Металлы и вода, взаимодействие — Справочник химика 21

    Металлы, гидроксиды которых растворимы в воде, взаимодействуют с водой. При этом образуется гидроксид металла и водород. [c.148]

    Примеси в СОз сернистого газа й сероводорода увеличивают скорость окисления никеля. Имеются сведении об охрупчивании меди при температуре выше 600 С. Прн высоких температурах молибден, ниобий и некоторые другие металлы энергично взаимодействуют с углекислым газом. Скорость коррозии углеродистых сталей в воде, насыщенной СОа. резко увеличивается. [c.847]

    Наука о коррозии и защите металлов изучает взаимодействие металлов с коррозионной средой, устанавливает механизм этого взаимодействия и его общие закономерности. Своей конечной практической целью учение имеет защиту металлов от коррозионного разрушения при их обработке и эксплуатации металлических конструкций в атмосфере, речной и морской воде, водных растворах кислот, солей и щелочей, грунте, продуктах горения топлива и т. д.  [c.10]

    Символ Са серебристо-белый, мягкий металл энергично взаимодействует с кислородом, окисляясь на воздухе реагирует с водой энергичнее, чем магний, но медленнее, чем щелочные металлы [c.148]

    Оксиды щелочных металлов энергично взаимодействуют с водой, образуя гидроксиды  [c.302]

    Вода при соприкосновении с ювенильной поверхностью титана вытягивает из него ионы Т1 + стандартный электродный потенциал для этого процесса равен — 1,630 В. Судя по этому электродному потенциалу, титан является электрохимически довольно активным металлом. Однако поверхность титана обыч ю покрыта оксидной пленкой, поэтому практически при обычной температуре вода на титан не действует. Кипящая вода взаимодействует с порошкообразным титаном с выделением водорода  

[c.263]

    Если в чистую воду погрузить пластинку какого-либо металла,, то согласно гидратной теории Д. И, Менделеева ионы металла будут взаимодействовать с полярными молекулами воды. Иными словами, поверхностно расположенные катионы этого металла будут гидратироваться молекулами воды и переходить в окружающий раствор, заряжая его положительно, т. е. металл будет как бы растворяться (рис. 54). [c.223]

    Взаимодействие с растворами щелочей. Щелочами металлы окисляться не могут, так как щелочные металлы являются одними из наиболее сильных восстановителей. Поэтому их ионы — одни из наиболее слабых окислите.пей и в водных растворах практических свойств окислителя не проявляют. Однако в присутствии щелочей окисляющее действие воды может проявиться в большей мере, чем в их отсутствие. При окислении металлов водой образуются гидроксиды и водород. Если оксид и гидроксид относятся к амфотерным соединениям, то они будут растворяться в щелочном растворе. В результате пассивные в чистой воде металлы могут энергично взаимодействовать с растворами щелочей  

[c.333]

    Какие металлы при взаимодействии с водой образуют  [c.154]

    Многие коррозионные процессы относятся к электрохимическим процессам, складывающимся из двух независимых электродных реакций анодного растворения металла и взаимодействия освобождающихся электронов с ионами водорода, молекулами воды, кислорода и других окислителей. Борьба с коррозией состоит в уменьшении скоростей этих процессов. [c.15]

    В атмосфере хлора и фтора щелочные металлы самовоспламеняются. С жидким бромом литий и натрий реагируют замедленно, остальные металлы — бурно, со взрывом. С иодом взаимодействие протекает менее энергично. Литий с водой взаимодействует спокойно, для натрия наблюдается значительный тепловой эф( зект, но выделяющийся водород обычно не воспламеняется. У калия взаимодействие с водой сопровождается самовоспламенением водорода, рубидий и цезий реагируют с водой со взрывом, вытесняют водород из воды (льда) даже при —108 °С. Щелочные металлы взаимодействуют ие только с водой, но и с другими водородсодержащими соединениями, например со спиртами  

[c.252]

    Растворимость одного вещества в другом — свойство, присущее всем веществам. Растворимость может быть неограниченной и крайне малой, что зависит от термодинамических свойств растворяемого вещества и растворителя. Даже при чрезвычайно малой растворимости одного вещества в другом всегда имеет место переход веществ через поверхность их контакта. Любой металл растворяется в воде, однако растворимость в ряду металлов изменяется в очень широких пределах. Например, щелочные металлы бурно взаимодействуют с водой, при этом выделяется из воды водород и в растворе образуются гидроксиды металлов. Серебро практически не реагирует с водой, тем не менее процесс перехода частиц серебра в воду происходит, и получается так называемая серебряная вода . Таким образом, одни металлы активно растворяются в воде, другие — крайне мало. Ответ на вопрос, чем обусловлена различная растворимость металлов в воде, дает отрасль химической науки — электрохимия. 

[c.257]

    При нагревании все они взаимодействуют с большинством неметаллов, а при сплавлении —с металлами. В обычных условиях только La и Ас разлагают воду, но в нагретом состоянии все четыре металла активно взаимодействуют с водой по уравнению 

[c.356]

    Для основных оксидов характерны ионные или сильно полярные связи в молекуле, что обусловливает прочность их кристаллических решеток и способность быть донорами оксид-ионов. Эта способность выражается прежде всего в том, что оксиды активных металлов при взаимодействии с водой образуют гидроксиды, являющиеся типичными основаниями. Оксиды активных металлов способны также нейтрализовать кислоты, являющиеся донорами протонов, посредством связывания последних оксид-ионами в воду. [c.59]

    Отношение к воде. Взаимодействие металлов с водой [c.46]

