В.В. Еремин, А.Я. Борщевский - Основы общей и физической химии (1113479), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Хлорид меди (1) СпС! получают прн кипячении хлорнда меди (11) с медью в концентрированной соляной кислоте: СцС!г+ Сц = 2СцСЦ. СцС! растворяется в концентрированном растворе аммиака: СцС! + 2ННз = [Сп(ННз)г[С!. Оксид меди (1) СпгО получают восстановлением солей меди (11) в щелочном рас- творе альдегидами: 2Сп504+ СНзСНО+ 5ИаОН = СцгО+ 2Наг504+ СНзСООНа+ ЗНгО З 7.5. Н-Металлы 205 или осаждением щелочью из раствора Н[СцС!з] (раствор СпС1 в концентрированной НС1): 2Н[СцС1з] + 4ХаОН = СизО) + 41ЧаС1+ ЗНзО. Из раствора выделяется мелкодисперсный порошок желтого цвета, при нагревании частицы становятся более крупными и осадок краснеет. Как и хлорид меди (1), оксид СизО растворяется в растворе аммиака с образованием растворимого комплекса: СизО+ 4ННз + НзО = 2[Си(ХНз)з]ОН.
Гидроксид меди (П) Си(ОН)з образуется при действии щелочей на растворимые соли меди (П): Сц504 + 2гчаОН = Си(ОН)з(+ !чаз304. Си(ОН)з растворяется во всех сильных кислотах, а также в аммиаке с образова- нием комплексного соединения: Сц(ОН)з+ 4ННз = [Сц(ХНз)~](ОН)з. При сильном нагревании гидроксид меди разлагается с образованием оксида: Сц(ОН)з — — СцО+ НзО. Оксид меди (П) СпΠ— вещество черного цвета, проявляет преимущественно основные свойства. Под действием газообразных восстановителей он превращается в медь: ЗСиО+ 25!Нз = ЗСи + Мз + ЗНзО. Растворы всех солей двухвалентной меди окрашены в голубой цвет из-за образования гидратированных ионов [Си(НзО)з]~+.
При действии на растворимые соли меди раствора НазСОз образуется основной карбонат меди: 2СцЯ04+ 2г4азСОз + НзО = Спз(ОН)зСОз(+ 2г4азЗ04+ СОз(. Медь используется преимущественно в виде металла благодаря своим физическим свойствам: высокой тепло- и электропроводности, а также коррозионной устойчивости. При этом она почти не выводится из промышленного оборота; по степени рециклизации и повторного использования медь занимает третье место после железа и алюминия.
Соединения серебра. Серебро гораздо инертнее, чем медь, но при хранении на воздухе оно чернеет из-за образования сульфида серебра: 4АК+ 2НзБ + Оз = 2АКзБ + 2НзО. Серебро растворяется в кислотах-окислителях: Ан+ 2НА!Оз(конц.) = Ак5!Оз + 5!Оз]'+ НзО, ЗАд+ 4НХОз(разб.) = ЗАК!чОз+ ХО! + 2НзО. Наиболее устойчивая степень окисления серебра +1.
В аналитической химии широкое применение находит растворимый нитрат серебра АКХОз, который используется как реактив для качественного определения ионов С! , Вг , ! Ад" + Г = АдЦ. 206 Гл. 7. Химия металлов При добавлении к раствору АдНОз раствора щелочи образуется темно-коричневый осадок оксида серебра АпзО: 2Адй!Оз + 2НаОН = АйзО(+ 2НаНОз + НзО. Оксид серебра при нагревании разлагается: 2АдзО = 4Ад+ Оз. Именно поэтому при термическом разложении кислородсодержащих солей серебра образуется не оксид, а чистое серебро: 2АдНОз —— 2Ад + 2ХОз + Оз.
Оксид серебра (!) — основный, ему соответствует неустойчивый гидроксид АдОН, являющийся сильным основанием. Соли серебра, образованные сильными кислотами, в водных растворах практически не гидролизуются. Ионы Ад ь даже при низком содержании их в растворе способны убивать болезнетворные бактерии. Именно с этим связано целебное действие воды, в которую были погружены серебряные предметы. Многие малорастворимые в воде соединения серебра растворяются в аммиаке и тиосульфате натрия с образованием комплексных соединений: АСС!+ 2б!Нз = [Ад(ННз)з)С! АезО+ 4ННз + НзО = 2[Ам(ННз)з)ОН, АпВг+ 21ЧазЗзОз = Наз[Ап(ЗзОз)з[+ НаВг.
Серебро идет на производство зеркал, аккумуляторов, изготовление монет, столовой посуды, электрических контактов, серебрение медных проводов, используется при производстве транзисторов, микросхем и других радиоэлектронных компонентов. Соединения золота. Золото представляет собой металл, сочетающий высокую химическую инертность и красивый внешний вид, что делает его незаменимым в производстве ювелирных украшений. В отличие от меди и серебра, золото крайне инертно по отношению к кислороду и сере, но реагирует с галогенами при нагревании; 2Ац+ ЗС1з = 2АцС!з. Золото растворимо в смеси концентрированных соляной и азотной кислот («царской водке«): Ац+ ННОз+ 4НС! = Н[АцС1«) + НО+ 2НзО При охлаждении из раствора выделяются желтые кристаллы гидрата золотохлороводородной кислоты Н[АцС1«) .
Н«0. Действием на нее щелочью удается осадить гидроксид золота Ац(ОН)з. Он амфотерен, но кислотные свойства преобладают, поэтому это вещество часто называют золотой кислотой. Взаимодействуя с кислотами или щелочами, золотая кислота образует комплексы, например, [Ац(НОз)«) [Ац(ОН)4) . Соли катиона Ацз+ неустойчивы, многие из них до сих пор не получены. Золото находится в природе преимущественно в виде простого вещества. Из золотосодержащих горных пород его извлекают водным раствором цианида натрия, в котором золото растворяется с образованием цианидного комплекса; 4Ац+ Оз+ Зб!аСН+ 2НзО = 4б!а[Ац(СН)з[+ 4НаОН. Э 7.Б.
