i иii a група на елементи ‐А Алкални и земно алкални … ·...
TRANSCRIPT
I и II A група на елементиА ‐ Алкални и земно алкални метали‐
Проф. д‐р Руменка ПетковскаДоц. д‐р Лилјана Анастасова
Институт за применета хемија и фармацевтски анализи,Фармацевтски факултет, УКИМ, Скопје
Алкални и земно‐алкални метали
ѕ – блокот во П С сеѕ блокот во П.С сесостои од 14 хемискиелементи
4 хемиски елементи одѕ‐блокот според своитесвојства се „необични“:јВодородХелиумЛитиумЛитиумБерилиум
Алкални метали
Добивање
Електролиза на раствори или растопи на соли на алкални металиХемиска реакција на редукција на М+ јони
Природната застапеност на литиум (lithos –камен) е мала
бЛитиум најчесто се добива од неговиотминерал сподумен што се преведува во LiCl,а потоа Li се добива со електролиза
Сочинува 2,6 % од вкупната маса на
Натриум
у , д убиосфератаСе добива во т.н.Даунов процес –електролиза на растоп на натриум хлориделектролиза на растоп на натриум хлорид
2 NaCl (l) → 2 Na (l) + Cl2 (g)
Алкални метали
Добивање
Калиум во природата се јавува како поташа (КОН) иминерал карнелитКалиум не се добива со електролиза бидејќиреакцијата е опасна; наместо тоа се пропуштаатпареи од натриум низ растоп на калиум хлорид (800р д р у р у р д (˚С), при што се добива калиум и натриум хлорид
Na (l) + KCl (l) → NaCl (l) + K (g)
Рубидиум (rubidus – темно црвен) и цезиум (caesius‐ небесно син) седобиваат како споредни продукти при производство на литиумотд р д р ду р р д у(редукција на растопен хлорид со калциум или бариум)
2 RbCl (l) + Ca (l) → CaCl2 (l) + 2 Rb (l)( ) ( ) 2 ( ) ( )
2 CsCl (l) + Ca (l) → CaCl2 (l) + 2 Cs (l)
Алкални метали
Некои поважни физички својства на алкалните металиНекои поважни физички својства на алкалните метали
Елемент Li Na K Rb Cs
Атомски број , Z 3 11 19 37 55
Ел. конфугурација на ј
2s1 3s1 4s1 5s1 6s1валентен слој
Атомски радиус (pm) 152 186 227 248 265
Јонски радиус (pm) 59 99 138 148 169
Прва енергија на јонизација (kJ/mol)
520 496 419 403 376
Електронегативност 1 0,9 0,8 0,8 0,7
Температура на топење, ˚С
180,54 97,81 63,65 39,1 28,0
Густина, g/cm3 0,534 0,971 0,862 1,532 1,873
Електроден потенцијал, Е0
‐ 3,04 ‐ 2,713 ‐ 2,924 ‐ 2,924 ‐ 2,923
Алкални метали
Сите алкални метали имаат сребрено‐бела боја со исклучок наСите алкални метали имаат сребрено бела боја, со исклучок нацезиум што има жолтеникава бојаВо насока Li → Сѕ расте атомскиот радиус (растојание меѓунадворешните ѕ електрони и јадрото) но опаѓа јачината нанадворешните ѕ‐електрони и јадрото), но опаѓа јачината нахемиската врска во кристалната решетка на металотСите алкални метали, како последица на слабата хемиска врскаво кристалната решетка на металот, имаат ниски температури натопење и вриење и мала густина (алкалните метали се сечат сонож)Температурите на вриење и топење правилно опаѓаат, како што опаѓајачината на хемиската врска во кристалната решетка на металотАлкалните метали имаат ниски вредности за густината; литиум,р д у унатриум и калиум пливаат во вода бидејќи имаат помала густинаПоседуваат типични метални катрактеристики: релативно добраелектро‐спроводливост, пластичност, како и метален сјај на пресекелектро спроводливост, пластичност, како и метален сјај на пресек
Алкални метали
А дАлкалните метали содржат еден валентен електрон вопоследниот електронски слојсо отпуштање на електронот, добиваат стабилна електронскаконфигурација на најблискиот благороден гас
Алкалните метали имаат најниски вредности за јонизациониотј р ј цпотенцијал, лесно го отпуштаат единствениот ѕ‐електрон ипреоѓаат во +1 јони (градат типично јонски соединенија)
