Quel métal est stocké dans le kérosène. Propriétés chimiques. Le calcium est facilement oxydé dans l'air, il est donc, comme le potassium et le sodium, stocké sous une couche de kérosène. Purification des métaux alcalins à partir de films d'oxyde

08.09.2020

Le calcium est facilement oxydé dans l'air, il est donc, comme le potassium et le sodium, stocké sous une couche de kérosène.

Lorsque le calcium est oxydé dans l'air, il se forme de l'oxyde de calcium ou, comme on l'appelle, de la chaux brûlée (chaux vive) CaO :

2Ca + O 2 \u003d 2CaO

Le calcium préchauffé brûle dans l'oxygène, mais pas aussi intensément que le magnésium. Le calcium réagit vigoureusement avec l'eau chaude, en en déplaçant l'hydrogène et en formant de l'hydroxyde de calcium, ou chaux éteinte Ca (OH) 2 :

Ca + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2

Dans des conditions normales, le calcium réagit avec les halogènes, et avec le soufre, l'azote et le carbone lorsqu'il est chauffé :

Ca + Cl 2 \u003d CaCl 2 Ca + S \u003d CaS 3Ca + N 2 \u003d Ca 3 N 2 Ca + 2C \u003d CaC 2

Le calcium, comme le magnésium, présente des propriétés réductrices prononcées.

L'oxyde de calcium CaO, comme la magnésie brûlée, a un point de fusion très élevé - environ 3000 ° C.

Dans l'industrie, l'oxyde de calcium est obtenu par cuisson de calcaire, de craie ou d'autres roches carbonatées :

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

Si CaO est versé avec de l'eau, une réaction très violente se produit, accompagnée de sifflements, d'un fort échauffement et d'une augmentation de volume. À la suite de ce processus, de la chaux hydratée se forme - Ca (OH) 2 :

CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2

Un mélange de chaux éteinte, de sable et d'eau est appelé mortier ou mortier de chaux. Il est utilisé comme plâtre, ainsi que pour coller des briques lors de la pose de murs, bien que dans ce dernier cas, le mortier de ciment soit généralement utilisé.

Le durcissement du mortier de chaux résulte de l'occurrence simultanée de deux processus :

1) précipitation de cristaux d'hydroxyde de calcium à partir d'une solution sursaturée, qui lient fermement les particules de sable entre elles ;

2) la formation de carbonate de calcium à la suite de la réaction :

Ca (OH) 2 + CO 2 (de l'air) \u003d CaCO 3 + H 2 O

La chaux hydratée est un solide blanc, soluble dans l'eau, mais sa solubilité est faible. Une solution de chaux éteinte dans l'eau est appelée eau de chaux. Il a des propriétés alcalines. Lorsque le CO 2 est passé dans de l'eau de chaux, la solution devient trouble et, lors d'un nouveau passage, la turbidité disparaît :

Ca(OH) 2 + CO 2 \u003d CaCO 3 ¯ + H 2 O

Ca 2+ + 2OH - + CO 2 \u003d CaCO 3 ¯ + H 2 O

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \u003d Ca (HCO 3) 2

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 \u003d Ca 2+ + 2HCO - 3

L'eau de chaux est utilisée comme réactif pour le monoxyde de carbone (IV), ainsi que pour éliminer la dureté temporaire de l'eau causée par le bicarbonate de calcium Ca(HCO 3) 2 .

Les composés de calcium volatils colorent la flamme du brûleur en rouge brique.

Dureté de l'eau

Comme vous le savez, l'eau pure n'existe pratiquement pas dans la nature - elle contient toujours des ions de divers sels. L'eau, qui contient beaucoup d'ions Ca 2+, Mg 2+, Sr 2+, Fe +, est dite dure, et la dureté de l'eau est principalement due aux ions Ca 2+ et Mg 2+. Dans l'eau dure, le savon ne mousse pas bien, les légumes ne bouillent pas bien et, lorsqu'une telle eau est utilisée dans des chaudières à vapeur, du tartre se forme, ce qui peut entraîner une explosion de la chaudière. L'eau dure doit être adoucie avant d'être bue. Faites la distinction entre la dureté de l'eau carbonatée et non carbonatée.

