Амфотерични соединенија

Хемијата е секогаш единство на спротивности.

Погледнете го периодниот систем.

Некои елементи (скоро сите метали кои покажуваат оксидациски состојби +1 и +2) се формираат главеноксиди и хидроксиди. На пример, калиумот го формира оксидот K 2 O, а хидроксидот KOH. Тие покажуваат основни својства, како што се интеракција со киселини.

K2O + HCl → KCl + H2O

Се формираат некои елементи (повеќето неметали и метали со состојби на оксидација +5, +6, +7). киселаоксиди и хидроксиди. Киселините хидроксиди се киселини што содржат кислород, тие се нарекуваат хидроксиди, бидејќи во структурата има хидроксилна група, на пример, сулфурот формира киселински оксид SO 3 и киселински хидроксид H 2 SO 4 (сулфурна киселина):

Таквите соединенија покажуваат кисели својства, на пример, тие реагираат со бази:

H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O

И има елементи кои формираат такви оксиди и хидроксиди кои покажуваат и кисели и базни својства. Овој феномен се нарекува амфотеричен . Таквите оксиди и хидроксиди ќе бидат во фокусот на нашето внимание во оваа статија. Сите амфотерни оксиди и хидроксиди се цврсти материи, нерастворливи во вода.

Прво, како да одредите дали оксидот или хидроксидот е амфотеричен? Постои правило, малку условно, но сепак можете да го користите:

Амфотерните хидроксиди и оксиди се формираат од метали, во оксидациони состојби +3 и +4, На пример (Ал 2 О 3 , Ал(О) 3 , Fe 2 О 3 , Fe(О) 3)

И четири исклучоци:металиZn , Биди , Pb , sn ги формираат следните оксиди и хидроксиди:ZnO , Zn ( О ) 2 , BeO , Биди ( О ) 2 , PbO , Pb ( О ) 2 , СНО , sn ( О ) 2 , во која тие покажуваат оксидациона состојба од +2, но и покрај тоа, овие соединенија покажуваат амфотерични својства .

Најчести амфотерни оксиди (и нивните соодветни хидроксиди): ZnO, Zn(OH) 2, BeO, Be(OH) 2, PbO, Pb(OH) 2, SnO, Sn(OH) 2, Al 2 O 3, Al(OH) 3, Fe 2 O 3 , Fe 2 O 3 , Fe 3, OHr.

Својствата на амфотерните соединенија не е тешко да се запомнат: тие комуницираат со киселини и алкалии.

• со интеракција со киселини, сè е едноставно; во овие реакции, амфотерните соединенија се однесуваат како основните:

Al 2 O 3 + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 O

ZnO + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 O

BeO + HNO 3 → Be(NO 3 ) 2 + H 2 O

Хидроксидите реагираат на ист начин:

Fe(OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O

Pb(OH) 2 + 2HCl → PbCl 2 + 2H 2 O

• Со интеракција со алкали е малку потешко. Во овие реакции, амфотерните соединенија се однесуваат како киселини, а производите на реакцијата можат да бидат различни, се зависи од условите.

Или реакцијата се одвива во раствор, или реактантите се земаат како цврсти материи и се спојуваат.

Интеракција на основните соединенија со амфотерични соединенија при фузија.

Да го земеме цинк хидроксид како пример. Како што споменавме порано, амфотеричните соединенија кои се во интеракција со основните се однесуваат како киселини. Значи го запишуваме цинк хидроксид Zn (OH) 2 како киселина. Киселината има водород напред, да го извадиме: H 2 ZnO 2. И реакцијата на алкали со хидроксид ќе продолжи како да е киселина. „Киселински остаток“ ZnO 2 2-двовалентен:

2К О(ТВ) + Х 2 ZnO 2 (цврсто) (t, фузија) → K 2 ZnO 2 + 2 Х 2 О

Добиената супстанција K 2 ZnO 2 се нарекува калиум метацинкат (или едноставно калиум цинкат). Оваа супстанца е сол на калиум и хипотетичка „цинкова киселина“ H 2 ZnO 2 (не е сосема точно таквите соединенија да се нарекуваат соли, но за наша погодност ќе заборавиме на тоа). Само цинк хидроксид е напишано вака: H 2 ZnO 2 не е добар. Ние пишуваме како и обично Zn (OH) 2, но мислиме (за наша погодност) дека ова е „киселина“:

2KOH (цврсти) + Zn (OH) 2 (цврсти) (t, фузија) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O

Со хидроксиди, во кои има 2 OH групи, сè ќе биде исто како и со цинкот:

Be (OH) 2 (цврст.) + 2NaOH (цврст.) (t, фузија) → 2H 2 O + Na 2 BeO 2 (натриум метаберилат, или берилат)

Pb (OH) 2 (цврст.) + 2NaOH (цврст.) (t, фузија) → 2H 2 O + Na 2 PbO 2 (натриум метаплумбат, или водоводен)

Со амфотерни хидроксиди со три OH групи (Al (OH) 3, Cr (OH) 3, Fe (OH) 3) малку поинаку.

