1

Berylowce, grupa IIA

(metale ziem alkalicznych)

ogólna konfiguracja elektronów

walencyjnych: ns

2

beryl

Berylium

magnez

Magnesium

wap

ń

Calcium

stront

Strontium

bar

Barium

rad

Radium

Berylowce ogólna charakterystyka

• metale;
• rozmiary atomów i jonów mniejsze, g

ę

sto

ść

i twardo

ść

wi

ę

ksza, t

t

wi

ę

ksze od odpowiadaj

ą

cych im litowców;

• l. at.

↑ →

→

→

→

r

at

↑

, E

o

↓

, EU

↓

(zmiany monotoniczne);

• E

III

>> E

II

>> E

I

→

→

→

→

berylowce tworz

ą

jony M

2+

i nie wyst

ę

puj

ą

nigdy

na wy

ż

szych stopniach utlenienia; (E

II

skompensowana jest przez

energi

ę

sieciow

ą

zwi

ą

zku z kationami M

2+

);

• małe rozmiary atomu Be i stosunkowo najwi

ę

ksza EU

→

→

→

→

tendencja

do tworzenia wi

ą

za

ń

kowalencyjnych;

zwi

ą

zki pozostałych berylowców

s

ą

niemal wył

ą

cznie jonowe;

• silnie ujemne potencjały standardowe

ś

wiadcz

ą

o łatwo

ś

ci z jak

ą

berylowce oddaj

ą

elektrony i przechodz

ą

w jony; mo

ż

na je wydzieli

ć

w stanie wolnym tylko pod wpływem najsilniejszych reduktorów

(katoda);

• jony M

2+

→

→

→

→

konfiguracja gazów szlachetnych

→

→

→

→

brak elektronów

niesparowanych

→

→

→

→

sole berylowców s

ą

diamagnetyczne

→

→

→

→

sole berylowców s

ą

bezbarwne (je

ś

li anion jest bezbarwny)

Berylowce

ogólna charakterystyka

• zdolno

ść

do tworzenia soli uwodnionych maleje ze wzrostem liczby

atomowej berylowca:

• ró

ż

nice we wła

ś

ciwo

ś

ciach berylowców s

ą

mniej wyra

ź

nie

zaznaczone ni

ż

w innych grupach;

• zwi

ą

zki berylu i baru s

ą

silnie truj

ą

ce.

berylowiec

zdolno

ść

hydratacji

beryl

wszystkie sole uwodnione

magnez

wszystkie sole uwodnione

wap

ń

wi

ę

kszo

ść

soli uwodnionych

stront

nieliczne sole uwodnione

bar

b. nieliczne sole uwodnione

rad

sole bezwodne

Berylowce

ogólna charakterystyka

• wolne atomy berylowców (w parach ich lotnych zwi

ą

zków)

ulegaja łatwo wzbudzeniu

→

→

→

→

staj

ą

si

ę ź

ródłem

promieniowania

→

→

→

→

widmo emisyjne w zakresie

ś

wiatła

widzialnego

→

→

→

→

lotne poł

ą

czenia berylowców barwi

ą

płomie

ń

palnika:

• ze wzrostem l. at. berylowca zmieniaj

ą

si

ę

regularnie:

rozpuszczalno

ść

i wła

ś

ciwo

ś

ci zasadowe wodorotlenków i

tlenków(

↑

), rozpuszczalno

ść

siarczanów (

↓

), t

r

w

ę

glanów (

↑

);

• beryl ma podobne wła

ś

ciwo

ś

ci do glinu (amfoteryczny

wodorotlenek)

→

→

→

→

podobie

ń

stwo diagonalne

berylowiec

barwa płomienia

beryl

UV

magnez

UV

wap

ń

ceglastoczerwona

stront

karminowa

bar

zielona

rad

karminowa

Berylowce

wyst

ę

powanie w przyrodzie

Wa

ż

niejsze minerały

bery-
lowiec

Zawarto

ść

w skorupie

ziemskiej

[%]

wzór

nazwa

beryl

6.10

-4

Be

3

Al

2

[Si

6

O

18

]

