Дәріс №6. Магний және кальций қосылыстары

Маңызды қосылыстары. Кальций оксиді — ақ түсті, киын балқитын зат. Техникада СаО сөндірілмеген әк деп аталады. Оны жоғары темлературада (шамамен 1000°С - та) әктасты кыздырып (күйдіріп) алады:
СаСО3 = СаО + СО2
Кальций — сілтілікжер металы, сондықтан оның оксиді сумен жеңіл әрекеттесіп, сілті — кальций гидроксидін түзеді:
СаО + Н2О → Са(ОН) 2
Бұл реакция өте шабытты жүреді. Сөндірілген әк деп аталатын ак борпылдақ ұнтақ түзідеді.
Кальций гидроксиді суда аз ериді, оның қаныққан ерітіндісі лабораторияда әк суы деген атпен қолданылады. Ерітіндіде кальций гидроксиді толығымен иондарға диссоцияланады:
Са(ОН) 2 → Са +2+ 2ОН - 1
Сілтілік ерітінді фенолфталеиннің таңқурай түсімен анықталады. Кальций гидроксиді қышқылдармен және қышңылдық оксидтермен бейтараптанады. Лабораторияда көміркышқыл газын аныктау үшін колданылады. Егер көміркышқыл газын әк суы аркылы өткізсе, онда алдымен лайланады:
Са(ОН) 2 + СО2↑ = СаСО3↓ + Н20
Газды одан әрі жібергенде лайлану тоқтайды, өйткені ерімейтін қалыпты тұз суда еритін қышқыл тұзға ауысады:
СаСО3 + Н2О + С02 Са(НСО3) 2
Судағы Са(ОН) 2 қатты жүзгінінің сыртқы түрі сүтке ұқсайды, ол техникада әк суті деп аталады. Сөндірілген әк кұрылыста кеңінен қолданылады. Әк сүті әктеу үшін, ал сөндірілген әктің құммен және сумен коспасы кірпіш қалауда және сылақта байланыстырушы зат ретінде қолданылады. Бұл коспа көмірқышқыл газымен әрекеттесудің салдарынан және қатты карбонат СаСО3 түзілетіндіктен ауада біртіндеп қатады:
Са(ОН) 2 + СО2 = СаСО3 + Н20
әк сүті
Кальций қосылыстарының сумен химиялык байланысьп, кристал - гидраттар түзу кабілетін кұрылыста жиі пайдаланады. Мысалы, табиғи гипсті CaSO4* 2Н2О өңдегенде кристалдық судың біраз бөлігін жоғалтады:
CaSO4 *2Н2О = CaSO4 * 0, 5Н2О + 1, 5Н2О
гипс алебастр
Алебастр ұнтағын сумен араластырганда кері реакция жүреді, ол CaSO4 * 2Н20 түзілетіндіктен қатады. Гипстің бұл қасиеті құрылыста ғана емес, сонымен қатар жапсырма әшекейлер, статуэтка жасауда және медицинада колданылады. Барлығыңа белгілі цемент те кальций силикатынан және алюминатынан тұрады. Бұл тұздарды құммен және сумен араластырғанда қатады. Өйткені түзілген кристалдар өзара бірігіп берік материал түзеді.
Магний оксиді MgO (магнезия) — жеңіл, ақ түсті, борпылдақ ұнтак, суды оңай сіңіреді. Оның спорттық гимнастикада қолданылуы осы қасиетіне негізделген. Спортшының алақанына жағылған ұнтак оны гимнастикалык снарядтан ұшып кетуден сақтайды.
MgO және (OH) 2 — күші орташа негіздік қасиет көрсетеді.
Табиғи магний карбонаттары — магнезит және доломит отқа төзімді және құрылыс материалдарын дайындау үшін қолданылады.
Магний сульфаты MgSO4 * 7Н2О медицина, жанбайтын материалдарды алу үшін, қағаз өндірісінде пайдаланады.
Магний силикаты – асбест – бұл табиғи талшықты минералды заттың сирек мысалы. Ол жылуды оқшаулау үшін жанбайтын маталар алуда қолданылады.
Табиғаттағы кальций және магний қосылыстары. Кальций және магний тұздарымен табиғаттағы көптеген маңызды процестер байланысты. Бұл процестердің моделі – доғарыда қарастырылған кальций карбонатының гидрокарбонатқа және керісінше айналу реакциясы. Жаңбыр және басқа табиғи сулар ауадағы көмірқышқыл газын ерітіп, көмір қышқылын түзеді:
Н2О + СО2 = Н2СО3
Қышқылдың ерітіндісі топыраққа сіңіп, магнезит, доломит шөгінділерін ерітіп, карбонаттарға және гидрокарбонаттарға айналдырады. Гидрокарбонаттар шайылып, нәтижесінде тау жыныстарының қабатында ірі бос орын (картс үңгірлер) түзеді. Кальций және магний гидрокарбонаттарының ерітінділері баяу ыдырайды, ал қыздырғанда бұл процесс күшейеді:
Ca(HCO3) 2→ CaCO3 + СО2 + Н2О
Түзілген карбонаттардан үңгір ішінде тұздардың ірі кристалдары ерекше әдемі болып қалыптасады. Бағана, ине, сүңгі түрінде төбеден сталактиттер, ал еденнен стаглагмиттер өсіп шығады.
Табиғи сулардың құрамындағы кальций және магний гидрокарбонаттары су қоймасына түседі. Содан олар ыдырап, немесе көптеген тірі организмдердің қаңқасын, бақалшығын, сауытын құруға қатысуы мүмкін. Осындай организмдер тіршілігін жойғаннан кейін қалдықтары су қоймаларының түбінде жиналады. Олардың қаңқаларынан (сүйектері) жүздеген жылдардан кейін ұлутас, бор, және минералдардың шөгінділері түзіледі.
Табиғатта минералдардың ауысуы осылай журіп, жер қыртысында бос саңылаулар, яғни опырылған жер және жаңа шөгінділер түзіледі.
Карбонаттардың гидрокарбонаттарға және керісінше айналу процестері атмосферада көмірқышқыл газының құрамын тұрақты ұстап тұруда маңызды рөл атқарады. Егер атмосферада СО2 - нің құрамы жоғарыласа, мұхиттық карбонаттар оны байланыстырып, еритін тұздарға айналады. Егер көмірқышыл газы азайса, онда мұхитта гидрокарбонаттардың СО2 ні бөліп, ыдырауы басталады да ерімейтін карбонаттар тұнбаға түседі.