Ајде да земеме алуминиум хидроксид како пример: Al (OH) 3, напишете го во форма на киселина: H 3 AlO 3, но не го оставаме во оваа форма, туку извадете ја водата од таму:

H 3 AlO 3 - H 2 O → HAlO 2 + H 2 O.

Овде работиме со оваа „киселина“ (HAlO 2):

HAlO 2 + KOH → H 2 O + KAlO 2 (калиум метаалуминат, или едноставно алуминат)

Но, алуминиум хидроксид не може да се напише вака HAlO 2, го запишуваме како и обично, но таму мислиме на „киселина“:

Al (OH) 3 (цврст.) + KOH (цврст.) (t, фузија) → 2H 2 O + KAlO 2 (калиум метаалуминат)

Истото важи и за хром хидроксид:

Cr(OH) 3 → H 3 CrO 3 → HCrO 2

Cr (OH) 3 (цврст.) + KOH (цврст.) (t, фузија) → 2H 2 O + KCrO 2 (калиум метахромат,

НО НЕ ХРОМАТ, хроматите се соли на хромната киселина).

Со хидроксиди кои содржат четири OH групи, тоа е сосема исто: го носиме водородот напред и ја отстрануваме водата:

Sn(OH) 4 → H 4 SnO 4 → H 2 SnO 3

Pb(OH) 4 → H 4 PbO 4 → H 2 PbO 3

Треба да се запомни дека оловото и калајот формираат по два амфотерни хидроксиди: со состојба на оксидација од +2 (Sn (OH) 2, Pb (OH) 2) и +4 (Sn (OH) 4, Pb (OH) 4).

И овие хидроксиди ќе формираат различни „соли“:

Состојба на оксидација
Формула за хидроксид	Sn(OH)2	Pb (OH) 2	Sn(OH)4	Pb(OH)4
Формула на хидроксид како киселина	H2SnO2	H2PbO2	H2SnO3	H2PbO3
Сол (калиум)	K2SnO2	K 2 PbO 2	K2SnO3	K2PbO3
Име на сол			метастаннат	метаблумАТ

Истите принципи како и во имињата на обичните „соли“, елементот во највисок степен на оксидација - суфиксот AT, во средното - ИТ.

Ваквите „соли“ (метахромати, метаалуминати, метаберилати, метазинкати итн.) се добиваат не само како резултат на интеракцијата на алкалите и амфотерните хидроксиди. Овие соединенија секогаш се формираат кога силно основен „свет“ и амфотеричен (со фузија) доаѓаат во контакт. Односно, исто како и амфотерните хидроксиди со алкалите, ќе реагираат и амфотерните оксиди и металните соли кои формираат амфотерни оксиди (соли на слаби киселини). И наместо алкали, можете да земете силно основен оксид и сол на метал што формира алкали (сол на слаба киселина).

Интеракции:

Запомнете, реакциите подолу се случуваат за време на фузијата.

Амфотеричен оксид со силно основен оксид:

ZnO (цврсто) + K 2 O (цврсто) (t, фузија) → K 2 ZnO 2 (калиум метацинкат, или едноставно калиум цинкат)

Амфотеричен оксид со алкали:

ZnO (цврсто) + 2KOH (цврсто) (t, фузија) → K 2 ZnO 2 + H 2 O

Амфотеричен оксид со сол на слаба киселина и метал што формира алкали:

ZnO (цврсто) + K 2 CO 3 (цврсто) (t, фузија) → K 2 ZnO 2 + CO 2

Амфотеричен хидроксид со силно основен оксид:

Zn (OH) 2 (цврсто) + K 2 O (цврсто) (t, фузија) → K 2 ZnO 2 + H 2 O

Амфотеричен хидроксид со алкали:

Zn (OH) 2 (цврсто) + 2KOH (цврсто) (t, фузија) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O

Амфотеричен хидроксид со сол на слаба киселина и метал што формира алкали:

Zn (OH) 2 (цврсто) + K 2 CO 3 (цврсто) (t, фузија) → K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O

Соли на слаба киселина и метал што формира амфотерно соединение со силно основен оксид:

ZnCO 3 (цврсто) + K 2 O (цврсто) (t, фузија) → K 2 ZnO 2 + CO 2

Соли на слаба киселина и метал што формира амфотерно соединение со алкали:

ZnCO 3 (цврсти) + 2KOH (цврсти) (t, фузија) → K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O

Соли на слаба киселина и метал што формира амфотерно соединение со сол на слаба киселина и метал што формира алкали:

ZnCO 3 (цврсто) + K 2 CO 3 (цврсто) (t, фузија) → K 2 ZnO 2 + 2CO 2

Подолу се дадени информации за соли на амфотерни хидроксиди, најчестите на испитот се означени со црвено.