Be

2

SiO

4

Al

2

BeO

4

beryl

fenakit

chryzoberyl

magnez

2,09

(Mg,Fe)[SiO

4

]

MgCO

3

, MgCO

3

.CaCO

3

MgSO

4

.H

2

O,

KCl.MgSO

4

.3H

2

O

KCl.MgCl

2

.6H

2

O

oliwin

magnezyt, dolomit

kizeryt

kainit

karnalit

wap

ń

3,63

CaCO

3

CaSO

4

, CaSO

4

.2H

2

O

Ca

3

(PO

4

)

2

, CaF

2

Ca

3

(PO

4

)

2

Ca(Cl,F)

2

,

kalcyt

anhydryt, gips

fosforyt, fluoryt

apatyt

stront

3,8.10

-2

SrCO

3

, SrSO

4

stroncjanit, celestyn

bar

4,3.10

-2

BaCO

3

, BaSO

4

witeryt, baryt

rad

1,4.10

-6*

* blenda smolista

Otrzymywanie:

beryl

Be

3

Al

2

[Si

6

O

18

] + 2Na

2

[SiF

6

] + Na

2

CO

3

→

3Na

2

[BeF

4

] + 8SiO

2

+ Al

2

O

3

+ CO

2

Be

3

Al

2

[Si

6

O

18

] + 2Na

3

[FeF

6

]

→

3Na

2

[BeF

4

] + 6SiO

2

+ Al

2

O

3

+ Fe

2

O

3

Na

2

[BeF

4

] + 4NaOH

→

Na

2

[Be(OH)

4

] + 4NaF

Na

2

[Be(OH)

4

] Be(OH)

2

+ 2 NaOH

Be(OH)

2

BeO + H

2

O

Be

3

Al

2

[Si

6

O

18

] + 6H

2

SO

4

= 3BeSO

4

+ Al

2

(SO

4

)

2

+ 6SiO

2

+ 6H

2

O

↓

(NH

4

)

2

SO

4

3BeSO

4

+ NH

4

Al(SO

4

)

2

.12H

2

O

BeSO

4

+ 4NaOH

→

Na

2

[Be(OH)

4

] + Na

2

SO

4

BeO + HCl

→

BeCl

2

Be (krystaliczne płatki)

2BeO.5BeF

2

ciekły Be

lity Be

+ H

2

O, gotowanie

700- 800

o

C

∆

∆∆

∆

∆

∆∆

∆

700- 800

o

C

EDTA (kompleksowanie Fe, Al)

pra

ż

enie

elektroliza, 380- 400

o

C

chłodzenie

elektroliza, 1400

o

C

2

Otrzymywanie:

magnez

MgCO

3

→

→

→

→

MgO + CO

2

CaCO

3

.MgCO

3

CaO.MgO

Ca(OH)

2

.Mg(OH)

2

Ca(OH)

2

.Mg(OH)

2

+ Mg

2+

→

→

→

→

2Mg(OH)

2

+ Ca

2+

MgO + C + Cl

2

→

→

→

→

MgCl

2

+ CO

MgCl

2

+ (NaCl + CaCl

2

) stopiony magnez

Elektrotermiczna redukcja MgO w

ę

glem, w

ę

glikiem wapnia,

ferrokrzemem:

MgO + CaC

2

Mg

↑↑↑↑

+ CaO + 2C

↓↓↓↓

destylacja

Mg (cz.)

∆

∆∆

∆

∆

∆∆

∆

2000

o

C, wodór, gaz ziemny

elektroliza, 730

o

C

pra

ż

enie

woda morska

0,13% Mg

dolomit

Otrzymywanie:

wap

ń

, stront, bar

1)

Elektroliza stopionych soli
- wap

ń

(mieszanina CaCl

2

+ CaF

2

);

- stront (mieszanina SrCl

2

+ KCl);

- bar (sole baru);

2)

Aluminotermiczne w pró

ż

ni:

3MO + 2Al = Al

2

O

3

+ 3M M = {Ca, Sr, Ba}

3)

Elektroliza roztworu wodnego BaCl

2

z katod

ą

rt

ę

ciow

ą

(amalgamat baru do pewnego st

ęż

enia nie ulega działaniu wody),

oddestylowanie rt

ę

ci z amalgamatu.