Le carbonate est la dureté de l'eau due aux bicarbonates de calcium et de magnésium qu'elle contient. Lors de l'ébullition, ces sels sont détruits avec formation de carbonates difficilement solubles et les ions Ca 2+ et Mg 2+ sont éliminés de la solution:

Ca (HCO 3) 2 \u003d CaCO 3 ¯ + H 2 O + CO 2

PURIFICATION DES MÉTAUX ALCALINS À PARTIR DE FILMS D'OXYDE

Il est recommandé d'enlever les films d'oxyde de la surface des pièces de lithium et de sodium avec un couteau bien aiguisé sous une couche de xylène ou d'huile minérale, préalablement séchée sur du fil de sodium. L'opération s'effectue commodément dans un mortier de porcelaine. Les morceaux de métal nettoyés sont transférés avec une pince à épiler dans un bécher ou un flacon avec du xylène séché. Les chutes métalliques après une soigneuse décantation du xylène sont immédiatement détruites.

Lors de la purification du potassium, cette technique ne peut pas être considérée comme sûre, bien qu'elle soit recommandée dans certaines directives. Lorsqu'une surface de potassium fraîche entre en contact avec un film d'oxyde, des explosions se produisent parfois même sous une couche de liquide protecteur.

Beaucoup plus sûr, plus économique et moyen plus simple purification du potassium, qui consiste à faire fondre le métal sous une couche d'heptane séché. De petits morceaux bruts (environ 20 g) sont fondus dans un erlenmeyer à col large ou dans un grand bécher. Une fois le métal fondu, le chauffage est arrêté et le ballon est doucement mis en rotation pour s'assurer que le potassium s'écoule des films d'oxyde. Si des morceaux plus petits sont nécessaires, secouez doucement le flacon ou la tige de verre pour briser la portion en plusieurs globules. Ensuite, le ballon est refroidi et lorsque le métal se solidifie, les globules sont retirés à l'aide d'un bâton de fer pointu ou d'une longue pince à épiler et transférés dans une bouteille tarée avec de l'heptane pour une pesée ultérieure. Les films restants sont soumis à une destruction immédiate.

La procédure décrite convient également à la purification du sodium. Dans ce cas, le xylène séché est utilisé à la place de l'heptane.

ÉLIMINATION DES RÉSIDUS DE MÉTAUX ALCALINS

déchets de lithium

Les déchets et les petits morceaux de lithium (pas plus gros qu'un pois) peuvent être détruits en les dissolvant dans une grande quantité d'eau froide sous une hotte.

Les dispersions de lithium ne peuvent pas être dissoutes dans l'eau en raison de leur grande réactivité. Les résidus de la dispersion dans le solvant hydrocarboné sont détruits par addition progressive d'alcool éthylique.

déchets de sodium

Les parures et les résidus de sodium, en quantités ne dépassant pas 5 à 10 g, sont immédiatement détruits en les versant avec de petites portions d'alcool éthylique jusqu'à dissolution complète. Il est permis d'utiliser de l'alcool isopropylique contenant jusqu'à 2% d'eau pour accélérer la réaction.

Il existe un moyen de détruire de petits morceaux de sodium dans une fiole d'eau froide. Une couche d'essence de 3 à 5 cm d'épaisseur est versée sur l'eau.Des morceaux de sodium sont abaissés un par un dans le ballon. La pièce suivante n'est introduite qu'après la dissolution complète de la précédente. Le sodium se dissout à la limite de phase, la couche protectrice d'essence empêche l'inflammation de l'hydrogène. La méthode est pratique, mais du point de vue de la sécurité, elle ne présente aucun avantage par rapport aux méthodes conventionnelles.

Il est nécessaire de surveiller l'intégralité de la dissolution du sodium lors du traitement des boues avec de l'alcool éthylique après les réactions. Ainsi, l'excès de sodium après la réaction de Wurtz ne peut pas toujours être complètement détruit avec de l'alcool, car les morceaux de sodium sont recouverts d'une croûte d'halogénures insolubles dans l'alcool. Un lavage ultérieur à l'eau dans de tels cas conduit à l'inflammation de la masse.

