Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Соли титанила и титанаты, их получение и свойства. Соединения с галогенами, свойства и способы получения. Применение металлов и их соединений.






    Соли титана гидролизуются в воде, образуя разнообразные соли титанила — группы TiO² ⁺, ведущей себя как двузарядный ион.

    Диоксид титана TiO2— прочное белое вещество, существует в нескольких модификациях (рутил, анатаз).

    Диоксид титана амфотерен, то есть проявляет как осно́ вные, так и кислотные свойства (хотя реагирует главным образом с концентрированными кислотами).

    Медленно растворяется в концентрированной серной кислоте, образуя соответствующие соли четырёхвалентного титана:

    TiO2 + 2H2SO4 → Ti(SO4)2 + 2H2O

    В концентрированных растворах щелочей или при сплавлении с ними образуются титанаты — соли титановой кислоты (амфотерного гидроксида титанаTiO(OH)2)

    TiO2 + 2NaOH → Na2TiO3 + H2O

    То же происходит и в концентрированных растворах карбонатов или гидрокарбонатов:

    TiO2 + K2CO3 → K2TiO3 + CO2

    TiO2 + 2KHCO3 → K2TiO3 + 2CO2↑ + H2O

    C перекисью водорода даёт ортотитановую кислоту:

    TiO2 + 2H2O2 → H4TiO4 + О2

    Титанаты — соли существующих метатитановой Н2ТiO3, ортотитановой Н4ТiO4, полититановых H2nTimO2m+n кислот.

    Являются компонентами титанистых шлаков-полупродуктов при переработке некоторых типов титановых руд. Получают титанаты спеканием или сплавлением TiO2 с оксидами, карбонатами или гидроксидами соответствующих металлов, нагреванием совместно осажденных гидроксидов, карбонатов, оксалатов. Титанаты (III) (устаревшее название титаниты) изучены гораздо меньше. Для щелочных металлов известны MTiO2; для щелочно-земельных MTi2O4, для РЗЭ MTiO3 (со структурой типа перовскита). Все они не растворимы в воде, разлагаются минеральными кислотами. При нагревании на воздухе окисляются до титанатов (IV).

    При нагревании Ti взаимодействует с галогенами. Тетрахлорид титана TiCl4 при обычных условиях — бесцветная жидкость, сильно дымящая на воздухе, что объясняется гидролизом TiCl4, содержащимися в воздухе парами воды и образованием мельчайших капелек HCl и взвеси гидроксида титана.

    Восстановлением TiCl4 водородом, алюминием, кремнием, другими сильными восстановителями, получен трихлорид и дихлорид титана TiCl3 и TiCl2 — твёрдые вещества, обладающие сильными восстановительными свойствами. Ti взаимодействует с Br2 и I2.

    Благодаря исключительно высокому сопротивлению коррозии титан – прекрасный материал для изготовления химической аппаратуры. Но главное свойство титана, способствующее все большему его применению в современной технике, — высокая жаростойкость как самого титана, так и его сплавов с алюминием и другими металлами. Кроме того эти сплавы обладают жаропрочностью – способностью сохранять высокие механические свойства при высоких температурах. Все это делает сплавы титана весьма ценными материалами для самолето- и ракетостроения.

     

    56. Общая характеристика d-элементов V группы. Способы получения и свойства. Оксиды, гидроксиды, галогениды – способы получения, свойства.

    Подгруппа V включает следующие элементы: ванадий - V, ниобий - Nb, тантал - Ta. Общая электронная формула: (n-1)d3ns2. У ниобия наблюдается провал электрона с образованием конфигурации 4d45s1. Ванадий распространенный элемент, его кларк равен 0, 006 мол.%. Основные минералы: патронит VS2-2, 5, ванадинит Pb5(VO4)3Cl. Ниобий и тантал - редкие и рассеянные элементы, обычно встречаются вместе, образуя минерал состава (Fe, Mn)(ЭО3)2 (при преобладающем содержании ниобия - колумбит, при большем содержании тантала - танталат).

