Penguraian Zno. Oksida amfoterik
Oksida amfoterik (mempunyai sifat dwi) dalam kebanyakan kes adalah oksida logam yang mempunyai elektronegativiti kecil. Bergantung pada keadaan luaran, ia mempamerkan sifat berasid atau oksida. Oksida ini terbentuk yang biasanya menunjukkan keadaan pengoksidaan berikut: ll, lll, lV.
Contoh oksida amfoterik: zink oksida (ZnO), kromium oksida lll (Cr2O3), aluminium oksida (Al2O3), oksida timah ll (SnO), oksida timah lV (SnO2), oksida plumbum ll (PbO), oksida plumbum lV (PbO2). ) , titanium oksida lV (TiO2), mangan oksida lV (MnO2), oksida besi lll (Fe2O3), berilium oksida (BeO).
Ciri tindak balas oksida amfoterik:
1. Oksida ini boleh bertindak balas dengan asid kuat. Dalam kes ini, garam asid yang sama terbentuk. Tindak balas jenis ini adalah manifestasi sifat-sifat jenis utama. Contohnya: ZnO (zink oksida) + H2SO4 (asid hidroklorik) → ZnSO4 + H2O (air).
2. Apabila berinteraksi dengan alkali kuat, oksida amfoterik dan hidroksida mempamerkan. Pada masa yang sama, dualiti sifat (iaitu, amfoterisiti) menampakkan dirinya dalam pembentukan dua garam.
Dalam cair, apabila bertindak balas dengan alkali, garam purata terbentuk, sebagai contoh:
ZnO (zink oksida) + 2NaOH (natrium hidroksida) → Na2ZnO2 (garam purata biasa) + H2O (air).
Al2O3 (aluminium oksida) + 2NaOH (natrium hidroksida) = 2NaAlO2 + H2O (air).
2Al(OH)3 (aluminium hidroksida) + 3SO3 (sulfur oksida) = Al2(SO4)3 (aluminium sulfat) + 3H2O (air).
Dalam larutan, oksida amfoterik bertindak balas dengan alkali untuk membentuk garam kompleks, contohnya: Al2O3 (aluminium oksida) + 2NaOH (natrium hidroksida) + 3H2O (air) + 2Na (Al (OH) 4) (garam kompleks natrium tetrahydroxoaluminate).
3. Setiap logam bagi sebarang oksida amfoterik mempunyai nombor koordinasinya sendiri. Contohnya: untuk zink (Zn) - 4, untuk aluminium (Al) - 4 atau 6, untuk kromium (Cr) - 4 (jarang) atau 6.
4. Oksida amfoterik tidak bertindak balas dengan air dan tidak larut di dalamnya.
Apakah tindak balas yang membuktikan sifat amfoterik logam?
Secara relatifnya, unsur amfoterik boleh mempamerkan sifat kedua-dua logam dan bukan logam. Ciri ciri yang serupa terdapat dalam unsur-unsur kumpulan A: Be (berilium), Ga (galium), Ge (germanium), Sn (timah), Pb, Sb (antimoni), Bi (bismut) dan beberapa yang lain, sebagai serta banyak unsur B -kumpulan ialah Cr (kromium), Mn (mangan), Fe (besi), Zn (zink), Cd (kadmium) dan lain-lain.
Mari kita buktikan amfoterisiti unsur kimia zink (Zn) dengan tindak balas kimia berikut:
1. Zn(OH)2 + N2O5 (dianitrogen pentoksida) = Zn(NO3)2 (zink nitrat) + H2O (air).
ZnO (zink oksida) + 2HNO3 = Zn(NO3)2 (zink nitrat) + H2O (air).
b) Zn(OH)2 (zink hidroksida) + Na2O (natrium oksida) = Na2ZnO2 (natrium dioxozincate) + H2O (air).
ZnO (zink oksida) + 2NaOH (natrium hidroksida) = Na2ZnO2 (natrium dioxozincate) + H2O (air).
Sekiranya unsur dengan sifat dwi dalam sebatian mempunyai keadaan pengoksidaan berikut, sifat dwi (amfoterik)nya paling ketara dalam peringkat pengoksidaan pertengahan.
Contohnya ialah kromium (Cr). Unsur ini mempunyai keadaan pengoksidaan berikut: 3+, 2+, 6+. Dalam kes +3, sifat asas dan berasid dinyatakan lebih kurang pada tahap yang sama, manakala dalam Cr +2, sifat asas mendominasi, dan dalam Cr +6, sifat berasid. Berikut adalah reaksi yang membuktikan kenyataan ini:
Cr+2 → CrO (kromium oksida +2), Cr(OH)2 → CrSO4;
Cr + 3 → Cr2O3 (kromium oksida +3), Cr (OH) 3 (kromium hidroksida) → KCrO2 atau kromium sulfat Cr2 (SO4) 3;
Cr+6 → CrO3 (kromium oksida +6), H2CrO4 → K2CrO4.
Dalam kebanyakan kes, oksida amfoterik unsur kimia dengan keadaan pengoksidaan +3 wujud dalam bentuk meta. Sebagai contoh, seseorang boleh memetik: aluminium metahydroxide (formula kimia AlO (OH) dan metahydroxide besi (formula kimia FeO (OH)).
Bagaimanakah oksida amfoterik diperolehi?
1. Kaedah yang paling mudah untuk mendapatkannya ialah memendakan daripada larutan akueus menggunakan hidrat ammonia, iaitu bes lemah. Sebagai contoh:
Al (NO3) 3 (aluminium nitrat) + 3 (H2OxNH3) (hidrat berair) \u003d Al (OH) 3 (oksida amfoterik) + 3NH4NO3 (tindak balas dilakukan pada dua puluh darjah haba).
