Оксиды щелочноземельных металлов

Способы получения

1. Оксиды щелочноземельных металловможно получить из простых веществ — окислением металлов кислородом:

2Ca + O ₂ → 2CaO

2. Оксиды щелочноземельных металлов можно получить термическим разложением некоторых кислородсодержащих солей — карбонатов, нитратов.

Например, карбонат кальция разлагается на оксид кальция, оксид азота (IV) и кислород:

2Ca(NO ₃ ) ₂ → 2CaO + 4NO ₂ + O ₂

MgCO ₃ → MgO + CO ₂

СаСО ₃ → СаО + СО ₂

3. Оксиды магния и бериллия можно получить термическим разложением гидроксидов:

Mg(OH) ₂ → MgO + H ₂ O

Химические свойства

Оксиды кальция, стронция, бария и магния— типичные основные оксиды. Вступают в реакции с кислотными и амфотерными оксидами, кислотами, водой. Оксид бериллия — амфотерный.

1. Оксиды кальция, стронция, бария и магния взаимодействуют с кислотными и амфотерными оксидами:

Например, оксид магния взаимодействует с углекислым газом с образованием карбоната магния:

MgO + CO ₂ → MgCO ₃

2. Оксиды щелочноземельных металлов взаимодействуют с кислотами с образованием средних и кислых солей (с многоосновными кислотами).

Например, оксид кальция взаимодействует с соляной кислотой с образованием хлорида кальция и воды:

CaO + 2HCl → CaCl ₂ + H ₂ O

3. Оксиды кальция, стронция и бария активно взаимодействуют с водой с образованием щелочей.

Например, оксид кальция взаимодействует с водой с образованием гидроксида кальция:

CaO + H ₂ O → 2Ca(OH) ₂

Оксид магния реагирует с водой при нагревании:

MgO + H ₂ O → Mg(OH) ₂

Оксид бериллия не взаимодействует с водой.

4. Оксид бериллия взаимодействует с щелочами и основными оксидами.

При взаимодействии оксида бериллия с щелочами в расплаве или с основными оксидами образуются соли-бериллаты.

Например, оксид натрия реагирует с оксидом бериллия с образованием бериллата натрия:

Na ₂ O + BeO → Na ₂ BeO ₂

Например, гидроксид натрия реагирует с оксидом бериллия в расплаве с образованием бериллата натрия:

2NaOH + BeO → Na ₂ BeO ₂ + H ₂ O

При взаимодействии оксида бериллия с щелочами в растворе образуются комплексные соли.

Например, оксид бериллия реагирует с гидроксидом калия с растворе с образованием тетрагидроксобериллата калия:

2NaOH + BeO + H ₂ O → Na ₂ [Be(OH) ₄ ]

 

 

Гидроксиды щелочноземельных металлов

Способы получения

1. Гидроксиды кальция, стронция и бария получают при взаимодействии соответствующих оксидов с водой.

Например, оксид кальция (негашеная известь) при взаимодействии с водой образует гидроксид кальция (гашеная известь):

CaO + H ₂ O → Ca(OH) ₂

Оксид магния взаимодействует с водой только при нагревании:

MgO + H ₂ O → Mg(OH) ₂

2. Гидроксиды кальция, стронция и бария получают при взаимодействии соответствующих металлов с водой.

Например, кальций реагирует с водой с образованием гидроксида кальция и водорода:

2Ca + 2H ₂ O → 2Ca(OH) ₂ + H ₂

Магний взаимодействует с водой только при кипячении:

2Mg + 2H ₂ O → 2Mg(OH) ₂ + H ₂

3. Гидроксиды кальция и магния можно получить при взаимодействии солей кальция и магния с щелочами.

Например, нитрат кальция с гидроксидом калия образует нитрат калия и гидроксид кальция:

Ca(NO ₃ ) ₂ + 2KOH → Ca(OH) ₂ ↓ + 2KNO ₃

Химические свойства

1. Гидроксиды кальция, стронция и бария реагируют с всеми кислотами (и сильными, и слабыми). При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов.

Гидроксид магния взаимодействует только с сильными кислотами.

