Уравнение реакции металла с натрием

Обновлено: 16.05.2024

Метан CH₄ – это предельный углеводород, содержащий один атом углерода в углеродной цепи. Бесцветный газ без вкуса и запаха, легче воды, нерастворим в воде и не смешивается с ней.

Гомологический ряд метана

Все алканы — вещества, схожие по физическим и химическим свойствам, и отличающиеся на одну или несколько групп –СН₂– друг от друга. Такие вещества называются гомологами, а ряд веществ, являющихся гомологами, называют гомологическим рядом.

Самый первый представитель гомологического ряда алканов – метан CH₄, или Н–СH₂–H.

Продолжить гомологический ряд можно, последовательно добавляя группу –СН₂– в углеводородную цепь алкана.

Название алкана	Формула алкана
Метан	CH₄
Этан	C₂H₆
Пропан	C₃H₈
Бутан	C₄H₁₀
Пентан	C₅H₁₂
Гексан	C₆H₁₄
Гептан	C₇H₁₆
Октан	C₈H₁₈
Нонан	C₉H₂₀
Декан	C₁₀H₂₂

Общая формула гомологического ряда алканов C_nH_2n+2.

Первые четыре члена гомологического ряда алканов – газы, C₅–C₁₇ – жидкости, начиная с C₁₈ – твердые вещества.

Строение метана

В молекуле метана встречаются связи C–H. Связь C–H ковалентная слабополярная. Это одинарная σ-связь. Атом углерода в метане образует четыре σ-связи. Следовательно, гибридизация атома углерода в молекуле метана– sp 3 :

При образовании связи С–H происходит перекрывание sp 3 -гибридной орбитали атома углерода и s-орбитали атома водорода:

Четыре sp 3 -гибридные орбитали атома углерода взаимно отталкиваются, и располагаются в пространстве так, чтобы угол между орбиталями был максимально возможным.

Поэтому четыре гибридные орбитали углерода в алканах направлены в пространстве под углом 109 о 28′ друг к другу:

Это соответствует тетраэдрическому строению молекулы.

Например, в молекуле метана CH₄ атомы водорода располагаются в пространстве в вершинах тетраэдра, центром которого является атом углерода

Изомерия метана

Для метана не характерно наличие изомеров – ни структурных (изомерия углеродного скелета, положения заместителей), ни пространственных.

Химические свойства метана

Метан – предельный углеводород, поэтому он не может вступать в реакции присоединения.

Для метана характерны реакции:

разложения,
замещения,
окисления.

Разрыв слабо-полярных связей С – Н протекает только по гомолитическому механизму с образованием свободных радикалов.

Поэтому для метана характерны только радикальные реакции.

Метан устойчив к действию сильных окислителей (KMnO₄, K₂Cr₂O₇ и др.), не реагирует с концентрированными кислотами, щелочами, бромной водой.

1. Реакции замещения

Для метана характерны реакции радикального замещение.

1.1. Галогенирование

Метан реагирует с хлором и бромом на свету или при нагревании.

При хлорировании метана сначала образуется хлорметан:

Хлорметан может взаимодействовать с хлором и дальше с образованием дихлорметана, трихлорметана и тетрахлорметана:

Химическая активность хлора выше, чем активность брома, поэтому хлорирование протекает быстро и неизбирательно.

Бромирование протекает более медленно.

Реакции замещения в алканах протекают по свободнорадикальному механизму.

Свободные радикалы R∙ – это атомы или группы связанных между собой атомов, которые содержат неспаренный электрон.

Первая стадия. Инициирование цепи.

Под действием кванта света или при нагревании молекула галогена разрывается на два радикала:

Свободные радикалы – очень активные частицы, которые стремятся образовать связь с каким-либо другим атомом.

Вторая стадия. Развитие цепи.

Радикал галогена взаимодействует с молекулой алкана и отрывает от него водород.

При этом образуется промежуточная частица – алкильный радикал, который в свою очередь взаимодействует с новой нераспавшейся молекулой хлора:

Третья стадия. Обрыв цепи.

При протекании цепного процесса рано или поздно радикалы сталкиваются с радикалами, образуя молекулы, радикальный процесс обрывается.

Могут столкнуться как одинаковые, так и разные радикалы, в том числе два метильных радикала:

1.2. Нитрование метана

Метан взаимодействует с разбавленной азотной кислотой по радикальному механизму, при нагревании до 140 о С и под давлением. Атом водорода в метане замещается на нитрогруппу NO₂.

2. Реакции разложения метана (д егидрирование, пиролиз)

При медленном и длительном нагревании до 1500 о С метан разлагается до простых веществ:

Если процесс нагревания метана проводить очень быстро (примерно 0,01 с), то происходит межмолекулярное дегидрирование и образуется ацетилен:

Пиролиз метана – промышленный способ получения ацетилена.

3. Окисление метана

Алканы – малополярные соединения, поэтому при обычных условиях они не окисляются даже сильными окислителями (перманганат калия, хромат или дихромат калия и др.).

3.1. Полное окисление – горение

Алканы горят с образованием углекислого газа и воды. Реакция горения алканов сопровождается выделением большого количества теплоты.

Уравнение сгорания алканов в общем виде:

При горении алканов в недостатке кислорода может образоваться угарный газ СО или сажа С.

Промышленное значение имеет реакция окисления метана кислородом до простого вещества – углерода:

Эта реакция используется для получения сажи.

3.2. Каталитическое окисление

При каталитическом окислении метана кислородом возможно образование различных продуктов в зависимости от условий проведения процесса и катализатора. Возможно образование метанола, муравьиного альдегида или муравьиной кислоты:

Важное значение в промышленности имеет паровая конверсия метана: окисление метана водяным паром при высокой температуре.