    К веществам, вызывающим горение при воздействии на них воды, относятся металлические натрии и калий, карбид кальция, карбиды щелочных металлов, фосфористые кальций и натрий, гидраты щелочных и щелочноземельных элементов и др. Попадание на такие вещества воды крайне опасно. Например, карбид кальция при действии даже незначительных количеств влаги разлагается с выделением ацетилена. Реакция экзотермическая и протекает с больтинм выделсипсм тепла (выше 500—700 °С), что вызывает самовоспламсиепие образующегося ацетилена и может привести к взрыву. Щелочные металлы ири взаимодействии с водой окисляются, выделяя большое количество тепла, что вызывает самовосплам

Металл-Вода — Сайт о мистике

Металл — Вода «Что за зелье я проглотил вместе со слезами Сирены…»Отношения этих двух стихий так и брызжут энергией; но если вы ничего не знаете о задействованных в них противоположных, а зачастую и противоборствующих чувствах, проблем не избежать.

И люди Металла, и люди Воды хорошо представляют свой путь в жизни, но делают они это по-разному. Романтически настроенная стихия Воды очень чувствительна к любым изменениям настроения вокруг себя, а Металл проявляет в этом коварную проницательность. Вода течет, подчиняясь общему течению; Металл создает свой собственный поток. Улавливаете разницу?

Пожалуй, для Воды Металл является лучшим партнером-вдохновителем путешествий в неизведанные глубины сексуальности. Металлу нужно ошеломлять, без остатка сливаться с каждой секундой сексуального переживания. В эмоциональном плане эта пара может показаться довольно хладнокровной, но у каждого из партнеров есть свои глубинные инстинкты, которые Вода способна вынести на поверхность. Люди стихии Воды не относятся к глубоководным ныряльщикам; своими легкими, эфемерными качествами они больше напоминают русалок, которые одинаково удобно чувствуют себя как глубоко под водой, так и на воздухе.

Непостоянство преходящих желаний Воды в постели может вызвать беспокойство у отличающегося целеустремленностью и напористостью Металла, однако именно это сексуальное непостоянство стихии Воды способно стать для Металла вечным чувственным искушением.

Как достигнуть гармонии в сексуальных отношениях Наиболее эротическая атмосфера для этой пары возникает ночью или во время сумерек. Проследите, чтобы кровать и мебель в спальне не имели острых углов, о которые могут разбиваться потоки ци. Цвета интерьера должны быть мягкими: например, фисташковый, перечный, оттенки цветков миндаля, лаванды, серо-зеленого, василькового. Кровать хорошо оформить пологом из воздушного муслина или легкого шелка. Что касается комнатных растений, то вьющимся и ползучим растениям следует предпочесть те, что имеют прямые стебли. В идеале это должны быть высокие кактусы или быстрорастущие каучуконосы. Энергия тянущихся вверх стеблей поможет вам концентрироваться на развитии собственной сексуальности, а не на статическом созерцании происходящего. Вьющиеся растения могут притягивать вашу энергию вниз, тем самым вызывая беспокойство у очень чувствительной Воды и угнетая Металл.

Изобразите из себя влюбленного вампира! Наденьте оригинальное нижнее белье, что-нибудь эротическое, вызывающее — любую вещь, способную снять дурное настроение, напряжение, чрезмерные вибрации ваших нестандартных отношений. Партнер, принадлежащий к стихии Металла, должен всегда спать на левой половине кровати, а Воде придется научиться глубоко и быстро засыпать на случай, когда Металлу захочется начать игру сначала (не забывайте, что Металл очень сексуален!). И еще: ваши отношения способны привести к совершенно непредсказуемому поведению как в постели, так и вне ее, так что по возможности старайтесь уединиться и не особо афишировать свою страсть. Не верите? Попробуйте заняться этим в каких-нибудь необычных местах, и вы немедленно убедитесь, что сочетание разума Воды и изобретательности Металла создает совершенно невероятные сочетания и безумные идеи!

Возможно, вам понадобится привнести в ваши отношения недостающие элементы стихий Дерева и Земли в виде природных ископаемых (например, окаменелостей или просто камней). Великолепным стимулятором для панной пары окажутся постельные покрывала или декоративные ткани с «потрескавшимся» рисунком («вареная ткань»). У древних китайцев такой рисунок на ткани считался средством повышения мужской сексуальности — ведь наполненный энергией разум обладает мощью и созидающей силой! И последнее. Чтобы избавиться от прошлых воспоминаний и затуманивающих разум или сердце энергий, положите рядом с кроватью кусочек лазурита.

Рубрика:

Тяжелые металлы в воде — определение тяжелых металлов

Тяжелые металлы – это группа веществ, различающихся по атомной массе, плотности, токсичности и уровню распространения в природной среде. Тяжелыми считаются металлы, плотность которых достигает более высоких значений, чем у железа. К такой категории относится сразу несколько химических элементов, в числе которых: свинец, медь, никель, ртуть, кобальт и сурьма. В отдельных случаях в нее включают мышьяк.

Стоит отметить, что в определенном количестве, которое предусмотрено природой, металлы требуются человеческому организму для нормальной работы, но превышенные концентрации могут привести к пагубным последствиям.

Тяжелые металлы встречаются человеку повсеместно – в воздухе, воде, пище и даже косметике. Их источниками могут стать как промышленные выбросы, так и эрозия осадочных и горных пород. И пусть известно, что попадания их в организм следует избегать, это не всегда представляется возможным – по этой причине столь важно время от времени осуществлять анализ продукта на повышенное содержание таких элементов.

Виды тяжелых металлов и их опасность для человека

В зависимости от типа элемента, различается тип его воздействия на организм, а также причины, по которым он попадает в воду.

