lecture13 (792008)
Текст из файла
Лекция 134 ГРУППАTi, Zr, Hf(n-1)d2ns21. Степени окисленияTi — +4, +3, (+2)Zr — +4, (+3, +2)Hf — +4, (+3, +2)2.Устойчивость СО +4возрастаетХимические аналогиTiZrHfРадиусы, пм146160159T пл.°С1667185722303. Особые свойстваZr не поглощает нейтроны (для оболочек реакторов)Hf поглощает нейтроны (стержни для остановкиреакторов)Ti коррозионностойкий (1000 лет 20мкн (расчет))4 ГРУППА4. Взаимодействие с кислотами (Е° < 0)HCl, H2SO4,разб.¾ при комнатной t° не реагируют (оксидная пленка)¾ при нагревании2Ti + 6H+ = 2Ti3+ + 3H2↑ (Ti(H2O)63+ фиолетовый)Zr, Hf – не реагируютH2SO4,конц.медленноМ + 5H2SO4,конц.
=H2[М(SO4)3] + 2SO2↑ + H2O(М = Ti, Zr, Hf)HNO3,конц.Ti, Zr, Hf – не реагируют (пассивируются)4 ГРУППАHFконц.М + 6HFконц. = H2[МF6] + 2H2↑(М = Ti, Zr, Hf)5. Взаимодействие со щелочами¾¾при комнатной to не реагируютпри нагревании с конц. щелочьюTi + 2NaOHконц. + H2OZr, Hf – не реагируютмедленно=Na2TiO3 + 2H2↑титанат натрия4 ГРУППАСоединения титана в СО (+3)Оснóвный, восстановительБиологическая рольСодержание в человеческом организмеВодоросль кладофора 0,03 %∼20 мг Ti4 ГРУППАСоединения в СО (+4)ОксидTiO2ZrO2HfO2ΔfGo, кДж/моль–959–1115–1136TiCl4tкип. = 136,5°С5 ГРУППАV,Nb, Ta(n-1)d3ns21.
Степени окисленияV — +5, +4, (+3, +2)Устойчивость СО +5возрастаетNb — +5, +4, (+3)Ta — +5, +4, (+3)Химические аналогиVNbTaРадиусы атомов,пм134145146T пл.°С1920246730772.5 ГРУППА3. Взаимодействие с кислотами (Е° < 0)HCl, H2SO4,разб.V, Nb, Ta — не реагируютHFМ + 12HF = 2H[МF6] + 5H2↑(М = V, Nb, Ta)HNO3,конц. H2SO4,конц.V + 6HNO3,конц. = VO2NO3 + 5NO2↑ + 3H20V + 6H2SO4,конц. = (VO2)2SO4 + ……..4. Взаимодействие с щелочамиV, Nb, Ta — не реагируют5 ГРУППАОксиды М2О5Метаванадиеваякислота1) Растворимость в водеV2O5V2O5+ H2O = 2HVO30,07 г/лNb2O5, Ta2O5 не растворяются2) Кислотно-основные свойстваV2O5 амфотерныйкислотные св-ваV2O5 + 6NaOH = 2Na3VO4 + 3H2Oосновные св-ваV2O5 + 2HCl = 2VO2Cl + H2ONb2O5, Ta2O5 не реагируют с кислотами ищелочами5 ГРУППАОксиды МО21) Растворимость в водеVO2, NbO2, TaO2 не растворяются2) Кислотно-оснóвные свойстваVO2 амфотерныйкислотные св-ваVO2 + 2NaOH = Na2VO3 + H2Oоснóвные св-ваVO2 + H2SO4 = VOSO4 + H2OVO2+ ванадил-ион[VO(H2O)5]2+ — пентаакванадилVO(OH)2 — гидроксид ванадия(IV)NbO2, TaO2 не реагируют c кислотами и щелочами5 ГРУППАОксиды V2O3 и VO1) Не растворяются в воде2) Кислотно-оснóвные свойстваV2O3 и VO оснóвные (раств.
