebagai peraturan, adalah akibat daripada kekurangan atau lebihan unsur-unsur ini melalui rantai makanan: dari tanah kepada tumbuhan dan haiwan kepada manusia. Apabila kekurangan mana-mana unsur berkembang, pembetulan pemakanan tidak mencukupi, walaupun produk dari kawasan lain digunakan untuk tujuan ini, tanah yang diperkaya dengan unsur mikro yang diperlukan.
Hanya pilihan individu mineral khas dan persediaan lain yang bertujuan untuk menormalkan keseimbangan mikroelemen badan akan memberikan bantuan yang nyata dan berkesan dalam perkembangan keadaan patologi.
Kesimpulannya, kami membentangkan perintah perubatan tradisional dan saintifik yang semua orang harus tahu:
Segala-galanya berkaitan dengan segala-galanya.
Semuanya perlu pergi ke suatu tempat.
Alam lebih tahu.
Tiada yang datang secara percuma.
Buku Terpakai
1. Gabrielyan O.S. Kimia, gred 9, Buku Teks untuk institusi pendidikan. - M. "Bustard", 2001
2. Glinka N.L. Kimia am, Buku teks untuk universiti. - L. "Kimia", 1983
3. Kimia am. Kimia unsur biogenik. Buku teks untuk madu. pakar. panggilan. Yu.A. Ershov dan lain-lain - M. "Sekolah Tinggi", 1993
4. Sychev A.P., Fadeev G.N. Kimia logam. Tutorial. – M. “Pencerahan”, 1984
5. MHTML. buat c ument. pelajaran bersepadu "Logam alkali". Festival "Pelajaran Terbuka", 2003
6.
7.
Struktur lapisan elektronik luar dalam atom unsur kumpulan I membolehkan kita, pertama sekali, untuk menganggap bahawa mereka tidak mempunyai kecenderungan untuk menambah elektron. Sebaliknya, pendermaan satu elektron luaran, nampaknya, sepatutnya berlaku dengan sangat mudah dan membawa kepada pembentukan kation monovalen yang stabil bagi unsur-unsur berkenaan.
Seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman, andaian ini dibenarkan sepenuhnya hanya berkaitan dengan elemen lajur kiri (Li, Na, K dan analog). Untuk tembaga dan analognya, ia hanya separuh benar: dalam erti kata kekurangan kecenderungan mereka untuk menambah elektron. Pada masa yang sama, lapisan 18 elektron mereka, yang paling jauh dari nukleus, ternyata belum tetap sepenuhnya dan, dalam keadaan tertentu, mampu kehilangan separa elektron. Yang terakhir memungkinkan untuk wujud, bersama-sama dengan monovalen Cu, Agdan Aujuga sebatian unsur yang sedang dipertimbangkan, sepadan dengan valensinya yang lebih tinggi.
Percanggahan sedemikian antara andaian yang diperoleh daripada model atom dan keputusan eksperimen menunjukkan bahawa pertimbangan sifat unsur berdasarkansahajastruktur elektronik atom tanpa mengambil kira ciri-ciri lain tidak selalunya mencukupi untuk pencirian kimia unsur-unsur ini walaupun dalam istilah yang paling kasar.
Logam alkali.
Nama logam alkali yang digunakan untuk unsur-unsur siri Li-Cs adalah disebabkan oleh fakta bahawa hidroksidanya adalah alkali kuat. natrium
Dan potasium
adalah antara unsur yang paling biasa, masing-masing menyumbang 2.0 dan 1.1%, daripada jumlah bilangan atom dalam kerak bumi. Kandungan di dalamnya litium
(0,02%), rubidium
(0.004%) dan cesium
(0.00009%) sudah berkurangan dengan ketara, dan Perancis
- boleh diabaikan. Elementary Na dan K diasingkan hanya pada tahun 1807. Litium ditemui pada tahun 1817, cesium dan rubidium - masing-masing pada tahun 1860 dan 1861 Elemen No. 87 - francium - ditemui pada tahun 1939, dan menerima namanya pada tahun 1946. Natrium semula jadi dan cesium. adalah unsur "tulen" (23 Na dan 133 Cs), litium terdiri daripada isotop 6 Li (7.4%) dan 7 Li (92.6%), kalium diperbuat daripada isotop 39 K (93.22%) .