• Свинец оказывается в воде при возникновении коррозийных процессов в водопроводных трубах. Также загрязнение данным металлом может быть вызвано эрозией почвы. Опасность свинца состоит в том, что в отличие от большинства других веществ, он не удаляется при кипячении. Более того, его концентрация в таком случае увеличивается из-за испарения части воды.
• Кобальт оказывается в воде чаще всего из-за расположенных рядом с источниками производственных мощностей. Отравление кобальтом может вызвать сердечную недостаточность, заболеваний щитовидной железы, а также потерю аппетита и нарушение обоняния. В некоторых случаях возможно даже развитие бронхиальной астмы.
• Цинк опасен тем, что при избыточной концентрации может заметно снизить иммунитет, а также привести к появлению симптомов астмы.
• Кадмий попадает в воду из-за деятельности мусороперерабатывающих заводов, предприятий металлургической промышленности. Микроэлемент является высокотоксичным и способен нанести вред многим системам в организме – вещество атакует органы дыхания и ЖКТ, нарушает работу центральной и периферической нервных систем. Постоянное воздействие на организм вещества рискует привести к анемии.
• Ртуть является жидким металлом и попадает в воду из естественных источников или сточных вод промышленных предприятий. Будучи чрезвычайно токсичным для человека веществом, оно разделяется по происхождению, которое может быть природным и антропогенным. Как и марганец, ртуть вызывает отравление организма, а также действует на нервную систему, мешая ее нормальной работе.

В высокой концентрации данная группа веществ может оказывать серьезное воздействие на человеческий организм. Несмотря на то, что каждый элемент уникален по своим свойствам, в то же время все вещества объединяет более агрессивная атака на детский организм. Тяжелые металлы вызывают задержку физического и умственного развития у детей. Подобное происходит при продолжительном приеме воды, загрязненной данными веществами.

Главной опасностью тяжелых металлов является умение накапливаться в организме и в последствии не выводиться. В этой связи и проявляются регулярные проблемы со здоровьем, так как ионы тяжелых металлов осаждаются в органах человеческого тела, а в случаях с высокой концентрацией даже приводят к мутации. Металлы опасны прежде всего для жизненно-важных органов, например, печени и почек, так как снижают их фильтрационную способность.

В зависимости от типа вещества, предельно допустимая концентрация может отличаться. Так, у меди и цинка она составляет 1 мг/л, в то время как у кадмия и ртути она значительно ниже – 0,001 мг/л и 0,0005 мг/л соответственно.

Подробная информация об услуге в разделеАнализ воды

 

Важность своевременной проверки воды на содержание тяжелых металлов

Очистка воды от загрязнения тяжелыми металлами – это необходимость. Своевременное вмешательство и определение точного уровня концентрации веществ позволит избежать каких-либо осложнений и заболеваний. Испытательный центр «НОРТЕСТ» предоставляет услуги по анализу воды на тяжелые металлы, используя собственную лабораторию и современное оборудование.

Тяжелые металлы в воде определяются при помощи нескольких методик, в зависимости от их типа, а также причины появления. Самыми популярными являются три вида исследований, о каждом из которых нужно рассказать подробнее.

1. Атомно-эмиссионная спектрометрия. АЭС представляет собой объединение методик элементного анализа, которые основываются на исследовании спектров испускания свободных атомов и ионов. Чаще всего спектры регистрируются в диапазоне длин волн 200-1000 Нм.
2. Фотометрический анализ. Данный вид исследований представляет собой избирательное поглощение электромагнитного излучения. При ФА задействуется сразу несколько способов анализа, в числе которых визуальная фотометрия, спектрофотометрия и фотоколориметрия.
3. Флуориметрический анализ, который еще называют люминесцентным, основывается на исследовании интенсивности излучения, возникающего при выделении избыточной энергии молекулами тестируемого вещества. Молекулы при этом находятся в возбужденном состоянии.

В лабораторных условиях чаще всего используется фотометрический метод, которые позволяет получить информацию о составе воды заметно быстрее. Однако, оптимальный вариант зависит от конкретного случая, вида поставленной задачи и возможностей лаборатории. Испытательный центр «НОРТЕСТ» предлагает заказать анализ воды на тяжелые металлы для обнаружения одного или нескольких элементов сразу с высокой точностью.

Правильность отбора проб – важная составляющая

Чтобы обеспечить точность результатов исследований и минимизировать погрешность, важно правильно подойти к процессу отбора проб. Отметим, что он зависит от источника воды.

1. В случае с забором воды из систем городского водоснабжения используется чистая тара объемом от 1,5 л. Перед помещением воды в емкость необходимо сливать ее из крана в течение 10 минут, сполоснуть тару и после этого залить воду в бутылку, предварительно побеспокоившись об отсутствии пузырьков воздуха. Проба должна быть сдана в тот же день.
2. При заборе из скважины нельзя брать воду из гидроаккумулятора. Предварительно также требуется прокачать скважину в течение 30 минут, после чего повторить вышеописанные процедуры.
3. Если необходимо отобрать пробу из колодца, потребуется подготовить большую емкость и набрать в нее от 5 до 10 ведер воды, чтобы получить среднее значение по всем показателям. Далее повторяется процедура из первого пункта.

Как видите, самостоятельный отбор проб – это вполне реально, однако в таком случае всегда есть вероятность допустить ошибку, которая непосредственным образом повлияет на точность результатов. Чтобы избежать подобного, рекомендуется обратиться в квалифицированную лабораторию, специалисты которой осуществят отбор проб в соответствии со всеми стандартами и правилами.

