Gitt sink kobber sink oksid. Sink - generelle egenskaper til et element, kjemiske egenskaper til sink og dets forbindelser
I.V. TRIGUBCHAK
Kjemiveilederfordeler
Fortsettelse. For begynnelsen, se nr. 22/2005; 1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11, 13, 15, 16, 18, 22/2006;
3, 4, 7, 10, 11, 21/2007;
2, 7, 11/2008
LEKSJON 24
10. klasse(første studieår)
Sink og dets forbindelser
1. Plassering i tabellen til DI Mendeleev, strukturen til atomet.
2. Opprinnelsen til navnet.
3. Fysiske egenskaper.
4. Kjemiske egenskaper.
5. Å være i naturen.
6. Grunnleggende metoder for å skaffe.
7. Sinkoksid og hydroksid - egenskaper og produksjonsmetoder.
Sink er plassert i en sekundær undergruppe av gruppe II av Mendeleevs tabell. Hans elektronisk formel 1s 2 2s 2 s 6 3s 2 s 6 d 10 4s 2. Sink er d-element, viser i forbindelser den eneste oksidasjonstilstanden +2 (siden det tredje energinivået i sinkatomet er fullstendig fylt med elektroner). Siden det er et amfotært element med en overvekt av metalliske egenskaper, er sink oftere inkludert i kationet i forbindelser, sjeldnere i anionet. For eksempel,
Det antas at navnet på sink kommer fra det gamle germanske ordet "sink" (hvit, torn). I sin tur går dette ordet tilbake til det arabiske "harasin" (metall fra Kina), som indikerer produksjonsstedet for sink, som ble brakt til Europa fra Kina i middelalderen.
FYSISKE EGENSKAPER
Sink er et hvitt metall; i luft blir den dekket med en oksidfilm, og overflaten blekner. I kulde er det et ganske sprøtt metall, men ved en temperatur på 100–150 ° C behandles sink lett og danner legeringer med andre metaller.
Kjemiske egenskaper
Sink er et metall med gjennomsnittlig kjemisk aktivitet, men det er mer aktivt enn jern. Etter ødeleggelsen av oksidfilmen viser sink følgende kjemiske egenskaper.
Zn + H 2 ZnH 2.
2Zn + O22ZnO.
Metaller (-).
Ikke-metaller (+):
Zn + Cl 2 ZnCl 2,
3Zn + 2P Zn 3P 2.
Zn + 2H 2 O Zn (OH) 2 + H 2.
Basiske oksider (-).
Sure oksider (-).
Årsaker (+):
Zn + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2,
Zn + 2NaOH (smelte) = Na 2 ZnO 2 + H 2.
Ikke-oksiderende syrer (+):
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2.
Oksiderende syrer (+):
3Zn + 4H2SO4 (konsentrert) = 3ZnSO4 + S + 4H2O.
4Zn + 5H2SO4 (konsentrert) = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O,
4Zn + 10HNO3 (svært dil.) = 4Zn (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O.
Salter (+/–): *
Zn + CuCl 2 = Cu + ZnCl 2,
Zn + NaCl ingen reaksjon.
Generelt finnes sink i form av forbindelser, hvorav de viktigste er sphaleritt, eller sinkblanding (ZnS), smithsonite eller sinkspat (ZnCO 3), rød sinkmalm (ZnO).
I industrien, for produksjon av sink, brennes sinkmalm for å oppnå sinkoksid, som deretter reduseres med karbon:
2ZnS + 3O 2 2ZnO + 2SO 2,
2ZnO + C2Zn + CO 2.
De viktigste sinkforbindelsene er dens o til s og d (ZnO) og g og dro til c og d (Zn (OH) 2). Dette er hvite krystallinske stoffer som viser amfotere egenskaper:
ZnO + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 O,
ZnO + 2NaOH + H 2 O = Na 2,
Zn (OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O,
Zn (OH)2 + 2NaOH = Na2.
Sinkoksid kan oppnås ved å oksidere sink, dekomponere sinkhydroksid eller brenne sinkblanding:
Zn (OH) 2 ZnO + H 2 O,
2ZnS + 3O 2 2ZnO + 3SO 2.
Sinkhydroksid produseres ved en utvekslingsreaksjon mellom en løsning av et sinksalt og en alkali:
ZnCl 2 + 2 NaOH (mangel) = Zn (OH) 2 + 2 NaCl.
Disse forbindelsene bør huskes: sinkblanding (ZnS), sinksulfat (ZnSO 4 7H 2 O).
Test om emnet "Sink og dets forbindelser"
1. Summen av koeffisientene i ligningen for reaksjonen av sink med svært fortynnet salpetersyre:
a) 20; b) 22; c) 24; d) 29.
2. Sink fra en konsentrert natriumkarbonatløsning fortrenger:
a) hydrogen; b) karbonmonoksid;
c) karbondioksid; d) metan.
3. Alkaliske løsninger kan reagere med følgende stoffer (flere riktige svar er mulige):
a) kobbersulfat og klor;
b) kalsiumoksid og kobber;
c) natriumhydrogensulfat og sink;
d) sinkhydroksid og kobberhydroksid.
4. Tettheten til en 27,4 % natriumhydroksidløsning er 1,3 g/ml. Den molare konsentrasjonen av alkali i denne løsningen er:
a) 0,0089 mol/ml; b) 0,0089 mol/l;
c) 4 mol/l; d) 8,905 mol/l.
5. For å få sinkhydroksid må du:
a) tilsett natriumhydroksidløsning dråpevis til sinkkloridløsningen;
b) tilsett sinkkloridløsningen dråpevis til natriumhydroksidløsningen;
c) tilsett et overskudd av natriumhydroksidløsning til sinkkloridløsningen;
d) tilsett natriumhydroksidløsningen dråpevis til sinkkarbonatløsningen;
6. Eliminer den "ekstra" forbindelsen:
a) H2Zn02; b) ZnCl2; c) ZnO; d) Zn (OH) 2.
