Հիմնական ենթախմբի 8-րդ խմբի տարրեր. Պարբերական համակարգի խմբի VIII B տարրերի քիմիա D.I.

Ուղարկել ձեր լավ աշխատանքը գիտելիքների բազայում պարզ է: Օգտագործեք ստորև բերված ձևը

Ուսանողները, ասպիրանտները, երիտասարդ գիտնականները, ովքեր օգտագործում են գիտելիքների բազան իրենց ուսումնառության և աշխատանքի մեջ, շատ շնորհակալ կլինեն ձեզ:

Տեղադրվել է http://www.allbest.ru//

Տեղադրվել է http://www.allbest.ru//

Ռուսաստանի Դաշնության Առողջապահության և սոցիալական զարգացման նախարարություն

Բարձրագույն մասնագիտական ​​կրթության պետական ​​ուսումնական հաստատություն

Մոսկվայի առաջին պետական ​​բժշկական համալսարան

Ի.Մ.Սեչենովի անունով

Ընդհանուր քիմիայի բաժին

Թեմա՝ «Պարբերական համակարգի խմբի VIII B տարրերի քիմիա Դ.Ի. Մենդելեև»

Ավարտված է ուսանողի կողմից

Կիրիլովա Անաստասիա Ալեքսանդրովնա

2 տարի մանկաբուժական ֆակուլտետ

Ուսուցիչ՝ Գառնովա Ն.Յու.

Մոսկվա 2015թ

VIIB խմբի քիմիական տարրերի ընդհանուր բնութագրերը

Երկրորդական ենթախմբի VIII խումբը ներառում է երկաթի (երկաթ, կոբալտ, նիկել), ռութենի (ռութենիում, ռոդիում, պալադիում) և օսմիումի (օսմիում, իրիդիում, պլատին) եռյակների տարրեր։ Քննարկվող ենթախմբի տարրերից շատերն ունեն երկու էլեկտրոն ատոմի արտաքին էլեկտրոնային շերտում. դրանք բոլորը մետաղներ են: Քիմիական կապերի առաջացմանը, բացի արտաքին էլեկտրոններից, մասնակցում են նաև նախորդ անավարտ շերտի էլեկտրոնները։ Այս տարրերը բնութագրվում են 2, 3, 4 օքսիդացման վիճակներով: Ավելի բարձր օքսիդացման վիճակներ տեղի են ունենում ավելի հազվադեպ:

Ութերորդ խմբի տարրերի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների համեմատությունը ցույց է տալիս, որ երկաթը, կոբալտը և նիկելը, որոնք գտնվում են առաջին մեծ ժամանակաշրջանում, շատ նման են միմյանց և միևնույն ժամանակ շատ տարբեր են մյուսի տարրերից։ երկու եռյակ. Հետեւաբար, դրանք սովորաբար դասակարգվում են երկաթի ընտանիքին: Ութերորդ խմբի մնացած վեց տարրերը միավորված են պլատինե մետաղների ընդհանուր անվան տակ։

Վերջին մակարդակի երկաթի եռյակի ատոմները պարունակում են 2 էլեկտրոն, սակայն 3d ենթամակարդակում էլեկտրոնների թիվը տարբեր է։ Fe - 3d 6.4s 2; Co-3d 7.4s 2; Ni -3d 8.4s 2. Երկաթի ընտանիքի տարրերի ատոմները, ի տարբերություն պլատինի մետաղների ատոմների, չունեն ազատ f-ենթամակարդակ, հետևաբար դրանց հատկությունները շատ տարբեր են այլ եռյակների (Ru, Rh, Pd և Os, Ir, Pt) տարրերի հատկություններից: Իրենց միացություններում Fe, Co, Ni ցուցադրում են +2 և +3 աստիճանի օքսիդացում: Երկաթը կարող է նաև դրսևորել +6 օքսիդացման աստիճան, կոբալտը +5, նիկելը +4: Երեք եռյակների բոլոր տարրերը ուժեղ բարդացնող նյութեր են:

VIIB խմբի քիմիական տարրերի հայտնաբերման պատմություն

Երկաթե ենթախումբ.

Երկաթը որպես գործիքի նյութ հայտնի է եղել հնագույն ժամանակներից։ Երկաթի արտադրության և օգտագործման պատմությունը սկսվում է նախապատմությունից, ամենայն հավանականությամբ, երկնաքարի երկաթի օգտագործմամբ: Պանրի վառարանում հալվելը օգտագործվել է մ.թ.ա 12-րդ դարում։ ե. Հնդկաստանում, Անատոլիայում և Կովկասում։ Երկաթի օգտագործումը ձուլման և գործիքների և գործիքների պատրաստման մեջ նշվում է նաև մ.թ.ա. 1200 թ. ե. Ենթասահարյան Աֆրիկայում.

Ռութենիումը հայտնաբերել է Կազանի համալսարանի պրոֆեսոր Կառլ Կլաուսը 1844 թվականին։ Կլաուսն այն մեկուսացրեց Ուրալի պլատինի հանքաքարից իր մաքուր տեսքով և մատնանշեց ռութենիում-ռոդիում-պալադիում և օսմիում-իրիդիում-պլատին եռյակների նմանությունները: Նա նոր տարրը անվանել է ռութենիում` ի պատիվ Ռուսի (Ruthenia-ն ռուսի լատիներեն անվանումն է):

Օսմիումը հայտնաբերվեց 1804 թվականին անգլիացի քիմիկոս Սմիթսոն Թենանտի կողմից ջրի մեջ պլատինի լուծարումից հետո մնացած նստվածքում:

Կոբալտի ենթախումբ.

Կոբալտի միացությունները մարդուն հայտնի են եղել հին ժամանակներից, կապույտ կոբալտե ապակի, էմալներ և ներկեր Հին Եգիպտոսի դամբարաններում։ 1735 թվականին շվեդ հանքաբան Գեորգ Բրանդը կարողացավ այս հանքանյութից առանձնացնել նախկինում անհայտ մետաղը, որը նա անվանեց կոբալտ։ Նա նաև պարզել է, որ այս տարրի միացությունները ապակու գույնի են կապույտ. այս հատկությունը օգտագործվել է հին Ասորեստանում և Բաբելոնում:

Ռոդիումը հայտնաբերվել է Անգլիայում 1803 թվականին Ուիլյամ Հայդ Վոլասթոնի կողմից։ Անունը գալիս է հին հունարենից. վարդի բնորոշ միացությունները ունեն մուգ կարմիր գույն:

Իրիդիումը հայտնաբերվել է 1803 թվականին անգլիացի քիմիկոս Ս. Թենանտի կողմից օսմիումի հետ միաժամանակ, որոնք առկա էին Հարավային Ամերիկայից ստացված բնական պլատինի մեջ որպես կեղտեր: Այն ստացել է իր անվանումը (հին հունարեն՝ ծիածան)՝ շնորհիվ իր աղերի բազմազան գույների։

Նիկելի ենթախումբ.

Նիկելը հայտնաբերվել է 1751 թվականին: Այնուամենայնիվ, դրանից շատ առաջ սաքսոնական հանքագործները քաջատեղյակ էին հանքաքարի մասին, որը նման էր պղնձի հանքաքարի և օգտագործվում էր ապակու պատրաստման մեջ՝ ապակին կանաչ գույն տալու համար:

Պալադիումը հայտնաբերել է անգլիացի քիմիկոս Ուիլյամ Վոլասթոնը 1803 թվականին։ Վոլասթոնն այն առանձնացրել է Հարավային Ամերիկայից բերված պլատինի հանքաքարից։

Պլատինը Եվրոպայում անհայտ էր մինչև 18-րդ դարը։ Պլատինն իր մաքուր տեսքով առաջին անգամ ստացել է անգլիացի քիմիկոս Վ. Վոլասթոնի կողմից 1803 թվականին։ Ռուսաստանում դեռ 1819 թվականին Ուրալում արդյունահանված ալյուվիալ ոսկու մեջ հայտնաբերվել է «նոր սիբիրյան մետաղ»։ Սկզբում այն ​​կոչվում էր սպիտակ ոսկի, հայտնաբերվել է Վերխ-Իսեցկի, իսկ հետո՝ Նևյանսկի և Բիլիմբաևսկի հանքերում։ 1824 թվականի երկրորդ կեսին հայտնաբերվեցին պլատինի հարուստ պաշարներ, իսկ հաջորդ տարի սկսվեց դրա արդյունահանումը Ռուսաստանում:

Բաշխումը բնության մեջ

Երկաթե ենթախումբ.

Երկաթը ալյումինից հետո աշխարհում ամենատարածված մետաղն է. այն կազմում է երկրակեղևի 4%-ը (ք.): Երկաթը հանդիպում է տարբեր միացությունների՝ օքսիդների, սուլֆիդների, սիլիկատների տեսքով։ Երկաթը իր ազատ վիճակում հանդիպում է միայն երկնաքարերում։

Երկաթի ամենակարևոր հանքաքարերը ներառում են մագնիսական երկաթի հանքաքար FeO·Fe2O3, կարմիր երկաթի հանքաքար Fe2O3, շագանակագույն երկաթի հանքաքար 2Fe2O3* 3H2O և սպար երկաթի հանքաքար FeCO3:

Պիրիտը կամ երկաթի պիրիտ FeS2-ը, որը հայտնաբերված է մեծ քանակությամբ, հազվադեպ է օգտագործվում մետալուրգիայում, քանի որ դրանից արտադրված չուգունը շատ ցածր որակի է՝ ծծմբի բարձր պարունակության պատճառով: Այնուամենայնիվ, երկաթի պիրիտը շատ կարևոր կիրառություն ունի՝ այն ծառայում է որպես հումք ծծմբաթթվի արտադրության համար։

Ռութենիումը մարդկանց մեջ ամենաառատ պլատինե մետաղն է, բայց գրեթե ամենահազվադեպը: Կենսաբանական դեր չի կատարում։ Կենտրոնացված է հիմնականում մկանային հյուսվածքի մեջ: Ավելի բարձր ռութենիումի օքսիդը չափազանց թունավոր է և, լինելով ուժեղ օքսիդացնող նյութ, կարող է առաջացնել դյուրավառ նյութերի այրում: Օսմիումը կարող է գոյություն ունենալ նաև մարդկանց մեջ աննկատելիորեն փոքր քանակությամբ:

Բնական վիճակում օսմիումը առաջանում է իրիդիումով պինդ լուծույթների տեսքով, որոնք պարունակում են 10-50% օսմիում։ Օսմիումը հայտնաբերված է բազմամետաղային հանքաքարերում, որոնք պարունակում են նաև պլատին և պալադիում (սուլֆիդային պղինձ-նիկել և պղինձ-մոլիբդենային հանքաքարեր), պլատինի միներալներում և ոսկու հանքաքարերի վերամշակման թափոններում: Օսմիումի հիմնական միներալները պինդ լուծույթների դասին պատկանող օսմիումի և իրիդիումի բնական համաձուլվածքներն են (նևյանսկիտ և սիստերսկիտ)։ Նևյանսկիտը ձևավորում է վեցանկյուն կառուցվածքի խիտ (c = 17000-22000 կգ/մ3) սպիտակ կամ բաց մոխրագույն շերտավոր բյուրեղներ՝ Մոհսի սանդղակով 6-7 բալ կարծրությամբ։ Նևյանսկիտում օսմիումի պարունակությունը կարող է հասնել 21–49,3%–ի։

Կոբալտի ենթախումբ.

Կոբալտի զանգվածային բաժինը երկրակեղևում կազմում է 4·10?3%: Ընդհանուր առմամբ հայտնի է կոբալտ պարունակող մոտ 30 միներալ։ Ծովի ջրում պարունակությունը մոտավորապես (1,7) 10?10% է։ Ռոդիումը հանդիպում է պլատինի հանքաքարերում, Հարավային Ամերիկայի որոշ ոսկու ավազներում և այլ երկրներում։ Երկրակեղևում ռոդիումի և իրիդիումի պարունակությունը կազմում է 10–11%։

Կոբալտը օրգանիզմի համար կենսական նշանակություն ունեցող միկրոէլեմենտներից է։ Այն մտնում է վիտամին B12-ի (կոբալամին): Կոբալտը մասնակցում է արյունաստեղծմանը, նյարդային համակարգի և լյարդի ֆունկցիաներին և ֆերմենտային ռեակցիաներին։ Կոբալտի մարդու կարիքը օրական 0,007-0,015 մգ է։ Մարդու մարմինը պարունակում է 0,2 մգ կոբալտ մարդու քաշի յուրաքանչյուր կիլոգրամի դիմաց։ Կոբալտի բացակայության դեպքում զարգանում է ակոբալտոզ։

Կոբալտի ավելցուկը նույնպես վնասակար է մարդկանց համար։

Ռոդիումը և իրիդիումը, թերևս, մարդու մարմնի ամենահազվագյուտ տարրերն են (դեռևս լիովին ապացուցված չէ, որ դրանք ընդհանրապես գոյություն ունեն):

Ռոդիումը շատ հազվադեպ և հետքի տարր է: Բնության մեջ հանդիպում է միայն 103Rh իզոտոպը: Երկրակեղևում ռոդիումի միջին պարունակությունը կազմում է 1·10?7% զանգվածով, քարե երկնաքարերում` 4,8·10?5%: Ռոդիումի պարունակությունը բարձրանում է ուլտրամաֆիկ հրային ապարներում։ Այն չունի իր սեփական հանքանյութերը։ Հայտնաբերվել է Հարավային Ամերիկայի որոշ ոսկե ավազներում: Պարունակվում է նիկելի և պլատինի հանքաքարերում՝ պարզ միացության տեսքով։ Ռոդիումի մինչև 43%-ը գալիս է մեքսիկական ոսկու հանքավայրերից: Հանդիպում է նաև իրիդիումի օսմիդային խմբի միներալների իզոմորֆ խառնուրդում (մինչև 3,3%) և պղինձ-նիկելի հանքաքարերում։ Օսմիկ իրիդիումի հազվագյուտ տեսակ՝ ռոդիում նևյանսկիտը ռոդիումով ամենահարուստ հանքանյութն է (մինչև 11,3%)։

Իրիդիումը համեմատաբար տարածված է երկնաքարերում։ Հնարավոր է, որ մետաղի փաստացի պարունակությունը մոլորակի վրա շատ ավելի մեծ է. նրա բարձր խտությունը և երկաթի նկատմամբ բարձր հարաբերակցությունը (սիդերոֆիլություն) կարող են հանգեցնել իրիդիումի տեղահանմանը Երկրի խորքերում՝ մոլորակի միջուկ, դրա ձևավորման ընթացքում։ նախամոլորակային սկավառակից։ Արեգակի ֆոտոսֆերայում հայտնաբերվել է իրիդիումի փոքր քանակություն։

Նիկելի ենթախումբ.

Նիկելը բավականին տարածված է բնության մեջ՝ նրա պարունակությունը երկրակեղևում մոտ. 0,01% (զանգված): Երկրի ընդերքում հանդիպում է միայն կապված երկաթի երկնաքարերը պարունակում են բնիկ նիկել (մինչև 8%)։ Ուլտրամաֆիկ ապարներում դրա պարունակությունը մոտավորապես 200 անգամ ավելի է, քան թթվային ապարներում (1,2 կգ/տ և 8 գ/տ): Ուլտրամաֆիկ ապարներում նիկելի գերակշռող քանակությունը կապված է 0,13-0,41% Ni պարունակող օլիվինների հետ։ Այն իզոմորֆիկ կերպով փոխարինում է երկաթին և մագնեզիումին։ Նիկելի փոքր մասը առկա է սուլֆիդների տեսքով: Նիկելը ցուցաբերում է սիդերոֆիլ և քալկոֆիլ հատկություններ։ Մագմայում ծծմբի ավելացված պարունակությամբ պղնձի, կոբալտի, երկաթի և պլատինոիդների հետ միասին հայտնվում են նիկելի սուլֆիդներ: Հիդրոջերմային գործընթացում կոբալտի, մկնդեղի և ծծմբի և երբեմն բիսմուտի, ուրանի և արծաթի հետ միասին նիկելը առաջացնում է նիկելի արսենիդների և սուլֆիդների տեսքով ավելացված կոնցենտրացիաներ: Նիկելը սովորաբար հանդիպում է սուլֆիդային և մկնդեղի պղինձ-նիկելի հանքաքարերում:

նիկել (կարմիր նիկելի պիրիտ, կուպֆեռնիկել) NiAs

քլոանտիտ (սպիտակ նիկելի պիրիտ) (Ni, Co, Fe) As2

գարնիերիտ (Mg, Ni)6(Si4O11)(OH)6*H2O և այլ սիլիկատներ

մագնիսական պիրիտ (Fe, Ni, Cu)S

մկնդեղի-նիկելի փայլ (gersdorffite) NiAsS,

պենտլանդիտ (Fe, Ni) 9S8

Բույսերում միջինում կա նիկելի 5·10?5 քաշային տոկոս, ծովային կենդանիների մոտ՝ 1,6·10?4, ցամաքային կենդանիների մոտ՝ 1·10?6, մարդու օրգանիզմում՝ 1...2·10: 6. Օրգանիզմների նիկելի մասին արդեն շատ բան է հայտնի։ Պարզվել է, օրինակ, որ նրա պարունակությունը մարդու արյան մեջ տարիքի հետ փոխվում է, կենդանիների մոտ օրգանիզմում ավելանում է նիկելի քանակությունը և, վերջապես, կան բույսեր և միկրոօրգանիզմներ՝ հազարավոր նիկելի «խտարարներ»։ և նույնիսկ հարյուր հազարավոր անգամ ավելի շատ նիկել, քան շրջակա միջավայրը:

Պալադիումը և պլատինը, աննկատելիորեն փոքր քանակությամբ և առանց որևէ դերակատարման, ըստ որոշ տվյալների, գոյություն ունեն կենդանի օրգանիզմներում։

Բնական պլատինը առաջանում է որպես վեց իզոտոպների խառնուրդ՝ 190Pt (0,014%), 192Pt (0,782%), 194Pt (32,967%), 195Pt (33,832%), 196Pt (25,242%), 1916Pt%7։ Դրանցից մեկը թույլ ռադիոակտիվ է։ Կանխատեսվում է պլատինի ևս երկու բնական իզոտոպների շատ թույլ ռադիոակտիվության առկայությունը՝ 192Pt?188Os-ի ալֆա քայքայումը և 198Pt?198Hg-ի կրկնակի բետա քայքայումը, սակայն այդ քայքայումը դեռ փորձնականորեն չի արձանագրվել; Պարզվել է միայն, որ կիսամյակը գերազանցում է համապատասխանաբար 4,7×1016 տարին և 3,2×1014 տարին:

Երկաթի ենթախմբի ընդհանուր հատկությունները.

Ատոմների և իոնների շառավիղների փոփոխություններ.

Ատոմային շառավիղ Fe=0,126 նմ, իոնների շառավիղ Fe2+ =0,80E, Fe3+ =0,67E

Ru=0,134nm Ru=0,68E

Os=0.135nm Os=0.63E

Ատոմային շառավիղ Co=0,125նմ Իոնների շառավիղ Co2+ =0,78E և Co3+ =0,64E

Rh=0,1342nm Rh=0,68E

Ir=0,136nm Ir=0,625E

Ատոմային շառավիղ Ni=0,124նմ Իոնային շառավիղ Ni=0,69E

Pd=0,137nm Pd=0,86E

Pt=0,138nm Pt=0,625E

Իոնացման ներուժի փոփոխություն:

Ժամանակահատվածներում, որպես կանոն, իոնացման ներուժը մեծանում է ձախից աջ։

Իոնացման ներուժը սերիալում անցում Fe0-ից Fe5+ = 7,893; 16.183; 30,65; 57,79 ԷՎ համապատասխանաբար

Իոնացման պոտենցիալ Ru0:Ru1+:Ru2+:Ru3+ համապատասխան. = 7.366; 16.763 և 28.46 eV

Իոնացման պոտենցիալ Os0-ից Os2+ = 8,5 eV, 17 eV

Հերթականության ներուժ կոբալտի ատոմի իոնացում 7,865, 17,06, 33,50, 53,2 և 82,2 էՎ

Իոնացման պոտենցիալ Rh0:Rh+ : Rh2+ : Rh3+ համապատասխան. 7.46, 18.077 և 31.04 eV

Իոնացման ներուժը վերջապես: Ir0-ից Ir5+ անցումը համապատասխանաբար հավասար են: 9.1, 17.0, (27), (39), (57) eV

Նիկելի իոնացման պոտենցիալ 7.635; 18.15; 35.17; 56.0 և 79 eV

Պալադիումի իոնացման պոտենցիալ Pd0 ? Pd+? Pd2+? Pd3+ համապատասխան. հավասար է 8,336, 19,428 և 32,92 էՎ

Պլատինի Pt0-ի իոնացման պոտենցիալը. Pt+ Pt2+? Pt3+resp. հավասար է 9,0, 18,56 և 23,6 էՎ

Պարբերական աղյուսակի VIII խմբի քիմիական տարր, ատոմային թիվ 26, ատոմային զանգված 55,847 Երկու արտաքին էլեկտրոնային շերտերի կազմաձևում 3s2p6d64s2: Երկաթը փոփոխական վալենտություն է ցուցաբերում (ամենակայունը 2 և 3–վալենտ երկաթի միացություններն են)։ Թթվածնի հետ երկաթը առաջացնում է օքսիդ (II) FeO, օքսիդ (III) Fe2O3 և օքսիդ (II, III) Fe3O4:

Բարձր ջերմաստիճաններում (700-900) արձագանքում է ջրային գոլորշու հետ.