Заказ анализа воды на тяжелые металлы в лаборатории «НОРТЕСТ»

Помимо самих исследований, сотрудники испытательного центра «НОРТЕСТ» помогут разработать комплекс решений, направленных на улучшение качества воды – это также касается выбора оптимального способа очистки. В зависимости от ситуации, это может быть:

• Сорбция – поглощение сорбентами имеющихся в воде примесей.
• Ионный обмен – процесс обмена ионами с примесями и получение соединений, которые не несут вреда.
• Электролиз – процесс распада химических соединений под влиянием электрического тока.
• Обратный осмос – пропускание влаги через полупроницаемую мембрану.

Компания «НОРТЕСТ» – это квалифицированный испытательный центр, оснащенный по последнему слову техники. Обладая многолетним опытом в области исследований воды, мы используем наиболее эффективные способы анализа воды на наличие тяжелых металлов, гарантируя высокую точность результата с минимальной погрешностью.

Начиная отбором проб и заканчивая подготовкой результатов, наши специалисты неукоснительно следуют предусмотренным инструкциям и стандартам, установленным государством. Обратившись к нам, можно рассчитывать на индивидуальный подход к конкретной проблеме, а также быстрое выполнение задачи по определению концентрации тяжелых металлов без каких-либо нарушений.

Тяжелые металлы в воде (стр. 1 из 3)

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Тюменская Государственная Сельскохозяйственная Академия

Кафедра «Биотехнологий и ВМ»

Реферат на тему:

«Тяжелые металлы в воде»

Выполнил: Кривенко И. А.

Проверил: Михайлова Л. В.

г. Тюмень 2010

Содержание

Введение………………………………………………………………………3стр.

1. Тяжелые металлы….……………………………………………………..4стр.

2. Тяжелые металлы в воде…………….…………………………………….5стр.

2.1 Источники поступления…………………………………………….5стр.

2.2 Воздействие на гидробионты и человека…………….……………5стр.

3. Свинец…………….……………………………………….………………6стр.

4. Никель…………………………………………………….……………….7стр.

5. Кобальт…………………………………………..……….……………….8стр.

6. Методы обнаружения тяжелых металлов…………..………….………9стр.

7. Методы очистки…………………………………………………………..9стр.

Заключение…………………………………………………………………12стр.

Список литературы………………………………………………………..13стр.

Введение

Термин «тяжелый металл» относится к любому металлическому химическому элементу, который имеет относительно высокую плотность и токсичен или ядовит при низких концентрациях. Тяжелые металлы опасны, потому что они имеют тенденцию к биоаккумулированию. Биоаккумуляция означает увеличение концентрации химического элемента в биологическом организме, через какое-то время, по сравнению с концентрацией этого элемента в окружающей среде. Соединения тяжелых металлов накапливаются в живых существах, и накапливаются быстрее чем разрушаются или преобразуются. Цель моей работы, установить пути поступления тяжелых металлов в воду, рассказать как их предотвратить. Узнать как воздействую тяжелые металлы на гидробионты, и как очистить воду от тяжелых металлов.

1. Тяжелые металлы

Термин тяжелые металлы, характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в последнее время значительное распространение. В связи с этим количество элементов, относимых к группе тяжелых металлов, изменяется в широких пределах. В качестве критериев принадлежности используются многочисленные характеристики: атомная масса, плотность, токсичность, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные и техногенные циклы. В некоторых случаях под определение тяжелых металлов попадают элементы, относящиеся к хрупким (например, висмут) или металлоидам (например, мышьяк).

В работах, посвященных проблемам загрязнения окружающей природной среды и экологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. При этом немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют следующие условия: их высокая токсичность для живых организмов в относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции и биомагнификации. Практически все металлы, попадающие под это определение (за исключением свинца, ртути, кадмия и висмута, биологическая роль которых на настоящий момент не ясна), активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов. По классификации Н.Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 8 г/см³. Таким образом, к тяжелым металлам относятся Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

2. Тяжелые металлы в воде

Ионы металлов являются непременными компонентами природных водоемов. В зависимости от условий среды (pH, окислительно-восстановительный потенциал, наличие лигандов) они существуют в разных степенях окисления и входят в состав разнообразных неорганических и металлорганических соединений, которые могут быть истинно растворенными, коллоидно-дисперсными или входить в состав минеральных и органических взвесей. Истинно растворенные формы металлов, в свою очередь, весьма разнообразны, что связано с процессами гидролиза, гидролитической полимеризации (образованием полиядерных гидроксокомплексов) и комплексообразования с различными лигандами. Соответственно, как каталитические свойства металлов, так и доступность для водных микроорганизмов зависят от форм существования их в водной экосистеме. Многие металлы образуют довольно прочные комплексы с органикой; эти комплексы являются одной из важнейших форм миграции элементов в природных водах. Большинство органических комплексов образуются по хелатному циклу и являются устойчивыми. Комплексы, образуемые почвенными кислотами с солями железа, алюминия, титана, урана, ванадия, меди, молибдена и других тяжелых металлов, относительно хорошо растворимы в условиях нейтральной, слабокислой и слабощелочной сред. Поэтому металлорганические комплексы способны мигрировать в природных водах на весьма значительные расстояния. Особенно важно это для маломинерализованных и в первую очередь поверхностных вод, в которых образование других комплексов невозможно.

Для понимания факторов, которые регулируют концентрацию металла в природных водах, их химическую реакционную способность, биологическую доступность и токсичность, необходимо знать не только валовое содержание, но и долю свободных и связанных форм металла.

