Subgrupul este format din 9 elemente și este în acest sens unic în Tabelul Periodic. O altă proprietate unică a acestui grup este că elementele acestui subgrup nu ating cea mai înaltă stare de oxidare (cu excepția Ru și Os). În general, se acceptă împărțirea a 9 elemente în 4 familii: triada de fier și diadele Ru-Os, Rh-Ir, Pd-Pt. Această împărțire este justificată de cinosimetria subnivelului 3d al elementelor Fe, Co și Ni, precum și de compresia lantanidă a lui Os, Ir și Pt.
Chimia elementelor triadei de fier Substante simple
Fierul ocupă locul patru ca abundență pe Pământ, dar cea mai mare parte se află într-o stare nepotrivită pentru uz industrial (aluminosilicați). Numai minereurile pe bază de oxizi de fier FeO și Fe 2 O 3 au importanță industrială. Cobaltul și nichelul sunt elemente rare care, deși își formează propriile minerale, sunt extrase industrial din minereurile polimetalice.
Producerea elementelor se reduce la reducerea lor din oxizi. Derivații de carbon (cocs, CO) sunt utilizați ca agenți reducători, astfel încât metalul rezultat conține până la câteva procente de carbon. Fierul care conține mai mult de 2% carbon se numește fontă; Acest material este potrivit pentru turnarea produselor masive, dar rezistența sa mecanică este scăzută. Prin arderea carbonului în cuptoare cu vatră deschisă sau convertoare se obține oțel, din care se pot produce produse rezistente mecanic. Dependența proprietăților unui material de metoda de producere și prelucrare a acestuia este deosebit de clar vizibilă pentru fier: o combinație de călire și revenire face posibilă obținerea de materiale cu proprietăți diferite.
Producția de Co și Ni este un proces complex. În etapa finală, oxizii metalici (CoO, Co 2 O 3, NiO) sunt reduși cu carbon, iar metalul rezultat este purificat prin electroliză.
Proprietățile substanțelor simple depind puternic de prezența impurităților altor elemente în ele. Metalele pure compacte sunt stabile în aer la temperaturi obișnuite datorită formării unei pelicule puternice de oxid, în special Ni. Cu toate acestea, într-o stare foarte dispersă, aceste metale sunt piroforice, adică. autoaprindere.
La încălzire, Fe, Co, Ni reacționează cu nemetalele bazice, iar interacțiunea fierului cu clorul are loc deosebit de intens datorită volatilității FeCl 3 rezultat, care nu protejează suprafața metalului de oxidare. Dimpotrivă, interacțiunea Ni cu fluor practic nu are loc din cauza formării unei pelicule puternice de fluor, prin urmare echipamentele cu nichel sunt utilizate atunci când se lucrează cu fluor.
Fe, Co, Ni nu formează compuși specifici cu hidrogenul, dar sunt capabili să-l absoarbă în cantități vizibile, în special în stare foarte dispersă. Prin urmare, metalele din familia fierului sunt buni catalizatori pentru procesele de hidrogenare.
Metalele reacţionează bine cu acizii neoxidanţi:
E + 2HCl ECl 2 + H 2
Acizii oxidanți pasivează metalele, dar reacția nu are loc cu alcalii datorită naturii bazice a oxizilor metalici.
Conexiuni e(0)
Această stare de oxidare este caracteristică carbonililor. Fierul formează carbonil din compoziția Fe(CO)5, cobalt - Co2 (CO)8 și nichel - Ni(CO)4. Nichel carbonilul se formează deosebit de ușor (50 °C, presiune atmosferică), așa că este folosit pentru a obține nichel pur.
Conexiuni E(+2)
Stabilitatea compușilor în această stare de oxidare crește de la Fe la Ni. Acest lucru se datorează faptului că o creștere a încărcăturii nucleului, în timp ce dimensiunea atomului rămâne neschimbată, întărește legătura dintre nucleu și electronii d, astfel că aceștia din urmă sunt mai greu de desprins.
Compușii E(+2) se obțin prin dizolvarea metalelor în acizi. Hidroxizii de E(OH)2 precipită atunci când se adaugă o soluție alcalină la soluții apoase de săruri:
ECl 2 + 2NaOH = E(OH) 2 + 2NaCl
Din aceasta putem concluziona că sărurile metalelor în cauză sunt susceptibile la hidroliză cationică. Ca rezultat al hidrolizei, se obțin diverși produși, inclusiv complexe polinucleare, de exemplu NiOH +,.
Prin calcinarea E(OH) 2 fără acces la aer se pot obține oxizi. Oxizii și hidroxizii prezintă un caracter predominant bazic; Ferrații (+2), cobaltații (+2) și nichelații (+2) se obțin numai în condiții dure, de exemplu prin aliere:
Na2O + NiO = Na2NiO2
Sulfurile E(+2) pot fi precipitate din soluții apoase folosind Na 2 S sau chiar H 2 S (spre deosebire de MnS, care nu este precipitat cu H 2 S), dar aceste sulfuri se dizolvă în acizi tari, care este utilizat în analiza chimică:
E 2+ + S 2– E 2 S, E 2 S + 2H + (ex.) E 2+ + H 2 S
Dintre compușii E(+2), numai Fe(+2) prezintă proprietăți reducătoare vizibile. Astfel, toți compușii simpli (necomplexi) Fe(+2) sunt oxidați de oxigenul atmosferic și de alți agenți oxidanți puternici:
4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 4Fe(OH) 3
10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 5Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 8H 2 O
Compușii de cobalt (+2) și nichel (+2) sunt oxidați numai de agenți oxidanți puternici, de exemplu NaOCl:
E(OH)2 + NaOCl+ X H 2 O E 2 O 3 X H2O + NaCl
Conexiuni E(+3)
Compușii stabili în această stare de oxidare sunt produși de fier și, parțial, de cobalt. Dintre derivații Ni(+3), numai compușii complecși sunt stabili.
Hidroxizii E(OH) 3 se obțin prin acțiunea alcalinei asupra soluțiilor sărate sau prin oxidarea E(OH) 2:
FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓ + 3NaCl
2Co(OH)2 + H2O2 = 2Co(OH)3
Aceasta produce produse care conțin o cantitate variabilă de apă (neavând o compoziție constantă). Oxizii sunt produșii finali ai deshidratării hidroxidului, dar nu este posibil să se obțină Co 2 O 3 și Ni 2 O 3 pur din cauza descompunerii lor în oxigen și oxid inferior. Pentru fier şi cobalt se pot obţine oxizi de compoziţie E 3 O 4, care pot fi consideraţi ca oxizi mixţi EOE 2 O 3. Pe de altă parte, E 3 O 4 sunt săruri care corespund funcției acide a hidroxizilor E(OH) 3.
Fe 2 O 3 + Na 2 O 2NaFeO 2
Principalele funcții ale Fe(OH) 3 sunt mult mai bine exprimate:
Fe(OH)3 + 3HCl FeCl3 + 3H2O
Datorită faptului că Fe(OH)3 este un electrolit slab, sărurile Fe(+3) sunt susceptibile la hidroliză. Produșii de hidroliză colorează soluția cu o culoare maroie caracteristică, iar când soluția este fiertă, precipită un precipitat de Fe(OH)3:
Fe 3+ + 3H 2 O Fe(OH) 3 + 3H +
Nu se pot obține săruri simple Co(+3) și Ni(+3) care să corespundă funcției principale a hidroxidului E(OH) 3: reacțiile redox au loc în mediu acid cu formarea de E(+2) :
2Co 3 O 4 + 12HCl 6CoCl 2 + O 2 + 6H 2 O
Compușii Co(+3) și Ni(+3) pot fi doar agenți oxidanți și, de altfel, destul de puternici, iar fierul (+3) nu este un agent oxidant puternic. Cu toate acestea, nu este întotdeauna posibil să se obțină săruri E(+3) cu un anion reducător (I–, S2–). De exemplu:
2Fe(OH) 3 + 6HI 2FeI 2 + 6H 2 O + I 2
Spre deosebire de cobalt și nichel, fierul produce derivați Fe(+6), care sunt obținuți prin oxidarea severă a Fe(OH)3 într-un mediu alcalin:
2Fe(OH) 3 + 3Br 2 +10KOH 2K 2 FeO 4 + 6KBr + 8H 2 O
Ferrații (+6) sunt agenți oxidanți mai puternici decât permanganații.