	Хидроксид	Киселина хидроксид	киселински остаток		Име на сол
BeO	Be (OH) 2	Х 2 BeO 2	BeO 2 2-	К 2 BeO 2	Метаберилат (берилат)
ZnO	Zn(OH) 2	Х 2 ZnO 2	ZnO 2 2-	К 2 ZnO 2	Метацинкат (цинкат)
Ал 2 О 3	Al(OH) 3	HAlO 2	AlO 2 —	КАЛО 2	Метаалуминат (алуминат)
Fe2O3	Fe(OH)3	HFeO 2	FeO 2 -	KFeO 2	Метаферат (НО НЕ FERRATE)
	Sn(OH)2	H2SnO2	SnO 2 2-	K2SnO2
	Pb(OH)2	H2PbO2	PbO 2 2-	K 2 PbO 2
SnO 2	Sn(OH)4	H2SnO3	SnO 3 2-	K2SnO3	MetastannAT (станат)
PbO2	Pb(OH)4	H2PbO3	PbO 3 2-	K2PbO3	MetablumbAT (plumbat)
Cr2O3	Cr(OH)3	HCrO 2	CrO2 -	KCrO 2	Метахромат (НО НЕ ХРОМАТ)

Интеракција на амфотерични соединенија со алкални раствори (тука само алкали).

Во обединетиот државен испит, ова се нарекува „распуштање на алуминиум хидроксид (цинк, берилиум, итн.) алкали“. Ова се должи на способноста на металите во составот на амфотерните хидроксиди во присуство на вишок на јони на хидроксид (во алкална средина) да ги прикачат овие јони за себе. Се формира честичка со метал (алуминиум, берилиум итн.) во центарот, кој е опкружен со јони на хидроксид. Оваа честичка станува негативно наелектризирана (анјон) поради јоните на хидроксид, а овој јон ќе се нарекува хидроксоалуминат, хидроксозинкат, хидроксоберилат итн. Покрај тоа, процесот може да продолжи на различни начини, металот може да биде опкружен со различен број на хидроксидни јони.

Ќе разгледаме два случаи: кога металот е опкружен четири јони на хидроксид, и кога е опкружен шест јони на хидроксид.

Да ја запишеме скратената јонска равенка на овие процеси:

Al(OH) 3 + OH - → Al(OH) 4 -

Добиениот јон се нарекува тетрахидроксоалуминат јон. Префиксот „тетра“ се додава бидејќи има четири јони на хидроксид. Тетрахидроксоалуминатниот јон има - полнеж, бидејќи алуминиумот носи полнење 3+, а четири јони на хидроксид 4-, вкупно излегува -.

Al (OH) 3 + 3OH - → Al (OH) 6 3-

Јонот формиран во оваа реакција се нарекува хексахидроксоалуминат јон. Префиксот „хексо-“ се додава бидејќи има шест јони на хидроксид.

Неопходно е да се додаде префикс што ја означува количината на јони на хидроксид. Затоа што ако само напишете „хидроксоалуминат“, не е јасно на кој јон мислите: Al (OH) 4 - или Al (OH) 6 3-.

Кога алкалите реагираат со амфотеричен хидроксид, во растворот се формира сол. Чиј катјон е алкален катјон, а анјонот е комплексен јон, чие формирање го разгледавме претходно. Анјонот е внатре квадратни загради.

Al (OH) 3 + KOH → K (калиум тетрахидроксоалуминат)

Al (OH) 3 + 3KOH → K 3 (калиум хексахидроксоалуминат)

Што точно (хекса- или тетра-) сол пишувате како производ не е важно. Дури и во одговорите на USE пишува: „... K 3 (формирањето на K е прифатливо". Главната работа е да не заборавите да се осигурате дека сите индекси се правилно поставени. Следете ги трошоците и имајте на ум дека нивниот збир треба да биде еднаков на нула.

Покрај амфотерните хидроксиди, амфотерните оксиди реагираат со алкали. Производот ќе биде ист. Само ако ја напишете реакцијата вака:

Al 2 O 3 + NaOH → Na

Al 2 O 3 + NaOH → Na 3

Но, овие реакции нема да се изедначат. Неопходно е да се додаде вода на левата страна, бидејќи интеракцијата се јавува во растворот, има доволно вода таму и сè ќе се изедначи:

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na

Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3

Покрај амфотерните оксиди и хидроксиди, некои особено активни метали комуницираат со алкални раствори, кои формираат амфотерни соединенија. Имено, тоа е: алуминиум, цинк и берилиум. За да се изедначи, и на левата му треба вода. И, покрај тоа, главната разлика помеѓу овие процеси е ослободувањето на водород:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2

2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3H 2

Табелата подолу ги прикажува најчестите примери за својствата на амфотерните соединенија во испитот:

