Г. Реми - Курс неорганической химии (1109024), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Порекристаллизацню из горячей воды следует вести в присутствии избытка плавиковой кислоты, так как иначе произойдет гндролптнческое разложение, Приводят л«гочрсдиз фзаротавталзт«в и«посредств«ива к таятзловой кислота алп в качестве ор аячпуточвых продуктов образуются оксофторотаиталаты как ояределсквые саетвогпаа, еще ке зполве ясно. Во всяком случае, склоппость к образоваяию оясофтарасасдлвевви у тантала зпачительио меньше, чам у кяобия. Из раствора чистой пата«кося тавтзла в плззяковой кислоте Гану удалось выделить фт«ратзпталоаую кислоту соспюа Н Г Та рз- 6НзО ввиде перястых игл с темпоратурой плавлеяия 15'. Соединения тантала с более низкими етеяеняип окисления О пивших окислах тантала см.
стр. 129 п 130. Нвзшпо хлорпды пошло получить, по данным Руффа (1922, 1925), иагреваяяем до 300' крп встряхивания спася печтахворада тантала с поровшом алюмпкпя в звакукровапяой запзяккой отекляпяой трубка (в прлсутствяи пеболыпого количества хлорида алюминия для ускорения реакции). Проще всего таким способом получают трихчорид таятала ТаС1з. Ло дзввыьг Руффа, в расплавлояяом состоянии оп реагирует с избытком ТаС1ю обраауя ТаС1Н ТаС1з+ТаС!з ~ ь 2ТаС1ю Нслп при температура 350 — 400~ отогвать певтахлорид, остается трихлорид, При дальиейшем павьппевии томпоратуры (до 500 — 600') грихларид разлагается, прзшем сла в образуотся иевтахларид.
3ТаС!з=2ТаС1з+ ТаС!з. Все хлориды темно-зслекаго цвета и при обычной температуре твордые. Ови разлпчаютсв отиошекпем к воде. Т«грахлорвд разлага«гся водой па ураввевшо: 2ТаС1ь+5НзО =ТаС!а+Та(ОН)з+5ПС1. Трлхлоряд в холодпой задо растворяотся без измеяеяия с образованием зев«вой окраски.
Нря добавлении ОН--попав из растаора выпадает ««левый гкдрогель, к«торит растворяется как в кислоте, так и в избытке щелочи я, следовательно, имеет амфатарпый хзрактор падобпо гмцроскпси алюмяявя. Ол весьма зиоргичпо окясляется и кппгщай водой разлагается с образов«илам тавталовай кислоты: Та(ОН)в+ 2НзО = Тз(ОН)з+ Нз. Подобное разложение водм, нагретой до клпеявя, происходят также под влпявпии трпхлорида. Двхларяд таатале практически и«растворим в иоде, по, а««катря ла зто„ уже под влпяяпеи холодвой воды ол переходит в сосдяиелпе трехзалептяого тавтала и при етом выделяотся ведород: ТаС!а+НзО =Та- +2С! +ОН +т/зНз При упарвеапая в вакууме раствора хлоряда тантала(П1), содержащего взбит.= с«ляпай кислоты, выпада«т лзабсчао устойчивое комплексное саедппеяке трехвзлмп ного тантала с, хлором ГззОС)т зпзО, вслед«тапа чего опо была получеворапыпепр=- стого хл«ряда. От вега прспзволйтся многие соединения, которые также «одер т три атома трехзалеятпого такт«аз в молекуле.
а Как показал рсятгепсветрячссли прп помощи анализа Фурье Хорд (Ноа~ 1939), стРУктУРао зто саедввезвс оказалось еаатафт«Р«тантал«то» 1(з [Таус заардляазиаяяа еемивзлсвтпкя тавталом (ср. т. 1 стр. 337). дто справедлшю п — -. зяалогпчиого соодпяепия лвобвя (ср. стр. 127). Пяюая ерукка игрисдичягкса скгкмлм Карбиды тантала. Таптал образует дза карбида. Латувпо-1келтый ТаС кристаллизустск, подобно Т1С в ХгС, по теву каменкой соли (з = 4д45 А).