Otrzymywanie:

rad

destylacja

elektroliza

BaCl

2

r-r {U, Fe (Pa,Th, Ac,Po)}

pozostało

ść

Ba(Ra,Pb)SO

4

, SiO

2

, Ta,

∆

∆∆

∆

NaCl

Ba(Ra)SO

4

, SiO

2

, Ta

PbCl

2

r-r Na

2

CO

3

∆

∆∆

∆

Ba(Ra)CO

3

, SiO

2

, Na

3

TaO

4

Rudy uranu
(blenda smolista)

+ H

2

SO

4

HCl

SiO

2

, Ta

Ba(Ra)Cl

2

r-r Na

2

CO

3

Ba(Ra)CO

3

HBr

Ba(Ra)Br

2

krystalizacja

RaBr

2

D

Ra/Ba

= 9

K rt

ę

ciowa

K

Ra/Hg

Ra

berylowce

wła

ś

ciwo

ś

ci fizyczne

• metale o barwie srebrzystobiałej;

• powierzchnia o silnym połysku ulega szybkiemu zmatowieniu;

• twardsze od litowców (twardo

ść

: Be>Mg>Ca>Sr>Ba);

• t

t

, t

w

i g

ę

sto

ś

ci s

ą

wi

ę

ksze ni

ż

dla litowców, ale zmieniaja si

ę

nieregularnie ze wzrostem l.at.;

• małe g

ę

sto

ś

ci i do

ść

dobra wytrzymało

ść

(Be, Mg)

→

→

→

→

do

konstrukcji pojazdów kosmicznych i samolotów;

berylowce

wła

ś

ciwo

ś

ci chemiczne

• aktywno

ść

chemiczna wzrasta od Be do Ba:

- Be pokrywa si

ę

warstewk

ą

ochronn

ą

tlenku, nie reaguje z wod

ą

ani na zimno, ani na gor

ą

co; Mg mniej odporny – z wod

ą

reaguje

w > 67

o

C; Ca rozkłada wod

ę

niezbyt szybko, Sr – szybciej, a Ba

prawie tak gwałtownie jak sód;

- Be spala si

ę

po sproszkowaniu i podgrzaniu, Mg – po

podgrzaniu do 760

o

C; Ca, Sr, Ba reaguj

ą

łatwo z tlenem w temp.

pokojowej;

• reaguj

ą

łatwo z kwasami tworz

ą

c si

ę

sole, wydzielaj

ą

c wodór

(pasywacja Be w HNO

3

oraz Mg w HF);

• beryl rozpuszcza si

ę

w st

ęż

onych zasadach, dalsze berylowce

s

ą

odporne na działanie zasad;

berylowce

zastosowania metali

bery-
lowiec

zastosowania

beryl

•

do konstrukcji pojazdów kosmicznych (du

ż

y stosunek wytrz./d)

•

folia na okienka przepuszczaj

ą

ce promieniowanie w lampach Rtg

•

materiał na moderatory w reaktorach j

ą

drowych i osłon na pr

ę

ty

paliwowe (silnie pochłanianie neutronów, wysoka t

t

);

•

dodatek do stopów (br

ą

z berylowy – wytrzymały i twardy)

magnez

•

najl

ż

ejszy metal u

ż

ytkowy (pokrycie skrzydeł samolotów);

•

składnik lekkich stopów (elektron 90%Mg, magnalium – z Al);

•

silny

ś

rodek redukuj

ą

cy;

•

cele o

ś

wietleniowe w fotografii, do produkcji rakiet

ś

wietlnych

(wydziela du

ż

o

ś

wiatła UV podczas spalania);

wap

ń

•

odtleniacz (usuwanie tlenu ze stopionych metali);

•

do utwardzania stopów ołowiu

•

do redukcji halogenków Zr i U do czystych metali (kalcjotermia)

stront

•

brak szerszych zastosowa

ń

praktycznych

bar

•

do utrzymywania wysokiej pró

ż

ni (geter)

Zwi

ą

zki berylowców z wodorem

• wszystkie tworz

ą

zwi

ą

zki o składzie MH

2

:

BeH

2

- (BeCl

2

+ 2LiH = BeH

2

+ 2LiCl w r-rze eterowym), bezbarwny,

trudnolotny, tworzy polimeryczne ła

ń

cuchy

(beryl zwi

ą

zany kowalencyjnie wi

ą

zaniem trójcentrowym),

rozkłada si

ę

na Be i H

2

w 300

o

C);

MgH

2

– (Mg + H

2

= MgH

2

; t

↑

, p

↑

, kat.)