Амфотерична супстанција		Име на сол
Al2O3 Al(OH)3		Натриум тетрахидроксоалуминат	Al(OH) 3 + NaOH → Na Ал 2 О 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na 2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2
	На 3	Натриум хексахидроксоалуминат	Al(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Ал 2 О 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3 2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3 ч 2
Zn(OH) 2	К2	Натриум тетрахидроксозинат	Zn(OH) 2 + 2NaOH → Na 2 ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + Х 2
	К4	Натриум хексахидроксозинкат	Zn(OH) 2 + 4NaOH → Na 4 ZnO + 4NaOH + H 2 O → Na 4 Zn + 4NaOH + 2H 2 O → Na 4 + Х 2
Be(OH)2	Ли 2	Литиум тетрахидроксоберилат	Be (OH) 2 + 2LiOH → Li 2 BeO + 2LiOH + H 2 О → Ли 2 Биди + 2LiOH + 2H 2 О → Ли 2 + Х 2
	Ли 4	Литиум хексахидроксоберилат	Be (OH) 2 + 4LiOH → Li 4 BeO + 4LiOH + H 2 О → Ли 4 Биди + 4LiOH + 2H 2 О → Ли 4 + Х 2
Cr2O3 Cr(OH)3		Натриум тетрахидроксохромат	Cr(OH) 3 + NaOH → Na Кр 2 О 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
	На 3	Натриум хексахидроксохромат	Cr(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Кр 2 О 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3
Fe2O3 Fe(OH)3		Натриум тетрахидроксоферат	Fe(OH) 3 + NaOH → Na Fe 2 О 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
	Na 3	Натриум хексахидроксоферат	Fe(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Fe 2 О 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3

Солите добиени во овие интеракции реагираат со киселини, формирајќи две други соли (соли на дадена киселина и два метали):

2 Na 3 + 6 ч 2 ПА 4 → 3Na 2 ПА 4 + Ал 2 (ЗА 4 ) 3 + 12 ч 2 О

Тоа е се! Ништо комплицирано. Главната работа не е да се збуни, запомнете што се формира за време на фузијата, што е во раствор. Многу често, задачите за ова прашање се среќаваат во БДелови.

Цинкот е елемент на странична подгрупа од втората група, четврти период од периодичниот систем на хемиски елементи на Д. И. Менделеев, со атомски број 30. Се означува со симболот Zn (лат. Zincum). Едноставна супстанција цинк во нормални услови е кршлив преоден метал со синкаво-бела боја (се оцрнува во воздухот, станува покриен со тенок слој цинк оксид).

Во четвртиот период, цинкот е последниот d-елемент, неговите валентни електрони 3d 10 4s 2. Само електроните од надворешното енергетско ниво учествуваат во формирањето на хемиски врски, бидејќи конфигурацијата d 10 е многу стабилна. Во соединенијата, цинкот има состојба на оксидација од +2.

Цинкот е реактивен метал, има изразени намалувачки својства, е инфериорен во однос на земноалкалните метали по активност. Покажува амфотерични својства.

Интеракција на цинк со неметали
Кога силно се загрева во воздух, гори со силен пламен со сина боја за да формира цинк оксид:
2Zn + O2 → 2ZnO.

Кога се запали, енергично реагира со сулфур:
Zn + S → ZnS.

Тој реагира со халогени во нормални услови во присуство на водена пареа како катализатор:
Zn + Cl 2 → ZnCl 2 .

Под дејство на пареа на фосфор на цинк, се формираат фосфиди:
Zn + 2P → ZnP 2 или 3Zn + 2P → Zn 3 P 2.

Цинкот не комуницира со водород, азот, бор, силициум, јаглерод.

Интеракција на цинк со вода
Реагира со водена пареа на црвена топлина за да формира цинк оксид и водород:
Zn + H 2 O → ZnO + H 2.

Интеракцијата на цинк со киселини
Во електрохемиската серија на напони на метали, цинкот е пред водородот и го поместува од неоксидирачките киселини:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2;
Zn + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2.

Реагира со разредена азотна киселина за да формира цинк нитрат и амониум нитрат:
4Zn + 10HNO 3 → 4Zn(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O.

Реагира со концентрирана сулфурна и азотна киселина за да формира сол на цинк и производи за намалување на киселината:
Zn + 2H2SO4 → ZnSO4 + SO2 + 2H2O;
Zn + 4HNO 3 → Zn(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

Интеракција на цинк со алкалии
Реагира со алкални раствори за да формира хидрокс комплекси:
Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2

кога се спојува, формира цинкати:
Zn + 2KOH → K 2 ZnO 2 + H 2 .

Интеракција со амонијак
Со гасовитиот амонијак на 550-600°C формира цинк нитрид:
3Zn + 2NH3 → Zn3N2 + 3H2;
се раствора во воден раствор на амонијак, формирајќи тетрааминцин хидроксид:
Zn + 4NH 3 + 2H 2 O → (OH) 2 + H 2.

Интеракција на цинк со оксиди и соли
Цинкот ги поместува металите во редот на напрегање десно од него од раствори на соли и оксиди:
Zn + CuSO 4 → Cu + ZnSO 4;
Zn + CuO → Cu + ZnO.

Цинк(II) оксид ZnO - белите кристали кога се загреваат добиваат жолта боја. Густина 5,7 g/cm 3, температура на сублимација 1800°C. На температури над 1000 ° C, се сведува на метален цинк со јаглерод, јаглерод моноксид и водород:
ZnO + C → Zn + CO;
ZnO + CO → Zn + CO 2;
ZnO + H 2 → Zn + H 2 O.

