สารประกอบแอมโฟเทอริก
เคมีเป็นเอกภาพของสิ่งที่ตรงกันข้ามเสมอ
ดูตารางธาตุสิ
องค์ประกอบบางชนิด (โลหะเกือบทั้งหมดที่มีสถานะออกซิเดชัน +1 และ +2) ก่อตัวขึ้น ขั้นพื้นฐานออกไซด์และไฮดรอกไซด์ ตัวอย่างเช่น โพแทสเซียมเกิดออกไซด์ K 2 O และไฮดรอกไซด์ KOH พวกมันแสดงคุณสมบัติพื้นฐาน เช่น การทำปฏิกิริยากับกรด
K2O + HCl → KCl + H2O
ธาตุบางชนิด (อโลหะและโลหะส่วนใหญ่ที่มีสถานะออกซิเดชัน +5, +6, +7) ก่อตัวขึ้น เป็นกรดออกไซด์และไฮดรอกไซด์ กรดไฮดรอกไซด์เป็นกรดที่ประกอบด้วยออกซิเจนเรียกว่าไฮดรอกไซด์เนื่องจากมีกลุ่มไฮดรอกซิลในโครงสร้างเช่นซัลเฟอร์ก่อตัวเป็นกรดออกไซด์ SO 3 และกรดไฮดรอกไซด์ H 2 SO 4 (กรดซัลฟิวริก):
สารประกอบดังกล่าวมีคุณสมบัติเป็นกรด เช่น ทำปฏิกิริยากับเบส:
H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O
และมีองค์ประกอบที่ก่อตัวเป็นออกไซด์และไฮดรอกไซด์ซึ่งมีคุณสมบัติทั้งเป็นกรดและเบส ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า แอมโฟเทอริก . ออกไซด์และไฮดรอกไซด์เหล่านี้จะเน้นความสนใจของเราในบทความนี้ แอมโฟเทอริกออกไซด์และไฮดรอกไซด์ทั้งหมดเป็นของแข็งที่ไม่ละลายในน้ำ
อันดับแรก เราจะทราบได้อย่างไรว่าออกไซด์หรือไฮดรอกไซด์เป็นแอมโฟเทอริกหรือไม่ มีกฎเล็กน้อยตามอำเภอใจ แต่คุณยังสามารถใช้ได้:
แอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์และออกไซด์เกิดจากโลหะในสถานะออกซิเดชัน +3 และ +4, ตัวอย่างเช่น (อัล 2 โอ 3 , อัล(โอ้) 3 , เฟ 2 โอ 3 , เฟ(โอ้) 3)
และข้อยกเว้นสี่ประการ:โลหะสังกะสี , เป็น , ป.ล , ส เกิดออกไซด์และไฮดรอกไซด์ต่อไปนี้:สังกะสีโอ , สังกะสี ( โอ้ ) 2 , บีโอ , เป็น ( โอ้ ) 2 , PbO , ป.ล ( โอ้ ) 2 , สโน , ส ( โอ้ ) 2 ซึ่งพวกมันแสดงสถานะออกซิเดชันที่ +2 แต่อย่างไรก็ตาม สารประกอบเหล่านี้ก็แสดงออกมา คุณสมบัติแอมโฟเทอริก .
แอมโฟเทอริกออกไซด์ที่พบมากที่สุด (และไฮดรอกไซด์ที่เกี่ยวข้อง): ZnO, Zn(OH) 2, BeO, Be(OH) 2, PbO, Pb(OH) 2, SnO, Sn(OH) 2, Al 2 O 3, Al (OH) 3, เฟ 2 O 3, เฟ(OH) 3, Cr 2 O 3, Cr(OH) 3
คุณสมบัติของสารประกอบแอมโฟเทอริกนั้นไม่ยากที่จะจดจำ: พวกมันมีปฏิกิริยากับมัน กรดและด่าง.
- เมื่อทำปฏิกิริยากับกรดทุกอย่างจะง่ายในปฏิกิริยาเหล่านี้สารประกอบแอมโฟเทอริกจะมีพฤติกรรมเหมือนสารพื้นฐาน:
อัล 2 O 3 + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 O
ZnO + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 O
BeO + HNO 3 → เป็น(NO 3 ) 2 + H 2 O
ไฮดรอกไซด์ทำปฏิกิริยาในลักษณะเดียวกัน:
เฟ(OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O
Pb(OH) 2 + 2HCl → PbCl 2 + 2H 2 O
- การทำปฏิกิริยากับด่างนั้นซับซ้อนกว่าเล็กน้อย ในปฏิกิริยาเหล่านี้ สารประกอบแอมโฟเทอริกจะมีพฤติกรรมเหมือนกรด และผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสภาวะ
ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นในสารละลายหรือสารที่ทำปฏิกิริยาจะถูกนำมาเป็นของแข็งและหลอมละลาย
ปฏิกิริยาระหว่างสารประกอบพื้นฐานกับแอมโฟเทอริกระหว่างการหลอมรวม
ลองดูตัวอย่างของซิงค์ไฮดรอกไซด์ ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น สารประกอบแอมโฟเทอริกมีปฏิกิริยากับสารประกอบพื้นฐานและมีพฤติกรรมเหมือนกรด ลองเขียนซิงค์ไฮดรอกไซด์ Zn (OH) 2 เป็นกรดกัน กรดมีไฮโดรเจนอยู่ข้างหน้า เอาออกมาเถอะ: H 2 ZnO 2 . และปฏิกิริยาของอัลคาไลกับไฮดรอกไซด์จะเกิดขึ้นเหมือนกับว่าเป็นกรด “กรดตกค้าง” ZnO 2 2-ไดเวเลนต์:
2ก โอ้(ทีวี) + ชม 2 ZnO 2(ของแข็ง) (t, ฟิวชั่น)→ K 2 ZnO 2 + 2 ชม 2 โอ
สารที่ได้ K 2 ZnO 2 เรียกว่าโพแทสเซียมเมตาซินเคต (หรือเพียงแค่โพแทสเซียมซิกเนต) สารนี้คือเกลือของโพแทสเซียมและ "กรดสังกะสี" สมมุติ H 2 ZnO 2 (การเรียกเกลือของสารประกอบดังกล่าวไม่ถูกต้องทั้งหมด แต่เพื่อความสะดวกของเราเองเราจะลืมเรื่องนั้น) แค่เขียนซิงค์ไฮดรอกไซด์ดังนี้: H 2 ZnO 2 - ไม่ดี เราเขียน Zn (OH) 2 ตามปกติ แต่เราหมายถึง (เพื่อความสะดวกของเราเอง) ว่ามันคือ "กรด":
2KOH (ของแข็ง) + Zn (OH) 2(ของแข็ง) (t, ฟิวชั่น) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O
สำหรับไฮดรอกไซด์ซึ่งมี 2 หมู่ OH ทุกอย่างจะเหมือนกับสังกะสี:
Be(OH) 2(tv.) + 2NaOH (tv.) (t, ฟิวชั่น) → 2H 2 O + Na 2 BeO 2 (โซเดียมเมตาเบอริลเลตหรือเบริลเลท)
Pb(OH) 2 (โซล.) + 2NaOH (โซล.) (t, ฟิวชั่น) → 2H 2 O + Na 2 PbO 2 (โซเดียมเมตาพลัมเบตหรือดิ่งลง)
ด้วยแอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์ที่มีกลุ่ม OH สามกลุ่ม (อัล (OH) 3, Cr (OH) 3, Fe (OH) 3) จะแตกต่างกันเล็กน้อย
ลองดูตัวอย่างอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์: อัล (OH) 3 เขียนในรูปของกรด: H 3 AlO 3 แต่เราไม่ทิ้งมันไว้ในรูปแบบนี้ แต่เอาน้ำออกจากที่นั่น:
H 3 AlO 3 – H 2 O → H AlO 2 + H 2 O
มันคือ “กรด” (HAlO 2) ที่เราร่วมงานด้วย:
HAlO 2 + KOH → H 2 O + KAlO 2 (โพแทสเซียมเมตาลูมิเนตหรือเพียงแค่อะลูมิเนต)
แต่อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ไม่สามารถเขียนเหมือน HAAlO 2 นี้ เราเขียนมันตามปกติ แต่เราหมายถึง "กรด" ที่นั่น:
Al(OH) 3(ตัวละลาย) + KOH (ตัวละลาย) (t, ฟิวชั่น)→ 2H 2 O + KAlO 2 (โพแทสเซียมเมตาอะลูมิเนต)
เช่นเดียวกับโครเมียมไฮดรอกไซด์:
Cr(OH) 3 → H 3 CrO 3 → HCrO 2
Cr(OH) 3(tv.) + KOH (tv.) (t, ฟิวชั่น)→ 2H 2 O + KCrO 2 (โพแทสเซียม เมตาโครเมต,
แต่ไม่ใช่โครเมต โครเมตคือเกลือของกรดโครมิก)
เช่นเดียวกับไฮดรอกไซด์ที่มีกลุ่ม OH สี่กลุ่ม: เราเคลื่อนไฮโดรเจนไปข้างหน้าและกำจัดน้ำ:
Sn(OH) 4 → H 4 SnO 4 → H 2 SnO 3
Pb(OH) 4 → H 4 PbO 4 → H 2 PbO 3
ควรจำไว้ว่าตะกั่วและดีบุกแต่ละชนิดก่อให้เกิดไฮดรอกไซด์แอมโฟเทอริกสองตัว: โดยมีสถานะออกซิเดชันที่ +2 (Sn (OH) 2, Pb (OH) 2) และ +4 (Sn (OH) 4, Pb (OH) 4) ).