(Mg(C

2

H

5

)

2

= MgH

2

+ 2C

2

H

4

),

srebrzystobiały proszek, rozpuszczalny w eterze, nie ma charakteru soli,
rozkłada si

ę

w temp. > 300

o

C

(w prototypowych samochodach nap

ę

dzanych wodorem);

MH

2

, M = {Ca, Sr, Ba} – (M + H

2

= MH

2

; t

↑

), zwi

ą

zki o charakterze

jonow

ym, typu soli (z anionem H

-

), reaguj

ą

z wod

ą

wydzielaj

ą

c dwa razy

wi

ę

ksz

ą

ilo

ść

H

2

ni

ż

zwi

ą

zana w MH

2

(MH

2

+ 2H

2

O = M(OH)

2

+ 2H

2

);

CaH

2

– stosowany do otrzymywania wodoru (np. napełnianie balonów sond

do bada

ń

meteorologicznych)

3

Zwi

ą

zki berylowców z fluorowcami MX

2

M = {Be, Mg, Ca, Sr, Ba}, X = {F, Cl, Br, I}

•

halogenki berylu maj

ą

(z wyj

ą

tkiem BeF

2

) w znacznym stopniu

charakter kowalencyjny

;

BeCl

2

– długie ła

ń

cuchy: tetraedry koordynacyjne [BeCl

4

] ł

ą

cz

ą

si

ę

kraw

ę

dziami; dobrze rozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych

(alkohole, etery, aminy, aldehydy, ketony – zasady Lewisa); z r-rów
wodnych krystalizuje BeCl

2

.4H

2

O (nie traci wody przy przechowywaniu w

eksykatorze nad P

4

O

10

– [Be(NH

3

)

4

]Cl

2

jest trwalszy);

BeF

2

– dobrze rozpuszczalny w wodzie, ulega hydrolizie w roztworach

wodnych; wykazuje podobie

ń

stwo do SiO

2

(tworzy sie

ć

krystobalitu,

zastyga w postaci szkliwa, z nadmiarem fluorków tworzy fluoroberylany,
np. Na

2

BeF

4

– izomorficzny z Ca

2

SiO

4

);

•

halogenki pozostałych berylowców maj

ą

charakter wyra

ź

nie jonowy;

• fluorki Mg, Ca, Sr i Ba s

ą

w wodzie trudno rozpuszczalne;

• chlorki, bromki, jodki rozpuszczaj

ą

si

ę

bardzo obficie.

Wa

ż

niejsze halogenki berylowców

Ca

F

2

– minerał fluoryt (surowiec, z którego otrzymuje si

ę

HF i F

2

oraz jego

zwi

ą

zki), str

ą

ca si

ę

z r-ru Ca

2+

w obecno

ś

ci jonów F

-

; stosowany jako

topnik w metalurgii oraz dodatek do emalii;

MgCl

2

– otrzymywany przez przeróbk

ę

karnalitu (MgCl

2

.KCl.6H

2

O);

bezwodny – higroskopijny; z r- rów wodnych krystalizuje MgCl

2

.6H

2

O

(mo

ż

na go odwodni

ć

w atmosferze HCl; w zwykłych warunkach:

2MgCl

2

+ H

2

O

→

Mg

2

OCl

2

+ 2HCl); b.dobrze rozpuszczalny w wodzie;

st

ęż

ony r-r MgCl

2

+ MgO

→

cement Sorela (twardniej

ą

ca po pewnym

czasie masa) + (wełna drzewna, odpadki drzewne)