Вредностите за II‐от јонизационен потенцијал се мошшне високи →алкалните метали имаат само позитивен оксидциски степен инеговата вредност може да биде исклучиво +1неговата вредност може да биде исклучиво +1
Алкални метали
Н Намалувањето на електронегативноста одејќи надолу по групата, се одразува врз
I A група ‐електронегативност
зголемување на металниот карактер на атомот Li 1.0
Na 0 9Високо негативните вредности за
стандардните електродни потенцијали укажува на фактот дека
Na 0.9
K 0.8потенцијали укажува на фактот дека алкалните метали се хемиски многу активни и претставуваат силни редукциски средства во водени
Rb 0.8
Cs 0 7редукциски средства во водени раствори (најреактивните метали
и најсилните редукциски д )
Cs 0.7
Fr 0.7средства)
Алкални метали
Литиум, првиот член на групата на алкалните метали, претставуванеобичен член“ со атипично однесување (Li+ има поголема густина на„необичен член со атипично однесување (Li има поголема густина наполнеж споредено со другите катјони на алкалните метали)
Li и неговите соединенија во одредени својства се совпаѓаат со Mg и д ј др д ј gнеговите соединенија → пример за дијагонална поврзаност
Li2CO3, LiF, LiOH и Li3PO4 се помалку растворливи3 3 4во вода отколку истите соли на останатитеалкални металиLi е единствениот алкален метал што формирад ф р рнитрид (Li3N)Li полесно формира оксид (Li2О) отколкупероксид или супероксидпероксид или супероксидLi2CO3 и LiOH се разложуваат при загревање (седобиваат оксиди) додека карбонатите ихидроксидите на другите алкални метали сехидроксидите на другите алкални метали сетермостабилни соединенија
Алкални метали ‐ реакции
Алкалните метали се мошне реактивни супстанции и реагираат сор у ц р рголем број прости и сложени супстанции
Алкалните метали директно реагираат со водород (го редуцираат) при што се добиваат јонски хидриди (МН)
Јонските хидриди се цврсти кристални супстанции со карактер на соли
2E(s) + H2(g) → 2EH(s) на пр. LiH, NaH
Алкалните метали реагираат со халогените елементи при што се образуваат халогениди (МХ)
Сите халогениди се добро растворливи во вода, освен LiFшто е тешко д д р р р д ,растворлив
2E(s) + X2 → 2EX(s) (X = F, Cl, Br, I; E = алкален метал)2
Алкалните метали на повишена температура реагираат со сулфур (Ѕ)
Алкални метали ‐ реакции
р ур р р у фур ( )при што се образуваат сулфиди, со општа формулаM2S
Единствениот елемент што реагира со азот е Li, при што се образуваLi3N
Со јаглерод директно реагира само Li при што се формира Li4C;карбидите на останатите елементи се добиваат по индиректен паткарбидите на останатите елементи се добиваат по индиректен пат
Алкалните метали спонтано се палат на воздух и со кислородотформираат оксиди, пероксиди и супероксиди (од овие причини сеформираат оксиди, пероксиди и супероксиди (од овие причини сечуваат во инертна атмосфера, најчесто во петролетер)
O1
⎯→⎯ 2O21
⎯→⎯ 2OO2–
(оксиден јон)
O22–
пероксиден јон
2O2–
супероксиден јонјон јон
4Li(s) + O (g) → 2Li O(s)
Алкални метали ‐ реакции
4Li(s) + O2(g) → 2Li2O(s)
4Na(s) + O2(g)→ 2Na2O(s) натриум оксид
4Na2O(s) + O2(g)→ 2Na2O2(s) натриум пероксид
алкалните метали имаат мошне изразена редуктивна способност Се алкалните метали имаат мошне изразена редуктивна способност. Се раствораат во вода при што се образуваат хидроксиди (реакцијата е бурна
и егзотермна)
2E(s) + H2O(l) → 2E+(aq) + 2OH‐(aq) + H2(g)
алкалните метали можат да го истиснат водородот од киселини што д д р д днемаат оксидациско делување (HCl или дилуирана сулфурна киселина)
2E(s) + 2HCl(g) → 2ECl(s) + H2 ↑( ) (g) ( ) ↑2E(s) + 2 H2SO4(g) →M2SO4 + H2 ↑
алкалните метали реагираат со киселини што имаат оксидациско
Алкални метали ‐ реакции
р р д цделување (концентрирана сулфурна и азотна киселина и дилуирана
