Применение щелочноземельных металлов

Применение щелочноземельных металлов. Единственным элементом главной подгруппы II группы, применяемым в сравнительно больших количествах в металлическом состоянии, является магний. Вследствие интенсивного выделения света при горении ни часто пользуются в пиротехнике, а также в фотографии. Очень распространенные «порошки для моментальных снимков» состоят из смеси порошкообразного металлического магния с такими веществами, как хлорат калия, перманганат калия, пиролюзит или нитраты редкоземельных элементов (которые при сильном нагревании легко отдают свой кислород). Подожженные при помощи фитиля из бумаги, пропитанной селитрой, или других приспособлений для зажигания, эти смеси сгорают почти моментально. Вместо них можно пользоваться также и порошком металлического магния, быстро продувая его в струе воздуха через пламя. Указанное применение магния основано на присутствии в его пламени именно тех лучей, к которым фотографическая пластинка особенно чувствительна. Вообще количество энергии, которое при горении магния переходит в свет, чрезвычайно велико. Отношение части энергии, переходящей в свет, к общему ее количеству, освобождающемуся при горенпн, для пламепи магния приблизительно в 50 раз больше, чем для газового пламени. Чтобы при горении стеариновых свечей получить то же количество света, которое образуется при горении проволоки магния, пришлось бы сжечь в 140 раз больше по весу стеарина.

Еще большее количество света, чем в случае магния, выделяется при горении циркония и тантала. В препаративной органической химии магнием пользуются для реакций Гриньяра. В металлургии его применяют для освобождения металлов от растворенных в них окислов и сульфидов; магний присоединяет кислород или серу, образуя с ним нерастворимые в расплавленном металле соединения.

В настоящее время все более широкое применение находят сплавы магния. Они отличаются чрезвычайно низким удельным весом и их используют в первую очередь в самолето- и автомобилестроении, а также в машиностроительной промышленности, при производстве оптических и других инструментов.

Так, магналий (сплав магния и алюминия, содержащий 10-30 % магния) имеет удельный вес 2,5-2; удельный вес «электрон-металла» Грисгеймера (сплава, состоящего на 90 % из магния, с небольшим количеством других металлов — A1, Zn, Сu, Мn и для особых целей Si) лишь немного больше удельного веса чистого магния (1,74). Несмотря на сильно выраженный электроположительный характер магния, все эти сплавы устойчивы на воздухе вследствие образования окисных пленок. Для продоляштельного соприкосновения с водой: эти сплавы не пригодны. Однако в последнее время удалось создать сплавы магния, практически устойчивые и к воде (например, из 2% Мn и 98% Мg).

Электрон-металл в противоположность алюминию не реагирует c растворами щелочей и плавиковой кислоты. От коррозии на воздухе металл можно предохранить травлением поверхности азотнокислым раетвором бихромата щелочного металла. Этот сплав используют в первую очередь на отливки, но при более высоких температурах его можно вальцевать и ковать. Сопротивление на сжатие составляет около 30, сопротивление на разрыв (в зависимости от состава сплава) — 10-20 кг/мм². Эту прочность отливки можно повышать прессованием под давлением 25-40 кг/мм². Экономия веса, которую можно достигнуть при использовании электрон-металла, составляет более 80 % по сравнению с железом, 20-40 % с дюралюминием — и более 40% — по сравнению с деревом.

Из соединений магния применяют главным образом его карбонат, оксид и сульфат (более подробные сведения о них даны при описании отдельных соединений), многие из природных силикатов, особенно асбест. Последний находит широкое применение в качестве несгораемого, мягкого волокнистого материала. Асбестом называют разновидности роговой обманки или серпентина (хризотила), состоящие из переплетенных волокон. Из плотного серпентина, имеющего окраску от темно-зеленой до коричневой изготовляют различного рода орнаменты, плитки и сосуды. Близкий по составу к серпентину жировик служит для изготовления различных предметов обихода, например вставок для газовых горелок (в частноетп для горелок в виде рыбьего хвоста и ацетиленовых горелок); он заменяет также мелки в портновском деле; для приготовления последних применяется также тальк. Однако тальк в основном используют в качестве; порошка и аппретурного средства, а также его включают в состав разных мазей и косметических средств. Другой содержащий воду силикат, «морская пенка», служит для изготовления курительных трубок.

Особенно разнообразное применение находят соединения кальция. Известняк чрезвычайно важен в строительной деле. Гидрат изготовляемой из него едкой извести, т. е. гидроксид кальция, является наиболее часто употребляемым в технике основанием. Гипс применяют для штукатурных работ, для отливок и форм. Равным образом имеют большое значение в технике хлорид, фторид и нитрат кальция.

Металлический кальций применяют при получении сплавов свинца. Так, например, на железных дорогах для изготовления подшипников широко применяют сплав свинца с 0,7 % кальция, 0,6 % натрия и 0,04 % лития.

Из соединений стронция наибольшее практическое значение имеет его нитрат, применяемый в пиротехнике; кроме того, в сахароваренной промышленности пользуются карбонатом стронция и его оксидом.

Из соединений бария технически важными являются его оксид, гидроксид, перекись и сульфат. В качестве химического реактива широко применяют его хлорид, а в пиротехнике — нитрат и хлорат. Особое внимание следует обращать на ядовитость соединений бария.

Из соединений бериллия наибольшее применение имеет его нитрат. Оксид бериллия приобретает все большее значение как материал для изготовления огнеупорной посуды.

Металлический бериллий находит применение для изготовления окон в рентгеновских установках. Оп поглощает рентгеновские лучи в 17 раз слабее, чем алюминий. Твердость тяжелых металлов при сплавлении их с бериллием увеличивается в значительной степени; так, медно-бериллиевый сплав, содержащий около 6,3 % бериллия, отличается твердостью стали и при этом приобретает чрезвычайно высокую устойчивость по отношению к механическим и химическим воздействиям. При выплавке меди большое техпическое значение имеют очень малые добавки бериллия, обладающие раскисляющим действием. «Электропроводная медь», получаемая при добавках 0,01-0,02 % бериллия, обладает значительно лучшей электропроводностью, чем фосфорная бронза (сплэды меди с оловом, к которым при литье добавлен в качество раскисляющего агента фосфор). Бериллий и его соединения при вдыхании их в небольших количествах в пылевидном состоянии вызывают медленно развивающееся тяжелое заболевание легких.

Применение соединений радия осповано на их радиоактивности; чаще всего используют хлорид, бромид, карбонат и сульфат радия. Все эти соединения применяют в медицине, а также для научных исследований.