3Fe+4H2O? Fe3O4+4H2

Փոխազդում է նոսր HCl և H2SO4 թթուների հետ՝ առաջացնելով երկաթի աղ երկու և ջրածին.

Fe+2HCl= FeCl2+H2

Fe+H2SO4(նոսրացված)=FeSO4+H2

Կենտրոնացված օքսիդացնող թթուներում երկաթը լուծվում է միայն տաքանալիս և անմիջապես վերածվում է Fe3+ կատիոնի.

2Fe+6H2SO4(conc)=Fe2(SO4)3+3SO2+6H2O

Fe+6HNO3(conc)=Fe(NO3)3+3NO2+3H2O

(ցուրտ, խտացված ազոտական ​​և ծծմբական թթուներով պասիվացնում են երկաթը)

Բաժնում Ազոտական ​​թթուում երկաթը օքսիդանում է ինչպես սառը, այնպես էլ տաքացնելիս՝ խորապես նվազեցնելով այն։

10Fe + 36HNO3dil. = 10Fe(NO3)3 + 3N2 + 18H20

Ջրի առկայության դեպքում օդում հեշտությամբ օքսիդանում է (ժանգոտվում):

4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3

Երկաթը տաքանալիս փոխազդում է հալոգենների հետ։ Երկաթի և յոդի 1-ի փոխազդեցությունից առաջանում է յոդիդ Fe3I8:

2Fe+3Cl2=2FeCl3 տաքացնելիս

Երբ տաքացվում է, երկաթը փոխազդում է ազոտի հետ՝ առաջացնելով երկաթի նիտրիդ Fe3N, ֆոսֆորի հետ՝ առաջացնելով ֆոսֆիդներ FeP, Fe2P և Fe3P, ածխածնի հետ՝ կարբիդ Fe3C, սիլիցիումի հետ՝ առաջացնելով մի քանի սիլիցիդներ, օրինակ՝ FeSi։

Որակական ռեակցիա երկաթի (II) իոնին - ռեակցիա արյան կարմիր աղով:

Երկաթի (II) իոնների առկայության դեպքում առաջանում է մուգ կապույտ նստվածք։ Սա Turnbull-ի կապույտ համալիր երկաթի աղ KFe):

2 K3+3 Fe SO4= KFe)? + 3K2SO4

Երկաթի (II) իոնի նկատմամբ որակական ռեակցիան ալկալիի հետ ռեակցիան է։

Առաջանում է գորշ-կանաչ նստվածք։

Fe SO4+2 NaOH = Fe(OH)2? + Na2SO4

Որակական ռեակցիա երկաթի (III) իոնին - ռեակցիա ալկալիով:

Դարչնագույն նստվածքը ցույց է տալիս նախնական լուծույթում երկաթի (III) իոնների առկայությունը:

FeCl3 + 3 NaOH = Fe(OH)3?+ 3 NaCl

Որակական ռեակցիա երկաթի (III) իոնին՝ ռեակցիա դեղին արյան աղով։

Արյան դեղին աղը կալիումի հեքսացիանոֆերատ K4 է:

3К4 +4 FeCl3= KFe)? + 12 KCl

Որակական ռեակցիա երկաթի (III) իոնին՝ ռեակցիա կալիումի թիոցիանատով։

Առաջանում է կարմիր նյութ։ Սա երկաթ (III) թիոցիանատ է:

FeCl3 + 3 KCNS= Fe(CNS)3 + 3KCl

Իոնների փոխազդեցության ժամանակ 4. Fe3+ կատիոններով ձևավորվում է մուգ կապույտ նստվածք՝ պրուսական կապույտ.

3Fe(CN)6]4? + 4Fe3+ = Fe43?

ԵՐԿԱԹԻ (III) ՄԻԱՑՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԻ ՕՔՍԻԴԱՏՈՂ ՀԱՏԿՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԸ

1. 2FeCl3 + H2S = 2FeCl2 + S + 2HCl

2. CuS + Fe2(SO4)3 = CuSO4 + 2FeSO4 + S

3. 2FeCl3 + 2KI = 2FeCl2 + I2 + 2KCl

4. 2FeCl3 + Na2SO3 + H2O = Na2SO4 + 2HCl + 2FeCl2

5. 2CuI + 2Fe2(SO4)3 = I2 + 2CuSO4 + 4FeSO4

6. SnCl2 + 2FeCl3 = SnCl4 + 2FeCl2

7. 2FeCl3 + Fe = 3FeCl2 8. Cu2S + 2Fe2(SO4)3 = 4FeSO4 + 2CuSO4 + S

Երկաթի միացություններ.

Պենտակարբոնիլ երկաթը անօրգանական միացություն է, երկաթի կարբոնիլային համալիր՝ Fe(CO)5 բաղադրությամբ։ Բաց դեղին հեղուկ, չի խառնվում ջրի հետ։ Բարձր ճնշման դեպքում մետաղական երկաթը փոխազդում է ածխածնի մոնօքսիդ CO-ի հետ, և նորմալ պայմաններում ձևավորվում է հեղուկ, բարձր ցնդող երկաթ պենտակարբոնիլ Fe(CO)5: Հայտնի են նաև Fe2(CO)9 և Fe3(CO)12 միացությունների երկաթի կարբոնիլները։ Երկաթի կարբոնիլները ծառայում են որպես սկզբնական նյութեր երկաթի օրգանական միացությունների, այդ թվում՝ ֆերոցենի բաղադրության սինթեզում։

Անդորրագիր:

Ածխածնի երկօքսիդի ազդեցությունը ճնշման տակ երկաթի փոշու վրա.

Ճնշման տակ ածխածնի երկօքսիդի ազդեցությունը երկաթի (II) յոդիդի և պղնձի վրա.

Ոչ կարբոնիլ երկաթը տաքացնելիս քայքայվում է.

Տաքանալիս քայքայվում է.

Արձագանքում է տաք ջրով.

Փոխազդում է թթուների հետ (դիէթիլ եթերի մեջ).

Օքսիդացված թթվածնով.

Արձագանքում է հիդրիոդաթթվի հետ.

Երբ քացախաթթվի լուծույթը ճառագայթվում է ուլտրամանուշակագույն լույսով, առաջանում են ավելի բարձր կարբոնիլներ.

Նատրիումի ալկօքսիդի կատալիզատորի ազդեցության տակ էթանոլի լուծույթի վրա առաջանում են ավելի բարձր կարբոնիլներ.

Արձագանքում է մեթանոլի հիմքերի հետ.

Հեղուկ ամոնիակում նատրիումի հետ փոխազդում է.

Ճնշման տակ արձագանքում է ազոտի մոնօքսիդի հետ.

Երկաթի (II) օքսիդ FeO-ն ունի հիմնական հատկությունները, որը համապատասխանում է Fe(OH)2-ին: Երկաթի (III) օքսիդ Fe2O3-ը թույլ ամֆոտերային է, այն ունի ավելի թույլ հիմք, քան Fe(OH)2, Fe(OH)3, որը փոխազդում է թթուների հետ.

2Fe(OH)3+ 3H2SO4= Fe2(SO4)3 + 6H2O

Երկաթի (III) հիդրօքսիդ Fe(OH)3 ցուցադրում է թույլ ամֆոտերային հատկություններ; այն ունակ է արձագանքել միայն ալկալիների խտացված լուծույթներին.

Fe(OH)3 + KOH = K

Ստացված երկաթի (III) հիդրոքսոմպլեքսները կայուն են խիստ ալկալային լուծույթներում։ Երբ լուծույթները ջրով նոսրացվում են, դրանք քայքայվում են, և նստում է երկաթի (III) հիդրօքսիդ Fe(OH)3:

Երկաթի (II) աղերից Մոհրի աղը կայուն է ջրային լուծույթներում՝ կրկնակի ամոնիում և երկաթի (II) սուլֆատ (NH4)2Fe(SO4)2 6H2O։

Երկաթը (III) ունակ է կրկնակի սուլֆատներ առաջացնել միայնակ լիցքավորված կատիոններով, ինչպիսիք են շիբը, օրինակ՝ Kfe(SO4)2 - երկաթ-կալիումական շիբ, (NH4)Fe(SO4)2 - երկաթ-ամոնիումային շիբ և այլն:

Ստացվում է երկաթի և ամոնիումի սուլֆատի հագեցած լուծույթների թթվացված խառնուրդի սառեցմամբ.

Բժշկության մեջ դրանք օգտագործվում են որպես տտիպ, այրող, հեմոստատիկ միջոց; որպես հակաքրտինքային միջոց:

Գունավոր միացություններ.

Երկաթի (II) օքսիդ FeO. Դիամագնիսական սև անկայուն բյուրեղային փոշի: Փոխակերպվում է օդում տաքացնելիս: Մի փոքր լուծելի է ջրի և ալկալիների մեջ: Լուծվում է թթուների մեջ։ Տաքացնելիս քայքայվում է ջուրը։ Ստացվում է մետաղական երկաթի օքսիդացումով, երկաթի (III) օքսիդի CO կամ ջրածնով վերականգնմամբ և Fe2O3-ի և երկաթի փոշու խառնուրդի կալցինացմամբ։

Երկաթի (II) հիդրօքսիդ Fe(OH)2 Առաջանում է շերտավոր դեղնասպիտակ նստվածքի տեսքով, երբ երկաթի (II) աղերի լուծույթները առանց օդի հասանելիության մշակում են: Մի փոքր լուծելի է ալկալիներում: Լուծվում է թթուների մեջ։ Ցույց է տալիս հիմնական հատկությունները: Օքսիդացնող նյութերի առկայության դեպքում այն ​​ակնթարթորեն վերածվում է Fe(OH)3-ի։

Երկաթի (II) սուլֆատ FeSO4. Թունավոր, բարձր հիգրոսկոպիկ պարամագնիսական օրթորոմբիկ բյուրեղներ, սպիտակ: Օդի մեջ տաքացնելիս վերածվում է Fe2O3-ի։ Ստացվում է պիրիտի կալցինացմամբ, PbSO4-ը երկաթով տաքացնելով և FeSO4.7H2O բյուրեղահիդրատի ջրազրկմամբ։

Բժշկության մեջ այն օգտագործվում է որպես դեղամիջոց երկաթի դեֆիցիտի անեմիայի բուժման և կանխարգելման համար։

Երկաթի (II) օրթոֆոսֆատ Fe3(PO4)2.8H2O. Բնության մեջ հանդիպում է վիվիանիտի միներալի տեսքով։ Կապտասպիտակ մոնոկլինիկ բյուրեղներ: Լուծվում է հանքային թթուներում։

Երկաթի (II) կարբոնատ FeCO3. Այն հանդիպում է բնության մեջ որպես հանքային սիդերիտ կամ երկաթի սպար: Մի փոքր լուծելի է ջրի մեջ, լուծելի է հանքային թթուների և նատրիումի բիկարբոնատի լուծույթներում: Օքսիդանում է խոնավ օդում։ Տաքացնելիս քայքայվում է FeO-ի և CO2-ի: Ջրածնով կրճատվում է, երբ ջեռուցվում է: Ստացվում է երկաթի (II) աղերի լուծույթները նատրիումի կարբոնատի կամ նատրիումի բիկարբոնատի լուծույթներով մշակելով։

Երկաթի հեքսացիանոֆերատ (II) K4.3H2O. Դիամագնիսական դեղին մոնոկլինիկ բյուրեղներ, ոչ թունավոր, աղի և դառը համով: Լուծվում է ջրի, էթիլամինի, ացետոնի մեջ։ Ստացվում է KCN-ի գործողությամբ Fe(CN)2-ի վրա: Օգտագործվում է լուսանկարչական թղթի արտադրության համար, որպես քիմիական ռեագենտ երկաթի, ցինկի, պղնձի, ուրանի, մեթիլեն կապույտի որոշման և հանքային ներկերի արտադրության համար։

ԵՐԿԱԹ (III) ՄԻԱՑՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ

Երկաթի (III) օքսիդը՝ Fe2O3, կարմիր-շագանակագույն գույնի մի փոքր լուծվող նյութ է և ցուցաբերում է ամֆոտերային հատկություններ։ Փոխազդում է թթուների հետ և միաձուլվում ալկալիների և կարբոնատների հետ՝ առաջացնելով ֆերիտներ։ Ֆերիտներն ունեն ուժեղ մագնիսական հատկություններ և օգտագործվում են էլեկտրամագնիսներում:

Fe2O3 + 6HCl = FeCl 3 + 3H2O;

Fe2O3 + 2NaOH = 2NaFeO2 + H 2 O;

Fe2O3 + Na 2CO3 = 2NaFeO2 + CO2:

Fe2 O 3 + CaCO3 = Ca(FeO2)2 + CO2

Երկաթի (III) օքսիդը ստացվում է երկաթի հիդրօքսիդի կամ աղերի կալցինացիայի արդյունքում։

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

4Fe(NO3)3 = 2Fe2O3 + 8NO2 + O2

4FeCO3 + O2 = 2Fe2O3 + 4CO2

Երկաթի (III) հիդրօքսիդ - Fe(OH)3 - մի փոքր լուծվող շագանակագույն նյութ, ստացվում է երկաթի (III) աղերի վրա ալկալիների կամ կարբոնատների ազդեցությամբ, քանի որ Fe2O3-ը չի փոխազդում ջրի հետ: Ընդհանուր առմամբ, այս հիդրօքսիդը պոլիմերային միացություն է՝ փոփոխական Fe2O3 .nH2O բաղադրությամբ։

FeCl3 + 3KOH = Fe(OH)3 + 3KCl

Fe(OH)3-ը անկայուն միացություն է և աստիճանաբար կորցնում է ջուրը՝ վերածվելով Fe2O3-ի։ Ունի թույլ ամֆոտերային հատկություն (փոխազդում է թթուների հետ, արձագանքում է ալկալիների հետ լուծույթներում կամ միաձուլման ժամանակ)։

Fe(OH)3 = FeO(OH) + H2O;

2FeO(OH) = Fe2O3 + H2O

Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O;

Fe(OH)3 + NaOH = NaFeO2 + 2H2O;

Fe(OH)3 + NaOH = Na - նատրիումի տետրահիդրոքսիֆերիտ

Երկաթի (III) աղեր

FeCl3 .6H2O - ռադիոտախտակների փորագրում, ջրի մաքրում Fe2(SO4)3 *9H2O - կոագուլանտ ջրի մաքրման համար

Fe(NO3)3 - գործվածքներ ներկելու համար

Երկաթի (III) ֆոսֆատները և սուլֆիդները ջրում չեն լուծվում: Երկաթի (III) աղերը հիդրոլիզվում են, և դրանց լուծույթներն ունենում են թթվային ռեակցիա.

FeCl3 + Na2HPO4 + CH3COONa = FePO4 + 2NaCl + CH3COOH

2FeCl3 + 3(NH4)2S = Fe2S3 + 6NH4Cl (տարրական ծծումբն ազատվում է տաքացման կամ թթվայնացման ժամանակ)

FeCl3 + H2O = Fe(OH)Cl2 + Hcl;

Fe(OH)Cl2 + H2O = Fe(OH)2Cl + Hcl

Fe (OH) 2Cl + H2O = Fe (OH) 3 + Hcl;

2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Fe(OH)3 + 6NaCl + 3CO2

ԵՐԿԱԹ(VI) ՄԻԱՑՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ

Երկաթի թթուների աղերը՝ ֆերատները, ստացվում են երկաթի(III) միացությունների օքսիդացումից։

2Fe(OH)3 + 10KOH + Br2 = 2K2FeO4 + 6KBr + 8H2O

Fe2O3 + 3KNO3 + 2K2CO3 = 2K2FeO4 + 3KNO2 + 2CO2

Fe2O3 + 3KNO3 + 4KOH = 2K2FeO4 + 3KNO2 + 2H2O

Fe2O3 + KClO3 + 4KOH = 2K2FeO4 + KCl + 2H2O

Ֆերատները ուժեղ օքսիդացնող նյութեր են՝ CrCl3 + K2FeO4 = K2CrO4 + FeCl3

2NH4OH + 2K2FeO4 = N2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH

Հեմի կառուցվածքում ներառված է նաև երկաթը։ Հեմը բազմաթիվ սպիտակուցների պրոթեզային խումբ է՝ հեմոգլոբին, միոգլոբին, միտոքոնդրիալ CPE-ի ցիտոքրոմներ, ցիտոքրոմ P450, որոնք մասնակցում են միկրոզոմային օքսիդացմանը: Կատալազ, պերօքսիդազ և ցիտոքրոմ օքսիդազ ֆերմենտները պարունակում են հեմ՝ որպես կոֆերմենտ։

Հեմը բաղկացած է երկաթի իոնից և պորֆիրինից։ Պորֆիրինների կառուցվածքը հիմնված է պորֆինի վրա։ Պորֆինը բաղկացած է չորս պիրոլի օղակներից, որոնք միացված են մեթենային կամուրջներով։ Կախված պիրոլի օղակների փոխարինիչների կառուցվածքից՝ առանձնանում են պորֆիրինների մի քանի տեսակներ՝ պրոտոպորֆիրիններ, էիոպորֆիրիններ, մեզո-պորֆիրիններ և կոպրոպորֆիրիններ։ Պրոտոպորֆիրինները բոլոր այլ տեսակի պորֆիրինների պրեկուրսորներն են:

Տարբեր սպիտակուցների հեմերը կարող են պարունակել տարբեր տեսակի պորֆիրիններ։ Հեմում գտնվող երկաթը գտնվում է վերականգնված վիճակում (Fe+2) և միացված է երկու կովալենտային և երկու կոորդինացիոն կապերով պիրոլի օղակների ազոտի ատոմներին։ Երբ երկաթը օքսիդանում է, հեմը վերածվում է հեմատինի (Fe3+): Հեմի ամենամեծ քանակությունը պարունակվում է հեմոգլոբինով լցված կարմիր արյան բջիջներում, միոգլոբին պարունակող մկանային բջիջներում և լյարդի բջիջներում՝ ցիտոքրոմ P450-ի բարձր պարունակության պատճառով:

Պորֆինի (A), պրոտոպորֆիրին IX (B) և հեմոգլոբին հեմի (C) կառուցվածքը։ Պորֆինը ցիկլային կառույց է, որը բաղկացած է չորս պիրոլի օղակներից, որոնք միացված են մեթանային կամուրջներով։

Միոգլոբինը կմախքի մկանների և սրտի մկանների թթվածին կապող սպիտակուց է: Միոգլոբինը պարունակում է ոչ սպիտակուցային մաս (հեմ) և սպիտակուցային մաս (ապոմիոգլոբին):

Ապոմիոգլոբինը միոգլոբինի սպիտակուցային մասն է. Առաջնային կառուցվածքը ներկայացված է 153 ամինաթթուների հաջորդականությամբ, որոնք երկրորդական կառուցվածքում դասավորված են 8 α-պարույրներով։ ?-Պտուտակները նշանակվում են լատինատառ A-ից H տառերով՝ սկսած պոլիպեպտիդային շղթայի N-վերջնամասից և պարունակում են 7-ից 23 ամինաթթուներ։ Առանձին ամինաթթուներ ապոմիոգլոբինի առաջնային կառուցվածքում նշանակելու համար օգտագործեք կա՛մ դրանց սերիական համարի գրությունը N-վերջից (օրինակ՝ His64, Phen138), կա՛մ α-խխունջի տառը և տվյալ ամինոյի սերիական համարը։ թթու այս պարույրում, սկսած N-վերջից (օրինակ՝ His F8):

Երրորդական կառուցվածքը ունի կոմպակտ գնդիկի ձև (ներսում գործնականում ազատ տարածություն չկա), որը ձևավորվում է օղակներով և պտույտներով սպիտակուցի ոչ պտուտակաձև հատվածների շրջանում։ Մոլեկուլի ինտերիերը գրեթե ամբողջությամբ բաղկացած է հիդրոֆոբ ռադիկալներից, բացառությամբ նրա երկու մնացորդների, որոնք գտնվում են ակտիվ կենտրոնում։

Ցիտոքրոմ P450-ից կախված մոնօքսիգենազները կատալիզացնում են տարբեր նյութերի քայքայումը հիդրօքսիլացման միջոցով՝ էլեկտրոն դոնոր NADH-ի և մոլեկուլային թթվածնի մասնակցությամբ: Այս ռեակցիայի ժամանակ թթվածնի մեկ ատոմ ավելացվում է սուբստրատին, իսկ երկրորդը վերածվում է ջրի:

Ցիտոքրոմ P450 ընտանիքի ֆերմենտները, ի տարբերություն այլ հեմոպրոտեինների, որոնք, որպես կանոն, ունեն մեկ տեսակի ակտիվություն և խստորեն սահմանված գործառույթ, բավականին բազմազան են գործառույթներով, ֆերմենտային գործունեության տեսակներով և հաճախ ունեն ցածր սուբստրատի առանձնահատկություն: P450-ները կարող են դրսևորել ինչպես մոնօքսիգենազի, այնպես էլ օքսիգենազային ակտիվություն և, հետևաբար, երբեմն դասակարգվում են որպես խառը ֆունկցիոնալ օքսիդազներ:

*ֆունկցիոնալ (կազմված է հեմոգլոբինից, միոգլոբինից, ֆերմենտներից և կոֆերմենտներից);

*տրանսպորտ (տրանսֆերին, լակտոֆերին, մոբիլֆերին);

*դեպոզիտացված (ֆերիտին, հեմոսիդերին);

* Երկաթ ձևավորելով անվճար լողավազան:

Էլեկտրոնային բանաձև 4s24p64d75s1

Օքսիդացման վիճակը՝ +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8; վալենտություն՝ 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8

Ֆիզիկական հատկություններ՝ արծաթ-սպիտակ փխրուն մետաղ, հալման կետ = 2250°C, եռման կետ = 4200°C, խտությունը 12,4 գ/սմ3

Տարածվածությունը բնության մեջ. պարունակությունը երկրակեղևում 5.0.10-6% (wt.)