Переход металлов в водной среде в металлокомплексную форму имеет три следствия:

1. Может происходить увеличение суммарной концентрации ионов металла за счет перехода его в раствор из донных отложений;

2. Мембранная проницаемость комплексных ионов может существенно отличаться от проницаемости гидратированных ионов;

3. Токсичность металла в результате комплексообразования может сильно измениться.

2.1 Источники поступления

Тяжелые металлы и их соли — широко распространенные промышленные загрязнители. В водоемы они поступают из естественных источников (горных пород, поверхностных слоев почвы и подземных вод), со сточными водами многих промышленных предприятий и атмосферными осадками, которые загрязняются дымовыми выбросами. Тяжелые металлы как микроэлементы постоянно встречаются в естественных водоемах и органах гидробионтов (см.таблицу). В зависимости от геохимических условий отмечаются широкие колебания их уровня.

2.2 Воздействие на гидробионты и человека

Считают, что большая часть неорганических соединений металлов поступает в организм гидробионтов с пищей. Например, абсорбция проглоченного свинца не велика – по причине образования нерастворимых форфата Pb₃(PO₄)₂ и основного карбоната Pb₃(CO₃)₂(OH)₂. Но свинец также может поступить с воздухом, в результате загрязнения продуктами горения тетраэтилсвинца Pb(C₂H₅)₄, который входит в состав бензина (для повышения октанового числа). Свинец воздействует на нервную систему, печень, пищеварительную систему. Никель не так токсичен как свинец, но он легко абсорбируется в органах дыхания, вызывает острый желудочный дискомфорт. Интоксикация никелем приводит к разрушению сердечной и других тканей. Кобальт известен как необходимый компонент витамина В₁₂. Не смотря на полезные свойства кобальта, его избыток уменьшает способность щитовидной железы аккумулировать йод.

3. Свинец

Естественными источниками поступления свинца в поверхностные воды являются процессы растворения эндогенных (галенит) и экзогенных (англезит, церуссит и др.) минералов. Значительное повышение содержания свинца в окружающей среде (в т.ч. и в поверхностных водах) связано со сжиганием углей, применением тетраэтилсвинца в качестве антидетонатора в моторном топливе, с выносом в водные объекты со сточными водами рудообогатительных фабрик, некоторых металлургических заводов, химических производств, шахт и т.д. Существенными факторами понижения концентрации свинца в воде является адсорбция его взвешенными веществами и осаждение с ними в донные отложения. В числе других металлов свинец извлекается и накапливается гидробионтами. Свинец находится в природных водах в растворенном и взвешенном (сорбированном) состоянии. В растворенной форме встречается в виде минеральных и органоминеральных комплексов, а также простых ионов, в нерастворимой — главным образом в виде сульфидов, сульфатов и карбонатов. В речных водах концентрация свинца колеблется от десятых долей до единиц микрограммов в 1 дм³. Даже в воде водных объектов, прилегающих к районам полиметаллических руд, концентрация его редко достигает десятков миллиграммов в 1 дм³. Лишь в хлоридных термальных водах концентрация свинца иногда достигает нескольких миллиграммов в 1 дм³. Лимитирующий показатель вредности свинца — санитарно-токсилогический. ПДК_в свинца составляет 0.03 мг/дм³, ПДК_вр — 0.1 мг/дм³ Свинец — промышленный яд, способный при неблагоприятных условиях оказаться причиной отравления. В организм человека проникает главным образом через органы дыхания и пищеварения. Удаляется из организма очень медленно, вследствие чего накапливается в костях, печени и почках.

Щелочные металлы — Википедия

Группа →	1
↓ Период
2
3
4
5	37 Рубидий [Kr]5s1
6
7	87 Франций [Rn]7s1

Щелочны́е мета́ллы — элементы 1-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элементы главной подгруппы I группы)^[1]: литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs, франций Fr, унуненний Uue. При растворении щелочных металлов в воде образуются растворимые гидроксиды, называемые щелочами.

Общая характеристика щелочных металлов[править | править код]

В Периодической системе они следуют сразу за инертными газами, поэтому особенность строения атомов щелочных металлов заключается в том, что они содержат один электрон на внешнем энергетическом уровне: их электронная конфигурация ns¹. Очевидно, что валентные электроны щелочных металлов могут быть легко удалены, потому что атому энергетически выгодно отдать электрон и приобрести конфигурацию инертного газа. Поэтому для всех щелочных металлов характерны восстановительные свойства. Это подтверждают низкие значения их потенциалов ионизации (потенциал ионизации атома цезия — самый низкий) и электроотрицательности (ЭО). Как следствие, в большинстве соединений щелочные металлы присутствуют в виде однозарядных катионов. Однако существуют и соединения, где щелочные металлы представлены анионами (см. Алкалиды).

Некоторые атомные и физические свойства щелочных металлов

Атомный номер	Название, символ	Число природных изотопов	Атомная масса	Энергия ионизации, кДж·моль−1	Сродство к электрону, кДж·моль−1	ЭО	ΔHдисс, кДж·моль−1	Металл. радиус, нм	Ионный радиус (КЧ 6), нм	tпл, °C	tкип, °C	Плотность, г/см³	ΔHпл, кДж·моль−1	ΔHкип, кДж·моль−1	ΔHобр, кДж·моль−1
3	Литий Li	2	6,941(2)	520,2	59,8	0,98	106,5	0,152	0,076	180,6	1342	0,534	2,93	148	162
11	Натрий Na	1	22,989768(6)	495,8	52,9	0,99	73,6	0,186	0,102	97,8	883	0,968	2,64	99	108
19	Калий К	2+1а	39,0983(1)	418,8	46,36	0,82	57,3	0,227	0,138	63,07	759	0,856	2,39	79	89,6
37	Рубидий Rb	1+1а	85,4687(3)	403,0	46,88	0,82	45,6	0,248	0,152	39,5	688	1,532	2,20	76	82
55	Цезий Cs	1	132,90543(5)	375,7	45,5	0,79	44,77	0,265	0,167	28,4	671	1,90	2,09	67	78,2
87	Франций Fr	2а	(223)	380	(44,0)	0,7	—	—	0,180	20	690	1,87	2	65	—
119	Унуненний Uue

