Кальций с солями уравнения реакций

Кальций: способы получения и химические свойства

Кальций Ca — это щелочноземельный металл, серебристо-белый, пластичный, достаточно твердый. Реакционноспособный. Сильный восстановитель.

Относительная молекулярная масса M_r = 40,078; относительная плотность для твердого и жидкого состояния d = 1,54; t_пл = 842º C; t_кип = 1495º C.

Способ получения

1. В результате электролиза жидкого хлорида кальция образуются кальций и хлор :

2. Хлорид кальция взаимодействует с алюминием при 600 — 700º С образуя кальций и хлорид алюминия:

3CaCl₂ + 2Al = 3Ca + 2AlCl₃

3. В результате разложения гидрида кальция при температуре выше 1000º С образуется кальций и водород:

4. Оксид кальция взаимодействует с алюминием при 1200º С и образует кальций и алюминат кальция:

4CaO + 2Al = 3Ca + Ca(AlO₂)₂

Качественная реакция

Кальций окрашивает пламя газовой горелки в коричнево-красный цвет.

Химические свойства

1. Кальций — сильный восстановитель . Поэтому он реагирует почти со всеми неметаллами :

1.1. Кальций взаимодействует с азотом при 200 — 450º С образуя нитрид кальция:

1.2. Кальций сгорает в кислороде (воздухе) при выше 300º С с образованием оксида кальция:

2Ca + O₂ = 2CaO

1.3. Кальций активно реагирует при температуре 200 — 400º С с хлором, бромом и йодом . При этом образуются соответствующие соли :

1.4. С водородом кальций реагирует при температуре 500 — 700º C с образованием гидрида кальция:

1.5. В результате взаимодействия кальция и фтора при комнатной температуре образуется фторид кальция:

1.6. Кальций взаимодействует с серой при 150º С и образует сульфид кальция:

Ca + S = CaS

1.7. В результате реакции между кальцием и фосфором при 350 — 450º С образуется фосфид кальция:

1.8. Кальций взаимодействует с углеродом (графитом) при 550º С и образует карбид кальция:

Ca + 2C = CaC₂

2. Кальций активно взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Кальций при комнатной температуре реагирует с водой . Взаимодействие кальция с водой приводит к образованию гидроксида кальция и газа водорода:

2.2. Кальций взаимодействует с кислотами:

2.2.1. Кальций реагирует с разбавленной соляной кислотой, при этом образуются хлорид кальция и водород :

Ca + 2HCl = CaCl₂ + H₂ ↑

2.2.2. Реагируя с разбавленной азотной кислотой кальций образует нитрат кальция, оксид азота (I) и воду:

если азотную кислоту еще больше разбавить, то образуются нитрат кальция, нитрат аммония и вода:

2.3. Кальций вступает в реакцию с газом аммиаком при 600 — 650º С. В результате данной реакции образуется нитрид кальция и гидрид кальция:

если аммиак будет жидким, то в результате реакции в присутствии катализатора платины образуется амид кальция и водород:

Кальций

Кальций — элемент 4-го периода и ПА-группы Периодической системы, порядковый номер 20. Электронная формула атома [ ₁₈ Ar]4s 2 , степени окисления +2 и 0. Относится к щелочноземельным металлам. Имеет низкую электроотрицательность (1,04), проявляет металлические (основные) свойства. Образует (как катион) многочисленные соли и бинарные соединения. Многие соли кальция малорастворимы в воде. В природе — шестой по химической распространенности элемент (третий среди металлов), находится в связанном виде. Жизненно важный элемент для всех организмов.Недостаток кальция в почве восполняется внесением известковых удобрений (СаС0 ₃ , СаО, цианамид кальция CaCN ₂ и др.). Кальций, катион кальция и его соединения окрашивают пламя газовой горелки в темно-оранжевый цвет ( качественное обнаружение ).

Кальций Са

Серебристо-белый металл, мягкий, пластичный. Во влажном воздухе тускнеет и покрывается пленкой из СаО и Са(ОН) ₂ .Весьма реакционноспособный; воспламеняется при нагревании на воздухе, реагирует с водородом, хлором, серой и графитом:

Восстанавливает другие металлы из их оксидов (промышленно важный метод — кальцийтермия ):

Получение кальция в промышленности :

Кальций применяется для удаления примесей неметаллов из металлических сплавов, как компонент легких и антифрикционных сплавов, для выделения редких металлов из их оксидов.

Оксид кальция СаО

Основный оксид. Техническое название негашёная известь. Белый, весьма гигроскопичный. Имеет ионное строение Ca 2+ O 2- . Тугоплавкий, термически устойчивый, летучий при прокаливании. Поглощает влагу и углекислый газ из воздуха. Энергично реагирует с водой (с высоким экзо- эффектом), образует сильно щелочной раствор (возможен осадок гидроксида), процесс называется гашение извести. Реагирует с кислотами, оксидами металлов и неметаллов. Применяется для синтеза других соединений кальция, в производстве Са(ОН) ₂ , СаС ₂ и минеральных удобрений, как флюс в металлургии, катализатор в органическом синтезе, компонент вяжущих материалов в строительстве.