40 K (0.01%) dan 41 K (6.77%), rubidium - daripada isotop 85 Rb (72.2%) dan 87 Rb (27.8%). Daripada isotop francium, yang paling penting ialah 223 Fr yang wujud secara semula jadi (jangka hayat purata atom ialah 32 minit).
Kelaziman:
Hanya sebatian logam alkali yang terdapat di alam semula jadi. Natrium dan kalium adalah juzuk kekal bagi banyak silikat. Daripada mineral individu, natrium adalah yang paling penting - garam (NaCl) adalah sebahagian daripada air laut dan di kawasan tertentu permukaan bumi membentuk deposit besar garam batu di bawah lapisan batuan aluvium. Lapisan atas mendapan tersebut kadangkala mengandungi pengumpulan garam kalium dalam bentuk lapisan sylvinite (mKCl∙nNaCl), ka rnallite (KCl MgCl 2 6H 2 O), dsb., yang berfungsi sebagai sumber utama untuk mendapatkan sebatian unsur ini. Hanya beberapa pengumpulan semula jadi garam kalium yang mempunyai kepentingan industri diketahui. Sebilangan mineral dikenali untuk litium, tetapi pengumpulannya jarang berlaku. Rubidium dan cesium berlaku hampir secara eksklusif sebagai kekotoran dalam kalium. Jejak Perancis sentiasa terkandung dalam bijih uranium . Mineral litium adalah, sebagai contoh, spodumene Dan lepidolit (Li 2 KAl). Sebahagian daripada kalium dalam kedua-duanya kadang-kadang digantikan oleh rubidium. Perkara yang sama berlaku untuk carnallite, yang boleh berfungsi sebagai sumber rubidium yang baik. Mineral yang agak jarang adalah paling penting untuk teknologi cesium mencemarkan - CsAI(SiO 3) 2.
Resit:
Dalam keadaan bebasnya, logam alkali boleh diasingkan dengan elektrolisis garam klorida cairnya. Natrium adalah kepentingan praktikal utama, pengeluaran dunia tahunan yang melebihi 200 ribu tan Gambar rajah pemasangan untuk pengeluarannya melalui elektrolisis NaCl cair ditunjukkan di bawah. Tab mandi terdiri daripada selongsong keluli dengan lapisan tanah liat, anod grafit (A) dan katod besi anulus (K), di antaranya terletak diafragma jejaring. Elektrolit biasanya bukan NaCl tulen (mp 800 ℃), tetapi campuran yang lebih mudah melebur kira-kira 40% NaCl dan 60% CaCl 2, yang memungkinkan untuk bekerja pada suhu kira-kira 580 °C. Natrium logam, yang terkumpul di bahagian atas ruang katod anulus dan masuk ke dalam pengumpul, mengandungi campuran kalsium yang kecil (sehingga 5%), yang kemudiannya hampir dibebaskan sepenuhnya (keterlarutan Ca dalam natrium cecair pada pencairannya. mata hanya 0.01%). Apabila elektrolisis berlangsung, NaCl ditambah ke dalam tab mandi. Penggunaan elektrik adalah kira-kira 15 kWj setiap 1 kg Na.
2NaCl→ 2Na+Cl 2
Ini menarik:
Sebelum pengenalan kaedah elektrolitik ke dalam amalan, natrium logam diperoleh dengan memanaskan soda dengan arang batu mengikut tindak balas:
Na 2 CO 3 +2C+244kcal→2Na+3CO
Pengeluaran logam K dan Li adalah jauh lebih rendah daripada natrium. Litium diperoleh melalui elektrolisis cair LiCl + KCl, dan kalium diperolehi dengan tindakan wap natrium pada leburan KCl, yang mengalir secara berlawanan kepada mereka dalam lajur penyulingan khas (dari bahagian atasnya wap kalium keluar). Rubidium dan cesium hampir tidak pernah dilombong secara besar-besaran. Untuk mendapatkan sejumlah kecil logam ini, adalah mudah untuk menggunakan pemanasan kloridanya dengan kalsium logam dalam vakum.