^а Радиоактивные изотопы: ⁴⁰K, T_1/2 = 1,277·10⁹ лет; ⁸⁷Rb, T_1/2 = 4,75·10¹⁰ лет; ²²³Fr, T_1/2 = 21,8 мин; ²²⁴Fr, T_1/2 = 3,33 мин.

Все металлы этой подгруппы имеют серебристо-белый цвет (кроме серебристо-жёлтого цезия), они очень мягкие, их можно резать скальпелем. Литий, натрий и калий легче воды и плавают на её поверхности, реагируя с ней.

• 

Многие минералы содержат в своём составе щелочные металлы. Например, ортоклаз, или полевой шпат, состоит из алюмосиликата калия K₂[Al₂Si₆O₁₆], аналогичный минерал, содержащий натрий — альбит — имеет состав Na₂[Al₂Si₆O₁₆]. В морской воде содержится хлорид натрия NaCl, а в почве — соли калия — сильвин KCl, сильвинит NaCl·KCl, карналлит KCl·MgCl₂·6H₂O, полигалит K₂SO₄·MgSO₄·CaSO₄·2H₂O.

Химические свойства щелочных металлов[править | править код]

Из-за высокой химической активности щелочных металлов по отношению к воде, кислороду, и иногда даже и азоту (Li) их хранят под слоем керосина. Чтобы провести реакцию со щелочным металлом, кусочек нужного размера аккуратно отрезают скальпелем под слоем керосина, в атмосфере аргона тщательно очищают поверхность металла от продуктов его взаимодействия с воздухом и только потом помещают образец в реакционный сосуд.

Взаимодействие с водой[править | править код]

Важное свойство щелочных металлов — их высокая активность по отношению к воде. Наиболее спокойно (без взрыва) реагирует с водой литий:

2 Li+2 h3O⟶2 LiOH+ h3↑{\displaystyle {\mathsf {2\ Li+2\ H_{2}O\longrightarrow 2\ LiOH+\ H_{2}\uparrow }}}

При проведении аналогичной реакции натрий горит жёлтым пламенем и происходит небольшой взрыв. Калий ещё более активен: в этом случае взрыв гораздо сильнее, а пламя окрашено в фиолетовый цвет.

Взаимодействие с кислородом[править | править код]

Продукты горения щелочных металлов на воздухе имеют разный состав в зависимости от активности металла.

• Только литий сгорает на воздухе с образованием оксида стехиометрического состава:

4 Li+ O2⟶2 Li2O{\displaystyle {\mathsf {4\ Li+\ O_{2}\longrightarrow 2\ Li_{2}O}}}

2 Na+ O2⟶ Na2O2{\displaystyle {\mathsf {2\ Na+\ O_{2}\longrightarrow \ Na_{2}O_{2}}}}

• В продуктах горения калия, рубидия и цезия содержатся в основном надпероксиды:

K+ O2⟶ KO2{\displaystyle {\mathsf {K+\ O_{2}\longrightarrow \ KO_{2}}}}

Rb+ O2⟶ RbO2{\displaystyle {\mathsf {Rb+\ O_{2}\longrightarrow \ RbO_{2}}}}

Cs+ O2⟶ CsO2{\displaystyle {\mathsf {Cs+\ O_{2}\longrightarrow \ CsO_{2}}}}

Для получения оксидов натрия и калия нагревают смеси гидроксида, пероксида или надпероксида с избытком металла в отсутствие кислорода:

2 Na+2 NaOH⟶2 Na2O+ h3↑{\displaystyle {\mathsf {2\ Na+2\ NaOH\longrightarrow 2\ Na_{2}O+\ H_{2}\uparrow }}}

2 Na+ Na2O2⟶2 Na2O{\displaystyle {\mathsf {2\ Na+\ Na_{2}O_{2}\longrightarrow 2\ Na_{2}O}}}

3 K+ KO2⟶2 K2O{\displaystyle {\mathsf {3\ K+\ KO_{2}\longrightarrow 2\ K_{2}O}}}

Для кислородных соединений щелочных металлов характерна следующая закономерность: по мере увеличения радиуса катиона щелочного металла возрастает устойчивость кислородных соединений, содержащих пероксид-ион О2−
2 и надпероксид-ион O−
2.

