Химия кафедрасы
Тақырып: Хром, молибден, вольфрам және олардың қосылыстарының химиясы
жүктеу/скачать 258,5 Kb.
|
Лекциялар жинағы d-f-элем
- Бұл бет үшін навигация:
- №10 дәріс
- № 11 дәріс
- Шойын, болат және таза темір алу
- № 12 дәріс
- №13 дәріс
- [pt (NH 3 ) 4 ] Cl; K 2 [Рt Cl 6 ]
- №14 дәріс
- №15 дәріс
| Тақырып: Хром, молибден, вольфрам және олардың қосылыстарының химиясы.
Сыртқы электрон қабаттары Сr 3d5 4S1 MO 4d55S1 Сыртқы қабатында W 5d4 6S2 6 электроннан +1 - +6 т.д. қосылыстарда көрсетеді. Хром. Табиғатта0,02% Ғе (СrO2)2 хромит Күміс түсті күлгін металл. tб═18900 С d═7,19 г/см3 Химиялық активтігі аз 1). Қалыпты жағдайда металл еместерден жалғыз фтормен әрекеттеседі. Азот және концентрленген H2SO4 – те қорғаныс оксид пленкасы пайда болуы нәтижесінде пассивтеледі. НСl және сұйық H2SO4 – те ериді. Сr +2 НСl═CrCl2+H2 4Cr +12 НСl +O2═4Cr Cl3 +4H2 +2 H2O -3e Cr0 Cr3+ 3 4 O2-2 -4e 2O-2 4 3 Хром төмендегі оксидтер және гидроксидтерді пайда етеді. Cr O және Cr (ОН)2 Cr2О3 және Cr (ОН)3 Cr О3 және Н2CrО4 Cr О және Cr(ОН)2 негіздік қасиетті көрсетеді. Cr О + Н2SО4 = Cr SО4+ Н2О Cr2О3 және Cr (ОН)3 амфотер қасиетке ие. Cr2О3 + 6NaOH +3 Н2О = 2Na3[Сr(ОН)6] Cr 2O3 +2KOH = 2K Cr O2 + H2 O балкытканда Cr 2O3 + 6HCl = 2 CrCl 3 +3 H2 O 2 Cr(ОН)3 + 3Н2 SO4 = Cr 2 (SO4)3 + 6 H2 O CrCl 3 – күлгін түсті, Cr F3 – жасыл, Cr(NО3)3 . 9 H2 O – алқызыл. Ерітінділері – күлгін немесе жасыл-күлгін түсті комплексті ион [Cr (H2 O)6]3+ пайда болу себепті. Хром оксиді - Cr 2O3 2Cr(ОН)3 t- pа--------------- Cr 2O3 + H2 O (NH4)2 Cr 2O7 куйдіру Cr 2O3 + N2 + 4 H2 O Cr(ОН)3 – алынуы CrCl 3 + 3 KOH = Cr(ОН)3 + 3KCl Cr O3 – кышкылдык оксид. K 2Cr2 O7 + Н2 SO4 = 2 Cr O3 + K2 SO4 + H2 O Хром гидроксидітері екі кышкыл - Н2 Cr O4 - хром жане дихром кышкылы Н2Cr2O7 саналады. Екеуіде жалгыз сулы ерітінділерде гана туракты. Хром мысалында көрінгендей металлдын т.д. осуіне байланысты кышкылдык касиеті көбейіп негіздік ( тотык жане гидроксидтерінде) касиеті азаяды. K 2Cr O4 – хромат калия K 2Cr2 O7 – дихромат ( бихромат) калия Cr O3 + 2Na OH = Na 2Cr O4 + H2 O K 2Cr2 O7 + Н2 SO4 = Na 2 Cr2 O7 + Na 2 SO4 + H2 O Na 2 Cr2 O7 + 2Na OH = 2Na 2Cr O4 + H2 O 2 Cr O42- + 2H+ Cr2 O72- + H2 O Cr2 O7 2- + 2OH 2 Cr O42-+ H2 O Кышкылды ерітінділерде- бихромат басым, ал негіздік ерітінділерде – хроматтар басым. Хром косылыстары үшін тотығу – тотыксыздану реакциялары тән. Хром (ІІ) косылыстары – күшті тотыксыздандырғыштар. Хром (ІІІ) – те солай : 4 CrCl 2 + О2 +4НСІ = 4 CrCl 3 + 2 H2 O 5 Cr2 (SO4)3 + 6КMnO4 + 11 H2 O = 3 K 2Cr2 O7 + 2 H2 Cr2 O7 + 6Mn SO4 + 9 H2 SO4 Хромат жане бихроматтар кушті тотыктырушылар. Олар әсіресе қышқылдық жағдайда тотықтырушы қасиетті күшті көрсетеді. 