Les dispersions de sodium sont décomposées par addition goutte à goutte d'alcool anhydre en l'absence d'air.

déchets potassiques

Ces déchets sont détruits en les inondant d'un mélange à parts égales d'éther de pétrole et d'alcool isopropylique anhydre.

Même avec tert avec l'alcool -butylique, la réaction peut être trop violente.

La destruction est effectuée dans un verre sous une couche de xylène, en ajoutant goutte à goutte tert- alcool butylique. L'opération s'effectue sous hotte, portes fermées, agents extincteurs à portée de main.

Avec une organisation correcte du travail en laboratoire, lorsque les déchets ne sont pas accumulés, mais sont détruits en temps opportun, il n'est pas nécessaire de détruire de grandes quantités de métaux alcalins.

13. Précautions de sécurité lors du travail avec
acides et alcalis concentrés

Lorsque vous travaillez avec des acides et des alcalis concentrés, les précautions suivantes doivent être respectées :

1. Versez les liquides indiqués seulementà travers l'entonnoir hotte aspirante.

2. Une fois dilué acide sulfurique concentré verser l'acide par portions dans l'eau et mélanger vigoureusement;

3. Une fois dilué avec de l'eau acide concentré, dans la fabrication d'un mélange de chrome, lors du mélange d'acides sulfurique et nitrique concentrés, uniquement plats à parois minces.

4. Dissoudre alcalis caustiques suit en ajoutant lentement de petits morceaux à l'eau; prenez des morceaux d'alcali avec des pinces ou une spatule.

5. Caustique, agressif, provocant brûlures chimiques substances, acides concentrés - anhydride chlorhydrique, nitrique, sulfurique, fluorhydrique et chromique, alcalis secs - hydroxydes de sodium, de potassium et leurs solutions concentrées, ainsi que les solutions d'ammoniaque, pénétrant sur la peau, provoquent des brûlures. Un danger particulier est la possibilité de lésions oculaires. Pour tous les travaux avec des substances caustiques nécessairement appliquer lunettes de protection ou masques, gants .

6. Stockez les substances caustiques uniquement dans verre à paroi épaisse vaisselle d'une capacité maximale de 2 litres sous hotte aspirante.

7. Transfuser acides uniquement lorsque le tirage dans la hotte est activé. Les portes des armoires doivent être fermées autant que possible. Il est recommandé de verser les acides à l'aide d'un siphon spécial.

8. Flacons avec acides concentrés, aussi bien que brome transporter uniquement dans un seau, et lors de la transfusion, le flacon ne doit pas être tenu par le goulot.

9. Lorsque vous travaillez avec de la fumée acide nitrique et oléum, Outre
lunettes, porter longtemps tablier en caoutchouc.

10. Ne pas utiliser acide sulfurique dans des dessiccateurs sous vide comme absorbant d'eau.

11. Travailler avec de l'acide fluorhydrique nécessite une attention particulière. Nécessairement porter des gants en caoutchouc, des lunettes de protection et effectuer tous les travaux uniquement sous courant d'air.

12. Les acides et alcalis renversés doivent être immédiatement neutraliser et seulement après ce nettoyage.

13. Interdit recueillir des solutions d'acides et d'alcalis, en les aspirant avec la bouche dans une pipette.

PURIFICATION DES MÉTAUX ALCALINS À PARTIR DE FILMS D'OXYDE

Un moyen beaucoup plus sûr, plus économique et plus facile de purifier le potassium consiste à faire fondre le métal sous une couche d'heptane séché. De petits morceaux bruts (environ 20 g) sont fondus dans un erlenmeyer à col large ou dans un grand bécher. Une fois le métal fondu, le chauffage est arrêté et le ballon est doucement mis en rotation pour s'assurer que le potassium s'écoule des films d'oxyde. Si des morceaux plus petits sont nécessaires, secouez doucement le flacon ou la tige de verre pour briser la portion en plusieurs globules. Ensuite, le ballon est refroidi et lorsque le métal se solidifie, les globules sont retirés à l'aide d'un bâton de fer pointu ou d'une longue pince à épiler et transférés dans une bouteille tarée avec de l'heptane pour une pesée ultérieure. Les films restants sont soumis à une destruction immédiate.