химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

Пирофорные порошки металлов семейства

железа могут быть получены восстановлением их окислов водородом.

Средний диаметр частиц пирофорного железа составляет лишь около 5 мк. Их огромной общей поверхностью соприкосновения с воздухом и обусловлено резкое повышение скорости окисления. Однако непосредственной ' причиной пирофорности является не столько развитие общей поверхности, сколько искажение кристаллической решетки частиц по сравнению с устойчивой для соответствующего металла структурой.

68) Особую форму пирофорного Ni представляет собой т.н. скелетный никель («никель Рэнея»). Готовят его сплавлением при 1200°С никеля с алюминием (20—50 вес.% Ni), после чего сплав для удаления А1 обрабатывают концентрированным (10—35%-ным) раствором NaOH, а остаток промывают водой и спиртом (в атмосфере Н2). Получающийся серо-черный порошок насыщенного водородом мелкораздробленного никеля является хорошим и часто применяемым катализатором разнообразных процессов гидрирования и восстановления органических соединении. Следует отметить, что лежащий в основе приготовления скелетного никеля принцип может быть использован и для получения в каталитически активном состоянии ряда других металлов (Fe, Со, Си и т. д.).

69) Помимо перечисленных в основном тексте металлоидов, при высоких температурах Fe, Со и N1 образуют соединения и с рядом других элементов. Для нх карбидов наиболее характерен состав Э8С, причем образуются они из элементов эндотермически — с поглощением 5 (Fe), 10 (Со) нлн 9 (Ni) ккал/моль. Лучше других рассматриваемых карбидов изучен Fe8C.

70) Область равновесного состояния системы 3Fe + С ч± Fe3C оценивается температурным интервалом 600—1100°С при более низких температурах цементит (плотность 7,7 г/см3) неустойчив, но практически не разлагается из-за крайней медленности распада. Напротив, выше 1100 "С он устойчив и при 1650 °С (а по другим данным даже 1837 °С) плавится без разложения. Отмечалась возможность получения чистого цементита взаимодействием железа с расплавленным NaCN в- вакууме.

Очень твердые кристаллы Fe3C образованы трехгранными призмами из атомов железа с изолированными друг от друга атомами углерода около центра. В качестве элемента структуры этого карбида была предложена плоская молекула Fe11 = CfFe1^ с параметрами rf(FenC) — 1,9, d(Fe!C) = 2,1 А' и дополнительной металлической связью между обоими атомами Fe1 (d = 2,5 А). Точка Кюри чистого Fe8C равна 214°С. Разбавленными кислотами он разлагается с выделением водорода и смеси углеводородов. Были описаны также сравнительно малоустойчивые карбиды состава FejC а

Fe4C. Для последнего из ннх установлена структура тетраэдра с атомом углерода в центре [d(CFe) = 1,78 А].

71) Помимо Со3С, который может быть получен взаимодействием элементов при 500—800 °С, для кобальта известен и карбид СогС (теплота образования — 4 ккал/моль). Состав последнего, по-видимому, непостоянен. Выше 450 °С он распадается на элементы.

72) Область равновесного состояния системы 3Ni + С Ni3C оценивается интервалом 900—2100°С Практически устойчивый при обычных температурах (но пирофорный) Ni3C разлагается на элементы уже выше 350 °С. Имеется указание иа то, что промежуточно может образовываться малоустойчивый Ni«C.

73) В отличие от карбидов силициды Fe, Со и Ni образуются из элементов с выделением тепла. Теплоты образования (ккал/г-атом металла) и температуры пла- • вления (СС) описанных их представителей сопоставлены ниже:

Fe3Sl Fe5Sl8 FeSl FeSl2 CojSi CoSl CoSlj N13S1 Ni2Si Ni3Sl2 NiSl

7 12 19 19 14 24 25 12 17 18 21

1300 (1195) 1410 (1210) 1332 1415 1277 (1150) 1290 (830) 1000 ° С

Помещенные в скобках данные соответствуют температурам разложения.

74) Из боридов были опнсаиы Fe2B, FeB, Со3В, Co2B, СоВ, СоВ2, Ni3B, Ni2B, NiB, Ni2B3. Соединения тнпа Э2В плавятся при 1389 (Fe), 1265 (Со) и 1230°С (Ni).