7. En legering av kobber og sink som veide 24,12 g ble behandlet med et overskudd av fortynnet svovelsyre. Samtidig ble 3,36 liter gass (n.u.) sluppet ut. Massefraksjonen av sink i denne legeringen er (i%):
a) 59,58; b) 40,42; c) 68,66; d) 70,4.
8. Sinkgranulat vil samhandle med en vandig løsning (flere riktige svar er mulige):
a) saltsyre; b) salpetersyre;
c) kaliumhydroksid; d) aluminiumsulfat.
9. Karbondioksid med et volum på 16,8 liter (NU) ble absorbert av 400 g av en 28 % kaliumhydroksidløsning. Massefraksjonen av et stoff i løsning er (i%):
a) 34,5; b) 31,9; c) 69; d) 63,7.
10. Massen til en sinkkarbonatprøve, som inneholder 4 816 10 24 oksygenatomer, er (i g):
a) 1000; b) 33,3; c) 100; d) 333,3.
Nøkkelen til testen
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| b | en | a, inn | G | en | b | b | a B C D | b | G |
Oppgaver og øvelser for amfotere metaller
Kjeder av transformasjon
1. Sink -> sinkoksid -> sinkhydroksid -> sinksulfat -> sinkklorid -> sinknitrat -> sinksulfid -> sinkoksid -> kaliumsinkat.
2. Aluminiumoksid -> kaliumtetrahydroksoaluminat -> aluminiumklorid -> aluminiumhydroksid -> kaliumtetrahydroksoaluminat.
3. Natrium -> natriumhydroksid -> natriumbikarbonat -> natriumkarbonat -> natriumhydroksid -> natriumheksahydrokkromat (III).
4. Krom -> krom(II)klorid -> krom(III)klorid -> kaliumheksahydrokkromat (III) + brom + kaliumhydroksid -> kaliumkromat -> kaliumdikromat -> krom(VI)oksid.
5. Jern(II)sulfid -> X 1 -> jern(III)oksid -> X 2 -> jern(II)sulfid.
6. Jern(II)klorid -> A -> B -> C -> D -> E -> jern(II)klorid (alle stoffer inneholder jern; i skjemaet er det kun tre redoksreaksjoner på rad).
7. Krom -> X 1 -> krom (III) sulfat -> X 2 -> kaliumdikromat -> X 3 -> krom.
NIVÅ A
1. For å oppløse 1,26 g av en legering av magnesium med aluminium ble det brukt 35 ml av en 19,6% løsning av svovelsyre (densitet - 1,14 g / ml). Overskuddet av syre reagerte med 28,6 ml av en 1,4 mol/L kaliumhydrogenkarbonatløsning. Bestem sammensetningen av startlegeringen og volumet av gass (n.o.) som frigjøres under oppløsningen av legeringen.
Svar. 57,6 % Mg; 42,4% Al; 1,34 L H 2.
2. En blanding av kalsium og aluminium som veide 18,8 g ble kalsinert i fravær av luft med et overskudd av grafittpulver. Reaksjonsproduktet ble behandlet med fortynnet saltsyre, mens 11,2 liter gass (n.u.) ble sluppet ut. Bestem sammensetningen av den opprinnelige blandingen.
Løsning
Reaksjonsligninger:
La (Ca) = x mol, (Al) = 4 y muldvarp.
Deretter: 40 x + 4 27y = 18,8.
Etter tilstanden til problemet:
v (C2H2 + CH4) = 11,2 1.
Derfor,
(C2H2 + CH4) = 11,2 / 22,4 = 0,5 mol.
I følge reaksjonsligningen:
(C2H2) = (CaC2) = (Ca) = X muldvarp,
(CH 4) = 3/4 (Al) = 3 y muldvarp,
x + 3y = 0,5.
Vi løser systemet:
x = 0,2, y = 0,1.
Derfor,
(Ca) = 0,2 mol,
(Al) = 4 0,1 = 0,4 mol.
I den originale blandingen:
m(Ca) = 0,2 40 = 8 g,
(Ca) = 8/18,8 = 0,4255, eller 42,6%;
m(Al) = 0,4 27 = 10,8 g,
(Al) = 10,8 / 18,8 = 0,5744, eller 57,4%.
Svar... 42,6% Ca; 57,4% Al.
3. Når 11,2 g metall fra gruppe VIII i det periodiske system interagerte med klor, ble det dannet 32,5 g klorid. Identifiser metallet.
Svar... Jern.
4. Brennende pyritt produserte 25 m 3 svoveldioksid (temperatur 25 ° C og trykk 101 kPa). Beregn massen til det resulterende faststoffet.
Svar. 40,8 kg Fe 2 O 3.
5. Ved kalsinering av 69,5 g av det krystallinske hydratet av jern(II)sulfat dannes 38 g vannfritt salt. Bestem formelen for det krystallinske hydratet.
Svar. Heptahydrat FeSO 4 7H 2 O.
6. Under påvirkning av et overskudd av saltsyre på 20 g av en blanding som inneholder kobber og jern, ble en gass med et volum på 3,36 L (NU) frigjort. Bestem sammensetningen av den opprinnelige blandingen.
Svar. 58% Cu; 42 % Fe.
Nivå B
1. Hvilket volum av en 40% løsning av kaliumhydroksid (tetthet - 1,4 g / ml) bør tilsettes til 50 g av en 10% løsning av aluminiumklorid for å fullstendig oppløse det opprinnelig utfelte bunnfallet?
Svar. 15 ml
2. Metallet ble brent i oksygen med dannelse av 2,32 g oksid, for reduksjon av dette til metall er det nødvendig å bruke 0,896 L (NU) karbonmonoksid. Det reduserte metallet ble oppløst i fortynnet svovelsyre, den resulterende løsningen gir et blått bunnfall med rødt blodsalt. Bestem oksidformelen.
