Εξαγωγή μετάλλου Αλκαλικής Γης

Σύμφωνα με τις ομοιότητες στα χημικά και φυσικά χαρακτηριστικά τους, τα στοιχεία ομαδοποιούνται σε έναν περιοδικό πίνακα με τρόπο σειρά προς σειρά και στήλη προς στήλη. Τα στοιχεία της στήλης αναφέρονται ως στοιχεία της Ομάδας 2 και περιλαμβάνουν τα στοιχεία βηρύλλιο, μαγνήσιο, ασβέστιο, στρόντιο, βάριο και ράδιο, μεταξύ άλλων στοιχείων. Επειδή όλα αυτά τα στοιχεία, εκτός από το Βηρύλλιο, παρουσιάζουν παρόμοια χαρακτηριστικά, όλα τα στοιχεία αυτής της ομάδας, εκτός από το Βηρύλλιο, αναφέρονται ως Αλκαλική Γη.

Μέταλλα.

Στοιχείο	Ατομικός αριθμός	Όνομα
Be	4	Βηρύλλιο
Mg	12	Μαγνήσιο
Περίπου	20	Ασβέστιο
Sr	38	Στρόντιο
Ba	56	Βάριο
Ra	88	Ράδιο

Ανθράκωση 

Η ενθάρρυνση της αντίδρασης αυξάνοντας τη θερμοκρασία και την πίεση ή χρησιμοποιώντας καταλύτες/πρόσθετα μπορεί να επιταχύνει τη διαδικασία ενανθράκωσης. Για παράδειγμα, στους 600-750°C, αρκετές υδροξυλομάδες αφαιρέθηκαν από τους κρυστάλλους σερπεντίνης, αμορφώνοντάς τους, αυξάνοντας σημαντικά την αντιδραστικότητα τους στο CO2. Η υδατική ενανθράκωση ορυκτών έχει μελετηθεί εκτενώς. Η πρώτη προσέγγιση του Albany Research Centre περιλαμβάνει την ενανθράκωση σερπεντίνης προεπεξεργασμένης με θερμότητα σε υδατικά διαλύματα 0,64 M NaHC03 και 1 M NaCl σε 150 bar CO2 σε θερμοκρασίες 155°C και 185°C.

Το μυρμηκικό οξύ χρησιμοποιείται σε μία μορφή, αλλά το ορυκτό ή ο βράχος που το συγκρατεί συνθλίβεται πριν έρθει σε επαφή με το διάλυμα. Είναι δυνατό να αλέσετε το ορυκτό ή το πέτρωμα που το περιέχει πριν το βάλετε σε όξινο διάλυμα. Ανάλογα με το μυρμηκικό οξύ που χρησιμοποιείται στη σύνθεση, το ορυκτό ή το πέτρωμα που περιέχει το ορυκτό μπορεί να έχει μέσο μέγεθος σωματιδίων μεταξύ 1 um και 250 um. Οι θερμοκρασίες σε μία παραλλαγή της υδατικής σύνθεσης κυμαίνονται από 20°C έως 95°C. Η υδατική σύνθεση θερμαίνεται μεταξύ 75°C και 85°C σε διαφορετική μορφή. Μεταξύ άλλων, αυτή η εφεύρεση προτείνει μια τεχνική για την έμμεση ενανθράκωση του διοξειδίου του άνθρακα, στην οποία πραγματοποιούνται οι ακόλουθες διαδικασίες:

Για να αποκτήσετε ένα μέταλλο αλκαλίου ή ένα μέταλλο αλκαλικής γαίας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πολλές μεθόδους, όπως η επαφή του ορυκτού με ένα υδατικό διάλυμα που περιέχει μυρμηκικό οξύ. και ενανθράκωση του μετάλλου αλκαλίου ή μετάλλου αλκαλικής γαίας με διοξείδιο του άνθρακα για τη δημιουργία ανθρακικού.

Κοινά χαρακτηριστικά των μετάλλων αλκαλικών γαιών

● Από αριστερά προς τα δεξιά στη σειρά, οι ατομικές ακτίνες μειώνονται, ενώ από πάνω προς τα κάτω στη στήλη, αυξάνονται (βλ. περιοδικό πίνακα). Κατά συνέπεια, τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών έχουν μεγαλύτερες ατομικές ακτίνες καθώς κατεβαίνουν στη στήλη. Επειδή το πυρηνικό τους φορτίο είναι υψηλότερο από τα αλκαλικά μέταλλα, τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών έχουν μικρότερο μέγεθος από τα αντίστοιχα αλκαλιμέταλλα.

Be

● Η ενέργεια ιονισμού ενός ατόμου, γνωστή και ως ενθαλπία ιονισμού, είναι η μικρότερη ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την απομάκρυνση των ηλεκτρονίων από τα ενεργειακά κελύφη του ατόμου. Τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών έχουν χαμηλές ενέργειες ιονισμού επειδή τα άτομα των μετάλλων των αλκαλικών γαιών είναι μεγάλα, γεγονός που καθιστά δύσκολη την απομάκρυνση των ηλεκτρονίων από το ενεργειακό κέλυφος του μετάλλου. Η τάση στην ενέργεια ιονισμού είναι η αντίστροφη της τάσης στις ατομικές ακτίνες. Επομένως, καθώς προχωράμε προς τα κάτω στην ομάδα, οι ενέργειες ιονισμού πέφτουν.