และไฮดรอกไซด์เหล่านี้จะเกิดเป็น "เกลือ" ที่แตกต่างกัน:
|
สถานะออกซิเดชัน |
||||
|
สูตรไฮดรอกไซด์ |
|
|
|
|
|
สูตรไฮดรอกไซด์เป็นกรด |
H2SnO2 |
H2PbO2 |
H2SnO3 |
H2PbO3 |
|
เกลือ (โพแทสเซียม) |
K2SnO2 |
K2PbO2 |
K2SNO3 |
K2PbO3 |
|
ชื่อเกลือ |
metastannAT |
metablumbAT |
||
หลักการเดียวกันกับชื่อ "เกลือ" ทั่วไปองค์ประกอบในสถานะออกซิเดชันสูงสุดคือคำต่อท้าย AT ในระดับกลาง - IT
“เกลือ” ดังกล่าว (เมตาโครเมต, เมตาลูมิเนต, เมตาเบอริลเลต, เมตาซินเคต ฯลฯ ) ได้มาไม่เพียงเป็นผลมาจากปฏิกิริยาของอัลคาลิสและไฮดรอกไซด์แอมโฟเทอริกเท่านั้น สารประกอบเหล่านี้จะก่อตัวขึ้นเสมอเมื่อมี "โลก" พื้นฐานที่แข็งแกร่งและแอมโฟเทอริก (ระหว่างฟิวชั่น) สัมผัสกัน นั่นคือในลักษณะเดียวกับแอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์ แอมโฟเทอริกออกไซด์ และเกลือของโลหะที่ก่อตัวเป็นแอมโฟเทอริกออกไซด์ (เกลือของกรดอ่อน) จะทำปฏิกิริยากับด่าง และแทนที่จะเป็นอัลคาไล คุณสามารถใช้ออกไซด์พื้นฐานที่แข็งแกร่งและเกลือของโลหะที่ก่อให้เกิดอัลคาไล (เกลือของกรดอ่อน)
ปฏิสัมพันธ์:
โปรดจำไว้ว่าปฏิกิริยาด้านล่างเกิดขึ้นระหว่างการหลอมรวม
แอมโฟเทอริกออกไซด์ที่มีออกไซด์พื้นฐานเข้มข้น:
ZnO (ของแข็ง) + K 2 O (ของแข็ง) (t, ฟิวชั่น) → K 2 ZnO 2 (โพแทสเซียมเมตาซินเคตหรือเพียงแค่โพแทสเซียมซิกเนต)
Amphoteric ออกไซด์ที่มีด่าง:
ZnO (ของแข็ง) + 2KOH (ของแข็ง) (t, ฟิวชั่น) → K 2 ZnO 2 + H 2 O
Amphoteric ออกไซด์ด้วยเกลือของกรดอ่อนและโลหะที่ก่อตัวเป็นด่าง:
ZnO (โซล.) + K 2 CO 3 (โซล.) (t, ฟิวชั่น) → K 2 ZnO 2 + CO 2
แอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์ที่มีออกไซด์พื้นฐานเข้มข้น:
สังกะสี(OH) 2 (ของแข็ง) + K 2 O (ของแข็ง) (t, ฟิวชั่น) → K 2 ZnO 2 + H 2 O
Amphoteric ไฮดรอกไซด์ที่มีด่าง:
สังกะสี (OH) 2 (ของแข็ง) + 2KOH (ของแข็ง) (t, ฟิวชั่น) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O
Amphoteric ไฮดรอกไซด์ด้วยเกลือของกรดอ่อนและโลหะที่ก่อให้เกิดด่าง:
Zn (OH) 2(ทีวี) + K 2 CO 3(tv.) (t, ฟิวชั่น)→ K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O
เกลือของกรดอ่อนและโลหะที่ก่อตัวเป็นสารประกอบแอมโฟเทอริกโดยมีออกไซด์พื้นฐานที่แรง:
ZnCO 3 (ของแข็ง) + K 2 O (ของแข็ง) (t, ฟิวชั่น) → K 2 ZnO 2 + CO 2
เกลือของกรดอ่อนและโลหะที่ก่อตัวเป็นสารประกอบแอมโฟเทอริกกับด่าง:
ZnCO 3 (ของแข็ง) + 2KOH (ของแข็ง) (t, ฟิวชั่น) → K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O
เกลือของกรดอ่อนและโลหะที่ก่อตัวเป็นสารประกอบแอมโฟเทอริกกับเกลือของกรดอ่อนและโลหะที่ก่อตัวเป็นด่าง:
ZnCO 3(ทีวี) + K 2 CO 3(tv.) (t, ฟิวชั่น)→ K 2 ZnO 2 + 2CO 2
ด้านล่างนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับเกลือของแอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์ สิ่งที่พบบ่อยที่สุดในการตรวจสอบ Unified State จะมีเครื่องหมายสีแดง
|
ไฮดรอกไซด์ |
ไฮดรอกไซด์เป็นกรด |
กรดตกค้าง |
ชื่อเกลือ |
||
|
บีโอ |
เป็น(OH) 2 |
ชม 2 บีโอ 2 |
บีโอ 2 2- |
เค 2 บีโอ 2 |
เมตาเบอริลเลต (beryllate) |
|
สังกะสีโอ |
สังกะสี(OH) 2 |
ชม 2 สังกะสีโอ 2 |
สังกะสีโอ 2 2- |
เค 2 สังกะสีโอ 2 |
Metazincate (ซินเคท) |
|
อัล 2 โอ 3 |
อัล(OH) 3 |
เอชแอลโอ 2 |
อลาโอ 2 — |
คาแอลโอ 2 |
เมทาลูมิเนต (aluminate) |
|
เฟ2O3 |
เฟ(OH) 3 |
HFeO2 |
เฟโอ2 - |
KFeO2 |
เมตาเฟอร์เรต (แต่ไม่ใช่เฟอร์เรต) |
|
สน(OH)2 |
H2SnO2 |
สโน2 2- |
K2SnO2 |
||
|
พีบี(OH)2 |
H2PbO2 |
PbO 2 2- |
K2PbO2 |
||
|
SnO2 |
สน(OH)4 |
H2SnO3 |
สโน 3 2- |
K2SNO3 |
MetastannAT (สแตนเนท) |
|
PbO2 |
พีบี(OH)4 |
H2PbO3 |
พีบีโอ 3 2- |
K2PbO3 |
MetablumAT (ลูกดิ่ง) |
|
Cr2O3 |
Cr(OH)3 |
HCrO2 |
CrO2 - |
KCrO2 |
เมตาโครเมต (แต่ไม่ใช่โครเมต) |
ปฏิกิริยาระหว่างสารประกอบแอมโฟเทอริกกับสารละลายอัลคาไล (ในที่นี้มีเพียงอัลคาไลเท่านั้น)
ในการตรวจสอบสถานะแบบครบวงจร สิ่งนี้เรียกว่า "การละลายอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (สังกะสี เบริลเลียม ฯลฯ) ด้วยด่าง" นี่เป็นเพราะความสามารถของโลหะในองค์ประกอบของแอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์เมื่อมีไอออนไฮดรอกไซด์มากเกินไป (ในตัวกลางที่เป็นด่าง) เพื่อยึดไอออนเหล่านี้เข้ากับตัวเอง อนุภาคถูกสร้างขึ้นโดยมีโลหะ (อะลูมิเนียม เบริลเลียม ฯลฯ) อยู่ตรงกลาง ซึ่งล้อมรอบด้วยไฮดรอกไซด์ไอออน อนุภาคนี้จะมีประจุลบ (แอนไอออน) เนื่องจากไฮดรอกไซด์ไอออน และไอออนนี้จะเรียกว่าไฮดรอกซีอะลูมิเนต ไฮดรอกซีซินเคต ไฮดรอกซีโซเบอริลเลต ฯลฯ นอกจากนี้ กระบวนการสามารถดำเนินการได้หลายวิธี โลหะสามารถถูกล้อมรอบด้วยไอออนไฮดรอกไซด์ในจำนวนที่แตกต่างกัน
เราจะพิจารณาสองกรณี: เมื่อโลหะถูกล้อมรอบ ไอออนไฮดรอกไซด์สี่ไอออนและเมื่อมันถูกล้อมรอบ ไอออนไฮดรอกไซด์หกตัว.