Al(NO3)3 (aluminium nitrat) + 3(H2OxNH3) (larutan berair hidrat ammonia) = AlO(OH) (oksida amfoterik) + 3NH4NO3 + H2O (tindak balas dijalankan pada 80 °C)
Dalam kes ini, dalam tindak balas pertukaran jenis ini, dalam kes lebihan alkali, ia tidak akan mendakan. Ini disebabkan oleh fakta bahawa aluminium menjadi anion kerana sifat dwinya: Al (OH) 3 (aluminium hidroksida) + OH- (alkali berlebihan) = - (anion aluminium hidroksida).
Contoh tindak balas jenis ini:
Al (NO3) 3 (aluminium nitrat) + 4NaOH (lebihan natrium hidroksida) = 3NaNO3 + Na (Al (OH) 4).
ZnSO4 (zink sulfat) + 4NaOH (lebihan natrium hidroksida) = Na2SO4 + Na2 (Zn (OH) 4).
Garam yang terbentuk dalam kes ini tergolong dalam Mereka termasuk anion kompleks berikut: (Al (OH) 4) - dan juga (Zn (OH) 4) 2 -. Beginilah cara garam ini dipanggil: Na (Al (OH) 4) - natrium tetrahydroxoaluminate, Na2 (Zn (OH) 4) - natrium tetrahydroxozincate. Produk interaksi aluminium atau zink oksida dengan alkali pepejal dipanggil secara berbeza: NaAlO2 - natrium dioxoaluminate dan Na2ZnO2 - natrium dioxozincate.
Sebatian amfoterik
Kimia sentiasa satu kesatuan yang bertentangan.
Lihat jadual berkala.
Beberapa unsur (hampir semua logam yang menunjukkan keadaan pengoksidaan +1 dan +2) terbentuk utama oksida dan hidroksida. Contohnya, kalium membentuk oksida K 2 O, dan hidroksida KOH. Mereka mempamerkan sifat asas, seperti berinteraksi dengan asid.
K2O + HCl → KCl + H2O
Beberapa unsur (kebanyakan bukan logam dan logam dengan keadaan pengoksidaan +5, +6, +7) terbentuk berasid oksida dan hidroksida. Asid hidroksida ialah asid yang mengandungi oksigen, ia dipanggil hidroksida kerana terdapat kumpulan hidroksil dalam struktur, contohnya, sulfur membentuk asid oksida SO 3 dan asid hidroksida H 2 SO 4 (asid sulfurik):
Sebatian sedemikian menunjukkan sifat berasid, sebagai contoh, ia bertindak balas dengan bes:
H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O
Dan terdapat unsur-unsur yang membentuk oksida dan hidroksida sedemikian yang mempamerkan kedua-dua sifat berasid dan asas. Fenomena ini dipanggil amfoterik . Oksida dan hidroksida tersebut akan menjadi tumpuan perhatian kami dalam artikel ini. Semua oksida amfoterik dan hidroksida adalah pepejal, tidak larut dalam air.
Pertama, bagaimana anda menentukan sama ada oksida atau hidroksida adalah amfoterik? Terdapat peraturan, sedikit bersyarat, tetapi anda masih boleh menggunakannya:
Amfoterik hidroksida dan oksida dibentuk oleh logam, dalam keadaan pengoksidaan +3 dan +4, sebagai contoh (Al 2 O 3 , Al(Oh) 3 , Fe 2 O 3 , Fe(Oh) 3)
Dan empat pengecualian:logamZn , Jadilah , Pb , sn membentuk oksida dan hidroksida berikut:ZnO , Zn ( Oh ) 2 , BeO , Jadilah ( Oh ) 2 , PbO , Pb ( Oh ) 2 , SNO , sn ( Oh ) 2 , di mana ia mempamerkan keadaan pengoksidaan +2, tetapi walaupun ini, sebatian ini mempamerkan sifat amfoterik .
Oksida amfoterik yang paling biasa (dan hidroksida sepadannya): 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(OH) 3 , Cr 2 O 3 , Cr(OH) 3 .
Sifat sebatian amfoterik tidak sukar untuk diingati: ia berinteraksi dengannya asid dan alkali.
- dengan interaksi dengan asid, semuanya mudah; dalam tindak balas ini, sebatian amfoterik berkelakuan seperti yang asas:
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
Hidroksida bertindak balas dengan cara yang sama:
Fe(OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O
Pb(OH) 2 + 2HCl → PbCl 2 + 2H 2 O
- Dengan interaksi dengan alkali ia adalah sedikit lebih sukar. Dalam tindak balas ini, sebatian amfoterik berkelakuan seperti asid, dan hasil tindak balas boleh berbeza, semuanya bergantung pada keadaan.
Sama ada tindak balas berlaku dalam larutan, atau bahan tindak balas diambil sebagai pepejal dan bercantum.
Interaksi sebatian asas dengan sebatian amfoterik semasa pelakuran.
