ЩАВЕЛЕВАЯ КИСЛОТА — НООССООН; бесцветные кристаллы, tпл 189,5 °С. Содержится в виде калиевой соли в щавеле, кислице. В промышленности получают синтетически. Щавелевая кислота и ее соли (оксалаты) применяются в текстильной промышленности (протрава) — в аналитической химии, органическом синтезе, для очистки металлов от ржавчины и накипи.
ЩЁЛОЧИ - растворимые в воде сильные основания, создающие в водном растворе большую концентрацию ионов OH−.
Обычно к Щ. относят. гидроксиды щелочных и щел.-зем. металлов. Бесцв. кристаллы. Гидроксиды щелочных металлов — едкие щелочи — хорошо раств. в воде (хуже — LiOH), гидроксиды щел.-зем. металлов — плохо. Сила оснований и растворимость в воде в каждой группе периодич. системы возрастают сверху вниз с увеличением радиуса катиона. Едкие Щ. раств. также в этаноле и метаноле. Едкие Щ. (за исключением LiOH) термически устойчивы до температуры выше 1000 °C, гидроксиды щел.-зем. металлов и LiOH разлагаются при более низких температурах. Щ. жадно поглощают из воздуха воду, CO2, SO2, H2S и NO2.
Если не принимать мер предосторожности, они всегда будут содержать кристаллизационную воду, примесь карбоната, сульфата, сульфида, нитрата и нитрита. Дня обезвоживания Щ. нагревают в атмосфере, свободной от CO2, едкие Щ. освобождают от примеси карбоната перекристаллизацией из этанола.
Водные растворы едких Щ. разрушают стекло, расплавы — фарфор и платину. Плавят едкие Щ. в сосудах из серебра, никеля или железа, хранят в полиэтиленовых сосудах. Растворы едких Щ. нельзя долго хранить в стеклянных сосудах с пришлифованными стеклянными пробками и кранами, которые прилипают к шлифу вследствие взаимод. Щ. со стеклом.
Получают: едкие Щ. — электролизом хлоридов щелочных металлов, обменными реакциями между солями щелочных металлов и гидроксидами щел.-зем. металлов; действием воды на оксиды щел.-зем. металлов.
Определяют Щ. с помощью кислотно-основных индикаторов. Твердые Щ. и их конц. растворы разрушают живые ткани, особенно опасно попадание частиц твердой Щ. в глаза. К Щ. иногда относят соли сильных оснований и слабых кислот, водные растворы которых имеют щелочную реакцию, напр. гидросульфиды NaSH и KSH, карбонаты Na2CO3, а также TlOH, аммиачную воду.
ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ кальций Ca, стронций Sr, барий Ba, радий Ra; металлы. Название сохранилось со времен алхимиков, оксиды Щ. э. по химическим свойствам напоминают оксиды щелочных металлов и "землю" — оксид Al, входящий в состав глин. Щ. э. имеют серебристый металлич. блеск, кристаллизуются в кубич. решетке, для Ca, Sr и Ba характерен полиморфизм.
На воздухе Щ. э. покрываются голубовато-серой пленкой, содержащей МО, МCO3 и отчасти MO2 и M3N2, где М — Щ. э. Температуры плавления Ca, Sr, Ba и Ra равны соотв. 842±3, 768±3, 727±3 и 969 "С. Окисление Щ. э. на воздухе может сопровождаться воспламенением, Ba загорается уже при резке и раздавливании, поэтому Щ. э. хранят под слоем обезвоженного керосина.
Все они ковки, пластичны и путем давления и резания м. б. превращены в прутки, листы, проволоку. Радий радиоактивен (Т1/2 1600 лет); подвергаясь α-распаду, он превращается в радон. По реакц. способности Щ. э. близки к щелочным, их стандартные электродные потенциалы для полуреакции М2+ + 2е− = М равны −2,864 (Са), −2,888 (Sr), −2,905 (Ва) и −2,916 В (Ra). Поэтому все они — сильные восстановители, быстро реагируют с водой, превращаясь в М(OH)2 с выделением H2, а с разб. кислотами дают соли и H2. Медленно реагируют с конц. HNO3 и H2SO4, образуя нитраты с выделением NO2 и сульфаты с выделением SO2 и H2.
Щ. э. раств. в жидком NH3, образуя растворы, обладающие металлич. проводимостью. При испарении из них NH3 при низких температурах выделяются кристаллич. комплексы [М(МH3)6]0 с металлич. блеском (похожи на бронзу), обладающие электронной проводимостью. Щ. э. горят в O2, давая оксиды МО, с H2O2 образуют белые твердые пероксиды MO2, а Ba превращается в пероксид уже на воздухе при нагр. до 400 °C. Получены желтые кристаллич. надпероксиды М(O2)2. С галогенами Щ. э. дают бесцв. кристаллич. галогениды, с H2 при натр. — бесцв., твердые, нелетучие гидриды МH2. В среде N2 при 250–450 °C превращаются в бесцв. тугоплавкие нитриды М3N2, при нагр. с В, С, Р — соотв. в черные кристаллич. бориды МВ6, бесцв. твердые ацетилениды МC2, красно-бурые фосфиды М3P2.
Стехиометрич. смеси Щ. э. с S при нагр. образуют бесцв. кристаллич. сульфиды MS. С газообразным NH3 при −10 °C или с жидким NH3 Щ. э. дают аммиакаты [M(NH3)6], в среде CO2, особенно выше 100 °C,- смесь МО и МC2.