Հիմնական հանքանյութը՝ լաուրիտ RuS2

Պատրաստում. հանքաքարերի բարդ մշակման արդյունքում ստացվում է RuO4, որը վերականգնվում է ջրածնով.

Քիմիական հատկություններ՝ ցածր ակտիվ մետաղ։ Լարման շարքում այն ​​գալիս է ջրածնից հետո։ Չի փոխազդում թթուների հետ։ Տաքացնելիս արձագանքում է հալոգենների հետ։ Փոխազդում է օքսիդատիվ-ալկալային խառնուրդների հետ։

Երկվալենտ ռութենիումի միացություններ.

Ռութենիումի (II) հիդրօքսիդ Ru(OH)2. Ռութենիումի (II) քլորիդի լուծույթը ալկալիով մշակելիս առաջանում է շագանակագույն նստվածք։ Թեթևակի կայուն է և հեշտությամբ օքսիդանում է՝ վերածվելով Ru(OH)3-ի։

Ռութենիում (II) քլորիդ RuCl2. Դարչնագույն փոշի՝ փոքր-ինչ լուծելի սառը ջրում, թթուներում, ալկալիներում և բարձր լուծվող սպիրտի մեջ։ Այն ստացվում է քլորի ազդեցությամբ փոշիացված ռութենիումի մետաղի վրա, որը տաքացվում է մինչև 250°C։

Եռավալենտ ռութենիումի միացություններ.

Ռութենիումի (III) հիդրօքսիդ Ru(OH)3. Այն առաջանում է սև նստվածքի տեսքով՝ ռութենիումի աղերի լուծույթները ալկալիներով մշակելիս կամ ռութենիումի (II) հիդրօքսիդի օքսիդացման ժամանակ։

Ռութենիում (III) քլորիդ RuCl3. Փայլուն շագանակագույն-սև բյուրեղային փոշի: Մի փոքր լուծելի է ջրի և թթուների մեջ:

RuCl3+ 2KCl (կոնց.) + H2O = K2

Խիտ աղաթթվի հետ ձևավորում է քլորոմպլեքսներ.

Ալկալիական մետաղների քլորիդների խտացված լուծույթներով կազմում է բարդ աղեր.

Երբ տաքացվում է, այն օքսիդանում է մթնոլորտային թթվածնով.

Ջրածնով կրճատված.

Ռութենիում (III) բրոմիդ RuBr3. Սև բյուրեղային փոշի Ստացվում է տարրերի անմիջական ռեակցիայի կամ ռութենիումի (III) հիդրօքսիդի բրոմաջրածնի մշակման արդյունքում:

Ռութենիում (III) յոդիդ RuI3. Սև բյուրեղային փոշի, որը տարրալուծվում է մինչև 127°C տաքացնելիս: Այն ստացվում է տարրերի անմիջական փոխազդեցությամբ, երբ տաքացվում է կամ ռութենիումի (III) հիդրօքսիդը ջրածնի յոդով մշակելով։

Ռութենիում (III) քլորիդի և կալիումի յոդիդի ռեակցիան.

Քառավալենտ ռութենիումի միացություններ.

Ռութենիում (IV) օքսիդ RuO2 Շատ կայուն: Մի փոքր լուծվում է ջրի և ալկոհոլի մեջ: Լուծվում է թթուների մեջ։ Այն ստացվում է թթվածնի մեջ փոշու ռութենիում տաքացնելու կամ թթվածնի հոսքի մեջ ռութենիումի (IV) սուլֆիդի կալցինացման միջոցով։

Ռութենիում (VIII) օքսիդը տաքացնելիս քայքայվում է.

Ռութենիում (VIII) օքսիդի և ջրածնի պերօքսիդի արձագանքը.

Ռութենիում (IV) սուլֆիդ RuS2. Բնության մեջ հանդիպում է որպես լաուրիտ միներալ։ Ստացվում է փոշիացված ռութենիումի խառնուրդը ծծմբի հետ տաքացնելուց կամ ռութենիումի (IV) աղերի լուծույթների վրա ջրածնի սուլֆիդի ազդեցությամբ։

Հնգավալենտ ռութենիումի միացություններ.

Ռութենիում (V) ֆտորիդ RuF5. Թափանցիկ մուգ կանաչ բյուրեղները քայքայում են ապակին: Քայքայվում է ջրով և յոդով վերածվում ռութենիումի (III) ֆտորիդի։ Ստացվում է ֆտորի ազդեցությամբ մինչև 300°C տաքացված ռութենիումի մետաղի վրա։

4RuF5+10H2O =3RuO2+ RuO4 + 20 HF

Վեցավալենտ ռութենիումի միացություններ.

Կալիումի ռութենատ K2RuO4. Մուգ կանաչ քառանիստ բյուրեղներ: Ջրածնով վերածվում է ռութենիումի (IV) օքսիդի կամ ռութենիումի մետաղի։ Այն ստացվում է ռութենիումի մետաղի փոշու վրա օքսիդատիվ-ալկալային խառնուրդի ազդեցությամբ։

Փոխազդում է նոսր թթուների հետ.

Փոխազդում է կենտրոնացված թթուների հետ.

Արձագանքում է քլորի հետ.

Յոթավալենտ ռութենիումի միացություններ.

Կալիումի պերրուտենատ KruO4: Սև քառանկյուն բյուրեղներ Ստացվում են կալիումի ռութենատի գազային քլորով կամ հեղուկ բրոմով օքսիդացումով։

Ութվալենտ ռութենիումի միացություններ.

Ռութենիումի (VIII) օքսիդ RuO4 Պայթուցիկ կերպով քայքայվում է ռութենիումի (IV) օքսիդի և թթվածնի, երբ տաքացվում է եռման կետից ցածր: Ալկալիների ազդեցության տակ վերածվում է ռուտենատների: Գոլորշիները օզոնի ուժեղ հոտ ունեն և թունավոր են։ Ունի օքսիդացնող հատկություն։ Այն ստացվում է 1000°C-ից բարձր ջերմաստիճանում թթվածնի մեջ ռութենիումի կալցինացման արդյունքում։

Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա ext. էլեկտրոնային պատյաններ 5s25p65d66s2

Օսմիումը մեկուսացվում է պլատինե մետաղների հարստացված հումքից՝ կալցինացնելով այս խտանյութը օդում 800-900 °C ջերմաստիճանում: Այս դեպքում բարձր ցնդող օսմիումի տետրօքսիդի OsO4-ի գոլորշիները քանակապես սուբլիմացվում են, որոնք հետո ներծծվում են NaOH լուծույթով։

Լուծույթը գոլորշիացնելով՝ մեկուսացնում են աղը՝ նատրիումի պերոսմատը, որն այնուհետև ջրածնով 120 °C ջերմաստիճանում վերածվում է օսմիումի.

Երկվալենտ օսմիումի միացություններ.

Օսմիում (II) օքսիդ OsO. Մոխրագույն-սև փոշի, փոքր-ինչ լուծվող ջրի և թթուների մեջ: Պատրաստվում է օսմիումի, օսմիումի (II) սուլֆիտի և նատրիումի կարբոնատի խառնուրդը տաքացնելով ածխաթթու գազի հոսքի մեջ։

Օսմիում (II) քլորիդ OsCl2. Լուծվում է ալկոհոլի, եթերի և ազոտական ​​թթվի մեջ։ Այն ստացվում է 500°C ջերմաստիճանում օսմիումի (III) քլորիդի տաքացման և ճնշման նվազեցման արդյունքում։ քիմիական տարր երկաթ կոբալտ նիկել

Օսմիում (II) յոդիդ OsI2. Կանաչ պինդ նյութ, որն առաջանում է, երբ օսմիումի (IV) աղերի թթվային լուծույթները մշակվում են կալիումի յոդիդով։

Եռավալենտ օսմիումի միացություններ.

Օսմիումի (III) օքսիդ Os2O3. Մուգ շագանակագույն փոշի (կամ պղինձ-կարմիր փաթիլներ), մի փոքր լուծելի ջրի մեջ: Այն ստացվում է OsO4-ը մետաղական օսմիումով տաքացնելիս կամ օսմիումի (III) աղերը նատրիումի կարբոնատով տաքացնելով ածխածնի երկօքսիդի հոսքում։

Օսմիում (III) քլորիդ OsCl3. Հիգրոսկոպիկ շագանակագույն խորանարդ բյուրեղներ: Հեշտությամբ լուծվում է ջրի և ալկոհոլի մեջ։ Այն քայքայվում է OsCl2-ի և Cl2-ի 500°C-ից բարձր: Հայտնի է բյուրեղային հիդրատ OsCl3.3H2O:

Քառավալենտ օսմիումի միացություններ.

Օսմիումի (IV) օքսիդ OsO2. Մի փոքր լուծելի է ջրի և թթուների մեջ: Այն ստացվում է OsO4 գոլորշու մեջ մանր ցրված մետաղական օսմիում տաքացնելով։

Օսմիում (IV) ֆտորիդ OsF4. Դարչնագույն փոշի, որը քայքայվում է ջրով կամ ջերմությամբ: Այն ստացվում է 280°C տաքացրած մետաղական օսմիումով ֆտոր անցկացնելով։

Օսմիում (IV) քլորիդ OsCl4. Դարչնագույն-կարմիր ասեղաձև բյուրեղներ, որոնք ջրի միջոցով դանդաղ վերածվում են OsO2.2H2O-ի։ Այն ստացվում է OsO4-ը խտացված HCl-ով մշակելով կամ 650-700°C տաքացված մետաղական օսմիումով քլորի անցկացման արդյունքում առաջացած դարչնագույն-դեղնավուն գոլորշիները սառեցնելու միջոցով։

Օսմիում (IV) սուլֆիդ OsS2. Սև խորանարդ բյուրեղներ. Մի փոքր լուծվում է ջրի և ալկոհոլի մեջ: Օդի մեջ տաքացնելիս այն վերածվում է OsO4-ի: Ջրածնով վերածվել է մետաղի:

Վեցվալենտ օսմիումի միացություններ.

Օսմիում (VI) ֆտոր OsF6 Կոռոզիայից է ենթարկում ապակին: Հիդրոլիզվում է ջրով։ Օսմիումի (VI) ֆտորի գոլորշին անգույն է և թունավոր: Այն ստացվում է OsF4-ի և OsF8-ի հետ միասին՝ տաքացնելով օսմիումը ֆտորային միջավայրում։

Կալիումի օսմատ K2OsO4 Մանուշակագույն ութանիստ բյուրեղներ: Տաքացնելիս այն վերածվում է OsO4-ի։ Քայքայվում է թթուներով։ Ստացվում է կալիումի նիտրիտով կամ OsO4 սպիրտով վերականգնմամբ կալիումի հիդրօքսիդի լուծույթում։

Ութվալենտ օսմիումի միացություններ.

Օսմիումի (VIII) օքսիդ OsO4 Ունի սուր հոտ: Լուծվում է ջրի, ալկոհոլի, եթերի մեջ։ Գոլորշիները շատ թունավոր են: Ցույց է տալիս օքսիդացնող հատկություններ: Օգտագործվում է բազմաթիվ ռեակցիաներում որպես կատալիզատոր:

Օսմիումի (VIII) ֆտորիդ OsF8. Դեղին բյուրեղներ. Քայքայվում է 225°C-ից բարձր տաքացման ժամանակ։ Ունի օքսիդացնող հատկություն։ Մաշկի հետ շփվելիս առաջացնում է այրվածքներ: Փոխազդում է ջրի հետ՝ առաջացնելով OsO4 և հիդրոֆտորաթթու։

Օսմիումի (VIII) սուլֆիդ OsS4. Մուգ շագանակագույն փոշի: Այն ստացվում է OsO4-ի թթվացված լուծույթի միջով ջրածնի սուլֆիդն անցնելու կամ OsO4-ի ալկալային լուծույթների վրա ամոնիումի կամ նատրիումի սուլֆիդների ազդեցությամբ։

Կոբալտը (լատ. Cobaltum, Co) քիմիական տարր է՝ 27 ատոմային համարով, ատոմային զանգվածը՝ 58,9332։ Կոբալտի ատոմի երկու արտաքին էլեկտրոնային շերտերի կոնֆիգուրացիան 3s2 3p6 3d7 4s2 է։ Կոբալտը միացություններ է առաջացնում առավել հաճախ օքսիդացման +2 (վալենտություն II), ավելի հազվադեպ +3 (վալենտություն III) և շատ հազվադեպ օքսիդացման վիճակներում +1, +4 և +5 (վալենտություն, համապատասխանաբար, I, IV, V).

Փոշու տեսքով Co-ի պարզ նյութերը բավականին բարձր ակտիվություն են ցուցաբերում թթուների նկատմամբ: Թթուների հետ դրանց փոխազդեցության արդյունքում առաջանում են +2 օքսիդացման աստիճանով աղեր։ Կոբալտի աղերը գունավորվում են վարդագույն՝ ջրային համալիր 2-ի առաջացման պատճառով:

Co + 2HCl = CoCl2 + H2?

Co + H2SO4 = CoSO4 + H2?

3 Co + 8HNO3 (դիլ.) = 3Co(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Սառը խտացված ազոտական ​​թթու պասիվացնում է Co. Երբ ջեռուցվում է, պաշտպանիչ թաղանթը ոչնչացվում է, և մետաղը արձագանքում է կենտրոնացված ազոտաթթվի հետ.

Co + 4HNO3 (կոնց.) = Co(NO3)2 + 2NO2? + 2H2O

Թթվածնով կոբալտը ձևավորում է հիմնական հատկություններով EO օքսիդներ։ Այս օքսիդները ջրում անլուծելի են և չեն փոխազդում ալկալիների հետ, բայց հեշտությամբ փոխազդում են թթուների հետ՝ առաջացնելով Co(II) աղեր։ Co(II) աղերն առավել հաճախ օգտագործվում են համապատասխան հիդրօքսիդների սինթեզի համար, օրինակ՝ CoCl2 + NaOH = Co(OH)2? + NaCl

Աղերից կոբալտի (II) հիդրօքսիդ արտադրելիս վատ լուծվող հիմնական աղերի կապույտ նստվածք Co(OH)nX2-n? xH2O և ապա վարդագույն հիդրօքսիդ Co(OH)2: Կապույտ գույնի տեսքը կարելի է բացատրել նաև 3Co(OH)2?2H2O բաղադրությամբ կոբալտի հիդրօքսիդի առաջացմամբ, որը առաջանում է հիմնական աղերի հետ միասին։ Ալկալիների հետագա ավելացումով, ջրազրկման և ծերացման արդյունքում, այն փոխում է գույնը կապույտից վարդագույն: Կոբալտի (II) հիդրօքսիդը ցույց է տալիս ամֆոտերության փոքր նշաններ՝ գերակշռող հիմնական հատկություններով: Այն հեշտությամբ լուծվում է թթուներում (Co(II) աղերի առաջացումով), իսկ լուծարումը ալկալիում շատ դժվար է, սակայն Co(OH)2-ի թթվային հատկությունների առկայությունը հաստատվում է 2-ի հիդրոքսո կոմպլեքսի առկայությամբ (II) հիդրօքսիդը շատ դանդաղ օքսիդանում է մթնոլորտային թթվածնով և վերածվում Co(III) հիդրօքսիդի, գունավոր շագանակագույն՝ 4Co(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Co(OH)3:

Ավելի ուժեղ օքսիդացնող նյութերի առկայության դեպքում, ինչպիսին է ջրածնի պերօքսիդը, Co(II)-ի օքսիդացման գործընթացը շատ ավելի արագ է ընթանում՝ 2Co(OH)2 + H2O2 = 2Co(OH)3:

Co(II) իոնի նկատմամբ որակական ռեակցիան նրա դեղին նիտրո համալիրի առաջացումն է։

CoCl2 + 7KNO2 + 2CH3COOH = K3? + NO + 2CH3COOK + 2KCl

Որակական ռեակցիա կոբալտի (II) կատիոնների Co2+

Այս կատիոնների յուրահատկությունը ամոնիակի մոլեկուլներով բարդ աղերի առաջացումն է՝ ամոնիակ՝ Co2+ + 4NH3 = 2+ Ամոնիակի գունավոր լուծույթները վառ գույներով։ Կոբալտ(II) ամոնիակը, դեղնադարչնագույն, մթնոլորտի թթվածնով աստիճանաբար օքսիդանում է կոբալտ(III) ամոնիակի՝ ​​բալի-կարմիր։ Օքսիդացնող նյութերի առկայության դեպքում այս ռեակցիան տեղի է ունենում ակնթարթորեն:

Օքսիդացման աստիճանը (III) անկայուն է կոբալտի համար, ուստի Co(III) հիդրօքսիդը ցուցադրում է օքսիդացնող հատկություններ, նույնիսկ այնպիսի թույլ վերականգնող նյութի ազդեցության տակ, ինչպիսին է Cl-իոնը. 2Co(OH)3 + 6HCl = 2CoCl2 + Cl2? + 6H2O

Կոբալտը ձևավորում է մեծ քանակությամբ չլուծվող աղեր, որոնցից շատերը, օրինակ, ֆոսֆատները, կարող են սինթեզվել ջրային լուծույթներում փոխանակման ռեակցիաների միջոցով.

3 CoCl2 + 4Na2HPO4 = 2 Co3(PO)4 + 8NaCl + HCl

Միջին Co(II) կարբոնատներ չեն կարող ստացվել՝ դրանց աղերի լուծույթներին ավելացնելով ալկալիական մետաղի կարբոնատ: Կարբոնատ իոնների առկայության դեպքում հիդրոլիզի ավելացման պատճառով տեղի են ունենում գործընթացներ, որոնք ձևավորում են վատ լուծվող հիմնական, այլ ոչ թե միջանկյալ կարբոնատներ.