азотна киселина), при што настанува редукција на неметалот присутен во анјонот на киселинатаво анјонот на киселината
8E(s) + 5 “H2SO4“(g) → 4 M2SO4 + H2Ѕ + 4 H2O8 M ”HNO ” MNO NH H O8 M + 9”HNO3” → 4 MNO3 + NH3 + 3 H2O8 M + 10 ”HNO3” → 8 MNO3 + N2O + 5 H2O
доколку се внесат во пламен, солите на алкалните метали даваат карактеристично обојување на пламенот
Литиум црвеноЛитиум – црвеноНатриум –жолто
Калиум – розе‐виолетовоР б Рубидиум – сино
Цезиум ‐ бледовиолетово
Алкални метали ‐ соединенија
појдовен материјал за добивање на соединенија на литиум е литиум б Li COкарбонат, Li2CO3
Li2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2 LiOH
LiOH се користи за отстранување на вишокот на СО2 од воздухот што се користи во подморници или вселенски летала
LiOH + СО2 → Li2CO3 + H2O
LiOH е препорачлив бидејќи во споредба со други јонски хидроксиди за отстранување на 1 mol CO2 потребна е помала маса LiOH
Литиум стеарат се користи како средтсво за подмачкување воавтомобилската индустрија
Најважното сеодинение на натриум е натриум хлорид, NaCl –најупотребуван минерал во индустриските процеси за производство на
Алкални метали ‐ соединенија
ју р у р ду р р ц р ддруги хемикалии
натриум сулфат се употребува како супстанција за прочистување на цревата
KOH се употребува во индустријата за сапуни – производство на „меки“ течни сапунитечни сапуни
Калиум хлорид и калиум сулфат се употребуваат како вештачки ѓубрива додека калиум хлорат и калиум нитрат се користат за ѓубрива, додека калиум хлорат и калиум нитрат се користат за
огномети
Калиум бромидот бил користен како антиафродизијак (за Калиум бромидот бил користен како антиафродизијак (за намалување на либидото)
Рубидиум и цезиум се употребуваат за производство на оптички кабли, опрема за ноќно гледање, во телекомуникациската индустрија
и за производство на фотоелектрични ќелии
Алкални метали – физиолошко значење
водород, кислород, јаглерод и азот, по редоследот по кој се наброени, ј се најзастапените хемиски елементи во човековото тело
натриум и калиум (Na+ и K+ јони) припаѓаат на група од седум елементи со застапеност 0,9 % во човековото тело што се нарекуваат
елементи од втор ред јоните на натриум и калиум (Na+ и K+)→ влегуваат во состав на
физиолошките течности (пуфери) што ја регулираат рН вредноста на ф уф р ј р у р р ркрвта, плунката, цревниот сок
Физиолошко значење на K+ (јон на интрацелуларните течности):Физиолошко значење на K (јон на интрацелуларните течности):
Учествува во работата на бубрезитеМетаболизам на јаглехидрати и протеиниМетаболизам на јаглехидрати и протеиниЕнзимски реакцииНормална работа на срцевиот мускулК ф ф К, заедно со фосфор, азот и калциум, е неопходен минерал за раст и развој на растенијата
Физиолошко значење на Na+ (јон на екстрацелуларните течности):
Алкални метали – физиолошко значење
Регулација на осмотскиот притисок на телесните течностиЕлиминација на кисели отпадни метаболити преку уринатаЕлиминација на јаглерод диоксид преку белите дробовиЕлиминација на јаглерод диоксид преку белите дробови
Најголем број на лекови претставуваат слабо растворливи слаби киселини → со цел да се зголеми нивната растворливост се киселини → со цел да се зголеми нивната растворливост се произведуваат во облик на соли на натриум и калиум
Калиум пеницилин G (Пеницилин G е слабо растворлива ј )супстанција)
Во човековото тело се содржат околу 2,4 mg LiСе смета дека Li влијае врз преносот на хемиски супстанции преку Се смета дека Li влијае врз преносот на хемиски супстанции преку клеточните мембрани во мозокот и покажува поволни ефекти врз
здравјето само во ниски концентрацииЛ б Литиум претставува инхибитор на ензимот глукоген синтаза киназа ‐
3β поврзан со појавата на Алцхајмерова болест