→

ksylolit

CaCl

2

– dobrze rozpuszczalny w wodzie; produkt odpadowy w procesie

Solvaya; bezwodny – silnie higroskopijny (osuszanie gazów), chłonie
NH

3

; podczas rozpuszczania wydziela du

ż

e ilo

ś

ci ciepła (hydratacja);

z wody krystalizuje jako CaCl

2

.6H

2

O (daje si

ę

odwodni

ć

– nie tworzy

tlenochlorków); rozpuszczany w wodzie pochłania ciepło (CaCl

2

.6H

2

O +

lód = mieszanina ozi

ę

biaj

ą

ca – t = - 55

o

C);

BaCl

2

– krystalizuje jako BaCl

2

.2H

2

O, nie jest higroskopijny; najcz

ęś

ciej

spotykana w laboratorium sól baru; silna trucizna (sól glauberska –
antidotum)

∆

∆∆

∆

Tlenki(MO) i wodorotlenki M(OH)

2

berylowców

•

otrzymuje si

ę

przez rozkład termiczny: w

ę

glanów, azotanów, szczawianów,

wodorotlenków;

• BeO tworzy sie

ć

przestrzenn

ą

typu wurcytu (charakterystyczna dla

substancji w znacznym stopniu kowalencyjnych

); MgO, CaO, SrO, BaO

s

ą

jonowe i maj

ą

sie

ć

przestrzenn

ą

typu NaCl;

• wysokie t

t

, du

ż

e warto

ś

ci energii sieciowej, du

ż

e



∆

H

tw



;

• BeO nie reaguje z wod

ą

, MgO – gdy ma rozwini

ę

t

ą

powierzchni

ę

, pozostałe

łatwo ulegaj

ą

hydratacji: MO + H

2

O = M(OH)

2

(wydzielaj

ą

du

ż

e ilo

ś

ci ciepła);

• rozpuszczalno

ść

M(OH)

2

wzrasta regularnie ze wzrostem l.at. berylowca;

• moc wzrasta od Be(OH)

2

(amfoteryczny) do Ba(OH)

2

(b. silna zasada);

Be O

H

O

H

Ba

O

H

O

H

EU

Be

> EU

Ba

→

→

→

→

Be

2+

silniej polaryzuje wi

ą

zanie Be - O, ni

ż

Ba

2+

wiazanie Ba - O

Wa

ż

niejsze tlenki(MO) i wodorotlenki M(OH)

2

berylowców

• Be(OH)

2

str

ą

ca si

ę

pod wpływem wodorotlenków litowców z r-rów soli

berylu, - w nadmiarze rozpuszczalne berylany (nie mo

ż

na wydzieli

ć

z r-ru);

• MgO (peryklaz); pulchny biały proszek otrzymywany przez rozkład MgCO

3

(magnezja palona); pra

ż

ony w temp. > 800-900

o

C b. wolno reaguje z wod

ą

;

u

ż

ywany do wyrobu naczy

ń

ognioodpornych, tygli i wykładzin pieców;

• Mg(OH)

2

(brucyt) str

ą

ca si

ę

ilo

ś

ciowo pod wpływem MOH z r-rów soli

magnezu (nie NH

3

aq.); słabo rozpuszczalny w wodzie, r-ry lekko alkaliczne;

• CaO

– otrzymywany na skal

ę

przemysłow

ą

przez rozkład wapieni

(CaCO

3

= CaO + CO

2

) – wapno palone (zastosowanie w budownictwie,

przemy

ś

le chemicznym, metalurgicznym, szklarskim, do celów

nawozo-

wych); czysty CaO otrzymywany przez rozkład termiczny CaC

2

O

4

;

ogrzewany palnikiem tlenowo-wodorowym daje ol

ś

niewaj

ą

ce

ś

wiatło

(luminofor);

CaO + H

2

O = Ca(OH)

2

– wapno gaszone (wydziela si

ę

du

ż

a

ilo

ść

ciepła);

Wa

ż

niejsze tlenki(MO) i wodorotlenki M(OH)

2

berylowców

• Ca(OH)

2

– biały proszek, słabo rozpuszczalny w wodzie; roztwory wodne

(woda wapienna) wykazuj

ą

odczyn silnie zasadowy; wa

ż

ny produkt

przemysłowy stosowany w budownictwie – zmieszany z wi

ę

ksz

ą

ilo

ś

ci

ą

wody tworzy hydro

ż

el u

ż

ywany z piaskiem jako zaprawa murarska; ł

ą

czy si

ę

z CO

2

: Ca(OH)