Продукт реакции – так называемый «синтез-газ».

Получение метана

1. Взаимодействие галогеналканов с металлическим натрием (реакция Вюрца)

Это один из лабораторных способов получения алканов. При этом происходит удвоение углеродного скелета. Реакция больше подходит для получения симметричных алканов. Получить таким образом метан нельзя.

2. Водный или кислотный гидролиз карбида алюминия

Этот способ получения используется в лаборатории для получения метана.

3. Декарбоксилирование солей карбоновых кислот (реакция Дюма)

Реакция Дюма — это взаимодействие солей карбоновых кислот с щелочами при сплавлении.

R–COONa + NaOH → R–H + Na₂CO₃

Декарбоксилирование — это отщепление (элиминирование) молекулы углекислого газа из карбоксильной группы (-COOH) или органической кислоты или карбоксилатной группы (-COOMe) соли органической кислоты.

При взаимодействии ацетата натрия с гидроксидом натрия при сплавлении образуется метан и карбонат натрия:

4. Синтез Фишера-Тропша

Из синтез-газа (смесь угарного газа и водорода) при определенных условиях (катализатор, температура и давление) можно получить различные углеводороды:

Это промышленный процесс получения алканов.

Синтезом Фишера-Тропша можно получить метан:

5. Получение метана в промышленности

В промышленности метан получают из нефти, каменного угля, природного и попутного газа . При переработке нефти используют ректификацию, крекинг и другие способы.

Реакции, взаимодействие натрия. Уравнения реакции натрия с веществами

Реакции, взаимодействие натрия. Уравнения реакции натрия с веществами.

Натрий реагирует, взаимодействует с неметаллами, металлами, полуметаллами, оксидами, кислотами, гидроксидами, солями, органическими соединениями и пр. веществами.

Реакции, взаимодействие натрия с неметаллами. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия натрия и кислорода:

Реакция взаимодействия натрия и кислорода происходит с образованием пероксида натрия. Реакция представляет собой сжигание натрия на воздухе. В ходе реакции также образуется примесь – оксид натрия Na₂O_.

2. Реакция взаимодействия натрия и селена:

2Na + Se → Na₂Se (t > 130 °C).

Реакция взаимодействия натрия и селена происходит с образованием селенида натрия.

3. Реакция взаимодействия натрия и углерода:

Реакция взаимодействия натрия и углерода происходит с образованием ацетиленида натрия.

4. Реакция взаимодействия натрия и кремния:

Реакция взаимодействия кремния и натрия происходит с образованием силицида натрия . Реакция протекает при сплавлении реакционной смеси.

5. Реакция взаимодействия натрия и красного фосфора:

3Na + P → Na₃P (t = 200 °C).

Реакция взаимодействия натрия и красного фосфора происходит с образованием фосфида тринатрия. Реакция протекает в атмосфере аргона.

6. Реакция взаимодействия натрия и хлора:

Реакция взаимодействия натрия и хлора происходит с образованием хлорида натрия. Реакция протекает при комнатной температуре.

7. Реакция взаимодействия натрия и водорода:

2Na + H₂ → 2NaH (t = 300 °C).

Реакция взаимодействия натрия и водорода происходит с образованием гидрида натрия.

8. Реакция взаимодействия натрия и брома:

2Na + Br₂ → 2NaBr (t = 150-250 °C).

Реакция взаимодействия натрия и брома происходит с образованием бромида натрия.

9. Реакция взаимодействия натрия и йода:

I₂ + 2Na → 2NaI (t = 100 °C).

Реакция взаимодействия йода и натрия происходит с образованием йодида натрия.

10. Реакция взаимодействия натрия и фтора:

Реакция взаимодействия фтора и натрия происходит с образованием фторида натрия. Реакция протекает при комнатной температуре.

11. Реакция взаимодействия натрия, кислорода и воды:

Реакция взаимодействия натрия, кислорода и воды происходит с образованием гидроксида натрия .

12. Реакция взаимодействия натрия, бора и водорода:

Реакция взаимодействия натрия, бора и водорода происходит с образованием тетрагидридобората (III) водорода . Реакция протекает при кипении в диоксане.

Аналогичным образом натрий вступает в реакции и с другими неметаллами: мышьяком, серой, азотом.

Реакции, взаимодействие натрия с металлами и полуметаллами. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия натрия и свинца:

Реакция взаимодействия натрия и свинца происходит с образованием металлида натрия/свинца. Реакция протекает в жидком аммиаке.

2. Реакция взаимодействия натрия и сурьмы:

Реакция взаимодействия натрия и сурьмы происходит с образованием металлида натрия/сурьмы. Реакция протекает в жидком аммиаке.

3. Реакция взаимодействия натрия и висмута:

Реакция взаимодействия натрия и висмута происходит с образованием металлида натрия/висмута. Реакция протекает в жидком аммиаке.

4. Реакция взаимодействия натрия и теллура:

2Na + Te → Na₂Te (t = 130°C).

Реакция взаимодействия натрия и теллура происходит с образованием теллурида натрия.

5. Реакция взаимодействия натрия, алюминия и водорода:

Na + Al + 2H₂ → Na[AlH₄] (t = 140 °C, p = 350 атм.).

Реакция взаимодействия натрия, алюминия и водорода происходит с образованием тетрагидридоалюмината (III) натрия . Реакцию проводят в тетрагидрофуранена на протяжении 3-х часов. Данная реакция представляет собой метод промышленного многотоннажного производства тетрагидридоалюмината (III) натрия.

6. Взаимодействие натрия и ртути:

Натрий с ртутью образует амальгаму натрия.