ให้เราเขียนสมการไอออนิกแบบย่อสำหรับกระบวนการเหล่านี้:
อัล(OH) 3 + OH — → อัล(OH) 4 —
ไอออนที่ได้จะเรียกว่าไอออนเตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนต เพิ่มคำนำหน้า "tetra-" เนื่องจากมีไฮดรอกไซด์ไอออนสี่ตัว ไอออนเตตระไฮดรอกซีอะลูมิเนตมีประจุ - เนื่องจากอะลูมิเนียมมีประจุ 3+ และไฮดรอกไซด์ไอออน 4 ไอออนมีประจุ 4- รวมเป็น -
อัล(OH) 3 + 3OH - → อัล(OH) 6 3-
ไอออนที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยานี้เรียกว่าไอออนเฮกซะไฮดรอกโซอะลูมิเนต เพิ่มคำนำหน้า "hexo-" เนื่องจากมีไฮดรอกไซด์ไอออนหกตัว
จำเป็นต้องเพิ่มคำนำหน้าระบุจำนวนไฮดรอกไซด์ไอออน เพราะถ้าคุณเขียนแค่ว่า "ไฮดรอกซีอะลูมิเนต" ก็ไม่ชัดเจนว่าคุณหมายถึงไอออนใด: Al (OH) 4 - หรือ Al (OH) 6 3-
เมื่ออัลคาไลทำปฏิกิริยากับแอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์ จะเกิดเกลือขึ้นในสารละลาย ไอออนบวกคือไอออนบวกที่เป็นด่าง และไอออนเป็นไอออนเชิงซ้อน ซึ่งเป็นรูปแบบที่เรากล่าวถึงไปแล้วก่อนหน้านี้ ประจุลบนั้น วงเล็บเหลี่ยม.
Al(OH)3 + KOH → K (โพแทสเซียมเตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนต)
อัล (OH) 3 + 3KOH → K 3 (โพแทสเซียมเฮกซะไฮดรอกโซอะลูมิเนต)
เกลือประเภทใด (hexa- หรือ tetra-) ที่คุณเขียนเป็นผลิตภัณฑ์ไม่สำคัญ แม้แต่คำตอบของ Unified State Exam ก็เขียนไว้ว่า: "... K 3 (อนุญาตให้มีการก่อตัวของ K" สิ่งสำคัญคืออย่าลืมตรวจสอบให้แน่ใจว่าป้อนดัชนีทั้งหมดอย่างถูกต้อง ติดตามการเรียกเก็บเงินและเก็บไว้ โปรดทราบว่าผลรวมของพวกเขาจะต้องเท่ากับศูนย์
นอกจากแอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์แล้ว แอมโฟเทอริกออกไซด์ยังทำปฏิกิริยากับด่างอีกด้วย สินค้าก็จะเหมือนกัน เฉพาะในกรณีที่คุณเขียนปฏิกิริยาเช่นนี้:
อัล 2 O 3 + NaOH → Na
อัล 2 O 3 + NaOH → นา 3
แต่ปฏิกิริยาเหล่านี้จะไม่เท่ากันสำหรับคุณ คุณต้องเติมน้ำทางด้านซ้าย เนื่องจากปฏิกิริยาเกิดขึ้นในสารละลาย มีน้ำเพียงพอ และทุกอย่างจะเท่ากัน:
อัล 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
อัล 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3
นอกจากแอมโฟเทอริกออกไซด์และไฮดรอกไซด์แล้ว โลหะบางชนิดที่มีฤทธิ์เป็นพิเศษซึ่งก่อตัวเป็นสารประกอบแอมโฟเทอริกยังทำปฏิกิริยากับสารละลายอัลคาไลอีกด้วย กล่าวคือ: อลูมิเนียม สังกะสี และเบริลเลียม เพื่อให้เท่ากัน จำเป็นต้องมีน้ำทางด้านซ้ายด้วย และนอกจากนี้ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกระบวนการเหล่านี้ก็คือการปล่อยไฮโดรเจน:
2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2
2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3H 2
ตารางด้านล่างแสดงตัวอย่างคุณสมบัติของสารประกอบแอมโฟเทอริกที่พบบ่อยที่สุดในการตรวจสอบสถานะแบบครบวงจร:
|
สารแอมโฟเทอริก |
ชื่อเกลือ |
||
|
อัล2O3 อัล(OH) 3 |
โซเดียมเตตระไฮดรอกซีอะลูมิเนต |
อัล(OH) 3 + NaOH → นา อัล 2 โอ 3 +2NaOH +3H 2 O → 2นา 2อัล + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2 |
|
|
นา 3 |
โซเดียมเฮกซะไฮดรอกซีอะลูมิเนต |
อัล(OH) 3 + 3NaOH → นา 3 อัล 2 โอ 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2นา 3 2อัล + 6NaOH + 6H 2 O → 2นา 3 + 3 ชม 2 |
|
|
สังกะสี(OH)2 |
K2 |
โซเดียมเตตระไฮดรอกซีซินเคต |
สังกะสี(OH) 2 + 2NaOH → นา 2 ZnO + 2NaOH + H 2 โอ → นา 2 สังกะสี + 2NaOH + 2H 2 โอ → นา 2 +ฮ 2 |
|
เค 4 |
โซเดียมเฮกซะไฮดรอกซีซินเคต |
สังกะสี(OH) 2 + 4NaOH → นา 4 ZnO + 4NaOH + H 2 โอ → นา 4 สังกะสี + 4NaOH + 2H 2 โอ → นา 4 +ฮ 2 |
|
|
เป็น(OH)2 |
หลี่ 2 |
ลิเธียมเตตระไฮดรอกโซเบอริลเลต |
เป็น(OH) 2 + 2LiOH → หลี่ 2 BeO + 2LiOH + H 2 โอ → หลี่ 2 เป็น + 2LiOH + 2H 2 โอ → หลี่ 2 +ฮ 2 |
|
หลี่ 4 |
ลิเธียมเฮกซะไฮดรอกโซเบริลเลต |
เป็น(OH) 2 + 4LiOH → หลี่ 4 BeO + 4LiOH + H 2 โอ → หลี่ 4 เป็น + 4LiOH + 2H 2 โอ → หลี่ 4 +ฮ 2 |
|
|
Cr2O3 Cr(OH)3 |
โซเดียมเตตระไฮดรอกโซโครเมต |
Cr(OH) 3 + NaOH → นา Cr 2 โอ 3 +2NaOH +3H 2 O → 2นา |
|
|
นา 3 |
โซเดียมเฮกซาไฮดรอกโซโครเมต |
Cr(OH) 3 + 3NaOH → นา 3 Cr 2 โอ 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2นา 3 |
|
|
เฟ2O3 เฟ(OH) 3 |
โซเดียมเตตระไฮดรอกโซเฟอร์เรต |
เฟ(OH) 3 + NaOH → นา เฟ 2 โอ 3 +2NaOH +3H 2 O → 2นา |
|
|
นา 3 |
โซเดียมเฮกซะไฮดรอกโซเฟอร์เรต |