3 Na 2 SO3 + K 2Cr2 O7 + 4 H2 SO4 =3 Na 2 SO4 + Cr2 (SO4)3 + K2 SO4 + 4 H2 O Хромды алу: Хромды темір + сода + ауа - Na 2 Cr O4 Na 2 Cr O4 + қышқыл Na 2 Cr2 O7 Na 2 Cr2 O7+ 3С = Na 2O + Cr2 O3 + 3CO Cr2 O3 + 2Al = 2Cr + Al2 O 3 2 Cr2 O3 + 3Si = 4Cr + 3Si O2 Хром қолданылуы: Өндірісте тотықпайтын болат алуда, металлдар жүзін қаптап хромдауда, K 2Cr2 O7, Na 2 Cr2 O7, (NH4)2 Cr 2O7 терілерді аштау үшін күкірт алуда, краска, қопарылғыш заттар алуда қолданылады. Хромды араласпа ыдыстар жуу үшін қолданылады. KCr(SO4)2 . 12 H2 O . Хром калиилі квасцы және хром (ІІІ) сульфат Cr2 (SO4)3 . 18 H2 O маталарды бояуда протрава, теріні аштау және керамиканы бояуда қолданылады. Майлы бояуларды алуда Cr қосылыстары қолданылады. Pb CrO4 (сары крон) Sr CrO4- (стронциан сарысы). Молибден және вольфрам. Сирек, табиғатта тарқалуы 3. 10-4 және 1. 10-4 %. Маңызды минералдары – молибденит MOS2, шеелит CaWO4, Вольфрамит (Fe. Mn). WO4. t б Mo = 2660 0C. t б W = 3387 0C. Металлдардан ең балқу температурасы жоғары вольфрам. Хромға қарағанда химиялық активтігі төменірек. Металл еместермен қатты қыздырғанда әрекеттеседі. HCl. HNO3. H2 SO4. де ерімейді. Азот және фтор сутекті қосылыстарда ғана ериді. W + 6HNO3 + 8HF = H2[WF 8] + 6NO2+ 6H2O +6 т.д. көрсететін қосылыстары тұрақты MoO3 және WO3 оксидтері қышқылдық қасиеттер көрсетеді. MoO3+ 2 Na OH = Na2 MoO4+ H2O WO3 + 2NH4OH = (NH4)2 WO4 + H2O H2 MoO4 – ақ қиын еритін қышқыл H2 WO4 – сары қиын еритін қышқыл Қолданылуы: Молибден және вольфрам болаттарды легирлеу үшін қолданылады. Қышқылға шыдамды материал алу үшін молибденді шойынға да қосады. Вольфрам W ыстыққа шыдамды балқытпа алу үшін. Вольфрам карбиді WC қырқатын инструмент алу үшін. Моибден аммонии – микротыңайтқыш компоненті есебінде. MoO3 және WO3 керамика және эмаль алуда. Вольфрамды бронзалар – NaхWO3 қосылыстары немесе Кх WO3 жарым өткізгіш материал есебінде. №10 дәрісТақырып: Марганец, технеций, рений және олардың қосылыстарының химиясы Сыртқы электрон қабаты : (п –1) dsns2 қосылыстардағы т.д. +2 ден +7 ге дейін. Марганец 0,09 % пиролюзит – MnO2. Ашық күлгін қатты морт металл. Tбалқу = 1245 0C Химиялық қасиеттері: Біршама активті Mn + H2SO4 = MnSO4 + H2 3Mn + 8HNO3 (сұйық) = 3Mn(NO3)2 + 2NO + 4H2O концетрленген күкірт және азот қышқылдығында пассивтелгені үшін ерімейді. Оксидтері MnO , Mn2O3, MnO2, Mn2O7, MnO Mn(OH)2, Mn2O3 Mn(OH)3 негізгі характерге ие. Mn(OH)2 + 2HCl = Mn Cl2 + 2H2O MnCl2 MnSO4 Mn(NO3)2 - суда жақсы ериді. Сулы ерітінділері ашық қызғылт түске боялған болады. [Mn(H2O)6 ]2+ комплекс ионы сол түстің пайда болуына жауапты. Mn(II) тұздары әлсіз тотықсыздандарғыш қасиеттерді көрсетеді. 