7. Взаимодействие натрия и калия:

При сплавлении натрия и калия образуется жидкий натрий-калиевый сплав – NaK.

Реакции, взаимодействие натрия с оксидами. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия натрия и оксида азота (IV):

Реакция взаимодействия оксида азота (IV) и натрия происходит с образованием оксида азота (II) и нитрата натрия. В ходе реакции используется жидкий оксид азота (IV).

2. Реакция взаимодействия натрия и оксида азота (V):

Реакция взаимодействия натрия и оксида азота (V) происходит с образованием нитрата натрия и оксида азота.

3. Реакция взаимодействия натрия и воды:

Реакция взаимодействия натрия и воды происходит с образованием гидроксида натрия и водорода. Реакция протекает бурно.

4. Реакция взаимодействия натрия и оксида фосфора (V):

Реакция взаимодействия оксида фосфора (V) и натрия происходит с образованием метафосфата натрия и фосфида натрия.

5. Реакция взаимодействия натрия, оксида бора и водорода:

Реакция взаимодействия натрия, оксида бора и водорода происходит с образованием тетрагидридобората (III) водорода и воды.

Реакции, взаимодействие натрия с гидроксидами. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия натрия и гидроксида калия:

KOH + Na → NaOH + K (t = 380-450 °C).

Реакция взаимодействия гидроксида калия и натрия происходит с образованием гидроксида натрия и калия.

2. Реакция взаимодействия натрия и гидроксида натрия:

2Na + 2NaOH → 2Na₂O + H₂ (t = 600 °C).

Реакция взаимодействия натрия и гидроксида натрия происходит с образованием оксида натрия и водорода.

Реакции, взаимодействие натрия с солями. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия натрия и хлорида калия:

KCl + Na → K + NaCl (t = 760-890 °C).

Реакция взаимодействия хлорида калия и натрия происходит с образованием калия и хлорида натрия. В ходе реакции газообразным натрием воздействуют на расплав хлорида калия.

2. Реакция взаимодействия хлорида циркония (IV) и натрия:

ZrCl₄ + 4Na → Zr + 4NaCl (t = 500 °C).

Реакция взаимодействия хлорида циркония (IV) и натрия происходит с образованием циркония и хлорида натрия. Реакция протекает в вакууме.

3. Реакция взаимодействия хлорида титана (IV) и натрия:

TiCl₄ + 4Na → Ti + 4NaCl (t°).

Реакция взаимодействия хлорида титана (IV) и натрия происходит с образованием титана и хлорида натрия.

4. Реакция взаимодействия натрия и додекакарбонилтрижелеза:

Реакция взаимодействия додекакарбонилтрижелеза и натрия происходит с образованием тетракарбонилферрата натрия. Реакция протекает в жидком аммиаке.

5. Реакция взаимодействия натрия и фторида кремния (IV):

SiF₄ + 4Na → Si + 4NaF (t = 500°C).

Реакция взаимодействия фторида кремния (IV) и натрия происходит с образованием кремния и фторида натрия.

Реакции, взаимодействие натрия с кислотами. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия натрия и ортофосфорной кислоты:

6Na + 2H₃PO₄ → 2Na₃PO₄ + 3H₂

Реакция взаимодействия натрия и ортофосфорной кислоты происходит с образованием ортофосфата натрия и водорода .

2. Реакция взаимодействия натрия и азотной кислоты:

Реакция взаимодействия натрия и азотной кислоты происходит с образованием нитрата натрия, оксида азота (II), оксида азота (I) и воды . В ходе реакции используется 20%-й раствор азотной кислоты.

Аналогичные реакции протекают и с другими минеральными кислотами.

Реакции, взаимодействие натрия с водородосодержащими соединениями. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия натрия и сероводорода:

Реакция взаимодействия натрия и сероводорода происходит с образованием гидросульфида натрия и водорода. Реакция протекает в бензоле.

Аналогичные реакции протекают и с другими водородосодержащими соединениями: хлороводородом, селеноводородом.

Реакции, взаимодействие натрия с органическими соединениями. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия натрия и этанола:

Реакция взаимодействия натрия и этанола происходит с образованием этанолята натрия и водорода. Реакция протекает при комнатной температуре.

2. Реакция взаимодействия натрия с другими органическими соединениями:

Натрий реагирует также со спиртами, фенолами, карбоновыми кислотами с образованием солей.

Мировая экономика

Справочники

Востребованные технологии

Концепция инновационного развития общественного производства – осуществления Второй индустриализации России на период 2017-2022 гг. (107 241)
Экономика Второй индустриализации России (103 688)
Этилен (этен), получение, свойства, химические реакции (30 344)
Программа искусственного интеллекта ЭЛИС (30 335)
Метан, получение, свойства, химические реакции (27 149)
Крахмал, свойства, получение и применение (26 882)
Природный газ, свойства, химический состав, добыча и применение (25 805)
Целлюлоза, свойства, получение и применение (25 509)
Пропилен (пропен), получение, свойства, химические реакции (24 243)
Прямоугольный треугольник, свойства, признаки и формулы (24 182)

Поиск технологий

О чём данный сайт?

Настоящий сайт посвящен авторским научным разработкам в области экономики и научной идее осуществления Второй индустриализации России.

Он включает в себя:
– экономику Второй индустриализации России,
– теорию, методологию и инструментарий инновационного развития – осуществления Второй индустриализации России,
– организационный механизм осуществления Второй индустриализации России,
– справочник прорывных технологий.

Мы не продаем товары, технологии и пр. производителей и изобретателей! Необходимо обращаться к ним напрямую!

Мы проводим переговоры с производителями и изобретателями отечественных прорывных технологий и даем рекомендации по их использованию.

