Хлорид магнію розчинений в аміаці називають магнезіальною сумішшю і використовують в аналітиці для кількісного і якісного визначення іонів фосфорної кислоти:

MgCl2 + 3NH4OH + H3PO4 = MgNH4PO4 + +2NH4Cl + 3H2O

Добре розчиняються у воді нітрат, сульфат, ацетат магнію а також кислі солі багато основних кислот. Решта солей магнію погано розчиняється у воді.

З воднем магній безпосередньо не реагує, але косвенним шляхом можна одержати гідрид магнію MgH2. Гідрид магнію більш стійка сполука ніж гідрид берилію. В молекулі MgH2 на відміну від ВеН2 більш виразно виявляється іонний зв'язок. Відомі гідроборат Mg[BH4]2 i гідроалюмінат Мg[А1Н4]2 магнію.

ЕЛЕМЕНТИ ПІДГРУПИ КАЛЬЦІЮ.

До підгрупи кальцію належать s-елементи: кальцій Са, стронцій Sr, барій Ва і радій Ra, які є повними електронними аналогами. |

4Ве |

nMg |

2оЄа |

388Г |

*Ba |

Ra

Атомна вага |

9,01 |

24,31 |

40,08 |

37,62 |

137,34 |

[226]

Валентні електрони |

(2)2s2 |

(2)3s2 |

(2)4s2 |

(2)5s2 |

(2)6s2 |

(2)7s2

Металічний радіус атома, А |

1,13 |

1,60 |

1,97 |

2,15 |

2,21 |

2^5

Радіус іона Е2+, А |

0,34 |

0,74 |

1,04 |

1,20 |

1,33 |

1,44

Енергія іонізації:

Е0 Е+,еВ |

9,32 |

7,64 |

6,11 |

5,69 |

5,21 |

5,28

Е+ Е2+, еВ |

18,21 |

15,03 |

11,87 |

10,98 |

9,95 |

10,10

Вміст в земній корі, ат. % |

0,001 |

1,4 |

1,5 |

0,008 |

0,005 |

810-

Як видно з наведених даних, елементи підгрупи кальцію на відміну від попередніх елементів, мають відносно великий атомний радіус і низьке значення потенціалів іонізації. Тому в умовах хімічної взаємодії кальцій і його аналоги легко гублять валентні електрони і утворюють прості іони Е2+. Оскільки іони Е2- мають електронну конфігурацію s2p6 і великі розміри (т.т слабо поляризуються), комплексні іони підгрупи кальцію нестійкі.

Кальцій найбільш поширений елемент на Землі (1,5 %). Більша його частина міститься у вигляді силікатів і алюмосилікатів у виверженнях гірських порід (граніт, гнейси). З інших порід найбільш поширеним є вапняк і крейда, які складаються в основному з мінералу кальциту СаСО3. Значно рідше зустрічаються суміші кальциту і доломіту - мармур. Широко поширені ангідрид – СаSO4H2O. Стронцій і барій зустрічаються у мінералах: стронціаніт SrCO3 вітерит BaCO целестит SrSO4, баріт BaSO4. Радій зустрічається в уранових рудах.

Солі кальцію відомі з давня, але ц вільному стані кальцій був виділений англійським хіміком І.Деві в 1808 р.

ПРОСТІ РЕЧОВИНИ

Кальції і його аналоги – сріблясто-білі метали, на повітрі миттєво покриваються жовтуватою плівкою – продукт взаємодії з киснем повітря.

Кальцій, стронцій і барій енергійно взаємодіють з активними неметалами і киснем за нормальних умов:

2Са + О2 - 2СаО

Са + С12 = СаС12

Са + N2 = CaN2

Всі реакції супроводжуються виділенням великої кількості тепла. Активність взаємодії в ряду Са - Sr - Ва зростає. При нагріванні лужноземельні метали взаємодіють з іншими металами утворюючи сплави до складу яких входять інші інтерметалічні сполуки. .

В ряду напруг кальцій і його аналоги розташовані далеко попереду водню, тому взаємодія з водою, навіть нахолоду, супроводжується виділенням великої кількості теплоти:

Са +2Н2О = Са(ОН)2 + Н2

Активність взаємодії з водою зверху до низу помітно зростає.

Кальцій, стронцій одержують електролізом їх розплавів або розчинів солей, барій високої чистоти - алюмотермічним методом з оксиду. Із-за високої хімічної активності лужноземельні метали зберігають під шаром гасу або в запаяних ампулах. .

ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ.

Обладнання і реактиви: штатив з пробірками, скляна паличка, шпатель, апарат Кіппа, магній порошок, кальцій металічний, дистильована вода, хлорид амонію (насич. розчин), хлорид кальцію, хлорид магнію, хлорид барію, розведеш розчини кислот (2 н): соляної, оцтової, сірчаної, азотної; гідроксид амонію (1 н розчин), розчин хлориду амонію (2 н), розчин їдкого натру (0,5 н), розчин карбонату натрію (0,5 н), фенолфталеїн, вапняна вода, розчин сульфату натрію (0,5 н).

МАГНІЙ.

1 взаємодія магнію з водою.

Налийте у дві пробірки по 2 мл дистильованої води і додайте порошку магнію. Чи реагує магній з холодною водою? Нагрійте одну з пробірок до кипіння і спостерігайте розклад води магнієм. До другої пробірки додайте дві краплі концентрованого розчину хлориду амонію і теж нагрійте. Спостерігайте бурхливу реакцію виділення водню. Чому нагрівання і присутність хлористого амонію прискорюють розклад води магнієм? Напишіть рівняння реакцій.

Mg + H2O – в холодній воді не реагує

Mg + 2H2O t0 Mg(OH)2 + H2

З поверхні металу виділяються бульбашки газу.

Висновок: Магній реагує тільки з гарячою водою, в холодній воді реакція не проходить.

2. Відношення магнію до кислот.

Покладіть у чотири пробірки по невеликому шматочку магнію і додайте по 1 мл розведених кислот: соляної, сірчаної, оцтової, азотної. Спостерігайте взаємодію магнію з кислотами. Напишіть рівняння реакцій. Яке місце займає магній в ряду напруг?

Mg + 2HCl = MgCl2 + H2

Розчин мутніє, виділяються бульбашки газу.

Mg + 2CH3COOH = Mg(CH3COO)2 +H2

Розчин мутніє, виділяються бульбашки газу.

4Mg + 10HNO3 = 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O

Розчин мутніє і виділяються бульбашки газу.

Висновок: Магній вступає в реакцію з кислотами, причому реакції проходять досить енергійно.

3. Дія гідроксиду амонію на солі магнію.

В дві пробірки налити по 5 капель 1 н розчину NH4OH. В одну пробірку додайте такий же об’єм NH4Cl, а в другу – стільки ж води. В кожну з пробірок додайте по 3 краплі розчину солі магнію. Що спостерігається? Поясніть, чому осад випав тільки в одній пробірці.

Чи буде розчинятися гідроксид магнію при додаванні сульфату амонію, сульфату калію, хлориду калію?

2NH4OH + NH4Cl + MgSO4 = Mg(OH)2 + (NH4)2SO4 + NH4Cl

NH4OH з NH4Cl утворюють буферну суміш з постійним рН. Спостерігається випадання осаду в прозорому розчині NH4 – індукує реакцію.

NH4OH + Н2О + MgSO4 – реакція не йде.

Висновок: В першій пробірці осад