2LiCl→2Li+Cl 2
Ciri-ciri fizikal:
Dalam ketiadaan udara, litium dan analognya adalah bahan berwarna putih keperakan (kecuali cesium kekuningan) dengan kilauan logam yang lebih kurang kuat. Semua logam alkali dicirikan oleh ketumpatan rendah, kekerasan rendah, takat lebur dan didih yang rendah, dan kekonduksian elektrik yang baik. Pemalar paling penting mereka dibandingkan di bawah:
|
Ketumpatan, g/cm3. |
|||||
|
Takat lebur, °C |
|||||
|
Takat didih, °C |
Oleh kerana ketumpatannya yang rendah, Li, Na dan K terapung di atas air (Li walaupun pada minyak tanah). Logam alkali mudah dipotong dengan pisau, dan kekerasan yang paling lembut - cesium - tidak melebihi kekerasan lilin. Nyalaan tidak bercahaya penunu gas diwarnai oleh logam alkali dan sebatian meruapnya dalam warna ciri, yang mana kuning terang yang wujud dalam natrium adalah yang paling sengit.
Ini menarik:
Secara luaran ditunjukkan dalam bentuk pewarnaan nyalaan, pelepasan sinar cahaya oleh atom dipanaskan logam alkali disebabkan oleh lompatan elektron dari tahap tenaga yang lebih tinggi ke lebih rendah. Sebagai contoh, ciri garis kuning dalam spektrum natrium muncul apabila elektron melompat dari aras 3p ke aras 3s. Jelas sekali, untuk lompatan sedemikian mungkin, pengujaan awal atom diperlukan, iaitu pemindahan satu atau lebih elektronnya ke tahap tenaga yang lebih tinggi. Dalam kes yang sedang dipertimbangkan, pengujaan dicapai kerana kepanasan nyalaan (dan memerlukan perbelanjaan sebanyak 48 kcal/g-atom secara amnya, ia boleh terhasil daripada penyaluran tenaga pelbagai jenis kepada atom. Logam alkali lain menyebabkan penampilan warna nyalaan berikut: Li - merah karmin, K-ungu, Rb - merah kebiruan, Cs - biru.
Spektrum luminescence langit malam menunjukkan kehadiran berterusan sinaran natrium kuning. Ketinggian tempat asalnya dianggarkan 200-300 km.T. Iaitu, atmosfera di ketinggian ini mengandungi atom natrium (sudah tentu, dalam kuantiti yang boleh diabaikan). Kejadian sinaran diterangkan oleh beberapa proses asas (asterisk menunjukkan keadaan teruja; M ialah sebarang zarah ketiga - O 2, O 0, N 2, dll.): Na + O 0 + M = NaO + M* , kemudian NaO + O=O 2 + Na* dan akhirnya Na*= Na +λν.
Natrium dan kalium hendaklah disimpan dalam bekas bertutup rapat di bawah lapisan minyak tanah kering dan neutral. Sentuhan mereka dengan asid, air, sebatian organik berklorin dan karbon dioksida pepejal adalah tidak boleh diterima. Jangan mengumpul sisa kalium kecil, yang teroksida dengan mudah (disebabkan permukaannya yang agak besar). Sisa kalium dan natrium yang tidak digunakan dalam kuantiti yang kecil dimusnahkan oleh interaksi dengan alkohol yang berlebihan, dalam kuantiti yang banyak - dengan membakar arang api. Logam alkali yang terbakar di dalam bilik sebaiknya dipadamkan dengan menutupnya dengan serbuk abu soda kering.
Sifat kimia:
Dari sudut pandangan kimia, litium dan analognya adalah logam yang sangat reaktif (dan aktivitinya biasanya meningkat dalam arah dari Li ke Cs). Dalam semua sebatian, logam alkali adalah monovalen. Terletak di sebelah kiri ekstrem siri voltan, mereka berinteraksi secara bertenaga dengan air mengikut skema berikut:
2E + 2H 2 O = 2EON + H 2
Apabila bertindak balas dengan Li dan Na, pelepasan hidrogen tidak disertai dengan pencucuhannya; untuk K ia sudah berlaku, dan untuk Rb dan Cs interaksi diteruskan dengan letupan.
· Bersentuhan dengan udara, bahagian segar Na dan K (pada tahap yang lebih rendah, Li) segera ditutup dengan filem longgar produk pengoksidaan. Memandangkan ini, Na dan K biasanya disimpan di bawah minyak tanah. Na dan K yang dipanaskan dalam udara mudah menyala, manakala rubidium dan cesium secara spontan menyala walaupun pada suhu biasa.