Caracteristicile generale ale elementelor grupei VIII a subgrupului secundar al Tabelului periodic al lui D. I. Mendeleev.
Subgrupul fierului- elemente chimice din grupa a 8-a din tabelul periodic al elementelor chimice. Grupul include fier Fe, ruteniu Ru și osmiu Os. Pe baza configurației electronice a atomului, elementul sintetizat artificial aparține și el aceluiași grup Hassiy Hs.
Toate elementele din grupa 8 conțin 8 electroni în învelișul lor de valență. Două elemente ale grupului - ruteniul și osmiul - aparțin familiei metalelor de platină. Ca și în cazul altor grupuri, membrii elementelor grupului 8 prezintă modele de configurație electronică, în special în învelișurile exterioare, deși, în mod surprinzător, ruteniul nu urmează această tendință. Cu toate acestea, elementele acestui grup prezintă, de asemenea, asemănări în ceea ce privește proprietățile fizice și comportamentul chimic.
Fierul ca material pentru instrumente este cunoscut din cele mai vechi timpuri. Istoria producerii și utilizării fierului datează din epoca preistorică, cel mai probabil cu utilizarea fierului meteorit.
Ruteniul a fost descoperit de profesorul de la Universitatea Kazan Karl Klaus în 1844. Klaus a izolat-o din minereul de platină Ural în forma sa pură și a subliniat asemănările dintre triadele ruteniu - rodiu - paladiu și osmiu - iridiu - platină. El a numit noul element ruteniu în onoarea lui Rus' (Ruthenia este numele latin pentru Rus').
Osmiul a fost descoperit în 1804 de chimistul englez Smithson Tennant în precipitatul rămas după dizolvarea platinei în acva regia.
Fierul se găsește rar în natură în forma sa pură; cel mai adesea se găsește în meteoriții fier-nichel. Prevalența fierului în scoarța terestră este de 4,65% (locul 4 după oxigen, siliciu și aluminiu). De asemenea, se crede că fierul constituie cea mai mare parte a miezului pământului.
Ruteniul este cel mai abundent metal de platină la om, dar aproape cel mai rar dintre toate. Nu îndeplinește un rol biologic. Concentrat în principal în țesutul muscular. Oxidul de ruteniu mai mare este extrem de toxic și, fiind un agent oxidant puternic, poate provoca arderea substanțelor inflamabile. Osmiul poate exista și la om în cantități imperceptibil de mici.
Caracteristicile generale ale elementelor grupei VIII a subgrupului secundar al Tabelului periodic al lui D. I. Mendeleev. - concept și tipuri. Clasificarea și trăsăturile categoriei „Caracteristicile generale ale elementelor grupei VIII din subgrupul secundar al Tabelului periodic al lui D. I. Mendeleev”. 2017, 2018.
1. Orazio Vecchi. Comedie Madrigal „Amphiparnassus”. Scena lui Pantalone, Pedroline și Hortensia 2. Orazio Vecchi. Comedie Madrigal „Amphiparnassus”. Scena Isabellei și Lucio 3. Emilio Cavalieri. „Imaginația sufletului și a trupului”. Prolog. Corul „O, domnule” 4. Emilio Cavalieri.... .
În 1248, când arhiepiscopul de Köln, Conrad von Hochstaden, a pus piatra de temelie a Catedralei din Köln, a început unul dintre cele mai lungi capitole din istoria construcției europene. Köln, unul dintre cele mai bogate și puternice orașe din punct de vedere politic al Germaniei de atunci... .
Etienne Maurice Falconet (1716-1791) în Franța și Rusia (din 1766-1778). „Cupidonul amenințător” (1757, Luvru, Schitul de stat) și replicile sale în Rusia. Monumentul lui Petru I (1765-1782). Designul și natura monumentului, semnificația sa în ansamblul orașului. Rolul asistentei lui Falconet - Marie-Anne Collot (1748-1821) în creație... .
Alexander Ivanov scria la 10 iunie 1855: „Într-un cuvânt, eu, ca și cum aș părăsi vechiul mod de viață al artei, nu am pus încă piatră solidă pentru nou și, în această situație, devin involuntar un artist de tranziție. .” 1. Deși aceste cuvinte au fost rostite în legătură cu căutarea unei noi interpretări... .
Din nou am atins adevărul și, fără să înțeleg, am trecut. M-am gândit deja - aceasta este moartea, limita disperării și apoi, după ce am abandonat orice speranță, mi-am găsit liniștea sufletească. Se pare că în astfel de ore te recunoști, îți găsești un prieten în tine. Nimic nu se compară cu acest sentiment spiritual... .
Săbii din Renaștere și secolul al XVII-lea. În secolele XVI-XVII. sabia a suferit unele modificări. Săbiile cu două mâini au câștigat o mare popularitate, iar mai târziu au fost folosite ca arme de ceremonie. Săbiile cu o singură mână s-au schimbat mult mai mult decât în secolele precedente.... .
Cu aripa stângă, într-o cască din tablă de fier, un războinic chukchi în armură din piele bărbosă Chukchi, sperie un câine cu o suliță (secolul al XIX-lea). Reconstrucţie. Desen de A.V.Silnova 4 M e n i l o - conţinutul semidigerat al unui stomac de căprioară. Din această... .
Elementele incluse în grupa VII a tabelului periodic sunt împărțite în două subgrupe: principalul - subgrupul halogen - și cel secundar - subgrupul mangan. Hidrogenul este, de asemenea, plasat în acest grup, deși atomul său are un singur electron la nivelul exterior de valență și ar trebui să fie plasat în grupul I. Cu toate acestea, hidrogenul are foarte puține în comun atât cu elementele subgrupului principal - metalele alcaline, cât și cu elementele subgrupului secundar - cuprul, argintul și aurul. În același timp, ca și halogenii, adaugă un electron în reacțiile cu metalele active și formează hidruri care au unele asemănări cu halogenurile.
