Т., Асылбекова Г. Т. Элементтер химиясы
Практикалық сабақ 14. VII, VIIІ топтың қосымша топша элементтері
жүктеу/скачать 1.45 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Химиялық қасиеттері
| Практикалық сабақ 14. VII, VIIІ топтың қосымша топша элементтері.
Элементтер атомдарына жалпы сипаттама. Жай заттардың химиялық және физикалық қасиеттері. Марганец. Марганецтің табиғи қосылыстары, қосылстарынан алу жолдары, қолдануы. Марганец қосылыстары, олардың тотығу дәрежесіне тәуелділігі. Марганецті және марганец қышқылдары, манганаттар және перманганаттар. Темір қатарының элементтері. Ашылу тарихы, маңызды қосылыстары. Темірдің маңызды құймалары: шойын, болат, легирленген болаттар. Шойын өндіріс және болатқа айналдыру химиясы. Темір, кобальт, никель (II, III) маңызды қосылыстарының қасиеттерін салыстыру. Олардың алынуы және қолдануы.Платина қатары элементтерінің қасиеттеріне жалпы сипаттама. Марганец (латынша Manganum), Mn – элементтердің периодты жүйесінің VII-тобындағы химиялық элемент, асыл металдардың бірі. Реттік нөмірі 25, атом массасы 54, 938. Темір (лат. Ferrum) — Менделеевтің Периодтық кестесінің 4-ші периодының 8-ші қосымша тобындағы химиялық элемент; Алюминийден кейін жер қабатындағы ең кең таралған металл. Металдар қатарына жататын химиялық белсенді элемент. Темір екі жағдайда кездеседі. Оның бірі — жердің өзінен пайда болған жерлік (теллурлық ) темір, екіншісі — аспаннаң метеориттүрінде жерге түскен космостық темір. Рет нөмірі - 26, атомдық массасы - 55,847 Ақ сұр түсті, металдық жылтыры бар, электр тогы мен жылуды жақсы өткізетін, магнитке тартылатын, жұмсақ, созылғыш металл. Жылтырлығы металл типтес. Магниттік қасиеті бар. Темірдің қаттылығы 4—5; меншікті салмағы 7—8. Куб формасы бойынша жымдастығы бар. Сынығы созылыңқы. Тығыздығы 7, 864 г/см3, балқу t ═1539 С. Темірдің 769 С градусқа дейін магниттік қасиеті сақталады. Платинадан айырмашылығы, мұны HN03 жақсы ерітеді. Сингониясы куб; гексаоктаэдр формасында. Оның түйірлері кейде уақ тұтас форма түрінде байқалады, сирегірек болса да үлкен кесектері де кездеседі. Темірдің бірнеше полиморфтық модификацияда болатыны анықталған, олардың жоғарғы температуралы модификациясы — ү-Ғе (906°-тан жоғарырақ ) . Ішкі құрылысы жақ орталықты куб. Төменгі температурасы — а-Ғе (906°-тан төменірек). Ішкі құрылысы жабайы орталықты куб. Химиялық қасиеттеріТемір атомының құрылысы: 26 электрон, 26 протон, салыстырмалы атомдық массасы 56, 30 нейтрон, 4 электрондық қабат, 2) 8) 14) 2), Электрондық конфигурациясы: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 Тотығу дәрежесі 0,+2,+3, кейде +6; тотықсыздандырғыш болып табылады. Жай заттармен және күрделі заттармен реакцияға түседі. Таза темір магниттелуге, тез магниттік қасиеттерін жоюға бейім. Сондықтан оны трансформаторлар, электромоторлар, электромагниттер, және микрофон мембраналарын жасауға қолданады. Темір көбінесе болат және шойын құймалары түрінде пайдаланылады. Темір күн жүйесінде ең көп тараған элемент. Жер ядросының 90%темір құрайды. Жер мантиясында 12%, жер қыртысында 5%темір бар.Темірді ертеде «Аспан тасы» деп атаған. Жер бетіне жылына мыңдаған метеорит бөлшектері түседі, олардың құрамында 90% темір бар. Ең үлкен метеорит 1920 ж Америкадан табылған, салмағы 60т. 1895 жылы Гренландия мұздағынан салмағы 34т темір метеорит табылған, қазір Нью-Йоркте сақталуда. Месопотамия өркениетті метеориттік темірді білген, олар б. з. д. ІІІ мыңжылдықта темірді қолданып оны «аспаннан түскен от» деп атаған. Оның құймасынан қару - жарақ, әсемдік бұйымдар жасаған. Египет фараоны ІІ Рамзес хеттер патшасына (б. з. д. 2500 жыл) жазған хатында кендерді тотықсыздандыру арқылы темір алу туралы мәліметтер бар. Жер бетінде темір алтыннан да бағалы болған уақыттар болды. “Темір ғасыры” деген терминді ғылымға ХІХ ғасырдың басында дат ғалымы Томсен енгізді. Бұл темір металлургиясы дами бастаған кез. Әйгілі Дамаск болаты Шығыста тіпті Аристотель (б. з. д. ІҮғ) кезінде жасалған. Болат қылыш жасау құпияда сақталып келді. Делидегі б.