Щелочные металлы Щелочные металлыСтраница 5
Отдельные виды растений, помимо калия, избирательно извлекают и соединения других щелочных металлов. Так, некоторые солончаковые растения и морские водоросли содержат большое количество натрия. Литий накапливается в некоторых сортах табака, рубидий — в некоторых сортах свеклы. Рубидий всегда содержат также виноградные вина (в среднем: белые — 0,5 мг/л, красные — 1,1 мг/л).
В свободном состоянии щелочные металлы могут быть выделены электролизом их расплавленных хлористых солей. Основное практическое значение имеет натрий, ежегодная мировая выработка которого составляет более 500 тыс. т.
До введения в практику электролитического метода металлический натрий получали прокаливанием соды с углем по реакции:
Na2CO3 + 2 C + 1020 кДж = 3 CO + 2 Na
Ванна для получения металлического натрия электролизом хлорида натрия состоит из стального кожуха с шамотной футеровкой, графитовым анодом и кольцевым железным катодом, между которыми расположена сетчатая диафрагма. Электролитом служит обычно не чистый хлорид натрия (т. пл. 800 °С), а более легкоплавкая смесь из приблизительно 40% NaCl и 60% CaCl2, что дает возможность работать при температурах около 580 °С. Собирающийся в верхней части кольцевого катодного пространства и переходящий в сборник металлический натрий содержит небольшую (до 5%) примесь кальция, который затем почти полностью выделяется (растворимость Са в жидком натрии при температуре его плавления равна лишь 0,01%). По мере хода электролиза в ванну добавляют хлористый натрий. Расход электроэнергии составляет 15 кВт·ч на 1 кг натрия.
Выработка металлических калия и лития несравненно меньше, чем натрия. Литий получают электролизом расплава LiCl + KСl, а калий — действием паров натрия на расплав КСl, поступающий противотоком к ним в специальных дистиллированных колоннах (из верхней части которых выходят пары калия). Рубидий и цезий в больших масштабах почти не добываются. Для получения небольших количеств этих металлов удобно пользоваться нагреванием в вакууме их хлоридов с металлическим кальцием.
При отсутствии воздуха литий и его аналоги представляют собой серебристо-белые (за исключением желтоватого цезия) вещества с более или менее сильным металлическим блеском. Все щелочные металлы характеризуются небольшими плотностями, малой твёрдостью, низкими температурами плавления и кипения и хорошей электропроводностью. Их важнейшие константы приведены ниже.
Li | Na | K | Rb | Cs | |
Плотность, г/см3 | 0,53 | 0,97 | 0,86 | 1,53 | 1,87 |
Твёрдость (алмаз = 10) | 0,6 | 0,5 | 0,4 | 0,3 | 0,2 |
Теплоёмкость (вода = 1) | 0,84 | 0,29 | 0,17 | 0,08 | 0,05 |
Электропроводность (Нg = 1) | 11 | 21 | 14 | 8 | 5 |
Температура плавления, °С | 180 | 98 | 63 | 39 | 29 |
Температура кипения, °С | 1350 | 900 | 776 | 686 | 670 |
САН-ХУАН (San Juan) , город, столица и главный порт Пуэрто-Рико. 427 тыс. жителей, с пригородами св. 1 млн. человек (1989). Международный аэропорт. Пищевкусовая, текстильная, химическая, нефтеперерабатывающая промышленность. Университеты. Основан испанцами в 1508 под названием Капарра, в 1521 перенесен на другое место и назван Пуэрто-Рико; со временем это название перешло к острову, а город получил название Сан-Хуан. Укрепления, здания 16-18 вв.
ХЕЙ (Hey) Джеймс Стэнли (р . 1909), английский радиоинженер, астроном. Открыл (1942) радиоизлучение активных областей на Солнце, показал (1946) возможность радиолокации метеоров. Открыл (совместно с английскими исследователями С. Парсонсом и Дж. Филлипсом, 1946) при помощи радиоинтерферометра первый дискретный космический радиоисточник. Автор книги "Радиовселенная" (1975, русский перевод 1978).
ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ , возникновение электрической поляризации в веществе в отсутствие электрического поля при упругих деформациях (прямой пьезоэлектрический эффект) и появление механических деформаций под действием электрического поля (обратный пьезоэлектрический эффект). Первое исследование пьезоэлектрического эффекта осуществлено П. Кюри (1880) на кристалле кварца. Пьезоэлектрический эффект обнаружен более чем у 1500 веществ (см. Пьезоэлектрические материалы). Пьезоэлектрический эффект наблюдается у всех сегнетоэлектриков и у многих пироэлектриков.