BERILIY (Химия, элементы таблицы Менделеева), страница 3
Описание файла
Документ из архива "Химия, элементы таблицы Менделеева", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "химия" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "рефераты, доклады и презентации", в предмете "химия" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "BERILIY"
Текст 3 страницы из документа "BERILIY"
Гидриды бериллия и магния представляют собой белые твёрдые вещества, нелетучие и имеющие характер полимеров (вероятно, образованных посредством водородных мостиков). Оба они нерастворимы в эфире и могут быть получены по схеме:
Э(СН3)2 + LiAlH4 = LiAlH2(CH3)2 + ЭH2.
При температурах порядка 400-500 °С под давлением водорода 100-200 атм и в присутствии следов иода MgH2 образуется непосредственно из элементов (теплота образования 75 кДж/моль). Оба гидрида устойчивы на сухом воздухе, но разлагается водой (BeH2 — бурно, MgH2 — медленно). Термический распад BeH2 (теплота образования 21 кДж/моль) наступает около 190, а MgH2 — около 300 °С. Подобно другим гидридам металлов, они являются сильными восстановителями.
Взаимодействие диметильных производных Be и Mg с эфирным раствором HN3 при очень низких температурах были получены азиды этих элементов — Be(N3)2 и Mg(N3)2. Они представляют собой белые твёрдые вещества. Цианомид магния может быть получен осторожным нагреванием в вакууме его диаммиаката [Mg(NH3)2](CN)2, осаждающегося при действии HCN и NH3 на концентрированный раствор Mg(NO3)2. Водой Mg(CN)2 гидролизуется, а при нагревании выше 200 °С переходит в цианамид магния — MgNCN.
Нитраты бериллия и магния легкорастворимы не только в воде, но и в спирте. Кристаллизуются они обычно в виде Be(NO3)2·4H2O (т. пл. 60) и Mg(NO3)2·6H2O (90 °С). При нагревании выше температур плавления оба нитрата отщепляют не только воду, но и HNO3, а затем переходят в сответствующие оксиды. Безводные Be(NO3)2 и Mg(NO3)2 могут быть получены осторожным нагреванием в вакууме их двойных соединений Be(NO3)2·2N2O4 и Mg(NO3)2·N2O4 (которые образуются при взаимодействии безводных хлоридов с диоксидом азота в присутствии этилацетата). Они представляют собой бесцветные твёрдые вещества.
Для сульфатов бериллия и магния характерны легкорастворимые кристаллогидраты BeSO4·4H2O и MgSO4·7H2O. Первый из них полностью обезвоживается при 400, второй — при 200 °С. Для солибериллия установлено строение [Be(OH2)4]SO4 с тетраэдрическим окружением атома Ве четырьмя молекулами воды, Подобная же структура [Be(OBe)4]SO4 вероятна и для основного сульфата бериллия, образующегося при растворении BeO в концентрированном растворе BeSO4. Интересно, что растворитель этой основной соли больше, чем самого мульфата бериллия. Раствор последнего способен растворять также металлический магний и его оксид по схемам:
2 BeSO4 + Mg + 2 H2O = H2 + (BeOH)2SO4 + MgSO4
и 2 BeSO4 + MgO + H2O = (BeOH)2SO4 + MgSO4.
Электролитическая диссоциация MgSO4 характеризуется значением константы 5·10-3. Безводный BeSO4 (т. пл. 540 °С) труднорастворим в холодной воде (но переводится в растворимое состояние горячей). Возможно, что это обусловлено его строением не по ионному, а по полимерному типу ···BeO2SO2BeO2SO2··· аналогичному структуре хлорида. Он начинает отщеплять SO3 около 580 °С, а термическое разложение MgSO4 (т. пл. 1130 °С при бычтром нагревании) становится заметным лишь выше 1000 °С.
В природе MgSO4 встречается в виде минералов горькой соли MgSO4·7H2O и кизерита MgSO4·H2O. Последний минерал даже при нагревании растворяется очень медленно (по-видимому, лишб после перехода в более богатый водой кристаллогидрат). Природный кизерит может служить хорошим материалом для получения MgO и SO2, так как при прокаливании с углём разлагается по схеме:
MgSO4 + C + 268 кДж = CO + SO2 + MgO.