Svar: Fe 3 O 4.
3. Hvilket volum av en 5,6 M kaliumhydroksidløsning er nødvendig for å fullstendig oppløse 5 g av en blanding av krom (III) og aluminiumhydroksider, hvis massefraksjonen av oksygen i denne blandingen er 50 %?
Svar. 9,3 ml.
4. Natriumsulfid ble tilsatt til en 14 % løsning av krom(III)nitrat, den resulterende løsningen ble filtrert og kokt (uten tap av vann), mens massefraksjonen av kromsaltet sank til 10 %. Bestem massefraksjonene av de gjenværende stoffene i den resulterende løsningen.
Svar. 4,38 % NaNO 3.
5. En blanding av jern(II)klorid med kaliumdikromat ble oppløst i vann og oppløsningen surgjort med saltsyre. Etter noe tid ble et overskudd av kaliumhydroksidløsning tilsatt dråpevis til løsningen, det dannede bunnfallet ble filtrert fra og kalsinert til konstant vekt. Massen til den tørre resten er 4,8 g. Finn massen til den opprinnelige blandingen av salter, ta i betraktning at massefraksjonene av jern (II) klorid og kaliumdikromat i den er i forholdet 3: 2.
Svar. 4,5 g
6. 139 g jernsulfat ble oppløst i vann ved en temperatur på 20 ° C og fikk en mettet løsning. Når denne løsningen ble avkjølt til 10°C, ble det utfelt et bunnfall av jern(II)sulfat. Finn massen til bunnfallet og massefraksjon jern (II) sulfat i den gjenværende løsningen (løseligheten av jern (II) sulfat ved 20 ° C er 26 g, og ved 10 ° C - 20 g).
Svar. 38,45 g FeS047H20; 16,67 %.
Kvalitative oppgaver
1. Et sølvhvitt lett enkelt stoff A, som har god termisk og elektrisk ledningsevne, reagerer når det varmes opp med et annet enkelt stoff B. Det resulterende faststoffet oppløses i syrer med frigjøring av gass C, når det føres gjennom en løsning av svovelsyre, et bunnfall av stoff B feller ut stoffer, skriv reaksjonsligningene.
Svar. Stoffer: A - Al, B - S, C - H 2 S.
2. Det er to gasser, A og B, hvis molekyler er triatomiske. Når hver av dem tilsettes til kaliumaluminatløsningen, dannes et bunnfall. Foreslå mulige formler for gassene A og B, med tanke på at disse gassene er binære. Skriv ned reaksjonslikningene. Hvordan kan disse gassene skilles kjemisk?
Løsning
Gass A - CO 2; gass B - H 2 S.
2KAlO 2 + CO 2 + 3H 2 O = 2Al (OH) 3 + K 2 CO 3,
2KAlO2 + H2S + 2H2O = 2Al (OH)3 + K2S.
3. Brun forbindelse A, uløselig i vann, spaltes ved oppvarming og danner to oksider, hvorav den ene er vann. Et annet oksid, B, reduseres av karbon for å danne metall C, det nest vanligste metallet i naturen. Identifiser stoffer, skriv ned reaksjonsligningene.
Svar. Stoffer: A - Fe (OH) 3,
B - Fe203, C - Fe.
4. Salt A er dannet av to elementer; når det fyres i luft, dannes det to oksider: B - fast, brunt og gassformig. Oksyd B går inn i en substitusjonsreaksjon med det sølvhvite metallet C (ved oppvarming). Identifiser stoffer, skriv ned reaksjonsligningene.
Svar. Stoffer: A - FeS 2, B - Fe 2 O 3, C - Al.
* +/– tegnet betyr at denne reaksjonen ikke finner sted med alle reagenser eller under spesifikke forhold.
Fortsettelse følger
Skriv reaksjonslikningene i henhold til Pozhaaaluist-skjemaene 1) kalsiumfosfat + bariumklorid = bariumfosfat + kalsiumklorid 2) Natriumkarbonat + kaliumnitrat = karbonatkalsium + natriumnitrat 3) Svovelsyre + magnesiumhydroksid = magnesiumsulfat + foda 4) Litiumoksid + saltsyre = litiumklorid + vann 5) Svoveloksid (V1) + natriumhydroksid = natriumsulfat + vann 6) Aluminium + hydrobromsyre = aluminiumbromid + hydrogen 7) Blynitrat (11) + natriumsulfid = blysulfid (11) + kiselsyre 8) Kaliumsilikat + fosforsyre = kaliumfosfat + kiselsyre 9) sinkhydroksid-hydrojodsyre = sinkjodid + vann 10) Nitrogenoksid (V) + natriumhydroksid = kaliumnetrat + vann 11) Bariumnitrat + svovelsyre = bariumsulfat + salpetersyre 12) Karbonmonoksid (1V) -kalsiumhydroksid = kalsiumkarbonat + vann 13) Svoveloksid (1V) + oksid kalium = kaliumsulfat 14) Magnesiumoksid + fosfor (V) oksid = magnesiumfosfat 15) Salpetersyre + kromgodroksid (111) = kromnitrat (111) + vann 16) Hydrogensulfidsyre + sølvnetrat = sølvsulfid + 7nitratsyre ) Jernoksid (111) + hydrogen = jern + vann 18) Kobbernitrat (11) + aluminium = kobber + aluminiumnitrat 19) Aluminiumhydroksid = aluminiumoksid + vann