    В виде простых веществ ванадий, ниобий и тантал - серые тугоплавкие металлы, химически весьма инертны. При нагревании окисляются кислородом, фтором, хлором, азотом, углеродом:

    T t

    4V + 5O2 = 2V2O5; 2V + 5F2 = 2VF5

    t

    2Nb + 5Cl2 = 2NbCl5

    Ванадий при обычных условиях растворим в царской водке и концентрированной плавиковой кислоте. При нагревании растворим в азотной и концентрированной серной кислоте. Ниобия и тантал растворяются в смеси плавиковой и азотной кислоты.

    3Ta + 5HNO3 + 21HF = 3H2[TaF7] + 5NO + 10H2O

    В присутствии окислителей ванадий, ниобий и тантал растворяются в щелочах:

    4Nb + 5O2 + 12KOH = 4K3NbO4 + 6H2O

    ниобат калия

    Получают ванадий, ниобий и тантал металлотермическим способом из оксидов или комплексных фторидов:

    t

    Nb2O5 + 5Ca = 5CaO + 2Nb

    t

    K2[TaF7] + 5Na = 2KF + 5NaF + 2Ta

    Продукты взаимодействия ванадия, ниобия и тантала с неметаллами малой активности (водород, азот, углерод, бор) представляют собой соединения переменного состава (ЭН, ЭN, Nb2N, TaN, ЭС, Э2С, ЭВ, ЭВ2) и отличаются высокой устойчивостью к воде и разбавленным кислотам.

    Соединения в степени окисления +2 более или менее устойчивы только для ванадия, который образует оксид VO (VO0, 9-1, 3). Оксид ванадия(II) проявляет свойства основного оксида: реагирует с кислотами, образуя соли ванадия(II):

    VO + 2H+ + 4H2O = [V(H2O)6]2+

    Соли катиона V2+ окрашены в фиолетовый цвет, сильные восстановители, окисляются даже водой:

    2V2+Cl2 + 2H2O = 2V3+(OH)Cl2 + H2­

    Степень окисления +3 также характерна только для ванадия. Основные соединения ванадия(III): оксид - V2O3 - и гидроксид - V2O3× nH2O - амфотерные соединения с преобладанием основных свойств, галогениды и соли катиона V3+. Производные ванадия(III) - сильные восстановители, в растворах окисляются кислородом воздуха:

    4VCl3 + O2 + 4HCl = 4VCl4 + 2H2O

    Соединения в степени окисления +4 для ванадия наиболее устойчивы. VO2 - амфотерный оксид, легко растворяющийся в растворах кислот и щелочей:

    4VO2 + 2KOH = K2[V4O9] + H2O

    VO2 + 2H+ + 4H2O = [VO(H2O)5]2+

    Катион VO2+ (оксованадил или просто ванадил-катион) окрашен в светло-синий цвет и образует устойчивые соли со многими кислотами.

    Галогениды ванадия(IV) гидролитически неустойчивы и в водных растворах быстро переходят в галогениды ванадила:

    VCl4 + H2O = VOCl2 + 2HCl

    Для ниобия и тантала описаны диоксиды, тетрагалогениды и оксодигалогениды - ЭОCl2. Все производные Nb(IV), Ta(IV) - сильные восстановители.

    Для ванадия(V) известны только оксид V2O5 и пентафторид VF5. Для ниобия и тантала данная степень окисления наиболее устойчива.

    Оксиды Э2О5 - тугоплавкие кристаллические вещества, проявляющие отчетливо выраженные кислотные свойства:

    t

    Э2О5 + 2КОН = 2КЭО3 + Н2О

    Галогениды ЭНаl5 - вещества, имеющие молекулярное строение: фториды ниобия(V) и тантала(V) тетрамерны, хлориды и бромиды имеют димерное строение. Легкорастворимы в органических соединениях, летучи, водой нацело гидролизуются, склонны к образованию анионных координационных соединений:

    2NbCl5 + 5H2O = Nb2O5 + 10HCl

    TaF5 + 2KF = K2[TaF7]






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.