Не комуницира со вода. Покажува амфотерични својства, реагира со раствори на киселини и алкалии:
ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O;
ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2.

Кога се спојува со метални оксиди, формира цинкати:
ZnO + CoO → CoZnO 2 .

При интеракција со неметални оксиди, тој формира соли, каде што е катјон:
2ZnO + SiO 2 → Zn 2 SiO 4,
ZnO + B 2 O 3 → Zn(BO 2) 2.

Цинк (II) хидроксид Zn(OH) 2 - безбојна кристална или аморфна супстанција. Густина 3,05 g / cm 3, на температури над 125 ° C се распаѓа:
Zn(OH) 2 → ZnO + H 2 O.

Цинк хидроксид покажува амфотерични својства, лесно растворлив во киселини и алкалии:
Zn(OH) 2 + H2SO4 → ZnSO4 + 2H2O;
Zn(OH) 2 + 2NaOH → Na2;

исто така лесно растворлив во воден амонијак за да формира тетрааминцин хидроксид:
Zn(OH) 2 + 4NH 3 → (OH) 2.

Се добива во форма на бел талог кога солите на цинкот реагираат со алкалии:
ZnCl 2 + 2NaOH → Zn(OH) 2 + 2NaCl.

Двете главни фази на пирометалуршките процеси - редукција со дестилација и кондензација на цинк - се од теоретски и практичен интерес.

Процеси на обновување

Реставрацијата е подложена на цинк агломерат, кој содржи слободен оксид, ферити, силикати и цинк алуминати, цинк сулфид и сулфат, а покрај тоа, оксиди и ферити на други метали.
Процесите на редукција на металните оксиди се одвиваат и во цврста фаза (реторти и шахтни печки) и во течна фаза (електрични печки). Средства за намалување може да бидат цврст јаглерод, јаглерод моноксид, водород и метално железо. Најважни се јаглерод моноксид CO и металното железо.
Постојат две теории за редукција на металните оксиди со јаглерод моноксид „двостепен“ А.А. Бајков и „адсорпционо-каталитички“ Г.И. Чуфаров.
Според првата теорија, оксидите прво се дисоцираат на метал и кислород според реакцијата 2MeO=2Me+O2, а потоа ослободениот кислород се соединува со редукционото средство според равенката O2+2CO=2CO2. Во зависност од температурата, производот за дисоцијација на оксидот може да биде цврст, течен или гасовит метал. Двете фази на закрепнување продолжуваат независно и имаат тенденција да се рамнотежа. Целокупниот резултат на реакциите зависи од условите под кои тие се одвиваат.
Помодерна теорија на Г.И. Чуфаров претпоставува три фази на редукција: адсорпција на редукциониот гас на површината на оксидот, самиот процес на редукција и отстранување на гасовитиот производ од површината на реакцијата. Општо земено, оваа теорија може да се опише со следните равенки:

Треба да се забележи дека, според двете теории, вкупната реакција, изразувајќи го стехиометрискиот сооднос на супстанциите кои содејствуваат, е иста:

Да го разгледаме однесувањето на поединечните компоненти во процесот на намалување на агломератот на цинк.
Соединенија на цинк. Агломератот може да содржи ZnO, ZnO*Fe2O3, ZnO*SiO2, ZnO*Al2O3, ZnSO4 и ZnS.
Цинк оксидот, во зависност од условите на термичка обработка на смесата и неговиот состав, може да се редуцира со различни редуцирачки агенси.
Водород, метан и разни јаглеводороди се формираат во влажната смеса како резултат на распаѓање на водата и ослободување на испарлив јаглен.Водородот и метанот го намалуваат ZnO со реакциите

Почетокот на опоравувањето е веќе забележлив на 450-550°. Овие реакции не се значајни и продолжуваат само во почетниот период на дестилација во хоризонтални реторти.
На температури над 600°, можно е директно намалување на цинк оксидот со цврст јаглерод. 2ZnO+G⇔2Zn+CO2. Интензитетот на реакцијата е ограничен со ограничената брзина на дифузија на цврсти материи и затоа е од мало практично значење. Над 1000°, продолжува главната реакција на редукција на цинк оксид со јаглерод моноксид ZnO+CO⇔Zn+CO2. Константата на рамнотежа на оваа реакција, под услов да се добие еден метален цинк само во состојба на пареа, може да се најде од равенката

Од равенката произлегува дека насоката на течењето зависи од односот на концентрациите на CO и CO2 во гасната фаза, што се одредува со добро познатата крива Будоар. На сл. 12 покажува можен состав на гасната фаза во муфелот на печката за дестилација. Над 1000°, јаглеродниот диоксид не може да постои во присуство на јаглерод и реагира со вториот во реакцијата CO2+C=2CO.