О Второй индустриализации

Осуществление Второй индустриализации России базируется на качественно новой научной основе (теории, методологии и инструментарии), разработанной авторами сайта.

Конечным результатом Второй индустриализации России является повышение благосостояния каждого члена общества: рядового человека, предприятия и государства.

Вторая индустриализация России есть совокупность научно-технических и иных инновационных идей, проектов и разработок, имеющих возможность быть широко реализованными в практике хозяйственной деятельности в короткие сроки (3-5 лет), которые обеспечат качественно новое прогрессивное развитие общества в предстоящие 50-75 лет.

Та из стран, которая первой осуществит этот комплексный прорыв – Россия, станет лидером в мировом сообществе и останется недосягаемой для других стран на века.

Щелочные металлы. Химия щелочных металлов и их соединений

Щелочные металлы расположены в главной подгруппе первой группы периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева (или просто в 1 группе в длиннопериодной форме ПСХЭ). Это литий Li, натрий Na, калий K, цезий Cs, рубидий Rb и франций Fr.

Электронное строение щелочных металлов и основные свойства

Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня щелочных металлов: ns 1 , на внешнем энергетическом уровне находится 1 s-электрон. Следовательно, типичная степень окисления щелочных металлов в соединениях +1.

Рассмотрим некоторые закономерности изменения свойств щелочных металлов.

В ряду Li-Na-K-Rb-Cs-Fr, в соответствии с Периодическим законом, увеличивается атомный радиус , усиливаются металлические свойства , ослабевают неметаллические свойства , уменьшается электроотрица-тельность .

Физические свойства

Все щелочные металлы — вещества мягкие, серебристого цвета. Свежесрезанная поверхность их обладает характерным блеском.

Кристаллическая решетка щелочных металлов в твёрдом состоянии — металлическая. Следовательно, щелочные металлы обладают высокой тепло- и электропроводимостью. Кипят и плавятся при низких температурах. Они имеют также небольшую плотность.

Нахождение в природе

Как правило, щелочные металлы в природе присутствуют в виде минеральных солей: хлоридов, бромидов, йодидов, карбонатов, нитратов и др. Основные минералы , в которых присутствуют щелочные металлы:

Поваренная соль, каменная соль, галит — NaCl — хлорид натрия

Сильвин KCl — хлорид калия

Сильвинит NaCl · KCl

Глауберова соль Na₂SO_4⋅10Н₂О – декагидрат сульфата натрия

Едкое кали KOH — гидроксид калия

Поташ K₂CO₃ – карбонат калия

Поллуцит — алюмосиликат сложного состава с высоким содержанием цезия:

Способы получения

Литий получают в промышленности электролизом расплава хлорида лития в смеси с KCl или BaCl₂ (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси):

2LiCl = 2Li + Cl₂

Натрий получают электролизом расплава хлорида натрия с добавками хлорида кальция:

2NaCl _{(расплав)} → 2Na + Cl₂

Электролитом обычно служит смесь NaCl с NaF и КСl (что позволяет проводить процесс при 610–650°С).

Калий получают также электролизом расплавов солей или расплава гидроксида калия. Также распространены методы термохимического восстановления: восстановление калия из расплавов хлоридов или гидроксидов. В качестве восстановителей используют пары натрия, карбид кальция, алюминий, кремний:

KCl + Na = K↑ + NaCl

KOH + Na = K↑ + NaOH

Цезий можно получить нагреванием смеси хлорида цезия и специально подготовленного кальция:

Са + 2CsCl → 2Cs + CaCl₂

В промышленности используют преимущественно физико-химические методы выделения чистого цезия: многократную ректификацию в вакууме.

Качественные реакции

Качественная реакция на щелочные металлы — окрашивание пламени солями щелочных металлов .

Цвет пламени:
Li — карминно-красный
Na — жѐлтый
K — фиолетовый
Rb — буро-красный
Cs — фиолетово-красный

Химические свойства

1. Щелочные металлы — сильные восстановители . Поэтому они реагируют почти со всеми неметаллами .

1.1. Щелочные металлы легко реагируют с галогенами с образованием галогенидов:

2K + I₂ = 2KI

1.2. Щелочные металлы реагируют с серой с образованием сульфидов:

2Na + S = Na₂S

1.3. Щелочные металлы активно реагируют с фосфором и водородом (очень активно). При этом образуются бинарные соединения — фосфиды и гидриды:

3K + P = K₃P

2Na + H₂ = 2NaH

1.4. С азотом литий реагирует при комнатной температуре с образованием нитрида:

Остальные щелочные металлы реагируют с азотом при нагревании.

1.5. Щелочные металлы реагируют с углеродом с образованием карбидов, преимущественно ацетиленидов:

1.6. При взаимодействии с кислородом каждый щелочной металл проявляет свою индивидуальность: при горении на воздухе литий образует оксид, натрий – преимущественно пероксид, калий и остальные металлы – надпероксид.

Цезий самовозгорается на воздухе, поэтому его хранят в запаянных ампулах. Видеоопыт самовозгорания цезия на воздухе можно посмотреть здесь.

2. Щелочные металлы активно взаимодействуют со сложными веществами:

2.1. Щелочные металлы бурно (со взрывом) реагируют с водой . Взаимодействие щелочных металлов с водой приводит к образованию щелочи и водорода. Литий реагирует бурно, но без взрыва.

Например , калий реагирует с водой очень бурно:

2K 0 + H₂ + O = 2 K + OH + H₂ 0

Видеоопыт: взаимодействие щелочных металлов с водой можно посмотреть здесь.

2.2. Щелочные металлы взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой) со взрывом. При этом образуются соль и водород.

