Щелочные металлы
Некоторые свойства гидроксидов щелочных металлов сопоставлены ниже:
|
LiOH |
NaOH |
KOH |
RbOH |
CsOH | |
|
Теплота образования из Э2О кДж/моль |
46,4 |
75,7 |
102 |
105,8 |
104,9 |
|
Плотность, г/см3 |
1,4 |
2,1 |
2,1 |
3,2 |
3,7 |
|
Энергия кристаллической решетки, кДж/моль |
857 |
736 |
640 |
614 |
568 |
|
Т плавления, °С |
473 |
321 |
405 |
382 |
346 |
|
Растворимость, моль/л Н2О при 15 °С |
5,1 |
15,9 |
19,2 |
17,9 |
25,8 |
|
при 20 °С |
5,2 |
29,8 |
22,5 |
16,9 |
20,2 |
|
Теплота растворения, кДж/моль |
21,3 |
43,0 |
55,2 |
61,9 |
71,1 |
Расплавленные гидроксиды щелочных металлов имеют в основном ионную структуру. Так как они сильно разъедают стеклянную, фарфоровую и (при доступе воздуха) платиновую посуду, для их плавления пользуются сосудами из серебра, никеля или железа. Содержащая 50 мол. % каждого компонента система NаОН + КОН плавится при 170 °С.
Взаимодействие расплавленного гидроксида натрия со способными окисляться металлами идет в основном по схеме (для двухвалентного М)
2 NаОН + М = MO + Nа2О + Н2
причем практически нерастворимый в расплавленных щелочах водород уходит из сферы реакции. По такому типу реагируют, например, Тl, Та, Сr, Мn. В качестве вторичных реакций иногда могут фигурировать различные другие процессы, например
Nа2О + MO = Nа2MО2 (у Ве)
или Nа2О + М = МО + 2 Nа (при избытке M)
С металлическим натрием расплав NаОН реагирует по схеме:
2 Nа + NаОН Û NaH + Na2O
Нагревание гидроксида лития выше точки плавления ведет к термическому разложению по схеме
2 LiOН = Li2O + Н2О
которое становится заметным примерно важных для техники веществ — едкой щелочи и свободного хлора. В качестве побочного продукта получается также водород.
Важнейшим условием правильной работы электролитической установки является отсутствие взаимодействия между образующимися продуктами (щелочью и хлором), что может быть достигнуто возможно полным исключением перемешивания анодной и катодной жидкостей. При особенно часто применяемом диафрагменном методе (рис. Ч11-4) анодное и катодное пространства отделяются друг от друга диафрагмой из хорошо проницаемого для жидкостей асбестового картона. Анод изготовляется из графита, катод — из железа. В процессе злектролиза раствор щелочного хлорида непрерывно подается в анодное пространство, а из катодного непрерывно вытекает раствор смеси щелочного хлорида и щелочи. При его упаринании хлорид выкристаллизовывается (растворимость NаСl в 50 %-ном растворе NаOH равна лишь 0,9%). Полученный раствор NаОН выпаривают в железных чанах, после чего сухой остаток переплавляют.