Подобно этим карбидам ТаС способеп растворять овроделехвое холвчестаометалла (до 10 ат.»4), образуя твердый раствор. О проводимости см. стр. 68. Та»С — серого цвета, имеет рошогху, в которой атомы Та образуют гсхсагоиальпую ваиболес плотвую упаковку (о = 8,991, с = 4,98 зк). Питрид таитаяа. Таз) обре»ушел з вида серого порошка прк кагревакви тавтала в атмосфсро азота. Теплота образо»апик з8,1 ккзя/мояь (Хешвавв, 1934).
Авазвтические свеягпигь П аиаллтическом отвошсоих тантал чрсзвычайяо похож па ниобий. Однако пз растворов, содержащих большие количества плазииоаой кислоты, кристаллизуется фторотаптскат паапа КгТаут, звачвтсльво труднее растзорямый, чем звалогвчпое сосдвлехи~ ххобии. Последний особенно легко растворяется в теплой воде (образуя соэдивгхие 14»доОР»), з то зромл хзк фторотавталат калия при кипячении с водой переходит о очень трудво растворимую осповиую соль.
Используя зту реакцию, можяо легко установить, соде1жшт лп тактов примесь вкобия. Длк апалшвчсского раадслсхия топтала х виобия в осоозпом применяют метод Пауэлла и Шолерз 1Роке11, 8сбоеПег, 2. ахогз. Селеш„1М, 221 (1926)1, осиоваввый ва том, что комплексы оксалатотаяталатоз разрушаются легче, чем оксалатовиобатов. Образующзхся в результате гидролхза комплекса тапталовая кислота выпадает в осадок хрп добавлении гашиша, с которым ова образует блздво-желтый продукт првсоедивеоия; осаждзющзяся при более возком звачеиип ры хиобиевая кислота образует с тахинном вродукт присоедипеивя ярко-красного цвета.
ПРОТАКТИНИЙ (РПОТАСТ1г(1ПМ) Рп Протактнний был открыт в (918 г. Отто Ганом н Лизой Мейтнер и независимо от них Соддк н Кранстоноы. 11оводоы для поисков родоначальника Ас служило основанное на законе смещения (с»г. гл. И) предположение, что искомое вещество должно быть аналогом таяглала. После того как была установлена трехвалентногть актиния (в результате диффузионных опытов Ховеши и изучения Флеком его химических свойств) Ра занял свое место в третьей группо периодической системы, и по закону сыетопия его материнским элементом можно было считать только либо испус. кающий ()-частицы элемент второй группы, либо испускающий а-частицы элемент пятой группы.
В первом случае актпний был бы иэотопом радия. Но так квк радий и актиний оба происходят от урана, обсуждаемым изотоп должен был бы встречаться в природе вместо с радием и, как непременный спутник радия, испускающий р-частицы, едва ли мог бы долго оставаться неоткрытым. Правильнее оказалось второе предположение, а именно что искомое вещество принадлежит к пятой группо периодической систеыы и, следовательно, должно быть аналогом гваятала е, раснадвющнмся с выделением а-частиц.
Для его выделения остатки урановой смоляной руды смешивалн с танталовой кислотой, которую потом вновь отделяли. Предположение, что вместе с нею будет выделен искомый аналог тантала, опрзвдалось. Пятиокись тантала, полученная пз остатков урановой смоляной руды, оказалась радиоактивной и действительно содержала з»атеринслий клемент актинии; это слодовало из того, что из нее образовывались короткожпвущпе продукты распада актпиия, идентифицируемые по характеристическим кривым распада.
Название протакшикий (б яйшто2 — первый в раду), данное новому элементу Ганом н Мейтнер, должно было, отражать его отношение к актинню как к непосредственному зпотомку», ч Едвхствепяьх( вззсстпмй до вастоящсго арсмепп радвоакткввый аналог тантала, уран Хг, являетск 6-иззу штслем. 134 Протак*иний нли его шггпокягь сравнительно легко можно получить редковато»нс знсп1нми, т. е.