4E+O 2 →2E 2 O (untuk litium)
2E+O 2 →E 2 O 2 (untuk natrium)
E+O 2 →EO 2(untuk kalium, rubidium dan cesium)
Penggunaan praktikal terutamanya terdapat dalam natrium peroksida (Na 2 0 2). Secara teknikalnya, ia diperoleh melalui pengoksidaan pada 350°C logam natrium beratom:
2Na+O 2 →Na 2 O 2 +122kcal
· Cairan bahan ringkas mampu bergabung dengan ammonia untuk membentuk amida dan imida, pelarut:
2Na cair +2NH 3 →2NaNH 2 +H 2 (natrium amida)
2Na cair +NH 3 →Na 2 NH+H 2 (natrium imida)
Na cair +6NH 3 → (natrium larut)
Apabila peroksida berinteraksi dengan air, tindak balas berikut berlaku:
2E 2 O 2 +2H 2 O=4EOH+O 2
Interaksi Na 2 O 2 dengan air disertai dengan hidrolisis:
Na 2 O 2 +2H 2 O→2NaOH + H 2 O 2 +34 kcal
Ini menarik:
InteraksiNa 2 O 2 dengan karbon dioksida mengikut skema
2Na 2 O 2 + 2CO 2 =2Na 2 CO 3 +O 2 +111 kcal
berfungsi sebagai asas untuk penggunaan natrium peroksida sebagai sumber oksigen dalam topeng gas penebat dan pada kapal selam. Tulen atau mengandungi pelbagai bahan tambahan (contohnya, peluntur dicampur dengan garam Ni atau Cu) natrium peroksida mempunyai nama teknikal "oxylitol". Persediaan oxylitol campuran amat mudah untuk mendapatkan oksigen, yang dikeluarkan di bawah pengaruh air. Oxylitol yang dimampatkan menjadi kiub boleh digunakan untuk mendapatkan aliran oksigen yang seragam dalam radas konvensional untuk menghasilkan gas.
Na 2 O 2 +H 2 O=2NaOH+O 0 (oksigen atom dibebaskan kerana penguraian hidrogen peroksida).
Kalium superoksida ( KO 2) selalunya termasuk dalam oxylitol. Interaksinya dengan karbon dioksida dalam kes ini mengikut persamaan keseluruhan:
Na 2 O 2 + 2KO 2 + 2CO 2 = Na 2 CO 3 + K 2 CO 3 + 2O 2 + 100 kcal, iaitu karbon dioksida digantikan dengan isipadu oksigen yang sama.
· Mampu membentuk ozonida. Pembentukan kalium ozonida-KO 3 mengikut persamaan:
4KOH+3O 3 = 4KO 3 + O 2 +2H 2 O
Ia adalah bahan kristal merah dan merupakan agen pengoksidaan yang kuat. Semasa penyimpanan, KO 3 terurai secara perlahan mengikut persamaan 2NaO 3 →2NaO 2 +O 2 +11 kcal sudah dalam keadaan biasa. Ia serta-merta terurai dengan air mengikut skema keseluruhan 4 KO 3 +2 H 2 O=4 KOH +5 O 2
· Mampu bertindak balas dengan hidrogen untuk membentuk hidrida ionik, mengikut skema umum:
Interaksi hidrogen dengan logam alkali yang dipanaskan adalah lebih perlahan berbanding dengan logam alkali tanah. Dalam kes Li, pemanasan hingga 700-800 °C diperlukan, manakala analognya berinteraksi sudah pada 350-400 °C. Hidrida logam alkali adalah agen penurunan yang sangat kuat. Pengoksidaan mereka oleh oksigen atmosfera dalam keadaan kering agak perlahan, tetapi dengan kehadiran kelembapan proses itu mempercepatkan dengan begitu banyak sehingga boleh menyebabkan pencucuhan hidrida secara spontan. Ini terutamanya terpakai kepada hidrida K, Rb dan Cs. Tindak balas ganas berlaku dengan air mengikut skema berikut:
EN+ H 2 O= H 2 +EON
EH+O 2 →2EOH
Apabila NaH atau KH bertindak balas dengan karbon dioksida, garam asid formik yang sepadan terbentuk:
NaH+CO 2 →HCOONa
Mampu membentuk kompleks:
NaH+AlCl 3 →NaAlH 4 +3NaCl (natrium alanat)
NaAlH 4 → NaH+AlH 3
Oksida logam alkali biasa (kecuali Li 2 0) boleh disediakan secara tidak langsung sahaja . Mereka adalah pepejal dengan warna berikut:
Na 2 O+2HCl=2NaCl+H 2 O
Hidroksida logam alkali (EOH) adalah bahan yang tidak berwarna, sangat higroskopik yang menghakis kebanyakan bahan yang bersentuhan dengannya. Oleh itu nama mereka kadang-kadang digunakan dalam amalan - alkali kaustik. Apabila terdedah kepada alkali, kulit badan manusia membengkak dengan hebat dan menjadi licin; dengan tindakan yang lebih lama, pembakaran dalam yang sangat menyakitkan terbentuk. Alkali kaustik amat berbahaya untuk mata (disyorkan memakai cermin mata keselamatan semasa bekerja). Sebarang alkali yang terkena pada tangan atau pakaian anda hendaklah segera dibasuh dengan air, kemudian lembapkan kawasan yang terjejas dengan larutan asid yang sangat cair dan bilas semula dengan air.