75) Общим методом получения серо-черных нитридов Fe, Со и Ni является осторожное термическое разложение их амидов. При этом последовательно образуются все более бедные азотом продукты по рядам Fe2N (350), Fe3N (420 °С), Fe«N для железа, CoN (150), Co2N (200 °С), C03N для кобальта и Ni3N2 (362°С), Ni3N для никеля. Выше 640 (Fe4N), 450 (Co3N) и 585 °С (NisN) нитриды разлагаются иа элементы. Отмечалось, что промежуточными продуктами при таком распаде являются FeeN и NuN. Теплоты образования всех рассматриваемых нитридов из элементов близки к нулю. У наиболее устойчивого нитрида железа — FeiN — точка Кюри равна 488 °С.

76) Фосфиды Fe, Со и Ni образуются из элементов со значительным выделением тепла (ккал/г-атом металла):

Fe3P FeaP FeP FeP2 Co2P CoP CoP3 Niap Nlj2Ps NI2P NlP2 NlP3 13 19 29 43 24 38 69 17 21 22 38 45

Температуры плавления фосфидов Э2Р равны 1365 (Fe), 1386 (Со) и 1100°С (Ni). По отношению к кислотам они устойчивы.

77) Теплоты образования из элементов известны для некоторых а рсенндов

Со и Ni, а также а и т и м о и и д о в Fe, Со и Ni (ккал/г-атом металла):

Co2As CoAs Co2As3 CoAs2 NiAs FeSb FeSbj CoSb CoSbj Nl&Sb2 NiSb NiSbj

7 14 17 22 13 -2 -4 10 13 7 *" 16 IS

Как видно из этих данных, с поглощением тепла образуются лишь антимоинды железа.

78) Значительным выделением тепла сопровождается образование соединений

элементов семейства Fe и с некоторыми металлами. В качестве примера ниже

приводятся данные для производных алюминия, олова и титана (ккал/г-атом элемента

семейства Fe):

FeAl FeAl2 FeAI3 CoAl Co2AI5 СоАЦ NI3AI NiAI NIAI3

12 20 27 26 35 39 12 28 36

CoSn Ni3Sn Ni3Sn2 NiSn FeTl Ni3Tl NiTl KiTlj

7 8 13 15 10 11 lЂ 20

Иногда взаимодействие идет весьма энергично. Так, если при 1300 °С смешать грамм-атомные количества N1 и А1, то образование соединения NiAI (т. пл. 1640 *С) протекает со взрывом.

79) Растворимость Fe, Со и Ni в ртути ничтожно мала — менее Ю-4 вес.% (ср. XII § 4 доп. 30). Обладающие ферромагнитными свойствами амальгамы этих элементов представляют собой ие растворы, а суспензии в ртути свободных металлов (илн нх ртутных соединений, например NiHg«).

80) Все три элемента семейства железа (особенно в мелко раздробленном состоянии и при повышенных температурах) поглощают довольно значительное количество водорода. Способность эта сильнее всего выражена у никеля (рис. XIV-27). Как видно из рис. XIV-28, растворимость водорода в железе при нагревании тоже возрастает, причем y-Ft является лучшим растворителем, чем другие аллотропические формы. Последнее характерно и для азота (рис. XIV-29) с тем интересным отличием, что в интервале у-фазы растворимость его при нагревании ие возрастает, а

уменыпаетсн. Как и водород, растворенный азот находится в атомарном состояния. Проницаемым для водорода железо становится уже выше 300 °С. Для растворенного в а-железе водорода предлагалось значение эффективного заряда +0,13.

Какие-либо определенные водородные соединения Fe, Со Й N1 неизвестны. Хотя получение их производных типа ЭНХ с х вплоть до 6 (путем энергичного восстановления в неводиых средах) неоднократно описывалось, однако индивидуальная химическая природа ни одного из подобных «гидридов» ие была убедительно обоснована.

81) При добыче железа человечество пользуется рудами, т. е. природными скоплениями этого элемента, чаще всего в виде его окислов. Связанная с их восстановлением выплавка металла представляет собой искусственно проводимый процесс, ведущий к дальнейшему концентрированию железа. Напротив, самопроизвольно протекающее ржавление обусловливает обратное образование окислов Fe во всех тех местах, где имеются железные предметы, т. е. практически повсюду. В результате ржавления происходит, следовательно, распыление Fe, и вся сознательная деятельность человека сопровождается в конечном счете рассеиванием этого элемента.

82) Ко

страница 142
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

Скачать книгу "Основы общей химии. Том 2" (12.92Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы excel на добрынинской
ремонт холодильников сименс
купить билет на кристину орбакайте
продажа б/у стеллажей для архива

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(02.12.2016)