Mari kita ambil zink hidroksida sebagai contoh. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, sebatian amfoterik yang berinteraksi dengan yang asas berkelakuan seperti asid. Jadi kita menulis zink hidroksida Zn (OH) 2 sebagai asid. Asid mempunyai hidrogen di hadapan, mari kita keluarkan: H 2 ZnO 2. Dan tindak balas alkali dengan hidroksida akan berlaku seolah-olah ia adalah asid. "Sisa asid" ZnO 2 2-divalen:
2K Oh(TV) + H 2 ZnO 2 (pepejal) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 + 2 H 2 O
Bahan yang terhasil K 2 ZnO 2 dipanggil kalium metazinkat (atau ringkasnya kalium zink). Bahan ini adalah garam kalium dan hipotesis "asid zink" H 2 ZnO 2 (tidak sepenuhnya betul untuk memanggil garam sebatian tersebut, tetapi untuk kemudahan kita sendiri, kita akan melupakannya). Hanya zink hidroksida yang ditulis seperti ini: H 2 ZnO 2 tidak baik. Kami menulis seperti biasa Zn (OH) 2, tetapi kami maksudkan (untuk kemudahan kami sendiri) bahawa ini adalah "asid":
2KOH (pepejal) + Zn (OH) 2 (pepejal) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O
Dengan hidroksida, di mana terdapat 2 kumpulan OH, semuanya akan sama seperti zink:
Be (OH) 2 (pepejal.) + 2NaOH (pepejal.) (t, pelakuran) → 2H 2 O + Na 2 BeO 2 (natrium metaberilat, atau berilat)
Pb (OH) 2 (pepejal.) + 2NaOH (pepejal.) (t, gabungan) → 2H 2 O + Na 2 PbO 2 (natrium metaplumbate, atau plumbate)
Dengan hidroksida amfoterik dengan tiga kumpulan OH (Al (OH) 3, Cr (OH) 3, Fe (OH) 3) sedikit berbeza.
Mari kita ambil aluminium hidroksida sebagai contoh: Al (OH) 3, tulis dalam bentuk asid: H 3 AlO 3, tetapi kita tidak meninggalkannya dalam bentuk ini, tetapi keluarkan air dari sana:
H 3 AlO 3 - H 2 O → HAlO 2 + H 2 O.
Di sini kita bekerja dengan "asid" ini (HAlO 2):
HAlO 2 + KOH → H 2 O + KAlO 2 (kalium metaaluminat, atau hanya aluminat)
Tetapi aluminium hidroksida tidak boleh ditulis seperti HAlO 2 ini, kami menulisnya seperti biasa, tetapi kami bermaksud "asid" di sana:
Al (OH) 3 (pepejal.) + KOH (pepejal.) (t, pelakuran) → 2H 2 O + KAlO 2 (kalium metaaluminat)
Perkara yang sama berlaku untuk kromium hidroksida:
Cr(OH) 3 → H 3 CrO 3 → HCrO 2
Cr (OH) 3 (pepejal.) + KOH (pepejal.) (t, pelakuran) → 2H 2 O + KCrO 2 (kalium metachromate,
TETAPI BUKAN KROMAT, kromat ialah garam asid kromik).
Dengan hidroksida yang mengandungi empat kumpulan OH, ia adalah sama: kami membawa hidrogen ke hadapan dan mengeluarkan air:
Sn(OH) 4 → H 4 SnO 4 → H 2 SnO 3
Pb(OH) 4 → H 4 PbO 4 → H 2 PbO 3
Perlu diingat bahawa plumbum dan timah membentuk dua hidroksida amfoterik setiap satu: dengan keadaan pengoksidaan +2 (Sn (OH) 2, Pb (OH) 2), dan +4 (Sn (OH) 4, Pb (OH) 4 ).
Dan hidroksida ini akan membentuk "garam" yang berbeza:
|
Keadaan pengoksidaan |
||||
|
Formula hidroksida |
|
|
|
|
|
Formula hidroksida sebagai asid |
H2SnO2 |
H2PbO2 |
H2SnO3 |
H2PbO3 |
|
Garam (kalium) |
K2SnO2 |
K 2 PbO 2 |
K2SnO3 |
K2PbO3 |
|
Nama garam |
metastannat |
metablumbAT |
||
Prinsip yang sama seperti dalam nama "garam" biasa, unsur dalam tahap pengoksidaan tertinggi - akhiran AT, dalam perantaraan - IT.
"Garam" sedemikian (metachromates, metaaluminates, metaberillates, metazicates, dll.) Diperolehi bukan sahaja hasil daripada interaksi alkali dan amfoterik hidroksida. Sebatian ini sentiasa terbentuk apabila "dunia" yang sangat asas dan satu amfoterik (secara gabungan) bersentuhan. Iaitu, sama seperti hidroksida amfoterik dengan alkali, kedua-dua oksida amfoterik dan garam logam yang membentuk oksida amfoterik (garam asid lemah) akan bertindak balas. Dan bukannya alkali, anda boleh mengambil oksida yang sangat asas, dan garam logam yang membentuk alkali (garam asid lemah).
Interaksi:
Ingat, tindak balas di bawah berlaku semasa pelakuran.