Горькая соль применяется в текстильной промышленности, а также используется в медицине как слабительное.
С сульфатами некоторых одновалентных металлов BeSO4 и MgSO4 образуют двойные соли, для бериллия типа M2[Be(SO4)2], а для магния так называемые шениты состава M2[Mg(SO4)2]·6H2O, где M — одновалентный катион. Шенитом K2[Mg(SO4)2]·6H2O пользуются иногда в качестве калийного удобрения.
Почти нерастворимые в воде нормальные карбонаты ЭСO3 бериллия и магния могут быть получены лишь при одновременном присутствии в растворе большого избытка CO2. В противном случае осаждаются также почти нерастворимые основные соли [например, (ЭOH)2CO3]. Последние всегда и образуются при действии на соли Be и Mg растворами углекислых солей. Нагревание с крепким раствором KHCO3 они могут быть переведены в нормальные карбонаты, для которых характерны кристаллогидраты BeCO3·4H2O и MgCO3·3H2O. Основная соль приблизительного состава 3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O под названием белой магнезии находит медицинское применение (при повышенной кислотности желудочного сока) и вводится иногда в состав зубных порошков.
Нормальные карбонаты Be и Mg сравнительно легко отщепляют углекислый газ и переходит в соответствующие оксиды. Для BeCO3 такой расход становится заметным уже немного выше 100, для MgCO3 — около 500 °С. На этом основано использование природного магнезита для получения СО2 и MgO. Выделенный таким путем углекислый газ очень чист и служит, в частности, для производства искусственных минеральных вод. Обожженный магнезит (т. е. в основном MgO) идет на изготовление огнеупорных кирпичей и т. п.
49) При пропускании СО2 в жидкость, содержащую взвешенный MgCO3, происходит растворение осадка, обусловленное реакцией по схеме:
MgCO3 + H2O + СO2 = Mg(HCO3)2
В кристаллическом состоянии бикарбонат магния был получен при 0 °С под давлением СО2 в 18 атм. Он очень неустойчив и на воздухе отщепляет СО2.
50) Карбонаты Be растворяются в избытке карбонатов щелочных металлов и — особенно легко — крепкого раствора (NН4)2СО3. Растворение обусловлено образованием двойных солей типа М2[Ве(СО3)2]. Аналогичные, но труднорастворимые соли дает и углекислый магний при обработке его крепкими растворами щелочных карбонатов (или бикарбонатов). Известны, например, K2[Mg(CO3)2]·4H2O, KH[Mg(CO3)2]·4Н2O и др. К солям этого типа относится и природный доломит — Ca[Mg(CO3)2]. Образованием подобного же, но легкорастворимого аммонийного производного обусловлено, вероятно, отсутствие осаждения при действии на соли магния крепким раствором (NH4)2CO3. Напротив, разбавленные растворы этого реактива в отсутствие других аммонийных солей частично осаждают основные карбонаты магния (большей частью лишь при нагревании или после долгого стояния).
51) Большое практическое применение для сушки многих жидкостей и газов находит безводный перхлорат магния («ангидрон»). Получают его обезвоживанием (в вакууме при 240 °С) кристаллогидрата Mg(CIO4)2·6H2О (т. пл. 146 °С), выделяющегося из водных растворов этой соли. По интенсивности осушающего действия ангидрон приближается к фосфорному ангидриду, имея перед последним то важное преимущество, что длительным нагреванием до 240 °С под вакуумом поглотившая воду соль может быть вновь обезвожена и повторно использована. Термическое разложение Mg(CIO4)2 наступает при 382 °С. Соль эта хорошо растворима не только в воде, но и в ряде органических растворителей.
52) Известен и перхлорат бериллия — Ве(С1О4)2·4Н2О. Подобно остальны тетрагидратам иона Be2+, соль эта имеет, вероятно, строение [Ве(ОН2)4](С1O4)2. При нагревании она не теряет воду вплоть до начала разложения аниона.
