المحتوى الرئيسي

الفلزات القلوية

تقع في المجموعة الأولى من الجدول الدوري (باستثناء الهيدروجين): الليثيوم، الصوديوم، البوتاسيوم، الروبيديوم، السيزيوم، الفرانسيوم. خواصها العامة:

• فلزات لينة ذات بريق فضي عند قطعها حديثًا، كثافة ودرجة انصهار منخفضتان نسبيًا.
• تُستخلص بالتحليل الكهربائي لمصهور أملاحها.
• تعطي ألوانًا مميزة في اختبار اللهب.
• تتفاعل مع الماء منتجة هيدروكسيد الفلز وغاز الهيدروجين: $2Na+2H_2O\rightarrow 2NaOH+H_2\uparrow$
• تُحفظ عينات الصوديوم والبوتاسيوم تحت سطح الكيروسين لعزلها عن الأكسجين والرطوبة.

مركبات الصوديوم

• هيدروكسيد الصوديوم NaOH: مادة صلبة بيضاء، شديدة الذوبان (محلولها قلوي قوي)، مادة متميعة (تمتص بخار الماء)، ومادة كاوية.
• بيكربونات الصوديوم (صودا الخبز) $NaHCO_3$: مسحوق أبيض، ضعيف الذوبان نسبيًا، محلوله قاعدي ضعيف؛ يُستخدم في مساحيق الخبز والأقراص الفوارة ومضادات الحموضة.
• كربونات الصوديوم $Na_2CO_3$: مادة صلبة بيضاء، محلولها قاعدي؛ تدخل في صناعة الزجاج والمنظفات ومعالجة عسر الماء، وتُنتج صناعيًا بطريقة سولفاي.

طريقة سولفاي

تُنتج كربونات الصوديوم من كلوريد الصوديوم والحجر الجيري، مع إعادة تدوير الأمونيا وثاني أكسيد الكربون:

1. يُذاب $NH_3$ في محلول مشبع من $NaCl$ ويُمرَّر $CO_2$، فترسب بيكربونات الصوديوم:

2. تحلل الراسب حراريًا لإنتاج كربونات الصوديوم:

3. يُعاد استخدام $CO_2$ الناتج من الخطوة 2 في الخطوة 1؛ ويُحصَّل $CO_2$ إضافي من تحلل الحجر الجيري: $CaCO_3\xrightarrow{\Delta}CaO+CO_2$
4. تُجدَّد الأمونيا بتفاعل كلوريد الأمونيوم (من الخطوة 1) مع هيدروكسيد الكالسيوم (من $CaO+H_2O$): $Ca(OH)_2+2NH_4Cl\rightarrow CaCl_2+2H_2O+2NH_3$، ويُعاد استخدامها في الخطوة 1.

تُجسّد طريقة سولفاي مبادئ الكيمياء المستدامة: إعادة تدوير $CO_2$ والأمونيا، وتقليل استهلاك المواد الخام والنفايات الصناعية.

أسئلة للمراجعة

• لماذا يُحفظ فلز الصوديوم تحت سطح الكيروسين؟
• اكتب معادلتَي الخطوتين الأساسيتين في طريقة سولفاي لإنتاج كربونات الصوديوم من كلوريد الصوديوم.
• ما المادتان اللتان تُعاد تدويرهما في طريقة سولفاي، وكيف يساهم ذلك في استدامة العملية؟