Особенности физических свойств щелочных металлов

Щелочные металлы серебристо-белые (только у цезия желтоватый оттенок), но блеск быстро теряется из-за образования на поверхности металлов слоя оксидов. Эти металлы очень мягкие (можно резать ножом), очень легкие и легкоплавкие.

Особенности химических свойств щелочных металлов

Щелочные металлы очень сильные восстановители (т.е. очень легко окисляются).

Из-за высокой химической активности щелочных металлов по отношению к кислороду, азоту, воде их хранят в стеклянных банках под слоем керосина. При взаимодействии с кислородом щелочные металлы обычно образуют не только оксиды, но и пероксиды(перекиси). Например,

Na + O₂ → Na₂O₂

K + O₂ → KO₂

Они могут окисляться и другими неметаллами. Например,

Na + S → Na₂S

K + Cl₂ → KCl

Щелочные металлы легко окисляются ионами водорода (при взаимодействии металлов с водой), например,

Na + H₂O → NaOH + H₂                                                                                                                                                         

При этом образуются основания растворимые в воде, т.е. щелочи. Все эти реакции окисления протекают с выделением тепла, а может даже и света. Может произойти взрыв. Поэтому опыты со щелочными металлами требуют особой осторожности. Реакции взаимодействия с кислотами не проводят по этой же причине.

Для определения щелочных металлов часто используют изменение окраски пламени (желтая у натрия и розовая у калия).

Нахождение в природе щелочных металлов

Содержание в земной коре более 2% по массе, т.е. они входят в десятку самых распространенных элементов. Встречаются только в виде соединений. Но, т.к. большинство из них растворимы, они достаточно редко встречаются в виде минералов. Важнейшие минералы Na: каменная соль, поваренная соль, галит (NaCl), глауберова соль, мирабилит (Na₂SO₄∙10H₂O), криолит (Na₃AlF₆), бура (Na₂B₄O₇∙10H₂O), чилийская селитра (NaNO₃).  Важнейшие минералы К: сильвин (KCl), сильвинит (KCl∙NaCl), карналит (KCl∙MgCl₂∙6H₂O).

Получение щелочных металлов

Щелочные металлы получают электролизом расплавов их хлоридов (см. предыдущую лекцию).

Применение натрия и калия.

Натрий (жидкий) применяют как теплоноситель в ядерных реакторах. В цветной металлургии его используют как восстановитель (натрийтермия). В органическом синтезе натрий используют как катализатор.

Калий тоже можно использовать для этих целей. Используют их также при производстве фотоэлементов и электродов в гальванических источниках электрического тока.

7.Роль натрия и калия в организме человека, применение его соединений в медицине.

По содержанию в организме элементы условно делят на макроэлементы - их содержание в организме более 0,01 % (C, H, O, N, P, S, Na, Ca, K, Mg, Cl) и микроэлементы – их содержание меньше 0,01 % (Mn, Cu, Zn, Co, Fe, I, Mo и др.). Макроэлементы, в основном играют роль пластического материала при построении тканей, поддерживают осмотическое давление, ионное равновесие, кислотно-щелочное равновесие, коллоидное состояние…Микроэлементы входят в состав БАВ и участвуют в составе ферментов в процессах роста, размножения, обмена веществ.

Натрий – содержание в организме - 0,25%, суточная потребность 4-7 г, это основной внеклеточный ион (т.е. он содержится в основном в межклеточной жидкости и его содержание там больше, чем любого другого иона). Ион натрия участвует в передаче нервных импульсов, принимает участие в обеспечении осмотического давления и работе буферных систем. Он входит в состав некоторых ферментов, регулирующих водный обмен. В медицине используют его хлориды, сульфаты, карбонаты. Хлорид натрия (поваренная соль) - в виде изотонических 0,9% растворов (внутривенно, подкожно, ректально: при кровопотерях, отравлениях, холере; наружно: для промывания ран и слизистых) и гипертонических растворов (внутривенно: при легочных, желудочных и кишечных кровотечениях; наружно: в виде примочек для гнойных ран). Сульфат натрия (глауберова соль) – слабительное, его используют при отравлениях, как желчегонное, мочегонное и противоотёчное средство. Гидрокарбонат натрия (питьевая сода)– нейтрализует кислотность желудочного сока, снимает появления ацидоза; наружно – для полоскания слизистых (создание щелочной среды), для ингаляций.

Калий – содержание в организме 0,22%, это основной внутриклеточный ион. Повышенное содержание иона калия угнетает возбудимость и проводимость тканей, влияет на автоматизм и сократительную функцию миокарда; калий входит в состав ферментов, которые участвует в синтезе белков. Быстро всасывается и быстро выводится из организма и не заменим никаким другим ионом. Используют в медицине: хлорид калия – при сердечной дистрофии, нарушениях сердечного ритма, при упорной рвоте, тяжелых интоксикациях, после операций; бромид и иодид калия – для регуляции нервной деятельности, при повышенной возбудимости.