свободяыяп аз других радиоактивных вощеслв. Напротив, чрезвычайно трудно полу шть ан»янгагк изгоню пятиовисзн так кэк ава по химическим свойотвам очень близка нятпокщ я танга,.~а я отличаетсл от нее лявгь немного более основным характером. Поянво этого, весьма затрудняющим обстоятельством являл»тая пеэп»чительные колпзс~тззз, в которых вротактивий содержится в урановая смоляной рудо. На 1 э урана в»юб) и урановом минерале (наряду с 332,нг радия) приходится только 314 мг яротэлтпсяя (ср. стр. 569). Однако в 1928 г. Гроссу (Огоев) удалось из примерно 500 зс пс»»,кого материале выделить 9 эм чистой РазОз. Через несколько лет (1934 г.) ов па»гоя» около 100 мз РазОэ, к атому времени!'Рауэ и Кэдивг (иэ 5,5 за ясходчсга продукта) получялп 500»и чистого протавтпппя (в виде КзРарт).
Б результате эпзх преяэратпвпых работ было установлено большое сходство протактн- ЯЯЯ с танталом Ощо»ка оказалось, чта РаэОэ аблацает заметка кексе кислым хаРактером, чем Татпз э этом отношении он» блшке к ег01. Благодаря возрастающему испольаовавию рейнцво цирвовпя н тантала, удалось достигнуть дальнейшего обогащения протактвннв, по»возившего, наконец, иэ растэор» двойкога калиевого фториц» фракциоипрозаппоя перегонкой выделить чистый Е»Раут. Как показали позднее Крауэ в ыур (Кинза, Иооге), особенно хорошо отделяется протактнввй ат циркоявв, пиабив и тантала гри иомоиги ионооамгннмз смол. Этим способом легьо можно освободиться также от урапа и железа.
Иакболывие калнчестла мета»эизгсзозо протактипия были получены Гроссом (1934) двумя апособамя: Ц разложением окиси под влиянием каналовых лучей и 2) термическим разложением Ра 1з или Ра1э иа раскаленной электричеством вольфрамовой проволоке в условиях высокого вакуума. Кто получают также восстановленном Рарь барием при 1400'. Протактвяий представляет собой олостящий серо-белый моталл„ устойчивый па воздухе. Оп имеет тетраго1гальнузо обьемво-центрправавпую решетку (е = 3,93, с - 3,24 А; йе „„= 15,33). При температуре 250' реаицзуот с водородом, образуя твердыи чериый гйдрид РаЛ, обладающий нубвческой структурой (изатипей ПН»), а = 6,648 А. При 800'кротактиняй реагирует с ХН» с образованием желтого интрада; при 1400е с углеродом даат карбид (хасЬапазев, 1952 — 1954).
Генетическая связь протакгинпи с актинием, а также его химические свойства, укааывающио и» гомологическое родство с тапг»лом, оп)юделяют место Ра в периодической системе (порядковый комар 91). Экспериментальна опредоленный Гроссом (1935) атомный вес, равный 231, согласуется с наложением протэитвипя в радиоактиыпом ряду актияпя, Конечный продукт — актпнвй Б — это свинец с атомным вагам 207 (ср. стр. 55з)); ав абраауетси нз протактвапк в резузщата всего шести о-превращений (ср. табл. 63, сгр, 569), Олодаватеаьяо. атомный вес протакгиния дал~кен быть на 6 к 4 24 единицы больше, щ лз у актвави О (актнносвннца), т.
е. 231, О радкоантпввых свавствах пратактпвэя см, стр. 569. Иэ тех радпояктнвпых элементов, которые занимают определенное место н периодической сястеыо, протакгннпй пасла радия встречается в природе н самых больших колмчесгвах. Ха, чта, несмотря на больший период полураспада, ега меньша, чем радия, обусловлено тем, что гачька небалыцая часть радиоактивного урана (4,бэб) превращается (череп уран г") н пратактпннй, а асповнаа количество переходит (чарек наний) в рлдпй (ср. стр. 567). Валеа паэдина исследования свойств протактпиин и ега соединений проводили частично па искусственном изотопа зщРа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