2Mn(NO3)2 + 5PbO2 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 5Pb(NO3) 2 + H2O MnO2 – қара қоңыр зат суда ерімейді. MnO2 , Mn(OH)4 – амфотер зат. MnO2 + H2SO4= Mn(SO4)2 + 2H2O MnO2 + KOH = K2MnO3 + H2O 4HCl + MnO2 = MnCl2 + Cl2 + 2H2O тотықтырғыш зат. 2MnO2 + 3PBO2 + 6HNO3 = 2HМnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2H2O тотықсыздандырушы. Mn2O7 – қышқылдық оксид Mn2O7 + H2O = 2HMnO4 күшті қышқыл. Mn2O7 , HMnO4 күшті тотықтыру шылар Тотықсыздандарушы + KMnO4 қышқыл орта Mn2+ Mn(II) нейтрал орта MnO2 Mn(IV) негіздік орта MnO42- Mn(VI) мысалдар : 5K2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4= 2MnSO4 + 6K2SO4 + 3H2O 3K2SO3+ 2KMnO4+H2O=2MnO2+2K2SO4+2KOH K2SO3+2KMnO4+2KOH = 2K2MnO4+K2SO4+H2O Алынуы MnSO3 cулы ерітіндісін электролиз жасау. Шойын құрамына кіреді. Болатты алуда оттегі және күкіртті байлау үшін қолданылады. Mn+O2=MnO,Mn+S=MnS Марганецтен негізінде көптеген балқытпалар алынады. Марганец (мыс және никель мен балқытпа ) марганецті бронза (мыс пен балқытпа ) феромарганец (темір мен балқытпа). MnSO4 микроудобрения. MnO2 химиялық ток көзі, шиша өндірісінде. KМnO4 медицинада маталарды ағартуда, органикалық қосылыстар алуда қолданылады. Технеций және рений Технеций 1937 жылы ядролық реакцияда синтез жасау жолымен алынады. Жасанды радиоактив элемент. Рении 1925 жылы ашылды. Жер қыртысында сирек кездесетін элемент. 1*10-7 %. Екеуіде ақ метал. Балқу темтературасы – 22000 С , рениидің балқу температурасы – 31900С Химиялық активтігі аз, 4 және 7 валентті қосылыстары тұрақты. КTcO4 тотықтырушы. 2КTcO4 + 7Zn+16HCl=2TcO2*2H2O+7ZnCl2+2KCl+4H2O рении (VII) қосылыстары әлсіз тотықтырушылар. Алынуы: 2NH4 ReO4 + 4H2=2Re+N2+8H2O Ренийдің молибден және вольфраммен балқытпасы қиын балқушы отқа шыдамды. Рениден электрондық прибор және электролампалар бөліктерін жасайды. Рении және қосылыстары химиялық өнеркәсіпте катализатор есебінде қолданылады. № 11 дәрісТақырып: Темір және оның қосылыстарының химиялық қасиеттері, қолда-нылуы, маңызы . Fe 3d64S2 Fe(IV) және Fe(VI) қосылыстары да алынған. Fe табиғатта таралуы бойынша 4-ші орында 5,1%. Тау жыныстары : Fe3O4 – магнетит Fe2O3 - гематит Fe2O3 - H2O- гетид 2Fe2O3 * 3H2O- лимонит Fe CO3 – сидерит құрамдарында ұшырайды. Темір тазасы – күміс түсті ақ металл. Ауада коррозияға ұшырайды. Жұмсақ пластик металл. D=7.87 гр /см 3 балқу температурасы – 15390С. Екі түрлі кристалл структурасын пайда ету қабілетіне ие. 1-ші жай жағдайда 2-ші 910-13900С аралығында полиморфизм. Химиялық қасиеттері. 