Така, за успешно редуцирање на ZnO со јаглерод моноксид, неопходно е да се создадат поволни услови за појава на две реакции: ZnO + CO⇔Zn + CO2 и CO2 + C⇔2CO, имено: да се има висока температура на процесот (најмалку 1000°C), голем вишок на редукционото средство во способноста за полнење на гасот и доволна количина за отстранување на гасот.
Кога редукцијата се одвива во топењето на 1300-1400 ° (електротермички цинк), интеракцијата на цинк оксидот со металното железо со реакцијата ZnO + Fe = Zn + FeO станува од големо значење. Поради можноста за оваа реакција, можно е да се добие висок степен на сублимација на згура на цинк и течни метали со мала содржина на згура. Во исто време, текот на оваа реакција во хоризонтални резерви е непожелен поради можното формирање на црни соединенија со ниска топење (мат и згура), кои ги уништуваат ѕидовите на муфелите.
Цинк феритот на температури под 900° и со недостаток на јаглерод се намалува со формирање на структурно слободен ZnO и Fe3O4. Под овие услови, феритот може да се разложи и од оксиди на други метали. На високи температури, процесот на редукција продолжува брзо со формирање на метален цинк, метално железо или железен оксид. Намалувањето на цинк феритот не предизвикува посебни потешкотии во практиката на дестилација.
Цинк силикатите исто така лесно се намалуваат со јаглерод и метално железо. На температура од 1100-1200°, цинкот целосно се намалува од силикатите.
Цинк алуминатите или спинели се многу огноотпорни соединенија. За разлика од силикатите, тие не се редуцираат во ретортни печки.
Цинк сулфатот, кој е присутен во агломератот во мали количини, се редуцира со јаглерод и јаглерод моноксид во сулфид и се дисоцира со ослободување на сулфур диоксид, додека реакциите продолжуваат:

Формирањето на цинк сулфид според последната реакција се случува во гасната фаза.
Цинк сулфидот практично не се намалува при дестилација во реторти и преминува во обод. Во бања со електрична печка, цинк сулфидот може да се разложи со железо на 1250-1300° со реакцијата ZnS+Fe=Zn+FeS.
Соединенија на олово и кадмиум. Во агломератот оловото е во форма на оксидирани соединенија: слободен оксид, силикати, ферити и делумно во форма на сулфат. Оловото од овие соединенија лесно се сведува на метално олово и до одреден степен се сублимира, загадувајќи го течниот цинк. Количината на сублимирано олово зависи од температурата на процесот. Во возврати, најголемиот дел од оловото останува во раб. Во вратило и електрични печки, каде што температурата на процесот е повисока, најголемиот дел од оловото се претвора во цинк. Зголемената содржина на олово во агломератот има деструктивен ефект врз ѕидовите на ретортите. Затоа, неопходно е да се зголеми количината на јаглен во полнењето за да се апсорбира стопеното олово.
Кадмиум оксидот се намалува на температура пониска од цинк оксидот. Притисокот на пареа на овој метал е поголем од оној на цинкот. Во серискиот процес, кадмиумот сублимира на почетокот на дестилацијата, така што првите делови од кондензиран цинк се збогатуваат со кадмиум.
Нечистотиите на олово и кадмиум го намалуваат степенот на готовиот цинк.
Арсен и антимон соединенија. Арсенот и антимонот, поради нивната испарливост, како олово и кадмиум, ги загадуваат производите за дестилација. Повисоките оксиди As2Os и Sb2O5, арсенатите и антимонатите се редуцираат со јаглерод до пониските испарливи оксиди As2O3, Sb2O3 и до метална состојба. Некои од нив се заробени во кондензаторот заедно со цинкот.
Бакарните соединенија лесно се редуцираат со јаглеродните редуцирачки агенси, но остануваат во цврсти или течни остатоци од дестилација. Ако има одредена количина на сулфур во полнењето, бакарот преминува во мат. Во отсуство на сулфур, бакарот формира бакарно леано железо со железо, чии значителни количини се добиваат во електричните печки.
соединенија на железо. Однесувањето на соединенијата на оксидираното железо во процесот на редукција се одредува според условите на процесот, температурата и составот на гасната фаза. Во ректорите и електричните печки се добива многу метално железо. Во печката со вратило, железниот оксид се редуцира на оксид и преминува во згура.
Златото и среброто не се сублимираат во нормални услови и остануваат, во зависност од природата на процесот, во обод или се распоредени помеѓу леано железо, мат и згура. Кога на полнењето се додаваат хлоридни соли, дел од благородните метали се сублимираат и кондензираат во производите за дестилација.
Ретки и расфрлани елементи. Во средина за намалување на високи температури, поголемиот дел од талиумот, индиумот и селенот се сублимираат. До половина германиум и телуриум исто така поминуваат во сублимати.Значаен дел од галиумот останува во остатоците од дестилацијата.
Силика, алумина, оксиди и сулфати на алкални метали комуницираат со други соединенија на полнење и формираат згура.

