Неорганическая химия. Т. 3, кн. 2. Под ред. Ю.Д. Третьякова (975566), страница 7
Текст из файла (страница 7)
В его присутствии многие процессы гидрирования протекают уже при комнатной температуре. Благодаря высокой термостойкости и большим значениям термоэлектродвижущей силы сплавы платиновых металлов используют при производстве термопар для измерения высоких температур: платиноролиевые термопары работают при нагревании до ! 300'С, а родийиридиевые — 2 300'С. Химическая инертность и тугоплавкость делает платину и платиноиды удобными материалами для изготовления электродов, лабораторной посуды, химических реакторов, например стеклоплавильных аппаратов.
Палладий служит основным материалом для многослойных керамических конденсаторов, используемых в компьютерах, мобильных телефонах. В электротехнике платину и палладий используют для нанесения защитных покрытий на электрические контакты и сопротивления, поэтому их можно извлекать из отработанных электротехнических устойств. Препараты платины находят применение в химиотерапии опухолевых заболеваний.
6.3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ Физические свойства простых веществ представлены в табл. 6.5 — 6.7. Железо — серебристо-белый, ковкий и пластичный тугоплавкий металл, существующий в форме нескольких полиморфных модификаций. При температуре ниже 910'С устойчива структура с объемно-центрированной кристаллической решеткой (а-Ге), она обладает ферромагнетизмом. При температуре 769'С доменная структура разрушается, ферромагнитные свойства исчезают, и железо становится парамагнетиком (13-Ге). Этот фазовый переход сопровожлается лишь небольшим расширением кристаллической решетки и резким увеличением теплоемкости; существенных изменений кристаллической структуры при этом не происходит.
Дальнейшее нагревание до 910'С приводит к возникновению более плотной модификации (7-Ге) с кубической гранецентрированной решеткой. В отличие от а-Ге модификация у-Ге способна значительно лучше растворять углерод — до 1,7 мас. % (точка Е на рис. 6.5„а). Образующийся при этом твердый раствор внедрения называют аустенитом, в отличие от фсррита— твердого раствора углерода в а-железе, максимальная концентрация которого достигает 0,03 мас.
%. При температуре 1 400 С железо вновь приобретает кубическую объемно-центрированную решетку, переходя в новую полиморфную модификацию (Ь-Ге), которая сохраняется вплоть до температуры плавления (рис. 6.10). При сильном сжатии а-железо переходит в гексагональную в-модификацию, плотность которой в 1,! 5 раза превосходит плотность и-формы. При атмосферном давлении гексагональная модификация может быть достигнута путем легирования.
32 Табл и па 6.5 Свойства простых веществ семейства железа Свонство Со Температура плавления, 'С Температура кипения, С Температура Кюри, 'С Энтальния плавления, кДж/моль Энтальпия испарения, кДж/моль Энтальпия атомизации, кДж/моль Плотность*, г/см" 1 495 1 535 1 455 2 750 2 870 2 730 ! 121 769 358 17,6 371,8 429,7 8,90 5,00 14,9 351,0 416,3 7,87 9,71 15,2 382,4 424,7 8,90 6,24 Электрическое сопротивление*, мкОм. см 152,3** Модуль Юнга, ГПа 211,0 199,5 Стандартный электродный потен- циал*'*, В: Е'! М "/М') Е'! М 3+/М 0) — 0,44 -0,04 — 0,28 +0,46 — 0,26 Кристаллическая решетка Объемно-центрированная кубическая Гранецентрированная кубическая 1ексагональная * Прн ~ечнературс 20'С.
*' Для стали чодуль Юнга 208 ГПа. *** Прн рн О. 33 Кобальт представляет собой серовато-белый металл, ковкий и тягучий, хорошо полирующийся. По твердости он превосходит сталь и труднее поддается пластической обработке. При температуре ниже 427 С устойчива гексагональная а-модификация, которая при нагревании переходит в кубическую с гранецентрированной решеткой !В-Со). По внешнему виду и физическим свойствам никель напоминает кобальт. Он кристаллизуется в кубической гранецентрированной решетке, хотя некоторые примеси способны стабилизировать метастабильную гексагональную структуру. В отличие от железа и кобальта никель хуже намагничивается и теряет ферромагнитные свойства при гораздо более низкой (358 С) температуре.