в кислотах)V2O3 + 3H2SO4 = V2(SO4)3 + 3H2OVO + H2SO4 = VSO4 + H2O3) Сильные восстановителиСоединения ванадия в различных СО6 ГРУППАCr, Mo, W1. Основные степени окисленияСr — +6, +3, (+2)Mo — +6, (+3)Устойчивость СО +6возрастаетW — +6, (+3)2.CrMoWЭлектроннаяконфигурация3d54s14d55s15d46s2Радиусы атомов, пм127139140T пл.°С1875262033956 ГРУППА3. Взаимодействие с кислотамиHCl, H2SO4,разб.Cr + 2H+ = Cr 2+ + H2↑ (без доступа воздуха)2Cr + 6H+ = 2Cr3+ + 3H2↑ (на воздухе)Mo, W ≠H2SO4,конц.¾при комнатной to не реагируют¾при нагревании(+3)2Cr + 6H2SO4,конц. = Cr2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O,(+6)Mo + 4H2SO4,конц. = H4[Mo(SO4)O4] + 3SO2↑ +2H2OWH SO≠6 ГРУППАHNO3,конц.¾¾при комнатной to не реагируютпри нагреванииCr + 6HNO3 ≠M + 2HNO3,конц = MO3 + 2NO↑ + H2O4.
Взаимодействие с щелочамиCr, Mo, W не реагируют(M = Mo, W)6 ГРУППАСоединения в СО +61. Оксиды МО31) УстойчивостьCrO3 — нестабилен (разл. Cr2O3)MoO3, WO3 — термически устойчивы2) Растворимость в водеCrO3 растворяется в водеMoO3, WO3 не растворяются2. КислотыCrO3 + H2O = H2CrO4хромовая К1 ≈ 10–1; К2 ≈ 10–CrO3 + H2O = H2Cr2O7дихромоваяК2 ≈ 10–2очень слабые7MoO3 ⋅ H2O молибденовая кислотаWO3 ⋅ H2O вольфрамовая кислота6 ГРУППАСоединения в СО +63. СолиБихроматыCr2O72–ХроматыCrO42–Изополианион Сr2O72−МолибдатыMoO42–ВольфраматыWO42–Изополианион [М7О24]6−6 ГРУППАСоединения в СО +63.
СолиБихроматыCr2O72–ХроматыМолибдатыCrO42–устойчивость СО +6ВольфраматыMoO42–WO42– окислительная способность Cr2O72– + 6I– + 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O5MoO42– + 10H+ + SO32– = Mo5O14↓ + SO42– + 5H2O5WO42– + Zn + 12H+ = W5O14↓ + Zn2+ + 6H2O6 ГРУППАСоединения хрома в СО +31. Оксид Cr2О3 – не раствор. в воде, кислотах, щелочах2. Гидроксид Сr(OH)3 – получают косв. путемамфотерныйCr+3Н+Cr(OH)3ОН–КЧ = 6[Cr(OH)4]–2ОН–КЧ = 6[Cr(OH)6]3–[Cr(H2O)2(OH)4]–3.
Соли –гидролизуются[Cr(H2O)6]3+ + H2O ' [Cr(H2O)5(OH)]2+ + H3O+ К ≈ 10–46 ГРУППАСоединения хрома в СО +34. Комплексы (КЧ = 6)[CrCl6]3–,[CrCN6]3–,[Cr(H2O)6]3+ +6NH3[Cr(H2O)6]3+ +6OH–[Cr(C2O4)3]3–, [Cr(NH3)6]3+медленнобыстро[Cr(NH3)6]3+[Cr(OH)6]3–Соединения хрома в СО +21.Оксид CrО – не раствор. в воде2. Гидроксид Сr(OH)2 – получают косв. путем, оснóвный,восстановитель3. СолиCrSO4⋅5H2O, CrCl2 ⋅4H2O восстановители7 ГРУППАУстойчивость СО +7возрастаетMnTcReРадиусы атомов, пм130136137T пл.°С124522003149мелкодисперсный7 ГРУППА4. Взаимодействие с кислотамиHCl, H2SO4,разб.Mn + 2H+ = Mn2+ + H2↑Tc, Re не реагируютHNO3,конц. H2SO4,конц.Mn ≠ (на холоду)Tc, Re3М + 7HNO3,конц.
