Соединения кальция, стронция, бария. Карбонаты и гидрокарбонаты.

Важнейшие соединения кальция:

Оксид кальция CaO - (" негашёная известь") вещество белого цвета, щелочной оксид, энергично реагирует с водой (" гасится") переходя в гидроксид. Получают термическим разложением карбоната кальция.

Гидроксид кальция Ca(OH)₂ - (" гашёная известь") белый порошок, мало растворим в воде (0, 16г/100г), сильная щелочь. Раствор (" известковая вода") используется для обнаружения углекислого газа.

Карбонат кальция CaCO₃ - основа большинства природных минералов кальция (мел, мрамор, известняк, ракушечник, кальцит, исландский шпат). В чистом виде вещество белого цвета или бесцветные кристаллы, При нагревании (900-1000 С) разлагается, образуя оксид кальция. Не растворим, реагирует с кислотами, способен растворяться в воде, насыщенной углекислым газом, переходя в гидрокарбонат: CaCO₃ + CO₂ + H₂O = Ca(HCO₃)₂. Обратный процесс приводит к появлению отложений карбоната кальция, в частности таких образований, как сталактиты и сталагмиты. Встречается в природе также в составе доломита CaCO₃*MgCO₃

Сульфат кальция CaSO₄ - вещество белого цвета, в природе CaSO₄*2H₂O (" гипс", " селенит"). Последний при осторожном нагревании (180 С) переходит в CaSO₄*0, 5H₂O (" жжёный гипс", " алебастр") - белый порошок, при замешивании с водой снова образующий CaSO₄*2H₂O в виде твердого, достаточно прочного материала. Мало растворим в воде, в избытке серной кислоты способен растворяться, образуя гидросульфат.

Фосфат кальция Ca₃(PO₄)₂ - (" фосфорит"), нерастворим, под действием сильных кислот переходит в более растворимые гидро- и дигидрофосфаты кальция. Исходное сырье для получения фосфора, фосфорной кислоты, фосфорных удобрений. Фосфаты кальция входят также в состав апатитов, природных соединений с примерной формулой Са₅[PO₄]₃Y, где Y = F, Cl, или ОН, соответственно фтор-, хлор-, или гидроксиапатит. Наряду с фосфоритом апатиты входят в состав костного скелета многих живых организмов, в т.ч. и человека.

Фторид кальция CaF₂ - нерастворимое вещество белого цвета. Природные минералы имеют разнообразные окраски, обусловленные примесями. Светится в темноте при нагревании и при УФ-облучении. Увеличивает текучесть (" плавкость") шлаков при получении металлов, чем обусловлено его применение в качестве флюса.

Хлорид кальция CaCl₂ - бесцветные кристаллы. вещество хорошо растворимое в воде. Образует кристаллогидрат CaCl₂*6H₂O. Безводный (" плавленый") хлорид кальция - хороший осушитель.

Нитрат кальция Ca(NO₃)₂ - (" кальциевая селитра") бесцветные кристаллы, вещество хорошо растворимое в воде. Составная часть пиротехнических составов, придающее пламени красно-оранжевый цвет.

Карбид кальция CaС₂ - реагирует с водой, кислотами образуя ацетилен, напр.:

CaС₂ + H₂O = С₂H₂ + Ca(OH)₂

Важнейшие соединения стронция:

Оксид стронция представляет собой белое тугоплавкое вещество, энергично присоединяющее воду с образованием белого гидроксида. Наряду с оксидом известен белый пероксид стронция(II).

Гидроксид стронция, Sr(OH)₂ - сильное основание, хорошо растворимое в воде. При взаимодействии с кислотами оксид и гидроксид легко образуют соли, как правило, бесцветные.

Нитрат стронция, Sr(NO₃)₂ выделяется в виде кристаллогидратов, которые очень легко растворимы в воде. Нитратам аналогичны по составу хлораты, броматы, иодаты.
Растворимость солей в воде уменьшается в ряду: Ca - Sr - Ba и Cl - Br - I.

Сульфид стронция представляет собой твердое белое вещество. Известны полисульфиды стронция SrS_n.

Важнейшие соединения бария:

Оксид бария. Твердое вещество, энергично взаимодействует с водой, образуя гидроксид. Поглощает углекислый газ, переходя в карбонат. При нагревании до 500°С реагирует с кислородом с образованием пероксида.

Пероксид бария BaO₂, белое вещество, плохо растворим, окислитель. Применяется в пиротехнике, для получения пероксида водорода, отбеливатель.

Гидроксид бария Ba(OH)₂, октагидрат Ba(OH)₂*8H₂O, бесцветные кристаллы, щелочь. Применяют для обнаружения сульфат и карбонат ионов, для очистки растительных и животных жиров.

Соли бария бесцветные крист. вещества. Растворимые соли сильно ядовиты.

Хлорид бария получают взаимодействием сульфата бария с углем и хлоридом кальция при 800°С - 1100°С. Реактив на сульфат-ион. применяется в кожевенной промышленности.

Нитрат бария, бариевая селитра, компонент пиротехнических составов зеленого цвета. При нагревании разлагается с образованием оксида бария.

Сульфат бария практически нерастворим в воде и в кислотах, поэтому малоядовит. применяется для отбеливания бумаги, при рентгеноскопии, наполнитель баритобетона (защита от радиоактивного излучения).

Карбонаты и гидрокарбонаты - соли угольной кислоты (H₂CO₃). Известны нормальные карбонаты (с анионом СО₃^2-) и кислые или гидрокарбонаты (санионом НСО3^-). Из нормальных карбонатов в воде растворимы только соли щелочных металлов, аммония и таллия. Вследствие гидролиза растворы их показывают щелочную реакцию. Малорастворимы нормальные карбонаты кальция, бария, стронция и свинца. Все кислые карбонаты хорошо растворимы в воде. При нагревании кислые карбонаты переходят в нормальные карбонаты:

2NaHCO₃ = Na₃CO₃ + H₂O + СО₂

Нормальные карбонаты широко распространены в природе, например: кальцит СаСО₃, магнезит MgCO₃, сидерит FeCO₃, витерит ВаСО₃ и др.

Карбонат кальция, магния, бария и др. применяют в строительном деле, в химической промышленности, оптике и др. В технике, промышленности и быту широко применяется сода (Na₂CO₃ и NaНСО₃). Кислые карбонаты выполняют важную физиологическую роль, являясь буферными веществами, регулирующими постоянство реакции крови.