a) natrium --- natriumhydroksid - natriumsulfid --- natriumklorid --- natriumsulfat b) magnesium --- magnesiumsulfat --- magnesiumhydroksid --- magnesiumoksid - magnesiumkloridc) bly - bly (II) oksid - bly (II) nitrat - bly (II) hydroksyd - bly (II) oksid - bly (II) sulfat g) svovel --- hydrogensulfid --- kaliumsulfitt - - kaliumklorid - kaliumklorid - saltsyre e) kalsium - kalsiumhydroksid - kalsiumkarbonat - kalsiumnitrat - salpetersyre f) aluminium - aluminiumsulfat - aluminiumhydroksid - aluminiumoksid - aluminiumnitrat g) svovel - svovel (IV) oksid - svovelsyre -- - natriumsulfitt - svovelsyre h) oksygen - aluminiumoksid - aluminiumsulfat - aluminiumhydroksid - natriummetaluminat j) aluminium - klorid aluminium - aluminiumnitrat - aluminiumhydroksid - aluminiumsulfat l) kobber - kobber (II) klorid - kobber - kobber ( II) oksid - kobber (II) nitrat m) jern - jern (II) klorid - jern (II) hydroksyd - jern (II) sulfat - jern n) jern - jern (III) klorid - jern (III) nitrat - jern ( III) sulfat - jern
1.Reagerer med en vandig løsning av natriumkarbonat1) kaliumsulfat 3) kobber(II)sulfid
2) karbonmonoksid (IV) 4) kiselsyre
2.Reagerer med bariumkloridløsning
1) kalsiumhydroksid 3) natriumsulfat
2) kobber (II) hydroksid 4) Hydrogen
3.Reagerer med kalsiumnitratløsning
1) natriumkarbonat 3) silisium
2) sink 4) hydrobromsyre
4. interaksjonen mellom 1 mol og 2 mol KoH dannes
1) middels salt 3) surt salt
2) basisk salt 4) stoffer reagerer ikke
5. Som et resultat av reaksjonen av natriumsilikat med saltsyre,
1) natriumsilisid 3) kiselsyre
2) Silisium 4) silisiumoksid
1. Salt og alkali dannes ved interaksjon av løsninger
1)
2.Reagerer med bariumnitratløsning
1) natriumklorid 3) kaliumkarbonat
2) kobber 4) kalsiumkarbonat
3.Reagerer med bariumnitratløsning
1) natriumsulfat 3) jern
2) kloridord 4) kobber
4.Reagerer med sinksulfatløsning
1) magnesium 3) svovel
2) silisiumoksid 4) aluminiumhydroksid
5.En kjemisk reaksjon (i løsning) er mulig mellom
6) Mellom hvilke stoffer finner en kjemisk reaksjon sted?
1) kalsiumkarbonat og natriumnitrat
2) magnesiumsilikat og kaliumfosfat
3) jern(II)sulfat og blysulfid
4) bariumklorid og sinksulfat
Legering av sink med kobber - messing - var kjent i antikkens Hellas, antikkens Egypt, India (VII århundre), Kina (XI århundre). Lenge var det ikke mulig å isolere ren sink. I 1746 utviklet A.S. Marggraf en metode for å oppnå ren sink ved å kalsinere en blanding av dets oksid med kull uten tilgang til luft i leire ildfaste retorter, etterfulgt av kondensering av sinkdamp i kjøleskap. I industriell skala begynte sinksmelting på 1600-tallet.
Den latinske zincum oversettes som "hvit blomst". Opprinnelsen til dette ordet er ikke nøyaktig fastslått. Antagelig kommer det fra det persiske "cheng", selv om dette navnet ikke refererer til sink, men til steiner generelt. Ordet "sink" finnes i skriftene til Paracelsus og andre forskere på 1500- og 1600-tallet. og går muligens tilbake til det gamle germanske "sink" - et raid, et øyesår. Navnet "sink" ble vanlig brukt først på 1920-tallet.
Å være i naturen, få:
Det vanligste sinkmineralet er sphaleritt, eller sinkblanding. Hovedkomponenten i mineralet er sinksulfid ZnS, og ulike urenheter gir dette stoffet alle slags farger. Tilsynelatende er det derfor mineralet kalles blende. Sink blende regnes som det primære mineralet som andre mineraler av grunnstoff 30 ble dannet fra: smithsonite ZnCO 3, sincite ZnO, calamin 2ZnO · SiO 2 · H 2 O. I Altai kan du ofte finne stripet "chipmunk" malm - en blanding av sink blende og brun spar. Et stykke slik malm på avstand ser virkelig ut som et skjult stripete dyr.
Sinkseparasjon begynner med konsentrasjonen av malm ved sedimentering eller flotasjonsmetoder, deretter brennes den for å danne oksider: 2ZnS + 3О 2 = 2ZnО + 2SO 2
Sinkoksid behandles elektrolytisk eller reduseres med koks. I det første tilfellet utlutes sink fra råoksidet med en fortynnet løsning av svovelsyre, kadmiumurenheten utfelles med sinkstøv, og sinksulfatløsningen utsettes for elektrolyse. Metall med 99,95 % renhet avsettes på aluminiumkatoder.
Fysiske egenskaper:
I sin rene form er det et ganske duktilt sølvhvitt metall. På romtemperatur skjør, når platen er bøyd, høres en knitring fra friksjon av krystallitter (vanligvis sterkere enn "skriket av tinn"). Sink er formbart ved 100-150 °C. Urenheter, selv ubetydelige, øker sprøheten til sink kraftig. Smeltepunkt - 692 ° C, kokepunkt - 1180 ° C
Kjemiske egenskaper:
Typisk amfoterisk metall. Standardelektrodepotensialet er -0,76 V, i serien med standardpotensialer er det plassert før jern. I luft er sink dekket med en tynn film av ZnO-oksid. Brenner ut ved oppvarming. Ved oppvarming reagerer sink med halogener, med fosfor, og danner fosfider Zn 3 P 2 og ZnP 2, med svovel og dets analoger, og danner forskjellige kalkogenider, ZnS, ZnSe, ZnSe 2 og ZnTe. Sink reagerer ikke direkte med hydrogen, nitrogen, karbon, silisium og bor. Zn 3 N 2 nitrid produseres ved omsetning av sink med ammoniakk ved 550-600 ° C.