= 3HМO4 + 7NO↑ + 2H2O2М + 7H2SO4,конц. = 2HМO4 + 7SO2↑ + 6H2O5. Взаимодействие с щелочамиMn, Tc, Re не реагируют7 ГРУППАСоединения в СО +71. Оксиды М2О7 и кислоты НМО4Устойчивость © Окислительная способность ªMn2O7Tc2O7Re2O7Сила кислот ªHMnO4~20% растворHTcO4HReO4Индивидуальные в-ва2. СолиПерманаганатыMnO4–ПертехнетатыTcO4–ПерренатыReO4–7 ГРУППАСоединения в СО +6Соли – манганаты МО42– (в растворах диспропорционируют)3K2MnO4 + H2O = 2KMnO4 + MnO2L + 4KOHK = 1058Соединения в СО +4ОксидыMnO2TcO2ReO2в воде, кислотах, щелочах не растворяютсяокислительMnO2MnO2 + 4HCl(конц.) = Cl2↑+ MnCl2 + 2H2OвосстановительTcO2,ReO2t°восстановителиMnO2 + Na2O2 = Na2MnO42МО2 + 3Н2О2 = 2НМО4 + 2Н2О7 ГРУППАСоединения марганца в СО +21. ОксидMnO1) В воде не растворяется2) Оснóвный2. Гидроксид Mn(OH)21) K2≅ 10–42) ОснóвныйMn(OH)2 + H2SO4,разб.
= MnSO4 + 2H2O3) Восстановитель2Mn(OH)2 + О2 = 2MnO2 + 2H2О7 ГРУППАСоединения марганца в СО +23. СолиMn2+ + H2O ≠ не гидролизуютсяУстойчивыMn2+ + Сo3+ + H+ → MnO4– + Co2+4. КомплексыС монодентантными лигандами малоустойчивы[MnCl(H2O)5]+β = 3,8С бидентантными лигандами устойчивы[Mn(C2O4)3] 4–β = 3⋅1019БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ1. Органогены – входят в состав органических молекул(С, H, N, O, P, S)2. Жизненно-необходимые (Na, K, Ca, Mg, Fe, Mn и др.) –присутствуют в значительных количествах3. Биогенные – дефицит нарушает жизнедеятельность,избыток вызывает заболевания (Cr, Si, Ti, V и др.).4. Примесные биологические функции не установлены(4 группа)Ti – (20 мг) биогенный (Кладофора 0,03 %)(5 группа)V – жизненно-необходимый (0,11 мг) (Асцидии 1,9 г/л)(6 группа)Cr – биогенный элементМо – жизненно необходимый (ферменты)W – примесный (ферменты архебактерий)(7 группа)Mn – жизненно необходимый (во всех раст.
и животн.организмах, кроме куриного белка). В крови 0,02 мг/л8 – 10ГРУППЫFe, Co, Ni1. Свойства атомовЭлектрон. конфигурацияРадиусы атомов, пмУстойчивые СОЕ°(М2+ + 2е− = М ), ВЕ°(М3+ + е− = М2+ ), ВFeCoNi3d64s23d74s23d84s2126125124+2, +3, +6+2, +3+2–0,44+0,77–0,28+1,82–0,262. Взаимодействие с кислотами (Е° < 0)HCl, H2SO4,разб.M + 2H+ = M2+ + H2↑ (М = Fe, Co, Ni)Fe, Co, NiHNO3,разб.(∼30 %)Fe + 4HNO3 = Fe3+(NO3)3 + NO↑ + 2H2O3М + 8HNO3 = 3М2+(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O(Co, Ni)HNO3,конц.H2SO4,конц.¾на холодуFe, Co, Ni пассивируются¾при нагреванииFe + 6HNO3,конц. = Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O2Fe + 6H2SO4,конц. = Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2OCo, NiМ + 4HNO3,конц.= М(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2OМ + 2H2SO4,конц.
= МSO4 + SO2↑ + 2H2OFe, Co, Ni3. Взаимодействие со щелочамиFe, Co, Ni не взаимодействуют4. Fe,Co, Ni - пирофорные вещества5. Коррозия железа4Fe + 6H2O + 3O2 = 4Fe(OH)3Cu(20 % Fe)ZnСu2+ + 2e– = CuEo = 0,34 ВZn2+ + 2e– = ZnEo = –0,76 ВFe3+ + 3e– = FeEo = –0,12 ВFe3+ + 3e– = FeEo = –0,12 ВFe + Сu2+ → Cu + Fe3+Коррозия усиливаетсяFe3+ + Zn → Fe + Zn2+Коррозия уменьшаетсяСоединения в СО +21. ОксидыFe, Co, NiМО1) Тугоплавкие, нерастворимые в воде2) ОснόвныеМО + 2H+ = М2+ + H2O(М = Fe, Co, Ni)2. Гидроксиды M(ОН)21) ПолучениеМ2+ + 2OH– = М(ОН)2↓ (М = Fe, Co, Ni)2) ОснόвныеFe(OH)2Co(OH)2Ni(OH)2ПР8⋅10–162⋅10–166⋅10–18K21⋅10–44⋅10–53⋅10–5E°М(OH)3/М(OH)2, В–0,560,200,490,771,823)E°М3+/М2+, ВСоединения в СО +21. ОксидыFe, Co, NiМО1) Тугоплавкие, нерастворимые в воде2) ОснόвныеМО + 2H+ = М2+ + H2O(М = Fe, Co, Ni)2.