Oksida amfoterik dengan oksida asas kuat:
ZnO (pepejal) + K 2 O (pepejal) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 (kalium metazinkat, atau ringkasnya kalium zink)
Oksida amfoterik dengan alkali:
ZnO (pepejal) + 2KOH (pepejal) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 + H 2 O
Oksida amfoterik dengan garam asid lemah dan logam pembentuk alkali:
ZnO (pepejal) + K 2 CO 3 (pepejal) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 + CO 2
Amfoterik hidroksida dengan oksida asas kuat:
Zn (OH) 2 (pepejal) + K 2 O (pepejal) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 + H 2 O
Amfoterik hidroksida dengan alkali:
Zn (OH) 2 (pepejal) + 2KOH (pepejal) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 + 2H 2 O
Amfoterik hidroksida dengan garam asid lemah dan logam pembentuk alkali:
Zn (OH) 2 (pepejal) + K 2 CO 3 (pepejal) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O
Garam asid lemah dan logam yang membentuk sebatian amfoterik dengan oksida asas kuat:
ZnCO 3 (pepejal) + K 2 O (pepejal) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 + CO 2
Garam asid lemah dan logam yang membentuk sebatian amfoterik dengan alkali:
ZnCO 3 (pepejal) + 2KOH (pepejal) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 + CO 2 + H 2 O
Garam asid lemah dan logam yang membentuk sebatian amfoterik dengan garam asid lemah dan logam yang membentuk alkali:
ZnCO 3 (pepejal) + K 2 CO 3 (pepejal) (t, pelakuran) → K 2 ZnO 2 + 2CO 2
Di bawah ialah maklumat tentang garam amfoterik hidroksida, yang paling biasa dalam peperiksaan ditandakan dengan warna merah.
|
Hidroksida |
Asid hidroksida |
sisa asid |
Nama garam |
||
|
BeO |
Be(OH) 2 |
H 2 BeO 2 |
BeO 2 2- |
K 2 BeO 2 |
Metaberilat (berilat) |
|
ZnO |
Zn(OH) 2 |
H 2 ZnO 2 |
ZnO 2 2- |
K 2 ZnO 2 |
Metazinkat (zinkat) |
|
Al 2 O 3 |
Al(OH) 3 |
HAlO 2 |
AlO 2 — |
KALO 2 |
Metaaluminate (aluminat) |
|
Fe2O3 |
Fe(OH)3 |
HFeO 2 |
FeO 2 - |
KFeO 2 |
Metaferrate (TETAPI BUKAN 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 (stannate) |
|
PbO2 |
Pb(OH)4 |
H2PbO3 |
PbO 3 2- |
K2PbO3 |
MetablumbAT (plumbat) |
|
Cr2O3 |
Cr(OH)3 |
HCrO 2 |
CrO2 - |
KcrO 2 |
Metachromat (TETAPI BUKAN CHROMATE) |
Interaksi sebatian amfoterik dengan larutan alkali (di sini hanya alkali).
Dalam Peperiksaan Negeri Bersepadu, ini dipanggil "pembubaran alkali aluminium hidroksida (zink, berilium, dll.). Ini disebabkan oleh keupayaan logam dalam komposisi hidroksida amfoterik dengan kehadiran lebihan ion hidroksida (dalam medium beralkali) untuk melekatkan ion ini kepada diri mereka sendiri. Zarah terbentuk dengan logam (aluminium, berilium, dll.) di tengah, yang dikelilingi oleh ion hidroksida. Zarah ini menjadi bercas negatif (anion) disebabkan oleh ion hidroksida, dan ion ini akan dipanggil hydroxoaluminate, hydroxozincate, hydroxoberyllate, dan lain-lain. Selain itu, proses itu boleh diteruskan dengan cara yang berbeza, logam boleh dikelilingi oleh bilangan ion hidroksida yang berbeza.
Kami akan mempertimbangkan dua kes: apabila logam dikelilingi empat ion hidroksida, dan apabila ia dikelilingi enam ion hidroksida.
Mari kita tuliskan persamaan ionik yang disingkatkan bagi proses-proses ini:
Al(OH) 3 + OH - → Al(OH) 4 -
Ion yang terhasil dipanggil ion tetrahydroxoaluminate. Awalan "tetra" ditambah kerana terdapat empat ion hidroksida. Ion tetrahydroxoaluminate mempunyai cas -, kerana aluminium membawa cas 3+, dan empat ion hidroksida 4-, secara keseluruhannya ternyata -.
Al (OH) 3 + 3OH - → Al (OH) 6 3-
Ion yang terbentuk dalam tindak balas ini dipanggil ion hexahydroxoaluminate. Awalan "hexo-" ditambah kerana terdapat enam ion hidroksida.
Ia adalah perlu untuk menambah awalan yang menunjukkan jumlah ion hidroksida. Kerana jika anda hanya menulis "hydroxoaluminate", tidak jelas ion yang anda maksudkan: Al (OH) 4 - atau Al (OH) 6 3-.
Apabila alkali bertindak balas dengan amfoterik hidroksida, garam terbentuk dalam larutan. Kation yang merupakan kation alkali, dan anion adalah ion kompleks, pembentukan yang kita pertimbangkan sebelum ini. Anion berada dalam dalam kurungan.
Al (OH) 3 + KOH → K (potassium tetrahydroxoaluminate)
Al (OH) 3 + 3KOH → K 3 (potassium hexahydroxoaluminate)
Apa sebenarnya garam (hexa- atau tetra-) yang anda tulis sebagai produk tidak penting. Walaupun dalam jawapan USE ada tertulis: "... K 3 (pembentukan K boleh diterima". Perkara utama adalah jangan lupa untuk memastikan bahawa semua indeks dilekatkan dengan betul. Jejaki caj, dan simpan dalam ingat bahawa jumlah mereka harus sama dengan sifar.