Be> Mg> Ca> Sr> Ba> Ra

● Η τάση ενός ατόμου ενός στοιχείου να σχηματίζει δεσμό με ένα άτομο ενός άλλου στοιχείου μοιράζοντας ζεύγη ηλεκτρονίων είναι γνωστή ως Ηλεκτραρνητικότητα. Κάθε άτομο επιδιώκει να τραβήξει το κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων προς το μέρος του όταν ένα άτομο ενός στοιχείου δημιουργεί μια συσχέτιση με ένα άτομο άλλων ανταλλάσσοντας ζεύγη ηλεκτρονίων. Αυτό είναι γνωστό ως Ηλεκτραρνητικότητα. Καθώς προχωρά κανείς μαζί με τα χημικά στοιχεία, η Ηλεκτραρνητικότητα των μετάλλων των αλκαλικών γαιών μειώνεται.

Be> Mg> Ca> Sr> Ba> Ra

● Η ενέργεια ενυδάτωσης είναι η ποσότητα ενέργειας που δημιουργείται κατά την ενυδάτωση ενός mole ιόντων. Εφόσον η ενέργεια ενυδάτωσης των μετάλλων αλκαλικών γαιών μειώνεται καθώς αυξάνεται το ατομικό μέγεθος, αυτό σημαίνει ότι η ενέργεια ενυδάτωσης των ιόντων μειώνεται καθώς προχωρά κανείς στην οικογένεια των μετάλλων.

Be> Mg> Ca> Sr> Ba> Ra

Φυσικές ιδιότητες των μετάλλων αλκαλικών γαιών

● Είναι ασημί λευκό.

● Είναι μαλακά μέταλλα.

● Έχουν υψηλότερο σημείο βρασμού από τα αλκαλικά μέταλλα.

● Η δοκιμή ευφλεκτότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της παρουσίας αυτών των εξαρτημάτων, καθώς εκπέμπουν διάφορα χρώματα όταν εκτίθενται στη φλόγα.

● Αυτά τα μέταλλα μπορούν να δημιουργήσουν ηλεκτρισμό.

● Επειδή τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών έχουν υψηλή ηλεκτροθετικότητα, έχουν ηλεκτροθετικό χαρακτήρα.

● Όταν εκτίθεται σε φλόγα, το μαγνήσιο, σε αντίθεση με τα άλλα μέταλλα των αλκαλικών γαιών, δεν εκπέμπει ορατό χρώμα.

● Επομένως, είναι καλοί αγωγοί της θερμότητας.

● Η πυκνότητα των μετάλλων των αλκαλικών γαιών είναι μεγαλύτερη από τα μέταλλα των αλκαλίων.

● Η πυκνότητα του ασβεστίου είναι η χαμηλότερη.

● Αυτά τα μέταλλα είναι υδατοδιαλυτά.

Παρασκευή των μετάλλων αλκαλικών γαιών

Σύμφωνα με αυτήν την εξίσωση για το ασβέστιο, τα μέταλλα αλκαλικών γαιών κατασκευάζονται για βιομηχανική εφαρμογή με ηλεκτρολυτική αναγωγή των τηγμένων χλωριδίων τους, όπως αναφέρεται στην ακόλουθη εξίσωση:

CaCl2 (l) → Ca (l) + Cl2 (g)

Χημικά αναγωγικά μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη λήψη των στοιχείων της ομάδας 2 εκτός από την ηλεκτρόλυση. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας ένα προσιτό κράμα σιδήρου/πυριτίου, το μαγνήσιο μπορεί να παραχθεί σε ευρεία κλίμακα με θέρμανση ενός ασβεστόλιθου που ονομάζεται δολομίτης (CaCO3.MgCO3) στους 1150°C με ένα φθηνό κράμα σιδήρου/πυριτίου. Στην αρχή, εκπέμπεται CO2, αφήνοντας πίσω ένα μείγμα CaO και MgO. η επακόλουθη μείωση του Mg2+ συμβαίνει:

2CaO.MgO (s) + Fe/Si → 2 Mg(l) + Ca2SiO4+ Fe(s )

Συμπέρασμα

Το μαγνήσιο χρησιμοποιείται στην παραγωγή πολλών τύπων κραμάτων. Το ράδιο χρησιμοποιείται για τη θεραπεία του καρκίνου. Το ασβέστιο χρησιμοποιείται για την παραγωγή ανθρακικού ασβεστίου, το οποίο χρησιμοποιείται για την παραγωγή διαφόρων προϊόντων όπως κιμωλία, μάρμαρο, ασβεστόλιθος και άλλα παρόμοια υλικά. Όταν τα μέταλλα των αλκαλικών γαιών αντιδρούν με οξέα, απελευθερώνεται αέριο υδρογόνο. αυτό το αέριο υδρογόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διάφορους λόγους. Τα μέταλλα αλκαλικών γαιών χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ηλεκτροχημικών και φωτοηλεκτρικών στοιχείων, μεταξύ άλλων. Ο γύψος του Παρισιού, ο οποίος είναι επίσης κατασκευασμένος από ασβέστιο, χρησιμοποιείται σε διάφορες εφαρμογές όπως η διακόσμηση, ο σχεδιασμός και η πυροπροστασία.