Kesemuanya boleh melebur dan tidak menentu tanpa penguraian (kecuali LiOH, yang menghilangkan air). logam hidroksida-alkali Kaedah elektrolitik digunakan terutamanya. Pengeluaran yang paling besar adalah elektrolisis natrium hidroksida berair pekat larutan garam meja:
2NaCl+2H 2 O→2NaOH+Cl 2 +H 2
Ø Adalah alasan biasa:
NaOH+HCl=NaCl+H 2 O
2NaOH+CO 2 =Na 2 CO 3 +H 2 O
2NaOH+2NO 2 =NaNO 3 +NaNO 2 +H 2 O
Ø Mampu membentuk kompleks:
NaOH+ZnCl 2 = (ZnOH)Cl+NaCl
2Al+2NaOH+6H 2 O=2Na+3H 2
Al 2 O 3 + 6NaOH = 2Na 3 AlO 3 + 3H 2 O
Al(OH) 3 +NaOH=Na
Ø Mampu bertindak balas dengan bukan logam:
Cl 2 +2KOH=KCl+KClO+H 2 O (tindak balas berlaku tanpa pemanasan)
Cl 2 +6KOH=5KCl+KClO 3 +3H 2 O (tindak balas berlaku dengan pemanasan)
3S+6NaOH=2Na 2 S+Na 2 SO 3 +3H 2 O
Ø Digunakan dalam sintesis organik (khususnya, kalium dan natrium hidroksida, natrium hidroksida ditunjukkan dalam contoh):
NaOH+C 2 H 5 Cl=NaCl+C 2 H 4 (kaedah untuk menghasilkan alkena, etilena (etena) dalam kes ini), larutan alkohol natrium hidroksida telah digunakan.
NaOH+C 2 H 5 Cl=NaCl+C 2 H 5 OH(satu kaedah untuk menghasilkan alkohol, etanol dalam kes ini), larutan akueus natrium hidroksida telah digunakan.
2NaOH+C 2 H 5 Cl=2NaCl+C 2 H 2 +H 2 O (kaedah untuk menghasilkan alkuna, asetilena (etina) dalam kes ini), larutan alkohol natrium hidroksida telah digunakan.