Sebagai tambahan kepada hidroksida amfoterik, oksida amfoterik bertindak balas dengan alkali. Produk akan sama. Hanya jika anda menulis reaksi seperti ini:
Al 2 O 3 + NaOH → Na
Al 2 O 3 + NaOH → Na 3
Tetapi tindak balas ini tidak akan sama. Ia perlu menambah air ke sebelah kiri, kerana interaksi berlaku dalam larutan, terdapat air yang mencukupi di sana, dan semuanya akan menyamakan:
Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na
Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3
Sebagai tambahan kepada oksida amfoterik dan hidroksida, sesetengah logam terutamanya aktif berinteraksi dengan larutan alkali, yang membentuk sebatian amfoterik. Iaitu, ia adalah: aluminium, zink dan berilium. Untuk menyamakan, kiri juga memerlukan air. Dan, sebagai tambahan, perbezaan utama antara proses ini ialah pembebasan hidrogen:
2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2
2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3H 2
Jadual di bawah menunjukkan contoh yang paling biasa bagi sifat sebatian amfoterik dalam peperiksaan:
|
Bahan amfoterik |
Nama garam |
||
|
Al2O3 Al(OH)3 |
Sodium tetrahydroxoaluminate |
Al(OH) 3 + NaOH → Na Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na 2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2 |
|
|
Na 3 |
Sodium hexahydroxoaluminate |
Al(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3 2Al + 6NaOH + 6H 2 O → 2Na 3 + 3H 2 |
|
|
Zn(OH) 2 |
K2 |
Sodium tetrahydroxozincate |
Zn(OH) 2 + 2NaOH → Na 2 ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 |
|
K4 |
Natrium heksahidroksozinkat |
Zn(OH) 2 + 4NaOH → Na 4 ZnO + 4NaOH + H 2 O → Na 4 Zn + 4NaOH + 2H 2 O → Na 4 + H 2 |
|
|
Be(OH)2 |
Li 2 |
Litium tetrahidroksoberilat |
Be(OH) 2 + 2LiOH → Li 2 BeO + 2LiOH + H 2 O → Li 2 Be + 2LiOH + 2H 2 O → Li 2 + H 2 |
|
Li 4 |
Litium heksahidroksoberilat |
Be(OH) 2 + 4LiOH → Li 4 BeO + 4LiOH + H 2 O → Li 4 Be + 4LiOH + 2H 2 O → Li 4 + H 2 |
|
|
Cr2O3 Cr(OH)3 |
Sodium tetrahydroxochromate |
Cr(OH) 3 + NaOH → Na Cr 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na |
|
|
Na 3 |
Natrium heksahidroksokromat |
Cr(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Cr 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3 |
|
|
Fe2O3 Fe(OH)3 |
Sodium tetrahydroxoferrate |
Fe(OH) 3 + NaOH → Na Fe 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O → 2Na |
|
|
Na 3 |
Natrium heksahidroksoferrat |
Fe(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 Fe 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O → 2Na 3 |
Garam yang diperoleh dalam interaksi ini bertindak balas dengan asid, membentuk dua garam lain (garam asid tertentu dan dua logam):
2Na 3 + 6H 2 JADI 4 → 3Na 2 JADI 4 + Al 2 (JADI 4 ) 3 + 12H 2 O
Itu sahaja! Tiada yang rumit. Perkara utama bukanlah untuk mengelirukan, ingat apa yang terbentuk semasa gabungan, apa yang ada dalam larutan. Selalunya, tugasan mengenai isu ini ditemui B bahagian.
Zink ialah unsur subkumpulan sampingan kumpulan kedua, tempoh keempat sistem berkala unsur kimia D. I. Mendeleev, dengan nombor atom 30. Ia dilambangkan dengan simbol Zn (lat. Zincum). Bahan ringkas zink dalam keadaan biasa ialah logam peralihan rapuh berwarna putih kebiruan (ia mencemarkan udara, menjadi ditutup dengan lapisan nipis zink oksida).
Dalam tempoh keempat, zink ialah unsur-d terakhir, elektron valensnya 3d 10 4s 2 . Hanya elektron tahap tenaga luar mengambil bahagian dalam pembentukan ikatan kimia, kerana konfigurasi d 10 sangat stabil. Dalam sebatian, zink mempunyai keadaan pengoksidaan +2.
Zink adalah logam reaktif, mempunyai sifat pengurangan yang ketara, adalah lebih rendah daripada logam alkali tanah dalam aktiviti. Menunjukkan sifat amfoterik.
Interaksi zink dengan bukan logam
Apabila dipanaskan dengan kuat di udara, ia terbakar dengan nyalaan kebiruan terang untuk membentuk zink oksida:
2Zn + O2 → 2ZnO.
Apabila dinyalakan, ia bertindak balas dengan kuat dengan sulfur:
Zn + S → ZnS.
Ia bertindak balas dengan halogen dalam keadaan normal dengan kehadiran wap air sebagai pemangkin:
Zn + Cl 2 → ZnCl 2 .
Di bawah tindakan wap fosforus pada zink, fosfida terbentuk:
Zn + 2P → ZnP 2 atau 3Zn + 2P → Zn 3 P 2 .
Zink tidak berinteraksi dengan hidrogen, nitrogen, boron, silikon, karbon.
Interaksi zink dengan air
Bertindak balas dengan wap air pada haba merah untuk membentuk zink oksida dan hidrogen:
Zn + H 2 O → ZnO + H 2.
Interaksi zink dengan asid
Dalam siri elektrokimia voltan logam, zink berada sebelum hidrogen dan menggantikannya daripada asid bukan pengoksida:
Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2;
Zn + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + H 2.
Bertindak balas dengan asid nitrik cair untuk membentuk zink nitrat dan ammonium nitrat:
4Zn + 10HNO 3 → 4Zn(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O.
Bertindak balas dengan asid sulfurik dan nitrik pekat untuk membentuk garam zink dan produk pengurangan asid:
Zn + 2H 2 SO 4 → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O;
Zn + 4HNO 3 → Zn(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
Interaksi zink dengan alkali
Bertindak balas dengan larutan alkali untuk membentuk kompleks hidrokso:
Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2
apabila bercantum, ia membentuk zink:
Zn + 2KOH → K 2 ZnO 2 + H 2 .