Гидроксиды M(ОН)21) ПолучениеМ2+ + 2OH– = М(ОН)2↓ (М = Fe, Co, Ni)2) ОснόвныеFe(OH)2Co(OH)2Ni(OH)2ПР8⋅10–162⋅10–166⋅10–18K21⋅10–44⋅10–53⋅10–5E°М(OH)3/М(OH)2, В–0,560,200,490,771,823)E°М3+/М2+, ВFe, Co, Ni3. СолиFe2+, Co2+, Ni2+ − гидролизуются слабоFe2+ − слабый восстановитель (E°(Fe3+/Fe2+) = 0,77 В)Co2+, Ni2+ – восстан. способностью не обладаютСоединения железа в СО +31.
ОксидFe2О3 оснóвный2. Гидроксид Fe(OH)31) Очень плохо растворим в воде ПР = 6⋅10–392) ОснóвныйFe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2Oto, NaOHконц.Fe(OH)3 + xOH–[Fe(OH)3+x]–x+33) Очень слабое основание K2 = 1,8⋅10–11, K3 = 1,3⋅10–12Fe, Co, Ni3. СолиГидролизуются[Fe(H2O)6]3+ + H2O ' [Fe(H2O)5OH]2+ + H3O+pH ∼ 2 ÷ 3Комплексные соединения1. ЛигандCN–+2+3[Fe(CN)6]4–β = 1037[Fe(CN)6]3–β = 1044[Co(CN)5]3–β = 1019[Co(CN)6]3–β = 1064[Ni(CN)4]2–β = 1015 (к.ч. = 4 квадратный)Fe, Co, Ni2.ЛигандNH3Fe(II) и Fe(III) комплексов с NH3 не образуют+2+3[Co(NH3)6]2+β = 104[Ni(NH3)6]2+β = 1083. Лиганд[Co(NH3)6]3+β=1036Г─Fe3+[FeF6]4–β ≈ 1016[FeCl2]+β ≈ 102[FeBr]2+β ≈ 0,5Устойчивостьпадает[Fe(H2O)6]3+ + I─ = [Fe(H2O)6]2+ + I2Fe, Co, NiСo2+F─ (КЧ = 6); Cl─, Br─, I─ (КЧ = 4)[Co(H2O)6]2+ + 4Cl─ 'октаэдрическийСo3+4. Лиганд[CoCl4]2─тетраэдрическийустойчивых комплексов с Г─ не образуетSCN–[Fe(SCN)6]3– — β = 1,58⋅ 103K3[Fe(SCN)6]к + nH2O = [Fe(SCN)6–n(H2O)n]n–3 + nSCN–Fe – жизненно-необходимый (5 г (57% гемоглобин))Co – жизненно-необходимый и биогенный (витамин В12)Ni – биогенныйИзменение электродного потенциала при образованиикомплексов и малорастворимых веществ3+0,059CoE = Eo +lg 2+nCo+2[Co(NH3)6]2+Co(OH)2[Co(NH3)6]3+ +е−+3β1 ≈ 104ПР ≈ 10–16= [Co(NH3)6]2+E o(Co(NH3 )63+ )/(Co(NH3 )6 2+ ) = E o Co3+ /Co2+ +[Co(NH3)6]3+Co(OH)3β2 ≈ 1036ПР ≈ 10–43[Co2+ ] =1β1[Co3+ ] =1β20,059 β 1lg= 1,82 + 0,059 ⋅ ( −32)β21Co(OH)3 + е− = Co(OH)2 + OH−EoCo(OH) 3 /(Co(OH)20,059 ПР(Co(OH)3= E Co3+ /Co2+ +lg= 1,82 + 0,059 ⋅ ( −27 )1ПР(Co(OH)2o.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