кондензација на цинк

Главната тешкотија во практичната имплементација на процесот на кондензација на пареа на цинк е тоа што значителен дел од металот поминува не во течна, туку во цврста фаза, со форма на честички од прашина одделени со оксидни филмови. Затоа, излезот на свински цинк не надминува 70-75%.
Зависноста на притисокот на пареата на цинкот од температурата, проучувана од К. Мајер, е прикажана со кривата на сл. 13. Над кривата се наоѓа областа на презаситени, а подолу - незаситени пареи. Точката на росење на пареата на цинкот без мешање на други гасови при притисок од 1 атм е 906°. Во пракса, во гасовите на пригушувачите, електричните и вратичките печки, каде што испарувањата на цинкот се разредуваат со CO и CO2, парцијалниот притисок на пареата на цинкот не достигнува 0,5 атм. Во гасовите за ретерирање во почетниот период на дестилација, тоа е околу 300 mm Hg, а во горните гасови на шахтата печка - само 30-40 mm Hg. чл. Кондензацијата на цинкот од овие гасови ќе започне на температури од 820–830 и 650–660 °, соодветно.
За целосна кондензација, потребно е температурата на гасовите на излезот од кондензаторот да биде блиску до точката на топење на цинкот, при што рамнотежната вредност на притисокот на пареата е минимална. Во пракса, кондензацијата завршува на 500 °. Во овие услови, загубата на цинкова пареа со гасовите што се испуштаат во атмосферата е приближно 0,4%.

Сепак, усогласеноста со температурниот режим само по себе не гарантира прием на целиот цинк во течна форма, а дел од него, како што е споменато погоре, се добива во форма на прашина. Ова се објаснува со различни причини. Забележано е дека кондензацијата на пареата на цинкот во течната фаза се одвива поуспешно на конвексната површина на цврстите материи со мал радиус на заобленост и на површините натопени со течен цинк.За успешно кондензација, исто така, потребно е односот на површината на кондензаторот и неговиот волумен да не надминува одредена вредност. Поради фактот што кондензацијата започнува главно на ѕидовите, неопходно е да се обезбеди одредено време на престој на гасовите во кондензаторот и да не се дозволи премногу нагло да се изладат. Со значителен волумен на гасови заситени со цинкова пареа, невозможно е да се обезбеди ефективна кондензација без посебни мерки. кои вклучуваат клокотот на гасови низ бања со цинк и нивно прскање со стопен цинк и олово.
Хемиските услови на кондензација се исто така важни. При висока содржина на CO2 во гасовите, површината на капките се оксидира. Цинк, кој ги спречува да се спојат во компактна маса.
Така, на брзината и комплетноста на кондензацијата на цинковата пареа влијаат: парцијалниот притисок на пареата на цинкот, температурата, брзината на мешавината на гасот (не повеќе од 5 cm / s), присуството на други гасови и механички суспензии, обликот, големината и материјалот на кондензаторот.

17.12.2019

Серијата Far Cry продолжува да ги радува своите играчи со стабилност. Толку време станува јасно што треба да направите во оваа игра. Лов, преживување, фаќање...

16.12.2019

Создавајќи го дизајнот на просторот за живеење, посебно внимание треба да се посвети на внатрешноста на дневната соба - таа ќе стане центар на вашиот „универзум“.

15.12.2019

Невозможно е да се замисли изградба на куќа без употреба на скелиња. Во други области на економска активност, се користат и такви структури. СО...

14.12.2019

Како метод за трајно поврзување на метални производи, заварувањето се појави пред нешто повеќе од еден век. Во исто време, неговата важност не може да се прецени во моментов. ВО...

14.12.2019

Оптимизирањето на просторот наоколу е исклучително важно и за малите и за големите магацини. Ова во голема мера ја поедноставува работата и обезбедува ...

Амфотерните оксиди (со двојни својства) во повеќето случаи се метални оксиди кои имаат мала електронегативност. Во зависност од надворешните услови, тие покажуваат или кисели или оксидни својства. Се формираат овие оксиди кои обично ги покажуваат следните оксидациски состојби: ll, lll, lV.

Примери на амфотерни оксиди: цинк оксид (ZnO), хром оксид lll (Cr2O3), алуминиум оксид (Al2O3), калај оксид ll (SnO), калај оксид lV (SnO2), оловен оксид ll (PbO), оловен оксид (мановиумО2тан оксид), e lV (MnO2), железен оксид lll (Fe 2O3), берилиум оксид (BeO).

Реакции карактеристични за амфотерните оксиди:

1. Овие оксиди можат да реагираат со силни киселини. Во овој случај, се формираат соли на истите киселини. Реакциите од овој тип се манифестација на својствата на главниот тип. На пример: ZnO (цинк оксид) + H2SO4 (хлороводородна киселина) → ZnSO4 + H2O (вода).

2. При интеракција со силни алкалии, се појавуваат амфотерни оксиди и хидроксиди.Во исто време, двојноста на својствата (односно амфотеричноста) се манифестира во формирање на две соли.

Во топењето, при реакција со алкали, се формира просечна сол, на пример:
ZnO (цинк оксид) + 2NaOH (натриум хидроксид) → Na2ZnO2 (обична просечна сол) + H2O (вода).
Al2O3 (алуминиум оксид) + 2NaOH (натриум хидроксид) = 2NaAlO2 + H2O (вода).
2Al(OH)3 (алуминиум хидроксид) + 3SO3 (сулфур оксид) = Al2(SO4)3 (алуминиум сулфат) + 3H2O (вода).

