Chemia 3BT, 3FT, 3MTP

17.06.2020r.

Temat :Pierwiastki chemiczne należące do berylowców oraz ich związki chemiczne. (2h)

Celem lekcji jest zapoznanie z właściwościami pierwiastków należących do berylowców oraz ich związków chemicznych

Zagadnienia

• nazwy i symbole pierwiastków chemicznych należących do berylowców
• konfigurację elektronową powłoki walencyjnej berylowców
• właściwości fizyczne, chemiczne, sposoby otrzymywania i występowanie berylowców
• zastosowania berylowców
• w jaki sposób berylowce reagują z tlenem, niemetalami, wodą i kwasami
• równania reakcji berylowców z tlenem, niemetalami, wodą i kwasami
• równanie reakcji berylu ze stężonym roztworem wodorotlenku sodu

Zapoznaj się z materiałem, korzystając z linku:

https://www.youtube.com/watch?v=iFyc0ZAeU7M

Zapoznaj się z doświadczeniem chemicznym:

https://www.youtube.com/watch?v=H3TSkiscGkk

Zapisz notatkę w zeszycie

Właściwości fizyczne i chemiczne

• Beryl – twardy, kruchy metal, w powietrzu pokrywa się warstwą tlenku; związki berylu są silnie trujące, pozostałe berylowce – miękkie, lekkie metale o srebrzystym połysku
• kationy metali II grupy głównej barwią promień palnika:

Ca(+II) barwi płomień na ceglastoczerwony,

Sr (+II) barwi płomień na karminowoczerwony,

Ba(+II) barwi płomień na żółtozielony

Ra(+II) barwi płomień na karminowy

• spalają się w azocie tworząc azotki typu Me₃N₂ (azotek berylu jest dość lotny):

3Me + N₂ → Me₃N₂              (Me=Be, Mg, Ca, Sr, Ba)

• ulegają spaleniu w tlenie z utworzeniem tlenków MeO:

2Me + O₂ → 2MeO

• Mg reaguje z gorącą wodą a cięższe metale z zimną:

Me + 2H₂O → Me(OH)₂ + H₂          (Me = Mg, Ca, Sr, Ba)

• w reakcji azotków berylowców z wodą powstają wodorotlenki (lub tlenki!) i amoniak:

Me₃N₂ + 6H₂O → 3Me(OH)₂ + 2NH₃          (Me=Be, Mg, Ca, Sr, Ba)

• produktami reakcji tlenków berylowców z wodą są wodorotlenki:

MeO + H₂O → Me(OH)₂      (Me=Mg, Ca, Sr, Ba)

• BeO jest amfoteryczny a zasadowość dalszych tlenków rośnie ze wzrostem liczby atomowej berylowca
• Be i Mg w podwyższonej temperaturze reagują z siarką tworząc siarczki:

Me + S → MeS          (Me=Be, Mg)

• siarczki Ca, Sr i Ba częściej otrzymuje się w reakcji na gorąco wodorotlenków z H₂S:

Me(OH)₂ + H₂S → MeS + 2H₂O                  (Me=Ca, Sr, Ba)

• wodorki Ca, Sr i Ba są jonowe (podobnie jak wszystkie wodorki litowców), natomiast wodorki Be i Mg są kowalencyjne i polimeryczne
• wodorki są silnymi reduktorami – reagują z wodą z wydzieleniem wodoru:

MeH₂ + 2H₂O → Me(OH)₂ + 2H₂                (Me=Be, Mg, Ca, Sr, Ba)

• Ze względu na mniej elektrododatni charakter berylowców niż litowców, ich sole tlenowe są mniej trwałe niż odpowiednie sole litowców. Między innymi znacznie mniej trwałe są odpowiednie azotany, wodorotlenki, węglany i siarczany, z których przez termiczny rozkład otrzymuje się tlenki:

MeCO₃ → MeO + CO₂                     (Me=Be, Mg, Ca, Sr, Ba)

Trwałość poszczególnych soli wzrasta z zasadowością berylowca:

Otrzymywanie

• Be i Ca otrzymuje się przez elektrolizę stopionych chlorków:

MeCl₂ → Me + Cl₂                (Me=Be, Ca)

• Mg, Sr i Ba otrzymuje się metodą aluminotermiczną (przez redukcję ich tlenków glinem metalicznym):

3MeO + 2Al → 3Me + Al.₂O₃                      (Me=Mg, Sr, Ba)

• Aluminotermia – proces metalurgiczny otrzymywania metali poprzez redukcję ich tlenków sproszkowanym lub zgranulowanym glinem. Substraty tworzą mieszankę termitową, która reaguje z wydzieleniem dużych ilości ciepła, na skutek czego jej temperatura dochodzi do 3000 K. Przykładowe reakcje:

3Fe₃O₄ + 8Al → 4Al₂O₃ + 9Fe + energia

Aluminotermię wykorzystuje się w hutnictwie do otrzymywania wielu metali, w tym chromu, wanadu, manganu, a także niektórych żelazostopów.

Najważniejsze związki

• BeO, tlenek berylu – (temp. top. 2585 ^oC) wchodzi w skład cermetów (cermetale – spieki metaloceramiczne) stosowanych do budowy silników odrzutowych, gdyż nie zmieniając swych właściwości mogą pracować w temperaturze do 2000 ^oC
• MgO, tlenek magnezu – stosowany do wyrobu cementów, lek na nadkwasotę, zmieszany ze stężonym r–rem MgCl₂ stanowi cement Sorela
• MgSO₄ , siarczan(VI) magnezu; MgCl₂ , chlorek magnezu; Mg(HCO₃ )₂ , wodorowęglan magnezu – sole obecne w wodach mineralnych, powodują twardość przemijającą oraz nieprzemijającą
• CaO, tlenek wapnia (wapno palone) – otrzymywany w procesie prażenia węglanu wapnia (kamienia wapiennego): CaCO₃ → CaO + CO₂
• CaO w reakcji z wodą (gaszenie wapna) przechodzi w wodorotlenek: CaO + H₂O → Ca(OH)₂
• Ca(OH)₂ , wodorotlenek wapnia (wapno gaszone) – składnik zapraw murarskich i cementów, służy do zmiękczania wody kotłowej, jako mleko wapienne (zawiesina w wodzie) stosowany jako biała farba
• CaCO₃ , węglan wapnia – krystaliczna substancja służy m.in. do wyrobu kredy do pisana i pasty do zębów, surowiec do otrzymywania wapna palonego
• Ca(HCO₃)₂ , wodorowęglan wapnia – nadaje wodom mineralnym dobry smak, powoduje przemijającą twardość wody
• CaC₂ , węglik wapnia (karbid) – reaguje z wodą dając etyn (acetylen): CaC₂ + H₂O → C₂H₂ + CaO, środek redukujący w hutnictwie metali ciężkich, służy do produkcji acetylenu dla potrzeb spawalnictwa, dawniej jako źródło światła w przenośnych lampach karbidówkach oraz w latarniach morskich
• CaF₂ , fluorek wapnia – surowiec do produkcji fluorowodoru: topnik w metalurgii (produkcja aluminium), dodatek do emalii
• CaSO₄ *2H₂O, siarczan(VI) wapnia – woda (1/2) stanowi gips stosowany w budownictwie
• BaSO₄ , siarczan(VI) baru – wypełniacz masy papierowej, kontrast do wypełniania żołądka i jelit w badaniach rentgenowskich; pozostałe związki baru są silnie trujące

Podsumowanie – rozwiąż test:

https://www.memorizer.pl/test/1844/chemia-nieorganiczna/0

Zadanie domowe:

Zapisz w zeszycie równanie reakcji berylu ze stężonym roztworem wodorotlenku sodu ( podręcznik  strona 322).

Rozwiąż zadania 1,2,3 z podręcznika , strona 323.

Pytania oraz informacje zwrotne, proszę kierować na podany adres e-mail lub poprzez dziennik elektroniczny, wpisując w tytule imię i nazwisko ucznia oraz klasę

Pozdrawiam

Justyna Filipiak