Уравнения важнейших реакций:

Получение СаО в промышленности — обжиг известняка (900-1200 °С):

СаСО3 = СаО + СО2

Гидроксид кальция Са(ОН) ₂

Основный гидроксид. Техническое название гашёная известь. Белый, гигроскопичный. Имеет ионное строение Са 2+ (ОН — ) ₂ . Разлагается при умеренном нагревании. Поглощает влагу и углекислый газ из воздуха. Малорастворим в холодной воде (образуется щелочной раствор), еще меньше — в кипящей воде. Прозрачный раствор (известковая вода) быстро мутнеет из-за выпадения осадка гидроксида (суспензию называют известковое молоко). Качественная реакция на ион Са 2+ — пропускание углекислого газа через известковую воду с появлением осадка СаС0 ₃ и переходом его в раствор. Реагирует с кислотами и кислотными оксидами, вступает в реакции ионного обмена. Применяется в производстве стекла, белильной извести, известковых минеральных удобрений, для каустификации соды и умягчения пресной воды, а также для приготовления известковых строительных растворов — тестообразных смесей (песок + гашёная известь + вода), служащих связующим материалом для каменной и кирпичной кладки, отделки (оштукатуривания) стен и других строительных целей. Отвердевание («схватывание») таких растворов обусловлено поглощением углекислого газа из воздуха.

Уравнения важнейших реакций:

Получение Са(ОН) ₂ в промышленности — гашение извести СаО (см. выше).

Кальций с солями уравнения реакций

ХИМИЯ – это область чудес, в ней скрыто счастье человечества,

величайшие завоевания разума будут сделаны

именно в этой области.(М. ГОРЬКИЙ)

Таблица
Менделеева

Универсальная таблица растворимости

Коллекция таблиц к урокам по химии

Щелочноземельные металлы. Кальций и его соединения. Жёсткость и способы её устранения

На данном уроке будут рассмотрены свойства элементов IIА группы и образуемых ими веществ. Изучение данной темы проводится по плану: свойства химических элементов, их нахождение в природе, химические свойства простых веществ, свойства и применение сложных веществ.

Во IIА груп­пу вхо­дят бе­рил­лий, маг­ний, каль­ций, строн­ций, барий и радий. По­след­ние че­ты­ре эле­мен­та по­лу­чи­ли на­зва­ние ще­лоч­но­зе­мель­ных. Такое на­зва­ние обу­слов­ле­но тем, что эти эле­мен­ты встре­ча­ют­ся в при­ро­де в со­ста­ве ми­не­ра­лов-кар­бо­на­тов, про­ка­ли­ва­ние ко­то­рых и даль­ней­шее рас­тво­ре­ние по­лу­чен­ных про­дук­тов при­во­дит к об­ра­зо­ва­нию ще­лоч­но­го рас­тво­ра. От­сю­да и на­зва­ние «ще­лоч­ные земли».

У ато­мов хи­ми­че­ских эле­мен­тов IIА груп­пы на внеш­нем слое на­хо­дит­ся по 2 элек­тро­на. В хи­ми­че­ских ре­ак­ци­ях атомы этих эле­мен­тов вы­сту­па­ют в ка­че­стве вос­ста­но­ви­те­лей, от­да­вая внеш­ние элек­тро­ны и пре­вра­ща­ясь в ионы с за­ря­дом «2+». Ще­лоч­но­зе­мель­ные ме­тал­лы и их соли окра­ши­ва­ют пламя в раз­ные цвета: на­при­мер, каль­ций – в кир­пич­но-крас­ный, строн­ций – в крас­ный, барий – в зе­ле­ный.

Рис. 1. Окра­ши­ва­ние пла­ме­ни со­ля­ми эле­мен­тов груп­пы IIА: а- солью каль­ция, б – солью строн­ция, в- солью бария

II. Нахождение в природе

В виде про­стых ве­ществ эле­мен­ты IIА груп­пы в при­ро­де не встре­ча­ют­ся. Самые рас­про­стра­нен­ные из них – каль­ций и маг­ний – встре­ча­ют­ся в при­ро­де в со­ста­ве ми­не­ра­лов, со­дер­жа­щих, как пра­ви­ло, кар­бо­на­ты и суль­фа­ты этих эле­мен­тов. Также соли каль­ция и маг­ния со­дер­жат­ся в прес­ной и мор­ской воде.

Радий – ра­дио­ак­тив­ный эле­мент. В при­ро­де он встре­ча­ет­ся в со­ста­ве ми­не­ра­лов урана.

KCl • MgCl₂ • 6H₂O – карналлит

CaCO₃ – кальцит (известняк, мрамор и др.)