2CoCl2 + Na2CO3 + 2H2O? (CoOH)2CO3? + 2NaCl + 2HCl

20-րդ դարի կեսերին կոբալամինը` վիտամին B12-ը, մեկուսացվել է կենդանիների լյարդից, և միայն այս վիտամինն է պարունակում կոբալտ` այն պարունակում է ընդամենը 4%, և այն այնտեղ է ակտիվ ձևով:

Կոբալտը մասնակցում է օրգանիզմի բազմաթիվ պրոցեսների. այն ակտիվացնում է արյունաստեղծման գործընթացը. դրա շնորհիվ ոսկրածուծում արտադրվում են արյան կարմիր բջիջներ, ավելի լավ է ներծծվում երկաթը, իսկ արյան բաղադրությունը միշտ մնում է նորմալ: Աղիքային միկրոֆլորան, որը «պատասխանատու է» երկաթի կլանման համար, կոբալտի կարիք ունի. Արյան շրջանառությունը կոբալտի պակասով նույնպես չի կարող նորմալ ընթանալ։

Մասնակցելով նյութափոխանակության գործընթացներին՝ կոբալտը նորմալացնում է էնդոկրին համակարգի գործունեությունը, ակտիվացնում է ֆերմենտների արտադրությունը, մասնակցում է սպիտակուցների, ածխաջրերի և ճարպերի սինթեզին։ Փոխազդելով այլ նյութերի հետ՝ կոբալտը հրահրում է մարմնի բոլոր բջիջների նորացման գործընթացը՝ մասնակցելով նաև ՌՆԹ-ի և ԴՆԹ-ի սինթեզին։

Ոսկրային հյուսվածքի կառուցվածքի բնականոն զարգացման և պահպանման համար կարևոր է նաև, որ օրգանիզմում բավականաչափ կոբալտ լինի, ուստի կոբալտով արտադրանքը հատկապես անհրաժեշտ է երեխաների, կանանց և տարեցների համար:

Կոբալտը կարևոր է առողջ անոթների պահպանման համար. այն կանխում է աթերոսկլերոզի զարգացումը, քանի որ այն ոչ միայն նվազեցնում է արյան մեջ «վատ» խոլեստերինի քանակը, այլև օգնում է մարմնին հեռացնել այն, ուստի այն ժամանակ չի ունենում ներթափանցելու համար: անոթները։

Կոբալտի իմունոստիմուլյատոր ազդեցությունը դրսևորվում է լեյկոցիտների ֆագոցիտային ակտիվությունը բարձրացնելու ունակությամբ, ինչը նշանակում է, որ լեյկոցիտներն ավելի ակտիվորեն կապում, կլանում և մարսում են մարմին մտնող պաթոգենները: Ենթաստամոքսային գեղձի ակտիվությունը կախված է նաև օրգանիզմում կոբալտի քանակից. եթե դրա պակասը կա, ապա այս օրգանը չի կարող նորմալ գործել։

Կոբալտը, այլ նյութերի հետ միասին, օգնում է օրգանիզմին պահպանել երիտասարդությունը, օրինակ՝ պղնձի և մանգանի հետ միասին կանխում է մազերի վաղ ճերմակելը և արագացնում է վերականգնումը լուրջ հիվանդություններից հետո։

Էլեկտրոնային բանաձևը 4s24p64d85s1 է:

Օքսիդացման վիճակը՝ +1, +2, +3, +4, +6; վալենտություն՝ 1, 2, 3, 4, 6

Քիմիական հատկություններ՝ ցածր ակտիվ մետաղ։ Թթվածնի առկայության դեպքում լուծվում է ջրային ռեգիա և խտացված ծծմբային և աղաթթուներում: Օքսիդացվում է օքսիդատիվ-ալկալային խառնուրդներով։

Ռոդիումի (II) օքսիդ RhO. Սև-դարչնագույն նյութ, փոքր-ինչ լուծելի ջրի և թթուների մեջ։

Ռոդիում (II) քլորիդ RhCl2. Փոշի, որը կարելի է գունավորել տարբեր գույներով՝ մուգ շագանակագույնից մինչև մանուշակագույն: Այն ստացվում է ռոդիումի (III) քլորիդը տաքացնելով 950°C-ում։

Ռոդիումի (II) սուլֆիդ RhS. Մուգ մոխրագույն բյուրեղներ: Թեթևակի լուծվում է ջրում և ջրում: Այն ստացվում է ծծմբի գոլորշու մեջ ռոդիումի մետաղը տաքացնելով մինչև կարմիր ջերմություն։

Եռավալենտ ռոդիումի միացություններ.

Ռոդիումի (III) օքսիդ Rh2O3. Թեթևակի լուծվում է ջրի, թթուների և ջրային ռեգիայի մեջ: Ջրածնով վերածվում է մետաղական ռոդիումի, երբ տաքանում է: Ստացվում է փոշու ռոդիումի, ռոդիումի(III) նիտրատի կամ ռոդիումի(III) քլորիդի տաքացման միջոցով օդում 800°C ջերմաստիճանում։

Ռոդիումի (III) հիդրօքսիդ Rh(OH)3. Դեղին, դոնդողանման նստվածք, որը ստացվում է ռոդիումի (III) աղերը ալկալիներով կամ ալկալիական մետաղների կարբոնատներով մշակելով։ Լուծվում է թթուների կամ ավելցուկային ալկալիների մեջ։ Ջրազրկվելիս այն վերածվում է Rh2O3-ի։

Ռոդիում (III) ֆտորիդ RhF3. Կարմիր ռոմբիկ բյուրեղներ: Ստացվում է 500-600°C տաքացրած մետաղական ռոդիումով ֆտոր անցկացնելով։

Ռոդիումի (III) քլորիդ RhCl3, կարմիր շագանակագույն փոշի, որը ցրվում է օդում: Վատ է լուծվում ջրի և թթուների մեջ: 948°C-ից բարձր այն քայքայվում է տարրերի։ Հայտնի է բյուրեղահիդրատ RhCl3.4H2O: Ստացվում է մինչև 250-300°C տաքացվող ռոդիումի վրա քլորի ազդեցությամբ կամ RhCl3.4H2O-ի ջրազրկմամբ։

Ռոդիում (III) յոդիդ RhI3. Սև նյութ, ջրի մեջ վատ լուծվող: Քայքայվում է 327°C-ում։ Ստացվում է ռոդիումի(III) աղերի լուծույթների վրա կալիումի յոդիդի ազդեցությամբ՝ եռացնելով։

Ռոդիում (III) սուլֆիդ Rh2S3. Մոխրագույն-սև փոշի, կայուն մինչև 500°C: Այս ջերմաստիճանից բարձր՝ օդում կամ թթվածնում, այն բռնկվում և այրվում է՝ առաջացնելով ռոդիում մետաղ։ Պատրաստված է ռոդիում(III) քլորիդի վրա ջրածնի սուլֆիդի ազդեցությամբ։

Քառավալենտ ռոդիումի միացություններ.

Ռոդիում (IV) օքսիդ RhO2. Կոշտ սև նյութ. Այն ստացվում է մետաղական ռոդիումը կալիումի հիդրօքսիդի և նիտրատի միաձուլման արդյունքում։

Հիդրատացված ռոդիում (IV) օքսիդ RhO2.nH2O. Ձիթապտղի կանաչ պինդ. Լուծվում է թթուների մեջ։ Տաքացնելիս վերածվում է Rh2O3-ի: Ստացվում է Rh(OH)3-ի էլեկտրոլիտիկ օքսիդացումից՝ ալկալիի ավելցուկով կամ ռոդիումի (III) աղերի լուծույթների քլորով օքսիդացումից՝ ալկալային միջավայրում։

Ռոդիում (IV) բրոմիդ RhBr4. Շագանակագույն փոշի. Մինչեւ 527°C տաքացնելիս քայքայվում է տարրերի։ Ստացվում է տաքացման ժամանակ տարրերի անմիջական փոխազդեցությամբ:

Էլեկտրոնային բանաձեւ 5s25p65d76s2

Օքսիդացման վիճակը՝ +1, +2, +3, +4, +5, +6; վալենտություն՝ 1, 2, 3, 4, 5, 6

Ֆիզիկական հատկություններ՝ արծաթ-սպիտակ կոշտ մետաղ

Պատրաստումը՝ հանքաքարերի բարդ մշակման արդյունքում ստացվում է (NH4)2, որի ջերմային քայքայման արդյունքում առաջանում է իրիդիում։

Քիմիական հատկություններ՝ իներտ մետաղ։ Չի փոխազդում թթուների հետ; չի արձագանքում նույնիսկ aqua regia-ի հետ: Փոխազդում է օքսիդատիվ-ալկալային խառնուրդների հետ։ Երբ տաքանում է, այն փոխազդում է հալոգենների հետ։

Երկվալենտ իրիդիումի միացություններ.

Իրիդիում (II) քլորիդ IrCl2. Փայլուն մուգ կանաչ բյուրեղներ: Վատ է լուծվում թթուներում և ալկալիներում: Այն ստացվում է մետաղական իրիդիում կամ IrCl3 տաքացնելով քլորի հոսքում 763°C ջերմաստիճանում։

Իրիդիում (II) սուլֆիդ IrS. Փայլուն մուգ կապույտ պինդ: Լուծվում է կալիումի սուլֆիդի մեջ։ Այն ստացվում է ծծմբի գոլորշու մեջ մետաղի իրիդիում տաքացնելով։

Եռավալենտ իրիդիումի միացություններ.

Իրիդիում (III) օքսիդ Ir2O3. Պինդ մուգ կապույտ նյութ։ Մի փոքր լուծվում է ջրի և ալկոհոլի մեջ: Լուծվում է ծծմբաթթվի մեջ։ Ստացվում է իրիդիում (III) սուլֆիդի թեթև կալցինացման միջոցով։

Իրիդիում (III) քլորիդ IrCl3. Ցնդող միացությունն ունի ձիթապտղի կանաչ գույն: Մի փոքր լուծվում է ջրի, ալկալիների և թթուների մեջ: Ստացվում է քլորի ազդեցությամբ մինչև 600°C տաքացվող իրիդիումի վրա։

Իրիդիում (III) բրոմիդ IrBr3. Ձիթապտղի կանաչ բյուրեղներ. Լուծվում է ջրում, քիչ լուծվում է սպիրտի մեջ։ Պատրաստվում է IrO2-ը հիդրոբրոմաթթվի հետ փոխազդելու միջոցով:

Iridium (III) սուլֆիդ Ir2S3. Պինդ շագանակագույն նյութ: Մի փոքր լուծելի է ջրի մեջ: Լուծվում է ազոտաթթվի և կալիումի սուլֆիդի լուծույթում։ Ստացվում է իրիդիումի (III) քլորիդի վրա ջրածնի սուլֆիդի ազդեցությամբ։

Քառավալենտ իրիդիումի միացություններ.

Իրիդիում (IV) օքսիդ IrO2. Սև քառանկյուն բյուրեղներ՝ ռուտիլի տիպի վանդակով։ Մի փոքր լուծվում է ջրի, ալկոհոլի և թթուների մեջ: Ջրածնով վերածվել է մետաղի: Ջերմորեն տարանջատվում է տարրերի, երբ տաքանում է: Այն ստացվում է օդում կամ թթվածնի մեջ փոշիացված իրիդիում տաքացնելով 700°C-ում, տաքացնելով IrO2.nH2O։

Իրիդիում (IV) ֆտորիդ IrF4. Դեղին յուղոտ հեղուկ, որը քայքայվում է օդում և հիդրոլիզվում ջրով։ Ստացվում է IrF6-ը իրիդիումի փոշու հետ տաքացնելով 150°C-ում։

Իրիդիում (IV) քլորիդ IrCl4. Հիգրոսկոպիկ շագանակագույն պինդ: Լուծվում է սառը ջրում և քայքայվում տաք ջրում։ Ստացվում է բարձր ճնշմամբ (600-700°C) մետաղական իրիդիումը քլորով տաքացնելով։

Իրիդիում (IV) բրոմիդ IrBr4. Կապույտ նյութ, որը լուծվում է օդում: Լուծվում է ալկոհոլի մեջ։ Ստացվում է ցածր ջերմաստիճանում IrO2-ը հիդրոբրոմաթթվի հետ փոխազդելու միջոցով։

Իրիդիում (IV) սուլֆիդ IrS2. Պինդ շագանակագույն նյութ. Մի փոքր լուծելի է ջրի մեջ: Ստացվում է ծծմբաջրածինը իրիդիումի(IV) աղերի լուծույթների միջով անցնելով։

Վեցավալենտ իրիդիումի միացություններ.

Իրիդիում (VI) ֆտորիդ IrF6. Դեղին քառանկյուն բյուրեղներ. Մետաղական իրիդիումի ազդեցության տակ այն վերածվում է IrF4-ի և ջրածնով վերածվում է մետաղական իրիդիի։ Կոռոզիայից է ենթարկում թաց ապակին: Այն արտադրվում է ֆտորի մթնոլորտում ֆտորիտային խողովակի մեջ իրիդիումի տաքացման միջոցով։

Իրիդիում (VI) սուլֆիդ IrS3. Մոխրագույն փոշի, ջրի մեջ մի փոքր լուծվող: Ստացվում է փոշիացված մետաղի իրիդիումը ծծմբի ավելցուկով տաքացնելով վակուումում։

Էլեկտրոնային բանաձև 3s23p63d84s2

Օքսիդացման վիճակը՝ (+1), +2, (+3, +4); վալենտություն՝ (1), 2, (3, 4)

Ֆիզիկական հատկություններ՝ մոխրագույն կոշտ մետաղ

Հիմնական հանքանյութեր՝ երկաթ-նիկել պիրիտ (Fe,Ni)9S8, նիկել NiAs

Քիմիական հատկություններ՝ ցածր ակտիվ մետաղ։ Դիմացկուն է ջրի և խոնավ օդի նկատմամբ։ Դանդաղ արձագանքում է նոսր թթուների հետ: Երբ տաքանում է, այն փոխազդում է թթվածնի, հալոգենների, ազոտի, ծծմբի և այլ ոչ մետաղների հետ։ Նորմալ ջերմաստիճաններում այն ​​դիմացկուն է ֆտորի ազդեցությանը, որը պահվում է նիկելից պատրաստված բալոններում։

Նիկելի նկատմամբ որակական ռեակցիան դիմեթիլգլյոքսիմի հետ նիկելի արձագանքն է, որն առաջարկվել է 1905 թվականին Լոս Անջելեսի կողմից որպես ընտրովի ռեակտիվ՝ ալկալային միջավայրում օքսիդացնող նյութերի առկայության դեպքում: Չուգաևը, հետևաբար դիմեթիլգլյոքսիմը երբեմն կոչվում է «Չուգաևի ռեագենտ»:

Նիկելի իոնների հետ արձագանքելիս դիմեթիլգլյոքսիմը ձևավորում է կարմիր կոմպլեքս, որը հեշտությամբ կարելի է նստել և որոշել ծանրաչափական եղանակով։

Պարզ Ni նյութերը փոշու տեսքով բավականին բարձր ակտիվություն են ցուցաբերում թթուների նկատմամբ: Թթուների հետ դրանց փոխազդեցության արդյունքում առաջանում են +2 օքսիդացման աստիճանով աղեր։ Ni-ի աղերի ջրային լուծույթները կանաչ են 2-իոնի առկայության պատճառով։

Ni + 2HCl = NiСl2 + H2?

Ni + H2SO4 = NiSO4 + H2?

3Ni + 8HNO3(դիլ.) = 3Ni(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Սառը խտացված ազոտական ​​թթուն պասիվացնում է Ni-ն: Երբ ջեռուցվում է, պաշտպանիչ թաղանթը ոչնչացվում է, և մետաղը արձագանքում է կենտրոնացված ազոտաթթվի հետ.

Ni+ 4HNO3(conc.) = Ni(NO3)2 + 2NO2? + 2H2O

Թթվածնի հետ նիկելը ձևավորում է հիմնական հատկություններով EO օքսիդներ։ Այս օքսիդները ջրում անլուծելի են և չեն փոխազդում ալկալիների հետ, բայց հեշտությամբ փոխազդում են թթուների հետ՝ առաջացնելով Ni(II) աղեր։ Ni(II) աղերն առավել հաճախ օգտագործվում են համապատասխան հիդրօքսիդների սինթեզի համար, օրինակ.

NiCl2 + NaOH = Ni(OH)2? + NaCl

Նիկելի (II) հիդրօքսիդը, կանաչ գույնի, ունի թթու-բազային հատկություններ, որոնք նման են Co(II) հիդրօքսիդին։ Այն հեշտությամբ լուծվում է թթուներում և գործնականում չի լուծվում ալկալիներում: Ni(OH)2 նստվածքի երկարատև ազդեցությունը ալկալիների նկատմամբ հանգեցնում է անորոշ բաղադրության հիդրոքսոմպլեքսի ձևավորմանը՝ պայմանական 2 բանաձևով: . Նիկելի (II) հիդրօքսիդը չի օքսիդացվում մինչև Ni(OH)3 ոչ մթնոլորտային թթվածնով, ոչ ջրածնի պերօքսիդով: Այն օքսիդացնելու համար անհրաժեշտ է ավելի ուժեղ օքսիդացնող նյութ, օրինակ՝ բրոմ.

2Ni(OH)2 + 2NaOH + Br2 = 2Ni(OH)3 + 2NaBr

Նիկելը +2 և +3 օքսիդացման վիճակներում առաջացնում է մեծ թվով բարդ միացություններ։ Նրանց ամենակայուն կատիոնային համալիրներն են ջրային կոմպլեքսները և ամոնիակի միացությունները, ինչպես նաև այն բարդույթները, որտեղ լիգանդները պոլիդենտատային օրգանական մոլեկուլներ են, օրինակ՝ դիմեթիլգլյոքսիմատը։ Նիկելը ձևավորում է մեծ քանակությամբ չլուծվող աղեր, որոնցից շատերը, օրինակ, ֆոսֆատները, կարող են սինթեզվել ջրային լուծույթներում փոխանակման ռեակցիաների միջոցով.

3NiCl2 + 4Na2HPO4 = 2Ni3(PO)4 + 8NaCl + HCl

Միջին Ni(II) կարբոնատները չեն կարող ստացվել՝ դրանց աղերի լուծույթներին ավելացնելով ալկալիական մետաղի կարբոնատ: Կարբոնատ իոնների առկայության դեպքում հիդրոլիզի ավելացման պատճառով տեղի են ունենում գործընթացներ, որոնք ձևավորում են վատ լուծվող հիմնական, այլ ոչ թե միջանկյալ կարբոնատներ.

2NiCl2 + Na2CO3 + 2H2O? (NiOH)2CO3? + 2NaCl + 2HCl

Նիկելը հետքի տարր է, որն ազդում է արյունաստեղծ պրոցեսների վրա և մասնակցում է օրգանիզմի բազմաթիվ ռեդոքս գործընթացներին:

Հասուն մարդու մարմինը պարունակում է ընդամենը մոտ 5-14 մլ նիկել: Տարրը կուտակվում է մկանային հյուսվածքի, լյարդի, թոքերի, երիկամների, ենթաստամոքսային գեղձի և վահանաձև գեղձերի, հիպոֆիզի, ուղեղի և էպիթելիում: Նկատվել է, որ տարիքի հետ թոքերում ավելանում է նիկելի կոնցենտրացիան։ Նիկելը օրգանիզմից արտազատվում է հիմնականում կղանքով (մինչև 95%)։

կոբալտի, երկաթի, պղնձի հետ համատեղ, մասնակցում է արյունաստեղծ գործընթացներին (ազդում է երիտասարդ կարմիր արյան բջիջների հասունացման վրա և բարձրացնում հեմոգլոբինի մակարդակը)

մեծացնում է հիպոգլիկեմիկ ակտիվությունը (բարձրացնում է ինսուլինի արդյունավետությունը)

մասնակցում է ԴՆԹ-ի, ՌՆԹ-ի և սպիտակուցների կառուցվածքային կազմակերպմանը և աշխատանքին

ուժեղացնում է ռեդոքս պրոցեսների անցումը հյուսվածքներում (բջիջներին ապահովում է թթվածնով)

ուժեղացնում է հիպոֆիզի գեղձի հակադիուրետիկ ազդեցությունը

ակտիվացնում է մի շարք ֆերմենտներ (ներառյալ արգինազը)

կարևոր է օրգանիզմի հորմոնալ կարգավորման համար

մասնակցում է ճարպային նյութափոխանակությանը

օքսիդացնում է վիտամին C-ն

իջեցնում է արյան ճնշումը

Ամենօրյա պահանջ

Նիկելի օրական պահանջը, կախված տարիքից, սեռից և քաշից, կազմում է մոտ 100-300 մկգ։

Անբավարարության և չափից մեծ դոզայի ախտանիշներ

Նիկելի գերդոզավորումը հազվադեպ է, ինչը բացատրվում է տարրի թունավորության բարձր մակարդակով՝ օրական մոտ 20-40 մգ: Երբ այն գերազանցում է, նկատվում են հետևյալ ախտանիշները.

տախիկարդիա

դերմատիտ

նվազել է դիմադրողականությունը վարակիչ հիվանդությունների նկատմամբ

վերին շնչուղիների լորձաթաղանթի գրգռում

ավելացել է նյարդային համակարգի գրգռվածությունը

իմունիտետի նվազում

մագնեզիումի պակասը մարմնում

երկաթի կամ ցինկի կուտակում

ոսկրային հյուսվածքի դանդաղ աճը

թոքային և ուղեղային այտուց

քաղցկեղի ռիսկը

Պալադիում.

Էլեկտրոնային բանաձեւ4s24p64d10

Օքսիդացման վիճակը՝ +1, +2, +3, +4; վալենտություն՝ 1, 2, 3, 4

Ֆիզիկական հատկություններ՝ արծաթ-սպիտակ փափուկ մետաղ

Հիմնական հանքանյութեր՝ պալադիտ PdO; հայտնաբերվել է նաև բնիկ ձևով

Քիմիական հատկություններ՝ ցածր ակտիվ մետաղ։ Կայուն է չոր և խոնավ օդում նորմալ ջերմաստիճանում: Լուծվում է խտացված ազոտական ​​թթվի և ջրային թթվի մեջ: Տաքացնելիս այն լուծվում է խտացված ծծմբաթթվի մեջ։ Երբ տաքանում է, այն փոխազդում է ոչ մետաղների հետ։

Միավալենտ պալադիումի միացություններ.