Sink av normal renhet reagerer aktivt med løsninger av syrer og alkalier, og danner i sistnevnte tilfelle hydroksozinkater: Zn + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2
Svært ren sink reagerer ikke med løsninger av syrer og alkalier.
Sink karakteriseres av forbindelser med oksidasjonstilstanden: +2.
De viktigste forbindelsene:
Sinkoksid- ZnO, hvit, amfoter, reagerer med både sure løsninger og alkalier:
ZnO + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + H 2 O (fusjon).
Sinkhydroksid- dannes i form av et gelaktig hvitt bunnfall når alkali tilsettes til vandige løsninger av sinksalter. Amfoterisk hydroksid
Sinksalter... Fargeløse krystallinske stoffer. I vandige løsninger danner sinkioner Zn 2+ vannkomplekser 2+ og 2+ og gjennomgår sterk hydrolyse.
Sinkater dannes ved interaksjon av sinkoksyd eller hydroksyd med alkalier. Ved fusjon dannes metazinkater (for eksempel Na 2 ZnO 2 ), som oppløses i vann og omdannes til tetrahydroksozinkater: Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O = Na 2. Når løsninger surgjøres, utfelles sinkhydroksid.
Applikasjon:
Produksjon av anti-korrosjonsbelegg. – Metallisk sink i form av stenger brukes for å beskytte stålprodukter mot korrosjon i kontakt med sjøvann. Omtrent halvparten av all sink som produseres brukes til produksjon av galvanisert stål, en tredjedel til varmgalvanisering av ferdige produkter, og resten til bånd og wire.
- Legeringer av sink - messing (kobber pluss 20-50 % sink) er av stor praktisk betydning. For trykkstøping brukes i tillegg til messing et raskt voksende antall spesielle sinklegeringer.
– Et annet bruksområde er produksjon av tørrbatterier, selv om det er i i fjor den har falt betydelig.
- Sinktelluride ZnTe brukes som materiale for fotomotstander, infrarøde detektorer, dosimetre og strålingstellere. - Sinkacetat Zn (CH 3 COO) 2 brukes som fikseringsmiddel for farging av tekstiler, trebeskyttelsesmiddel, soppdrepende middel i medisin, katalysator i organisk syntese. Sinkacetat er en komponent i tannsement og brukes i produksjon av glasurer og porselen.
Sink er et av de viktigste biologisk aktive elementene og er essensielt for alle former for liv. Dens rolle skyldes hovedsakelig det faktum at den er en del av mer enn 40 viktige enzymer. Funksjonen til sink i proteiner som er ansvarlige for gjenkjennelsen av basesekvensen i DNA og derfor regulerer overføringen av genetisk informasjon under DNA-replikasjon er etablert. Sink er involvert i karbohydratmetabolismen ved hjelp av et sinkholdig hormon - insulin. Vitamin A virker kun i nærvær av sink. Sink er også nødvendig for dannelsen av bein.
Samtidig er sinkioner giftige.
Bespomestnykh S., Shtanova I.
KhF Tyumen State University, gruppe 571.
Kilder: Wikipedia:
Kobber (Cu) tilhører d-elementer og er plassert i gruppe IB i Mendeleevs periodiske system. Den elektroniske konfigurasjonen av kobberatomet i grunntilstanden er skrevet i formen 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 i stedet for den antatte formelen 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 9 4s 2. Med andre ord, i tilfelle av et kobberatom, observeres den såkalte "elektronglidningen" fra 4s undernivå til 3d undernivå. For kobber, i tillegg til null, er oksidasjonstilstander +1 og +2 mulige. Oksydasjonstilstanden +1 er utsatt for disproporsjonering og er kun stabil i uløselige forbindelser som CuI, CuCl, Cu 2 O, etc., samt i komplekse forbindelser, for eksempel Cl og OH. Kobberforbindelser i +1 oksidasjonstilstand har ikke en bestemt farge. Så, kobber (I) oksid, avhengig av størrelsen på krystallene, kan være mørk rød (store krystaller) og gul (små krystaller), CuCl og CuI - hvit, og Cu 2 S - svart og blå. Mer kjemisk stabil er oksidasjonstilstanden til kobber, lik +2. Salter som inneholder kobber i denne oksidasjonstilstanden er blå og blågrønne i fargen.
Kobber er et veldig mykt, duktilt og duktilt metall med høy elektrisk og termisk ledningsevne. Fargen på metallisk kobber er rød-rosa. Kobber er i linjen for metallaktivitet til høyre for hydrogen, dvs. refererer til lavaktive metaller.
med oksygen
Under normale forhold interagerer ikke kobber med oksygen. For at reaksjonen skal finne sted mellom dem, kreves oppvarming. Avhengig av overskudd eller mangel på oksygen og temperaturforhold, kan det danne kobber(II)oksid og kobber(I)oksid:
med grått
Reaksjonen av svovel med kobber, avhengig av driftsforholdene, kan føre til dannelse av både kobber(I)sulfid og kobber(II)sulfid. Når en blanding av pulverisert Cu og S oppvarmes til en temperatur på 300-400 ° C, dannes kobber(I)sulfid:
Med mangel på svovel og reaksjonen utføres ved en temperatur på mer enn 400 ° C, dannes kobber (II) sulfid. Imidlertid mer på en enkel måteå oppnå kobber(II)sulfid fra enkle stoffer er samspillet mellom kobber og svovel oppløst i karbondisulfid:
Denne reaksjonen finner sted ved romtemperatur.