По сравнению с железом, кобальтом и никелем платиновые металлы очень тугоплавки — их удается расплавить лишь в водородно-кислородном пламени. Платиноиды пятого и шестого периодов различаются по плотности, поэтому их иногда называют легкими 1Кц, К)з, Рд) и тяжелыми (Оз, !г, Р1) платиновыми металлами. Металлы 8-й и 9-й групп представляют собой твердые хрупкие серовато-белые вешества с высокой плотностью; наибольшей твердостью обладает осмий. В противоположность им платина и палладий довольно мягкие.
Таблица бб Свойства легких платиновых металлов Свойство 1 960 3 730 21,6 495,4 556,9 12,4! 4,5 379 432 121 ч0,25 +0,76 +0,92 Гранепентрированная кубическая Гранецентрированная кубическая Гексагональная Табл и па 6.7 Свойства тяжелых платиновых металлов Свойство Рг !г 170 559 528 +0,85 +1,19 +1,!б Гранецентрированная кубическая Гранецентрированная кубическая Гексагональная 34 Температура плавления, 'С 1емпература кипения, С Энтальпия плавления, кДж/моль Энтальпия испарения, кДж/моль Энтальпия атомизации, кДж/моль Плотность*, г/смз Электрическое сопротивление*, мкОм.
см Модуль 1Онга, ГПа Стандартный электродный потенциал*', В: Е'(Мн 'Мо) Крисгаллическая решетка " При температуре 20'С. '* При рН О. Температура плавления, 'С Температура кипения, С Энтальпия плавления, кДж/моль Энтальпия испарения, кДж/моль Энтальпия атомизации, кДж/моль Плотное~~*, г/см' Электрическое сопротивление*', мкОм.см Модуль Юнга, ГПа Стандартный электродный потенциал*'*, В; б-(Мг/Мо) Е*(Ми/Мо) Кристаллическая решетка * Значение, полученное эксграполяцией ** При температуре 20 "С. *** Прн рН О.
2 310 3 900 23,7 567,8 642,7 ! 2,37 7,6 3 050 5 000' 29,3 627,6 791,0 22,59 8,12 г 410 4 130 26,4 536,6 665,3 22,56 5,30 1 552 3 !40 17,2 393,3 378,2 12,02 10,8 ! 769 3 800 19,7 5!0,5 565,3 2 1,45 !О,б 150 ! 25 Р !ОО 75 50 а,оо 7,87 5 о о ж 1000 1400 1535 2000 Температура, 'С б 500 1 000 ! 500 2 ООО Температура, С Рис. 6.10. Физические свойства железа: и — кривая охлаждения железа !указаны температуры'и теплоты полиморфных перехолов); б— изменение плотности железа при нагревании; в — фазовая лиаграмма железа 35 Они легко куются и подобно серебру и золоту вытягиваются в проволоку диаметром до 0,001 мм. По цвету платина отдаленно напоминает серебро, недаром название элемента в переводе с испанского означает ясеребришко».
Она имеет одинаковый со стеклом коэффициент термического расширения и поэтому может быть напрямую впаяна в стеклянные изделия. Через раскаленную платину и палладий водород быстро диффундирует. Оба металла способны поглошать значи- тельное количество водорода и некоторых других ~азов*, особенно при комнатной температуре. Так, один объем губчатого палладия удерживает до 900 объемов водорода, при этом параметр кристаллической решетки возрастает более чем на 5%.
Поглощенный водород находится в металле в атомарном виде'", что обусловливает его высокую химическую активность: при внесении палладия, насыщенно~о водородом, в раствор сульфата меди(11) происходит выделение красного порошка меди; хлор и иод восстанавливаются до галогеноводородов. На этом основано использование палладия и платины в качестве катализаторов. Нагретая спираль из тонкой платиновой проволоки долго остается в раскаленном состоянии при внесении ее в заполненный воздухом сосуд, содержащий пары спирта или аммиак.
Наибольшей каталитической активностью обладает мелкодисперсный металл, например губчатая платина, получаемая прокаливанием хлороплатината аммония (!ЧН,).!Р(СЦ, и платиновая чернь, образующаяся при внесении цинка в платинохлористоводородную кислоту. Чернь вызывает воспламенение водорода и взрыв гремучего газа. 6.4. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ Семейство железа.
Железо, кобальт и никель по химическим свойствам резко отличаются от платиновых металлов. В ряду напряжений они расположены левее водорода, причем, как следует из значений стандартных электродных потенциалов (см. табл. 6.2), их химическая активность убывает при движении по периоду слева направо, Термодинамические и кинетические факторы в данном случае действуют согласованно, что обусловливает высокую реакционную способность железа не только по сравнению с платиновыми металлами, но и в сопоставлении с кобальтом и никелем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