C 6 H 5 OH (fenol) +NaOH= C 6 H 5 ONa+H 2 O
NaOH(+CaO)+CH 3 COONa→Na 2 CO 3 CH 4 (salah satu kaedah untuk menghasilkan metana)
Ø Anda perlu mengetahui penguraian beberapa garam:
2KNO 3 →2KNO 2 +O 2
4KClO 3→ KCl+3KClO 4
2KClO 3→ KCl+3O 2
4Na 2 SO 3 →Na 2 S+3Na 2 SO 4
Perlu diperhatikan bahawa penguraian nitrat berlaku kira-kira dalam julat 450-600 ℃, kemudian ia cair tanpa penguraian, tetapi apabila mencapai kira-kira 1000-1500 ℃, penguraian berlaku mengikut skema berikut:
4LiNO 2 →2Li 2 O+4NO+O 2
Ini menarik:
K 4 [ Fe(CN) 6 ]+ FeCl 3 = KFe[ Fe(CN) 6 ]+3 KCl(tindak balas kualitatif terhadapFe3+)
3K 4 +4FeCl 3 =Fe 4 3 +12KCl
Na 2 O 2 +2H 2 O=2NaOH+ H 2 O 2
4NaO 2 +2H 2 O=4NaOH+ 3O 2
4NaO 3 +2H 2 O=4NaOH+5O 2 (tindak balas natrium ozonida dengan air )
2NaO 3 → 2NaO 2 +O 2(Penguraian berlaku pada suhu yang berbeza, contohnya: penguraian natrium ozonida pada -10
°C, cesium ozonide pada +100°C)
NaNH 2 +H 2 O→ NaOH+NH 3
Na 2 NH+2H 2 O→ 2NaOH+NH 3
Na 3 N+3H 2 O→3NaOH+NH 3
KNO 2 +2Al+KOH+5H 2 O→2K+NH 3
2NaI + Na 2 O 2 + 2H 2 SO 4 →I 2 ↓+ 2Na 2 SO 4 + 2H 2 O
Fe 3 O 4 +4NaH=4NaOH+3Fe
5NaN 3 +NaNO 3 →8N 2 +3Na 2 O
Permohonan:
Natrium digunakan secara meluas dalam sintesis sebatian organik dan, sebahagiannya, untuk penyediaan beberapa derivatifnya. Dalam teknologi nuklear ia digunakan sebagai penyejuk.
Litium adalah sangat penting untuk teknologi termonuklear. Dalam industri getah ia digunakan dalam pengeluaran getah tiruan (sebagai pemangkin pempolimeran), dalam metalurgi - sebagai bahan tambahan yang berharga kepada beberapa logam dan aloi lain. Sebagai contoh, menambah hanya perseratus peratus litium sangat meningkatkan kekerasan aluminium dan aloinya, dan menambah litium 0.4% untuk plumbum hampir tiga kali ganda kekerasannya tanpa menjejaskan rintangan lenturan. Terdapat tanda-tanda bahawa bahan tambahan cesium yang serupa sangat meningkatkan sifat mekanikal magnesium dan melindunginya daripada kakisan, tetapi ini tidak berlaku dengan penggunaannya. Natrium hidrida kadangkala digunakan dalam metalurgi untuk mengasingkan logam nadir daripada sebatiannya. Larutan 2%nya dalam NaOH cair digunakan untuk mengeluarkan skala daripada produk keluli (selepas seminit menahannya, produk panas direndam dalam air, yang dikurangkan mengikut persamaan
Fe 3 O 4 + 4NaH = 4NaOH + 3Fe (skala hilang).
Gambarajah skematik pemasangan kilang untuk menghasilkan soda oleh ammoniakaedah (Solway, 1863).
Batu kapur dibakar dalam relau (L), dan CO 2 yang terhasil memasuki menara pengkarbonan (B), dan CaO dipadamkan dengan air (C), selepas itu Ca(OH) 2 dipam ke dalam pengadun (D), di mana ia memenuhi NH 4 Cl , ini membebaskan ammonia. Yang terakhir memasuki penyerap (D) dan menepukan larutan NaCl yang kuat di sana, yang kemudiannya dipam ke dalam menara pengkarbonan, di mana, apabila berinteraksi dengan CO 2, NaHCO 3 dan NH 4 Cl terbentuk. Garam pertama hampir dimendakan sepenuhnya dan dikekalkan pada penapis vakum (E), dan yang kedua dipam semula ke dalam pengadun (D). Oleh itu, NaCl dan batu kapur sentiasa digunakan, dan NaHCO 3 dan CaCl 2 diperolehi (yang terakhir dalam bentuk sisa pengeluaran). Natrium bikarbonat kemudian dipindahkan dengan memanaskan ke dalam soda.
Editor: Galina Nikolaevna Kharlamova
Logam alkali termasuk logam kumpulan IA Jadual Berkala D.I. Mendeleev - litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs) dan fransium (Fr). Tahap tenaga luar logam alkali mengandungi satu elektron valens. Konfigurasi elektronik tahap tenaga luaran logam alkali ialah ns 1. Dalam sebatian mereka mereka menunjukkan keadaan pengoksidaan tunggal +1. Dalam OVR mereka adalah agen pengurangan, i.e. melepaskan elektron.