Subgrupul de halogeni include fluor, clor, brom, iod și astatin. Primele patru elemente se gasesc in natura, ultimul este obtinut artificial si de aceea a fost studiat mult mai putin decat ceilalti halogeni. Cuvântul halogen înseamnă formare de sare. Elementele subgrupului au primit această denumire datorită ușurinței cu care reacționează cu multe metale, formând săruri.Toți halogenii au structura învelișului electronic exterior s 2 p 5. Prin urmare, ei acceptă cu ușurință un electron, formând o înveliș stabilă de electroni de gaz nobil (s 2 p 6). Fluorul are cea mai mică rază atomică din subgrup; pentru restul crește în seria F< Cl < Br < I < Аt и составляет соответственно 133; 181; 196; 220 и 270 пм. В таком же порядке уменьшается сродство атомов элементов к электрону. Галогены - очень активные элементы. Они могут отнимать, электроны не только у атомов, которые их легко отдают, но и у ионов и даже вытеснять другие галогены, менее активные, из их соединений. Например, фтор вытесняет хлор из хлоридов, хлор - бром из бромидов, а бром - иод из иодидов. Из всех галогенов только фтор, находящийся во II периоде, не имеет незаполненного d-уровня. По этой причине он не может иметь больше одного неспаренного электрона и проявляет валентность только -1. В атомах других галогенов d-уровень не заполнен, что дает им возможность иметь различное количество неспаренных электронов и проявлять валентность -1, +1, +3, +5 и +7, наблюдающуюся в кислородных соединениях хлора, брома и иода К подгруппе марганца принадлежат марганец, технеций и рений. В отличии от галогенов элементы подгруппы марганца имеют на внешнем электронном уровне всего два электрона и поэтому не проявляют способности присоединять электроны, образуя отрицательно заряженные ионы.Марганец распространен в природе и широко используется в промышленности.Технеций радиоактивен, в природе не встречаемся, а получен искусственно (впервые - Э. Сегре и К.Перрье, 1937}. Этот элемент образуется вследствие радиоактивного распада урана. Рений относится к числу рассеянных элементов. Он не образует самостоятельных минералов, а встречается в качестве спутника некоторых минералов, особенно молибденовых. Он был открыт В. и И. Ноддак в 1925 г. Сплавы, имеющие небольшие добавки рения, обладают повышенной устойчивостью против коррозии. Добавка рения к и ее сплавам увеличивает их механическую прочность. Это свойство рения позволяет применять его вместо благородного металла иридия. Платино-платинорениевые термопары работают лучше платино-платиноиридиевых, но их нельзя использовать при очень высоких температурах, так как образуется летучее соединение Re 2 O 7 .
O trăsătură caracteristică a nemetalelor este un număr mai mare (comparativ cu metalele) de electroni în nivelul de energie exterior al atomilor lor. Acest lucru determină capacitatea lor mai mare de a atașa electroni suplimentari și de a prezenta o activitate oxidativă mai mare decât metalele. Proprietăți oxidante deosebit de puternice, adică capacitatea de a adăuga electroni, sunt prezentate de nemetale situate în perioadele a 2-a și a 3-a din grupele VI-VII. Dacă comparăm aranjarea electronilor în orbitali în atomii de fluor, clor și alți halogeni, atunci putem judeca proprietățile lor distincte. Atomul de fluor nu are orbiti liberi. Prin urmare, atomii de fluor pot prezenta doar valența I și starea de oxidare 1. Cel mai puternic agent de oxidare este fluorul. În atomii altor halogeni, de exemplu în atomul de clor, există orbitali d liberi la același nivel de energie. Datorită acestui fapt, împerecherea electronilor poate avea loc în trei moduri diferite. În primul caz, clorul poate prezenta o stare de oxidare de +3 și poate forma acid cloros HClO2, care corespunde sărurilor - cloriți, de exemplu cloritul de potasiu KClO2. În al doilea caz, clorul poate forma compuși în care starea de oxidare a clorului este +5. Astfel de compuși includ acidul hipocloros HClO3 și sărurile sale - clorați, de exemplu clorat de potasiu KClO3 (sare Berthollet). În al treilea caz, clorul prezintă o stare de oxidare de +7, de exemplu în acidul percloric HClO4 și sărurile sale, perclorații (în perclorat de potasiu KClO4).
Reacții analitice particulare ale ionilor de Mn 2+
1.5.5. Oxidarea cu bismutat de sodiu NaBiO 3 se desfășoară conform ecuației:
2Mn(NO3)2 + 5NaBiO3 + 16HNO3 = 2HMnO4 + 5Bi(NO3)3 + 5NaNO3 + 7H2O.
Reacția are loc la frig. Executarea reactiei: se adaugă 3-4 picături de soluție 6 M HNO 3 și 5-6 picături de H 2 O la 1-2 picături de soluție de sare de mangan, după care se adaugă puțină pulbere de NaBiO 3 cu o spatulă. După ce amestecați conținutul eprubetei, lăsați-o să stea timp de 1-2 minute, apoi centrifugați pentru a separa excesul de bismutat de sodiu. În prezența Mn 2+, soluția devine violet ca urmare a formării acidului mangan, care este unul dintre cei mai puternici agenți de oxidare.
1.5.6. Oxidarea PbO 2 cu dioxid de plumb într-un mediu de acid azotic la încălzire:
2Mn(NO3)2 + 5PbO2 + 6HNO3 → 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H2O.
Executarea reactiei: Se ia puțină pulbere de PbO 2 și se pune într-o eprubetă, se adaugă acolo 4-5 picături de 6 M HNO 3 și se încălzește amestecând. Apariția unei culori violet indică prezența Mn 2+.
1.5.7. De importanță în analiză sunt reacțiile Mn 2+ cu carbonați de metale alcaline, fosfat acid de sodiu, reacțiile de oxidare cu persulfat de amoniu, oxidarea benzidinei cu compuși Mn 4+, reducerea AgCl la argint metalic cu ioni Mn 2+.
88. Elemente din grupa VIII B. Proprietăți tipice ale celor mai importanți compuși. Rolul biologic. Reacții analitice la ionii Fe 3+ și Fe 2+.
Subgrupul fierului- elemente chimice din grupa 8 din tabelul periodic al elementelor chimice (conform clasificării învechite - elemente din subgrupa secundară din grupa VIII). Grupul include fier Fe, ruteniu Ru și osmiu Os. Pe baza configurației electronice a atomului, elementul sintetizat artificial aparține și el aceluiași grup Hassiy Hs, care a fost descoperit în 1984 la Centrul de Cercetare a Ionilor Grei (germană). Gesellschaft für Schwerionenforschung, GSI), Darmstadt, Germania, ca urmare a bombardării unei ținte de plumb (208 Pb) cu un fascicul de ioni de fier-58 de la acceleratorul UNILAC. Ca rezultat al experimentului, au fost sintetizați 3 265 nuclee Hs, care au fost identificate în mod fiabil prin parametrii lanțului de dezintegrare α. Concomitent și independent, aceeași reacție a fost studiată la JINR (Dubna, Rusia), unde, pe baza observației a 3 evenimente de dezintegrare α a nucleului de 253 Es, s-a mai concluzionat că în această reacție nucleul de 265 Hs, subiect la α-degradare, a fost sintetizat. Toate elementele din grupa 8 conțin 8 electroni în învelișul lor de valență. Două elemente ale grupului - ruteniul și osmiul - aparțin familiei metalelor de platină. Ca și în alte grupuri, membrii grupului 8 de elemente prezintă modele de configurație electronică, în special în învelișurile lor exterioare, deși, în mod ciudat, ruteniul nu urmează această tendință. Cu toate acestea, elementele acestui grup prezintă, de asemenea, asemănări în ceea ce privește proprietățile fizice și comportamentul chimic: fierul se găsește rar în natură în forma sa pură; se găsește cel mai adesea în meteoriții fier-nichel. Prevalența fierului în scoarța terestră este de 4,65% (locul 4 după oxigen, siliciu și aluminiu). De asemenea, se crede că fierul constituie cea mai mare parte a miezului pământului.
Ruteniul este singurul metal de platină găsit în organismele vii. (După unele surse – tot platină). Concentrat în principal în țesutul muscular. Oxidul de ruteniu mai mare este extrem de toxic și, fiind un agent oxidant puternic, poate provoca arderea substanțelor inflamabile.
Reacții analitice
Hexacianoferratul de potasiu (III) K 3 cu cationul Fe 2+ formează un precipitat albastru de „Turnboole blue”:
3FeSO 4 + 2K 3 → Fe 3 2 ↓+ 3K 2 SO 4 ,
3Fe 2+ + 2Fe(CN) 6 3– → Fe 3 2 ↓.