Interaksi dengan ammonia
Dengan ammonia gas pada 550–600°C ia membentuk zink nitrida:
3Zn + 2NH 3 → Zn 3 N 2 + 3H 2;
larut dalam larutan ammonia berair, membentuk tetraamminzinc hydroxide:
Zn + 4NH 3 + 2H 2 O → (OH) 2 + H 2.
Interaksi zink dengan oksida dan garam
Zink menyesarkan logam dalam baris tegasan di sebelah kanannya daripada larutan garam dan oksida:
Zn + CuSO 4 → Cu + ZnSO 4;
Zn + CuO → Cu + ZnO.
Zink(II) oksida ZnO
- kristal putih, apabila dipanaskan, memperoleh warna kuning. Ketumpatan 5.7 g/cm 3 , suhu pemejalwapan 1800°C. Pada suhu melebihi 1000 ° C, ia dikurangkan kepada zink logam dengan karbon, karbon monoksida dan hidrogen:
ZnO + C → Zn + CO;
ZnO + CO → Zn + CO 2 ;
ZnO + H 2 → Zn + H 2 O.
Tidak berinteraksi dengan air. Menunjukkan sifat amfoterik, bertindak balas dengan larutan asid dan alkali:
ZnO + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 O;
ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2.
Apabila bercantum dengan oksida logam, ia membentuk zink:
ZnO + CoO → CoZnO 2 .
Apabila berinteraksi dengan oksida bukan logam, ia membentuk garam, di mana ia adalah kation:
2ZnO + SiO 2 → Zn 2 SiO 4,
ZnO + B 2 O 3 → Zn(BO 2) 2.
Zink (II) hidroksida Zn(OH) 2
- bahan hablur atau amorf yang tidak berwarna. Ketumpatan 3.05 g / cm 3, pada suhu melebihi 125 ° C terurai:
Zn(OH) 2 → ZnO + H 2 O.
Zink hidroksida mempamerkan sifat amfoterik, mudah larut dalam asid dan alkali:
Zn(OH) 2 + H 2 SO 4 → ZnSO 4 + 2H 2 O;
Zn(OH) 2 + 2NaOH → Na 2;
juga mudah larut dalam ammonia berair untuk membentuk tetraamminzinc hydroxide:
Zn(OH) 2 + 4NH 3 → (OH) 2.
Ia diperoleh dalam bentuk mendakan putih apabila garam zink bertindak balas dengan alkali:
ZnCl 2 + 2NaOH → Zn(OH) 2 + 2NaCl.
Proses pemulihan
Pemulihan tertakluk kepada aglomerat zink, yang mengandungi oksida bebas, ferit, silikat dan aluminat zink, zink sulfida dan sulfat, dan sebagai tambahan, oksida dan ferit logam lain.
Proses pengurangan oksida logam diteruskan dalam fasa pepejal (retort dan relau aci) dan dalam fasa cecair (relau elektrik). Agen pengurangan boleh menjadi karbon pepejal, karbon monoksida, hidrogen dan besi logam. Yang paling penting ialah karbon monoksida CO dan besi logam.
Terdapat dua teori pengurangan oksida logam dengan karbon monoksida "dua peringkat" A.A. Baikov dan "pemangkin penjerapan" G.I. Chufarov.
Menurut teori pertama, oksida mula-mula berpecah kepada logam dan oksigen mengikut tindak balas 2MeO=2Me+O2, dan kemudian oksigen yang dibebaskan bergabung dengan agen penurunan mengikut persamaan O2+2CO=2CO2. Bergantung pada suhu, hasil disosiasi oksida boleh menjadi logam pepejal, cecair atau gas. Kedua-dua peringkat pemulihan berjalan secara bebas dan cenderung kepada keseimbangan. Hasil keseluruhan tindak balas bergantung pada keadaan di mana ia berlaku.
Teori G.I yang lebih moden. Chufarov mengandaikan tiga peringkat pengurangan: penjerapan gas pengurangan pada permukaan oksida, proses pengurangan itu sendiri, dan penyingkiran produk gas dari permukaan tindak balas. Secara umum, teori ini boleh dihuraikan dengan persamaan berikut:
Perlu diingatkan bahawa, mengikut kedua-dua teori, jumlah tindak balas, menyatakan nisbah stoikiometri bahan berinteraksi, adalah sama:
Mari kita pertimbangkan tingkah laku komponen individu dalam proses pengurangan aglomerat zink.
Sebatian zink. Aglomerat mungkin mengandungi ZnO, ZnO*Fe2O3, ZnO*SiO2, ZnO*Al2O3, ZnSO4 dan ZnS.
Zink oksida, bergantung kepada keadaan rawatan haba cas dan komposisinya, boleh dikurangkan dengan pelbagai agen pengurangan.
Hidrogen, metana, dan pelbagai hidrokarbon terbentuk dalam campuran basah hasil daripada penguraian air dan pembebasan arang batu yang meruap. Hidrogen dan metana mengurangkan ZnO melalui tindak balas
Permulaan pemulihan sudah ketara pada 450-550°. Tindak balas ini tidak ketara dan diteruskan hanya dalam tempoh awal penyulingan dalam retort mendatar.