Sifat fizikal logam alkali
Semua logam alkali adalah ringan (mempunyai ketumpatan rendah), sangat lembut (kecuali Li, ia mudah dipotong dengan pisau dan boleh digulung menjadi foil), mempunyai takat didih dan lebur yang rendah (dengan peningkatan cas nukleus atom logam alkali, takat lebur berkurangan).
Dalam keadaan bebas, Li, Na, K dan Rb ialah logam putih keperakan, Cs ialah logam kuning keemasan.
Logam alkali disimpan dalam ampul tertutup di bawah lapisan minyak tanah atau jeli petroleum, kerana ia sangat reaktif secara kimia.
Logam alkali mempunyai kekonduksian haba dan elektrik yang tinggi, yang disebabkan oleh kehadiran ikatan logam dan kekisi kristal berpusat badan
Penyediaan logam alkali
Semua logam alkali boleh diperolehi melalui elektrolisis leburan garamnya, tetapi dalam praktiknya hanya Li dan Na diperolehi dengan cara ini, yang dikaitkan dengan aktiviti kimia K, Rb, Cs yang tinggi:
2LiCl = 2Li + Cl 2
2NaCl = 2Na + Cl2
Sebarang logam alkali boleh didapati dengan mengurangkan halida yang sepadan (klorida atau bromida), menggunakan Ca, Mg atau Si sebagai agen penurunan. Tindak balas dijalankan dengan pemanasan (600 – 900C) dan di bawah vakum. Persamaan umum untuk mendapatkan logam alkali dengan cara ini ialah:
2MeCl + Ca = 2Me + CaCl 2,
di mana Saya adalah logam.
Terdapat kaedah yang diketahui untuk menghasilkan litium daripada oksidanya. Tindak balas dijalankan dengan memanaskan hingga 300°C dan di bawah vakum:
2Li 2 O + Si + 2CaO = 4Li + Ca 2 SiO 4
Kalium boleh dihasilkan melalui tindak balas antara kalium hidroksida cair dan natrium cecair. Tindak balas dijalankan dengan memanaskan hingga 440°C:
KOH + Na = K + NaOH
Sifat kimia logam alkali
Semua logam alkali secara aktif berinteraksi dengan air membentuk hidroksida. Disebabkan oleh aktiviti kimia logam alkali yang tinggi, tindak balas interaksi dengan air mungkin disertai dengan letupan. Litium bertindak balas dengan paling tenang dengan air. Persamaan tindak balas umum ialah:
2Me + H2O = 2MeOH + H2
di mana Saya adalah logam.
Logam alkali berinteraksi dengan oksigen atmosfera untuk membentuk beberapa sebatian berbeza - oksida (Li), peroksida (Na), superoksida (K, Rb, Cs):
4Li + O 2 = 2Li 2 O
2Na + O 2 = Na 2 O 2
Semua logam alkali bertindak balas dengan bukan logam (halogen, nitrogen, sulfur, fosforus, hidrogen, dll.) apabila dipanaskan. Sebagai contoh:
2Na + Cl 2 = 2NaCl
6Li + N 2 = 2Li 3 N
2Li +2C = Li 2 C 2
2Na + H 2 = 2NaH
Logam alkali mampu berinteraksi dengan bahan kompleks (larutan asid, ammonia, garam). Oleh itu, apabila logam alkali berinteraksi dengan ammonia, amida terbentuk:
2Li + 2NH 3 = 2LiNH 2 + H 2
Interaksi logam alkali dengan garam berlaku mengikut prinsip berikut - ia menggantikan logam yang kurang aktif (lihat siri aktiviti logam) daripada garamnya:
3Na + AlCl 3 = 3NaCl + Al
Interaksi logam alkali dengan asid adalah samar-samar, kerana apabila tindak balas sedemikian berlaku, logam pada mulanya akan bertindak balas dengan air larutan asid, dan alkali yang terbentuk hasil daripada interaksi ini akan bertindak balas dengan asid.
Logam alkali bertindak balas dengan bahan organik, seperti alkohol, fenol, asid karboksilik:
2Na + 2C 2 H 5 OH = 2C 2 H 5 ONa + H 2
2K + 2C 6 H 5 OH = 2C 6 H 5 OK + H 2
2Na + 2CH 3 COOH = 2CH 3 COONa + H 2
Reaksi kualitatif
Tindak balas kualitatif kepada logam alkali ialah pewarnaan nyalaan oleh kationnya: Li + mewarnakan nyalaan merah, Na + kuning, dan K + , Rb + , Cs + ungu.
