Способы получения щелочных металлов

Все щелочные металлы встречаются в природе исключительно в виде соединений, являются сильными восстановителями, и их получение требует высоких энергетических затрат.

Литий получают электролизом расплава хлорида лития, который образуется при переработке сподумена. Переработка сподумена – процесс довольно сложный, включает стадии получения алюмината лития, гидроксида лития и хлорида лития:

2LiCl 2Li + Cl₂.

Известен также способ получения лития из его оксида в вакууме при 300°С:

2Li₂O + Si + 2CaO = 4Li + Ca₂SiO₄.

Натрий получают электролизом расплава хлорида натрия с добавками хлорида кальция:

2NaCl 2Na + Cl₂.

Натрий можно получить, прокаливая соду с углем в закрытых тиглях, пары металла конденсируются на крышке тигля, выход реакции невысокий:

Na₂CO₃ + 2C = 2Na + 3CO.

Калий, рубидий и цезий можно получить электролизом расплава их солей, однако на практике таким способом их не получают из-за их высокой химической активности.

Калий получают, пропуская пары натрия через расплав хлорида калия при 800 °С, выделяющие пары калия конденсируют:

KCl + Na = K + NaCl

или при взаимодействии между расплавленным гидроксидом калия и жидким натрием при 440 °С:

KOH + Na = K + NaOH.

Рубидий и цезий получают восстановлением их хлоридов кальцием при 700–800 °С:

2RbCl + Ca = 2Rb + CaCl₂,

в качестве восстановителя также используют цирконий, реакция протекает при 650 °С:

2Cs₂CO₃ + Zr = 4Cs + ZrO₂ + 2CO₂.

 

 

Обнаружение щелочных металлов

Щелочные металлы и их соединения можно обнаружить по характерной окраске пламени: литий окрашивает пламя в карминово-красный цвет; натрий – в желтый; калий – в фиолетовый; рубидий и цезий – в розово-фиолетовый.

 

Применение щелочных металлов

 

Литий используется при производстве литиевых аккумуляторов, такие аккумуляторы применяются в кардиостимуляторах. Алюминий-литиевые сплавы нашли применение в авиационной и космической технике.

Расплавы натрия и калия используются в качестве теплоносителей в атомных реакторах и в авиационных двигателях.

Пары натрия используются в люминесцентных светильниках.

Натрий служит катализатором в производстве каучука,используется при производстве калия, титана, циркония и тантала, а также тетраэтилсвинца – добавки, улучшающей детонационные свойства бензина.

Цезий нашел применение в фотоэлементах.

 

ЩЕЛОЧНО-ЗЕМЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ

К элементам 2 группы относятся бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий. Групповое название элементов – щелочно-земельные металлы – относится к кальцию, барию, стронцию и радию и связано с тем, что их оксиды раньше называли «землями», а при взаимодействии с водой они образуют щелочи. Радий – радиоактивный элемент, который образуется при распаде изотопа урана ²³⁸U, период его полураспада составляет примерно 1600 лет.