2

+ CO

2

= CaCO

3

+ H

2

O (twardnienie zaprawy murarskiej);

najta

ń

sza zasada stosowana w przemy

ś

le chemicznym: w cukrownictwie

(oczyszczanie soku buraczanego), w garbarstwie (do wytwarzania wapna
chlorowanego), w zawiesinie wodnej (mleko wapienne);

• SrO i BaO ł

ą

cz

ą

si

ę

z wod

ą

jeszcze energiczniej; ich wodorotlenki

wydzielaj

ą

si

ę

z r-rów wodnych jako hydraty Sr(OH)

2

.8H

2

O i Ba(OH)

2

.8H

2

O;

r-r Ba(OH)

2

– woda barytowa, mocna zasada stosowana w chemii

analitycznej

Nadtlenki(MO

2

) berylowców

• trwało

ść

ich wzrasta ze wzrostem l.at.:

Be – nie tworzy,
Mg – tworzy uwodniony,
Ca, Sr, Ba – tworz

ą

typowe nadtlenki

2BaO + O

2

2BaO

2

BaO

2

+ H

2

SO

4

= BaSO

4

+ H

2

O

2

500

o

C

730

o

C

Siarczki (MS) berylowców

• otrzymywane w bezpo

ś

redniej syntezie z pierwiastków

• redukcja siarczanów w

ę

glem: np. BaSO

4

+ 4C = BaS + 4CO

• ulegaj

ą

hydrolizie tworz

ą

c dobrze rozpuszczalne wodorosiarczki,

np. 2CaS + 2H

2

O = Ca(HS)

2

+ Ca(OH)

2

(BeS najbardziej odporny)

4

Azotki berylowców M

3

N

2

• powstaj

ą

podczas ogrzewania metali w atmosferze azotu

(najwy

ż

sza temperatura dla Be - 900

o

C; Ca, Sr, Ba ł

ą

cz

ą

si

ę

w 330 – 430

o

C;

• bezbarwne ciała stałe;
• w zetkni

ę

ciu z wod

ą

wydzielaj

ą

amoniak: Mg

3

N

2

+ 3H

2

O = 3Mg(OH)

2

+ 2NH

3

W

ę

gliki berylowców

MC

2

– acetylenki (w

ę

gliki jonowe)

• tworz

ą

Mg, Ca, Sr, Ba;

• struktura NaCl (C

2

2-

);

• otrzymywane w wysokich temperaturach z metali lub ich tlenków:

CaCO

3

+ 3C = CaC

2

+ CO + CO

2

(w łukowych piecach elektrycznych

na du

żą

skal

ę

);

• CaC

2

(karbid)–do otrzymywania:

acetylenu (CaC

2

+ 2H

2

O = Ca(OH)

2

+ C

2

H

2

cyjanamidu wapnia CaC

2

+ N

2

= CaCN

2

+ C (nawóz sztuczny –

reaguje z wilgoci

ą

w glebie: CaCN

2

+ 3H

2

O = CaCO

3

+ 2NH

3

)

Mg

2

C

3

- allilek

Be

2

C - metanek

Sole kwasów tlenowych

Azotany berylowców M(NO

3

)

2

⋅⋅⋅⋅

nH

2

O

M

n

rozpuszczalno

ść

Be

4

b. dobra

Mg

6

b. dobra

Ca

4

b. dobra

Sr

4 (t < 33

o

C)

0 (t > 33

o

C)

umiarkowana

mo

ż

na str

ą

ci

ć

st. HNO

3

Ba

0

słaba

łatwo str

ą

ci

ć

st.HNO

3

Sole kwasów tlenowych

W

ę

glany MCO

3

i wodorow

ę

glany M(HCO

3

)

2

berylowców

• poza BeCO

3

w

ę

glany wszystkich berylowców wyst

ę

puj

ą

w przyrodzie

jako minerały;

• trudno rozpuszczalne w wodzie:

BeCO

3

, MgCO

3

– mo

ż

na str

ą

ci

ć

tylko z roztworów nasyconych CO

2

(z r-rów

oboj

ę

tnych str

ą

caj

ą

si

ę

zasadowe w

ę

glany, np. Mg(OH)

2

.4MgCO

3

.4H

2

O);

CaCO

3

, SrCO

3

, BaCO

3

mo

ż

na str

ą

ci

ć

z ich rozpuszczalnych soli r-rem

w

ę

glanu litowca lub amonu;

• wodorow

ę

glany berylowców s

ą

łatwiej rozpuszczalne od w

ę

glanów

(MCO

3

+ H

2

O + CO

2

= M(HCO

3

)

2

);

• ogrzewane ulegaj

ą

rozkładowi: MCO

3

→

→

→

→

MO + CO

2

temperatury rozkładu (p

CO2

= 1 Atm) wzrastaj

ą

ze wzrostem l.at. M

Sole kwasów tlenowych

CaCO

3

(wapie

ń

)

• dwie odmiany polimorficzne:

kalcyt

aragonit

•

trudno rozpuszczalny w czystej wodzie, do

ść

dobrze rozpuszczalny w r-rze

chlorku amonu: CaCO

3

+ 2NH

4

Cl = CaCl

2

+ 2NH

3

+ CO

2

+ H

2

O

• pod działaniem wody nas. CO

2

przechodzi w rozpuszczalny wodorow

ę

glan:

CaCO

3

+ H

2

O + CO

2

Ca(HCO

3

)

2

(reakcja odwracalna przez zagotowanie),

zachodzi w przyrodzie (stalaktyty, stalagmity);

• obecno

ść

Ca(HCO

3

)

2

w wodzie jest korzystna

→

dobry smak wody; do

celów przemysłowych i w gospodarstwie domowym – niekorzystna

(twardo

ść

wody).

heksagonalny, trwały w temp. < 30

o

C;

pocz

ą

tkowo str

ą

caj

ą

cy si

ę

bezpostaciowy

CaCO

3

przechodzi w kalcyt;

izomorficzny z w

ę

glanami Mg,Ni, Co, Fe,

Zn (jony o promieniach r < 1,0 A)

rombowy; str

ą

ca si

ę

na gor

ą

co

z rozcie

ń

czonych roztworów;

odmiana metatrwała; izomorficzny
z w

ę

glanami Sr, Ba, Pb (jony o

promieniach r > 1,0 A)

Twardo

ść

wody

Przejawia si

ę

pojawieniem si

ę

obfitego białego osadu soli wapniowych

kwasu palmitynowego i stearynowego po dodaniu do wody mydła
(mydło to sól sodowa tych kwasów).

Pochodzi od obecno

ś

ci soli wapniowych i magnezowych: siarczanów

i chlorków (twardo

ść

nieprzemijaj

ą

ca) oraz wodorow

ę

glanów

(twardo

ść

przemijaj

ą

ca).

Twardo

ść

przemijaj

ą

c

ą

mo

ż

na ja usun

ąć

przez zagotowanie.

Twardo

ść

nieprzemijaj

ą

c

ą

usuwa si

ę

:

- przez str

ą

cenie r-rem Na

2

CO

3

;

- demineralizacj

ę

wody na kolumnach jonitów (wymieniaczy jonowych);

- dodatek polifosforanów (Na

5

P

3

O

10

), które kompleksuj

ą

Ca

2+

i Mg

2+

Siarczany berylowców MSO

4

⋅⋅⋅⋅

nH

2

O

M

n

rozpuszczalno

ść

Be

4

b. dobra

Mg

7

b. dobra

Ca

2

niezbyt dobra

Sr

0

słaba

Ba

0

b. słaba

E

SKr

E

H

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

siarczany

E

H

E

SKr

Be

Mg

Ca

Sr

Ba

wodorotlenki

5

Siarczany berylowców MSO

4

⋅⋅⋅⋅

nH

2

O

MgSO

4

siarczan magnezu

• tworzy kilka ró

ż

nych hydratów;

• heptahydrat krystalizuje z r-ru wodnego w temp. pokojowej (sól gorzka);
• izomorficzny z M