1).Металл еместермен Fe+S=FeS, 2Fe+3Cl2=2FeCl3 2). Сумен 3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2 3). Қышқылдармен Fe+H2SO4= FeSO4 + H2 Әжептеуір концентрленген Н2SO4 Fe+2H2SO4= FeSO4 +SO2+H2O Жоғары концентрленген H2SO4 : Fe пассивтеніп реакцияға кіріспейді. 4Fe + 10HNO3=4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O сұйық HNO3 концентрация ортадан жоғары. Fe +6HNO3= Fe(NO3)3 +3NO2+3H2O жоғары концентрациясы HNO3-те Fe пассивтеледі. 4). Тұздармен Ғе + Cu SO4 = Ғе SO4 + Сu 5). Көміртегі ІІ оксидімен Ғе +5СО= [Ғе (СО)5] Бұл қосылыс таза металл алу үшін қолданылады. ҒеО,Ғе2О3, Ғе3О4, Ғе(ОН)2, Ғе(ОН)3 суда ерімейді ҒеО Ғе(ОН)2 негіздік характерлі қосылыстар Ғе(ОН)2 + Н2SO4 FeSO4 +2 H2O ҒеО алынуы Ғе(ОН)2 алынуы Ғе2О3 + Н2 2 ҒеО + H2O FeSO4 + 2NaOH Ғе(ОН)2 + Na2SO4 Ауалы жайда 4Ғе(ОН)2 +О2 +2 H2O4Ғе (ОН)3 Ғе2О3 Ғе(ОН)3 әлсіз амфотерлік қасиет көрсетеді. Ғе2О3 +6НCl 2FeCl3 +3 H2O Ғе(ОН)3 +3KOH K3 [Ғе (OH)6] Ғе2О3 +2KOH 2KFeO2 + H2O FeCl3+3 KOH Fe (OH)3 + 3KCl 2Fe (OH)3 t-pa Fe2O3 +3 H2O Темір (ІІ, ІІІ) оксиді Ғе3О4 (ҒеОх Fe2O3) Fe3O4+4 Н2 SO4 ҒеSO4 + Ғе2 (SO4)3 +4 H2O Ғе (ІІ) тұздары тотықсыздандырғыш қасиеттерді көрсетеді. 10 ҒеSO4 +2КMnO4+8 Н2 SO4 5Fe2 (SO4)3 +2 MnSO4+ + K2SO4 + 8H2O Fe (III) тұздары - әлсіз тотықтырғыштар 2ҒеСl3 + 2KУ 2ҒеСl2 + У2 +2КСl Fe (II) және Ғе (ІІІ) иондарының ерітіндіде барлығын төмендегі сапалы реакцияларды жүргізу нәтижесінде анықтау мүмкін берлин лазурі. ҒеSO4 + К3 [Fe (CN)6] K [FeFe (CN)6] + K2SO4 турнбул көгі FeCl3 + K4 [Fe (CN)6] K[FeFe (CN)6] +3 KCl FeCl3 +3K (NCS) Fe (NCS)3 +3KCl қызыл Қолданылуы : Балқытпалары – негізгі конструкциондық материалдар саналады. Катализатор ҒеS2 күкірт, және күкірт қышқылы өндірісінде қолданылады. Ғе2О3 бояу алуда, керамика эмаль, цемент, термит араласпа. Магний материалдарын алуда ҒеSO4 және темір купоросы ҒеSO4 х7 H2O Гальвотехникада электролит есебінде және улы химикат орнына ауыл шаруашылығында ҒеСl3 маталарды бояуда протрава ретінде Шойын, болат және таза темір алуШойын Ғе + (2-6%) C, Si, P, Mn, S, т.б Полат (құрыш) Ғе +1 – 2% C Таза Ғе алу : Ғе +5СО [Fe (CO)5] [Fe (CO)5] 2500 C Fe +5 CO 99, 98 % - 99,999 % таза темір алынады 99,9999 % зоналы балқыту жолымен алынады. № 12 дәрісТақырып : Кобальт және никель химиясыCo 3d74S2 +2 +3 т.