Номер 7, страница 140 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 29. Натрий и калий. Глава 3. Металлы главных подгрупп - номер 7, страница 140.

Условие.

7. Как хранят щелочные металлы в лаборатории?

Решение.

Решение 2.

Щелочные металлы (литий, натрий, калий, рубидий, цезий) являются одними из самых химически активных металлов. Они очень бурно реагируют с компонентами воздуха (кислородом, водяными парами, углекислым газом) и особенно с водой. Поэтому их хранение в лаборатории требует особых мер предосторожности, направленных на полную изоляцию от окружающей среды.

Основной метод хранения

Главный способ безопасного хранения щелочных металлов — это помещение их под слой инертной, безводной органической жидкости. Эта жидкость создает защитный барьер, который не позволяет металлу контактировать с воздухом и влагой.

В качестве таких жидкостей чаще всего используют:

• Очищенный и обезвоженный керосин.
• Минеральное (вазелиновое) масло или жидкий парафин.

Ключевое требование к этим жидкостям — полное отсутствие воды. Реакция щелочных металлов с водой протекает с выделением большого количества тепла и газообразного водорода, который может воспламениться или взорваться. Например, реакция натрия с водой:
$2\text{Na} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} + \text{H}_2\uparrow$
На воздухе щелочные металлы также быстро окисляются, покрываясь пленкой оксидов, пероксидов или гидроксидов. Например, литий реагирует с кислородом воздуха:
$4\text{Li} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{Li}_2\text{O}$

Особенности хранения для разных металлов

Метод хранения может отличаться в зависимости от конкретного металла, его плотности и реакционной способности:

• Натрий (Na) и Калий (K): Эти металлы имеют плотность больше, чем у керосина и масла, поэтому они тонут в этих жидкостях. Их хранят в стеклянных банках с плотно притертой пробкой, полностью погруженными в слой защитной жидкости.
• Литий (Li): Литий — самый легкий металл, его плотность ($0.53 \text{ г/см}^3$) меньше плотности керосина и масла, поэтому он будет всплывать на поверхность, где может контактировать с воздухом. Чтобы этого избежать, его хранят под слоем вязкого вазелина или заворачивают в парафиновую пленку.
• Рубидий (Rb) и Цезий (Cs): Эти металлы обладают исключительно высокой реакционной способностью, они могут медленно реагировать даже с керосином. Поэтому для их надежного хранения их чаще всего помещают в запаянные стеклянные ампулы в атмосфере инертного газа (например, аргона).

Вне зависимости от метода, все щелочные металлы хранят в герметичной таре с четкой маркировкой в специально отведенных шкафах, вдали от источников воды, тепла и огня.

Ответ: Щелочные металлы в лаборатории хранят под слоем инертной обезвоженной органической жидкости (например, керосина или минерального масла) в герметично закрытой таре для предотвращения их контакта с воздухом и влагой. Литий, из-за его низкой плотности, требует специальных условий, чтобы он не всплывал, а наиболее активные рубидий и цезий обычно хранят в запаянных стеклянных ампулах в атмосфере инертного газа.