Щелочные металлы
При повышении температуры растворимость нитратов сильно увеличивается. Изломы на кривой для азотнокислого лития обусловлены различной растворимостью его отдельных гидратных форм. Так как азотнокислые соли других щелочных металлов кристаллогидратов не образуют, кривые их растворимости подобных изломов не имеют.
Для ннтратов К, Rb и Сs, помимо безводных солей, известны кристаллические продукты присоединения азотной кислоты общих формул ЭNО3·НNО3 и ЭNО3·2НNО3, вылеляющиеся из растворов соответствчющик нитратов, содержащих большой избыток свободной НNO3. Примерами могут служить СsNО2·НNО3 (т. пл. 104 °С с разл.) и СsNО3·2НNО3 (т. пл. 39 °С с разл.). Эвтектика системы НNО3-СsNО3 лежит при 13 мол. % соли и -62 °С.
Большая часть потребляемого NаNО3 получается в качестве продукта азотнокислотного производства (за счет поглощения щелочами оксидов азота из отходяших газов). Азотнокислый калий обычно получают обменным разложением КСl и NаNО3.
Н и т р и т ы щелочных металлов (ЭNО3) представляют собой бесцветные (или слегка желтоватые) кристаллические вещестна, очень легко растворимые в воде (LiNО3 — и в спирте). Их точки плавления (°С) равны: 220 (Li), 283 (Nа), 438 (K), 422 (Rb), 398 (Сs). Наиболее важны NаNО3 и КNО3. Используются они главным образом при органических синтезах.
Интересной реакцией образования нитритов щелочных (и щелочноземельных) металлов является взаимодействие их твердых гидроксидов с монооксидом азота по схеме:
2 ЭОН + 4 NО = 2 ЭNО2 + N2О + Н2О
Процесс медленно идет в обычных условиях, причем скорость его по ряду Li-Сs резко возрастает. При нагревании взаимодействие идет гораздо быстрее, но главным образом по другой схеме, а именно:
4 ЭOH + 6 NО = 4 ЭNО2 + N2 + 2 Н2О
Термический распад нитрита натрия протекает около 900 °С по суммарному уравнению:
4 NаNО2 = 2 Nа2О + 2 N2 + 3 O2
Под вакуумом при 350-500 °С нитриты натрия и калия могут быть отогнаны из их расплавов без существенного разложения.
Из п е р х л о р а т о в щелочных металлов хорошо растворимы в воле и некоторых органических растворителях только соли Li и Nа (г/100 г растворителя при 25 °С):
Н2О СН3ОН С2Н5ОН СН3СОСН3 СН3СООСН3 (С2Н5)2О
LiClO4 27,2 64,6 60,3 57,7 46,8 53,2
NаСlО4 67,7 33,9 12,8 34,1 8,8 0
КСlO4 1,3 0,1 0,01 0,15 0,001 0
В безводной хлорной кислоте при 0 °С их растворимость изменяется следующим образом (г/100 г): 0,106 (Li), 0,628 (Nа), 4,26 (К), 22,6 (Rb), 68,4 (Сs).
Термическая устойчивость перхлоратов растет по ряду Li-Cs, причем плавление сопровождается разложением. Исключением является LiСlO4, который плавится при 247 °С, а начинает разлагаться лишь при 500 °С. Соль эта (как и LiNО3), благодаря высокому весовому содержанию активного кислорода, представляет интерес для реактивиой техники. Образуемая обеими солями эвтектика (с 46,5 мол. % LiNО3) плавится при 172 °С.
П е р м а и г а н а т ы шелочных металлов по растворимости похожи на перхлораты. Их термическая устойчивость несколько ниже и для температур разложения даются значения (°С): 190 (Li), 170 (Nа), 240 (К), 259 (Rb), 320 (Сs).
Ввиду двухосновности у г о л ь н а я кислота образует со щелочными металлами соли двух типов — кислые (ЭНСО3) и средние (Э2СО3). Кислые карбонаты (бикарбонаты) характерны для всех щелочных металлов кроме Li. Из растворов они выделяются без кристаллизацианной воды в виде мелкокристаллических порошков. При обычной температуре бикарбонаты устойчивы, но при нагревании довольно легко переходят в соответствующие средние соли угольной кислоты:
2 ЭНСO3 = Э2СО3 + СО2 + Н2О
По ряду Nа-Cs термическая устойчивость бикарбонатов заметно возрастает. За исключением NаНСО3 рассматриваемые бикарбонаты хорошо растворимы. Вследствие гидролиза растворы их показывают очень слабощелочную реакцию. При нагревании этих растворов из них чястично выделяется СО2 (в соответствии с приведенным выше уравнением распада), и реакция становится сильношелочной. В соприкосновении с воздухом такое выделение СО2 растворами бикарбонатов очень медленно происходит и при обычной температуре. Практическое применение находит главным образом NаНСО3 (“питьевая сода”), используемая в медицине, кондитерской промышленности и т. д.
Смотрите также
Заключение
В проекте произведена реконструкция цеха первичной
переработки нефти и получения битума на ОАО «Сургутнефтегаз». Спроектирована
печь, которая обеспечит технологический процесс необходимым количество ...
Синтез пиррольных интермедиатов для высокосопряженных порфиринов
...