Например , натрий бурно реагирует с соляной кислотой :

2Na + 2HCl = 2NaCl + H₂↑

2.3. При взаимодействии щелочных металлов с концентрированной серной кислотой выделяется сероводород.

Например , при взаимодействии натрия с концентрированной серной кислотой образуется сульфат натрия, сероводород и вода:

2.4. Щелочные металлы реагируют с азотной кислотой. При взаимодействии с концентрированной азотной кислотой образуется оксид азота (I):

С разбавленной азотной кислотой образуется молекулярный азот:

При взаимодействии щелочных металлов с очень разбавленной азотной кислотой образуется нитрат аммония:

2.5. Щелочные металлы могут реагировать даже с веществами, которые проявляют очень слабые кислотные свойства . Например, с аммиаком, ацетиленом (и прочими терминальными алкинами), спиртами , фенолом и органическими кислотами .

Например , при взаимодействии лития с аммиаком образуются амиды и водород:

Ацетилен с натрием образует ацетиленид натрия и также водород:

Н ─ C ≡ С ─ Н + 2Na → Na ─ C≡C ─ Na + H₂

Фенол с натрием реагирует с образованием фенолята натрия и водорода:

Метанол с натрием образуют метилат натрия и водород:

Уксусная кислота с литием образует ацетат лития и водород:

2СH₃COOH + 2Li → 2CH₃COOLi + H₂↑

Щелочные металлы реагируют с галогеналканами (реакция Вюрца).

Например , хлорметан с натрием образует этан и хлорид натрия:

2.6. В расплаве щелочные металлы могут взаимодействовать с некоторыми солями . Обратите внимание! В растворе щелочные металлы будут взаимодействовать с водой, а не с солями других металлов.

Например , натрий взаимодействует в расплаве с хлоридом алюминия :

3Na + AlCl₃ → 3NaCl + Al

Оксиды щелочных металлов

Оксиды щелочных металлов (кроме лития) можно получить только к освенными методами : взаимодействием натрия с окислителями в расплаве:

1. О ксид натрия можно получить взаимодействием натрия с нитратом натрия в расплаве:

2. Взаимодействием натрия с пероксидом натрия :

3. Взаимодействием натрия с расплавом щелочи :

2Na + 2NaOН → 2Na₂O + Н₂↑

4. Оксид лития можно получить разложением гидроксида лития :

2LiOН → Li₂O + Н₂O

Химические свойства

Оксиды щелочных металлов — типичные основные оксиды . Вступают в реакции с кислотными и амфотерными оксидами, кислотами, водой.

1. Оксиды щелочных металлов взаимодействуют с кислотными и амфотерными оксидами :

Например , оксид натрия взаимодействует с оксидом фосфора (V):

Оксид натрия взаимодействует с амфотерным оксидом алюминия:

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

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

K₂O + 2HCl → 2KCl + H₂O

3. Оксиды щелочных металлов активно взаимодействуют с водой с образованием щелочей.

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

Li₂O + H₂O → 2LiOH

4. Оксиды щелочных металлов окисляются кислородом (кроме оксида лития): оксид натрия — до пероксида, оксиды калия, рубидия и цезия – до надпероксида.

Пероксиды щелочных металлов

Свойства пероксидов очень похожи на свойства оксидов. Однако пероксиды щелочных металлов, в отличие от оксидов, содержат атомы кислорода со степенью окисления -1. Поэтому они могут могут проявлять как окислительные , так и восстановительные свойства.

1. Пероксиды щелочных металлов взаимодействуют с водой . При этом на холоде протекает обменная реакция, образуются щелочь и пероксид водорода:

При нагревании пероксиды диспропорционируют в воде, образуются щелочь и кислород:

2. Пероксиды диспропорционируют при взаимодействии с кислотными оксидами .

Например , пероксид натрия реагирует с углекислым газом с образованием карбоната натрия и кислорода:

3. При взаимодействии с минеральными кислотами на холоде пероксиды вступают в обменную реакцию. При этом образуются соль и перекись водорода:

При нагревании пероксиды, опять-таки, диспропорционируют:

4. Пероксиды щелочных металлов разлагаются при нагревании, с образованием оксида и кислорода:

5. При взаимодействии с восстановителями пероксиды проявляют окислительные свойства.

Например , пероксид натрия с угарным газом реагирует с образованием карбоната натрия:

Пероксид натрия с сернистым газом также вступает в ОВР с образованием сульфата натрия:

6. При взаимодействии с сильными окислителями пероксиды проявляют свойства восстановителей и окисляются, как правило, до молекулярного кислорода.

Например , при взаимодействии с подкисленным раствором перманганата калия пероксид натрия образует соль и молекулярный кислород:

Гидроксиды щелочных металлов (щелочи)

1. Щелочи получают электролизом растворов хлоридов щелочных метал-лов:

2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂ + Cl₂

2. При взаимодействии щелочных металлов, их оксидов, пероксидов, гидридов и некоторых других бинарных соединений с водой также образуются щелочи.

Например , натрий, оксид натрия, гидрид натрия и пероксид натрия при растворении в воде образуют щелочи:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

Na₂O + H₂O → 2NaOH

2NaH + 2H₂O → 2NaOH + H₂

3. Некоторые соли щелочных металлов (карбонаты, сульфаты и др.) при взаимодействии с гидроксидами кальция и бария также образуют щелочи.

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

1. Гидроксиды щелочных металлов реагируют со всеми кислотами (и сильными, и слабыми, и растворимыми, и нерастворимыми). При этом образуются средние или кислые соли, в зависимости от соотношения реагентов.