Պալադիում (I) սուլֆիդ Pd2S. Կանաչավուն մոխրագույն ամորֆ նյութ։ Թեթևակի լուծվում է ջրի, թթուների և ջրային ռեգիայի մեջ: Այն ստացվում է բորակի շերտի տակ ծծմբով Cl2 տաքացնելով։

Երկվալենտ պալադիումի միացություններ.

Պալադիումի (II) օքսիդ PdO. Ամենակայուն պալադիումի օքսիդը: Սև փոշի. Մի փոքր լուծելի է ջրի և թթուների մեջ: Ունի օքսիդացնող հատկություն։ Այն ստացվում է պալադիումի մետաղը թթվածնի մեջ ուժեղ տաքացնելու կամ պալադիումի (II) նիտրատի կալցինացման միջոցով։

Պալադիումի (II) հիդրօքսիդ Pd(OH)2. Դարչնագույն-կարմիր փոշի: Մի փոքր լուծելի է ջրի մեջ: Լուծվում է թթուների մեջ։ Ունի թույլ արտահայտված օքսիդացնող հատկություն։ Այն ստացվում է տաք ջրով պալադիումի (II) նիտրատի հիդրոլիզից կամ պալադիումի (II) աղերի վրա ալկալիների ազդեցությամբ։

Պալադիում (II) ֆտորիդ PdF2. Շագանակագույն բյուրեղներ. Ջրի մեջ վատ լուծվող: Լուծվում է ֆտորաթթվի մեջ՝ առաջացնելով տետրաֆտորապալադաթթու H2։ Ստացվում է տարրերի անմիջական փոխազդեցությամբ կամ տաքացնելով PdF3 պալադիումի հետ։

Պալադիում (II) բրոմիդ PdBr2. Դարչնագույն-կարմիր նյութ. Մի փոքր լուծելի է ջրի մեջ: Լուծվում է ջրածնի բրոմիդի ջրային լուծույթում (առաջացնելով տետրաբրոմոպալադաթթու H2) կամ ալկալիական մետաղի բրոմիդներ։ Այն ստացվում է պալադիումի մետաղի վրա բրոմ ջրի ազդեցությամբ կամ PdCl2-ի վրա կալիումի բրոմիդի ազդեցությամբ։

Պալադիում (II) յոդիդ PdI2. Մուգ կարմիր փոշի: Մի փոքր լուծվում է ջրի և սպիրտների մեջ։ Լուծվում է հիդրոիոդաթթվի մեջ (առաջացնելով տետրայոդոպալադաթթու H2) կամ ալկալիական մետաղների յոդիդների լուծույթներում։ Ստացվում է պալադիումի (II) քլորիդի լուծույթը կալիումի յոդիդով մշակելով։

Պալադիում (II) սուլֆիդ PdS. Մուգ շագանակագույն պինդ մետաղի նման նյութ։ Թեթևակի լուծվում է ջրի, աղաթթվի, ամոնիումի սուլֆիդի մեջ։ Լուծվում է ազոտաթթվի և ջրային ռեգիաների մեջ: Այն ստացվում է տաքացման ժամանակ տարրերի փոխազդեցությամբ, PdS2-ի ջերմային տարրալուծմամբ կամ ջրածնի սուլֆիդը պալադիումի (II) աղերի ջրային լուծույթով անցնելու միջոցով։

Նմանատիպ փաստաթղթեր

Անցումային մետաղները քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակի երկրորդական ենթախմբերի տարրեր են։ VIIB և VIIB խմբի տարրեր՝ քիմիական և ֆիզիկական հատկություններ: Մանգանի միացություններ. Կալիումի պերմանգանատի կիրառում. Կոբալտի և նիկելի միացությունները և դրանց հատկությունները.

շնորհանդես, ավելացվել է 05/02/2013 թ


Պարբերական համակարգի IV խմբի քիմիական տարրերի ընդհանուր բնութագրերը, դրանց հայտնվելը բնության մեջ և միացություններ այլ ոչ մետաղների հետ: Գերմանիումի, անագի և կապարի պատրաստում. Տիտանի ենթախմբի մետաղների ֆիզիկաքիմիական հատկությունները. Ցիրկոնիումի կիրառման ոլորտները.

շնորհանդես, ավելացվել է 23.04.2014թ


Անօրգանական միացությունների հիմնական դասերը. Քիմիական տարրերի տարածվածությունը. Պարբերական համակարգի I, II և III խմբերի s տարրերի քիմիայի ընդհանուր օրենքները D.I. Մենդելեև. ֆիզիկական, քիմիական հատկություններ, պատրաստման եղանակներ, կենսաբանական դեր.

ուսումնական ձեռնարկ, ավելացվել է 02/03/2011 թ


Բնութագրեր, տեղեկություններ տարրերի հայտնաբերման պատմության և բնության մեջ դրանց տարածվածության մասին։ Ատոմների և իոնների շառավիղներում խմբի փոփոխություններ, իոնացման ներուժ: Ազոտի միացությունների հատկությունները բացասական օքսիդացման վիճակներում՝ նիտրիդներ, հիդրօքսիլամին։

վերացական, ավելացվել է 28.04.2016թ


Մենդելեևի պարբերական համակարգի տարրերի, հայտնաբերման պատմության և բնության մեջ ոսկու ձևերի համապարփակ ուսումնասիրություն: Ոսկու և նրա միացությունների առաջնային հանքավայրերի, ֆիզիկաքիմիական հատկությունների, արտադրության մեթոդների և կիրառման ոլորտների ուսումնասիրություն:

դասընթացի աշխատանք, ավելացվել է 17.11.2011թ


Պարբերական իրավունքի զարգացումը 20-րդ դարում. Քիմիական տարրերի պարբերական հատկությունները. իոնացման էներգիայի փոփոխություններ, էլեկտրաբացասականություն, զննման և ներթափանցման էֆեկտներ: Ատոմային և իոնային շառավիղների փոփոխություններ. Ընդհանուր տեղեկություններ ոչ մետաղների մասին:

ներկայացում, ավելացվել է 08/07/2015 թ


Պարբերական աղյուսակում մի շարք տարրերի հայտնաբերման վերաբերյալ հետաքրքիր փաստերի նկարագրություն: Քիմիական տարրերի հատկությունները, դրանց անվանումների ծագումը. Հայտնաբերման պատմությունը, որոշ դեպքերում էլեմենտների արտադրությունը, դրանց նշանակությունը ժողովրդական տնտեսության մեջ, կիրառման շրջանակը, անվտանգությունը։

վերացական, ավելացվել է 10.11.2009թ


Քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակում հայտնաբերման և տեղանքի պատմությունը D.I. Մենդելեևի հալոգենները՝ ֆտոր, քլոր, բրոմ, յոդ և աստատին։ Տարրերի քիմիական և ֆիզիկական հատկությունները, դրանց կիրառությունները: Տարրերի տարածվածությունը և պարզ նյութերի արտադրությունը.

ներկայացում, ավելացվել է 03/13/2014


Քրոմի, վոլֆրամի, մոլիբդենի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունների ուսումնասիրություն։ Քրոմի օքսիդը քրոմի ամենակայուն միացությունն է։ Հիդրօքսիդներ, վեցերորդ B խմբի տարրերի թթվածին պարունակող թթուների աղեր։ Վեցերորդ B խմբի տարրերի պերօքսիդներ, կարբիդներ, նիտրիդներ, բորիդներ։

դասախոսություն, ավելացվել է 29.06.2011թ


Սիլիցիումը քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակի երրորդ շրջանի չորրորդ խմբի հիմնական ենթախմբի տարր է D.I. Մենդելեև; բաշխումը բնության մեջ. Սիլիցիումի օքսիդի հիման վրա օգտակար հանածոների տարատեսակներ: Սիլիցիումի միացությունների կիրառման ոլորտները; ապակի.

Պարբերական աղյուսակի VII խմբում ընդգրկված տարրերը բաժանվում են երկու ենթախմբի՝ հիմնականը՝ հալոգեն ենթախումբը և երկրորդը՝ մանգանի ենթախումբը։ Ջրածինը նույնպես տեղադրված է այս խմբում, թեև նրա ատոմն ունի մեկ էլեկտրոն արտաքին, վալենտային մակարդակում և պետք է տեղավորվի I խմբում։ Այնուամենայնիվ, ջրածինը շատ քիչ ընդհանրություններ ունի ինչպես հիմնական ենթախմբի տարրերի՝ ալկալային մետաղների, այնպես էլ երկրորդական ենթախմբի տարրերի՝ պղնձի, արծաթի և ոսկու հետ։ Միևնույն ժամանակ, ինչպես հալոգենները, այն ավելացնում է էլեկտրոն ակտիվ մետաղների հետ ռեակցիաներում և ձևավորում հիդրիդներ, որոնք որոշ նմանություններ ունեն հալոգենիդների հետ։

Հալոգենների ենթախումբը ներառում է ֆտոր, քլոր, բրոմ, յոդ և աստատին: Առաջին չորս տարրերը հանդիպում են բնության մեջ, վերջինը ստացվում է արհեստականորեն և հետևաբար շատ ավելի քիչ է ուսումնասիրվել, քան մյուս հալոգենները։ Հալոգեն բառը նշանակում է աղ առաջացնող: Ենթախմբի տարրերը ստացել են այս անվանումը շատ մետաղների հետ փոխազդելու հեշտության պատճառով, որոնք առաջանում են աղեր Բոլոր հալոգեններն ունեն արտաքին էլեկտրոնային թաղանթի կառուցվածքը s 2 p 5: Հետևաբար, նրանք հեշտությամբ ընդունում են էլեկտրոնը՝ ձևավորելով կայուն ազնիվ գազի էլեկտրոնային թաղանթ (s 2 p 6): Ֆտորն ունի ամենափոքր ատոմային շառավիղը ենթախմբում, այն մեծանում է F շարքում< 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 .

Ոչ մետաղների բնորոշ հատկանիշը նրանց ատոմների արտաքին էներգիայի մակարդակում էլեկտրոնների ավելի մեծ (համեմատած մետաղների համեմատ) թիվն է։ Սա որոշում է լրացուցիչ էլեկտրոններ կցելու և մետաղների համեմատ ավելի բարձր օքսիդատիվ ակտիվություն ցուցաբերելու նրանց ավելի մեծ կարողությունը: Հատկապես ուժեղ օքսիդացնող հատկություններ, այսինքն՝ էլեկտրոններ ավելացնելու ունակություն, դրսևորվում են VI-VII խմբերի 2-րդ և 3-րդ շրջաններում տեղակայված ոչ մետաղների կողմից: Եթե ​​համեմատենք էլեկտրոնների դասավորությունը ուղեծրերում ֆտորի, քլորի և այլ հալոգենների ատոմներում, ապա կարող ենք դատել դրանց տարբերակիչ հատկությունների մասին։ Ֆտորի ատոմը չունի ազատ ուղեծրեր։ Հետևաբար, ֆտորի ատոմները կարող են դրսևորել միայն I վալենտություն և 1-ին օքսիդացման աստիճան: Ամենաուժեղ օքսիդացնող նյութը ֆտորն է: Այլ հալոգենների ատոմներում, օրինակ՝ քլորի ատոմում, նույն էներգիայի մակարդակում կան ազատ d-օրբիտալներ։ Դրա շնորհիվ էլեկտրոնների զուգավորումը կարող է տեղի ունենալ երեք տարբեր ձևերով. Առաջին դեպքում քլորը կարող է դրսևորել +3 օքսիդացման վիճակ և առաջացնել քլորաթթու HClO2, որը համապատասխանում է աղերին՝ քլորիտներին, օրինակ՝ կալիումի քլորիտ KClO2: Երկրորդ դեպքում քլորը կարող է առաջացնել միացություններ, որոնցում քլորի օքսիդացման աստիճանը +5 է։ Նման միացությունների թվում են հիպոքլորային թթու HClO3-ը և դրա աղերը՝ քլորատները, օրինակ՝ կալիումի քլորատ KClO3 (Berthollet աղ): Երրորդ դեպքում քլորը ցույց է տալիս +7 օքսիդացման աստիճան, օրինակ՝ պերքլորաթթվի HClO4-ում և դրա աղերում՝ պերքլորատներում (կալիումի պերքլորատում՝ KClO4):

Mn 2+ իոնների առանձնահատուկ անալիտիկ ռեակցիաները

1.5.5. Նատրիումի բիսմուտատ NaBiO 3-ով օքսիդացումն ընթանում է հետևյալ հավասարման համաձայն.

2Mn(NO 3) 2 + 5NaBiO 3 + 16HNO 3 = 2HMnO 4 + 5Bi(NO 3) 3 + 5NaNO 3 + 7H 2 O:

Ռեակցիան տեղի է ունենում ցրտին: Ռեակցիայի իրականացում. 3-4 կաթիլ 6 M HNO 3 լուծույթ և 5-6 կաթիլ H 2 O 1-2 կաթիլ մանգանի աղի լուծույթին ավելացնել 3-4 կաթիլ, որից հետո սպաթուլայի միջոցով ավելացնում են մի քիչ NaBiO 3 փոշի։ Փորձանոթի պարունակությունը խառնելուց հետո թողեք 1-2 րոպե կանգնի, ապա ցենտրիֆուգեք՝ նատրիումի բիսմուտատի ավելցուկը առանձնացնելու համար։ Mn 2+-ի առկայության դեպքում լուծույթը դառնում է մանուշակագույն՝ մանգանաթթվի առաջացման արդյունքում, որն ամենահզոր օքսիդացնող նյութերից է։

1.5.6. PbO 2-ի օքսիդացումը կապարի երկօքսիդով ազոտական ​​թթվային միջավայրում տաքացնելիս.

2Mn(NO 3) 2 + 5PbO 2 + 6HNO 3 → 2HMnO 4 + 5Pb(NO 3) 2 + 2H 2 O:

Ռեակցիայի իրականացում.Վերցրեք մի քիչ PbO 2 փոշի և դրեք փորձանոթի մեջ, այնտեղ ավելացրեք 4-5 կաթիլ 6 M HNO 3 և խառնելով տաքացրեք: Մանուշակագույն գույնի տեսքը ցույց է տալիս Mn 2+-ի առկայությունը:

1.5.7. Վերլուծության մեջ կարևոր են Mn 2+ ռեակցիաները ալկալիական մետաղների կարբոնատների, նատրիումի հիդրոֆոսֆատի հետ, օքսիդացման ռեակցիաները ամոնիումի պերսուլֆատի հետ, բենզիդինի օքսիդացումը Mn 4+ միացություններով, AgCl-ի վերածումը մետաղական արծաթի Mn 2+ իոններով:

88. VIII Բ խմբի տարրեր. Ամենակարևոր միացությունների բնորոշ հատկությունները. Կենսաբանական դեր. Անալիտիկ ռեակցիաներ Fe 3+ և Fe 2+ իոնների նկատմամբ:

Երկաթե ենթախումբ- քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակի 8-րդ խմբի քիմիական տարրեր (ըստ հնացած դասակարգման՝ VIII խմբի երկրորդական ենթախմբի տարրեր): Խումբը ներառում է երկաթ Fe, ռութենիումՌու և օսմիումՕս. Ելնելով ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայից՝ նույն խմբին է պատկանում նաև արհեստականորեն սինթեզված տարրը. ՀասիյՀս, որը հայտնաբերվել է 1984 թվականին Հեվի իոնների հետազոտական ​​կենտրոնում (գերմ.)։ Gesellschaft für Schwerionenforschung, GSI), Դարմշտադտ, Գերմանիա՝ UNILAC արագացուցիչից երկաթ-58 իոնների ճառագայթով կապարի (208 Pb) թիրախի ռմբակոծման արդյունքում։ Փորձի արդյունքում սինթեզվել են 3 265 Hs միջուկներ, որոնք հավաստիորեն նույնացվել են α-քայքայման շղթայի պարամետրերով։ Միաժամանակ և ինքնուրույն, նույն ռեակցիան ուսումնասիրվել է JINR-ում (Դուբնա, Ռուսաստան), որտեղ, հիմնվելով 253 Es միջուկի α-քայքայման 3 իրադարձությունների դիտարկման վրա, եզրակացվել է նաև, որ այս ռեակցիայում 265 Hs միջուկը, առարկա. դեպի α-քայքայվել, սինթեզվել է։ 8 խմբի բոլոր տարրերը պարունակում են 8 էլեկտրոն իրենց վալենտային թաղանթներում: Խմբի երկու տարրերը՝ ռութենիումը և օսմիումը, պատկանում են պլատինե մետաղների ընտանիքին։ Ինչպես մյուս խմբերում, 8-րդ խմբի տարրերի անդամները ցուցադրում են էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայի օրինաչափություններ, հատկապես իրենց արտաքին պատյաններում, թեև, տարօրինակ կերպով, ռութենիումը չի հետևում այս միտումին: Այնուամենայնիվ, այս խմբի տարրերը ցույց են տալիս նաև ֆիզիկական հատկությունների և քիմիական վարքի նմանություն. Երկրակեղևում երկաթի տարածվածությունը կազմում է 4,65% (4-րդ տեղ՝ թթվածնից, սիլիցիումից և ալյումինից հետո)։ Ենթադրվում է, որ նաև երկաթը կազմում է երկրագնդի միջուկի մեծ մասը:

Ռութենիումը կենդանի օրգանիզմներում հայտնաբերված միակ պլատինե մետաղն է։ (Ըստ որոշ աղբյուրների՝ նաև պլատինե)։ Կենտրոնացված է հիմնականում մկանային հյուսվածքի մեջ: Ավելի բարձր ռութենիումի օքսիդը չափազանց թունավոր է և, լինելով ուժեղ օքսիդացնող նյութ, կարող է առաջացնել դյուրավառ նյութերի այրում:

Վերլուծական ռեակցիաներ

Կալիումի հեքսացիանոֆերատ (III) K 3-ը Fe 2+ կատիոնով կազմում է «Turnboole blue» կապույտ նստվածք.

3FeSO 4 + 2K 3 → Fe 3 2 ↓+ 3K 2 SO 4,

3Fe 2+ + 2Fe(CN) 6 3– → Fe 3 2 ↓։

Նստվածքը չի լուծվում թթուներում, այլ քայքայվում է ալկալիների հետ՝ առաջացնելով Fe(OH) 2։ Եթե ​​կա ռեագենտի ավելցուկ, ապա նստվածքը դառնում է կանաչ: Ռեակցիային խանգարում են Fe 3+ իոնները, որոնք բարձր կոնցենտրացիաներում ռեագենտին տալիս են շագանակագույն գույն լուծույթին, և Mn 2+ և Bi 3+ իոնները, որոնք ռեագենտին տալիս են թույլ գունավոր նստվածքներ՝ լուծելի թթուներում։ Ռեակցիաների իրականացում.Փորձանոթի մեջ լցնել 1–2 կաթիլ FeSO 4 լուծույթ և ավելացնել 1 կաթիլ ռեագենտ: Ստացված նստվածքը բաժանել երկու մասի, առաջինին ավելացնել 1-2 կաթիլ 2 մ HC1 լուծույթ, իսկ երկրորդին՝ 1-2 կաթիլ 2 մ ալկալի լուծույթ։ Ռեակցիայի պայմանները թթվային միջավայրում նոսր լուծույթներով են՝ pH = 3։

1.5.2.> Fe 2+-ի օքսիդացում Fe 3+: Fe 2+ իոնը բավականին ուժեղ վերականգնող նյութ է և կարող է օքսիդանալ մի շարք օքսիդացնող նյութերի ազդեցության տակ, օրինակ՝ H 2 O 2, KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7 թթվային միջավայրում և այլն։

2Fe 2+ + 4OH – + H 2 O 2 → 2Fe(OH) 3 ↓:

Համակարգված վերլուծություն իրականացնելիս նախնական թեստերում պետք է հայտնաբերել Fe 2+, քանի որ Խմբային բաժանման գործընթացում Fe 2+-ը կարող է օքսիդացվել մինչև Fe 3+։

Fe 3+ իոնների առանձնահատուկ անալիտիկ ռեակցիաները

1.5.3. Կալիումի հեքսացիանոֆերատ (II) K 4-ը Fe 3+ կատիոններով կազմում է «պրուսական կապույտի» մուգ կապույտ նստվածք.

4Fe 3+ + 3Fe(CN) 6 4– → Fe 4 3 ↓։

Նստվածքը գործնականում չի լուծվում թթուներում, սակայն քայքայվում է ալկալիների կողմից՝ առաջացնելով Fe(OH) 3: Ռեակտիվից ավելի շատ նստվածքը նկատելիորեն լուծվում է: Ռեակցիայի իրականացում. 1-2 կաթիլ FeCl 3 լուծույթին ավելացրեք 1 կաթիլ ռեագենտ: Ստացված նստվածքը բաժանեք երկու մասի։ Մի մասին ավելացնել 2-3 կաթիլ 2 Մ HC1 լուծույթ, մյուսին՝ 1-2 կաթիլ 2 Մ NaOH լուծույթ, խառնել։

1.5.4. Կալիումի թիոցիանատ (ռոդանիդ) KNCS-ը Fe 3+ իոններով կազմում է արյան կարմիր համալիր: Կախված թիոցիանատի կոնցենտրացիայից, կարող են ձևավորվել տարբեր բաղադրության համալիրներ.