Precipitatul nu se dizolvă în acizi, ci se descompune cu alcalii formând Fe(OH)2. Dacă există un exces de reactiv, precipitatul devine verde. Reacția este interferată de ionii Fe 3+, care la concentrații mari dau reactivului o culoare maro soluției, și de ionii Mn 2+ și Bi 3+, care dau reactivului precipitate slab colorate, solubile în acizi. Efectuarea reacțiilor. Puneți 1-2 picături de soluție de FeSO4 într-o eprubetă și adăugați 1 picătură de reactiv. Împărțiți precipitatul rezultat în două părți, adăugați 1-2 picături de soluție 2 M HC1 la prima și 1-2 picături de soluție alcalină 2 M la a doua. Condițiile de reacție sunt cu soluții diluate în mediu acid, pH = 3.
1.5.2.> Oxidarea Fe 2+ la Fe 3+. Ionul Fe 2+ este un agent reducător destul de puternic și poate fi oxidat sub acțiunea unui număr de agenți oxidanți, de exemplu, H 2 O 2, KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7 într-un mediu acid etc.
2Fe 2+ + 4OH – + H 2 O 2 → 2Fe(OH) 3 ↓.
La efectuarea unei analize sistematice, Fe 2+ trebuie descoperit în teste preliminare, deoarece în procesul de separare a grupurilor, Fe 2+ poate fi oxidat la Fe 3+.
Reacții analitice particulare ale ionilor de Fe 3+
1.5.3. Hexacianoferratul (II) K 4 de potasiu cu cationi Fe 3+ formează un precipitat albastru închis de „albastru de Prusă”:
4Fe 3+ + 3Fe(CN) 6 4– → Fe 4 3 ↓.
Precipitatul este practic insolubil în acizi, dar este descompus de alcalii pentru a forma Fe(OH)3. În exces față de reactiv, precipitatul se dizolvă vizibil. Executarea reacției. Adăugați 1 picătură de reactiv la 1-2 picături de soluție de FeCl3. Împărțiți precipitatul rezultat în două părți. Adăugați 2-3 picături de soluție 2 M HC1 într-o parte, 1-2 picături de soluție 2 M NaOH în cealaltă, amestecați.
1.5.4. Tiocianatul de potasiu (rodanidă) KNCS cu ioni de Fe 3+ formează un complex roșu-sânge. În funcție de concentrația de tiocianat, se pot forma complexe de diferite compoziții:
Fe 3+ + NCS – ↔ Fe(NCS) 2+ ,
Fe 3+ + 2NCS – ↔ Fe(NCS) 2+,
etc. la Fe 3+ + 6NCS – ↔ Fe(NCS) 6 3– ,
Reacția este reversibilă, deci reactivul este luat în exces. Determinarea este interferată de ionii care formează complecși stabili cu Fe3+, de exemplu, ionii de fluorură, sărurile acizilor fosforic, oxalic și citric.
89. Elemente din grupa I B. Proprietăți tipice ale celor mai importanți compuși, rol biologic. Efectul bactericid al ionilor Ag + și Cu 2+. Reacții analitice la ionii de argint și cupru.
n = 4 Cu ns1(n-1)d10, nivel extern - 1 ē,
preextern - 18 ē
n = 5 Ag Nepereche ē - unu(eșec, alunecare), dar
n = 6 Au 18 - strat electronic, stabil în subgrup
zinc, nu s-a stabilizat încă complet aici și
capabil să piardă ē, astfel încât CO sunt posibile
Doar elementele d ale grupului IB formează compuși în care CO depășește grupul N și este mai stabil pentru Cu2+, Ag+, Au+3
O proprietate caracteristică a ionilor de cupru cu încărcare dublă este capacitatea lor de a se combina cu moleculele de amoniac pentru a forma ioni complecși.Cupru este unul dintre oligoelemente. Fe, Cu, Mn, Mo, B, Zn, Co au primit această denumire datorită faptului că cantități mici din ele sunt necesare pentru funcționarea normală a plantelor. Microelementele cresc activitatea enzimelor, favorizează sinteza zahărului, amidonului, proteinelor, acizilor nucleici, vitaminelor și enzimelor. Argintul este un metal slab activ. În atmosfera aerului nu se oxidează nici la temperatura camerei, nici la încălzire. Înnegrirea des observată a obiectelor de argint este rezultatul formării de sulfură de argint neagră - AgS 2 - pe suprafața acestora. Aceasta are loc sub influența hidrogenului sulfurat conținut în aer, precum și atunci când obiectele de argint intră în contact cu produse alimentare care conțin compuși de sulf.4Ag + 2H 2 S + O 2 -> 2Ag 2 S + 2H 2 OV În domeniul de tensiune , argintul este situat mult mai departe de hidrogen. Prin urmare, acizii clorhidric și sulfuric diluați nu au niciun efect asupra acestuia. Argintul este de obicei dizolvat în acid azotic, care interacționează cu acesta conform ecuației: Ag + 2HNO 3 -> AgNO 3 + NO 2 + H 2 O Argintul formează o serie de săruri, ale căror soluții conțin Ag + cationi incolori Când alcalii actioneaza asupra solutiilor de saruri de argint, este posibil sa se obtina AgOH, dar in schimb precipita un precipitat maro de oxid de argint(I): 2AgNO 3 + 2NaOH -> Ag 2 O + 2NaNO 3 + H 2 O Pe langa argint(I). ) oxid, sunt cunoscuţi oxizii AgO şi Ag 2 O 3. Nitratul de argint (lapis ) - AgNO 3 - formează cristale transparente incolore, foarte solubile în apă. Este folosit la producerea de materiale fotografice, la fabricarea oglinzilor, la galvanoplastie si in medicina.Ca si cuprul, argintul are tendinta de a forma compusi complecsi.Multi compusi de argint insolubili in apa (de exemplu: oxid de argint(I) - Ag 2 O și clorură de argint - AgCl) , se dizolvă ușor într-o soluție apoasă de amoniac. Compușii complecși de cianuri de argint sunt utilizați pentru argintul galvanic, deoarece în timpul electrolizei soluțiilor acestor săruri se depune un strat dens de argint fin-cristalin. suprafața produselor.Toți compușii de argint sunt ușor de redus cu eliberarea de sulf metalic. Dacă se adaugă puțină glucoză sau formol ca agent reducător la o soluție de amoniac de oxid de argint(I) într-un recipient de sticlă, atunci argintul metalic este eliberat sub forma unui strat dens de oglindă strălucitor pe suprafața sticlei. Ionii de argint suprimă dezvoltarea bacteriilor și, chiar și în concentrații foarte mici, sterilizează apa de băut. În medicină, pentru dezinfecția mucoaselor, se folosesc soluții coloidale de argint stabilizate cu aditivi speciali (protargol, colargol etc.) Argintul (împreună cu alte metale grele precum cuprul, staniul, mercurul) este capabil să exercite un bactericid. efect în concentrații mici (așa-numitul efect oligodinamic) . Un efect bactericid pronunțat (capacitatea de a ucide în mod fiabil anumite bacterii) este observat la concentrații de ioni de argint de peste 0,15 mg/l. Într-o cantitate de 0,05 - 0,1 mg/l, ionii de argint au doar un efect bacteriostatic (capacitatea de a inhiba creșterea și reproducerea bacteriilor).Deși rata de dezinfecție a argintului nu este la fel de mare ca cea a ozonului sau a razelor UV, ionii de argint pot rămâne în apă mult timp, asigurând dezinfecție pe termen lung. Mecanismul de acțiune al argintului nu este încă pe deplin înțeles. Oamenii de știință cred că efectul de dezinfectare este observat atunci când ionii de argint și cupru încărcați pozitiv formează legături electrostatice cu suprafața încărcată negativ a celulelor microorganismelor. Aceste legături electrostatice creează tensiune care poate afecta permeabilitatea celulelor și poate reduce pătrunderea unor cantități vitale de nutrienți în ele. Pătrunzând în interiorul celulelor, ionii de argint și cupru interacționează cu aminoacizii, care fac parte din proteine și sunt utilizați în procesul de fotosinteză. Ca urmare, procesul de transformare a radiațiilor solare în hrană și energie pentru microorganisme este întrerupt, ceea ce duce la moartea acestora.Ca urmare a numeroaselor studii, efectul bactericid eficient al ionilor de argint asupra majorității microorganismelor patogene, precum și asupra virusurilor, a avut fost confirmat. Cu toate acestea, soiurile de microorganisme care formează spori sunt practic insensibile la argint.Îmbogățirea apei cu ioni de argint poate fi realizată în mai multe moduri: contact direct al apei cu suprafața argintului, tratarea apei cu o soluție de săruri de argint și electrolitic. metodă.