Например , гидроксид калия с фосфорной кислотой реагирует с образованием фосфатов, гидрофосфатов или дигидрофосфатов:

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

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

Необычно ведет себя оксид азота (IV) при взаимодействии с щелочами. Дело в том, что этому оксиду соответствуют две кислоты — азотная (HNO₃) и азотистая (HNO₂). «Своей» одной кислоты у него нет. Поэтому при взаимодействии оксида азота (IV) с щелочами образуются две соли- нитрит и нитрат:

А вот в присутствии окислителя, например, молекулярного кислорода, образуется только одна соль — нитрат, т.к. азот +4 только повышает степень окисления:

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

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

в растворе образуется комплексная соль — тетрагидроксоалюминат:

Еще пример : гидроксид натрия с гидроксидом алюминия в расплаве образут также комплексную соль:

4. Щелочи также взаимодействуют с кислыми солями. При этом образуются средние соли, или менее кислые соли.

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

5. Щелочи взаимодействуют с простыми веществами-неметаллами (кроме инертных газов, азота, кислорода, водорода и углерода).

При этом кремний окисляется щелочами до силиката и водорода:

Фтор окисляет щелочи. При этом выделяется молекулярный кислород:

Другие галогены, сера и фосфор — диспропорционируют в щелочах:

Сера взаимодействует с щелочами только при нагревании:

6. Щелочи взаимодействуют с амфотерными металлами , кроме железа и хрома . При этом в расплаве образуются соль и водород:

В растворе образуются комплексная соль и водород:

2NaOH + 2Al + 6Н₂О = 2Na[Al(OH)₄] + 3Н₂

7. Гидроксиды щелочных металлов вступают в обменные реакции с растворимыми солями .

С щелочами взаимодействуют соли тяжелых металлов.

Например , хлорид меди (II) реагирует с гидроксидом натрия с образованием хлорида натрия и осадка гидроксида меди (II):

2NaOH + CuCl₂ = Cu(OH)₂↓+ 2NaCl

Также с щелочами взаимодействуют соли аммония.

Например , при взаимодействии хлорида аммония и гидроксида натрия образуются хлорид натрия, аммиак и вода:

NH₄Cl + NaOH = NH₃ + H₂O + NaCl

8. Гидроксиды всех щелочных металлов плавятся без разложения , гидроксид лития разлагается при нагревании до температуры 600°С:

2LiOH → Li₂O + H₂O

9. Все гидроксиды щелочных металлов проявляют свойства сильных оснований . В воде практически нацело диссоциируют , образуя щелочную среду и меняя окраску индикаторов.

NaOH ↔ Na + + OH —

10. Гидроксиды щелочных металлов в расплаве подвергаются электролизу . При этом на катоде восстанавливаются сами металлы, а на аноде выделяется молекулярный кислород:

4NaOH → 4Na + O₂ + 2H₂O

Соли щелочных металлов

Нитраты и нитриты щелочных металлов

Нитраты щелочных металлов при нагревании разлагаются на нитриты и кислород. Исключение — нитрат лития. Он разлагается на оксид лития, оксид азота (IV) и кислород.

Например , нитрат натрия разлагается при нагревании на нитрит натрия и молекулярный кислород:

Нитраты щелочных металлов в реакциях могут выступать в качестве окислителей.

Нитриты щелочных металлов могут быть окислителями или восстановителями.

В щелочной среде нитраты и нитриты — очень мощные окислители.

Например , нитрат натрия с цинком в щелочной среде восстанавливается до аммиака:

Сильные окислители окисляют нитриты до нитратов.

Например , перманганат калия в кислой среде окисляет нитрит натрия до нитрата натрия:

Реакции, взаимодействие железа. Уравнения реакции железа с веществами

Реакции, взаимодействие железа. Уравнения реакции железа с веществами.

Железо реагирует, взаимодействует с неметаллами, оксидами, кислотами, основаниями, солями и пр. веществами.

Реакции, взаимодействие железа с неметаллами. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия железа и серы :

Fe + S → FeS (t = 600-950 °C),

Реакция взаимодействия железа и серы происходит с образованием в первом случае – сульфида железа (II), во втором – дисульфида железа (II).

2. Реакция взаимодействия железа и красного фосфора:

Fe + 3P → Fe₃P (t = 600-700 °C).

Реакция взаимодействия железа и красного фосфора происходит с образованием фосфида железа . Также образуются Fe₂P, FeP, FeP₂.

3. Реакция взаимодействия железа и селена :

Fe + Se → FeSe (t = 600-950 °C).

Реакция взаимодействия железа и селена происходит с образованием селенида железа.

4. Реакция взаимодействия железа и кремния :

2Si + Fe → FeSi₂ (t o ).

Реакция взаимодействия железа и кремния происходит с образованием силицида железа. Реакция протекает при сплавлении реакционной смеси.

5. Реакция взаимодействия железа, кремния и кислорода:

2Fe + 2Si + 3O₂ → 2FeSiO₃ (t = 1100-1300 °C).

Реакция взаимодействия железа, кремния и кислорода происходит в первом случае – с образованием ортосиликата железа, во втором – метасиликата железа.

6. Реакция взаимодействия железа и кислорода:

2Fe + O₂ → 2FeO (t o ),

Реакция взаимодействия железа и кислорода происходит в первом случае – с образованием оксида железа (II, III), во втором – оксида железа (II), в третьем – оксида железа (III). Первая и третья реакции представляют собой сгорание железа на воздухе . Вторая реакция происходит при продувании воздуха через расплавленный чугун.

7. Реакция взаимодействия железа и углерода :

Реакция взаимодействия железа и углерода происходит с образованием карбида железа.