Fe 3+ + NCS – ↔ Fe(NCS) 2+,

Fe 3+ + 2NCS – ↔ Fe(NCS) 2+,

և այլն: մինչև Fe 3+ + 6NCS – ↔ Fe(NCS) 6 3–,

Ռեակցիան շրջելի է, ուստի ռեագենտը վերցվում է ավելցուկով։ Որոշմանը խանգարում են իոնները, որոնք կայուն կոմպլեքսներ են կազմում Fe 3+-ի հետ, օրինակ՝ ֆտորիդ իոնները, ֆոսֆորական, օքսալային և կիտրոնաթթուների աղերը։

89. I խմբի տարրեր Բ. Ամենակարևոր միացությունների բնորոշ հատկությունները, կենսաբանական դերը: Ag + և Cu 2+ իոնների մանրէասպան ազդեցությունը. Անալիտիկ ռեակցիաներ արծաթի և պղնձի իոնների նկատմամբ:

n = 4 Cu ns1(n-1)d10, արտաքին մակարդակը՝ 1 ē,

նախնական արտաքին - 18 ē

n = 5 Ag Չզույգված ē - մեկ(ձախողում, սայթաքում), բայց

n = 6 Au 18 - էլեկտրոնային շերտ, կայուն ենթախմբում

ցինկ, դեռ ամբողջությամբ չի կայունացել այստեղ և

ունակ է կորցնել ē-ն, ուստի CO-ները հնարավոր են

IB խմբի միայն d-տարրերը կազմում են միացություններ, որոնցում CO-ն գերազանցում է N խմբին, և այն ավելի կայուն է Cu2+, Ag+, Au+3-ի համար։

Կրկնակի լիցքավորված պղնձի իոնների բնորոշ հատկությունը ամոնիակի մոլեկուլների հետ համակցվելու ունակությունն է՝ առաջացնելով բարդ իոններ Պղինձը հետքի տարրերից մեկն է: Fe, Cu, Mn, Mo, B, Zn, Co ստացել են այս անվանումը այն պատճառով, որ դրանց փոքր քանակությունն անհրաժեշտ է բույսերի բնականոն գործունեության համար։ Միկրոէլեմենտները մեծացնում են ֆերմենտների ակտիվությունը, նպաստում շաքարի, օսլայի, սպիտակուցների, նուկլեինաթթուների, վիտամինների և ֆերմենտների սինթեզին։ Արծաթը ցածր ակտիվ մետաղ է: Օդի մթնոլորտում այն ​​չի օքսիդանում ոչ սենյակային ջերմաստիճանում, ոչ էլ տաքացնելիս։ Արծաթե առարկաների հաճախ նկատվող սևացումը դրանց մակերևույթում սև արծաթի սուլֆիդի՝ AgS 2-ի առաջացման արդյունք է։ Սա տեղի է ունենում օդում առկա ջրածնի սուլֆիդի ազդեցության տակ, ինչպես նաև, երբ արծաթե առարկաները շփվում են ծծմբային միացություններ պարունակող սննդամթերքի հետ 4Ag + 2H 2 S + O 2 -> 2Ag 2 S + 2H 2 OV լարման միջակայքում, արծաթը զգալիորեն ավելի հեռու է գտնվում, քան ջրածնային ձայնը: Հետևաբար, աղաթթուները և նոսր ծծմբաթթուները դրա վրա ազդեցություն չունեն: Արծաթը սովորաբար լուծվում է ազոտական ​​թթվի մեջ, որը փոխազդում է նրա հետ՝ ըստ հավասարման՝ Ag + 2HNO 3 -> AgNO 3 + NO 2 + H 2 O Արծաթը կազմում է մի շարք աղեր, որոնց լուծույթները պարունակում են անգույն Ag + կատիոններ, երբ ալկալիներ են ազդել արծաթի աղերի լուծույթների վրա, հնարավոր է ակնկալել AgOH ստանալ, բայց փոխարենը նստում է արծաթի(I) օքսիդի շագանակագույն նստվածք՝ 2AgNO 3 + 2NaOH -> Ag 2 O + 2NaNO 3 + H 2 O Բացի արծաթից (I ) օքսիդ, հայտնի են AgO և Ag 2 O 3 օքսիդները. Այն օգտագործվում է լուսանկարչական նյութերի արտադրության մեջ, հայելիների արտադրության մեջ և բժշկության մեջ, ինչպես պղնձը, այնպես էլ արծաթը հակված է ստեղծելու բազմաթիվ անլուծելի արծաթի միացություններ (օրինակ՝ արծաթի (I) օքսիդ - Ag 2 O և արծաթի քլորիդ - Cl), որոնք հեշտությամբ լուծվում են ամոնիակի ջրային լուծույթում: Գալվանական արծաթի համար օգտագործվում են բարդ արծաթի ցիանիդային միացություններ, քանի որ այդ աղերի լուծույթների էլեկտրոլիզի ժամանակ բարակ բյուրեղային արծաթի խիտ շերտ է նստում: Արծաթի բոլոր միացությունները հեշտությամբ կրճատվում են մետաղական արծաթի արտազատմամբ: Եթե ​​ապակե տարայի մեջ արծաթի(I) օքսիդի ամոնիակային լուծույթին որպես վերականգնող նյութ ավելացնեն մի քիչ գլյուկոզա կամ ֆորմալին, ապա ապակու մակերեսի վրա մետաղական արծաթն ազատվում է խիտ փայլուն հայելային շերտի տեսքով: Արծաթի իոնները ճնշում են բակտերիաների զարգացումը և նույնիսկ շատ ցածր կոնցենտրացիաներում ստերիլիզացնում են խմելու ջուրը: Բժշկության մեջ լորձաթաղանթների ախտահանման համար օգտագործվում են հատուկ հավելումներով կայունացված արծաթի կոլոիդային լուծույթներ (պրոտարգոլ, կոլարգոլ և այլն) Արծաթը (այլ ծանր մետաղների հետ, ինչպիսիք են պղինձը, անագը, սնդիկը) ունակ են գործադրել մանրէասպան միջոց։ ազդեցություն փոքր կոնցենտրացիաներում (այսպես կոչված օլիգոդինամիկ ազդեցություն): Արտահայտված մանրէասպան ազդեցություն (որոշ բակտերիաներ հուսալիորեն ոչնչացնելու ունակություն) նկատվում է արծաթի իոնների 0,15 մգ/լ-ից բարձր կոնցենտրացիաների դեպքում: 0,05 - 0,1 մգ/լ քանակությամբ արծաթի իոններն ունեն միայն բակտերիոստատիկ ազդեցություն (բակտերիաների աճը և վերարտադրությունը արգելակելու ունակություն):Չնայած արծաթի ախտահանման արագությունը այնքան էլ բարձր չէ, որքան օզոնի կամ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների, արծաթի իոնները կարող են երկար ժամանակ մնալ ջրի մեջ՝ ապահովելով երկարատև ախտահանում:Արծաթի գործողության մեխանիզմը դեռ լիովին պարզված չէ: Գիտնականները կարծում են, որ ախտահանող ազդեցություն է նկատվում, երբ դրական լիցքավորված արծաթի և պղնձի իոնները էլեկտրաստատիկ կապեր են ստեղծում միկրոօրգանիզմների բջիջների բացասական լիցքավորված մակերեսի հետ: Այս էլեկտրաստատիկ կապերը ստեղծում են լարվածություն, որը կարող է խաթարել բջիջների թափանցելիությունը և նվազեցնել կենսական քանակությամբ սննդանյութերի ներթափանցումը դրանց մեջ: Արծաթի և պղնձի իոնները, ներթափանցելով բջիջների ներսում, փոխազդում են ամինաթթուների հետ, որոնք սպիտակուցների մաս են կազմում և օգտագործվում են ֆոտոսինթեզի գործընթացում։ Արդյունքում խաթարվում է արևի ճառագայթումը միկրոօրգանիզմների համար սննդի և էներգիայի վերածելու գործընթացը, ինչը հանգեցնում է նրանց մահվան: Բազմաթիվ ուսումնասիրությունների արդյունքում արծաթի իոնների արդյունավետ բակտերիալ ազդեցությունը ախտածին միկրոօրգանիզմների, ինչպես նաև վիրուսների մեծ մասի վրա ունի: հաստատվել է։ Այնուամենայնիվ, սպոր ձևավորող միկրոօրգանիզմների տեսակները գործնականում անզգայուն են արծաթի նկատմամբ: Արծաթի իոններով ջրի հարստացումը կարող է իրականացվել մի քանի եղանակով. մեթոդ.

Որակական ռեակցիա պղնձի իոններին
Կալիումի հեքսացիանոֆերատը (2) K 4-ը պղնձի աղի լուծույթով առաջացնում է Cu 2-ի կարմիր-շագանակագույն նստվածք, որը չի լուծվում նոսր թթուներում, բայց լուծելի է ամոնիակի լուծույթում:
Cu 2+ + 4+ ® Cu 2 ¯3 կաթիլ CuSO 4 լուծույթին ավելացրեք 2 կաթիլ K 4 աղ լուծույթ: Դիտեք կարմիր նստվածքի առաջացումը: Ցենտրիֆուգեք նստվածքը և դրան ավելացրեք 3-5 կաթիլ ամոնիակի լուծույթ։

Պղնձի իոնների հայտնաբերման ռեակցիաներ Cu2+

Խմբային ռեակտիվ H2S-ի գործողություն: Ջրածնի սուլֆիդը առաջացնում է պղնձի (II) սուլֆիդի սև նստվածք պղնձի աղերի թթվացված լուծույթներում՝ CuS: CuSO4 + H2S = CuS + H2SO4,Cu2+ + H2S = CuS + 2H+:

Ամոնիումի հիդրօքսիդի NH4OH գործողություն: Ամոնիումի հիդրօքսիդ NH4OH, ավելցուկային վերցված, պղնձի աղերի հետ ձևավորում է ինտենսիվ կապույտ գույնի տետրամինային պղնձի (II) բարդ կատիոն.

CuSO4 + 4NH4OH = SO4 + 4H2O,

Cu2+ + 4NH4OH = + + 4H2O:

Ag+ արծաթի իոնների հայտնաբերման ռեակցիաներ

Խմբային ռեակտիվ HC1-ի գործողություն: Աղաթթուն Ag+ աղերի լուծույթներով առաջացնում է արծաթի քլորիդի AgCl սպիտակ նստվածք, որը գործնականում չի լուծվում ջրում.

Ag+ + Cl- = AgCl.

Արծաթի կատիոնի հայտնաբերում: Հիդրոքլորաթթուն և դրա աղերի լուծույթները (այսինքն՝ Cl-քլորիդ իոնները) Ag+ աղերի լուծույթներով առաջացնում են արծաթի քլորիդի AgCl գործնականում ջրում չլուծվող սպիտակ նստվածք, որը լավ լուծվում է NH4OH լուծույթի ավելցուկում. այս դեպքում առաջանում է ջրում լուծվող բարդ արծաթի աղ՝ դիամմին արծաթի քլորիդ։ Ազոտական ​​թթվի հետագա գործողությամբ բարդ իոնը քայքայվում է, և արծաթի քլորիդը նորից նստում է (այն հայտնաբերելու համար օգտագործվում են արծաթի աղերի այս հատկությունները).

AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3,

AgCl + 2NH4OH = Cl + 2H2O,

Cl + 2HNO3 = AgCl + 2NH4NO3:

90. II B խմբի տարրեր. Ամենակարևոր միացությունների բնորոշ հատկությունները, կենսաբանական դերը: Պղնձի և ցինկ պարունակող ֆերմենտների բարդ բնույթ: Zn 2+ իոնների անալիտիկ ռեակցիաներ.

Ֆերմենտները բնական սպիտակուցային կատալիզատորներ են: Որոշ ֆերմենտներ ունեն զուտ սպիտակուցային բաղադրություն և չեն պահանջում որևէ այլ նյութ իրենց ակտիվությունն արտահայտելու համար: Այնուամենայնիվ, կա ֆերմենտների մեծ խումբ, որոնց ակտիվությունն ի հայտ է գալիս միայն որոշ ոչ սպիտակուցային միացությունների առկայության դեպքում։ Այս միացությունները կոչվում են կոֆակտորներ: Կոֆակտորները կարող են լինել, օրինակ, մետաղական իոններ կամ բարդ կառուցվածքի օրգանական միացություններ. դրանք սովորաբար կոչվում են կոֆերմենտներ: Հաստատվել է, որ ֆերմենտի բնականոն գործունեության համար երբեմն պահանջվում է և՛ կոֆերմենտ, և՛ մետաղական իոն՝ սուբստրատի մոլեկուլի հետ միասին ձևավորելով եռակի բարդույթ։ Այսպիսով, մետաղները կենսաբանական մեքենաների մաս են կազմում՝ որպես անփոխարինելի մաս։ Ֆոսֆորաթթվի մնացորդների տեղափոխման վրա աշխատելու համար անհրաժեշտ են մագնեզիումի իոններ, և նույն նպատակների համար անհրաժեշտ են նաև կալիումի իոններ. Սպիտակուցների հիդրոլիզը պահանջում է ցինկի իոններ և այլն: Ստորև մանրամասն կքննարկենք ֆերմենտները, որպես կանոն, արագացնում են միևնույն տեսակի ռեակցիաները, և դրանցից միայն մի քանիսն են գործում միայն մեկ կոնկրետ և առանձին ռեակցիայի վրա: Այդպիսի ֆերմենտները, որոնք ունեն բացարձակ առանձնահատկություն, ներառում են, մասնավորապես, ուրեազը, որը քայքայում է միզանյութը։ Ֆերմենտների մեծամասնությունը այնքան էլ խիստ չեն իրենց սուբստրատի ընտրության հարցում: Նույն հիդրոլազը, օրինակ, ի վիճակի է կատալիզացնելու մի քանի տարբեր էսթերների հիդրոլիտիկ տարրալուծումը Քանի որ կենսաբանական հետազոտությունների քիմիական կողմը խորանում էր, և քիմիկոսները դառնում էին կենսաբանների օգնականներ և համագործակիցներ, նոր հայտնաբերված ֆերմենտների թիվը անշեղորեն աճում էր. շուտով դրանք պետք է հաշվել ոչ թե տասնյակներով, այլ հարյուրներով։ Կենսաբանական կատալիզատորների տեսականու այս ընդլայնումը որոշ դժվարություններ առաջացրեց ֆերմենտների դասակարգման և անվանացանկի մեջ: Այսպիսով, եթե ֆերմենտը գործում է շաքարի մալթոզայի վրա, ապա այն կոչվում էր «մալթազ», եթե լակտոզայի վրա՝ «լակտազ» և այլն։ Ներկայումս ընդունվել է անվանակարգ, որում անվանումն արտացոլում է նաև ֆերմենտի քիմիական ֆունկցիան։ «Ազա» մասնիկը վերապահված է պարզ ֆերմենտների համար։ Եթե ​​ռեակցիայի մեջ ներգրավված է ֆերմենտների համալիր, ապա օգտագործվում է «համակարգ» տերմինը:

Ֆերմենտները բաժանվում են վեց դասի.

Օքսիդորեդուկտազներ. Սրանք ֆերմենտներ են, որոնք կատալիզացնում են ռեդոքս ռեակցիաները: Օքսիդորեդուկտազների օրինակներ են պիրուվատդեհիդրոգենազը, որը հեռացնում է ջրածինը պիրուվիթթվից, կատալազը, որը քայքայում է ջրածնի պերօքսիդը և այլն։

Գտնվում է չորրորդ շրջանում։
Երկաթի ատոմային զանգվածը 55,84 է, միջուկային լիցքը +26։ Էլեկտրոնների բաշխումն ըստ էներգիայի մակարդակների (+26)՝ 2, 8, 14, 2. 3s23p63d64s2 երկաթի արտաքին և նախաարտաքին շերտի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա։

Այսպիսով, երկաթի ատոմը, բացի երկու ս-չորրորդ արտաքին շերտի էլեկտրոնները, ևս վեցը դ- երրորդ նախնական արտաքին շերտի էլեկտրոնները: Սրանցից դ-էլեկտրոններն ամենաակտիվ 4 չզույգված էլեկտրոններն են: Հետեւաբար, երկաթի վալենտային կապերի առաջացմանը հատկապես ակտիվորեն մասնակցում են 6 էլեկտրոններ՝ 2-ը արտաքին, 4-ը՝ նախաարտաքին շերտերից։ Երկաթի ամենատարածված օքսիդացման վիճակներն են Fe+2 և Fe+3: Երկաթը բնության մեջ ամենատարածված տարրերից մեկն է: Այն տարածվածությամբ չորրորդն է այլ տարրերի շարքում:

■ 57. Ելնելով երկաթի ատոմի կառուցվածքից, ինչպես նաև ուղեծրերում էլեկտրոնների բաշխվածությունից՝ նշե՛ք այս տարրի հնարավոր օքսիդացման աստիճանները։

Երկաթը ազատ վիճակում արծաթափայլ մոխրագույն փայլուն մետաղ է՝ 7,87 խտությամբ, հալման 1535°, եռման 2740°։ Երկաթն ունի ընդգծված ֆերոմագնիսական հատկություններ, այսինքն՝ մագնիսական դաշտի ազդեցությամբ այն մագնիսանում է, իսկ երբ դաշտը կանգ է առնում, պահպանում է մագնիսական հատկությունները՝ ինքնին դառնալով մագնիս։ Երկաթի խմբի բոլոր տարրերն ունեն այս հատկությունները.
Իր քիմիական հատկություններով երկաթը շատ ակտիվ մետաղ է։ Խոնավության բացակայության դեպքում երկաթը օդում չի փոխվում, սակայն օդում խոնավության և թթվածնի ազդեցության տակ այն ենթարկվում է ուժեղ կոռոզիայի և ծածկվում է ժանգի թաղանթով, որը երկաթ է, որը չի պաշտպանում այն ​​հետագա ազդեցությունից: օքսիդացում, և երկաթն աստիճանաբար օքսիդանում է իր ամբողջ զանգվածով.
4Fe + 2H2O + 3O2 = 2Fe2O3 2H2O
Այս արժեքավոր մետաղը կոռոզիայից պաշտպանելու համար մշակվել են մի շարք մեթոդներ:

Լարման շարքում երկաթը գտնվում է ջրածնի ձախ կողմում։ Այս առումով այն հեշտությամբ ենթարկվում է նոսր թթուների՝ վերածվելով գունավոր աղի, օրինակ.
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
Երկաթը չի փոխազդում խտացված ծծմբական և ազոտական ​​թթուների հետ։ Այս թթուները մետաղի մակերեսի վրա ստեղծում են օքսիդի այնպիսի ամուր և խիտ թաղանթ, որ մետաղը դառնում է ամբողջովին պասիվ և այլևս չի մտնում այլ ռեակցիաների մեջ: Միևնույն ժամանակ, երբ ուղղակիորեն փոխազդում է այնպիսի ուժեղ օքսիդացնող նյութերի հետ, ինչպիսին է երկաթը, երկաթը միշտ ցուցադրում է +3 օքսիդացման աստիճան.
2Fe + 3Сl2 = 2FeCl3
Երկաթը արձագանքում է գերտաքացած գոլորշու հետ; այս դեպքում այն ​​տեղահանվում է ջրից, և տաք երկաթը վերածվում է օքսիդի, և դա միշտ կա՛մ երկաթի օքսիդ FeO է, կա՛մ երկաթի օքսիդ Fe3O4(Fe2O3 FeO):
Fe + H2O = FeO + H2

3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2
Մաքուր թթվածնի մեջ տաքացվող երկաթը եռանդուն այրվում է՝ առաջացնելով երկաթի թեփուկներ (տես նկ. 40):

3Fe + 2O2 = Fe3O4

Երբ կալցինացվում է, երկաթը խառնուրդ է առաջացնում ածխածնի և միևնույն ժամանակ երկաթի կարբիդի հետ Fe3C:

■ 58. Թվարկե՛ք երկաթի ֆիզիկական հատկությունները:
59. Ի՞նչ քիմիական հատկություններ ունի երկաթը: Տվեք հիմնավորված պատասխան:

Երկաթի միացություններ

Երկաթը ձևավորում է միացությունների երկու շարք՝ Fe +2 և Fe +3 միացություններ։ Երկաթը բնութագրվում է երկու օքսիդներով՝ օքսիդ FeO և օքսիդ Fe2O3: Ճիշտ է, հայտնի է Fe3O4 խառը օքսիդը, որի մոլեկուլը երկվալենտ երկաթ է՝ Fe2O3 · FeO: Այս օքսիդը կոչվում է նաև երկաթի կշեռք կամ երկաթի օքսիդ:

Սև երկաթի միացությունները պակաս կայուն են, քան երկաթի օքսիդի միացությունները, և օքսիդացնող նյութի առկայության դեպքում, նույնիսկ եթե դա միայն օդ է, սովորաբար վերածվում են երկաթի երկաթի միացությունների։ Օրինակ՝ երկաթի (II) հիդրօքսիդ Fe(OH)2-ը սպիտակ պինդ նյութ է, սակայն այն կարելի է մաքուր ձևով ստանալ միայն այն դեպքում, երբ արձագանքող նյութերի լուծույթները չեն պարունակում լուծված թթվածին, և եթե ռեակցիան իրականացվում է բացակայությամբ։ մթնոլորտային թթվածին.
FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2 + Na2SO4
Աղը, որից ստացվում է երկաթի (II) հիդրօքսիդը, բնականաբար, չպետք է պարունակի օքսիդային միացությունների նվազագույն խառնուրդ։ Քանի որ սովորական կրթական լաբորատորիայում նման պայմաններ ստեղծելը շատ դժվար է, երկաթի (II) հիդրօքսիդը ստացվում է ժելատինային տեսքի քիչ թե շատ մուգ կանաչ նստվածքի տեսքով, որը ցույց է տալիս երկվալենտ երկաթի միացությունների օքսիդացումը երկաթի երկաթի մեջ: Եթե ​​երկաթի (II) հիդրօքսիդը երկար ժամանակ պահվում է օդում, այն աստիճանաբար վերածվում է երկաթի (III) հիդրօքսիդի Fe(OH)3.