Pada suhu melebihi 600°, pengurangan langsung zink oksida dengan karbon pepejal adalah mungkin. 2ZnO+G⇔2Zn+CO2. Keamatan tindak balas dihadkan oleh kadar resapan pepejal yang terhad dan, oleh itu, tidak mempunyai kepentingan praktikal. Di atas 1000°, tindak balas utama pengurangan zink oksida dengan karbon monoksida ZnO+CO⇔Zn+CO2 diteruskan. Pemalar keseimbangan tindak balas ini, di bawah keadaan memperoleh satu zink logam hanya dalam keadaan wap, boleh didapati daripada persamaan
Ia mengikuti daripada persamaan bahawa arah aliran bergantung kepada nisbah kepekatan CO dan CO2 dalam fasa gas, yang ditentukan oleh lengkung Boudoir yang terkenal. Pada rajah. 12 menunjukkan kemungkinan komposisi fasa gas dalam peredam relau penyulingan. Di atas 1000°, karbon dioksida tidak boleh wujud dengan kehadiran karbon dan bertindak balas dengan yang kedua dalam tindak balas CO2+C=2CO.
Oleh itu, untuk kejayaan pengurangan ZnO dengan karbon monoksida, adalah perlu untuk mewujudkan keadaan yang menggalakkan untuk berlakunya dua tindak balas: ZnO + CO⇔Zn + CO2 dan CO2 + C⇔2CO, iaitu: mempunyai suhu proses yang tinggi (pada sekurang-kurangnya 1000 °), lebihan besar agen pengurangan dalam cas dan kebolehtelapan gas cas yang mencukupi untuk penyingkiran cepat gas dan wap zink.
Apabila pengurangan berlaku dalam leburan pada 1300-1400 ° (elektrotermal zink), interaksi zink oksida dengan besi logam oleh tindak balas ZnO + Fe = Zn + FeO menjadi sangat penting. Oleh kerana kemungkinan tindak balas ini, ia adalah mungkin untuk mendapatkan tahap pemejalwapan zink dan sanga cecair yang tinggi dengan kandungan logam yang rendah. Pada masa yang sama, perjalanan tindak balas ini dalam retort mendatar adalah tidak diingini kerana kemungkinan pembentukan sebatian ferus cair rendah (matte dan sanga), yang memusnahkan dinding muffles.
Zink ferit pada suhu di bawah 900° dan dengan kekurangan karbon dikurangkan dengan pembentukan ZnO dan Fe3O4 bebas struktur. Di bawah keadaan ini, ferit juga boleh diuraikan oleh oksida logam lain. Pada suhu tinggi, proses pengurangan berlangsung dengan cepat dengan pembentukan zink logam, besi logam atau oksida ferus. Pengurangan zink ferit tidak menyebabkan sebarang kesulitan khusus dalam amalan penyulingan.
Zink silikat juga mudah dikurangkan oleh karbon dan besi logam. Pada suhu 1100-1200°, zink dikurangkan sepenuhnya daripada silikat.
Zink aluminat atau spinel adalah sebatian yang sangat refraktori. Tidak seperti silikat, ia tidak dikurangkan dalam relau retort.
Zink sulfat, yang terdapat dalam aglomerat dalam kuantiti yang kecil, dikurangkan oleh karbon dan karbon monoksida kepada sulfida dan terurai dengan pembebasan sulfur dioksida, manakala tindak balas berikut berlaku:
Pembentukan zink sulfida mengikut tindak balas terakhir berlaku dalam fasa gas.
Zink sulfida boleh dikatakan tidak berkurangan semasa penyulingan dalam retort dan melepasi rimming. Dalam mandian relau elektrik, zink sulfida boleh diuraikan oleh besi pada 1250-1300° dengan tindak balas ZnS+Fe=Zn+FeS.
Sebatian plumbum dan kadmium. Dalam aglomerat, plumbum adalah dalam bentuk sebatian teroksida: oksida bebas, silikat, ferit, dan sebahagiannya dalam bentuk sulfat. Plumbum daripada sebatian ini mudah dikurangkan kepada plumbum logam dan menyublim sedikit sebanyak, mencemarkan zink cecair. Jumlah plumbum yang disublimasikan bergantung pada suhu proses. Sebagai balasan, sebahagian besar plumbum kekal di rim. Dalam relau aci dan relau elektrik, di mana suhu proses lebih tinggi, kebanyakan plumbum ditukar kepada zink. Peningkatan kandungan plumbum dalam aglomerat mempunyai kesan yang merosakkan pada dinding retort. Oleh itu, adalah perlu untuk meningkatkan jumlah arang batu dalam cas untuk menyerap plumbum cair.
Kadmium oksida dikurangkan pada suhu yang lebih rendah daripada zink oksida. Tekanan wap logam ini lebih tinggi daripada zink. Dalam proses kelompok, kadmium menyublim pada permulaan penyulingan, jadi bahagian pertama zink pekat diperkaya dengan kadmium.
Kekotoran plumbum dan kadmium mengurangkan gred zink siap.
Sebatian arsenik dan antimoni. Arsenik dan antimoni, disebabkan kemeruapannya, seperti plumbum dan kadmium, mencemarkan produk penyulingan. Oksida As2Os dan Sb2O5 yang lebih tinggi, arsenat dan antimonat dikurangkan oleh karbon kepada oksida meruap rendah As2O3, Sb2O3 dan kepada keadaan logam. Sebahagian daripadanya terperangkap dalam pemeluwap bersama zink.