Рубидиум е присутен во сите животински ткива, но не е есенцијален
Алкални метали – физиолошко значење
у д у р у , ц јелемент (~ 37 mg Rb во човечкото тело)
Слично на калиумот, во поголеми концентрации е присутен во мускулното ткиво и црвените крвни клетки неговата биохемија е мускулното ткиво и црвените крвни клетки, неговата биохемија е
слична на онаа на калиумРубидиум‐82 претставува атрактивен изотоп за позитрон емисиона томографија (PET) и се користи за проценка на протокот на крв во томографија (PET) и се користи за проценка на протокот на крв во
миокардот
Цезиум е неесенцијален елемент што во човековото тело се среќава во Цезиум е неесенцијален елемент што во човековото тело се среќава во трагови
Cs со околу 1,6 mg е застапен во мускулите, коските и крвтаC ј Cs – 131 се применува во онкологијата за третман на канцер на
простатата
II A група на елементиЗ ‐ Земно алкални метали‐
Земно ‐ алкални метали
БерилиумМагнезиумККалциумСтронциумБариумРадиум
Земно‐алкалните метали се распространети во неживата и во живата
Земно ‐ алкални метали
природа
Берилиум е најмалку распространетиот елемент и во природата се среќава во облик на полускапоцениот камен берилсреќава во облик на полускапоцениот камен берил
Магнезиум е осмиот елемент по застапеност во Земјината кора и третиот најзастапен елемент во морската вода (1 L морска вода содржи повеќе од 1 g магнезиумови јони Магнезиум се добива од содржи повеќе од 1 g магнезиумови јони. Магнезиум се добива од
морската вода, по додавање на калциум оксид или калциум хидроксид или од неговиот минерал доломит (CaCO3MgCO3)
К З ј Калциум е петтиот по застапеност елемент во Земјината кора и најзастапен е како варовник, CaCO3
Калциум има важна физиолошка улога во телото, коските на возрасен човек содржат 1 kg калциум
Најчесто, калциум се добива се електролиза на стопен хлорид, како спореден продукт при производство на натриум карбонатр д р ду р р д р у р
Земно ‐ алкални метали
Бариум и стронциум може да се добијат со електролиза на стопени Бариум и стронциум може да се добијат со електролиза на стопени хлориди или со редукција на оксидите на стронциум или бариум
Радиум претставува природен радиоактивен елемент природен Радиум претставува природен радиоактивен елемент – природен извор на радијација
Н б ѓ Не образува сопствени минерали и се наоѓа во состав на минералите на елементот уран, од каде и настанува со радиоактивен распад на
ураниум
Неговите изотопи имаат полуживот од 42 min до 1599 годиниРадиумот бил откриен од страна на Пјер и Марија Кири, кои го д у р д р ј р р ј р
изолирале од урановиот минерал пехбленда, што содржи 1 g Ra во 10 тони минерал
Земно ‐ алкални метали
Земно‐алкалните метали имаат сребренасто‐бела бојар р јMg, Bа и Ra се мономорфни супстанции, додека Be, Ca и Sr се
полиморфни супстанции и се јавуваат во облик на повеќе алотропски модификациимодификации
Сите метали, освен берилиум, се релативно меки метали и спаѓаат во групата на лесни метали
Земно алкалните метали градат претежно јонски соединенија но Земно‐алкалните метали градат претежно јонски соединенија, но берилиум, заради малата големина на Ве2+ , високата густина на
полнеж и високата поларизирачка моќ гради претежно ковалентни јсоединенија
покрај берилиум и магнезиум според своите својства донекаде отстапува во однос на својствата на земно алкалните метали
Берилиум има повисока температура на вриење и топење (посилна врска меѓу неговите атоми; јачината на врската опаѓа со пораст на
) големината на атомот)
Земно ‐ алкални метали
Постои силна дијагонална поврзаност меѓу берилиум и Постои силна дијагонална поврзаност меѓу берилиум и алуминиум