เฟ(OH) 3 + 3NaOH → นา 3 เฟ 2 โอ 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2นา 3 |
เกลือที่ได้จากปฏิกิริยาเหล่านี้จะทำปฏิกิริยากับกรด ทำให้เกิดเกลืออีก 2 ชนิด (เกลือของกรดที่กำหนดและโลหะ 2 ชนิด):
2นา 3 + 6ชม 2 ดังนั้น 4 → 3นา 2 ดังนั้น 4 + อัล 2 (ดังนั้น 4 ) 3 +12ชม 2 โอ
นั่นคือทั้งหมด! ไม่มีอะไรซับซ้อน สิ่งสำคัญคืออย่าสับสนโปรดจำไว้ว่าเกิดอะไรขึ้นระหว่างการหลอมรวมและสิ่งที่อยู่ในสารละลาย บ่อยครั้งที่มีการมอบหมายงานในประเด็นนี้ บีชิ้นส่วน
สังกะสีเป็นองค์ประกอบของกลุ่มย่อยรองของกลุ่มที่สองซึ่งเป็นช่วงที่สี่ของระบบธาตุขององค์ประกอบทางเคมีของ D.I. Mendeleev โดยมีเลขอะตอม 30 ถูกกำหนดโดยสัญลักษณ์ Zn (lat. Zincum) สารสังกะสีอย่างง่ายภายใต้สภาวะปกติคือโลหะทรานซิชันที่เปราะซึ่งมีสีฟ้าอมขาว (กลายเป็นสีหมองคล้ำในอากาศและถูกปกคลุมด้วยชั้นบาง ๆ ของซิงค์ออกไซด์)
ในช่วงที่สี่ สังกะสีคือธาตุ d สุดท้าย ซึ่งเป็นธาตุเวเลนซ์อิเล็กตรอน 3d 10 4s 2 . มีเพียงอิเล็กตรอนจากระดับพลังงานภายนอกเท่านั้นที่มีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะเคมี เนื่องจากการกำหนดค่า d 10 มีความเสถียรมาก ในสารประกอบ สังกะสีมีสถานะออกซิเดชันที่ +2
สังกะสีเป็นโลหะที่ออกฤทธิ์ทางเคมี มีคุณสมบัติในการรีดิวซ์เด่นชัด และมีฤทธิ์ด้อยกว่าโลหะอัลคาไลน์เอิร์ท แสดงคุณสมบัติแอมโฟเทอริก
ปฏิกิริยาระหว่างสังกะสีกับอโลหะ
เมื่อได้รับความร้อนสูงในอากาศ จะเผาไหม้ด้วยเปลวไฟสีฟ้าสดใสจนเกิดเป็นซิงค์ออกไซด์:
2Zn + O 2 → 2ZnO
เมื่อติดไฟจะทำปฏิกิริยาอย่างแรงกับซัลเฟอร์:
สังกะสี + S → สังกะสีS
ทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนภายใต้สภาวะปกติโดยมีไอน้ำเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา:
สังกะสี + Cl 2 → สังกะสี 2 .
เมื่อไอฟอสฟอรัสทำปฏิกิริยากับสังกะสี จะเกิดฟอสไฟด์:
สังกะสี + 2P → ZnP 2 หรือ 3Zn + 2P → Zn 3 P 2
สังกะสีไม่มีปฏิกิริยากับไฮโดรเจน ไนโตรเจน โบรอน ซิลิคอน หรือคาร์บอน
ปฏิกิริยาระหว่างสังกะสีกับน้ำ
ทำปฏิกิริยากับไอน้ำที่ความร้อนแดงทำให้เกิดซิงค์ออกไซด์และไฮโดรเจน:
สังกะสี + H 2 O → ZnO + H 2 .
ปฏิกิริยาระหว่างสังกะสีกับกรด
ในชุดโลหะแรงดันไฟฟ้าเคมีไฟฟ้า สังกะสีจะอยู่ก่อนไฮโดรเจนและแทนที่จากกรดที่ไม่ออกซิไดซ์:
สังกะสี + 2HCl → สังกะสี 2 + H 2 ;
สังกะสี + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2 .
ทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกเจือจางเพื่อสร้างซิงค์ไนเตรตและแอมโมเนียมไนเตรต:
4Zn + 10HNO 3 → 4Zn(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O
ทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกและกรดไนตริกเข้มข้นเพื่อสร้างเกลือสังกะสีและผลิตภัณฑ์ลดกรด:
สังกะสี + 2H 2 SO 4 → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O;
สังกะสี + 4HNO 3 → สังกะสี(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
ปฏิกิริยาระหว่างสังกะสีกับด่าง
ทำปฏิกิริยากับสารละลายอัลคาไลเพื่อสร้างสารเชิงซ้อนไฮดรอกโซ:
สังกะสี + 2NaOH + 2H 2 O → นา 2 + H 2
เมื่อหลอมรวมจะเกิดสังกะสี:
สังกะสี + 2KOH → K 2 ZnO 2 + H 2 .
ปฏิกิริยากับแอมโมเนีย
ด้วยก๊าซแอมโมเนียที่อุณหภูมิ 550–600°C จะเกิดซิงค์ไนไตรด์:
3Zn + 2NH 3 → สังกะสี 3 N 2 + 3H 2;
ละลายในสารละลายแอมโมเนียในน้ำทำให้เกิดไฮดรอกไซด์สังกะสีเตตระแอมมิเนียม:
สังกะสี + 4NH 3 + 2H 2 O → (OH) 2 + H 2 .
ปฏิกิริยาระหว่างสังกะสีกับออกไซด์และเกลือ
สังกะสีจะแทนที่โลหะที่อยู่ในซีรีย์แรงดันไฟฟ้าทางด้านขวาของสารละลายเกลือและออกไซด์:
สังกะสี + CuSO 4 → Cu + ZnSO 4 ;
สังกะสี + CuO → Cu + ZnO
ซิงค์(II) ออกไซด์ ZnO
– ผลึกสีขาว เมื่อถูกความร้อนจะได้สีเหลือง ความหนาแน่น 5.7 g/cm3 อุณหภูมิระเหิด 1800°C ที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,000°C คาร์บอน คาร์บอนมอนอกไซด์ และไฮโดรเจนจะลดลงเหลือสังกะสีโลหะ:
ZnO + C → Zn + CO;
ZnO + CO → Zn + CO 2;
ZnO + H 2 → Zn + H 2 O
ไม่โต้ตอบกับน้ำ แสดงคุณสมบัติของแอมโฟเทอริก ทำปฏิกิริยากับสารละลายกรดและด่าง:
ZnO + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 O;
ZnO + 2NaOH + H 2 O → นา 2
เมื่อหลอมรวมกับออกไซด์ของโลหะจะเกิดสังกะสี:
ZnO + CoO → CoZnO 2
เมื่อทำปฏิกิริยากับออกไซด์ที่ไม่ใช่โลหะจะเกิดเกลือโดยที่มันคือแคตไอออน:
2ZnO + SiO 2 → สังกะสี 2 SiO 4,
ZnO + B 2 O 3 → Zn(BO 2) 2.