з.б. ІҮ - Ү ғасыр ғасырда 415 жылы тұрғызылған темір бағана биіктігі 7 метр, салмағы 6, 5 тонна 99, 72% таза темірден тұрады, осынша уақыт таттанбауының себебін ғалымдар анықтай алмай отыр. 1889 жылы Парижде француз инженері Гюстов Эйфель Эйфель мұнарасының құрылысын аяқтады. Париж эмблемасынасына айналған мұнара биіктігі 300 метр, таза темір металынан тұрады. Темір табиғи суларда ең кең тараған элементтердің бірі болып табылады,оның орташа құрамы 0, 01 - 20 мг/л интервалында тербеліп тұрады. Темірді оның оксидтерінен сутекпен, алюминиймен немесе көміртек (ІІ) оксидімен тотықсыздандырып алады: FeO + H 2 = Fe +H2O Fe2O3 + 2 AI = 2 Fe + Al 2 O3 Fe3 O4 + 4 CO = 3 Fe + 4 CO 2 Бұл процестер күрделі өнеркәсіптік қондырғыларға жүреді. Шойын (Чугун) - жақсы құйылатын қасиеті бар темірмен көміртектің (2% жоғарғы) қорытпасы; темірдің көміртек (2%-дан астам, әдетте, 3—4,5%), қайсыбір мөлшерде марганец (1,5%-ке дейін), кремний (4,5%-ке дейін), күкірт(0,08%-тен аспайды), фосфор (1,8%- ке дейін), ал кейде басқа да элементтер қосылған қорытпасы. Шойында көміртек темір карбиді Ғе3С түрінде байланысқан күйде болуы мүмкін (сұр Шойын). Шойын темір кендерін домна пештерінде балқыту арқылы алынатын өндеудің бастапқы өнімі; қолданылуы мен химиялық құрамына қарай шойын қолданбалы, яғни болат қорытуға арналған Шойын, құйма Шойын, арнаулы Шойын болып бөлінеді. Шойын құймалардың сапасын жақсарту үшін азғана мөлшерде түрленгіштер қосып түрлендіру және шойынды әр түрлі элементтермен қоспалау қолданылады. Шойын жинағыш (Копильник вагранки) — вагранка пешінің сұйық шойын жинақталатын төменгі бөлігі. Сұйық шойын жиналған сон, қажеттілігіне қарай, шойын ағатын арнамен (летка) құю шөмішіне құйылады. КОБАЛЬТ, Co – элементтердің периодтық жүйесінің VIII тобындағы химиялық элемент, атомдық нөмері 27; атомдық массасы 58,933. Кобальт – күміс түсті ауыр металл, балқу t 1494°С; қайнау t 2960°С; тығыздығы 8,9 г/см3. Табиғатта тұрақты 2 изотопы (59Co және 57Co) және бір радиоактивті 60Со изотопы (жартылай ыдырау периоды 5 жыл) бар. Кобальт оксиді ежелгі дәуірде Мысырда, Вавилонда, Қытайда шыны мен кіреукені көк түске бояу үшін қолданылған. Кобальтты алғаш бос күйінде 1735 жылы швед химигі Ю.Бранд алған. Негізгі минералдары: карролит, линнеит, кобальтин, скуттерудит, тағы басқа. Қалыпты температурада Кобальт су мен ауа әсеріне тұрақты. Галогендермен оңай әрекеттесіп, галогенидтер түзеді. Сұйытылған тұз және күкірт қышқылдарында Кобальт баяу еріп, сутек бөліп шығарады және хлорид CoCl2, сульфат CoSO4 түзеді. Сұйытылған азот қышқылы Кобальтты ерітеді және азот тотықтарын бөліп, нитрат Co(NO3)2 түзеді. Көміртекпен жоғары температурада әрекеттесіп, 4СoO3, Co2C типтес карбид береді. Кремниймен жоғары температурада қосылысып, құрамы әр түрлі силицидтер,бормен түрлі боридтер, күкіртпенсульфидтер түзеді. Екі валентті Кобальт тұздары суда жақсы (25°С-та 100 г суда 52,4 г CoCl2) ериді, Кобальт шала тотық CoO және тотық Co2O3 түзеді. Со(ОН)2 және Со(ОН)3 гидрототығының негіздік қасиеті бар. Кобальттың аралас тотығы Co3O4. Өнеркәсіпте Кобальт құрамында Кобальт қоспасы бар никель кентасынан алынады. Кобальт негізінен қорытпа түрінде қолданылады. Оның қорытпалары ыстыққа төзімді материалдар ретінде пайдаланылады. Медицинада қатерлі ісіктерді емдеуде, т.