Например, гидроксид кальция с соляной кислотой реагирует с образованием хлорида кальция:

Ca(OH) ₂ + 2HCl → CaCl ₂ + 2H ₂ O

2. Гидроксиды щелочных металлов реагируют с кислотными оксидами. При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов.

Например, гидроксид бария с углекислым газом реагирует с образованием карбонатов или гидрокарбонатов:

Ba(OH) _{2(избыток)} + CO ₂ → BaCO ₃ + H ₂ O

Ba(OH) ₂ + 2CO _{2(избыток)} → Ba(HCO ₃ ) ₂

3. Гидроксиды кальция, стронция и бария реагируют с амфотерными оксидами и гидроксидами. При этом в расплаве образуются средние соли, а в растворе комплексные соли.

Например, гидроксид бария с оксидом алюминия реагирует в расплаве с образованием алюминатов:

Ba(OH) ₂ + Al ₂ O ₃ → Ba(AlO ₂ ) ₂ + H ₂ O

в растворе образуется комплексная соль — тетрагидроксоалюминат:

Ba(OH) ₂ + Al ₂ O ₃ + 3H ₂ O → Ba[Al(OH) ₄ ] ₂

4. Гидроксиды кальция, стронция и бария взаимодействуют с кислыми солями. При этом образуются средние соли, или менее кислые соли.

Например: гидроксид кальция реагирует с гидрокарбонатом кальция с образованием карбоната кальция:

Ca(OH) ₂ + Ca(HCO ₃ ) ₂ → 2CaCO ₃ + 2H ₂ O

5. Гидроксиды кальция, стронция и бария взаимодействуют с простыми веществами-неметаллами (кроме инертных газов, азота, кислорода, водорода и углерода). Взаимодействие щелочей с неметаллами подробно рассмотрено в статье про щелочные металлы.

6. Гидроксиды кальция, стронция и бариявзаимодействуют с амфотерными металлами, кроме железа и хрома. При этом в расплаве образуются соль и водород:

Ca(OH) ₂ + Zn → CaZnO ₂ + H ₂

В растворе образуются комплексная соль и водород:

Ca(OH) ₂ + 2Al + 6Н ₂ О = Ca[Al(OH) ₄ ] ₂ + 3Н ₂

7. Гидроксиды кальция, стронция и бариявступают в обменные реакции с растворимыми солями. Как правило, с этими гидроксидами реагируют растворимые соли тяжелых металлов (в ряду активности расположены правее алюминия), а также растворимые карбонаты, сульфиты, силикаты, и, для гидроксидов стронция и бария — растворимые сульфаты.

Например, хлорид железа (II) реагирует с гидроксидом бария с образованием хлорида бария и осадка гидроксида железа (II):

Ba(OH) ₂ + FeCl ₂ = BaCl ₂ + Fe(OH) ₂ ↓

Также с гидроксидами кальция, стронция и бариявзаимодействуют соли аммония.

Например, при взаимодействии бромида аммония и гидроксида кальция образуются бромид кальция, аммиак и вода:

2NH ₄ Cl + Ca(OH) ₂ = 2NH ₃ + 2H ₂ O + CaCl ₂

8. Гидроксид кальция разлагается при нагревании до 580^оС, гидроксиды магния и бериллия разлагаются при нагревании:

Mg(OH) ₂ → MgO + H ₂ O

9. Гидроксиды кальция, стронция и бария проявляют свойства сильных оснований. В воде практически полностью диссоциируют, образуя щелочную среду и меняя окраску индикаторов.

Ba(OH) ₂ ↔ Ba ²⁺ + 2OH ^—

Гидроксид магния — нерастворимое основание. Гидроксид бериллия проявляет амфотерные свойства.

10. Гидроксид и бериллия взаимодействует с щелочами. В расплаве образуются соли бериллаты, а в растворе щелочей — комплексные соли.

Например, гидроксид бериллия реагирует с расплавом гидроксида натрия:

Be(OH) ₂ + 2NaOH → Na ₂ BeO ₂ + 2H ₂ O

При взаимодействии гидроксида бериллия с избытком раствора щелочи образуется комплексная соль:

Be(OH) ₂ + 2NaOH → Na ₂ [Be(OH) ₄ ]