Kovy alkalických zemin – maturitní otázka z chemie

 

   Otázka: Kovy alkalických zemin

   Předmět: Chemie

   Přidal(a): katka

 

KOVY ALKALICKÝCH ZEMIN (II.A): Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra

  • ns2 – 1 degenerovaný, relativně stabilnější než alkalické, ale pořád je prázdný orbital stabilnější (+II.)

 

Radium

  • radioaktivní, nepříliš využitelné

 

Berylium

  • vzácný kov v přírodě (beryl), jinak spíš jako příměs
  • přísada do ocelí (legovací kov → nejiskřící slitina: mechanická i tepelná odolnost → čisté řezy)
  • Be2+ – toxické; ne akutní, ale může chronicky poškodit plíce (lidé pracující v metalurgii)
  • relativně vysoká elektronegativita (sloučeniny mívají spíš kovalentní než iontový charakter, polymerní charakter)
  • sloučeniny bez praktického využití
  • vlastnosti srovnatelné s borem nebo hliníkem

 

Hořčík

  • v přírodě rozšířený (MgCO3 – magnesit, MgSO4 – epsonit), mořská voda, biogenní prvek (účastní se svalové kontrakce a je v chlorofylu)
  • získávání elektrolýzou taveniny MgCl2 (získaný z mořské vody) → na katodě Mg (velmi čistý)
  • měkký kov, nízká hustota, lesklý → často příměs do slitin: např. Mg + Al = elektron,
    Mg + Al + Cn + Mn v různém poměru = dural → legovací kovy
  • dobré redukční činidlo (H je lepší, ale je moc drahý) → v metalurgii (vyredukování kovu z rudy)
  • organika: Grignardova činidla (R-MgX) → zavádění zbytků uhlovodíků na jiné molekuly
  • kovalentní i iontové sloučeniny, dost reaktivní (přechodný mezi Be a ostatními prvky II.A skupiny)
  • sloučeniny:
    • MgO:
      • iontový, zásaditý, krystalický
      • výroba žáruvzdorných materiálů (vyzdívka pecí atp.)
      • Mg + O2 → MgO (spalování, hodně exotermní, nelze hasit vodou protože Mg s ní reaguje, vzniká další MgO + H2 → zvýšení výtěžků
    • Mg(OH)2:
      • slabá zásada (v rámci s-prvků výjimka), špatně rozpustný ve vodě
      • získávání z roztoku Mg2+ + MOH → vysrážení
    • MgCO3 = magnesit: žáruvzdorné materiály (šamot do pecí)
    • Mg(ClO4)2 = anhydron: výborné vysoušedlo (extrémně hydroskopický)

 

Vápník, Stroncium, Baryum:

  • v přírodě v podobě nerostů:
    • CaCO3 = vápenec (kalcit/aragonit)
    • CaSO4 . H2O = sádrovec
    • apatity: základem je fosforečnan, např. vápenatý Ca3(PO4)2)
    • SrSO4 = celestin
    • BaSO4 = baryt
  • Ca – nezbytný biogenní prvek, Sr a Ba toxické
  • v elementární podobě nevýznamné, pouze Ca v metalurgii (redukce kovů z rud)
  • měkké lesklé kovy s relativně nízkým bodem tání, mechanicky neodolné
  • elektrolytické získávání z tavenin solí
  • reaktivita:
    • s vodou: M + 2H2O → M(OH)2 + H2 ne tak prudké jako u alkalických kovů

 

Sloučeniny:

  • oxidy: MO – iontové, zásadotvorné
  • hydroxidy: M(OH)2 – silně zásadité; např. Ba(OH)2 srovnatelné s KOH, v tabulce směrem dolů se rozpustnost ve vodě zhoršuje
  • MH2 – viz iontové hydridy → méně reaktivní než hydridy I.A sk.

 

  • CaC2 – karbid (vápníku)
    • nestechiometrická sloučenina, mezi uhlíky trojné vazby
      → reálně více odpovídá uhlovodíku (proto název acetylid vápenatý)
    • v reakci s vodou: CaC2 + H2O → Ca(OH)2 + C2H2 → karbidové lampy (acetylen se zapálí → problém pokud se acetylen dostane do kontaktu s důlním plynem → exploze, proto se přestaly používat), dnes v laboratoři jako zdroj acetylenu

 

  • vápno:
    • CaCO3 → CaO + CO2 (za zvýšené teploty) vzniká pálené vápno
    • CaO + H2O → Ca(OH)2 hašené vápno → základní složka malty (+ voda = disperzní prostředí, + písek = hmota)
    • Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O základní princip tuhnutí malty
    • cement: pálené vápno s přidáním Al2O3, MgO, SiO2, nebo oxidy železa → podle použití příměsi se to pak používá
    • cement + štěrk + voda = betonů → množství druhů, při použití železných prutů hovoříme o železobetonu; při tuhnutí beton zvětšuje objem (tuhnutí způsobeno vodou)

 

  • hydrogenuhličitany: rozpustné ve vodě (Mg, Ca) → tvrdost vody (přechodná tvrdost)
  • sádrovec = CaSO4 . 2H2O → CaSO4 . ½ H2O = sádra (hemihydrát); při zpětné reakci přidávám vodu a jde to zpět na dihydrát → tvrdne to:
    • užití ve zdravotnictví (dokonale obepíná → končetina se nehýbe)
  • hnojiva: Ca(NO2)2, Ca(H2PO4)2 = superfosfát (HPO4 a PO4 nerozpustné ve vodě) → obecně u hnojiv platí, že chceme aby byl kationt i aniont pro rostlinu výživný
  • Sr2+: pyrotechnika → barvení plamenu (červená)
  • BaSO4: kontrastní látka v rentgenologii v trávicí soustavě → nerozpustné ve vodě (nedá se na naabsorbovat do krve) → podáváno jako suspenze
  • Ba2+: pyrotechnika → zelená

 

  • krasové děje:
    • CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2

→ voda s CaCO3 protéká prostředím → částečně bude přecházet do Ca(HCO3)2 → bude to ve vodě, při odkapávání se bude vypařovat a zakoncentrovávat se → reakce běží zpátky (vzniká krápník)

💾 Stáhnout materiál   🎓 Online kurzy
error: Content is protected !!