สังกะสี (II) ไฮดรอกไซด์ Zn(OH) 2
– ผลึกหรือสารอสัณฐานไม่มีสี ความหนาแน่น 3.05 g/cm3 สลายตัวที่อุณหภูมิสูงกว่า 125°C:
สังกะสี(OH) 2 → ZnO + H 2 O
ซิงค์ไฮดรอกไซด์มีคุณสมบัติเป็นแอมโฟเทอริกและสามารถละลายได้ง่ายในกรดและด่าง:
สังกะสี(OH) 2 + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + 2H 2 O;
สังกะสี(OH) 2 + 2NaOH → นา 2;
ละลายได้ง่ายในสารละลายแอมโมเนียที่เป็นน้ำเพื่อสร้างไฮดรอกไซด์เตตระแอมมิเนียมซิงค์ไฮดรอกไซด์:
สังกะสี(OH) 2 + 4NH 3 → (OH) 2
ได้มาในรูปของตะกอนสีขาวเมื่อเกลือสังกะสีทำปฏิกิริยากับด่าง:
สังกะสี 2 + 2NaOH → สังกะสี(OH) 2 + 2NaCl
กระบวนการกู้คืน
การลดลงจะดำเนินการกับสังกะสีจับกลุ่มซึ่งประกอบด้วยออกไซด์อิสระ, เฟอร์ไรต์, ซิลิเกตและอะลูมิเนตของสังกะสี, ซิงค์ซัลไฟด์และซัลเฟตและนอกจากนี้ออกไซด์และเฟอร์ไรต์ของโลหะอื่น ๆ
กระบวนการรีดักชันของโลหะออกไซด์เกิดขึ้นทั้งในเฟสของแข็ง (รีทอร์ตและเตาหลอมเพลา) และในเฟสของเหลว (เตาไฟฟ้า) สารรีดิวซ์อาจเป็นคาร์บอนแข็ง คาร์บอนมอนอกไซด์ ไฮโดรเจน และเหล็กที่เป็นโลหะ ที่สำคัญที่สุดคือคาร์บอนมอนอกไซด์ CO และเหล็กที่เป็นโลหะ
มีสองทฤษฎีในการลดออกไซด์ของโลหะด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ A.A. "สองขั้นตอน" Baykova และ "ตัวเร่งปฏิกิริยาการดูดซับ" G.I. ชูฟาโรวา.
ตามทฤษฎีแรก ขั้นแรกการแยกตัวของออกไซด์ออกเป็นโลหะและออกซิเจนเกิดขึ้นตามปฏิกิริยา 2MeO=2Me+O2 จากนั้นจึงรวมออกซิเจนที่ปล่อยออกมาเข้ากับตัวรีดิวซ์ตามสมการ O2+2СО=2СО2 ผลิตภัณฑ์ของการแยกตัวออกจากออกไซด์อาจเป็นโลหะแข็ง ของเหลว หรือก๊าซก็ได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ การฟื้นฟูทั้งสองขั้นตอนดำเนินไปอย่างอิสระและมีแนวโน้มที่จะสมดุล ผลลัพธ์โดยรวมของปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับสภาวะที่เกิดขึ้น
ทฤษฎี G.I. ที่ทันสมัยกว่า Chufarova แนะนำขั้นตอนการลดก๊าซสามขั้นตอน: การดูดซับก๊าซรีดิวซ์บนพื้นผิวของออกไซด์ กระบวนการรีดิวซ์ที่เกิดขึ้นจริง และการกำจัดผลิตภัณฑ์ที่เป็นก๊าซออกจากพื้นผิวปฏิกิริยา โดยทั่วไปทฤษฎีนี้สามารถอธิบายได้ด้วยสมการต่อไปนี้:
ควรสังเกตว่าตามทฤษฎีทั้งสอง ปฏิกิริยาทั้งหมดซึ่งแสดงอัตราส่วนปริมาณสัมพันธ์ของสารที่ทำปฏิกิริยาจะเท่ากัน:
ให้เราพิจารณาพฤติกรรมของส่วนประกอบแต่ละส่วนในระหว่างการลดการจับกลุ่มของสังกะสี
สารประกอบสังกะสี กลุ่มเกาะอาจมี ZnO, ZnO*Fe2O3, ZnO*SiO2, ZnO*Al2O3, ZnSO4 และ ZnS
ซิงค์ออกไซด์ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขของการบำบัดความร้อนของประจุและองค์ประกอบของมันสามารถลดลงได้ด้วยตัวรีดิวซ์ต่างๆ
ในประจุเปียกอันเป็นผลมาจากการสลายตัวของน้ำและการปล่อยถ่านหินระเหยทำให้เกิดไฮโดรเจนมีเทนและไฮโดรคาร์บอนต่าง ๆ ไฮโดรเจนและมีเทนลด ZnO โดยปฏิกิริยา
เริ่มฟื้นตัวได้ชัดเจนที่ 450-550° ปฏิกิริยาเหล่านี้ไม่มีนัยสำคัญและเกิดขึ้นเฉพาะในช่วงเริ่มต้นของการกลั่นในการรีทอร์ตแนวนอนเท่านั้น
ที่อุณหภูมิสูงกว่า 600° สามารถรีดิวซ์ซิงค์ออกไซด์ด้วยคาร์บอนแข็งได้โดยตรง 2ZnO+G⇔2Zn+CO2 ความรุนแรงของปฏิกิริยาถูกจำกัดด้วยอัตราการแพร่ของของแข็งที่จำกัด และเป็นผลให้แทบไม่มีความสำคัญในทางปฏิบัติเลย อุณหภูมิสูงกว่า 1,000° จะเกิดปฏิกิริยาหลักของการลดลงของซิงค์ออกไซด์กับคาร์บอนมอนอกไซด์ ZnO+CO⇔Zn+CO2 ค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยานี้ โดยมีเงื่อนไขว่าสังกะสีโลหะหนึ่งตัวจะได้มาในสถานะไอเท่านั้น สามารถหาได้จากสมการ
จากสมการที่ว่าทิศทางการไหลขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของความเข้มข้นของ CO และ CO2 ในเฟสก๊าซซึ่งกำหนดโดยเส้นโค้ง Boudoir ที่รู้จักกันดี ในรูป รูปที่ 12 แสดงองค์ประกอบที่เป็นไปได้ของเฟสก๊าซในเตาเผาของเตากลั่น อุณหภูมิสูงกว่า 1,000° คาร์บอนไดออกไซด์ไม่สามารถดำรงอยู่ในที่ที่มีคาร์บอนอยู่ได้ และทำปฏิกิริยากับคาร์บอนอย่างหลังตามปฏิกิริยา CO2 + C = 2CO
ดังนั้นเพื่อให้การลด ZnO ด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ประสบความสำเร็จจึงจำเป็นต้องสร้างเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการเกิดปฏิกิริยาสองประการ: ZnO + CO ⇔ Zn + CO2 และ CO2 + C ⇔ 2 CO กล่าวคือ: มีอุณหภูมิกระบวนการสูง (ที่ อย่างน้อย 1,000 °) สารรีดิวซ์ที่มีประจุมากเกินไปและการซึมผ่านของก๊าซของประจุนั้นเพียงพอสำหรับการกำจัดก๊าซและไอสังกะสีอย่างรวดเร็ว