med halogener
Kobber reagerer med fluor, klor og brom, og danner halogenider med den generelle formelen CuHal 2, hvor Hal er F, Cl eller Br:
Cu + Br 2 = CuBr 2
Når det gjelder jod, det svakeste oksidasjonsmidlet blant halogener, dannes kobber (I) jodid:
Kobber interagerer ikke med hydrogen, nitrogen, karbon og silisium.
med ikke-oksiderende syrer
Nesten alle syrer er ikke-oksiderende syrer, bortsett fra konsentrert svovelsyre og salpetersyre uansett konsentrasjon. Siden ikke-oksiderende syrer er i stand til å oksidere bare metaller som er i aktivitetsområdet til hydrogen; dette betyr at kobber ikke reagerer med slike syrer.
med oksiderende syrer
- konsentrert svovelsyre
Kobber reagerer med konsentrert svovelsyre både ved oppvarming og ved romtemperatur. Ved oppvarming fortsetter reaksjonen i samsvar med ligningen:
Siden kobber ikke er et sterkt reduksjonsmiddel, reduseres svovel i denne reaksjonen kun til +4 oksidasjonstilstand (i SO 2).
- med fortynnet salpetersyre
Reaksjonen av kobber med fortynnet HNO 3 fører til dannelse av kobber (II) nitrat og nitrogenmonoksid:
3Cu + 8HNO 3 (fortynnet) = 3Cu (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O
- med konsentrert salpetersyre
Konsentrert HNO 3 reagerer lett med kobber under normale forhold. Forskjellen mellom reaksjonen av kobber med konsentrert salpetersyre og reaksjonen med fortynnet salpetersyre ligger i produktet av nitrogenreduksjon. Ved konsentrert HNO 3 reduseres nitrogen i mindre grad: i stedet for nitrogenoksid (II) dannes nitrogenoksid (IV), som er forbundet med større konkurranse mellom salpetersyremolekyler i konsentrert syre om elektroner av de reduserende agent (Cu):
Cu + 4HNO 3 = Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
med oksider av ikke-metaller
Kobber reagerer med noen ikke-metalloksider. For eksempel, med slike oksider som NO 2, NO, N 2 O, oksideres kobber til kobber(II)oksid, og nitrogen reduseres til oksidasjonstilstand 0, dvs. et enkelt stoff N 2 dannes:
Når det gjelder svoveldioksid, dannes det i stedet for et enkelt stoff (svovel), kobber(I)sulfid. Dette skyldes det faktum at kobber med svovel, i motsetning til nitrogen, reagerer:
med metalloksider
Ved sintring av metallisk kobber med kobber (II) oksid ved en temperatur på 1000-2000 ° C, kan kobber (I) oksid oppnås:
Også metallisk kobber kan redusere jern(III)oksid til jern(II)oksid ved kalsinering:
med metallsalter
Kobber fortrenger mindre aktive metaller (til høyre i aktivitetsraden) fra løsninger av deres salter:
Cu + 2AgNO3 = Cu (NO 3) 2 + 2Ag ↓
En interessant reaksjon finner også sted der kobber oppløses i saltet av et mer aktivt metall - jern i +3-oksidasjonstilstanden. Imidlertid er det ingen motsetninger, siden kobber fortrenger ikke jern fra saltet, men gjenoppretter det bare fra +3-oksidasjonstilstanden til +2-oksidasjonstilstanden:
Fe 2 (SO 4) 3 + Cu = CuSO 4 + 2FeSO 4
Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2
Sistnevnte reaksjon brukes til fremstilling av mikrokretser på stadiet med etsing av kobberplater.
Korrosjon av kobber
Kobber korroderer over tid når det kommer i kontakt med fuktighet, karbondioksid og oksygen i luften:
2Cu + H 2 O + CO 2 + O 2 = (CuOH) 2 CO 3
Som et resultat av denne reaksjonen blir kobberprodukter dekket med en løs blågrønn blomst av kobber(II)hydroksykarbonat.
Sink kjemiske egenskaper
Sink Zn er i IIB-gruppen i den IV-te perioden. Den elektroniske konfigurasjonen av valensorbitalene til atomene til et kjemisk element i grunntilstanden er 3d 10 4s 2. For sink er bare én enkelt oksidasjonstilstand mulig, lik +2. Sinkoksid ZnO og sinkhydroksid Zn (OH) 2 har uttalte amfotere egenskaper.
Sink, når den lagres i luft, anløper, dekket med et tynt lag av ZnO-oksid. Oksidasjon foregår spesielt lett ved høy luftfuktighet og i nærvær av karbondioksid på grunn av reaksjonen:
2Zn + H 2 O + O 2 + CO 2 → Zn 2 (OH) 2 CO 3
Sinkdamp brenner i luft, og en tynn stripe av sink, etter oppvarming i en brennerflamme, brenner i den med en grønnaktig flamme:
Ved oppvarming interagerer sinkmetall også med halogener, svovel, fosfor:
Sink reagerer ikke direkte med hydrogen, nitrogen, karbon, silisium og bor.
Sink reagerer med ikke-oksiderende syrer for å frigjøre hydrogen:
Zn + H 2 SO 4 (20 %) → ZnSO 4 + H 2
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Teknisk sink er spesielt lettløselig i syrer, siden den inneholder urenheter av andre mindre aktive metaller, spesielt kadmium og kobber. Sink med høy renhet er motstandsdyktig mot syrer av visse grunner. For å fremskynde reaksjonen bringes en prøve av sink med høy renhet i kontakt med kobber eller tilsettes litt kobbersalt til syreløsningen.
Ved en temperatur på 800-900 o C (rød varme), interagerer metallisk sink, som er i smeltet tilstand, med overopphetet damp og frigjør hydrogen fra den:
Zn + H 2 O = ZnO + H 2
Sink reagerer også med oksiderende syrer: konsentrert svovelsyre og salpetersyre.
Sink som et aktivt metall kan danne svoveldioksid, elementært svovel og til og med hydrogensulfid med konsentrert svovelsyre.