Contoh penyelesaian masalah
CONTOH 1
| Senaman | Menjalankan penjelmaan kimia Na→Na 2 O→NaOH→Na 2 SO 4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Penyelesaian | 4Na + O 2 →2Na 2 O Yang paling aktif di antara logam ialah logam alkali. Mereka secara aktif bertindak balas dengan bahan mudah dan kompleks. Maklumat amLogam alkali berada dalam kumpulan I jadual berkala. Ini adalah logam monovalen lembut berwarna kelabu-perak dengan takat lebur rendah dan ketumpatan rendah. Mereka mempamerkan keadaan pengoksidaan tunggal +1, sebagai agen pengurangan. Konfigurasi elektronik - ns 1.
nasi. 1. Natrium dan litium. Ciri umum logam kumpulan I diberikan dalam jadual.
Logam aktif bertindak balas dengan cepat dengan bahan lain, jadi ia terdapat di alam semula jadi hanya dalam mineral. resitBeberapa kaedah digunakan untuk mendapatkan logam alkali tulen:
elektrolisis leburan, selalunya klorida atau hidroksida - 2NaCl → 2Na + Cl 2, 4NaOH → 4Na + 2H 2 O + O 2; pengkalsinan soda (natrium karbonat) dengan arang batu untuk mendapatkan natrium - Na 2 CO 3 + 2C → 2Na + 3CO; pengurangan rubidium daripada klorida oleh kalsium pada suhu tinggi - 2RbCl + Ca → 2Rb + CaCl 2 ; InteraksiSifat-sifat logam alkali ditentukan oleh strukturnya. Berada dalam kumpulan pertama jadual berkala, mereka hanya mempunyai satu elektron valens dalam tahap tenaga luar. Satu elektron mudah pergi ke atom pengoksida, yang menyumbang kepada kemasukan cepat ke dalam tindak balas. Sifat logam meningkat dalam jadual dari atas ke bawah, jadi litium kehilangan elektron valensnya lebih mudah daripada fransium. Litium adalah unsur yang paling keras di antara semua logam alkali. Tindak balas litium dengan oksigen hanya berlaku di bawah pengaruh suhu tinggi. Litium bertindak balas dengan air jauh lebih perlahan daripada logam lain dalam kumpulan. Sifat kimia am dibentangkan dalam jadual.
Dengan tindak balas berkualiti tinggi, mereka mempunyai warna api yang berbeza. Litium terbakar dengan nyala merah, natrium dengan nyalaan kuning, dan cesium dengan nyalaan merah jambu-ungu. Oksida logam alkali juga mempunyai warna yang berbeza. Natrium menjadi putih, rubidium dan kalium menjadi kuning.
nasi. 2. Tindak balas kualitatif logam alkali. PermohonanLogam mudah dan sebatiannya digunakan untuk membuat aloi ringan, bahagian logam, baja, soda dan bahan lain. Rubidium dan kalium digunakan sebagai pemangkin. Wap natrium digunakan dalam lampu pendarfluor. Hanya fransium tidak mempunyai kegunaan praktikal kerana sifat radioaktifnya. Bagaimana unsur kumpulan I digunakan diterangkan secara ringkas dalam jadual tentang penggunaan logam alkali.
nasi. 3. Soda penaik. Apa yang telah kita pelajari?Dari pelajaran gred 9 kita belajar tentang ciri-ciri logam alkali. Mereka berada dalam kumpulan I jadual berkala dan melepaskan satu elektron valens semasa tindak balas. Ini adalah logam lembut yang mudah masuk ke dalam tindak balas kimia dengan bahan mudah dan kompleks - halogen, bukan logam, asid, air. Mereka ditemui di alam semula jadi hanya sebagai sebahagian daripada bahan lain, jadi elektrolisis atau tindak balas pengurangan digunakan untuk mengekstraknya. Ia digunakan dalam industri, pembinaan, metalurgi, dan tenaga. Uji topikPenilaian laporanPenilaian purata: 4.4. Jumlah penilaian yang diterima: 91. |
