Category Archives: berylowce
Wodorotlenki i zasady – wodne roztwory wodorotlenków
Wodorotlenki są związkami jonowymi zawierającymi kation metalu Mex+, oraz anion lub aniony wodorotlenkowe OH–. Ogólny wzór wodorotlenków można przedstawić wg schematu:
Me(OH)x
Me – symbol metalu,
x – wartościowość metalu i liczba grup wodorotlenkowych, najczęściej 1, 2 lub 3, czasem 4.
Właściwości wodorotlenków
Wodorotlenki są ciałami stałymi, nierzadko zabarwionymi, choć część jest biała. Rozpuszczalność w wodzie wodorotlenków jest różna, poczynając od bardzo dobrze rozpuszczalnych wodorotlenków litowców (NaOH wodorotlenek sodu, KOH wodorotlenek potasu), poprzez wodorotlenki wapniowców o niewielkiej rozpuszczalności (Ca(OH)2 wodorotlenek wapnia, Mg(OH)2 wodorotlenek magnezu), po wodorotlenki o bardzo słabej rozpuszczalności.
Zasady
Zasady są wodnymi roztworami wodorotlenków. Mowa tu przede wszystkim o wodorotlenkach litowców i wapniowców, zdecydowanie lepiej rozpuszczalnych w wodzie niż związki innych metali.
Właściwości zasad, czyli wodnych roztworów wodorotlenków
Wskaźniki pH – indykatory. Zasady powodują zmianę zabarwienia wskaźników.
Neutralizacja kwaśnego odczynu. Zasady zobojętniają kwasy neutralizując kwaśny odczyn roztworów. W reakcji zobojętniania powstaje woda.
CO2. Rozpuszczanie tlenku węgla (IV), czyli CO2, pochodzącego z powietrza jest procesem naturalnie następującym w wodach na całym świecie. Zasady przyśpieszają jednak ten proces, co określa się jako pochłanianie CO2 przez zasady. Przyczyną jest reakcja.
Śliskość roztworu. Każdy kto miał styczność z mydłem może sobie wyobrazić pierwszy kontakt z silnie zasadowym roztworem. Jest on śliski w dotyku.
Skuteczność działania detergentów, w tym mydła, a twardość wody
Choć chemicznie wodą określa się związek o wzorze H2O, to w naturze zasadniczo nie występuje ona w czystej postaci. Wody na globie ziemskim obfitują w różnorodne związki, zarówno organiczne, jak i nieorganiczne. Woda wodociągowa, używana w przeważającej części do mycia i prania, nie jest wyjątkiem. Choć substancje organiczne stanowią tu raczej rzadkość, różnego rodzaju sole zmniejszają skuteczność działania detergentów, w tym mydła.
Największy problem dla mydła i innego rodzaju detergentów stanowią sole wapnia i magnezu. Całkowita zawartość jonów wapnia Ca2+ i magnezu Mg2+ w wodzie określana jest jako twardość wody. Im jest ona wyższa, tym więcej woda zawiera soli wapnia i magnezu, i tym więcej należy użyć mydła i detergentów, aby oczyścić przedmioty i samego siebie.
Jony wapnia i magnezu obecne w wodzie reagują z mydłem dość szybko, wytrącając się w postaci białych osadów soli kwasów tłuszczowych.
Reakcje strąceniowe wapnia i magnezu:
|
Mg2+ + 2C17H35COO– → |
(C17H35COO)2Mg ↓ |
|
stearynian magnezu |
|
|
Ca2+ + 2C17H35COO– → |
C17H35COO)2Ca ↓ |
|
stearynian wapnia |
Z powodu wytrącania się znacznej ilości osadów w twardej wodzie usuwanie brudu jest najbardziej skuteczne w wodzie miękkiej, np. deszczówce, jeśli nie jest ona zanieczyszczona. W Polsce większość wód dostarczanych do gospodarstw domowych jest jednak twarda, przez co musi ona być zmiękczana, aby nie uszkodzić urządzeń tj. pralki i zmywarki, oraz by zmniejszyć ilość detergentów potrzebnych do usuwania brudu. Zmiękczanie wody zostało opisane w artykule dotyczącym twardości wody.
W warunkach domowych do zmiękczanie wody wykorzystuje się środki dodawane do środków czyszczących. Znakomite efekty osiągane są dzięki zastosowaniu polifosforanów sodu, które z jonami wapnia i magnezu tworzą związki kompleksowe. Nie wytrącają się one na tkaninach w pralce, czy naczyniach w zmywarce, po dodaniu mydła lub innych detergentów. Do produkcji proszków do prania wykorzystywany jest np. Na5P3O10.
Twardość wody i sposoby jej usuwania
Twardość wody powodowana jest głównie przez jony wapnia Ca2+ i magnezu Mg2+. W mniejszym stopniu uczestniczą w tym również inne substancje.
Sole wapnia i magnezu są szeroko rozpowszechnione w przyrodzie. Skały wapienne zawierają węglan wapnia CaCO3, np. kalcyt posiadający strukturę krystaliczną heksagonalną, lub aragonit o strukturze rombowej, natomiast skały osadowe, np. magnezyt, obfitują w węglan magnezu MgCO3. Krasowienie tych skał, przebiegające pod wpływem wody i tlenku węgla (IV), powoduje niszczenie skał i ich rozpuszczanie w środowisku wodnym w formie wodorowęglanów wapnia i magnezu, Ca(HCO3)2 i Mg(HCO3)2.
Berylowce – 2. grupa układu okresowego pierwiastków
Berylowce należą do 2. grupy układu okresowego pierwiastków. W środowisku naturalnym berylowce występują w postaci związków chemicznych. Ich wysoka reaktywność nie pozwala na występowanie w czystej postaci.
Be beryl
Mg magnez
Ca wapń
Sr stront
Ba bar
Ra rad
W stanie czystym berylowce są srebrzystobiałymi metalami, stosunkowo miękkimi, o niskich temperaturach topnienia i małej gęstości.
Wysoka aktywność chemiczna berylowców jest nieco niższa niż litowców, jednocześnie zwiększając się wraz ze wzrostem liczby atomowej. Reagują one łatwo z tlenem, niemetalami, wodą i kwasami.
W związkach chemicznych berylowce występują na II stopniu utlenienia.
Zastosowanie berylowców
Magnez i wapń są pierwiastkami istotnymi dla funkcjonowania organizmów żywych, uczestniczą w przewodzeniu impulsów nerwowych. Magnez reguluje procesy enzymatyczne, natomiast wapń stanowi główny składnik kości.
W przemyśle magnez wykorzystywany jest do produkcji lekkich stopów, z których wytwarzane są ramy rowerowe.
