» » Свойства и области применения чистых кальция, стронция и бария
22.09.2015

Физические свойства. Кальций, стронций и барий относятся к подгруппе щелочноземельных металлов II группы периодической системы элементов. Ниже приведены важнейшие физические свойства этих металлов, а также упругости их паров в зависимости от температуры.
Важнейшие физические свойства щелочноземельных металлов технической чистоты:
Свойства и области применения чистых кальция, стронция и бария

Давление паров бария при 1200° около 50 мм рт. ст.
Из приведенных данных следует, что щелочноземельные металлы имеют заметную упругость паров даже при низких температурах.
Механические свойства. Твердость кальция по Бринелю равна 13,7 кГ/мм2, бария 4,2 кГ/мм2.
Модуль упругости кальция колеблется от 2000 до 2600 кг/см2. Относительное удлинение кальция, возогнанного в вакууме и переплавленного в аргоне, равно 53%. Чистый кальций — металл ковкий, он хорошо прессуется при 200—400° С и прокатывается в листы.
Химические свойства. В ряду напряжений кальций, стронций и барий находятся среди наиболее электроотрицательных металлов, что обусловливает их большую химическую активность. Они легко вытесняют водород не только из разбавленных кислот, но и из воды. На воздухе эти металлы покрываются пленкой, состоящей в основном из окислов и частично из перекиси и нитридов этих металлов. Химическая активность возрастает от кальция к барию.
Возогнанный кальций обладает значительной химической стойкостью — он почти не подвергается действию концентрированных растворов едких щелочей. С металлоидами щелочноземельные металлы соединяются весьма энергично с выделением значительного количества тепла. В сухом кислороде кальций воспламеняется при 300° С.
При нагревании щелочноземельных металлов в токе сухого водорода образуются гидриды. Температуры, при которых начинается присоединение водорода к металлу по ряду Ca—Sr—Ba, составляют соответственно 300, 215 и 170° С. Гидриды этих металлов при высоких температурах восстанавливают многие окислы и галогениды до металлов. Восстановительная активность этих гидридов настолько велика, что они восстанавливают СО2 до С.
При растворении в воде 1 кг гидрида кальция при давлении 1 ат образует 100 л водорода.
С азотом щелочноземельные металлы соединяются уже при слабом нагревании. По ряду Ca—Sr—Ba взаимодействие с азотом наблюдается соответственно при 410, 380 и 260° С. Максимальная скорость нитрирования кальция наблюдается при 400—450° С. Нитрид кальция (Са3N2) образует с кальцием эвтектику с температурой плавления 780° С. В расплавленном кальции нитрид растворяется, а в твердом состоянии они не смешиваются. При красном калении щелочноземельные металлы соединяются с углеродом, образуя карбиды типа MeС2.
В противоположность ионам Ca2- и Sr2- ион Ba2-сильно ядовит. Смертельная доза содержит 0,8—0,9 г хлористого бария.
Применение чистых щелочноземельных металлов. Чистый кальций применяется для восстановления металлов (U, Th, Cr, V, Zr, Rb, Cs, некоторые редкоземельные металлы) из их соединений, а также для очистки аргона от примеси азота.
Чистые щелочноземельные металлы широко применяют в качестве поглотителей газов в высоковакуумных приборах, например в электронных трубках.
Чистый стронций применяют для изготовления люминофоров и фотоэлементов. Сплав Ba—Ni используется в радиолампах.