II

SO

4

.7H

2

O M

II

={Zn, Ni, Co, Fe, Mn} - witriole

[M(H

2

O)

6

]

2+

OH

2

– [SO

4

]

2-

• ogrzewany traci stopniowo wod

ę

, w temp. >200

o

C w sól bezwodna

CaSO

4

siarczan wapnia

• niezbyt dobrze rozpuszczalny w wodzie;
• z r-ru wodnego w temp. < 60

o

C krystalizuje jako CaSO

4

.2H

2

O (gips), w

temp. wy

ż

szych CaSO

4

(anhydryt)

100

o

C

CaSO

4

.2H

2

O

CaSO

4

.1/2H

2

O

zdolno

ść

wi

ą

zania

wody i zastygania
po zarobieniu w
tward

ą

mas

ę

CaO + SO

3

CaSO

4

traci zdolno

ść

wi

ą

zania wody

CaSO

4

zachowuje
zdolno

ść

wi

ą

zania wody

1030

o

C

327

o

190

o

C

gips półwodny

gips
sztukatorski

Siarczany berylowców MSO

4

⋅⋅⋅⋅

nH

2

O

BaSO

4

siarczan baru

• str

ą

ca si

ę

jako produkt reakcji mi

ę

dzy jonami barowymi i siarczanowymi:

Ba

2+

+ SO

4

2-

= BaSO

4

reakcja wykorzystywana w chemii analitycznej do

wykrywania zarówno jonów Ba

2+

jak i SO

4

2-

oraz oznaczania ich metod

ą

wagow

ą

;

Stosowany jest jako:
• wypełniacz masy papierowej;
• składnik bieli litoponowej (farba mineralna) ZnSO

4

+ BaS = BaSO

4

+ ZnS

• materiał

kontrastowy do wypełniania

ż

oł

ą

dka i jelit w badaniach

rentgenologicznych (du

ż

e A

Ba

→

→

→

→

silnie absorbuje promieniowanie Rtg)

Zwi

ą

zki kompleksowe berylowców

•

s

ą

niezbyt liczne;

• najwi

ę

ksze zdolno

ś

ci tworzenia kompleksów wykazuje beryl

→

→

→

→

→

→

→

→

małe rozmiary

→

→

→

→

silne pole elektryczne wokół kationu

→

→

→

→

łatwo

ść

przyjmowania par elektronowych ligandów

- hybrydyzacja sp

3

berylu (np. w [BeF

4

]

2-

- brak orbitali d

→

→

→

→

najwy

ż

sza liczba koordynacji 4

- tworzy kompleksy chelatowe

(np. Be

4

O(CH

3

COO)

6

)

Zwi

ą

zki kompleksowe berylowców

•

liczba znanych kompleksów magnezu jest znacznie mniejsza:

- hydraty
- kompleksy z alkoholami, estrami i eterami

odczynniki Grignarda – RMgX.nS,

n = f(R)

R(S)Mg(

µµµµ

-X)

2

Mg(S)R) dla Mg LK = 4

- kompleksy z porfiryn

ą

(a) (chlorofil(b) – zielony barwnik li

ś

ci)

Zwi

ą

zki kompleksowe berylowców

•

zdolno

ś

ci jonów Ca

2+

, Sr

2+

, Ba

2+

do tworzenia kompleksów s

ą

jeszcze

słabiej zaznaczone:

- kompleksy z diketonami i oksoestrami maj

ą

małe znaczenie;

- wi

ę

ksze znaczenie maj

ą

kompleksy chelatowe z anionami kwasu

etylenodiamiotetraoctowego (EthyleneDiaminaTetraAcetic acid)
EDTA H

4

Y sól sodowa Na

2

H

2

Y - wersenian sodu

HOOC-CH

2 . .

. .

CH

2

- COOH

N-CH

2

-CH

2

-N

HOOC-CH

2

CH

2

-COOH

wykorzystywane w analizie miareczkowej do oznaczania głównie
Ca

2+

i Mg

2+

(rzadziej Sr

2+

i Ba

2+

) Mg

2+

+ H

2

Y

2-

= MgY

2-

+ 2H

+