Все металлы первой
группы — сильные восстановители, поэтому их получение требует высоких
энергетических затрат. Натрий получают главным образом электролизом расплава NaCl. Поскольку чистый NaCl плавится при 800 °С, то для понижения температуры плавления до 580 °С к нему добавляют СаСl2. Конструкция электролизера (наличие
диафрагмы, разделяющей анодное и катодное пространство) исключает возможность
взаимодействия образующихся в процессе электролиза хлора и натрия. На
производство 1 кг
натрия расходуется 10 кВт электроэнергии. 
Литий получают
аналогично натрию из LiCl, образующегося при переработке сподумена. В промышленности разработано несколько технологических схем переработки
сподумена. По одной из них измельченную руду прокаливают с избытком оксида
кальция при 1200 °С, а образующийся плав, состоящий главным образом из силиката
кальция Ca2SiO4, алюмината
лития LiAlO2 и
непрореагировавшего СаО, обрабатывают водой, при этом протекает следующая
реакция:
2LiAlO2 + Са(ОН)2 = 2LiOH + СаАl2O4↓
При упаривании раствора, полученного после отделения осадка алюмината
кальция, выделяются кристаллы гидрата гидроксида лития, из которого затем
получают хлорид.
Калий и более тяжелые щелочные металлы также могут быть
получены электролитически, однако на практике этого не делают из-за их высокой
химической активности при повышенной температуре. Поскольку расплавленные
щелочные металлы заметно испаряются в вакууме, их можно получать из солей или
оксидов восстановлением менее активными (и менее летучими) металлами, коксом
или кремнием:
300 °С, вакуум
3Na2O + 2Al → 6Na↑ + Al2O3
300 °С,
вакуум
2Li2O + Si + 2CaO → 4Li↑ + Ca2SiO4
Образующийся щелочной металл
уходит из сферы реакции в виде пара, что приводит к смещению равновесия вправо.
Калий получают в
промышленности также действием паров натрия на расплав хлорида или гидроксида
калия:
Na(пары) + KCl(расплав) → NaCl + K
При этом образуется сплав Na—К,
который разделяют перегонкой.
Рубидий и цезий
получают восстановлением хлоридов кальцием:
700-800 °С
2RbCl + Сa →
СаСl2 + 2Rb↑
В лаборатории в качестве
восстановителя часто используют цирконий, дающий исключительно прочный оксид:
650 °С
2Cs2CO3 + Zr → ZrO2 + 2CO2↑ + 4Cs↑
До разработки
электролитического процесса натрий получали восстановлением соды углем в
закрытых тиглях. Пары металла при этом конденсировались на крышке тигля:
t°
Na2CO3 + 2С → 2Na↑ + 3CO↑
На некоторых предприятиях
калий и сейчас получают по методу Грейсхейма: сплавлением фторида калия с
карбидом кальция при 1000 °С:
t°
2KF +
СаС2 → CaF2 +
2С + 2К↑
Небольшие количества Na,
К, Rb и Cs можно получить термическим разложением
их соединений, например азидов:
300 °C
2NaN3 → 2Na↑ + 3N2↑
Литий этим способом получить
нельзя из-за высокой устойчивости нитрида Li3N.
|