Zn + 2H 2 SO 4 = ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
Sammensetningen av bestemmes av konsentrasjonen av løsningen:
Zn + 4HNO 3 (konsentrert) = Zn (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
3Zn + 8HNO 3 (40%) = 3Zn (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O
4Zn + 10HNO 3 (20%) = 4Zn (NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O
5Zn + 12HNO 3 (6%) = 5Zn (NO 3) 2 + N 2 + 6H 2 O
4Zn + 10HNO 3 (0,5%) = 4Zn (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O
Retningen av prosessen påvirkes også av temperaturen, mengden syre, renheten til metallet og reaksjonstiden.
Sink reagerer med alkaliske løsninger for å danne tetrahydroksozinkater og hydrogen:
Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2 + H2
Zn + Ba (OH)2 + 2H2O = Ba + H2
Ved legering med vannfrie alkalier dannes sink sinkater og hydrogen:
I et svært alkalisk miljø er sink et ekstremt sterkt reduksjonsmiddel som er i stand til å redusere nitrogen i nitrater og nitritter til ammoniakk:
4Zn + NaNO3 + 7NaOH + 6H2O → 4Na2 + NH3
På grunn av kompleksdannelse oppløses sink sakte i ammoniakkløsning, og reduserer hydrogen:
Zn + 4NH 3 H 2 O → (OH) 2 + H 2 + 2H 2 O
Sink reduserer også mindre aktive metaller (til høyre for det i aktivitetsraden) fra vandige løsninger av deres salter:
Zn + CuCl2 = Cu + ZnCl2
Zn + FeSO 4 = Fe + ZnSO 4
Kjemiske egenskaper til krom
Krom er et element i VIB-gruppen i det periodiske system. Den elektroniske konfigurasjonen av kromatomet skrives som 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1, dvs. når det gjelder krom, så vel som når det gjelder kobberatomet, observeres den såkalte "elektronglidningen"
De vanligste oksidasjonstilstandene til krom er +2, +3 og +6. De bør huskes, og innenfor rammen av USE-programmet i kjemi kan det antas at krom ikke har andre oksidasjonstilstander.
Under normale forhold er krom motstandsdyktig mot korrosjon både i luft og i vann.
Interaksjon med ikke-metaller
med oksygen
Pulverisert metallisk krom oppvarmet til en temperatur på mer enn 600 o C brenner i rent oksygen for å danne krom(III)oksid:
4Cr + 3O2 = o t=> 2Cr2O3
med halogener
Krom reagerer med klor og fluor ved lavere temperaturer enn med oksygen (henholdsvis 250 og 300 o C):
2Cr + 3F2 = o t=> 2CrF 3
2Cr + 3Cl2 = o t=> 2CrCl3
Krom reagerer med brom ved rød varmetemperatur (850-900 o C):
2Cr + 3Br2 = o t=> 2CrBr 3
med nitrogen
Metallisk krom interagerer med nitrogen ved temperaturer over 1000 o С:
2Cr + N2 = ot=> 2CrN
med grått
Med svovel kan krom danne både krom (II) sulfid og krom (III) sulfid, som avhenger av proporsjonene av svovel og krom:
Cr + S = o t=> CrS
2Cr + 3S = o t=> Cr 2 S 3
Krom reagerer ikke med hydrogen.
Interaksjon med komplekse stoffer
Interaksjon med vann
Krom refererer til metaller med gjennomsnittlig aktivitet (plassert i raden med metallaktivitet mellom aluminium og hydrogen). Dette betyr at reaksjonen finner sted mellom rødglødende krom og overopphetet damp:
2Cr + 3H20 = o t=> Cr203 + 3H2
5interaksjon med syrer
Krom under normale forhold passiveres med konsentrert svovelsyre og salpetersyre, men det løses opp i dem under koking, mens det oksiderer til oksidasjonstilstanden +3:
Cr + 6HNO3 (kons.) = til=> Cr (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O
2Cr + 6H2S04 (konsentrert) = til=> Cr 2 (SO 4) 3 + 3 SO 2 + 6H 2 O
Når det gjelder fortynnet salpetersyre, er hovedproduktet for nitrogenreduksjon det enkle stoffet N 2:
10Cr + 36HNO 3 (fortynnet) = 10Cr (NO 3) 3 + 3N 2 + 18H 2 O
Krom ligger i aktivitetsraden til venstre for hydrogen, noe som betyr at det er i stand til å frigjøre H 2 fra løsninger av ikke-oksiderende syrer. I løpet av slike reaksjoner i fravær av luftoksygentilgang, dannes krom (II) salter:
Cr + 2HCl = CrCl2 + H2
Cr + H 2 SO 4 (fortynnet) = CrSO 4 + H 2
Når reaksjonen utføres i friluft, oksideres bivalent krom øyeblikkelig av oksygenet i luften til oksidasjonstilstanden +3. I dette tilfellet vil for eksempel ligningen med saltsyre ha formen:
4Cr + 12HCl + 3O2 = 4CrCl3 + 6H2O
Ved legering av metallisk krom med sterke oksidanter i nærvær av alkalier, oksideres krom til oksidasjonstilstanden +6, og danner kromater:
Jern kjemiske egenskaper
Jern Fe, et kjemisk grunnstoff i VIIIB-gruppen og har serienummer 26 i det periodiske systemet. Fordelingen av elektroner i jernatomet er som følger 26 Fe1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2, det vil si at jern tilhører d-elementer, siden d-undernivået er fylt i sin kasus. Det er mest preget av to oksidasjonstilstander +2 og +3. I FeO-oksid og Fe (OH) 2-hydroksid råder basiske egenskaper, mens Fe 2 O 3 og Fe (OH) 3-hydroksid er markert amfotere. Således løses jernoksid og hydroksyd (III) til en viss grad under koking i konsentrerte alkaliløsninger, og reagerer også med vannfrie alkalier under fusjon. Det skal bemerkes at oksidasjonstilstanden til jern +2 er svært ustabil, og forvandles lett til oksidasjonstilstanden +3. Også kjent er jernforbindelser i den sjeldne oksidasjonstilstanden +6 - ferrater, salter av ikke-eksisterende "jernsyre" H 2 FeO 4. Disse forbindelsene er relativt stabile bare i fast tilstand, eller i sterkt alkaliske løsninger. Med en utilstrekkelig alkalinitet av mediet, oksiderer ferrater ganske raskt jevnt vann, og frigjør oksygen fra det.