53) Нормальный ацетат бериллия — Be(СНзСОО)2 — не может быть получен из водных растворов. Он образуется, в частности, при нагревании BeCl2 с безводной уксусной кислотой. Соль эта не растворяется ни в органических растворителях, ни в воде (но медленно разлагается ею с образованием основных солей). При 295°С плавится с разложением.
54) Для хорошо растворимого в воде ацетата магния характерен кристаллогидрат Mg(CH3COO)2·4H20 (т. пл. 65°С). Растворы этой соли проводят электрический ток в несколько раз хуже, чем то обычно для солей типа ЭХ2, а при высоких концентрациях становятся очень вязкими. И то и другое обусловлено, по-видимому, полимеризацией молекул Mg(CH3COO)2, протекающей с возникновением донорно-акцепторных связей O-Mg от карбонильного кислорода анионов.
55) Оксалат бериллия — ВеС2O4·3Н2O — является единственным оксалатом двухвалентного металла, хорошо растворимым в воде. Электропроводность его разбавленного раствора примерно в 5 раз меньше, чем у BeSO4, и почти не изменяется при повышении концентрации. Такое поведение соли согласуется с трактовкой структуры по типу Ве1Ве(С2O4)21·6Н20. Вместе с тем для константы диссоциации молекулы ВеС2О4 было найдено значение 6·10!!!!. Известны и комплексные оксалаты, например Na2[Be(C2O4)2]·H2O.
56) В отличие от бериллия, оксалат магния — MgC2O4·2Н2О — малорастворим воде (0,1 г/л). Для константы электролитической диссоциации этой соли значение 4·10!!!!. В растворе (NH4)2C2O4 она растворяется с образованием довольно устойчивого комплекса (NI-l*IMg*O*l. Вместе с тем раствор щавелевой кислоты способен растворять гораздо больше MgO, чем то соответствует реакции нейтрализации, что указывает на лёгкое образование хорошо растворимых основных оксалатов магния.
57) Для фосфата магния — Mg3(PO4)2 (т. пл. 1357 °С) — даётся значение ПР = 2·10!!!!, т. е. соль эта очень малорастворима в воде. Образованием кристаллического осадка MgNH4ЭO4 (где Э — Р или As) пользуются в аналитической химии для открытия иона Mg2+ с одной стороны, фосфорной и мышьяковой кислот — с другой. Реакция идет, например, по уравнению:
MgCl2 + NH4OH + Na2HPO4 = MgNH4PO4 + 2 NaCl + Н2О.
Фосфаты бериллия известны, но изучены хуже.
58) Боранаты бериллия и магния могут быть получены в эфирной среде по схеме:
ЭН2+В2Н6 = Э(ВН4)2.
Оба они представляют собой белые твёрдые вещества, растворимые в эфире и разлагаемые водой. Боранат бериллия летуч (т. возг. 91, разлагается выше 120 °С), тогда как боранат магния нелетуч (плавится в вакууме около 180 и разлагается лишь выше 260 °С). Молекула Ве(ВН4)2 полярна (m = 2,06). Данные трёх разных исследований её строения сильно расходятся, а Mg(BH4)3 имеет, вероятно, ионную структуру. Боранат бериллия мог бы, по-видимому, служить высококалорийной добавкой к реактивным топливам.
59) Алюмогидриды бериллия и магния были получены в эфирной среде по схеме:
ЭГ2 + 2 LiAlH4 = 2LiГ + 3 Э(AlH4)2
(где Г — С1, Вг). Они представляют собой белые твердые вещества, хорошо растворимые в эфире и разлагаемые водой. Строение их, вероятно, !!!! по типу Н2А1ННЭННА1Н2. Более устойчивый Mg(AlH4)2 термически разлагается (в отсутствие воздуха) лишь выше 140 °С.
60) Из других солей рассматриваемых элементов особенно интересны комплексные производные бериллия, в которых основным центральным атомом является кислород с координационным числом 4. Типичным представителем соединений этого типа является основной ацетат бериллия ОВе4(СН3СОО)6, получаемый взаимодействием его основного карбоната с безводной СНзСООН.
