Кальций. На асфальте, на доске
Открытием этот металл, как и магний, обязан Гемфри Дэви. Более того, годы открытия, а также способ получения также совпадают – электролиз карбоната кальция CaCO3 в 1808 году.
Кальция в природе на 0,5 % больше, чем магния, поэтому его также относят к распространенным элементам. В свободном состоянии не встречается, зато имеет большое количество минералов. Среди них анортит CaO×Al2O3×2SiO2, волластонит CaO×SiO2. Морские животные используют соединения кальция для формирования скелета, который после их смерти падает на дно. Так формируются большие залежи карбоната кальция CaCO3. Эта соль известна нам в качестве самых различных материалов: мела, мрамора, жемчуга. Также всем хорошо известный гипс имеет состав CaSO4×2H2O. Как и магний, кальций находится в морской воде в виде ионов Ca2+.
Кальций также относится к макроэлементам и играет важную роль в жизнедеятельности человека. Больше всего этого металла содержится в костях и зубах. Ионы же кальция принимают участие в большом количестве разнообразных процессов в организме: в свертывании крови, мышечном сокращении, секреции гормонов и нейромедиаторов, генерации нервного импульса.
Соединения кальция повсеместно используются человеком. Начиная от школьных мелков, заканчивая гипсом в больнице. Оксид кальция CaO является важным реагентом в химической промышленности. Также он важен для машиностроения и металлургии, поэтому входит в десятку самых производимых веществ в мире. При помощи металлического кальция получают важнейшие металлы для атомной промышленности – торий и уран. Карбонат кальция – компонент цемента, а также сырье для получения CaO и Ca(OH)2. Стекольная промышленность также не может существовать без оксида кальция, ведь стекла на 12 % состоят из него. Бинарное соединение этого металла с углеродом – карбид кальция CaC2 используют в ходе сварочных работ для получения ацетилена. Это далеко не полный список областей, где этот металл и его соединения играют важную роль.
|
|
|
Гашеная известь Ca(OH)2 потребляется в большом количестве целлюлозно‑бумажной промышленностью. Там ее используют для получения гидроксида натрия NaOH из карбоната натрия Na2CO3. Интересно, что гипохлорит кальция Ca(ClO)2 используется в отбеливающих жидкостях.
Барий. Страшный яд
Судьба у бария уж больно типична. Историю его открытия может уже предположить теперь любой читатель. Однако все же поясним: в 1774 году Карл Шееле и Готлиб Ган исследовали один из самых тяжелых минералов – тяжелый шпат. Им удалось выделить из этого минерала оксид неизвестного металла. Это был оксид бария BaO. Лишь в 1808 году уже знакомый нам Г. Дэви при помощи электролиза выделяет чистый металл. Ничего нового. Все просто!
|
|
|
Барий, как и стронций, относится к мало распространенным элементам и составляет лишь 5×10‑2% массы земной коры. Собственных минералов не имеет ввиду высокой химической активности, по этому показателю он превосходит все остальные стабильные щелочноземельные металлы. Самыми распространенными минералами бария являются барит (BaSO4), а также витерит (BaCO3).
Высокая химическая активность делает применение чистого металла достаточно сложным и бесполезным занятием. Этот металл используют для удаления газов и серы из сплавов свинца и меди. Особое место в промышленности отводится сплавам бария с никелем: из них производят электроды запальных свечей для двигателей внутреннего сгорания. Они же в свою очередь используются в подавляющем количестве автомобилей. Существует еще несколько примеров использования этого металла, однако их можно пропустить. На очереди соединения элемента под номером 56.
Одним из важнейших соединений бария является его сульфат BaSO4. Он находит самые различные применения, начиная от контрастного вещества для рентгена желудочно‑кишечного тракта, до утяжеления банкнот. Нитрат бария Ba(NO3)2 является неотъемлемым компонентом эмалей. Хромат и манганат бария (BaCrO4 и BaMnO4 соответственно) успешно используют в качестве красящих пигментов. Перхлорат бария Ba(ClO4)2 является хорошим осушающим агентом, в том время как пероксид BaO2 играет важную роль в производстве перекиси водорода.
|
|
|
Но не все так радужно. Растворимые соли бария очень токсичны. Катионы бария Ba2+ негативно влияют на работу гладкой и сердечной мускулатуры, поэтому отравившиеся чаще всего погибают из‑за паралича. Будьте крайне аккуратны при работе с растворимыми солями этого щелочноземельного металла. Если вы стали свидетелем отравления барием, то немедленно вызовите скорую помощь. Пока она на подходе, следует оказать первую помощь: промывать желудок 1 % раствором сульфата натрия Na2SO4, поместить ноги пострадавшего в тепло, каждые 5 минут давать по 1 столовой ложке того же раствора для образования нерастворимого сульфата бария. После поить молоком или же слизистыми отварами. Знание химии может однажды спасти вашу или чью‑либо жизнь.
Радий. Триумф Кюри
Радий в отличие от всех остальных щелочноземельных элементов не имеет стабильных изотопов. Еще одним отличием от остальных металлов этой подгруппы является тот факт, что открыт он был не в 1808 году и не Гемфри Дэви. Открытие этого элемента принадлежит, наверное, самой известной супружеской паре – Пьеру и Марии Складовской Кюри и Андре‑Луи Дебьерну. В конце 1898 года ученые сообщили, что в ходе исследования повышенной радиоактивности урановой смолки был выделен радий, который был ответственен эта «лишнее» излучение. Отметим также, что помимо радия, избыточное излучение приходилось на полоний. Стоит подчеркнуть трудолюбие первооткрывателей: они переработали в течение года тонну остатков урановой смолки. В 1910 году был получен металлический радий.
|
|
|
Как читатель уже догадался, радий в природе почти не встречается. Этот металл составляет лишь 10‑10 % массы земной коры. Встречается он в следовых количествах в месторождениях урана, так как является продуктом распада.
Радий почти не находит применения из‑за своей высокой радиоактивности, а также ничтожных количеств. Так один из изотопов радия 233Ra претерпевает альфа‑распад, при этом испуская альфа‑частицы. Эту особенность используют для лечения злокачественных опухолей в мочеполовой системе. Важно, что в этом случае рак распространился внутрь костной ткани. Так как радий по химическим свойствам схож с кальцием, который входит в состав костей, этот элемент может проникнуть внутрь кости. Это повышает эффективность терапии. Также на основе радия изготавливали светящиеся краски, которыми покрывали циферблаты часов. Это было сравнительно безопасно, так как альфа‑частицы не могут пройти через слой стекла, однако на данный момент более безопасные краски вытеснили радиоактивные.
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 285; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!