Wapń, stront i bar- wzory, właściwości
Wapń, stront i bar to odpowiednio trzeci, czwarty i piąty pierwiastek w drugiej grupie układu okresowego. Pierwiastki tej grupy nazywane są metalami ziem alkalicznych, z powodu zasadowego charakteru minerałów, w których występują. Powłoki walencyjne tych pierwiastków mają strukturę \(ns^2\), dlatego tworzą one jony dwudodatnie, a w związkach chemicznych występują na +II stopniu utlenienia. Wapń, stront i bar reagują samorzutnie z wodą, tworząc wodorotlenki (choć szybkość reakcji nie jest tak duża jak dla metali alkalicznych), według równania 1. Tlenki tych metali mają wzór ogólny \( MO \) i powstają w reakcji z tlenem według równania 2. Mają one charakter zasadowy i w reakcji z wodą tworzą wodorotlenki (równanie 3).
\(M + 2H_2O \rightarrow M(OH)_2 + H_2\)(1)
\(2M + O_2 \rightarrow 2MO \)(2)
\(MO + H_2O \rightarrow M(OH)_2\) (3)
Wapń, stront i bar- występowanie, otrzymywanie
Wapń, stront i bar występują powszechnie w przyrodzie, w postaci minerałów węglanowych I siarczanowych. Wapń występuje w postaci węglanu, wapienia I dolomitu (\(CaCO_3\)) oraz mnerałów siarczanowych – gipsu i anhydrytu (obydwa minerały zawierają \(CaSO_4\), gips jest formą uwodnioną, anhydryt – bezwodną). Najczęściej spotykanym minerałem zawierającym stront jest celestyt (siarczan strontu, \(SrSO_4\)). Drugim w kolejności jest strontianit – minerał węglanowy, \(SrCO_3\). Dla baru, podstawowym źródłem w przyrodzie jest minerał siarczanowy – baryt (\(BaSO_4\)), a drugim w kolejności – witeryt, minerał węglanowy (\(BaSO_4\)).
Znaczenie dla organizmów żywych
Wapń jest jednym z podstawowych makroelementów potrzebnych organizmom żywym. Jest jednym z podstawowych składników hydroksyapatytu (\(Ca_2(PO_4)OH\)), który stanowi mineralny komponent tworzący kości zwierząt. Jony wapnia odpowiadają również za funkcjonowanie szeregu białek pełniących funkcje enzymatyczne (np. niektóre lipazy) lub regulatorowe, jak na przykład kalmodulina. Stront i bar są szkodliwe dla organizmów żywych.
Wapń, stront i bar- zastosowanie
Siarczan i węglan wapnia znajdują zastosownanie w budownictwie, w postaci wapieni i gipsów. Zawiesina wodorotlenku wapnia \(Ca(OH)_2\) (tzw. mleko wapienne) jest używana w procesie odsiarczana spalin, w którym produktem jest gips. Stały tlenek i wodorotlenek wapnia (odpowiednio, wapno palone i wapno gaszone) znajdują zastosowanie jako spoiwa w budownictwie, a także były wykorzystywane jako środki dezynfekujące.
Stront i bar znajdują szereg specjalistycznych zastosowań. Można wśród nich wymienić produkcję kolorowych fajerwerków; stront barwi płomień na czerwono, a bar – na zielono. Barwienie płomienia palnika gazowego jest jedną z metod identyfikacji jonów strontu I baru w klasycznej analizie chemicznej.