й-Металлы 207 Для выделения золота полученный раствор обрабатывают цинковой пылью: 2Ма[Ац(СИ)з] + 2п = Маз [2п(Сб))4] + 2Ацз. Золото используется не только для производства ювелирных изделий. В первую очередь это — основа банковской системы любой страны (золотой запас). Большое количество золота используют в электротехнике для изготовления коррозионностойких контактов. Подгруппа цинка (12 (ПВ) группа) включает элементы цинк Хп, кадмий Сб, ртуть Нп. Все элементы имеют завершенный И-подуровень. Для них характерна степень окисления +2, соответствующая потере атомов валентных з-электронов.
В металлическом состоянии 2п, Сб и Нд — серебристо-белые вещества, они довольно легкоплавки и летучи, ртуть — единственный жидкий при обычной температуре металл. Химическая активность металлов подгруппы цинка уменьшается с увеличением порядкового номера. Цинк и кадмий находятся в ряду напряжений до водорода, ртуть — после, поэтому большинство металлов вытесняет ртуть из растворов ее солей. Соединения цинка. Цинк — амфотерный металл, он растворим как в кислотах, так и в щелочах (при нагревании): Хп+2НС! = ЕпС!з+ Нз(, 2п + 2НаОН + 2НзО = б]аз [Хп(ОН),] + Нз !.
Кадмий и ртуть неспособны растворяться в растворах щелочей: кадмий — из-за слабой склонности к комплексообразованию, ртуть — из-за нестабильности Нд(ОН)з. Оксид цинка ХпΠ— типичный амфотерный оксид, способный реагировать как с кислотами, так и с основаниями: л.пО+ Нз304 = л.пЯОл + НгО, 2пО+ 21ЧаОН+ НзО = г)аз[л'.п(ОН)4]. Гидроксид цинка Хп(ОН)ю как и оксид, проявляет амфотерные свойства. Он нерас- творим в воде, но растворяется в кислотах и щелочах: Хп(ОН)з + 2НС! = ХпС! + 2Н О, Хп(ОН)з + 2НаОН = Наз [л.п(ОН)4]. Цинк получают восстановлением оксида углем или электролизом раствора сульфата цинка. Цинк входит в состав латуни и некоторых других важных сплавов, из него изготовляют патроны электроламп и корпуса некоторых гальванических элементов.
Тонким слоем цинка покрывают стальные листы с целью зашиты их от коррозии (цинкованное железо). Соединения ртути. В отличие от цинка, ртуть в соединениях проявляет степени окисления +1 и +2. Ртуть — малоактивный металл, в ряду напряжений она расположена правее водорода. При нагревании на воздухе она превращается в оксид НдО, который при 600'С вновь разлагается на ртуть и кислород. При комнатной температуре ртуть вступает в реакцию с серой, образуя сульфид НдБ, что иногда используется для сбора пролитой ртути. При реакции с галогенами ртуть превращается в галогениды: Нд+ С1, = НдС1,.
208 Ги 7. Химия мегяаялов Ртуть не вытесняет водород из разбавленных кислот, но с кислотами-окислителями образует соли. При избытке кислоты-окислителя образуются соли двухвалентной ртути: ЗНд+ 8НИОз(изб) = ЗНц(ЫОз)з + 2НОТ+ 4НзО. При действии на них щелочи выпадает ярко-желтый осадок оксида НцО («желтый оксид ртутив) Нц(ИОз)з+ 2НаОН = НЕО(+ 2НаНОз+ НзО; крупнокристаллическая форма этого соединения, образующаяся при нагревании ртути на воздухе, имеет оранжево-красный цвет («красный оксид ртути»). Среди солей ртути наиболее известна сулема — хлорид ртути (11) НпС!з.
Это бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. При нагревании они возгоняются. В отличие от большинства солей сулема — слабый электролит: степень ее диссоциации в 0,5 М растворе не превышает 1;4. Соединения одновалентной ртути содержат ион Ндзз+. Получают их взаимодействием соединений двухвалентной ртути с избытком металла: Нд(НОз)з + Нд = Ндз(ИОз)з. Число известных соединений одновалентной ртути невелико, так как они склонны к реакциям диспропорционирования: НЕ," = Нй'-'+ НЕ. Ртуть получают окислительным обжигом минерала киновари: Нц5+ О, = Нд+ 50,.
Большое количество ртути используют при электролизе раствора хлорида натрия. Ее также применяют в измерительных приборах — термометрах, барометрах и т, д. в 7.6. Р-МЕТАЛЛЫ В третью группу периодической системы помимо скандия, иттрия, лантана и актиния входят два семейства 7"-элементов. Элементы 6-го периода (47"-элементы) называют лантаноидами (т.е, подобные лантану), элементы 7-го периода (5~-элементы) — актиноидами. Каждое семейство содержит по 14 элементов, в периодической системе их обычно выносят в отдельные ряды в нижней части таблицы.
В группу лантаноидов входят элементы с атомными номерами 58 — 71, от церна Се до лютеция 1п. По мере увеличения заряда ядра у лантаноидов происходит заполнение электронами внутреннего 41-подуровня. Все лантаноиды, а также иттрий У и лантан Еа очень похожи по свойствам. В природе они встречаются в одних и тех же минералах, и их разделение представляет собой сложную задачу. Эти 16 элементов принято называть редкоземельными (РЗЭ).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