Для тяжёлых щелочных металлов характерно образование довольно устойчивых озонидов состава ЭО₃. Все кислородные соединения имеют различную окраску, интенсивность которой увеличивается в ряду от Li до Cs:

Формула кислородного соединения	Цвет
Li2O	Белый
Na2O	Белый
K2O	Желтоватый
Rb2O	Жёлтый
Cs2O	Оранжевый
Na2O2	Светло- жёлтый
KO2	Оранжевый
RbO2	Тёмно- коричневый
CsO2	Жёлтый

Оксиды щелочных металлов обладают всеми свойствами, присущими основным оксидам: они реагируют с водой, кислотными оксидами и кислотами:

Li2O+ h3O⟶2 LiOH{\displaystyle {\mathsf {Li_{2}O+\ H_{2}O\longrightarrow 2\ LiOH}}}

K2O+ SO3⟶ K2SO4{\displaystyle {\mathsf {K_{2}O+\ SO_{3}\longrightarrow \ K_{2}SO_{4}}}}

Na2O+2 HNO3⟶2 NaNO3+ h3O{\displaystyle {\mathsf {Na_{2}O+2\ HNO_{3}\longrightarrow 2\ NaNO_{3}+\ H_{2}O}}}

Пероксиды и надпероксиды проявляют свойства сильных окислителей:

Na2O2+2 NaI+2 h3SO4⟶ I2+2 Na2SO4+2 h3O{\displaystyle {\mathsf {Na_{2}O_{2}+2\ NaI+2\ H_{2}SO_{4}\longrightarrow \ I_{2}+2\ Na_{2}SO_{4}+2\ H_{2}O}}}

Пероксиды и надпероксиды интенсивно взаимодействуют с водой, образуя гидроксиды:

Na2O2+2 h3O⟶2 NaOH+ h3O2{\displaystyle {\mathsf {Na_{2}O_{2}+2\ H_{2}O\longrightarrow 2\ NaOH+\ H_{2}O_{2}}}}

2 KO2+2 h3O⟶2 KOH+ h3O2+ O2↑{\displaystyle {\mathsf {2\ KO_{2}+2\ H_{2}O\longrightarrow 2\ KOH+\ H_{2}O_{2}+\ O_{2}\uparrow }}}

Взаимодействие с другими веществами[править | править код]

Щелочные металлы реагируют со многими неметаллами. При нагревании они соединяются с водородом с образованием гидридов, с галогенами, серой, азотом, фосфором, углеродом и кремнием с образованием, соответственно, галогенидов, сульфидов, нитридов, фосфидов, карбидов и силицидов:

2 Na+ h3⟶2 NaH{\displaystyle {\mathsf {2\ Na+\ H_{2}\longrightarrow 2\ NaH}}}

2 Na+ Cl2⟶2 NaCl{\displaystyle {\mathsf {2\ Na+\ Cl_{2}\longrightarrow 2\ NaCl}}}

2 K+ S⟶ K2S{\displaystyle {\mathsf {2\ K+\ S\longrightarrow \ K_{2}S}}}

6 Li+ N2⟶2 Li3N{\displaystyle {\mathsf {6\ Li+\ N_{2}\longrightarrow 2\ Li_{3}N}}}

2 Li+2 C⟶ Li2C2{\displaystyle {\mathsf {2\ Li+2\ C\longrightarrow \ Li_{2}C_{2}}}}

При нагревании щелочные металлы способны реагировать с другими металлами, образуя интерметаллиды. Активно (со взрывом) щелочные металлы реагируют с кислотами.

Щелочные металлы растворяются в жидком аммиаке и его производных — аминах и амидах:

2 Na+2 Nh4⟶2 NaNh3+ h3↑{\displaystyle {\mathsf {2\ Na+2\ NH_{3}\longrightarrow 2\ NaNH_{2}+\ H_{2}\uparrow }}}

При растворении в жидком аммиаке щелочной металл теряет электрон, который сольватируется молекулами аммиака и придаёт раствору голубой цвет. Образующиеся амиды легко разлагаются водой с образованием щёлочи и аммиака:

KNh3+ h3O⟶ KOH+ Nh4↑{\displaystyle {\mathsf {KNH_{2}+\ H_{2}O\longrightarrow \ KOH+\ NH_{3}\uparrow }}}

Щелочные металлы взаимодействуют с органическими веществами спиртами (с образованием алкоголятов) и карбоновыми кислотами (с образованием солей):

2 Na+2 Ch4Ch3OH⟶2 Ch4Ch3ONa+ h3↑{\displaystyle {\mathsf {2\ Na+2\ CH_{3}CH_{2}OH\longrightarrow 2\ CH_{3}CH_{2}ONa+\ H_{2}\uparrow }}}

2 Na+2 Ch4COOH⟶2 Ch4COONa+ h3↑{\displaystyle {\mathsf {2\ Na+2\ CH_{3}COOH\longrightarrow 2\ CH_{3}COONa+\ H_{2}\uparrow }}}

Качественное определение щелочных металлов[править | править код]

Поскольку потенциалы ионизации щелочных металлов невелики, то при нагревании металла или его соединений в пламени атом ионизируется, окрашивая пламя в определённый цвет:

Окраска пламени щелочными металлами
и их соединениями

Щелочной металл	Цвет пламени
Li	Карминно-красный
Na	Жёлтый
K	Фиолетовый
Rb	Буро-красный
Cs	Фиолетово-красный

Электролиз расплавов галогенидов[править | править код]

Для получения щелочных металлов используют в основном электролиз расплавов их галогенидов, чаще всего — хлоридов, образующих природные минералы:

2 LiCl⟶2 Li+ Cl2↑{\displaystyle {\mathsf {2\ LiCl\longrightarrow 2\ Li+\ Cl_{2}\uparrow }}}

катод: Li++e⟶Li{\displaystyle {\mathsf {Li^{+}}}+e\longrightarrow {\mathsf {Li}}}

анод: 2Cl−−2e⟶Cl2↑{\displaystyle {\mathsf {2Cl^{-}}}-2e\longrightarrow {\mathsf {Cl_{2}}}\uparrow }

Электролиз расплавов гидроксидов[править | править код]

Иногда для получения щелочных металлов проводят электролиз расплавов их гидроксидов:

4 NaOH⟶4 Na+2 h3O+ O2↑{\displaystyle {\mathsf {4\ NaOH\longrightarrow 4\ Na+2\ H_{2}O+\ O_{2}\uparrow }}}

катод: Na++e⟶Na{\displaystyle {\mathsf {Na^{+}}}+e\longrightarrow {\mathsf {Na}}}

анод: 4OH−−4e⟶2h3O+O2↑{\displaystyle {\mathsf {4OH^{-}}}-4e\longrightarrow {\mathsf {2H_{2}O+O_{2}}}\uparrow }

Восстановление из галогенидов[править | править код]

Щелочной металл может быть восстановлен из соответствующего хлорида или бромида кальцием, магнием, кремнием и др. восстановителями при нагревании под вакуумом до 600—900 °C:

2 MCl+ Ca⟶2 M↑+ CaCl2{\displaystyle {\mathsf {2\ MCl+\ Ca\longrightarrow 2\ M\uparrow +\ CaCl_{2}}}}

Чтобы реакция пошла в нужную сторону, образующийся свободный щелочной металл (M) должен удаляться путём отгонки. Аналогично возможно восстановление цирконием из хромата. Известен способ получения натрия восстановлением из карбоната углём при 1000 °C в присутствии известняка.^{[источник не указан 3190 дней]}

Поскольку щелочные металлы в электрохимическом ряду напряжений находятся левее водорода, то электролитическое получение их из водных растворов солей невозможно; в этом случае образуются соответствующие щёлочи и водород.

Гидроксиды[править | править код]

Для получения гидроксидов щелочных металлов в основном используют электролитические методы. Наиболее крупнотоннажным является производство гидроксида натрия электролизом концентрированного водного раствора поваренной соли:

2 NaCl+2 h3O⟶ h3↑+ Cl2↑+2 NaOH{\displaystyle {\mathsf {2\ NaCl+2\ H_{2}O\longrightarrow \ H_{2}\uparrow +\ Cl_{2}\uparrow +2\ NaOH}}}

катод: 2 H++2 e⟶ h3↑{\displaystyle 2\ {\mathsf {H^{+}}}+2\ e\longrightarrow \ {\mathsf {H_{2}}}\uparrow }

анод: 2 Cl−−2 e⟶ Cl2↑{\displaystyle 2\ {\mathsf {Cl^{-}}}-2\ e\longrightarrow \ {\mathsf {Cl_{2}}}\uparrow }

Прежде щёлочь получали реакцией обмена:

Na2CO3+ Ca(OH)2⟶ CaCO3↓+2 NaOH{\displaystyle {\mathsf {Na_{2}CO_{3}+\ Ca(OH)_{2}\longrightarrow \ CaCO_{3}\downarrow +2\ NaOH}}}

Получаемая таким способом щёлочь была сильно загрязнена содой Na₂CO₃.

Гидроксиды щелочных металлов — белые гигроскопичные вещества, водные растворы которых являются сильными основаниями. Они участвуют во всех реакциях, характерных для оснований — реагируют с кислотами, кислотными и амфотерными оксидами, амфотерными гидроксидами:

2 LiOH+ h3SO4⟶ Li2SO4+2 h3O{\displaystyle {\mathsf {2\ LiOH+\ H_{2}SO_{4}\longrightarrow \ Li_{2}SO_{4}+2\ H_{2}O}}}

2 KOH+

Как соленая вода делает металлы ржавыми? — Наука и Техника — Каталог статей

Оксид железа, красновато-коричневое соединение, обычно называют ржавчиной. Он образуется, когда железо и кислород вступают в реакцию в воде или в воздухе в воздухе. Реакция железа и хлорида под водой также называется ржавчиной. Некоторые факторы ускоряют процесс коррозии, например, соль в воде.

Как металл ржавеет

Не все металлы ржавеют. Например, алюминий не ржавеет, потому что на его поверхности имеется защитный слой из оксида алюминия. Это предотвращает прямой контакт металла с водой (или влагой в воздухе) и кислородом. С другой стороны, железо ржавеет, потому что оно образует гидратированный оксид железа, когда вступает в контакт с водой (или влагой в воздухе) и кислородом.

Ржавчина не может происходить без воды и кислорода. Вода помогает железу реагировать с кислородом, разрушая молекулу кислорода. На начальных стадиях ржавления железо теряет электроны, а кислород — электроны. Ионы железа и трехвалентного железа затем реагируют с водой с образованием гидроксида железа, гидроксида железа и водорода. Гидроксиды теряют воду, образуя еще больше соединений железа. Сумма всех этих химических реакций приводит к образованию чешуек ржавчины, в результате чего она падает с железа и подвергается воздействию нового железа, которое затем может начать ржаветь.

Соленая вода против пресной воды

Ток протекает в соленой воде легче, чем в пресной. Это связано с тем, что соленая вода, раствор электролита, содержит больше растворенных ионов, чем пресная вода, а это означает, что электроны могут двигаться легче. Поскольку коррозия связана с движением электронов, железо быстрее ржавеет в соленой воде, чем в пресной. Некоторые металлические предметы, которые проводят много времени в соленой воде, такие как лодочные моторы, быстро ржавеют. Тем не менее, объекты не должны быть полностью погружены в соленую воду, чтобы это произошло, потому что повышенная влажность воздуха и солевого тумана может обеспечить катион электролита (положительные ионы) и анионы (отрицательные ионы).

Предотвращение ржавления металла

Покрытие железом защитного слоя цинка препятствует его коррозии, потому что цинк останавливает реакцию между железом и кислородом и водой. Это известно как гальванизация. Специально изготовленная краска также может предотвратить образование ржавчины в соленой воде или соленом воздухе.