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
երկաթը բնորոշ չլուծվող հիդրօքսիդներ են: Երկաթի (II) հիդրօքսիդն ունի հիմնական հատկություններ, մինչդեռ Fe(OH)3-ը՝ շատ թույլ արտահայտված ամֆոտերային հատկություններ։

■ 60. Թվարկե՛ք երկաթի օքսիդի հատկությունները որպես բնորոշ հիմնական օքսիդ: Տվեք հիմնավորված պատասխան: Գրե՛ք ռեակցիայի բոլոր հավասարումները լրիվ և կրճատ իոնային ձևերով:

61. Թվարկե՛ք երկաթի (II) հիդրօքսիդի հատկությունները: Աջակցեք ձեր պատասխանին արձագանքման հավասարումներով:

Երկաթի (II) աղերից առավել կարևոր է երկաթի սուլֆատը FeSO4 · 7H2O, որը պարունակում է բյուրեղացման ջրի 7 մոլեկուլ։ Երկաթի սուլֆատը լավ է լուծվում ջրի մեջ։ Օգտագործվում է գյուղատնտեսական վնասատուների դեմ պայքարելու, ինչպես նաև ներկանյութերի արտադրության մեջ։
Երկաթի եռավալենտ աղերից ամենակարևորը երկաթի քլորիդ FeCl3-ն է, որը շատ հիգրոսկոպիկ նարնջագույն բյուրեղներ է, որոնք պահեստավորման ընթացքում կլանում են ջուրը և լուծվում շագանակագույն մածուկի մեջ:

Երկաթի (II) աղերը հեշտությամբ կարող են վերածվել երկաթի (III) աղերի, օրինակ, երբ տաքացվում են ազոտական ​​թթուով կամ կալիումի պերմանգանատով ծծմբաթթվի առկայության դեպքում.
6FeSO4 + 2HNO3 + 3H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O
Fe +2 աղերի օքսիդացում Fe +3 աղերի մեջ կարող է տեղի ունենալ նաև մթնոլորտային թթվածնի ազդեցության տակ այս միացությունների պահպանման ժամանակ, սակայն այս գործընթացը ավելի երկար է տևում։ Շատ բնորոշ հատուկ ռեակտիվներ օգտագործվում են Fe 2+ և Fe 3+ կատիոնները ճանաչելու համար: Օրինակ՝ երկվալենտ երկաթը ճանաչելու համար վերցրեք արյան կարմիր աղը K3, որը երկվալենտ երկաթի իոնների առկայության դեպքում տալիս է Turnboule blue-ի բնորոշ ինտենսիվ կապույտ նստվածք.
3FeSO4 + 2K3 = Fe32 + 3K2SO4
կամ իոնային տեսքով
3Fe 2+ + 2 3- = Fe32
Fe3+ աղերը ճանաչելու համար օգտագործվում է արյան դեղին K4 աղի ռեակցիա.
4FeCl3 + 3K4 = Fe43 + 12KCl

4Fe 3+ + 3 4- = Fe43
Այս դեպքում հայտնվում է պրուսական կապույտի ինտենսիվ կապույտ նստվածք: Որպես ներկանյութ օգտագործվում են պրուսական կապույտ և Turnboule կապույտ:
Բացի այդ, երկաթի երկաթը կարելի է ճանաչել լուծվող աղերի միջոցով՝ կալիումի թիոցիանատ KCNS կամ ամոնիումի թիոցիանատ NH4CNS: Երբ այդ նյութերը փոխազդում են Fe(III) աղերի հետ, լուծույթը ձեռք է բերում արյան կարմիր գույն։

■ 62. Թվարկե՛ք Fe +3 և Fe +2 աղերի հատկությունները։ Ո՞ր օքսիդացման վիճակն է ավելի կայուն.
63. Ինչպե՞ս Fe +2 աղը վերածել Fe +3 աղի և հակառակը: Բերեք օրինակներ։

Ռեակցիան հետևում է հավասարմանը.
FeCl3 + 3KCNS = Fe(CNS)3 + 3КCl
կամ իոնային տեսքով
Fe 3+ + 3CNS - = Fe (CNS),
Երկաթի միացությունները կարևոր դեր են խաղում օրգանիզմների կյանքում։ Օրինակ, այն մտնում է արյան հիմնական սպիտակուցի` հեմոգլոբինի, ինչպես նաև կանաչ բույսերի` քլորոֆիլի մեջ: Երկաթը օրգանիզմ է մտնում հիմնականում որպես սննդամթերքի օրգանական նյութերի մի մաս: Խնձորը, ձուն, սպանախը, ճակնդեղը մեծ քանակությամբ երկաթ են պարունակում։ Որպես դեղամիջոց՝ երկաթն օգտագործվում է օրգանական թթուների աղերի տեսքով։ Երկաթի քլորիդը ծառայում է որպես հեմոստատիկ նյութ:

■ 64. Երեք փորձանոթները պարունակում են՝ ա) երկաթ (II) սուլֆատ, բ) երկաթ (III) սուլֆատ և գ) երկաթ (III) քլորիդ: Ինչպե՞ս որոշել, թե որ փորձանոթը որ աղն է պարունակում:
65. Ինչպես իրականացնել մի շարք փոխակերպումներ.
Fe → FeCl2 → FeSO4 → Fe2(SO4)3 → Fe(OH)3 → Fe2O3:
66. Տրված են՝ երկաթ, կաուստիկ սոդա. Ինչպե՞ս, օգտագործելով միայն այս նյութերը, կարելի է ձեռք բերել երկաթի (II) հիդրօքսիդ և երկաթի (III) հիդրօքսիդ:
67. Քրոմի (III) քլորիդ և երկաթի (III) քլորիդ պարունակող լուծույթը մշակվել է ավելցուկային ալկալիով: Ստացված նստվածքը զտվել է: Ի՞նչ մնաց ֆիլտրի վրա և ի՞նչ մտավ ֆիլտրատի մեջ: Տրե՛ք հիմնավորված պատասխան՝ օգտագործելով ռեակցիայի հավասարումները մոլեկուլային, լրիվ իոնային և կրճատված իոնային ձևերով:

Երկաթի համաձուլվածքներ

Երկաթը սեւ մետալուրգիայի հիմքն է, ուստի այն արդյունահանվում է հսկայական քանակությամբ։ Կոմունիզմի ընդարձակ շինարարության նոր ծրագիրը նախատեսում է 1980 թվականին 250 միլիոն տոննա պողպատի արտադրություն։ Սա 3,8 անգամ ավելի է, քան 1960թ.
Երկաթը գրեթե երբեք չի օգտագործվում մաքուր տեսքով, այլ միայն համաձուլվածքների տեսքով։ Երկաթի ամենակարևոր համաձուլվածքները ածխածնի հետ են՝ տարբեր թուջեր և պողպատներ: Չուգունի և պողպատի հիմնական տարբերությունը ածխածնի պարունակությունն է. չուգունը պարունակում է ավելի քան 1,7% ածխածին, իսկ պողպատը պարունակում է 1,7% -ից պակաս:

Գործնական մեծ նշանակություն ունեն ֆեռոհամաձուլվածքները (երկաթի և սիլիցիումի համաձուլվածք), ֆերոքրոմը (երկաթի և քրոմի համաձուլվածք), ֆերոմանգանը (երկաթի և մանգանի համաձուլվածք)։ Ֆերրոհամաձուլվածքները չուգուն են, որոնք պարունակում են ավելի քան 10% երկաթ և առնվազն 10% համապատասխան բաղադրիչ: Բացի այդ, դրանք պարունակում են նույն տարրերը, ինչ չուգունը: Ֆեռոհամաձուլվածքներն օգտագործվում են հիմնականում պողպատի «դեօքսիդացման» և որպես համաձուլվածքային կեղտեր:
Չուգունի մեջ տարբերակում են գծային և պիգմենտային: Ձուլման չուգուն օգտագործվում է տարբեր մասերի ձուլման համար: Խողովակների երկաթը սպիտակ է, իսկ ձուլման երկաթը մոխրագույն է: Խոզի երկաթը պարունակում է ավելի շատ մանգան:

Պողպատները ածխածնային են և համաձուլված։ Ածխածնային պողպատները սովորաբար երկաթի և ածխածնի խառնուրդ են, մինչդեռ լեգիրված պողպատները պարունակում են լեգիրող հավելումներ, այսինքն՝ այլ մետաղների խառնուրդներ, որոնք պողպատին տալիս են ավելի արժեքավոր հատկություններ: տալիս է պողպատի ճկունություն, առաձգականություն, կայունություն կարծրացման ժամանակ, և - կարծրություն և ջերմակայունություն։ Ցիրկոնիումային հավելումներով պողպատները շատ առաձգական և ճկուն են. դրանք օգտագործվում են զրահապատ թիթեղներ պատրաստելու համար։ Մանգանի կեղտը պողպատը դարձնում է դիմացկուն հարվածների և շփման նկատմամբ: Բորը բարելավում է պողպատի կտրող հատկությունները գործիքների պողպատների արտադրության մեջ:
Երբեմն հազվագյուտ մետաղների նույնիսկ աննշան կեղտերը նոր հատկություններ են հաղորդում պողպատին: Եթե ​​դուք պողպատե մասը պահում եք բերիլիումի փոշու մեջ 900-1000° ջերմաստիճանում, ապա պողպատի կարծրությունը և դրա մաշվածության դիմադրությունը զգալիորեն մեծանում են:
Քրոմ-նիկելային պողպատը կամ, ինչպես նաև կոչվում է, չժանգոտվող պողպատ, դիմացկուն է կոռոզիայից: Ծծմբի և ֆոսֆորի կեղտերը շատ վնասակար են պողպատի համար՝ դրանք մետաղը դարձնում են փխրուն:

■ 68. Ի՞նչ կարևոր գեղձեր գիտեք:
69. Ո՞րն է պողպատի և չուգունի հիմնական տարբերությունը:
70. Չուգունի ի՞նչ հատկություններ և չուգունի ի՞նչ տեսակներ գիտեք:
71. Ի՞նչ են լեգիրված պողպատները և լեգիրող հավելումները:

Դոմենի գործընթաց

Չուգունը ստացվում է պայթուցիկ վառարաններում ռեդուկցիոն հալման միջոցով։ Դրանք երեսուն մետր բարձրությամբ հսկայական կառույցներ են, որոնք օրական արտադրում են ավելի քան 2000 տոննա չուգուն։ Պայթուցիկ վառարանի կառուցվածքի դիագրամը ներկայացված է Նկ. 83.
Պայթուցիկ վառարանի վերին մասը, որի միջոցով լիցքը բեռնվում է, կոչվում է վերին մասը: Վառարանի միջոցով լիցքավորումը

Բրինձ. 83. Շնչափող վառարանի սխեման.

ընկնում է վառարանի երկար լիսեռի մեջ, որը լայնանում է դեպի ներքև, ինչը հեշտացնում է բեռնված նյութի շարժումը վերևից ներքև: Երբ լիցքը շարժվում է դեպի վառարանի ամենալայն մասը՝ գոլորշին, դրա հետ տեղի են ունենում մի շարք փոխակերպումներ, որոնց արդյունքում ձևավորվում է չուգուն՝ հոսելով օջախ՝ վառարանի ամենաթեժ հատվածը։ Այստեղ է հավաքվում խարամը։ Խոզի երկաթը և խարամը վառարանից դուրս են գալիս դարբնոցի հատուկ անցքերի միջոցով, որոնք կոչվում են թաֆոլներ: Օդը փչում է պայթուցիկ վառարան վառարանի վերևի միջով, որպեսզի վառելիքը վառվի վառարանում:

Դիտարկենք քիմիական գործընթացները, որոնք տեղի են ունենում չուգունի ձուլման ժամանակ։ Պայթուցիկ վառարանի լիցքը, այսինքն՝ դրա մեջ բեռնված նյութերի համալիրը բաղկացած է երկաթի հանքաքարից, վառելիքից և հոսքերից կամ հոսքերից։ Երկաթի հանքաքարերը շատ են։ Հիմնական հանքաքարերն են մագնիսական երկաթի հանքաքար Fe3O4, կարմիր երկաթի հանքաքար Fe2O3, շագանակագույն երկաթի հանքաքար 2Fe2O8 · 3H2O: Պայթուցիկ վառարանի պրոցեսում որպես երկաթի հանքաքար օգտագործվում է սիդերիտ FeCO3, երբեմն էլ FeS2, որը պիրիտային վառարաններում թրծվելուց հետո վերածվում է մխոցի Fe2O3-ի, որը կարող է օգտագործվել մետաղագործության մեջ։ Նման հանքաքարն ավելի քիչ ցանկալի է ծծմբի բարձր պարունակության պատճառով։ Պայթուցիկ վառարանում հալեցնում են ոչ միայն չուգուն, այլև ֆեռոհամաձուլվածքները։ Վառարանում բեռնված վառելիքը ծառայում է և՛ վառարանում բարձր ջերմաստիճանի պահպանմանը, և՛ հանքաքարից երկաթի նվազեցմանը, ինչպես նաև մասնակցում է ածխածնի հետ համաձուլվածքի ձևավորմանը: Վառելիքը սովորաբար կոքս է:

Երկաթի հալման գործընթացում կոքսը գազաֆիկացվում է՝ վերածվելով, ինչպես գազագեներատորում, սկզբում երկօքսիդի, այնուհետև՝ ածխածնի օքսիդի.
C + O2 = CO3 CO2 + C = 2CO
Ստացված ածխածնի օքսիդը լավ գազային վերականգնող նյութ է։ Նրա օգնությամբ երկաթի հանքաքարը վերականգնվում է.
Fe2O3 + 3СО = 3СО2 + 2Fe
Երկաթ պարունակող հանքաքարի հետ միասին վառարան անպայման մտնում են թափոնների ապարների կեղտերը։ Նրանք կարող են լինել շատ հրակայուն և կարող են խցանել վառարանը, որը երկար տարիներ շարունակ աշխատում է: Որպեսզի թափոն ապարը հեշտությամբ հեռացվի վառարանից, այն վերածում են ցածր հալեցման միացության՝ այն վերածելով խարամի՝ օգտագործելով հոսքեր (հոսքեր)։ Օրինակ՝ կրաքար պարունակող հիմնական ապարը վերածել խարամի, որը քայքայվում է վառարանում՝ համաձայն հավասարման.
CaCO3 = CaO + CO2
ավելացնել ավազ: Կալցիումի օքսիդի հետ միաձուլումը, ավազը ձևավորում է սիլիկատ.
CaO + SiO3 = CaSiO3
Սա անհամեմատ ցածր հալման ջերմաստիճան ունեցող նյութ է։ Հեղուկ վիճակում այն ​​կարելի է բաց թողնել ջեռոցից։

Եթե ​​ապարը թթվային է, պարունակում է մեծ քանակությամբ սիլիցիումի երկօքսիդ, ապա, ընդհակառակը, վառարանի մեջ բեռնվում է կրաքար, որը սիլիցիումի երկօքսիդը վերածում է սիլիկատի, և արդյունքը նույն խարամն է։ Նախկինում խարամը թափոն էր, իսկ այժմ այն ​​սառեցվում է ջրով և օգտագործվում որպես շինանյութ։
Վառելիքի այրումը պահպանելու համար տաքացվող, թթվածնով հարստացված օդը շարունակաբար մատակարարվում է պայթուցիկ վառարան: Ջեռուցվում է հատուկ օդատաքացուցիչներում՝ կիուպերներում։ Cowper-ը հրակայուն աղյուսներից պատրաստված բարձր աշտարակ է, որտեղ շեղվում են պայթուցիկ վառարանից դուրս եկող տաք գազերը։ Պայթյունային վառարանների գազերը պարունակում են ածխածնի երկօքսիդ CO2, N2 և ածխածնի երկօքսիդ CO: Ածխածնի երկօքսիդը այրվում է ցորենի մեջ՝ դրանով իսկ բարձրացնելով նրա ջերմաստիճանը։ Այնուհետև պայթուցիկ վառարանով գազերը ավտոմատ կերպով ուղարկվում են մեկ այլ կավատար, և առաջինի միջով սկսում է օդը փչել դեպի պայթուցիկ վառարան: Տաք կափարիչում օդը տաքացվում է, և այդպիսով խնայվում է վառելիքը, որը մեծ քանակությամբ կծախսվի պայթուցիկ վառարան մտնող օդը տաքացնելու վրա։ Յուրաքանչյուր պայթուցիկ վառարան ունի մի քանի այրիչ:

■ 72. Ինչպիսի՞ն է պայթուցիկ վառարանի լիցքի բաղադրությունը:
73. Թվարկե՛ք հիմնական քիմիական գործընթացները, որոնք տեղի են ունենում չուգունի ձուլման ժամանակ:
74. Ի՞նչ բաղադրություն ունի պայթուցիկ վառարանային գազը և ինչպե՞ս է այն օգտագործվում կավագործներում:
75. 4% ածխածին պարունակող որքա՞ն թուջ կարելի է ստանալ 10% կեղտ պարունակող 519,1 կգ մագնիսական երկաթի հանքաքարից:
76. Կոքսի ո՞ր քանակությունն է տալիս ածխածնի մոնօքսիդի ծավալ, որը բավարար է 320 կգ երկաթի օքսիդը նվազեցնելու համար, եթե կոքսը պարունակում է 97% մաքուր ածխածին:
77. Ինչպե՞ս պետք է մշակել սիդերիտը, որպեսզի դրանցից երկաթ ստացվի:

պողպատագործություն

Պողպատը ձուլվում է երեք տեսակի վառարաններում՝ բաց օջախով վերականգնող վառարաններ, Բեսեմերի փոխարկիչներ և էլեկտրական վառարաններ։
Բաց օջախի վառարանը ամենաժամանակակից վառարանն է, որը նախատեսված է պողպատի հիմնական մասը հալեցնելու համար (նկ. 84): Բաց օջախի վառարանը, ի տարբերություն պայթուցիկ վառարանի, անընդհատ գործող վառարան չէ:

Բրինձ. 84. Բաց օջախ վառարանի դիագրամ

Դրա հիմնական մասը լոգարանն է, որի մեջ անհրաժեշտ նյութերը բեռնվում են պատուհանների միջով՝ հատուկ մեքենայի միջոցով։ Բաղնիքը հատուկ անցուղիներով միացված է ռեգեներատորներին, որոնք ծառայում են վառարան մատակարարվող այրվող գազերի և օդի տաքացմանը։ Ջեռուցումն առաջանում է այրման արտադրանքի ջերմության շնորհիվ, որոնք ժամանակ առ ժամանակ անցնում են ռեգեներատորներով։ Քանի որ դրանք մի քանիսն են, հերթով աշխատում են, հերթով տաքանում։ Բաց օջախի վառարանը կարող է արտադրել մինչև 500 տոննա պողպատ մեկ հալեցման համար:

Բաց օջախ վառարանի լիցքը շատ բազմազան է. լիցքը ներառում է չուգուն, մետաղի ջարդոն, հանքաքար, նույն բնույթի հոսքեր (հոսքեր), ինչ պայթուցիկ վառարանի գործընթացում: Ինչպես պայթուցիկ վառարանների գործընթացում, այնպես էլ պողպատի ձուլման ժամանակ օդը և այրվող գազերը ջեռուցվում են ռեգեներատորներում՝ օգտագործելով արտանետվող գազերի ջերմությունը: Բաց օջախ վառարանների վառելիքը կա՛մ մազութ է, որը ցողվում է վարդակներով կամ այրվող գազերով, որոնք ներկայումս հատկապես լայնորեն օգտագործվում են: Այստեղ վառելիքը ծառայում է միայն վառարանում բարձր ջերմաստիճանի պահպանմանը։
Պողպատի ձուլման գործընթացը սկզբունքորեն տարբերվում է պայթուցիկ վառարանի գործընթացից, քանի որ պողպատի գործընթացը նվազեցնող գործընթաց է, իսկ պողպատի ձուլումը օքսիդատիվ գործընթաց է, որի նպատակն է նվազեցնել ածխածնի պարունակությունը՝ օքսիդացնելով այն մետաղի զանգվածում: Գործընթացները, որոնք տեղի են ունենում, բավականին բարդ են։