Reacție calitativă la ionii de cupru
Hexacianoferratul de potasiu (2) K 4 formează cu o soluție de sare de cupru un precipitat roșu-brun de Cu 2, insolubil în acizi diluați, dar solubil în soluție de amoniac.
Cu 2+ + 4+ ® Cu 2 ¯La 3 picături de soluție de CuSO 4 adăugați 2 picături de soluție de sare K 4. Observați formarea unui precipitat roșu. Se centrifugă precipitatul și se adaugă 3-5 picături de soluție de amoniac.
Reacții pentru detectarea ionilor de cupru Cu2+
Acțiunea grupului reactiv H2S. Hidrogenul sulfurat formează un precipitat negru de sulfură de cupru (II) în soluții acidificate de săruri de cupru: CuS: CuSO4 + H2S = CuS + H2SO4,Cu2+ + H2S = CuS + 2H+.
Acțiunea hidroxidului de amoniu NH4OH. Hidroxidul de amoniu NH4OH, luat în exces, formează cu sărurile de cupru un cation complex de cupru tetraamină (II) de culoare albastru intens:
CuSO4 + 4NH4OH = SO4 + 4H2O,
Cu2+ + 4NH4OH = + + 4H2O.
Reacții de detectare a ionilor de argint Ag+
Acțiunea reactivului de grup HC1. Acidul clorhidric formează, cu soluții de săruri Ag+, un precipitat alb de clorură de argint AgCl, care este practic insolubil în apă:
Ag+ + Cl- = AgCl.
Detectarea cationului de argint. Acidul clorhidric și soluțiile sărurilor sale (adică, ionii de clorură de Cl-) formează, cu soluții de săruri Ag+, un precipitat alb practic insolubil în apă de clorură de argint AgCl, care se dizolvă bine într-un exces de soluție de NH4OH; în acest caz, se formează o sare de argint complexă solubilă în apă, clorură de argint diamina. Odată cu acțiunea ulterioară a acidului azotic, ionul complex este distrus și clorura de argint precipită din nou (aceste proprietăți ale sărurilor de argint sunt folosite pentru a o detecta):
AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3,
AgCl + 2NH4OH = CI + 2H2O,
CI + 2HNO3 = AgCI + 2NH4NO3.
90. Elemente din grupa II B. Proprietăți tipice ale celor mai importanți compuși, rol biologic. Natura complexă a enzimelor care conțin cupru și zinc. Reacții analitice pentru ionii Zn 2+.
Enzimele sunt catalizatori naturali de proteine. Unele enzime au o compoziție pur proteică și nu necesită alte substanțe pentru a-și manifesta activitatea. Cu toate acestea, există un grup mare de enzime a căror activitate apare numai în prezența anumitor compuși non-proteici. Acești compuși se numesc cofactori. Cofactorii pot fi, de exemplu, ioni metalici sau compuși organici cu structură complexă - de obicei sunt numiți coenzime. S-a stabilit că pentru funcționarea normală a enzimei sunt necesare uneori atât o coenzimă, cât și un ion metalic, formând împreună cu molecula de substrat un complex ternar. Astfel, metalele fac parte din mașinile biologice ca o parte de neînlocuit. Ionii de magneziu sunt necesari pentru a lucra la transferul reziduurilor de acid fosforic, iar ionii de potasiu sunt, de asemenea, necesari pentru aceleasi scopuri; hidroliza proteinelor necesită ioni de zinc etc.. Mai jos vom examina aceste aspecte în detaliu.Enzimele, de regulă, accelerează același tip de reacții și doar câteva dintre ele acționează doar asupra unei singure reacții specifice. Astfel de enzime, care au specificitate absolută, includ, în special, ureaza, care descompune ureea. Majoritatea enzimelor nu sunt la fel de stricte în alegerea substratului. Aceeași hidrolază, de exemplu, este capabilă să catalizeze descompunerea hidrolitică a mai multor esteri diferiți.Pe măsură ce partea chimică a cercetării biologice s-a aprofundat și chimiștii au devenit din ce în ce mai mulți asistenți și colaboratori ai biologilor, numărul de enzime nou descoperite a crescut constant; în curând au trebuit să fie numărate nu în zeci, ci în sute. Această extindere a gamei de catalizatori biologici a cauzat unele dificultăți în clasificarea și nomenclatura enzimelor.Anterior, enzimele erau denumite în funcție de substratul pe care acționau, cu adăugarea terminației „aza”. Deci, dacă o enzimă acționează asupra maltozei de zahăr, atunci se numea „maltază”, dacă asupra lactozei - „lactază”, etc. În prezent, a fost adoptată o nomenclatură în care denumirea reflectă și funcția chimică a enzimei. Particula „aza” este rezervată enzimelor simple. Dacă în reacție este implicat un complex de enzime, se folosește termenul „sistem”.
Enzimele sunt împărțite în șase clase:
Oxidorreductaze. Acestea sunt enzime care catalizează reacțiile redox. Exemple de oxidoreductaze includ piruvat dehidrogenaza, care elimină hidrogenul din acidul piruvic, catalaza, care descompune peroxidul de hidrogen etc.
Un subgrup lateral al celui de-al optulea grup al tabelului periodic acoperă trei triade de elemente d și trei elemente obținute artificial și puțin studiate: hassium, Hs, meitnerium, Mt, darmstadtium Ds. Prima triadă este formată din elementele: fier, Fe, eobalt Co, nichel Ni; a doua triadă - ruteniu Ru, radiu Ro, paladiu Pd și a treia triada - osmiu Os, iridiu Ir și platină Pt. Hassium, matehreniu, darmstadtium obținut artificial cu o durată de viață scurtă închid seria celor mai grele elemente cunoscute astăzi.
Majoritatea elementelor Grupului VIIB luate în considerare au doi electroni de valență în învelișul electronilor exterioară a atomului; toate sunt metale. Pe lângă electronii externi ns, electronii din penultimul înveliș de electroni (n-1)d participă la formarea legăturilor.
Datorită creșterii sarcinii nucleare, ultimul element al fiecărei triade are o stare de oxidare caracteristică mai mică decât primul element. În același timp, o creștere a numărului perioadei în care se află elementul este însoțită de o creștere a gradului caracteristic de octlement (Tabelul 9.1)
Tabelul 9.1 Stări de oxidare caracteristice ale elementelor celui de-al optulea subgrup secundar
Cele mai comune stări de oxidare ale elementelor din compușii lor sunt evidențiate în tabel. 41 cu caractere aldine.