Б ф Берилиум и алуминиум формираат ковалентни хидриди, халогениди и оксиди; аналогните соединенија на магнезиум се карактеризираат
со јонска врскаБерилиум оксид и алуминиум оксид се амфотерни; магнезиум оксид е
базенВо присуство на вишок OH‐ јони, берилиум и алуминиум формираат р у ј р у у у ф р р
[Be(OH)4]2‐ и [Al(OH)4]2‐ ; магнезиум не реагира со овие јони
Берилиум и алуминиум формираат карбиди со С4‐ јони и во реакција со вода ослободуваат метан; карбидите на останатите земно‐алкални метали содржат C2
2‐ и во реакција со вода ослободуваат ацетилен
Земно алкалните метали имаат два валентни електрони во
Земно ‐ алкални метали ‐ хемиски својства
Земно‐алкалните метали имаат два валентни електрони во последниот слој – стабилна електронска конфигурација постигнуваат
со нивно отпуштањеЈ ѓ Јонизационите енергии и електронегативностите опаѓаат со
зголемување на атомскиот број, односно зголемување на атомскиот радиус
Вредностите за II – от јонизационен потенцијал се ниски, па атомите лесно формираат 2+ јони
Малите вредности за електронегативноста укажуваат на тоа дека овие р д р у у делементи не можат да градат соединенија со негативен оксидациски
степенСтандардните електродни потенцијали стануваат понегативни долж Стандардните електродни потенцијали стануваат понегативни долж
група, металите полесно се оксидираатМагнезиум реагира само со жешка вода, калциум, бариум и стронциум
реагираат и со студена вода реагираат и со студена вода
на воздух и во однос на водата се непостојани (постојаноста опаѓа
Земно ‐ алкални метали ‐ хемиски својства
ду д д ј ( јBe→ Ba)
Со вода градат силни алкални хидроксиди што потешко се раствораат Со вода градат силни алкални хидроксиди што потешко се раствораат во вода во однос на хидроксидите на алкалните метали. Јачината на
хидроксидите расте во насока Be → Ba
Растворливоста на сулфатите на земно‐алкалните метали опаѓа со пораст на атомскиот број (BaSO4 е практично нерастворлив во вода), а
растворливоста на хидроксидите расте во иста насока
Јоните на земно‐алкалните се помали од јоните на алкалните метали и бимаат поголема енергија на хидратација → се јавуваат во облик на
кристалохидрати
Земно ‐ алкални метали‐ реактивност
земно ‐ алкалните метали реагираат директно со водород на покачена р р д р ртемпература и формираат јонски хидриди
E(s) + H2(g) → EH2 (s) (E =Ca, Sr, Ba)( ) 2(g) 2 ( ) ( )
магнезиум реагира со водород само при високи притисоци, додека берилиум не може директно да реагира со водород. Берилиум хидрид, р у д р д р р р р у др дBeH2 и магнезиум хидрид, MgH2 се добиваат со индиректни реакции и
претставуваат полимерни соединенија
земно ‐ алкалните метали при загревање стапуваат во директна реакција со халогените елементи, при што се формираат халогениди
(флуориди, хлориди, јодиди и бромиди)(ф у р д , р д , ј д д р д )
E(s) + X2 → EX2(s) [X = F (не реагира со Be), Cl, Br, I]
Со согорување на земно ‐ алкалните метали во атмосфера на кислород
Земно ‐ алкални метали‐ реактивност
ру ф р р дсе формираат оксиди. Освен берилиум оксид (BeO) што е амфотерен,
сите останати оксиди се базни
3E(s) + O2(g) → 3EO(s) Е=Be, Mg, Ca, Sr, Ba
Берилиум и магнезиум се стабилни на воздух поради создавање на Берилиум и магнезиум се стабилни на воздух поради создавање на заштитен слој од оксид
Сите земно‐алкални метали се нестабилни на воздух, па се чуваат во запечатени садови или во петролетерзапечатени садови или во петролетер
При растворање во вода, оксидите образуваат хидроксиди
EO(s) + H2O(l) → E2+(aq) + 2OH‐(aq)
BeO не реагира со водата MgO реагира со загреана вода CaO BaO и BeO не реагира со водата, MgO реагира со загреана вода, CaO, BaO и SrO реагираат со вода на обична температура