เมื่อการรีดักชั่นเกิดขึ้นในการหลอมละลายที่อุณหภูมิ 1300-1400° (ความร้อนด้วยไฟฟ้าของสังกะสี) ปฏิกิริยาของซิงค์ออกไซด์กับเหล็กที่เป็นโลหะตามปฏิกิริยา ZnO+Fe=Zn+FeO จะมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากความเป็นไปได้ของปฏิกิริยานี้ เป็นไปได้ที่จะได้รับสังกะสีระเหิดและตะกรันของเหลวในระดับสูงโดยมีปริมาณโลหะต่ำ ในเวลาเดียวกันการเกิดปฏิกิริยานี้ในการโต้กลับในแนวนอนเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์เนื่องจากการก่อตัวของสารประกอบเหล็กที่ละลายต่ำ (ด้านและตะกรัน) ที่เป็นไปได้ซึ่งทำลายผนังของผ้าพันคอ
ซิงค์เฟอร์ไรต์ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 900° และเมื่อขาดคาร์บอนจะลดลงจนเกิดเป็น ZnO และ Fe3O4 ที่ไม่มีโครงสร้าง ภายใต้สภาวะเหล่านี้ เฟอร์ไรต์ยังสามารถสลายตัวได้ด้วยออกไซด์ของโลหะอื่นๆ ที่อุณหภูมิสูง กระบวนการรีดิวซ์จะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วด้วยการก่อตัวของโลหะสังกะสี เหล็กโลหะ หรือเหล็กออกไซด์ ในการฝึกปฏิบัติของการกลั่น การลดซิงค์เฟอร์ไรต์ไม่ได้ทำให้เกิดปัญหาใดๆ เป็นพิเศษ
ซิงค์ซิลิเกตสามารถรีดิวซ์ได้ง่ายด้วยคาร์บอนและเหล็กโลหะ ที่อุณหภูมิ 1100-1200° สังกะสีจะถูกรีดิวซ์จากซิลิเกตอย่างสมบูรณ์
สังกะสีอะลูมิเนตหรือสปิเนลเป็นสารประกอบที่ทนไฟได้มาก ต่างจากซิลิเกตตรงที่พวกมันไม่ได้ลดลงในเตารีทอร์ท
ซิงค์ซัลเฟตซึ่งมีอยู่ในกลุ่มในปริมาณเล็กน้อยจะถูกรีดิวซ์โดยคาร์บอนและคาร์บอนมอนอกไซด์ให้เป็นซัลไฟด์และแยกตัวออกเมื่อปล่อยซัลเฟอร์ไดออกไซด์และเกิดปฏิกิริยาต่อไปนี้:
การก่อตัวของซิงค์ซัลไฟด์ในปฏิกิริยาหลังเกิดขึ้นในเฟสก๊าซ
ซิงค์ซัลไฟด์จะไม่ลดลงในระหว่างการกลั่นในการรีทอร์ตและเข้าสู่การกลั่น ในอ่างเตาไฟฟ้า ซิงค์ซัลไฟด์สามารถสลายตัวได้ด้วยเหล็กที่อุณหภูมิ 1250-1300° ตามปฏิกิริยา ZnS+Fe=Zn+FeS
สารประกอบตะกั่วและแคดเมียม ในกลุ่มจับกัน ตะกั่วจะอยู่ในรูปของสารประกอบออกซิไดซ์ ได้แก่ ออกไซด์อิสระ ซิลิเกต เฟอร์ไรต์ และบางส่วนอยู่ในรูปของซัลเฟต ตะกั่วจากสารประกอบเหล่านี้สามารถลดปริมาณเป็นโลหะและซับไลม์ได้ง่ายในระดับหนึ่ง ซึ่งทำให้เกิดการปนเปื้อนของสังกะสีเหลว ปริมาณตะกั่วที่ระเหิดขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของกระบวนการ ในการโต้กลับ ตะกั่วส่วนใหญ่ยังคงอยู่ในขอบล้อ ในเตาหลอมแบบเพลาและเตาไฟฟ้าซึ่งมีอุณหภูมิกระบวนการสูงกว่า ตะกั่วส่วนใหญ่จะถูกแปลงเป็นสังกะสี ปริมาณตะกั่วที่เพิ่มขึ้นในกลุ่มก้อนมีผลเสียต่อผนังของการโต้กลับ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเพิ่มปริมาณถ่านหินในประจุเพื่อดูดซับตะกั่วหลอมเหลว
แคดเมียมออกไซด์จะลดลงที่อุณหภูมิต่ำกว่าซิงค์ออกไซด์ ความดันไอของโลหะนี้สูงกว่าสังกะสี ในกระบวนการแบทช์ แคดเมียมจะถูกทำให้ระเหิดในช่วงเริ่มต้นของการกลั่น ดังนั้นส่วนแรกของสังกะสีที่ควบแน่นจึงอุดมไปด้วยแคดเมียม
สารตะกั่วและแคดเมียมเจือปนจะลดเกรดของสังกะสีสำเร็จรูป
สารประกอบของสารหนูและพลวง สารหนูและพลวง เนื่องจากความผันผวน เช่น ตะกั่วและแคดเมียม ทำให้ผลิตภัณฑ์กลั่นปนเปื้อน ออกไซด์ที่สูงขึ้น As2Os และ Sb2O5, สารหนูและแอนติโมเนตจะถูกรีดิวซ์ด้วยคาร์บอน เพื่อลดออกไซด์ที่ระเหยได้ As2O3, Sb2O3 และไปสู่สถานะโลหะ บางส่วนถูกจับในคอนเดนเซอร์พร้อมกับสังกะสี
สารประกอบทองแดงสามารถรีดิวซ์ได้ง่ายด้วยตัวรีดิวซ์ที่เป็นคาร์บอน แต่ยังคงอยู่ในกากจากการกลั่นที่เป็นของแข็งหรือของเหลว หากมีกำมะถันอยู่ในประจุจำนวนหนึ่ง ทองแดงจะเข้าสู่สภาพด้าน ในกรณีที่ไม่มีกำมะถันทองแดงจะก่อตัวเป็นเหล็กหล่อแบบถ้วยพร้อมเหล็กซึ่งมีการผลิตในปริมาณมากในเตาไฟฟ้า
สารประกอบเหล็ก พฤติกรรมของสารประกอบเหล็กที่ถูกออกซิไดซ์ในระหว่างกระบวนการรีดิวซ์จะถูกกำหนดโดยสภาวะกระบวนการ อุณหภูมิ และองค์ประกอบของเฟสก๊าซ เตารีทอร์ตและเตาไฟฟ้าจะผลิตเหล็กโลหะจำนวนมาก ในเตาหลอมเหล็กออกไซด์จะถูกรีดิวซ์เป็นออกไซด์และกลายเป็นตะกรัน
ทองและเงินไม่ระเหิดภายใต้สภาวะปกติ และขึ้นอยู่กับลักษณะของกระบวนการ ทองคำและเงินจะยังคงอยู่ในขอบหรือมีการกระจายไปตามเหล็กหล่อ เนื้อด้าน และตะกรัน เมื่อเติมเกลือคลอไรด์ลงในประจุ ส่วนหนึ่งของโลหะมีตระกูลจะระเหิดและควบแน่นในผลิตภัณฑ์การกลั่น