б. қолданылады. Кобальт дербес күйде жер қыртысында болмайды, метеориттерде кездеседі. Табиғатта күкіртті мышьякты қосылыстар түрінде, никельдің, темірдің сондай қосылыстармен аралас кездеседі, мысалы кобальт CoAs2, шмальтит СоАs2 . Кобальтты алу өте қиын. Өйткені ең алдымен никельмен екеуін темірден б сонан соң бірінен бірін ажырыту керек сонымен қатар бұл үш металдың қасиеттерінде көп ұқсастыық бар. Кобатльт күмістей ақ, жылтыраған металл. Ауа мен судың әрекетіне берік. Сұйық қышқылдарға ериді. Кобальттың радиоасктивті изотопы Со – 60 бар жартылай ыдырау мерзімі 5 жыл. Бұл кобальттанте күшті түрде ү - сәулелері шығады, сондықтан металдың дефектоскопиясында (металдардың қалың қабатындағы ақауларын табу), медицинада қауіпті ісіктерді емдеуге қолданады. Никель(Nіccolum), Nі – элементтердің периодтық жүйесінің VІІІ тобындағы хим. элемент, атомдық нейтроны 28, атомдық массасы 58,70. Күмістей ақ, иілгіш, созылғыш металл. Тығыздығы 8,90 г/см3, балқу t 1400ӘC, қайнау t 2900ӘC, кристалдық торы куб тәрізді, қырлары орталықтандырылған. Табиғатта 5 тұрақты изотопы бар. Никель атауы 17 ғасырда кеншілерді мыс кентастарына ұқсастығымен шатастырған купферникель (NіAs) минералымен байланысты. Алғаш 1751 ж. швед химигі А.Кронстедт (1722 – 1765), ал таза металл күйінде 1804 ж. неміс химигі И.Рихтер (1824 – 1898) алған. Негізгі минералдары пентландит, никелин, тағы басқа Тотығу дәрежелері +2, сирек жағдайларда +3, +4. 500ӘС- тан жоғары температурада тотығып, ұсақ дисперсті күйінде ауада өздігінен тұтанады (маңызды оксиді NіO-бунзенит минералы), қатты қыздырғанда галогендермен (NіHl2), күкіртпен (Nі3S2), фосформен (Nі3P2), тағы басқа әрекеттеседі. Никель азотпен (1455ӘС-қа дейін), сілтімен мүлде әрекеттеспейді. Сұйытылған тұз және күкірт қышқылдарында баяу еріп, сутек бөледі және ІІ валентті тұздарын түзеді. Олар суда жақсы ериді, гидролизі қышқылдық орта көрсетеді. Азот қышқылымен жылдам әрекеттесіп, концентрліде баяулайды. Өте ұсақталған Никельге CO-мен әсер етсе, карбонил Nі(CO4) түзіледі. Никельді электрпештерде NіO тотықсыздандыру, Nі(CO4)-ті термиялық жолмен ыдырату, NіCl2 немесе NіSO4 ерітінділерін электролиздеу және қысым қатысында аммиакты ерітінділерін H2-мен тотықсыздандыру арқылы алады. Көп мөлшері Fe, Cu, Cr, т.б. металдармен магниттілігі, коррозия мен ыстыққа төзімділігі жөнінен ерекшеленетін құймалар алуға (мыс., хромникель құймасы атом реакторында қолданылады), арнайы химиялық қондырғылар жасауда, көптеген химиялық процестерде катализатор, қорғағыш материал ретінде қолданылады. Платина (лат. Platіnum), Pt – элементтердің периодтық жүйесінің VІІІ тобындағы хим. элемент, ат. н. 78, ат. м. 195,09; асыл металдар тобына жатады. Табиғатта орнықты 5 изотопы бар. Платина күмістей ақ түсті металл, тығызд. 21,45 г/см3, балқу t – 1769°С, қайнау t – 3900°C. Платина асыл металдар тобына жатады. Табиғатта орнықты 6 изотопы7%. Табиғатта саф Платина мен оның маңызды қосылыс-тары: поликсен, ферроплатина, сперрилит (PtAs), куперит (PtS), бреггит (Pt,Pd,Nі)S кездеседі. Платина күмістей ақ түсті металл, тығыздығы 21,45г/см3 (2510: екі радиоактивті 190Pt, 192Pt, және төрт тұрақты 194Pt, 195Pt, 196Pt, 198Pt бар. Таза күйінде алғаш рет 1803 жылда ағылшын ғалымы У.Х. Волластон (1766 — 1828) алған. Платинаның жер қыртысындағы салмақ мөлшері 5oС-та), балқу t 1872о100С, қайнау t 3872оС; жұмсақ, жайылғыш, созылғыш. Тотығу дәрежелері +2, +4 кейде +1, +3, +5, +6. Ауада тұрақты, химиялық инертті, бөлме температурасында патша арағы және броммен әрекеттеседі. Қатты қыздырғанда концентрлі HNO3 пен H2SO4-те еріп, 400 — 500oС-та галогендермен, P, S, C, Sі, Se, т.б. әрекеттеседі. Платинаны алу үшін алдымен кентасты құмнан тазартып, патша сұйықтығында ерітеді. Ерітіндіні NH4Cl-мен (NH4)2[PtCl6]-ға тұндырып, осы тұзды таза сутек ағынында алдымен 600oС температурада тотықсыздандырады. Платина электродтар, термометр, коррозияға тұрақты ыдыстар, химиялық аппараттар жасауда, катализатор ретінде, тұздарды химиялық талдауда қолданылады. жүктеу/скачать 1.45 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|