Sebatian kuprum mudah dikurangkan oleh agen penurun karbon, tetapi kekal dalam sisa penyulingan pepejal atau cecair. Jika terdapat sejumlah sulfur dalam cas, kuprum akan menjadi matte. Dengan ketiadaan sulfur, tembaga membentuk besi tuang cuprous dengan besi, kuantiti yang ketara diperolehi dalam relau elektrik.
sebatian besi. Kelakuan sebatian besi teroksida dalam proses pengurangan ditentukan oleh keadaan proses, suhu, dan komposisi fasa gas. Dalam retort dan relau elektrik, banyak besi logam diperolehi. Dalam relau aci, oksida besi dikurangkan kepada oksida dan melepasi sanga.
Emas dan perak tidak menyublim dalam keadaan normal dan kekal, bergantung pada sifat proses, dalam rimming atau diedarkan antara besi tuang, matte dan sanga. Apabila garam klorida ditambah pada cas, sebahagian daripada logam mulia disublimasikan dan terpeluwap dalam produk penyulingan.
Unsur yang jarang dan berselerak. Dalam persekitaran yang berkurangan pada suhu tinggi, kebanyakan talium, indium dan selenium menjadi sublim. Sehingga separuh daripada germanium dan tellurium juga bertukar menjadi sublimat.Sebahagian besar galium kekal dalam sisa penyulingan.
Silika, alumina, oksida logam alkali dan sulfat berinteraksi dengan sebatian cas lain dan membentuk sanga.
pemeluwapan zink
Kesukaran utama dalam pelaksanaan praktikal proses pemeluwapan wap zink adalah bahawa sebahagian besar logam tidak melepasi fasa cecair, tetapi menjadi pepejal, mempunyai bentuk zarah habuk yang dipisahkan oleh filem oksida. Oleh itu, pengeluaran zink babi tidak melebihi 70-75%.
Kebergantungan tekanan wap zink pada suhu, dikaji oleh K. Mayer, ditunjukkan oleh lengkung dalam rajah. 13. Di atas lengkung terletak kawasan supersaturated, dan di bawah - wap tak tepu. Takat embun wap zink tanpa campuran gas lain pada tekanan 1 atm ialah 906°. Dalam amalan, dalam gas meredam, elektrik dan relau aci, di mana wap zink dicairkan dengan CO dan CO2, tekanan separa wap zink tidak mencapai 0.5 atm. Dalam gas retort dalam tempoh awal penyulingan, ia adalah kira-kira 300 mm Hg, dan dalam gas atas relau aci - hanya 30-40 mm Hg. Seni. Pemeluwapan zink daripada gas-gas ini akan bermula pada suhu 820–830 dan 650–660°, masing-masing.
Untuk pemeluwapan lengkap, adalah perlu bahawa suhu gas di alur keluar pemeluwap adalah hampir dengan takat lebur zink, di mana nilai keseimbangan tekanan wap adalah minimum. Dalam amalan, pemeluwapan berakhir pada 500°. Di bawah keadaan ini, kehilangan wap zink dengan gas yang dipancarkan ke atmosfera adalah kira-kira 0.4%.
Walau bagaimanapun, pematuhan dengan rejim suhu itu sendiri tidak menjamin penerimaan semua zink dalam bentuk cecair, dan sebahagian daripadanya, seperti yang dinyatakan di atas, diperoleh dalam bentuk habuk. Ini dijelaskan oleh pelbagai sebab. Telah diperhatikan bahawa pemeluwapan wap zink ke dalam fasa cecair berjalan dengan lebih berjaya pada permukaan cembung pepejal dengan jejari kelengkungan yang kecil dan pada permukaan yang dibasahi dengan zink cecair. Untuk pemeluwapan yang berjaya, nisbah bagi permukaan pemeluwap kepada isipadunya tidak melebihi nilai tertentu. Disebabkan fakta bahawa pemeluwapan bermula terutamanya di dinding, adalah perlu untuk memastikan masa kediaman tertentu gas dalam pemeluwap dan tidak membenarkannya menyejuk terlalu mendadak. Dengan jumlah besar gas tepu dengan wap zink, adalah mustahil untuk memastikan pemeluwapan berkesan tanpa langkah khas. yang termasuk gas menggelegak melalui mandian zink dan menyemburkannya dengan zink cair dan plumbum.
Keadaan kimia pemeluwapan juga penting. Pada kandungan CO2 yang tinggi dalam gas, permukaan titisan teroksida. Zink, yang menghalang mereka daripada bergabung menjadi jisim padat.
Oleh itu, kadar dan kesempurnaan pemeluwapan wap zink dipengaruhi oleh: tekanan separa wap zink, suhu, kelajuan campuran gas (tidak lebih daripada 5 cm / s), kehadiran gas lain dan penggantungan mekanikal, bentuk , saiz dan bahan pemuat.
17.12.2019
Siri Far Cry terus menggembirakan pemainnya dengan kestabilan. Untuk sekian lama ia menjadi jelas apa yang anda perlu lakukan dalam permainan ini. Memburu, bertahan hidup, menangkap...
16.12.2019
Mencipta reka bentuk ruang tamu, perhatian khusus harus diberikan kepada bahagian dalam ruang tamu - ia akan menjadi pusat "alam semesta" anda....
15.12.2019
Tidak mustahil untuk membayangkan membina rumah tanpa menggunakan perancah. Dalam bidang aktiviti ekonomi lain, struktur sedemikian juga digunakan. DARI...
14.12.2019
Sebagai kaedah sambungan kekal produk logam, kimpalan muncul lebih kurang satu abad yang lalu. Pada masa yang sama, kepentingannya tidak boleh dipandang tinggi pada masa ini. DALAM...
14.12.2019
Mengoptimumkan ruang di sekeliling adalah sangat penting untuk gudang kecil dan besar. Ini sangat memudahkan kerja dan menyediakan ...