Elementi IIa (2.) grupe PSE

ELEMENTI IIa (2.) GRUPE PSE

  • Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra
  • Zajednički naziv – zemnoalkalni metali
  • Zajednička elektronska konfiguracija: ns2 (dva valentna elektrona)

Nalaženje u prirodi i dobijanje

Kao u alkalni metali, u prirodi se ne mogu naći u slobodnom stanju, već isključivo u obliku jedinjenja i minerala.

CaCO3 – krečnjak, mermer, mramor, kreda, kalcit, aragonit

MgCO3 • CaCO3 – dolomit

MgCO3 – magnezit

Kalcijum i magnezijum su biogeni elementi.

Ca3(PO4)2 – apatit (fosforit) u sastav kostiju I zuba

CaF2 – fluorit u sastav zuba

Jon kalcijuma je važan faktor koagulacije krvi.

Jon magnezijuma ulazi u sastav zelenog biljnog pigmeta, hlorofila.

Dobijaju se elektrolizom rastopa soli (najčešće hlorida), pri čemu se metal izdvaja na katodi.

Fizičke osobine

Zemnoalkalni metali su čvrstog agregatnog stanja, sive boje i metalnog sjaja. Dobri su provodnici toplote i elektriciteta. Kalcijum, stroncijum i barijum se čuvaju u petroleumu. Mogu se kovati i presovati. je radioaktivan element. U poređenju sa alkalnim metalima, imaju više tačke ključanja i topljenja, i veću tvrdoću, a razlog je izraženija metalna veza (angažovana dva elektrona). Berilijum odstupa po svojim osobinama (sličniji je aluminijumu).

yemnoalk

Boje plamen karakterističnim bojama (primena u pirotehnici, vatromet)

PLAMEN

Kalcijum i stroncijum – crveno

Barijum – zeleno

Hemijske osobine

Zemnoalkalni metali spadaju u klasu reaktivnih metala, ali su manje reaktivni od alklanih metala. Idući u grupi odozgo na dole (raste atomski ili redni broj), opada energija jonizacije, a reaktivnost ovih metala raste.

  • Oksidacioni broj +2
  • Reakcije sa halogenim elementima (elementi VIIa (17.) grupe)

Mg + Cl2 → MgCl2 magnezijum – hlorid

Ca + I2 → CaI2 kalcijum – jodid

  • Reakcije sa halkogenima (elementi Via (16.) grupe)

Reakcijom sa sumporom, zemnoalkalni metali, kao i alkalni grade sulfide

Ba + S → BaS barijum – sulfid

  • Zemnoalkalni metali u reakciji sa kiseonikom (sagorevanjem) daju okside, izuzev barijuma koji može dati peroksid, ako je kiseonik uzet u višku

2Mg + O2 → 2MgO magnezijum – oksid

Stajanjem na vazduhu, magnezijumova traka dobija tamno sivu boju, zbog reakcije magnezijumove trake sa kiseonikom i pasiviziranja

Ba + O2 → BaO2  barijum – peroksid

  • Oksidi zemnoalkalnih metala su čvrstog agregatnog stanja i bele boje.
  • Svi oksidi zemnalkalnih metala (sem BeO koji je amfoteran)  su bazni oksidi (anhidridi baza) i u reakciji sa vodom daju hidrokside odnosno baze

MgO + H2O → Mg(OH)2 magnezijum – hidroksid

CaO + H2O → Ca(OH)2 kalcijum – hidroksid

Kako su oksidi zemnoalkalnih metala bazni oksidi, mogu reagovati sa kiselinama ili kiselim oksidima

MgO + 2HNO3 → Mg(NO3)2 + H2O

CaO +CO2 → CaCO3

  • Reakcije sa vodonikom (građenje jonskih hidrida)

Ca + H2 → CaH2 kalcijum – hidrid

Hidridi alkalnih metala koji su izrazito bazni i odlična redukciona sredstva, reaguju sa vodom

CaH2 + H2O → Ca(OH)2 + H2

  • Reakcije sa vodom

Zemnoalkalni metali su dobra redukciona sredstva (slabija od alkalnih metala)

2Mg + CO2 → 2MgO + C

Burno reaguju sa vodom, dajući hidroksid i gasoviti vodonik (reakcija je egzotermna)

                 zemnoalkalni metal + voda → hidroksid + vodonik

Ca + 2H2O →  Ca(OH)2 + H2

Hidroksidi zemnoalklanih metala se ubrajaju u klasu jakih dvokiselih baza (izuzev Be(OH)2). Slabo se rastvaraju u vodi. Kao i sve baze, reaguju sa kiselinama i kiselim oksidima

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

(ova reakcija se može iskoristiti za dokazivanje CO2 koji zamućuje rastvor krečne vode, tj bistri rastvor Ca(OH)2)

Ba(OH)2  + 2HF → BaF2 + 2H2O

  • Reakcije sa kiselinama

Za razliku od alkalnih metala koji sa kiselinama mogu reagovati eksplozivno, zemnoalkalni metali u reakciji sa kiselinama izdvajaju vodonik, te se ova reakcija može iskoristiti za laboratorijsko dobijanje vodonika

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

Važnija jedinjenja i primena

CaCO3krečnjak, mermer, mramor, kreda, kalcit, aragonit

Koristi se u proizvodnji kalcijum – oksida, odnosno živog kreča

CaCO3 →  CaO + CO2

Kao i MgCO3, CaCO3 se ne rastvara u vodi. Kalcijum  i magnezijum – hidrogenkarbonat se zagrevanjem prevode u kalcijum, odnosno magnezijum – karbonat, po reakciji:

Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O

Ovo je jedan od načina uklanjanja prolazne tvrdoće prirodnih voda (kuvanjem). Pored prolazne tvrdoće vode koja je uzrokovana Ca(HCO3)2 i Mg(HCO3)2, stalnu tvrdoću vode (kuvanjem se ne može ukloniti) čine MgSO4, CaSO4, MgCl2,  CaCl2. Tvrde vode se za potrebe industrije mogu omekšati termički, hemijski i jonoizmenjivački.

CaO – živi, negašeni kreč

Dobija se žarenjem krečnjaka (videti reakciju)

Ca(OH)2 – gašeni kreč

Zasićen rastvor kalcijum – hidroksida se naziva krečna voda, a suspenzija sa vodom je poznatija pod imenom krečno mleko. Dobija se reakcijom kalcijum – oksida sa vodom (gašenje kreča je visoko egzotermna reakcija), koji se u industriji može dobiti žarenjem krečnjaka.

CaO + H2O → Ca(OH)2

Koristi se za krečenje zidova, dobijanje maltera….

CaSO4 • 2H2O – gips

Koristi se u medicini za imobilizaciju, u stomatologiji za uzimanje otisaka, u građevinarstvu, u vajarastvu….

MgSO4 • 7H2O – gorka so

Primenjuje se u medicini

BaSO4

Koristi se u radiologiji (snimanje želuca). Soli barijuma, koje su rastvorne u vodi, su veoma otrovne.

Ostavite odgovor

Popunite detalje ispod ili pritisnite na ikonicu da biste se prijavili:

WordPress.com logo

Komentarišet koristeći svoj WordPress.com nalog. Odjavite se /  Promeni )

Google photo

Komentarišet koristeći svoj Google nalog. Odjavite se /  Promeni )

Slika na Tviteru

Komentarišet koristeći svoj Twitter nalog. Odjavite se /  Promeni )

Fejsbukova fotografija

Komentarišet koristeći svoj Facebook nalog. Odjavite se /  Promeni )

Povezivanje sa %s