Interaksjon med enkle stoffer
Med oksygen
Ved forbrenning i rent oksygen danner jern den såkalte jern skala, som har formelen Fe 3 O 4 og er faktisk et blandet oksid, hvis sammensetning kan konvensjonelt representeres med formelen FeO ∙ Fe 2 O 3. Forbrenningsreaksjonen av jern har formen:
3Fe + 2O2 = til=> Fe 3 O 4
Med grått
Når det varmes opp, reagerer jern med svovel for å danne jernholdig sulfid:
Fe + S = til=> FeS
Eller med et overskudd av svovel jerndisulfid:
Fe + 2S = til=> FeS 2
Med halogener
Med alle halogener, bortsett fra jod, oksideres metallisk jern til oksidasjonstilstanden +3, og danner jernhalogenider (lll):
2Fe + 3F 2 = til=> 2FeF 3 - jernfluorid (lll)
2Fe + 3Cl2 = til=> 2FeCl 3 - jern(III)klorid (lll)
Jod, som det svakeste oksidasjonsmidlet blant halogener, oksiderer bare jern til oksidasjonstilstanden +2:
Fe + I 2 = til=> FeI 2 - jernjodid (ll)
Det skal bemerkes at jern(III)jernforbindelser lett oksiderer jodidioner i vandig løsning til fritt jod I 2 mens de reduseres til oksidasjonstilstanden +2. Eksempler på lignende reaksjoner fra FIPI-banken:
2FeCl 3 + 2KI = 2FeCl 2 + I 2 + 2KCl
2Fe (OH) 3 + 6HI = 2FeI 2 + I 2 + 6H 2 O
Fe 2 O 3 + 6HI = 2FeI 2 + I 2 + 3H 2 O
Med hydrogen
Jern reagerer ikke med hydrogen (bare alkalimetaller og jordalkalimetaller reagerer med hydrogen fra metaller):
Interaksjon med komplekse stoffer
5interaksjon med syrer
Med ikke-oksiderende syrer
Siden jern er lokalisert i aktivitetsraden til venstre for hydrogen, betyr dette at det er i stand til å fortrenge hydrogen fra ikke-oksiderende syrer (nesten alle syrer unntatt H 2 SO 4 (kons.) Og HNO 3 i en hvilken som helst konsentrasjon):
Fe + H 2 SO 4 (fortynnet) = FeSO 4 + H 2
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
Det er nødvendig å ta hensyn til et slikt triks i oppgavene til eksamen, som et spørsmål om emnet til hvilken grad av oksidasjon jern vil oksidere når det blir utsatt for fortynnet og konsentrert saltsyre. Riktig svar er opptil +2 i begge tilfeller.
Fellen her ligger i den intuitive forventningen om en dypere oksidasjon av jern (opp til s.d. +3) i tilfelle dets interaksjon med konsentrert saltsyre.
Interaksjon med oksiderende syrer
Jern reagerer ikke med konsentrerte svovelsyre og salpetersyre under normale forhold på grunn av passivering. Imidlertid reagerer det med dem når det kokes:
2Fe + 6H2SO4 = o t=> Fe 2 (SO 4) 3 + 3 SO 2 + 6H 2 O
Fe + 6HNO3 = o t=> Fe (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O
Vær oppmerksom på at fortynnet svovelsyre oksiderer jern til +2 oksidasjonstilstand, og konsentrert jern til +3.
Korrosjon (rusting) av jern
Jern vil ruste veldig raskt i fuktig luft:
4Fe + 6H 2 O + 3O 2 = 4Fe (OH) 3
Jern reagerer ikke med vann i fravær av oksygen verken under normale forhold eller under koking. Reaksjonen med vann skjer kun ved temperaturer over rødvarmetemperaturen (> 800 o C). de..
1,2H 2SO 4 (kons.) + Cu = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2O
kobbersulfat
H2SO4 (fortynnet) + Zn = ZnSO4 + H2
sinksulfat
2. FeO + H2 = Fe + H2O
CuSO 4 + Fe = Cu ↓ + FeSO 4
3. La oss komponere saltene av salpetersyre:
formel for salpetersyre HNO3 syrerest NO3- - nitrat
La oss komponere saltformlene:
Na + NO3- I følge tabellen over løselighet bestemmer vi ladningene til ionene. Siden natriumionet og nitrationet har ladninger henholdsvis "+" og "-", er abonnentene i denne formelen unødvendige. Du får følgende formel:
Na + NO3- - natriumnitrat
Ca2 + NO3- - I følge løselighetstabellen bestemmer vi ladningene til ionene. La oss ordne indeksene i henhold til korsregelen, men siden nitrationet er et komplekst ion med en ladning "-", må det være omsluttet av parentes:
Ca2 + (NO3) -2 - kalsiumnitrat
Al3 + NO3- - I henhold til løselighetstabellen bestemmer vi ladningene til ionene. La oss ordne indeksene i henhold til korsregelen, men siden nitrationet er et komplekst ion med en ladning "-", må det være omsluttet av parentes:
Al3 + (NO3) -3 - aluminiumnitrat
ytterligere metaller
sinkklorid ZnCl2
aluminiumnitrat Al (NO3) 3