องค์ประกอบที่หายากและกระจัดกระจาย ในสภาพแวดล้อมที่ลดลงที่อุณหภูมิสูง ซับไลม์แทลเลียม อินเดียม และซีลีเนียมส่วนใหญ่ เจอร์เมเนียมและเทลลูเรียมมากถึงครึ่งหนึ่งก็เข้าสู่ sublimates เช่นกัน ส่วนสำคัญของแกลเลียมยังคงอยู่ในกากจากการกลั่น
ซิลิกา อลูมินา ออกไซด์ และซัลเฟตของโลหะอัลคาไลทำปฏิกิริยากับสารประกอบอื่นที่มีประจุและเกิดเป็นตะกรัน
การควบแน่นของสังกะสี
ปัญหาหลักในการใช้งานจริงของกระบวนการควบแน่นของไอสังกะสีคือส่วนสำคัญของโลหะไม่ผ่านเข้าสู่สถานะของเหลว แต่เข้าสู่สถานะของแข็งในรูปแบบของอนุภาคคล้ายฝุ่นที่แยกจากกันด้วยฟิล์มออกไซด์ ดังนั้นผลผลิตสังกะสีสุกรจึงไม่เกิน 70-75%
การขึ้นอยู่กับความดันไอสังกะสีต่ออุณหภูมิ ซึ่งศึกษาโดย K. Mayer แสดงด้วยเส้นโค้งในรูปที่ 1 13. เหนือเส้นโค้งคือบริเวณของไอระเหยที่มีความอิ่มตัวสูงและด้านล่าง - ไอระเหยไม่อิ่มตัว จุดน้ำค้างของไอสังกะสีที่ไม่มีส่วนผสมของก๊าซอื่นที่ความดัน 1 atm คือ 906° ในทางปฏิบัติในก๊าซของเตาเผาแบบเผาไฟฟ้าและแบบเพลาซึ่งไอของสังกะสีถูกเจือจางด้วย CO และ CO2 ความดันบางส่วนของไอของสังกะสีจะไม่ถึง 0.5 ati ในก๊าซรีเทอร์ตในช่วงเริ่มต้นของการกลั่นจะมีค่าประมาณ 300 มม. ปรอท และในก๊าซด้านบนของเตาหลอมจะมีค่าเพียง 30-40 มม. ปรอท ศิลปะ. การควบแน่นของสังกะสีจากก๊าซเหล่านี้จะเริ่มที่อุณหภูมิ 820-830 และ 650-660° ตามลำดับ
เพื่อการควบแน่นที่สมบูรณ์ อุณหภูมิของก๊าซที่ทางออกของคอนเดนเซอร์จะต้องใกล้กับจุดหลอมเหลวของสังกะสี ซึ่งค่าสมดุลของความดันไอจะมีน้อยที่สุด ในทางปฏิบัติ การควบแน่นสิ้นสุดที่ 500° ภายใต้สภาวะเหล่านี้ การสูญเสียไอสังกะสีกับก๊าซที่ปล่อยออกสู่บรรยากาศจะอยู่ที่ประมาณ 0.4%
อย่างไรก็ตามการปฏิบัติตามระบอบอุณหภูมิในตัวเองไม่ได้รับประกันว่าจะได้รับสังกะสีทั้งหมดในรูปของเหลวและบางส่วนตามที่กล่าวไว้ข้างต้นจะได้มาในรูปของฝุ่น นี่คือคำอธิบายด้วยเหตุผลหลายประการ มีการตั้งข้อสังเกตว่าการควบแน่นของไอสังกะสีในเฟสของเหลวเกิดขึ้นได้สำเร็จมากขึ้นบนพื้นผิวนูนของของแข็งที่มีรัศมีความโค้งเล็กน้อยและบนพื้นผิวที่เปียกด้วยสังกะสีเหลวเพื่อการควบแน่นที่ประสบความสำเร็จก็จำเป็นที่อัตราส่วนของตัวเก็บประจุด้วย พื้นผิวถึงปริมาตรไม่เกินค่าที่กำหนด เนื่องจากการควบแน่นเริ่มต้นบนผนังเป็นหลักจึงจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าก๊าซในคอนเดนเซอร์อยู่ในระยะเวลาหนึ่งและเพื่อป้องกันไม่ให้เย็นลงเร็วเกินไป ด้วยก๊าซที่มีปริมาณมากซึ่งอิ่มตัวด้วยไอสังกะสีจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะรับประกันการควบแน่นอย่างมีประสิทธิภาพหากไม่มีมาตรการพิเศษ ซึ่งรวมถึงก๊าซที่เดือดพล่านผ่านอ่างสังกะสีและโรยด้วยสังกะสีหลอมเหลวและตะกั่ว
สภาวะทางเคมีของการควบแน่นก็มีความสำคัญเช่นกัน เนื่องจากมีปริมาณ CO2 ในก๊าซสูง จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันที่พื้นผิวของหยด สังกะสีซึ่งป้องกันไม่ให้รวมตัวเป็นก้อนที่มีขนาดกะทัดรัด
ดังนั้น ความเร็วและความสมบูรณ์ของการควบแน่นของไอสังกะสีจึงได้รับอิทธิพลจาก: ความดันบางส่วนของไอสังกะสี อุณหภูมิ ความเร็วการเคลื่อนที่ของส่วนผสมของก๊าซ (ไม่เกิน 5 ซม./วินาที) การมีอยู่ของก๊าซอื่นๆ และสารแขวนลอยทางกล รูปร่าง ขนาดและวัสดุของคอนเดนเซอร์
17.12.2019
ซีรีส์ Far Cry ยังคงสร้างความพึงพอใจให้กับผู้เล่นด้วยความเสถียร หลังจากเวลาผ่านไปนาน มันก็ชัดเจนว่าคุณต้องทำอะไรในเกมนี้ การล่าสัตว์ การเอาชีวิตรอด การจับกุม...
16.12.2019
เมื่อสร้างการออกแบบพื้นที่อยู่อาศัยควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการตกแต่งภายในห้องนั่งเล่น - มันจะกลายเป็นศูนย์กลางของ "จักรวาล" ของคุณ....
15.12.2019
เป็นไปไม่ได้เลยที่จะจินตนาการถึงการสร้างบ้านโดยไม่ใช้นั่งร้าน โครงสร้างดังกล่าวยังใช้ในด้านอื่น ๆ ของกิจกรรมทางเศรษฐกิจด้วย กับ...
14.12.2019
การเชื่อมดูเหมือนเป็นวิธีการเชื่อมผลิตภัณฑ์โลหะอย่างถาวรเมื่อกว่าหนึ่งศตวรรษที่ผ่านมาเล็กน้อย ในขณะเดียวกันก็เป็นไปไม่ได้ที่จะประเมินค่าความสำคัญสูงไปในขณะนี้ ใน...
14.12.2019
การปรับพื้นที่โดยรอบให้เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับคลังสินค้าทั้งขนาดเล็กและขนาดใหญ่ สิ่งนี้ทำให้งานง่ายขึ้นอย่างมากและให้...