Хидроксидите на земно ‐ алкалните метали имаат послабо изразен
Земно ‐ алкални метали‐ реактивност
др д рбазен карактер во однос на хидроксидите на алкалните метали
Во насока Be → Ba расте базноста и растворливоста на хидроксидитеBe(OH) е амфотерен и се раствора и во киселини и во бази Be(OH)2 е амфотерен и се раствора и во киселини и во бази
Be(OH)2 + 2HCl + 2 H2O → [Be(H2O)4]Cl
Be(OH)2 + 2NaOH → Na2[Be(OH)4]
Mg(OH) хидроксид со средна јачина; Ca(OH) Sr(OH) Ba(OH) се Mg(OH)2 – хидроксид со средна јачина; Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2 се силни хидроксиди
Сите земно алкални метали при загревање реагираат со неметалите: Сите земно‐алкални метали, при загревање реагираат со неметалите: азот, сулфур, фосфор и јаглерод
E( ) N ( ) E N ( )3E(s) + N2(g) → E3N2(s) Е= Be, Mg, Ca, Sr, Ba
Со сулфур се образуваат сулфиди → BeЅ, MgЅ, CaЅ, SrЅ, BaЅ
Земно ‐ алкални метали‐ реактивност
Со фосфор се образуваат фосфиди
3E(s) + 2Р (g) → E3Р2(s) Е= Be, Mg, Ca, Sr, Ba
Со јаглерод се образуваат карбиди → Be C BeC MgC Mg C Со јаглерод се образуваат карбиди → Be2C, BeC2, MgC2, Mg2C, CaC2, SrC2, BaC2
Ba Sr и Са во напонскиот ред на металите се наоѓаат на Ba, Sr и Са во напонскиот ред на металите се наоѓаат на почетокот, значително пред водород, додекаMg и Be се пред
водород но зад останатите земно‐алкални метали
Сите метали се хемиски активни и реагираат со вода
2E(s) + H2O(l) → 2E2+(aq) + 2OH‐(aq) + H2(g)( ) 2 ( ) ( q) ( q) 2(g)(E = Мg,Ca, Sr, Ba)
Земно‐алкалните метали реагираат со раствори на киселини (се
Земно ‐ алкални метали‐ реактивност
р р р рраствораат во дилуирана хлороводородна и сулфурна киселина)
Be(s) + 2HCl(g) + 4H2O → [Be(H2O)4]Cl2 + H2 ↑( ) (g) 4 2 [ ( 2 )4] 2 ↑Be(s) + H2SO4 + 4H2O → [Be(H2O)4]SO4 + H2 ↑
E(s) + 2HCl(g) → ECl + H ↑E(s) + 2HCl(g) → ECl2 + H2 ↑E(s) + H2SO4 →MSO4 + H2 ↑ (E=Mg, Ca, Sr, Ba)
Земно‐алкалните метали и магнезиум не реагираат со бази, берилиум е амфотерен и се раствора во бази
Be(s) + 2NaOH(g) + 4H2O → Na2[Be(H2O)4]+ H2↑
Солите на берилиум и магнезиум се порставорливи во вода во однос на солите на Ca, Sr и Ba
Карбонатите на земно‐алкалните метали се нерастворливи во ј
Земно ‐ алкални метали‐ реактивност
вода, но се растворливи во јаки киселини
Сите карбонати подлежат на реакција на термичко разложување
Растворањето во јаки киселини е проследено со издвојување на јаглерод диоксид („карбонатно вриење“ – реакција за
идентификација на карбонати)ф ј р
ΔECO3(s) EO(s) + CO2(g)
ECO3(s) + 2 HCl → ECl2 + CO2 ↑ + H2OЗемно‐алкалните метали градат кристалохидрати и имаатпоголема способност да образуваат комплексни соединенија вопоголема способност да образуваат комплексни соединенија вооднос на алкалните метали (MgSo4 x 7 H2O; CaSO4 x 2 H2O;BeCl2 x 4 H2o)
Најголема способност да образува комплексни соединенија имаберилиум, а најмала калциум, стронциум и бариум
Тврдина на вода
Испарливите соли на земно‐алкалните метали го бојат пламенот:
Калциум – цигла црвено
Стронциум – кармин црвено
Бариум – жолто‐зелено
Присуството и концентрацијата на соли на калциум и магнезиум Присуството и концентрацијата на соли на калциум и магнезиум во водата ја одредуваат т.н вкупна тврдина на водата
Вкупната тврдина на водата може да биде:Вкупната тврдина на водата може да биде:
Карбонатна (привремена) = се должи на присуство на солите Ca(HCO ) и Mg(HCO )Ca(HCO3)2 и Mg(HCO3)2
Некарбонатна (постојана) = CaSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2, Ca(NO ) , Mg(NO ) и други соли на калциум и магнезиумCa(NO3)2, Mg(NO3)2 и други соли на калциум и магнезиум
Тврдина на вода
Тврдата вода не е штетна по здравјето, но не е погодна за употреба ј јво секојдневниот живот и индустријата