Aceste elemente sunt uneori împărțite în trei subgrupe: subgrupul de fier (Fe, Ru, Os), subgrupul de cobalt (Co, Rh, Ir) și subgrupul de nichel (Ni, Pd, Pt). Această împărțire este susținută de stările de oxidare caracteristice ale elementelor (Tabelul 42) și de alte proprietăți. De exemplu, toate elementele subgrupului de fier sunt catalizatori activi pentru sinteza amoniacului, iar subgrupa de nichel sunt catalizatori activi pentru reacțiile de hidrogenare a compușilor organici. Elementele subgrupului cobalt sunt caracterizate prin formarea de compuși complecși [E(NH 3) 6 ]G 3, unde G este un ion halogen
Proprietățile redox ale elementelor din grupa VIIIB sunt determinate de următoarea schemă:
Întărirea proprietăților oxidative ale ionilor metalici
Toate metalele din grupa VIIIB sunt active catalitic. Toate sunt mai mult sau mai puțin capabile să absoarbă hidrogenul și să-l activeze; toți formează ioni colorați (compuși). Toate metalele sunt predispuse la formarea complexului. O comparație a proprietăților fizice și chimice ale elementelor din subgrupa VIII-B arată că Fe, Ni, Co sunt foarte asemănătoare între ele și, în același timp, foarte diferite de elementele celorlalte două triade, deci sunt clasificate în familia fierului. Cele șase elemente stabile rămase sunt unite sub un nume comun - familia metalelor de platină.
Metale din familia fierului
În triada de fier, analogia orizontală, caracteristică elementelor d în general, se manifestă cel mai clar. Proprietățile elementelor triadei de fier sunt date în tabel. 42.
Tabelul 9.2 Proprietățile elementelor triadei de fier
Resurse naturale. Fierul este al patrulea element cel mai abundent din scoarța terestră (după O 2 , Si, Al). Poate fi găsit în natură în stare liberă: este fier de origine meteorită. Meteoriții de fier conțin în medie 90% Fe, 8,5% Ni, 0,5% Co. În medie, există un meteorit de fier pentru fiecare douăzeci de meteoriți de piatră. Uneori se găsește fier nativ, realizat din adâncurile pământului de magma topită.
Pentru obţinerea fierului se utilizează minereu de fier magnetic Fe 3 O 4 (mineral de magnetită), minereu de fier roşu Fe 2 O 3 (hematit) şi minereu de fier brun Fe 2 O 3 x H 2 O (limonit), FeS 2 - pirită. În corpul uman, fierul este prezent în hemoglobină.
Cobaltul și nichelul se găsesc în stare metalică în meteoriți. Cele mai importante minerale: CoAsS cobaltin (lustru de cobalt), pirita de fier-nichel (Fe,Ni) 9 S 8. Aceste minerale se găsesc în minereurile polimetalice.
Proprietăți. Fierul, cobaltul și nichelul sunt metale alb-argintii cu nuanțe cenușii (Fe), roz (Co) și gălbui (Ni). Metalele pure sunt puternice și ductile. Toate cele trei metale sunt feromagnetice. Când sunt încălzite la o anumită temperatură (punctul Curie), proprietățile feromagnetice dispar și metalele devin paramagnetice.
Fierul și cobaltul se caracterizează prin polimorfism, în timp ce nichelul este monomorf și are o structură fcc până la punctul de topire.
Prezența impurităților reduce foarte mult rezistența acestor metale la atmosfere agresive în prezența umidității. Aceasta duce la dezvoltarea coroziunii (ruginirea fierului) datorită formării pe suprafață a unui strat liber al unui amestec de oxizi și hidroxizi de compoziție variabilă, care nu protejează suprafața de distrugerea ulterioară.
O comparație a potențialelor de electrod ale sistemelor E 2+ /E pentru fier (-0,441 V), nichel (- 0,277 V) și cobalt (- 0,25 V) și potențialul de electrod al sistemului Fe 3+ /Fe (- 0,036 V), arată că cel mai activ element al acestei triade este fierul. Acizii clorhidric, sulfuric și azotic diluați dizolvă aceste metale pentru a forma ioni E2+:
Fe + 2HC? =FeC? 2 +H2;
Ni + H2S04 = NiS04 + H2;
3Co + 8HNO3 = 3Co(N03)2 + 2NO + 4H20;
4Fe + 10HNO3 = 3Fe(NO3)2 + NH4No3 + 3H2O.
Acidul azotic mai concentrat și acidul sulfuric concentrat la cald (mai puțin de 70%) oxidează fierul la Fe (III) cu formarea de NO și SO2, de exemplu:
Fe + 4HNO3 = Fe(N03)3 + No + 2H20;
2Fe + 6H2SO4Fe2 (SO4)3 + 3SO2 +6H2O.
Acidul azotic foarte concentrat (sp.v. 1.4) pasivează fierul, cobaltul, nichelul, formând pe suprafața lor pelicule de oxid.
Fe, Co, Ni sunt stabili în raport cu soluțiile alcaline, dar reacționează cu topiturile la temperaturi ridicate. Toate cele trei metale nu reacționează cu apa în condiții normale, dar la o temperatură roșie, fierul interacționează cu vaporii de apă:
3Fe + 4H2 o Fe3O4 + 4H2.
Cobaltul și nichelul sunt vizibil mai rezistente la coroziune decât fierul, ceea ce este în concordanță cu poziția lor în seria potențialelor standard ale electrozilor.
Fierul fin din oxigen arde atunci când este încălzit pentru a forma Fe 3 O 4, care este cel mai stabil oxid de fier și același oxid formează cobalt. Acești oxizi sunt derivați ai elementelor în stări de oxidare +2, +3 (EO E 2 O 3). Oxidarea termică a cobaltului și nichelului are loc la temperaturi mai ridicate, rezultând formarea de NiO și CoO, care au o compoziție variabilă în funcție de condițiile de oxidare.
Pentru fier, nichel, cobalt sunt cunoscuți oxizii EO și E 2 O 3 (Tabelul 9.3)
Tabelul 9.3 Compuși care conțin oxigen ai elementelor subgrupei VIIIB
|
Numele articolului |
Stare de oxidare |
Hidroxizi |
|||||
|
Caracter |
Nume |
Formula ionică |
Nume |
||||
|
Fier (Fe) |
De bază |
Hidroxid de fier (II). |
Săruri de fier (II). |
||||
|
Amfoter cu o predominanță a principalului |
Hidroxid de fier (III). |
Săruri de fier (III). |
|||||
|
Acid feros |
|||||||
|
Acid |
Acid de fier |
||||||
|
Cobalt (Co) |
De bază |
Hidroxid de cobalt(II). |
Săruri de cobalt(II). |
||||
|
De bază |
Hidroxid de cobalt(III). |
Săruri de cobalt(III). |
|||||
|
Nichel (Ni) |
De bază |
Hidroxid de nichel(II). |
Săruri de nichel(II). |
||||
|
De bază |
Hidroxid de nichel(III). |
Săruri de nichel(III). |
Oxizii EO și E 2 O 3 nu pot fi obținuți în formă pură prin sinteză directă, deoarece aceasta produce un set de oxizi, fiecare dintre care o fază de compoziție variabilă. Se obțin indirect - prin descompunerea anumitor săruri și hidroxizi. Oxidul E 2 O 3 este stabil doar pentru fier și se obține prin deshidratarea hidroxidului.
Oxizii EO sunt insolubili în apă și nu interacționează cu aceasta sau cu soluții alcaline. Același lucru este tipic pentru hidroxizii de E(OH)2 corespunzători. Hidroxizii de E(OH)2 reacționează ușor cu acizii pentru a forma săruri. Proprietățile acido-bazice ale hidroxizilor elementelor triadei fierului sunt date în tabel. 42.