แอมโฟเทอริกออกไซด์ (มีคุณสมบัติคู่) โดยส่วนใหญ่แล้วจะเป็นออกไซด์ของโลหะที่มีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ต่ำ ขึ้นอยู่กับสภาวะภายนอก พวกมันแสดงคุณสมบัติที่เป็นกรดหรือออกไซด์ ออกไซด์เหล่านี้เกิดขึ้นซึ่งมักจะแสดงสถานะออกซิเดชันต่อไปนี้: ll, lll, lV
ตัวอย่างของแอมโฟเทอริกออกไซด์: ซิงค์ออกไซด์ (ZnO), โครเมียมออกไซด์ lll (Cr2O3), อลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3), ทินออกไซด์ lll (SnO), ดีบุกออกไซด์ lV (SnO2), ตะกั่วออกไซด์ lll (PbO), ตะกั่วออกไซด์ lV (PbO2 ) , ไทเทเนียมออกไซด์ lV (TiO2), แมงกานีสออกไซด์ lV (MnO2), เหล็กออกไซด์ lll (Fe2O3), เบริลเลียมออกไซด์ (BeO)
ลักษณะปฏิกิริยาของแอมโฟเทอริกออกไซด์:
1. ออกไซด์เหล่านี้สามารถทำปฏิกิริยากับกรดแก่ได้ ในกรณีนี้จะเกิดเกลือของกรดชนิดเดียวกัน ปฏิกิริยาประเภทนี้เป็นการแสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติของประเภทพื้นฐาน ตัวอย่างเช่น: ZnO (ซิงค์ออกไซด์) + H2SO4 (กรดไฮโดรคลอริก) → ZnSO4 + H2O (น้ำ)
2. เมื่อทำปฏิกิริยากับด่างแก่ แอมโฟเทอริกออกไซด์และไฮดรอกไซด์จะแสดงคุณสมบัติคู่ (นั่นคือ แอมโฟเทอริซิตี้) ซึ่งแสดงออกในรูปของเกลือสองชนิด
ในการละลายเมื่อทำปฏิกิริยากับอัลคาไลจะเกิดเกลือธรรมดาโดยเฉลี่ยเช่น:
ZnO (ซิงค์ออกไซด์) + 2NaOH (โซเดียมไฮดรอกไซด์) → Na2ZnO2 (เกลือทั่วไป) + H2O (น้ำ)
Al2O3 (อะลูมิเนียมออกไซด์) + 2NaOH (โซเดียมไฮดรอกไซด์) = 2NaAlO2 + H2O (น้ำ)
2Al(OH)3 (อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์) + 3SO3 (ซัลเฟอร์ออกไซด์) = Al2(SO4)3 (อะลูมิเนียมซัลเฟต) + 3H2O (น้ำ)
ในสารละลาย แอมโฟเทอริกออกไซด์จะทำปฏิกิริยากับอัลคาไลเพื่อสร้างเกลือเชิงซ้อน ตัวอย่างเช่น: Al2O3 (อะลูมิเนียมออกไซด์) + 2NaOH (โซเดียมไฮดรอกไซด์) + 3H2O (น้ำ) + 2Na(Al(OH)4) (เกลือเชิงซ้อนของโซเดียมเตตระไฮดรอกโซอะลูมิเนต)
3. โลหะแต่ละชนิดของแอมโฟเทอริกออกไซด์ใดๆ มีหมายเลขประสานงานของตัวเอง ตัวอย่างเช่น: สำหรับสังกะสี (Zn) - 4 สำหรับอลูมิเนียม (Al) - 4 หรือ 6 สำหรับโครเมียม (Cr) - 4 (หายาก) หรือ 6
4. แอมโฟเทอริกออกไซด์ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำและไม่ละลายในน้ำ
ปฏิกิริยาใดที่พิสูจน์ได้ว่าโลหะเป็นแอมโฟเทอริก
ธาตุแอมโฟเทอริกสามารถแสดงคุณสมบัติของทั้งโลหะและอโลหะได้ คุณลักษณะลักษณะที่คล้ายกันมีอยู่ในองค์ประกอบกลุ่ม A: Be (เบริลเลียม), Ga (แกลเลียม), Ge (เจอร์เมเนียม), Sn (ดีบุก), Pb, Sb (พลวง), Bi (บิสมัท) และอื่น ๆ บางส่วน เช่นเดียวกับ ธาตุ B หลายชนิด ได้แก่ Cr (โครเมียม), Mn (แมงกานีส), Fe (เหล็ก), Zn (สังกะสี), Cd (แคดเมียม) และอื่นๆ
ให้เราพิสูจน์ความเป็นแอมโฟเทอริซิตี้ของธาตุสังกะสี (Zn) ด้วยปฏิกิริยาเคมีต่อไปนี้:
1. Zn(OH)2 + N2O5 (ไดอะไนโตรเจนเพนทอกไซด์) = Zn(NO3)2 (ซิงค์ไนเตรต) + H2O (น้ำ)
ZnO (ซิงค์ออกไซด์) + 2HNO3 = Zn(NO3)2 (ซิงค์ไนเตรต) + H2O (น้ำ)
b) Zn(OH)2 (ซิงค์ไฮดรอกไซด์) + Na2O (โซเดียมออกไซด์) = Na2ZnO2 (โซเดียมไดออกโซซินเคต) + H2O (น้ำ)
ZnO (ซิงค์ออกไซด์) + 2NaOH (โซเดียมไฮดรอกไซด์) = Na2ZnO2 (โซเดียมไดออกซิเนต) + H2O (น้ำ)
ในกรณีที่องค์ประกอบที่มีคุณสมบัติคู่ในสารประกอบมีสถานะออกซิเดชันดังต่อไปนี้ คุณสมบัติคู่ (แอมโฟเทอริก) ขององค์ประกอบนั้นจะปรากฏให้เห็นชัดเจนที่สุดในระยะกลางของการเกิดออกซิเดชัน
ตัวอย่างคือโครเมียม (Cr) องค์ประกอบนี้มีสถานะออกซิเดชันดังต่อไปนี้: 3+, 2+, 6+ ในกรณีของ +3 คุณสมบัติพื้นฐานและเป็นกรดจะแสดงออกมาในระดับเดียวกันโดยประมาณ ในขณะที่ Cr +2 มีคุณสมบัติพื้นฐานเหนือกว่า และใน Cr +6 มีคุณสมบัติเป็นกรดเหนือกว่า ต่อไปนี้เป็นปฏิกิริยาที่พิสูจน์ข้อความนี้:
Cr+2 → CrO (โครเมียมออกไซด์ +2), Cr(OH)2 → CrSO4;
Cr+3 → Cr2O3 (โครเมียมออกไซด์ +3), Cr(OH)3 (โครเมียมไฮดรอกไซด์) → KCrO2 หรือโครเมียมซัลเฟต Cr2(SO4)3;
Cr+6 → CrO3 (โครเมียมออกไซด์ +6), H2CrO4 → K2CrO4
ในกรณีส่วนใหญ่ แอมโฟเทอริกออกไซด์ขององค์ประกอบทางเคมีที่มีสถานะออกซิเดชันที่ +3 จะมีอยู่ในรูปแบบเมตาดาต้า ตามตัวอย่าง เราสามารถอ้างอิง: อะลูมิเนียมเมตาไฮดรอกไซด์ (สูตรทางเคมี AlO(OH) และเหล็กเมตาไฮดรอกไซด์ (สูตรทางเคมี FeO(OH))
แอมโฟเทอริกออกไซด์เตรียมอย่างไร?
1. วิธีที่สะดวกที่สุดในการเตรียมคือการตกตะกอนจากสารละลายที่เป็นน้ำโดยใช้แอมโมเนียไฮเดรตนั่นคือฐานที่อ่อนแอ ตัวอย่างเช่น:
Al(NO3)3 (อะลูมิเนียมไนเตรต) + 3(H2OxNH3) (ไฮเดรตที่เป็นน้ำ) = Al(OH)3 (แอมโฟเทอริกออกไซด์) + 3NH4NO3 (ปฏิกิริยาดำเนินการที่ 20 องศาเซลเซียส)
Al(NO3)3 (อะลูมิเนียมไนเตรต) + 3(H2OxNH3) (แอมโมเนียมไฮเดรตในน้ำ) = AlO(OH) (แอมโฟเทอริกออกไซด์) + 3NH4NO3 + H2O (ปฏิกิริยาดำเนินการที่ 80 °C)
ยิ่งไปกว่านั้น ในปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนประเภทนี้ ในกรณีที่มีอัลคาไลมากเกินไป จะไม่เกิดการสะสมของอัลคาไล นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าอะลูมิเนียมกลายเป็นไอออนเนื่องจากคุณสมบัติคู่ของมัน: Al(OH)3 (อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์) + OH− (ด่างส่วนเกิน) = − (ไอออนของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์)
ตัวอย่างปฏิกิริยาประเภทนี้:
Al(NO3)3 (อะลูมิเนียมไนเตรต) + 4NaOH(โซเดียมไฮดรอกไซด์ส่วนเกิน) = 3NaNO3 + Na(Al(OH)4)
ZnSO4 (ซิงค์ซัลเฟต) + 4NaOH (โซเดียมไฮดรอกไซด์ส่วนเกิน) = Na2SO4 + Na2(Zn(OH)4)
เกลือที่เกิดขึ้นในกรณีนี้เป็นของพวกมัน รวมถึงแอนไอออนเชิงซ้อนต่อไปนี้: (อัล(OH)4)− และ (Zn(OH)4)2− ด้วย เกลือเหล่านี้เรียกว่า: Na(Al(OH)4) - โซเดียม tetrahydroxoaluminate, Na2(Zn(OH)4) - โซเดียม tetrahydroxozincate ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาของอลูมิเนียมหรือซิงค์ออกไซด์กับอัลคาไลที่เป็นของแข็งเรียกว่าแตกต่างกัน: NaAlO2 - โซเดียมไดออกโซอะลูมิเนตและ Na2ZnO2 - โซเดียมไดออกโซอะลูมิเนต
กำลังโหลด...