Щ. з. образуют сплавы со мн. металлами (Al, Cu, Cd, Mg, Pb и т. д.), с Hg — амальгамы. Растворимые в воде соли Щ. э. — ацетаты, галогениды (кроме фторидов), нитраты, тетраоксохлораты(VII), сульфиды, тиоцианаты и цианиды; нерастворимые — карбонаты, сульфаты, фосфаты, хроматы. Летучие соли Щ. э. окрашивают пламя газовой горелки в оранжево-красный (Са), карминово-красный (Sr), желтовато-зеленый (Ва) цвета. Щ. э. получают восстановлением оксидов алюминием в вакууме выше 1200 °C, Ca — также электролизом расплава CaCl2. Иногда к Щ. э. относят также Be и Mg.
Лит.: Степин Б. Д., Цветков А. А., Неорганическая химия, М., 1994.
ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs, франций Fr. Щ. м., кроме Cs, имеют серебристый металлич. блеск, Cs — золотисто-желтую окраску.
Все Щ. м. очень мягки, легко режутся (кроме Li), Rb, Cs и Fr при обычной температуре почти пастообразны.
Наиб. твердый из них Li мягче талька (твердость талька принята за единицу по шкале Мооса). Щ. м. кристаллизуются в кубич. объемноцентрир. решетке с пространств, группой IтЗт, z = 2. Температуры плавления Щ. м. уменьшаются от Li к Cs: 180,54 °C (Li), 97,86 °C (Na), 63,51 °C (К), 39,32 °C (Rb), 28,44 °C (Cs). Щ. м. очень легкие, самый легкий среди всех известных металлов — Li, он плавает в керосине, a Na и К легче воды. Сильно электроположит. характер и высокая хим. активность Щ. м. обусловлены небольшой затратой энергии на отрыв от атомов этих металлов одного s-электрона. Первые потенциалы ионизации (эВ): 5,39178 (Li), 5,13915 (Na), 4,34070 (К), 4,17719 (Rb), 3,89397 (Cs). Щ.м. — сильные восстановители. Значения их стандартных электродных потенциалов (В) для полуреакции М+ + е− = М: −3,045 (Li), −2,711 (Na), −2,924 (К), −2,925 (Rb), −2,923 (Cs). Литий стоит первым в электрохим. ряду напряжений металлов. Характерное свойство атомов Щ. м. — легкость возбуждения у них светового излучения. Оптич. спектры Щ. м. просты и содержат очень яркие линии (нм): 610,36 и 670,78 (Li), 589,59 и 588,99 (Na), 766,49 (К), 794,76 и 780,02 (Rb), 894,5 и 852,11 (Cs). Интенсивность линий 852,11, 780,02, 766,49 и 588,99 в атомных спектрах — наиб. среди всех элементов периодич. системы. Летучие соли Li окрашивают пламя газовой горелки в карминово-красный цвет, К — в розово-фиолетовый, a Na — в желтый, пары Rb окрашены в зеленовато-синий цвет, пары Cs — в сине-зеленый. На воздухе все Щ. м. быстро покрываются темно-серым налетом, состоящим из оксидов, только у Li появляется зеленовато-черная пленка нитрида Li3N. Склонность к окислению на воздухе возрастает от Li к Fr, причем Rb, Cs и Fr окисляются уже с воспламенением. Поэтому Щ. м. хранят под слоем обезвоженного парафинового или вазелинового масла. С водой Щ. м. реагируют бурно с образованием щелочей (откуда название) и выделением H2, при этом Rb и Cs взаимод. даже со льдом при −100 °C. С метанолом и этанолом Щ. м. дают алкоголяты и H2. Кислород окисляет все Щ. м., но если Li превращается только в Li2O, то остальные Щ. м. — в смеси, в основном М2O2 и MO2, при этом Rb и Cs вспыхивают. С N2 реагирует в обычных условиях только Li, превращающийся в нитрид, для остальных Щ. м. нитриды неизвестны. Щ. м. растворяются в жидком аммиаке, некоторых алкиламинах и полиэфирах с образованием синих растворов, обладающих электронной проводимостью (см. сольватированный электрон). При хранении синие аммиачные растворы обесцвечиваются в результате медленно протекающей реакции: 2M + 2NH3=2MNH2 + H2. Растворы Щ. м. в жидком аммиаке взаимодействуют с ацетиленом с образованием ацетиленидов М2C2. При нагревании К, Rb и Cs с графитом получают C8МХ, C24МХ, C36МХ и другие нестехиометрические соединения в виде медно-красных порошков, самовоспламеняющихся на воздухе и разлагающихся водой с выделением H2.
Щ. м. энергично взаимод. с галогенами с образованием галогенидов. При нагревании с S Щ. м. дают сульфиды, с H2 — гидриды, с Р — фосфиды. Большинство солей Щ.м. хорошо растворимо в воде, малорастворимы — фторид, фосфат и карбонат лития, а также МClO4, MMnO4, MReO4, где М = Rb и Cs.
Основной метод получения Щ. м. — термическое восстановление хлоридов и бромидов магнием, кальцием, кремнием и другими восстановителями в вакууме при 600–800 °C. Выделенные металлы очищают от примесей ректификацией или вакуумной дистилляцией.
Лит.: Плющев В.Е., Степин Б. Д., Химия и технология лития, рубидия и цезия, М., 1970; Натрий, М., 1986; Степин Б.Д., Цветков А. А., Неорганическая химия, М., 1994.
Некоторые файлы и информация, находящиеся на данном сайте, были найдены в сети ИНТЕРНЕТ, как свободно распространяемые, присланы пользователями сайта или найдены в альтернативных источниках, также использованы собственные материалы. Автор сайта не претендует на авторство ВСЕХ материалов. Если Вы являетесь правообладателем той или иной продукции или информации, и условия, на которых она представлена на данном ресурсе, не соответствуют действительности, просьба немедленно сообщить с целью устранения правонарушения.