д. көрсетеді. Ni 3d84S2 Табиғатта тарқалуы. Жер қыртысындағы массалық үлесі 3х10-3 және 8х10-3 % Минералдары кобальтин Со АS s миннеит Со3 АS4 пентландит (Ғе,Ni) S никелин NiAS Бір – бірімен бірлікте ұшырайды Қасиеттері : кобальт – күміс күлгін металл Никель – күміс – ақ металл tбсо 14920 C tNi 14550C d8,84г /см3 : d8,91 г/см3 Химиялық қасиеттері Темірге қарағанда активтігі азырақ сұйылған қышқылдармен : Со + 2НСl COCl2 +H2 , Ni + H2SO4 NiSO4 + H2 Концентрленген азот қышқылында күкірт қышқылында пассивтеледі Со үшін қосылыстарда т.д. +2 +3 оксидтері СоО Со2О3 Со3О4 Со3О4 СоО х Со2О3 Гидроксидтері Со (ОН)2 Со (ОН)3 Ni үшін т.д. +2 +3 Оксиді NiO Ni (OH)2 және Ni (OH)3 алынған Со (ІІІ) және Ni (III) қосылыстары – тотықтырушылар Алынуы : Со3О4 + 4С 3Со + 4 СО NiO + C Ni + CO Таза металлдарды электролиз ету жолымен екеуі бірге ұшырайды. Ажрату әжептеуір проблема : электролиз экстракция ионообмен Қолданылуы : кобальт никель болаттарды легирлеу үшін. Балқытпалар алуда. Никель металдарды қаптауда (жүзін) қолданылады. Шиша және керамиканы бояу үшін СоО NiO қолданылады. СоSO4 x 7 H2O микротыңайтқыш. Со, Ni көптеген реакцияларда катализатор. №13 дәрісТақырып: Платина және оның туыстарының химиясы Сирек элементтер Ru – 5x10-7 %; Rh –1x10-7%, Pd –1x101-6 %; OS-S x10-7 %; pt –5x10-7% қосылыс күйінде. Барлығы күміс – ақ немесе күміс күлгін металл. Осмий ең ауыр металл d 22,5г/см3. Бұл металлдар сутегіні жұтады. Рd 1 көлемі 900 көлемге дейін сутегіні жұтады. Күміс және алтынға ұқсас платина туыстастары қымбат металлдарға кіреді. Себебі активтігі аз. 2рt + O2 5000C 2pto pt + Cl2 ptCl2 Рутений, радий и иридий патша сұйықтығында да ерімейді. Осмий концентрленген азот қышқылында ериді. OS +8HNO3 OsO4+8NO2 +4 H2O Pd +2H2SO4 PdSO4 + SO2 +2 H2O концентрленген Платина металлдарына комплекс пайда ету характерлі +2 және +4 тотығу дәрежесіндегі платина 4 және 6 коор санды комплекстер пайда етеді.[pt (NH3)4] Cl; K2 [Рt Cl6]Платина металлдары химиялық өнеркәсіпте катализаторлар есебінде қолданылады. Жоғары температураларды өлшеу үшін термопаралар жасауда қолданылады. Арнайы балқытпаларды легирлеу үшін де қолданылады. №14 дәрісТақырып: Лантаноидтар химиясы Лантан (лат. lanthanum), La — элементтердің периодтық жүйесінің ІІІ тобындағы химиялық элемент, атомдық номері 57, ат. м. 138,9055, сирек кездесетін элементтерге жатады. Лантанның табиғи екі изотопы бар: 139La (99,911%) және радиоактивті 138La (1011 жыл0,089%; Т1/2 1). Лантанды 1839 ж. швед химигі К.Мосандер (1797 — 1858) лантан “топырағы” — La2О3 түрінде ашқан. Жылтыр, ақ түсті металл, тығыздығы 6,162 г/см3, балқу t 920ӘС, қайнау t 3470ӘС. Тотығу дәрежесі +3. Лантан ылғал ауада тотығады, бөлме температурасында су және тұз, азот, күкірт қышқылдарымен, 200Ә С-тан жоғары температурада галогендермен әрекеттеседі. Лантан никелі бар геттер қорытпаларының негізі ретінде алюминийлі және т.