Привремената тврдина се отстранува со најобично провривање →C M ј ј б Ca иMg јоните се издвојуваат во облик на нерастворливи
карбонати
Ca(HCO ) → CaCO ↓ + CO +H OCa(HCO3)2 → CaCO3 ↓ + CO2 +H2O
Mg(HCO3)2 →MgCO3 ↓ + CO2 +H2O
Постојаната тврдина на водата се отстранува по пат на реакција со натриум карбонат или јонска измена со синтетски катјонски
изменувачиизменувачи
CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3 ↓ + Na2SO4
MgSO4 + Na2CO3 + H2O →Mg(OH)2↓ + CO2 + Na2SO4
Земно‐алкални метали – физиолошка функција
Магнезиум е есенцијален елемент за човековото тело бидеќиб (игра важна улога во метаболните процеси (одговорен за
активноста на многу ензими) и нервната активност
Магнезиум се координира со аденозин трифосфат (АТР)Магнезиум се координира со аденозин трифосфат (АТР)
Телото на возрасен човек содржи околу 25 g Mg; препорачанадневна доза наMg изнесува 350 mg
Земно‐алкални метали – физиолошка функција
Заедно со т.н порфирини гради сложено соединение хлорофил –зелен пигмент во растенијата со структура слична на хемоглобин ‐зелен пигмент во растенијата со структура слична на хемоглобин ‐
важна улога во процесот на фотосинтеза
хемоглобин хлорофил
Земно‐алкални метали – физиолошка функција
Калциум влегува во состав на коските (телото на возрасен човек ц у у ( рсодржи од 1 ‐1,5 kg Ca, од кои околу 99 % се наоѓаат во коските и
забите во облик на минералот хидроксиапатит
У бУчествува во енергетскиот метаболизам
Учествува во процесите на коагулација на крвта и контрактилноста на срцевиот мускул контрактилноста на срцевиот мускул
!!! Калциумовите јони играат суштинска улога кај вишите организми како интрацелуларен (внатреклеточен) преносник на р р ц у р ( р ) р
информации
Особено е погоден за сигнализација бидејќи поседува голема брзина за размена со различни лиганди и има т.н флексибилна
координациона геометрија
Најдобро проучен калциум сигнализирачки протеин претставува Најдобро проучен калциум сигнализирачки протеин претставува калмодулин
Земно‐алкални метали – физиолошка функција
Стронциумот не е есенцијален елемент за живата материја но е Стронциумот не е есенцијален елемент за живата материја но е интересен поради неговата голема хемиска сличност со Ca ‐
јон
Sr (~ 0,4 g во телото) ги следи истите хемиски трансформации во организмот како Ca, и од овие причини човековото тело лесно го апсорбира радиоактивниот изотоп Sr‐90 по нуклеарни експлозиир р р д 9 у р
Одредени соли на стронциум се додаваат во пастите за заби бидејќи ги зацврстуваат забите и го намалуваат ризикот од
кариес
Стронциум‐89 претставува одобрен медицински радионуклид што се администрира во облик на хлоридна сол Во споредба со што се администрира во облик на хлоридна сол. Во споредба со здраво коскено ткиво, овој радионуклид се апсорбира пет пати повеќе во коскени метастази и се користи за намалување на
б болки предизвикани од коскени метастази.
Земно‐алкални метали – физиолошка функција
Бариум нема позната физиолошка улога во организмот на човекот, B 2+ ј ( B )всушност Ba2+ јонот е токсичен (~ 24 mg Ba во човековото тело)
Водени суспензии на BaSO4 се употребуваат за снимање на горниот дел на ГИТ (бариумов „милкшејк“) и снимање на горниот дел на ГИТ (бариумов „милкшејк ) и снимање на долниот дел на ГИТ (бариумова клизма) бидејќи добро апсорбираат рендгенски зраци и го прават ГИТ видлив
(контрасно средство) (контрасно средство)
BaSO4 е тешко растворлив, па се елиминира без да се реапсорбираат бариумовите јони и да предизвикаат токсични р р р р у ј д р д
ефекти
Радиум и сите негови изотопи се радиоактивни
Радиум‐223 дихлорид се користи за третман на коскени метастази и канцер на простата што не реагира на друга терапија