Hidroxidul de fier (III) Fe(OH) 3 se formează prin oxidarea Fe(OH) 2 cu oxigenul atmosferic:
4 Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3.
O reacție similară este tipică pentru cobalt. Hidroxidul de nichel (II) este stabil în raport cu oxigenul atmosferic. Ca rezultat, hidroxizii E(OH)3 se comportă diferit atunci când interacționează cu acizii. Dacă Fe(OH) 3 formează săruri de fier (III), atunci reacția Co(OH) 3 și Ni(OH) 3 cu acizii este însoțită de reducerea lor la E(+2):
Fe(OH)3 + 3HC? =FeC? 3 + 3H20;
2Ni(OH)3 + 6HC? = 2NiC? 2+C? 2 + 6H20.
Hidroxidul de Fe(OH)3 prezintă, de asemenea, o funcție acidă, reacționând cu soluții concentrate fierbinți de alcaline pentru a forma hidroxocomplecși, de exemplu, Na3. Derivații acidului feros HFeO 2 (feritele) se obțin prin topirea alcalinelor sau carbonaților cu Fe 2 O 3:
2NaOH + Fe2032NaFeO2 + H20;
MgC03 + Fe2O3MgFe2O4 + CO2.
Feritele Me II Fe 2 O 4 aparțin clasei spinelului. Oxizii Fe3O4 şi Co3O4 discutaţi mai sus sunt formal spinel FeFe2O4 şi CoCo2O4.
Spre deosebire de cobalt și nichel, sunt cunoscuți compuși de fier în care starea sa de oxidare este + 6. Ferrații se formează prin oxidarea Fe(OH) 3 în alcalii concentrate fierbinți în prezența unui agent oxidant:
2Fe +3 (OH) 3 + 10KOH + 3Br 2 = 2K 2 Fe + 6 O 4 + 6KBr + 2H 2 O.
Ferratele sunt instabile termic și cu o încălzire ușoară (100-2000C) se transformă în ferite:
4K 2 FeO 4 4KfeO 2 + 2K 2 O + 3O 2 .
În stare liberă, acidul de fier și oxidul său corespunzător FeO 3 nu sunt izolate. În termeni de solubilitate și structural, ferații sunt aproape de cromații și sulfații corespunzători. Feratul de potasiu se formează prin fuziunea Fe 2 O 3 cu KNO 3 și KOH:
Fe 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH = 2K 2 feO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O.
Ferratele sunt substanțe cristaline roșu-violet. Când sunt încălzite, se descompun. Acidul H 2 FeO 4 nu poate fi izolat; se descompune instantaneu în Fe 2 O 3, H 2 O și O 2. Ferratele sunt agenți oxidanți puternici. În medii acide și neutre, ferații se descompun, oxidând apa:
2Na2FeO4 + 10 H2O4Fe(OH)3 + 4NaOH + O2.
Compuși cu nemetale. Halogenurile de Fe, Ni, Co sunt relativ puține la număr și corespund celor mai caracteristice stări de oxidare +2 și +3. Pentru fier sunt cunoscute halogenurile FeG2 și FeG3 cu fluor, clor și brom. În timpul interacțiunii directe, FeF3, FeC? 3, 3 februarie. Dihalogenurile sunt obținute indirect prin dizolvarea metalului (sau a oxidului său) în acidul hidrohalic corespunzător. Trifluorura CoF3 și triclorura CoC au fost obținute pentru cobalt? 3. Nichelul nu formează trihalogenuri. Toate dihalogenurile din triada de fier sunt compuși tipici asemănătoare sărurilor, cu o contribuție ionică vizibilă la legătura chimică.
Fierul, cobaltul, nichelul interacționează energetic cu calcogenii și formează calcogenuri: EC și EC 2. Monocalcogenurile pot fi obținute prin reacția componentelor corespunzătoare în soluții:
CoC? 2 + (NH4)2S = CoS + 2NH4Ca.
Toate calcogenurile sunt faze de compoziție variabilă.
Compușii metalelor din triada fierului cu alte nemetale (pnictogene, carbon, siliciu, bor) diferă semnificativ de cei discutați mai sus. Toate nu respectă regulile valenței formale și majoritatea au proprietăți metalice.
Fierul, cobaltul și nichelul absorb hidrogenul, dar nu produc anumiți compuși cu acesta. Când este încălzit, solubilitatea hidrogenului în metale crește. Hidrogenul dizolvat în ele este în stare atomică.
Săruri ale acizilor care conțin oxigen și compuși complecși. Toate sărurile acizilor clorhidric, sulfuric și azotic sunt solubile în apă.
Sărurile de nichel (II) sunt verzi, cobaltul (II) sunt albastru, iar soluțiile lor și hidrații cristalini sunt roz (de exemplu), sărurile de fier (II) sunt verzui, iar fierul (III) sunt maro. Cele mai importante săruri sunt: FeC? 36H20; FeSO 4 7H 2 O - sulfat de fier, (NH 4) 2 SO 4 FeSO 4 6H 2 O - sarea lui Mohr; NH4Fe(SO4)212H2O - alaun de feroamoniu; NiS046H2O etc.
Capacitatea sărurilor de fier, cobalt și nichel de a forma hidrați cristalini indică tendința acestor elemente de a forma complexe. Hidrații de cristal sunt un exemplu tipic de complexe acvatice:
[E(H20)6](CI04)2; [E(H20)6](N03)2.
Complexele anionice sunt numeroase pentru elementele triadei de fier: halogenura (Me I (EF 3), Me 2 I [EG 4], Me 3 [EG 4] etc.), tiocianat (Me 2 I [E (CNS) 4] , Me 4 I [E(CNS) 6 ], Me 3 I [E(CNS) 6 ]), oxolat (Me 2 I [E(C 2 O 4) 2 ], Me 3 [E(C 2 O 4) 3 ]). Complexele de cianuri sunt deosebit de caracteristice și stabile: K 4 - hexacianoferrat de potasiu (II) (sare galbenă din sânge) și K 3 - hexacianoferrat de potasiu (III) (sare roșie a sângelui). Aceste săruri sunt reactivi buni pentru detectarea ionilor Fe+3 (sare galbenă) și a ionilor Fe2+ (sare roșie) la pH ??7:
4Fe 3+ + 4- = Fe 4 3;
albastru de Prusia
3Fe 2+ + 2 3- = Fe 3 2.
Turnbull albastru
Albastrul prusac este folosit ca colorant albastru. Când se adaugă săruri de tiocianat KCNS la o soluție care conține ioni de Fe 3+, soluția devine roșie ca sângele din cauza formării de tiocianat de fier:
FeC? 3 + 3KCNS = Fe(CNS)3 + 3KC?.
Această reacție este foarte sensibilă și este folosită pentru a descoperi ionul Fe 3+.
Cobaltul (II) se caracterizează prin săruri simple stabile și compuși complecși instabili K2, K4, care se transformă în compuși de cobalt (III): K3, C? 3.
Compușii complecși caracteristici de fier, fier, cobalt și nichel sunt carbonilii. Compuși similari au fost discutați mai devreme pentru elementele subgrupurilor de crom și mangan. Cu toate acestea, cei mai tipici dintre carbonili sunt: , , . Carbonilii de fier și nichel se obțin sub formă de lichide la presiune normală și 20-60 o C prin trecerea unui curent de CO peste pulberi metalice. Cobalt carbonil se obţine la 150-200 o C şi o presiune de (2-3) 10 7 Pa. Acestea sunt cristale portocalii. În plus, există carbonili cu o compoziție mai complexă: Fe(CO) 9 și carbonili trinucleari, care sunt compuși de tip cluster.