8. Реакция взаимодействия железа и фтора :

Реакция взаимодействия железа и фтора происходит с образованием фторида железа.

9. Реакция взаимодействия железа и хлора:

Реакция взаимодействия железа и хлора происходит с образованием хлорида железа.

10. Реакция взаимодействия железа и брома:

Реакция взаимодействия железа и брома происходит с образованием бромида железа.

11. Реакция взаимодействия железа и йода :

Реакция взаимодействия железа и йода происходит с образованием йодида железа.

12. Реакция взаимодействия железа и бора:

Реакция взаимодействия железа и бора происходит с образованием борида железа.

Реакции, взаимодействие железа с оксидами. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия железа и воды:

Реакция взаимодействия железа и воды происходит с образованием оксида железа (II, III). Данная реакция представляет собой исторически первый способ получения водорода .

2. Реакция взаимодействия железа, воды и кислорода:

Реакция взаимодействия железа, воды и кислорода происходит с образованием гидроксида железа. Реакция протекает медленно и представляет собой коррозию железа.

3. Реакция взаимодействия железа, воды и пероксида калия:

Реакция взаимодействия железа, воды и пероксида калия происходит с образованием феррата железа и гидроксида калия . Реакция протекает медленно в концентрированном растворе гидроксида калия.

4. Реакция взаимодействия железа и оксида железа (II, III):

Реакция взаимодействия железа и оксида железа (II, III) происходит с образованием оксида железа (II).

5. Реакция взаимодействия железа и оксида железа (III):

Реакция взаимодействия железа и оксида железа (III) происходит с образованием оксида железа (II).

6. Реакция взаимодействия железа и оксида углерода (II):

Fe + 5CO → [Fe(CO)₅] (t = 150-200 °C, р = 1·10 7 -2·10 7 Па).

Реакция взаимодействия железа и оксида углерода (II) происходит с образованием пентакарбонилжелеза. В ходе реакции железо нагревается в струе СО.

7. Реакция взаимодействия железа и оксида серы:

Реакция взаимодействия железа и оксида серы происходит с образованием сульфита железа и тиосульфата железа. Реакция медленно протекает при комнатной температуре.

Реакции, взаимодействие железа с солями. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия железа и нитрата меди:

Реакция взаимодействия нитрата меди и железа происходит с образованием нитрата железа и меди.

2. Реакция взаимодействия железа и нитрата серебра:

Реакция взаимодействия нитрата серебра и железа происходит с образованием нитрата железа и серебра .

3. Реакция взаимодействия железа и сульфата меди:

Реакция взаимодействия сульфата меди и железа происходит с образованием сульфата железа и меди.

4. Реакция взаимодействия железа и хлорида меди:

Реакция взаимодействия хлорида меди и железа происходит с образованием меди и хлорида железа.

5. Реакция взаимодействия железа и хлорида железа (III):

Реакция взаимодействия хлорида железа (III) и железа происходит с образованием хлорида железа (II). Реакция протекает при кипении в тетрагидрофуране.

Реакции, взаимодействие железа с кислотами. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия железа и азотной кислоты:

Реакция взаимодействия железа и азотной кислоты происходит с образованием нитрата железа, оксида азота и воды. В ходе реакции используется концентрированная азотная кислота.

2. Реакция взаимодействия железа и ортофосфорной кислоты:

Реакция взаимодействия железа и ортофосфорной кислоты происходит с образованием гидроортофосфата железа, ортофосфата железа и водорода. В ходе реакции используется разбавленный раствор ортофосфорной кислоты.

Реакции, взаимодействие железа с основаниями. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия железа, гидроксида натрия и воды:

Реакция взаимодействия железа, гидроксида натрия и воды происходит с образованием тетрагидроксоферрата натрия и водорода. Реакция протекает при кипении раствора в атмосфере азота.

2. Реакция электролиза железа, водного раствора гидроксида калия:

Реакция взаимодействия железа и водного раствора гидроксида калия происходит с образованием феррата калия и водорода.

Реакции, взаимодействие железа с водородсодержащими соединениями. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия железа и бромоводорода:

Fe + 2HBr → FeBr₂ + H₂ (t = 800-900 °C).

Реакция взаимодействия железа и бромоводорода происходит с образованием бромида железа и водорода.

2. Реакция взаимодействия железа и фтороводорода:

Реакция взаимодействия железа и фтороводорода происходит с образованием фторида железа и водорода. В ходе реакции используется разбавленный раствор фтороводорода.

Концепция инновационного развития общественного производства – осуществления Второй индустриализации России на период 2017-2022 гг. (107 240)
Экономика Второй индустриализации России (103 688)
Этилен (этен), получение, свойства, химические реакции (30 344)
Программа искусственного интеллекта ЭЛИС (30 335)
Метан, получение, свойства, химические реакции (27 149)
Крахмал, свойства, получение и применение (26 881)
Природный газ, свойства, химический состав, добыча и применение (25 805)
Целлюлоза, свойства, получение и применение (25 508)
Пропилен (пропен), получение, свойства, химические реакции (24 243)
Прямоугольный треугольник, свойства, признаки и формулы (24 181)

Реакции, взаимодействие серы. Уравнения реакции серы с веществами

Реакции, взаимодействие серы. Уравнения реакции серы с веществами.

Сера реагирует, взаимодействует с неметаллами, металлами, полуметаллами, оксидами, кислотами, солями и пр. веществами.

Реакции, взаимодействие серы с неметаллами. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия серы и водорода:

Реакция взаимодействия водорода и серы происходит с образованием сероводорода.

2. Реакция взаимодействия серы и кислорода:

Реакция взаимодействия серы и кислорода происходит с образованием оксида серы (IV). Образуется также примесь оксид серы (VI) SO₃. Данная реакция представляет собой сгорание серы на воздухе.