Պարունակվում է հանքաքարում և օդով մատակարարվում վառարան գազային վառելիքի այրման համար, այն օքսիդանում է, ինչպես նաև երկաթի զգալի քանակություն՝ այն վերածելով հիմնականում երկաթի (II) օքսիդի՝ 2Fe + O2 = 2FeO։
Չուգունի կամ բարձր ջերմաստիճանի այլ մետաղների ցանկացած կեղտերի մեջ պարունակվող երկաթի (II) օքսիդը նորից վերածվում է մետաղական երկաթի, համաձայն հավասարման՝ Si + 2FeO = SiO2 + 2Fe Mn + FeO = MnO + Fe.
Նմանապես փոխազդում է երկաթի (II) օքսիդի և C + FeO = Fe + CO
Գործընթացի վերջում ավելացվում են «դեօքսիդիչներ»՝ ֆերոհամաձուլվածքներ՝ մնացած երկաթի (II) օքսիդը վերականգնելու համար (կամ, ինչպես ասում են, այն «դեօքսիդացնելու» համար։ Դրանցում առկա մանգանի և սիլիցիումի հավելումները նվազեցնում են մնացած երկաթի (II) օքսիդը՝ համաձայն վերը նշված հավասարումների։ Սրանից հետո հալումն ավարտվում է։ Բաց օջախի վառարաններում հալումը տեւում է 8-10 ժամ։

Բրինձ. 85. Բեսեմերի փոխարկիչի նախագծման դիագրամ

Բեսեմերի փոխարկիչը (նկ. 85) ավելի հին տիպի վառարան է, բայց շատ բարձր արտադրողականությամբ: Քանի որ փոխարկիչը գործում է առանց վառելիքի սպառման, պողպատի արտադրության այս մեթոդը զգալի տեղ է զբաղեցնում մետալուրգիայում: Փոխարկիչը տանձաձև պողպատե անոթ է՝ 20-30 տոննա տարողությամբ, ներսից շարված հրակայուն աղյուսներով։ Փոխարկիչում յուրաքանչյուր հալվելը տեւում է 12-15 րոպե։ Փոխարկիչն ունի մի շարք թերություններ. այն կարող է աշխատել միայն հեղուկ չուգունի վրա: Դա պայմանավորված է նրանով, որ ածխածնի օքսիդացումն իրականացվում է ներքևից հեղուկ չուգունի ողջ զանգվածի միջով անցնող օդի միջոցով, ինչը զգալիորեն արագացնում է հալումը և մեծացնում օքսիդացման ինտենսիվությունը: Բնականաբար, այս դեպքում երկաթի «թափոնը» հատկապես մեծ է։ Միևնույն ժամանակ հալման կարճ ժամանակը թույլ չի տալիս այն կարգավորել կամ համաձուլել ավելացնել, ուստի հիմնականում ածխածնային պողպատները հալեցնում են փոխարկիչներում։ Հալման վերջում օդի մատակարարումը դադարեցվում է և, ինչպես բաց օջախում, ավելացվում են «դեօքսիդիչներ»:

Էլեկտրական վառարաններում (նկ. 86) հալեցնում են հատուկ դասերի լեգիրված պողպատը, հիմնականում բարձր հալման կետով, պարունակող և այլ հավելումներ։ Պատրաստի պողպատը ուղարկվում է գլանվածքի: Այնտեղ հսկայական շարժակազմերի վրա՝ ծաղկող և սալաքարային գործարաններում, տաք պողպատե ձուլակտորները սեղմվում են գլանափաթեթներով, որոնք հնարավորություն են տալիս պողպատե ձուլակտորից ստանալ տարբեր ձևեր:

Նկար 86. Էլեկտրական աղեղային վառարանի դիագրամ: 1 - էլեկտրոդներ, 2 - բեռնման պատուհան, 3 - պողպատի բաց թողնման խողովակ, 4 - պտտվող մեխանիզմ

Համաձուլվածքների տեսքով երկաթը լայնորեն կիրառվում է ժողովրդական տնտեսության մեջ։ Առանց դրա ժողովրդական տնտեսության ոչ մի հատված չի կարող։ Սև մետաղները փրկելու համար ներկայումս, հնարավորության դեպքում, փորձում են դրանք փոխարինել սինթետիկ նյութերով։
Սև մետաղներից պատրաստում են հաստոցներ և մեքենաներ, ինքնաթիռներ և գործիքներ, երկաթբետոնե կոնստրուկցիաների ամրացում, բանկաների և տանիքի թիթեղների համար թիթեղներ, նավեր և կամուրջներ, գյուղատնտեսական մեքենաներ և ճառագայթներ, խողովակներ և կենցաղային ապրանքների մի ամբողջ շարք:

■ 78. Ո՞րն է հիմնական տարբերությունը պողպատի ձուլման գործընթացի և պայթուցիկ վառարանի գործընթացի միջև:
79. Ի՞նչ վառարաններ են օգտագործվում պողպատը հալեցնելու համար:
80. Ի՞նչ են ռեգեներատորները բաց օջախի վառարանում:

81. Նշե՛ք բաց օջախի լիցքի բաղադրությունը և դրա տարբերությունը պայթուցիկ վառարանի լիցքի կազմից:
82. Որոնք են «դեօքսիդիչները»:
83. Ինչու՞ է պողպատի ձուլումը կոչվում օքսիդատիվ ձուլում:
84. 1% ածխածին պարունակող որքա՞ն պողպատ կարելի է ստանալ 4% ածխածին պարունակող 116,7 կգ թուջից:
85. 80% մանգան պարունակող որքան ֆերոմանգան է անհրաժեշտ 36 կգ երկաթի օքսիդը «դեօքսիդացնելու» համար:

Հոդված «Երկաթ» թեմայով VIII խմբի երկրորդական ենթախումբ

ԵՐԿԱԹ ԵՎ ԷԼԵԿՏՐԱԷՆԵՐԳԻԱ Պողպատների հատկությունները բազմազան են։ Կան պողպատներ, որոնք նախատեսված են ծովի ջրում երկար մնալու համար, պողպատներ, որոնք կարող են դիմակայել բարձր ջերմաստիճաններին և...

Դ.Ի.Մենդելեևի Պարբերական աղյուսակի երկրորդական ենթախմբի VIII խմբի տարրերի ընդհանուր բնութագրերը:

Երկաթե ենթախումբ- քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակի 8-րդ խմբի քիմիական տարրեր. Խումբը ներառում է երկաթ Fe, ռութենիումՌու և օսմիումՕս. Ելնելով ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայից՝ նույն խմբին է պատկանում նաև արհեստականորեն սինթեզված տարրը. ՀասիյՀս.

8 խմբի բոլոր տարրերը պարունակում են 8 էլեկտրոն իրենց վալենտային թաղանթներում: Խմբի երկու տարրերը՝ ռութենիումը և օսմիումը, պատկանում են պլատինե մետաղների ընտանիքին։ Ինչպես մյուս խմբերի դեպքում, 8-րդ խմբի տարրերի անդամները ցուցադրում են էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայի օրինաչափություններ, հատկապես արտաքին թաղանթներում, թեև, զարմանալիորեն, ռութենիումը չի հետևում այս միտումին: Այնուամենայնիվ, այս խմբի տարրերը նույնպես նմանություններ են ցուցադրում ֆիզիկական հատկությունների և քիմիական վարքագծի մեջ:

Երկաթը որպես գործիքի նյութ հայտնի է եղել հնագույն ժամանակներից։ Երկաթի արտադրության և օգտագործման պատմությունը սկսվում է նախապատմական դարաշրջանից, ամենայն հավանականությամբ երկնաքարի երկաթի օգտագործմամբ:

Ռութենիումը հայտնաբերել է Կազանի համալսարանի պրոֆեսոր Կառլ Կլաուսը 1844 թվականին։ Կլաուսն այն մեկուսացրեց Ուրալի պլատինի հանքաքարից իր մաքուր տեսքով և մատնանշեց ռութենիում - ռոդիում - պալադիում և օսմիում - իրիդիում - պլատին եռյակների նմանությունները: Նա նոր տարրը անվանել է ռութենիում` ի պատիվ Ռուսի (Ruthenia-ն ռուսի լատիներեն անվանումն է):

Օսմիումը հայտնաբերվեց 1804 թվականին անգլիացի քիմիկոս Սմիթսոն Թենանտի կողմից ջրի մեջ պլատինի լուծարումից հետո մնացած նստվածքում:

Բնության մեջ երկաթը հազվադեպ է հանդիպում մաքուր ձևով, այն ամենից հաճախ հանդիպում է երկաթ-նիկելային երկնաքարերում: Երկրակեղևում երկաթի տարածվածությունը կազմում է 4,65% (4-րդ տեղ՝ թթվածնից, սիլիցիումից և ալյումինից հետո)։ Կարծիք կա նաև, որ երկաթը կազմում է երկրի միջուկի մեծ մասը:

Ռութենիումը մարդկանց մեջ ամենաառատ պլատինե մետաղն է, բայց գրեթե ամենահազվադեպը: Կենսաբանական դեր չի կատարում։ Կենտրոնացված է հիմնականում մկանային հյուսվածքի մեջ: Ավելի բարձր ռութենիումի օքսիդը չափազանց թունավոր է և, լինելով ուժեղ օքսիդացնող նյութ, կարող է առաջացնել դյուրավառ նյութերի այրում: Օսմիումը կարող է գոյություն ունենալ նաև մարդկանց մեջ աննկատելիորեն փոքր քանակությամբ:

Դ.Ի.Մենդելեևի Պարբերական աղյուսակի երկրորդական ենթախմբի VIII խմբի տարրերի ընդհանուր բնութագրերը: - հայեցակարգ և տեսակներ: «Դ.Ի. Մենդելեևի Պարբերական աղյուսակի երկրորդական ենթախմբի VIII խմբի տարրերի ընդհանուր բնութագրերը» կատեգորիայի դասակարգումը և առանձնահատկությունները: 2017թ., 2018թ.

IB խմբում (պղնձի խումբ) կան անցումային մետաղներ Cu, Ag, Au, որոնք ունեն էլեկտրոնների նման բաշխում, որը որոշվում է էլեկտրոնների «բեկման» կամ «խափանման» ֆենոմենով։

«Ճեղքման» ֆենոմենը երկու վալենտային էլեկտրոններից մեկի խորհրդանշական փոխանցումն է d ենթամակարդակ, որն արտացոլում է միջուկի կողմից արտաքին էլեկտրոնների անհավասար պահպանումը:

Մեկ s-էլեկտրոնի անցումը արտաքին մակարդակին հանգեցնում է d-ենթամակարդակի կայունացման: Հետևաբար, կախված գրգռման աստիճանից, IB խմբի ատոմները կարող են նվիրաբերել մեկից երեք էլեկտրոն՝ քիմիական կապ ստեղծելու համար։ Արդյունքում IB խմբի տարրերը կարող են առաջացնել +1, +2 և +3 օքսիդացման վիճակներով միացություններ։ Այնուամենայնիվ, կան տարբերություններ. պղնձի համար առավել կայուն օքսիդացման վիճակներն են +1 և +2; արծաթի համար +1, իսկ ոսկու համար +1 և +3: Այս խմբում առավել բնորոշ կոորդինացիոն թվերն են 2, 3, 4:

1B խմբի տարրերը համեմատաբար իներտ են: Էլեկտրաքիմիական շարքում նրանք գալիս են ջրածնի հետևից, ինչը դրսևորվում է նրանց թույլ վերականգնողական ունակությամբ։ Ուստի բնության մեջ դրանք հանդիպում են հայրենի տեսքով։ Դրանք առաջին մետաղներից են, որոնք հին մարդը հայտնաբերել և օգտագործել է: Հետևյալ միացությունները հայտնաբերված են որպես բրածոներ՝ Cu 2 O - կուպրիտ, Cu 2 S - խալկոցիտ, Ag 2 S - արգենտիտ, ականիտիտ, AgCl - կերարգիրիտ, AuTe 2 - կալավերիտ, (Au,Ag)Te 4 - սիլվանիտ:

IB խմբում նվազող և հիմնական հատկությունները պղնձից նվազում են ոսկու:

Պղնձի, արծաթի, ոսկու միացությունների քիմիական հատկությունները.

Արծաթի (I) օքսիդը ստացվում է արծաթը թթվածնով տաքացնելով կամ AgNO3 լուծույթները ալկալիներով մշակելով.

2 AgNO 3 + 2KOH > Ag 2 O + 2KNO 3 + H 2 O

Արծաթի (I) օքսիդը փոքր-ինչ լուծվում է ջրի մեջ, սակայն հիդրոլիզի պատճառով լուծույթներն ունենում են ալկալային ռեակցիա.

Ag 2 O + H 2 O > 2Ag + + 2OH -

ցիանիդային լուծույթներում այն ​​վերածվում է բարդույթի.

Ag 2 O + 4KN + H 2 O > 2K[Ag(CN) 2] + 2KON

Ag 2 O-ն էներգետիկ օքսիդացնող նյութ է: Օքսիդացնում է քրոմի (III) աղերը.

3Ag 2 O + 2Cr (OH) 3 + 4NaOH > 2Na 2 CrO 4 + 6Ag + 5H 2 O,

ինչպես նաև ալդեհիդներ և հալոգենացված ածխաջրածիններ։

Արծաթի (I) օքսիդի օքսիդատիվ հատկությունները որոշում են դրա կասեցման օգտագործումը որպես հակասեպտիկ:

Նորմալ ռեդոքսային պոտենցիալների էլեկտրաքիմիական շարքում արծաթը գալիս է ջրածնից հետո։ Հետևաբար, մետաղական արծաթը փոխազդում է միայն օքսիդացնող կենտրոնացված ազոտական ​​և ծծմբական թթուների հետ.

2Аg + 2Н 2 SO 4 > Аg 2 SO 4 + 5О 2 + 2Н 2 О

Արծաթի աղերի մեծ մասը թեթևակի կամ վատ լուծվող են: Հալիդները և ֆոսֆատները գործնականում անլուծելի են: Արծաթի սուլֆատը և արծաթի կարբոնատը վատ լուծվող են: Արծաթի հալոգենիդների լուծույթները քայքայվում են ուլտրամանուշակագույն և ռենտգենյան ճառագայթների ազդեցության տակ.

2АgСl -- hн > 2Аg + Сl 2

Բրոմիդների խառնուրդով AgCl բյուրեղներն էլ ավելի զգայուն են ուլտրամանուշակագույն և ռենտգենյան ճառագայթների ազդեցության նկատմամբ: Լույսի քվանտի ազդեցության տակ բյուրեղում տեղի են ունենում ռեակցիաներ

Br -- + hn > Br° + e -

Аg + + e ~ > Аg°

2АgВr > 2Аg 0 + Вr 2

Արծաթի հալոգենիդների այս հատկությունն օգտագործվում է լուսազգայուն նյութերի, մասնավորապես լուսանկարչական թաղանթների և ռենտգենային ֆիլմերի արտադրության մեջ:

Չլուծվող արծաթի քլորիդը և արծաթի բրոմիդը լուծվում են ամոնիակի մեջ՝ առաջացնելով ամոնիակ.

AgСl + 2NН 3 > [Аg(NH 3) 2 ]Сl

AgCl-ի տարրալուծումը հնարավոր է, քանի որ արծաթի իոնները միանում են շատ ուժեղ բարդ իոնի: Լուծույթում այնքան քիչ արծաթի իոններ են մնացել, որ դրանք բավարար չեն նստվածք ձևավորելու համար, քանի որ կոնցենտրացիաների արտադրանքը լուծելիության հաստատունից փոքր է:

AgCl-ի մանրէասպան հատկությունները օգտագործվում են գազային լորձաթաղանթների բուժման պատրաստուկներում: Սննդամթերքի մանրէազերծման և պահպանման համար օգտագործվում է «արծաթե ջուր»՝ թորած ջուր՝ մշակված AgCl բյուրեղներով:

Ինչպես արծաթը, այնպես էլ պղինձը (I) առաջացնում է չլուծվող հալոգենիդներ։ Այս աղերը լուծվում են ամոնիակի մեջ և կազմում են բարդույթներ.

СuСl + 2NН 3 > [Сu(NН 3) 2 ]Сl

Ջրում անլուծելի են պղնձի օքսիդները և հիդրօքսիդները (II), որոնք իրենց բնույթով հիմնային են և լուծվում են թթուներում.

Cu(OH) 2 + 2HCl + 4H 2 O > [Cu(H 2 O) 6 ]Cl 2

Ստացված ակվակացիան [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ լուծումներին տալիս է վառ կապույտ գույն։

Պղնձի (II) հիդրօքսիդը լուծվում է ամոնիակի մեջ և ձևավորում է մի համալիր, որը լուծույթը դարձնում է կապույտ.

Cu(OH) 2 + 4NH 3 + 2H 2 O > [Cu(NH 3) 4 (H 2 O) 2 ](OH) 2

Այս ռեակցիան օգտագործվում է պղնձի (II) իոնների որակական ռեակցիայի համար։

Պղնձի, արծաթի և ոսկու աղերը փոխազդում են ալկալիական մետաղների սուլֆիդների և ջրածնի սուլֆիդի հետ՝ առաջացնելով ջրում չլուծվող նստվածքներ՝ Ag 2 S, Cu 2 S, CuS, Au 2 S 3:

IB խմբի մետաղների բարձր հարաբերակցությունը ծծմբի նկատմամբ որոշում է M--S-ի կապակցման բարձր էներգիան, և դա, իր հերթին, որոշում է նրանց վարքի հատուկ բնույթը կենսաբանական համակարգերում:

Այս մետաղների կատիոնները հեշտությամբ փոխազդում են ծծումբ պարունակող խմբեր պարունակող նյութերի հետ։ Օրինակ, Ag + և Cu + իոնները փոխազդում են միկրոօրգանիզմների դիթիոլային ֆերմենտների հետ հետևյալ սխեմայի համաձայն.

Մետաղական իոնների ներառումը սպիտակուցի մեջ անակտիվացնում է ֆերմենտները և ոչնչացնում սպիտակուցները։

Նույն մեխանիզմն է ընկած մաշկաբանության մեջ օգտագործվող արծաթ և ոսկի պարունակող դեղամիջոցների գործողության հիմքում:

Ամենատարածված ոսկու (III) միացությունը AuCl 3 քլորիդն է, որը շատ լուծելի է ջրում:

Ոսկու (III) օքսիդը և հիդրօքսիդը ամֆոտերային միացություններ են՝ ավելի ընդգծված թթվային հատկություններով։ Ոսկու (III) հիդրօքսիդը անլուծելի է ջրում, բայց լուծվում է ալկալիներում՝ առաջացնելով հիդրոքսոմպլեքս.

AuO(OH) + NaOH + H 2 O > Na[Au(OH) 4]

Փոխազդում է թթուների հետ՝ ձևավորելով թթվային բարդույթ.

AuO(OH) + 2H 2 SO 4 > H[Au(SO 4) 2 ] + 2H 2 O

Ոսկու և նրա անալոգների համար հայտնի են մեծ թվով բարդ միացություններ: Aqua regia-ում ոսկու լուծարման հայտնի ռեակցիան (1 ծավալ կոնց. HMO3 և 3 ծավալ կոնց. HCl) բարդ թթվի առաջացումն է.

Au + 4HCl + HNO 3 > H[AuCl 4 ] + NO + 2H 2 O

Օրգանիզմում պղինձը գործում է օքսիդացման + 1 և +2 վիճակներում։ Cu + և Cu 2+ իոնները բակտերիայից մեկուսացված «կապույտ» սպիտակուցների մի մասն են: Այս սպիտակուցներն ունեն նմանատիպ հատկություններ և կոչվում են ազուրիններ։

Պղինձը (I) ավելի ամուր է կապվում ծծմբ պարունակող լիգանդների հետ, իսկ պղինձը (II)՝ սպիտակուցների կարբոքսիլային, ֆենոլային և ամինո խմբերին։ Պղինձը (I) տալիս է 4 կոորդինացիոն թվով կոմպլեքսներ։ Կազմվում է քառանիստ կառուցվածք (եթե ներգրավված է զույգ թվով d-էլեկտրոններ)։ Պղնձի համար (II) կոորդինացիոն թիվը 6 է, որը համապատասխանում է համալիրի օրթորոմբիկ երկրաչափությանը։