Ca(OH) 2 → CaCO3 → Ca(HCO3) 2→ CaCO3 →CaO→ CaCl2

КАЛЬЦИЙ ҚОСЫЛЫСТАРЫ – кальций элементі түзетін тұрақты химимиялық қосылыстар. Калций қосылыстары негізінен екі топқа бөлінеді: кальцийдің органикалық қосылыстары және кальцийдің бейорганикалық қосылыстары. Кальцийдің органикалық қосылыстарының негізгі түрлері Ca(R)Hal және CaR2; Олар Циглер-Натта катализаторларының құрамына кіреді. Мысалы, Ca(H4Hg)J және Ca(CPh3)Hal – полимерлеу процесінің бастаушылары. Кальцийдің бейорганикалық қосылыстарына – кальцийдің галогенидтері, оксиді мен гидроксиді, карбиді, силикаттары, сульфаты, фосфаттары, алюминаттары, бораттары, вольфраматтары, гипохлориді, нитраты, карбонаты, цианамиді, т.б. жатады. Кальций галогенидтері (CaHal2) – түссіз кристалдар. Кальций хлоридін (CaCl2) кальцийді және оның қорытпасын алу, газдар мен сұйықтарды кептіру, бетонның қатаюын тездету үшін қолданады. Оның сулы ерітіндісі – суытқыш агент, антифриз, аэродромның ұшу жолдары мен темір жол рельстерін мұздан сақтау үшін, аллергиялық ауруларға және қан тоқтатуға қажет дәрілік зат ретінде қолданылады. Кальций бромидінің (CaBr2) концентрлі ерітінділері ауаны суыту және конденсациялауда жылу тасымалдағыш ретінде, бұрғылау ерітінділерінде қолданылады. Кальций фториді (CaF2) – арнаулы шынылар мен эмальдардың, қыштардың құрамдас бөліктері, оптикалық және лазерлік материал, HF алудағы шикізат. Кальций оксиді (CaO) сөндірілмеген әк – сумен қарқынды әрекеттесіп кальций гидроксидін Ca(OH)2 (сөндірілген әкті) түзеді. Кальций оксидін 900 – 1000°С-та күйдіріп алады, CaNO3-ті ыдыратып ерекше таза CaO алуға болады. CaO хлорлы әк, сода, кальций карбидін, гидроксидін алуға қолданылады. Ca(OH)2 байланыстырғыш материал, қант өндірісінде тазартқыш ретінде, топырақтың қышқылдығын азайту үшін, суды жұмсарту үшін, шыны өндірісінде шихтаның құрауышы ретінде қолданылады. Кальций карбиді (CaC2) – түссіз кристалл, кейде түсі ашық қоңырдан қараға дейін болады. Оны кальций оксидін (CaO) доғалық пештерде көміртекпен тотықсыздандырып алады. Кальций карбиді кальций цианамиді мен ацетилен өндіру үшін қолданылады. Кальций силикаттары: метилсиликат CaSіO3, пиросиликат Ca3Sі2O7 ортосиликат Ca2SіO4, сондай-ақ 30-ға жуық қышқыл және негіздік гидраттары бар. Олар жалпы гидросиликаттар деп аталады. Гидросиликаттар – силикаттық бетонның цементтеуші құраушысы. Силикаттар қыш өнеркәсібінде, отқа төзімді заттарды, кәрлен, жылтыратпа өндіруде шихтаның құрауышы, лак-бояу материалдарының толтырғыштары ретінде пайдаланылады. Кальций фосфаттары фосфорит, апатит, гидроксилапатит сияқты минералдардың, сүйектің құрамында болады. Ортофосфаттар Ca3(PO4)2 мал мен құстарды қоректендіруге қолданылады. Ca3(PO4)2 ұнтағы қышқыл топырақтарға тыңайтқыш ретінде, қант өнеркәсібінде қолданылады. Суперфосфаттар фосфор тыңайтқышы ретінде, ал дигидрофосфаттар Ca(H2PO4)2 нан жабуда қамырға қосылады. Полифосфат Ca(PO3)2 оптикалық шынылар өндірісінде пайдаланылады. Кальций гипохлориді Ca(ClO)2 – түссіз кристалл. Ол маталар мен қағазды ағарту үшін, газсыздандыру үшін, залалсыздандыратын зат ретінде қолданылады.

1. Магний мен кальдийдің каеиеттерін салыстырыңдар. Олардың айырмашылыктары неде?
2. Неге жеңіл жөне берік кальций ушак және кеме жаеауда колданылмайды?
▲ 3. Mg мына заттардьщ кайсысымен өрекетгеседі: ZnCl2, КО, Cu(NO3) 2, HNOS, ТіО2

Дата добавления: 2015-07-08