б. қорытпаларға легирлеуші қоспа ретінде пайдаланылады. Сондай-ақ, ол болаттың коррозияға беріктігін және ыстыққа төзімділік қасиетін арттыруға қолданатын мишмиталл құрамдасы. Негізгі минералдары: монацит (Ce, La...)PO4, бастнезит (Ce, La...)FCO3. Лантанның қосылыстары LaCrO3 — жоғары температуралы электрөткізгіш керамикалық бұйымдар құрамына, La2О3 — оптикалық шынылардың құрамына кіреді, ал LaF3, La2О3 — лазерлік қасиеті бар заттар ретінде қолданылады. №15 дәрісТақырып: Актиноидтар химиясы Актиноидтар, актинийліктер — элементтердің периодтық жүйесінің VІІ қатарында, актинийден кейін орналасқан. Реттік нөмірлері 90-нан 103-ке дейінгі 14 элемент. Оған: торий (Тh), протактиний (Pa), уран (U), нептуний (Np), плутоний (Pu), америций (Am), кюрий (Cm), берклий (Bk), калифорний (Cf), эйнштейний (Es), фермий(Fm), менделевий (Md), нобелий (No) және лоуренций (Lr) жатады. Актинийліктердің электрондық құрылысы мен химиялық қасиеттері ұқсас келеді. Олардың барлықизотоптары 10-11%) аз да болса кездеседі. Уран және плутоний изотоптары: 233U, 235U, 239Рu атом бомбаларында қопарылғыш зат және ядролық реакторларда отын ретінде қолданылады. Ураннан кейін орналасқан актинийліктер трансуран элементтерге жатады.) және протактиний (710-4), уран (410-3радиоактивті. Торий, протактиний, уран ғана табиғи түрінде алынған, қалғандары қолдан жасалған. Жер қыртысында торий (1 Қолданылатын әдебиеттер: Негізгі: 1. К. Аханбаев Жалпы және анорганикалық химия А.Санат 1999 602бет. 2. Н.С. Ахметов Общая и неорганическая химия М.В.Ш 1988 639 б. 3. Я. А. Угай Неорганическая химия М. В. Ш. 1989 462 б. 4. Ф. Котттон Дж Уилкинсон Современная неорганическая химия М. Мир 1969 1,2,3 т. 5. Б. А. Бірімжанов т.б. Жалпы және анорганикалық химияның теориялық кіріспесі А. 1977 360б. 6. Р. Насиров Жалпы және анорганикалық химия А. Ғылым 2003. 7. И.Г. Хомченко Общая М. Новая волна 2004. 8. Н.Н. Павлов Общая и неорганическая химия М. Дрофа 2002. Қосымша әдебиеттер: 1. Р. Насиров Жалпы және анорганикалық химия А, ғылым 2003 402 б. 2. И. Г. Хомченко. Общая химия М, Новая волна 2004 463 б. 3. Н.Н Павлов Общая и неорганическая химия. М, Дрофа 2002 438 б. 4. С. Сегізбаев және т.б. Химия пәнінен семинарлық лабораториялық сабақтарға методикалық нұсқау. А. Қазақ университеті 2003 42 б. М.М. Бүркітбаев және т.б. Анорганикалық химия бойынша тест сұрақтары.Қазақ университеті 2002 92 б. 6. М.М.Бүркітбаев және т.б.”Бейорганикалық химия практикумы” оқу құралы А.,2005ж. жүктеу/скачать 258,5 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|