Toți carbonilii sunt diamagnetici, deoarece liganzii de CO (cum ar fi CN?) creează un câmp puternic, în urma căruia electronii d de valență ai agentului de complexare formează legături p cu moleculele de CO conform mecanismului donor-acceptor. Legăturile y se formează datorită perechilor de electroni singuri de molecule de CO și a orbitalilor liberi rămași ai agentului de complexare:
Nichelul (II), dimpotrivă, formează mulți compuși complecși stabili: (OH) 2, K 2; Ionul 2+ este albastru închis.
Această reacție este utilizată pe scară largă în analiza calitativă și cantitativă pentru determinarea nichelului. Nichelul și în special compușii de cobalt sunt otrăvitori.
Aplicație. Fierul și aliajele sale formează baza tehnologiei moderne. Nichelul și cobaltul sunt aditivi importanți de aliaj în oțeluri. Aliajele pe bază de nichel rezistente la căldură (nicrom care conține Ni și Cr etc.) sunt utilizate pe scară largă. Monedele, bijuteriile și articolele de uz casnic sunt fabricate din aliaje de cupru-nichel (cupronickel etc.). Multe alte aliaje care conțin nichel și cobalt sunt de mare importanță practică. În special, cobaltul este utilizat ca componentă vâscoasă a materialelor din care sunt fabricate sculele de tăiere a metalelor, în care sunt încorporate particule de carburi exclusiv dure MoC și WC. Acoperirile cu nichel galvanic ale metalelor le protejează de coroziune și le conferă un aspect frumos.
Metalele din familia fierului și compușii acestora sunt utilizați pe scară largă ca catalizatori. Fierul burete cu aditivi este un catalizator pentru sinteza amoniacului. Nichelul foarte dispersat (nichel Raney) este un catalizator foarte activ pentru hidrogenarea compușilor organici, în special a grăsimilor. Nichelul Raney se obține prin reacția unei soluții alcaline cu compusul intermetalic NiAa, în timp ce aluminiul formează un aluminat solubil, iar nichelul rămâne sub formă de particule minuscule. Acest catalizator este stocat sub un strat de lichid organic, deoarece în stare uscată este oxidat instantaneu de oxigenul atmosferic. Cobaltul și manganul fac parte din catalizatorul adăugat vopselelor în ulei pentru a accelera „uscarea” acestora.
Oxidul de Fe 2 O 3 și derivații săi (feritele) sunt utilizați pe scară largă în electronica radio ca materiale magnetice.
Este singura substanță care rămâne lichidă la temperaturi de până la 0 K. Se cristalizează doar la o presiune de 25 atm. are cel mai scăzut punct de fierbere. la temperaturi sub 2,2 K, heliul lichid există ca un amestec de două lichide, dintre care unul are proprietăți anormale - în special, superfluiditatea (vâscozitatea este de 10 miliarde de ori mai mică decât cea a apei).
Heliul este al doilea element cel mai abundent (după hidrogen) din Univers. Aproximativ 10% din Soare este format din acesta (descoperit în 1868). Pe pământ, heliul a fost găsit în 1895 în gazele de reacție, când mineralul kleveit a fost dizolvat în acizi. Gazele nobile rămase au fost izolate din aer.
Neonul este un gaz ușor: este de 1,44 ori mai ușor decât aerul, de aproape 2 ori mai ușor decât argonul, dar de 5 ori mai greu decât heliul. În ceea ce privește proprietățile sale, este mai aproape de heliu decât de argon. Spectrul de neon este bogat: conține mai mult de 900 de linii. Cele mai strălucitoare linii formează un fascicul în părțile roșii, portocalii și galbene ale spectrului la unde de la 6599 la 5400 Ǻ. Aceste raze sunt absorbite și împrăștiate mult mai puțin de aer și particulele suspendate în el decât razele cu unde scurte - albastru, indigo, violet.
În 1898, în Lumea Veche, când studia cu un spectroscop primele porțiuni de gaz care se evapora din aerul lichid, chimistul scoțian William Ramsay (Ramsay), împreună cu Morris William Traver, au descoperit în ele un nou gaz, Neon (Ne 6) , un gaz inert continut in aer in cantitati microscopice.
Argonul este un gaz monoatomic cu un punct de fierbere (la presiune normală) de -185,9 °C (puțin mai mic decât oxigenul, dar ușor mai mare decât azotul), punct de topire -189,3 °C În 100 ml apă la 20 °C 3,3 ml de argonul se dizolvă; argonul se dizolvă mult mai bine în unii solvenți organici decât în apă.
Descoperit de J. Rayleigh și fizicianul englez W. Ramsay în 1894 din aer. Gazul se distingea printr-o compoziție monoatomică a moleculelor și o inactivitate chimică aproape completă (argonul nu intră în nicio reacție chimică). noul gaz și-a primit numele (greacă argos inactiv).
Kryptonul este un gaz monoatomic inert, fără culoare, gust sau miros. de 3 ori mai greu decât aerul.t pl = - 157,3 o C, t fierbere = - 152,0 o C, densitate în condiții normale. egal cu 3,74 g/l. Deschis în 1898 de W. Ramsay (Anglia) Aplicație: pentru umplerea lămpilor cu incandescență. Compușii criptonilor sunt agenți oxidanți și agenți de fluorurare în reacțiile de sinteză chimică.
Xenonul este un gaz monoatomic inert, fără culoare, gust sau miros. Se topește 112 °C, Tt 108 °C, strălucește în violetul de descărcare. În 1889, omul de știință englez Wu Ramsay a izolat un amestec din aer lichid în care au fost descoperite două gaze prin metoda spectrală: criptonul („ascuns”, „secret”) și xenon („extraterestru”, „neobișnuit”).
Radonul este un gaz monoatomic radioactiv, incolor și inodor. Solubilitate în apă 460 ml/l; în solvenți organici și în țesutul adipos uman, solubilitatea radonului este de zeci de ori mai mare decât în apă. Radioactivitatea proprie a radonului face ca acesta să devină fluorescent. Radonul gazos și lichid este fluorescent cu lumină albastră Culoarea strălucirii într-o descărcare de gaz în radon este albastră.
Cristale incolore, solubile în apă. Molecula este liniară. O soluție în apă este un agent oxidant foarte puternic, mai ales într-un mediu acid, unde oxidează bromul și manganul la cele mai înalte stări de oxidare de +7. Într-un mediu alcalin, se hidrolizează conform ecuației: XeF 2 + 4KOH = 2Xe + 4KF + O 2 + 2H 2 O
Când interacționează cu apa, XeF 4 este disproporționat: 6XeF H 2 O = 2XeО НF + 4Xe + 3О 2
Se formează în timpul hidrolizei XeF 4. Este o substanță albă, nevolatilă, foarte explozivă, foarte solubilă în apă, iar soluția are o reacție ușor alcalină. Când ozonul acționează asupra unei astfel de soluții, se formează o sare a acidului xenonic, în care xenonul are o stare de oxidare de +8: XeO 3 + O 3 + 4NaOH = Na 4 XeO 6 + O H 2 O
Poate fi obținut prin reacția perxenatului de bariu cu acid sulfuric anhidru la temperaturi scăzute: Ba 2 XeO 6 + 2H 2 SO 4 = 2 BaSO 4 + XeO H 2 O XeO 4 este un gaz incolor care este foarte exploziv și se descompune la temperaturi peste 0° C : 3XeО 4 = 2XeО 3 + Xe + 3О 2
