Текст книги "Увлекательная таблица Менделеева"

Описание элемента натрий

Натрий – мягкий металл, который тускнеет в течение нескольких секунд после контакта с воздухом. Он также активно реагирует с водой. Натрий используется в качестве теплообменника в некоторых ядерных реакторах и в качестве реагента в химической промышленности. Но соли натрия находят большее применение, чем сам металл.

Наиболее распространенным соединением натрия является хлорид натрия (обычная соль). Его добавляют в пищу и используют для удаления льда с дорог зимой. Он также используется в качестве сырья для химической промышленности.

Карбонат натрия (стиральная сода) также является полезной натриевой солью. Его используют в качестве смягчителя воды. Натрий необходим для всех живых существ, и люди знали это с доисторических времен. В нашем организме содержится около 100 граммов, но мы постоянно теряем натрий различными способами, поэтому нам необходимо его восполнять. Мы можем получать весь необходимый нам натрий из пищи, не добавляя ничего лишнего. В среднем человек съедает около 10 граммов соли в день, но все, что нам действительно нужно, – это около 3 граммов. Любой избыток натрия может способствовать повышению кровяного давления. Натрий важен для многих различных функций человеческого организма. Например, он помогает клеткам передавать нервные сигналы и регулировать уровень воды в тканях и крови. Натрий является шестым по распространенности элементом на Земле и составляет 2,6% земной коры. Наиболее распространенным соединением является хлорид натрия. Эта очень растворимая соль выщелачивалась в океаны на протяжении всего существования планеты, но много соляных пластов или «озер» обнаружено там, где испарились древние моря. Он также содержится во многих минералах, включая криолит, цеолит и содалит.

Поскольку натрий настолько реакционноспособен, он никогда не встречается в природе в качестве металла. Металлический натрий получают электролизом сухого расплавленного хлорида натрия.

Соль (хлорид натрия, NaCl) и сода (карбонат натрия, Na2CO3) были известны с доисторических времен, первая использовалась в качестве ароматизатора и консерванта, а вторая – для производства стекла. Соль получают из морской воды, а соду – из долины Натрон в Египте или из золы некоторых растений. Их состав обсуждался ранними химиками, и решение, наконец, пришло из Королевского института в Лондоне в октябре 1807 года, где Хамфри Дэви подвергал каустическую соду (гидроксид натрия, NaOH) воздействию электрического тока и получил шарики металлического натрия, точно так же, как он ранее делал для калия, хотя ему нужно было использовать более сильный ток.

В следующем году Луи-Жозеф Гей-Люссак и Луи-Жак Тенар получили натрий, нагрев до красного цвета смесь каустической соды и железных опилок.

Описание элемента магний

Серебристо-белый металл, который легко воспламеняется на воздухе и горит ярким светом. Плотность магния на треть меньше плотности алюминия. Он улучшает механические, технологические и сварочные характеристики алюминия при использовании в качестве легирующего агента. Эти сплавы полезны в самолетостроении и автомобилестроении.

Магний используется в изделиях, которые отличаются легкостью, таких как автомобильные сиденья, багаж, ноутбуки, фотоаппараты и электроинструменты. Его также добавляют в расплавленный чугун и сталь для удаления серы.

Поскольку магний легко воспламеняется на воздухе и горит ярким светом, его используют в сигнальных ракетах, фейерверках и бенгальских огнях.

Сульфат магния иногда используется в качестве протравы для красителей. Гидроксид магния добавляют в пластмассы, чтобы придать им огнестойкость. Оксид магния используется для изготовления жаростойких кирпичей для каминов и печей. Его также добавляют в корма для крупного рогатого скота и удобрения. Гидроксид магния (магнезиальное молоко), сульфат (английская соль), хлорид и цитрат используются в медицине.

Реагенты Гриньяра представляют собой органические соединения магния, которые важны для химической промышленности. Магний является важным элементом как в растительной, так и в животной жизни. Хлорофилл – это химическое вещество, которое позволяет растениям улавливать солнечный свет и осуществлять фотосинтез. Хлорофилл представляет собой магнийцентрированный порфириновый комплекс. Без магния фотосинтез был бы невозможен, и жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, не существовала бы.

У людей магний необходим для работы сотен ферментов. Люди потребляют около 250—350 миллиграммов магния каждый день. У каждого из нас в организме накапливается около 20 граммов, в основном в костях.

Магний является восьмым по распространенности элементом в земной коре, но в природе встречается в несвязанном виде. Он содержится в крупных месторождениях таких минералов, как магнезит и доломит. Море содержит триллионы тонн магния, и это источник большей части из 850 000 тонн, производимых в настоящее время ежегодно. Его получают восстановлением оксида магния кремнием или электролизом расплавленного хлорида магния.

Первым человеком, признавшим, что магний является элементом, был Джозеф Блэк в Эдинбурге в 1755 году. Он отличал магнезию (оксид магния, MgO) от извести (оксид кальция, CaO), хотя и то, и другое было получено путем нагревания аналогичных видов карбонатных пород, магнезита и известняка соответственно. О другом минерале магния, называемом пенкой (силикат магния), сообщил Томас Генри в 1789 году, который сказал, что он широко использовался в Турции для изготовления трубок для курения табака.

Нечистая форма металлического магния была впервые получена в 1792 году Антоном Руппрехтом, который нагревал магнезию с древесным углем. Чистое, но крошечное количество металла было выделено в 1808 году Хамфри Дэви электролизом оксида магния. Однако именно французский ученый Антуан-Александр-Брут Бюсси в 1831 году получил значительное количество металла путем взаимодействия хлорида магния с калием, а затем изучил его свойства.

Описание элемента алюминий

Алюминий – серебристо-белый, легкий металл. Он мягкий и ковкий. Алюминий используется в огромном разнообразии продуктов, включая банки, фольгу, кухонную утварь, оконные рамы, пивные кеги и детали самолетов. Это связано с его особыми свойствами. Он имеет низкую плотность, нетоксичен, обладает высокой теплопроводностью, отличной коррозионной стойкостью и может быть легко отлит, подвергнут механической обработке и формовке. Он также немагнитен и не искрит. Это второй по ковкости металл и шестой по пластичности.

Его часто используют в качестве сплава, поскольку алюминий сам по себе не отличается особой прочностью. Сплавы с медью, марганцем, магнием и кремнием легкие, но прочные. Они очень важны при конструировании самолетов и других видов транспорта.

Алюминий является хорошим электрическим проводником и часто используется в линиях электропередачи. Он дешевле меди, а по весу почти вдвое превосходит проводник.

При испарении в вакууме алюминий образует покрытие с высокой отражающей способностью как для света, так и для тепла. Оно не портится, в отличие от серебряного покрытия. Эти алюминиевые покрытия находят множество применений, включая зеркала для телескопов, декоративную бумагу, упаковки и игрушки.

Биологическая роль алюминия неизвестна. В растворимой +3 форме он токсичен для растений. Кислые почвы составляют почти половину пахотных земель на Земле, и кислотность ускоряет высвобождение Al3 + из содержащихся в нем минералов. В этом случае сельскохозяйственные культуры могут поглощать Al3 +, что приводит к снижению урожайности.