Во растворот, амфотерните оксиди реагираат со алкали за да формираат сложена сол, на пример: Al2O3 (алуминиум оксид) + 2NaOH (натриум хидроксид) + 3H2O (вода) + 2Na (Al (OH) 4) (комплексна сол на натриум тетрахидроксоалуминат).

3. Секој метал од кој било амфотеричен оксид има свој координативен број. На пример: за цинк (Zn) - 4, за алуминиум (Al) - 4 или 6, за хром (Cr) - 4 (ретко) или 6.

4. Амфотерниот оксид не реагира со вода и не се раствора во неа.

Кои реакции ја докажуваат амфотерната природа на металот?

Релативно кажано, амфотерниот елемент може да ги покаже својствата и на металите и на неметалите. Слична карактеристика е присутна и во елементите на А-групите: Be (берилиум), Ga (галиум), Ge (германиум), Sn (калај), Pb, Sb (антимон), Bi (бизмут) и некои други, како и многу елементи од Б-групите - тоа се Cr (хром), Mn (манган), Fe (железон) и Zin.

Да ја докажеме амфотеричноста на хемискиот елемент цинк (Zn) со следните хемиски реакции:

1. Zn(OH)2 + N2O5 (дијанитроген пентооксид) = Zn(NO3)2 (цинк нитрат) + H2O (вода).
ZnO (цинк оксид) + 2HNO3 = Zn(NO3)2 (цинк нитрат) + H2O (вода).

б) Zn(OH)2 (цинк хидроксид) + Na2O (натриум оксид) = Na2ZnO2 (натриум диоксоцинкат) + H2O (вода).
ZnO (цинк оксид) + 2NaOH (натриум хидроксид) = Na2ZnO2 (натриум диоксоцинкат) + H2O (вода).

Во случај елементот со двојни својства во соединението да ги има следните оксидациски состојби, неговите двојни (амфотерични) својства се најзабележливи во средната фаза на оксидација.

Пример е хромот (Cr). Овој елемент ги има следните оксидациски состојби: 3+, 2+, 6+. Кај +3 базните и киселинските својства се изразени приближно во иста мера, додека кај Cr +2 преовладуваат базичните својства, а кај Cr +6 киселите. Еве ги реакциите кои ја докажуваат оваа изјава:

Cr+2 → CrO (хром оксид +2), Cr(OH)2 → CrSO4;
Cr + 3 → Cr2O3 (хром оксид +3), Cr (OH) 3 (хром хидроксид) → KCrO2 или хром сулфат Cr2 (SO4) 3;
Cr+6 → CrO3 (хром оксид +6), H2CrO4 → K2CrO4.

Во повеќето случаи, амфотерични оксиди на хемиски елементи со состојба на оксидација од +3 постојат во мета форма. Како пример, може да се наведат: алуминиум метахидроксид (хемиска формула AlO (OH) и железо метахидроксид (хемиска формула FeO (OH)).

Како се добиваат амфотерични оксиди?

1. Најзгодниот метод за нивно добивање е талог од воден раствор со користење на амонијак хидрат, односно слаба база. На пример:
Al (NO3) 3 (алуминиум нитрат) + 3 (H2OxNH3) (воден хидрат) \u003d Al (OH) 3 (амфотеричен оксид) + 3NH4NO3 (реакцијата се изведува на дваесет степени на топлина).
Al(NO3)3 (алуминиум нитрат) + 3(H2OxNH3) (воден раствор на амонијак хидрат) = AlO(OH) (амфотеричен оксид) + 3NH4NO3 + H2O (реакција изведена на 80 °C)

Во овој случај, во реакција на размена од овој тип, во случај на вишок на алкалии, нема да таложи. Ова се должи на фактот дека алуминиумот станува анјон поради неговите двојни својства: Al (OH) 3 (алуминиум хидроксид) + OH- (вишок на алкали) = - (анјон на алуминиум хидроксид).

Примери на реакции од овој тип:
Al (NO3) 3 (алуминиум нитрат) + 4NaOH (вишок на натриум хидроксид) = 3NaNO3 + Na (Al (OH) 4).
ZnSO4 (цинк сулфат) + 4NaOH (вишок на натриум хидроксид) = Na2SO4 + Na2 (Zn (OH) 4).

Солите што се формираат во овој случај припаѓаат на Тие ги вклучуваат следните сложени анјони: (Al (OH) 4) - и исто така (Zn (OH) 4) 2 -. Вака се нарекуваат овие соли: Na (Al (OH) 4) - натриум тетрахидроксоалуминат, Na2 (Zn (OH) 4) - натриум тетрахидроксозинат. Производите од интеракцијата на алуминиум или цинк оксиди со цврсти алкали се нарекуваат поинаку: NaAlO2 - натриум диоксоалуминат и Na2ZnO2 - натриум диоксоцинкат.