3. Реакция взаимодействия серы и фтора:

Реакция взаимодействия серы и фтора происходит с образованием фторида серы (VI). Реакция протекает при комнатной температуре.

4. Реакция взаимодействия серы и красного фосфора:

Реакция взаимодействия красного фосфора и серы происходит с образованием нонасульфида тетрафосфора. Реакция протекает при избыточном давлении. Образуется также примесь P₄S₇.

Реакции, взаимодействие серы с металлами и полуметаллами. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия серы и кальция:

Ca + S → CaS (t = 150 °C).

Реакция взаимодействия кальция и серы происходит с образованием сульфида кальция.

2. Реакция взаимодействия серы и кобальта:

Co + S → CoS (t ≈ 650 °C).

Реакция взаимодействия кобальта и серы происходит с образованием сульфида кобальта. В результате реакции также образуются CoS₂, Co₃S₄, Co₉S₈.

3. Реакция взаимодействия серы и калия:

2K + S → K₂S (t = 100-200 °C).

Реакция взаимодействия калия и серы происходит с образованием сульфида калия.

4. Реакция взаимодействия серы и лития:

2Li + S → Li₂S (t > 130 °C).

Реакция взаимодействия лития и серы происходит с образованием сульфида лития.

5. Реакция взаимодействия серы и натрия:

2Na + S → Na₂S (t > 130 °C).

Реакция взаимодействия натрия и серы происходит с образованием сульфида натрия.

6. Реакция взаимодействия серы и рубидия:

2Rb + S → Rb₂S (t = 100-130 °C).

Реакция взаимодействия рубидия и серы происходит с образованием сульфида рубидия.

7. Реакция взаимодействия серы и серебра:

2Ag + S → Ag₂S (t > 200°C).

Реакция взаимодействия серебра и серы происходит с образованием сульфида серебра .

8. Реакция взаимодействия серы и меди:

2Cu + S → Cu₂S (t = 300-400 °C).

Реакция взаимодействия меди и серы происходит с образованием сульфида меди .

9. Реакция взаимодействия серы и железа:

Fe + S → FeS (t = 600-950°C).

Реакция взаимодействия железа и серы происходит с образованием сульфида железа.

10. Реакция взаимодействия серы и цинка:

Zn + S → ZnS (t = 130 °C).

Реакция взаимодействия цинка и серы происходит с образованием сульфида цинка .

11. Реакция взаимодействия серы и таллия:

2Tl + S → Tl₂S (t = 320 °C).

Реакция взаимодействия таллия и серы происходит с образованием сульфида таллия. Реакция протекает в атмосфере водорода.

Реакции, взаимодействие серы с оксидами. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия серы и оксида углерода (II):

CO + S → COS (t ≈ 350 °C).

Реакция взаимодействия оксида углерода (II) и серы происходит с образованием оксосульфида углерода . Катализатором может выступать углерод .

Реакции, взаимодействие серы с солями. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия серы и сульфита натрия:

Реакция взаимодействия сульфита натрия и серы происходит с образованием тиосульфата натрия. Реакция происходит в кипящем водном растворе.

2. Реакция взаимодействия серы и сульфида калия:

Реакция взаимодействия сульфида калия и серы происходит с образованием дисульфида калия.

3. Реакция взаимодействия серы и трисульфида гадолиния:

Реакция взаимодействия трисульфида гадолиния с серой происходит с образованием сульфида гадолиния.

4. Реакция взаимодействия серы и сульфида таллия (I):

Реакция взаимодействия сульфида таллия (I) и серы происходит с образованием трисульфида таллия (I).

5. Реакция взаимодействия серы и сульфида бора (III):

Реакция взаимодействия сульфида бора (III) с серой происходит c образованием сульфида бора (V).

6. Реакция взаимодействия серы и трисульфида диванадия:

Реакция взаимодействия трисульфида диванадия с парами серы происходит с образованием сульфида ванадия.

Реакции, взаимодействие серы с кислотами. Уравнения реакции:

С концентрированными кислотами-окислителями сера реагирует только при длительном нагревании.

Реакции, взаимодействие серы с водородсодержащими соединениями. Уравнения реакции:

1. Реакция взаимодействия серы и гидрида рубидия:

2RbH + S → Rb₂S + H₂S (t = 300-350 °C).

Реакция взаимодействия гидрида рубидия и серы происходит с образованием сульфида рубидия и сероводорода.

2. Реакция взаимодействия серы и йодоводорода:

Реакция взаимодействия йодоводорода и серы происходит с образованием йода и сероводорода.

3. Реакция взаимодействия серы и селеноводорода:

Реакция взаимодействия селеноводорода и серы происходит с образованием селена и сероводорода. В ходе реакции используется насыщенный раствор селеноводорода. Реакция медленно протекает при комнатной температуре.

4. Реакция взаимодействия серы и гидрида натрия:

2NaH + 2S → Na₂S + H₂S (t = 350-400 °C).

Реакция взаимодействия гидрида натрия и серы происходит с образованием сульфида натрия и сероводорода.

5. Реакция взаимодействия серы и гидрида лития:

2LiH + 2S → Li₂S + H₂S (t = 300-350 °C).

Реакция взаимодействия гидрида лития и серы происходит с образованием сульфида лития и сероводорода.

6. Реакция взаимодействия серы и гидрида калия:

Реакция взаимодействия гидрида калия и серы происходит с образованием сульфида калия и сероводорода.

Реакции, связанные с изменением молекулярного состава серы:

1. Реакция изменения молекулярного состава серы:

Реакция происходит при нагревании.

Читайте также: