химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

организмов он разлагается на С02, Н20 и СаС03, причем нормальный карбонат используется организмами для построения известковых скорлуп (раковнн. панцирей). Насколько велика производимая при этом работа по извлечению кальция, видно хотя бы из того, что, например, устрица для построения раковины должна пропустить сквозь свой организм количество воды, приблизительно в 50 тыс. раз превышающее ее собственную массу. Обычно скорлупы морских организмов наряду с СаСОз содержат немного карбоната магния (в среднем около 1%, для отдельных видов — до 13%).

После отмнраиия организмов судьба известковых скорлуп может быть различна. Некоторая их часть под воздействием содержащегося в морской воде углекислого газа вновь растворяется, другая, и значительно ббльшая, — отлагается иа дне не слишком глубоких мест океана. В накапливающихся веками колоссальных залежах скорлуп идут медленные процессы разрушения связующего органического вещества, причем остается нх минеральная основа. Содержащая С02 морская вода постепенно вымывает из таких залежей главным образом СаСОз, что обусловливает накопление в них MgC03 и ведет иногда к образованию громадных массивов доломита [CaMg(C03)2] или магнезита (MgC03).

В результате геологических смещений земной коры некоторые из подобных залежей оказываются поднятыми на поверхность нли погребенными под слоями горных пород. В последнем случае находящийся под большим давлением СаС03 медленно закрнсталлизовывается и постепенно переходит в мрамор. Протекающие в глубоких слоях земли насыщенные углекислым газом воды, встречая на своем пути залежн известняков, переводят значительные количества СаС03 в бикарбонат и уносят его с собой в растворенном состоянии. На протяжении веков таким путем могут образоваться громадные подземные пустоты. Выходя на поверхность земли, насыщенные бикарбонатом воды теряют большую часть СОа и из ннх выделяется СаСОэ, часто образующий при этом красивые иатекн.

Основным направлением современной геохимической нсторнн кальция является непрерывно протекающий в природных условвях переход его из кремнекислых соединений в скопления углекислых солей. На первой стадии такого перехода происходит выветривание горных пород, на второй — превращение карбоната в бикарбонат и перенос последнего в океан. Оба эти процесса, ведущие к рассеиванию кальция, не стоят в непосредственной связи с органической жизнью. Напротив, с ней тесно связана последняя стадия перехода — концентрирование кальция из вод океана: можно, по-видимому, считать, что все природные скопления углекислого кальция обязаны своим прохождением некогда жившим морским организмам.

§ 4. Подгруппа цинка. По распространенности в природе цинк и его аналоги стоят далеко позади соответствующих элементов подгруппы кальция. Содержание цинка в земной коре оценивается в- 0,001%, кадмия — 8-10*-* и ртути — 6-10-7.!-»

Все три элемента встречаются преимущественно в виде своих сернистых соединений типа 3S. Важнейшими рудами цинка и ртути-являются минералы цинковая обманка (ZnS) и киноварь (HgS). Аналогичный им природный сульфид кадмия — минерал гри-нокит (CdS)—самостоятельно встречается крайне редко. Напротив, небольшие количества CdS почти всегда содержатся в цинковой обманке. Кроме последней, важной рудой цинка является минерал смитсонит (гпСОз). Минералы цинка очень часто встречаются совместно со свинцовыми и серебряными. В состав большинства подобных полиметаллических (содержащих несколько металлов) руд входит также и кадмий.

Процесс получения элементарного цинка из руд проводится в две стадии. Сначала обжигом на воздухе переводят сульфид в окись, а затем восстанавливают ее углем:

2ZnS -f 302 = 2S02 -f 2ZnO -f 212 ккал ZnO + С + 88 ккал = СО -f Zn

Образующиеся по второй реакции пары металла увлекаются током СО и сгущаются в конденсаторах. Однако часть их уносится далее и оседает затем в виде тонкого порошка (т. н. цинковой пыли).6-*0

Помимо восстановления окиси цинка углем, для выделения из нее металла часто пользуются электролизом. В этом случае полученную окислительным обжигом руды ZnO обрабатывают серной кислотой. Образующийся раствор ZnS04 и служит электролитом, из которого затем осаждают цинк.

Ввиду нестойкости HgO при высоких температурах получение металлической ртути сводится к одной реакции;

HgS4-02~sS024-Hg-f 42 ккал

Выделяющиеся пары ртути улавливают в специальных приемниках, где оии и сжижаются.10_"

В свободном состоянии элементы подгруппы цинка представляют собой белые металлы с синеватым (Zn) или серебристым (Cd, Hg) оттенком. На влажном воздухе они покрываются окисными пленками и теряют блеск. Все три металла (особенно ртуть) легкоплавки и довольно летучи. Их важнейшие константы сопоставлены ниже:

Zn Cd Hg

7,1 8,7 13.6

Температура плавления, °С . . . 420 321 —39

Температура кипения, °С . . . . 913 770 357

Электропроводность (Hg — 1) . « 16 13 1

В противоположность ковкому и тягучему кадмию цинк при обычных условиях довольно хрупок. Цинк и ртуть уже давно находят широкое практическое использование, тогда как кадмий освоен промышленностью сравнительно недавно. 1*~28

Все три элемента легко образуют сплавы друг с другом и многими другими металлами. Несколько особое место среди них занимают сплавы ртути (т. и. амальгамы), которые часто бывают жидки или тестообразны.29-34

Циик и кадмий образуют только один ряд соединений, отвечающий двухвалентным элементам. Для ртути, кроме того, характерны производные, в которых она электрохимически одновалентна. Соединения этого типа будут расмотрены в конце параграфа. В противоположность малоядовитым производным цинка растворимые соединения кадмия и ртути очень ядовиты. 3&~м

В ряду напряжений циик расположен левее железа, кадмий —несколько правее его, а ртуть — значительно правее водорода. Несмотря на то, что Zn и Cd более металличны,. чем водород, они практически не вытесняют его из воды, так как поверхность металлов быстро покрывается защитной окисной пленкой. В разбавленных НС1 и H2S04 циик растворяется легко, кадмий — медленно, а ртуть нерастворима. Азотная кислота легко растворяет все три металла. Например, реакция с ртутью идет по уравнению

3Hg + 8HNO3 = 3Hg(N03)a -f 2NO -f 4HaO

В отличие от своих аналогов цинк по схеме

Zn + 2NaOH = NajjZnOj -f H2

растворяется также в крепких растворах щелочей.а*-44

50

30

to

to

Рис XII-61. Теплоты обра, зевания соединений 2ft, Cd л Hg (шкал/гчкш).

В соприкосновении с су х и м воздухом Zn, Cd и Hg при обычной температуре не изменяются. Будучи достаточно нагреты, Zn и Cd сгорают до окислов ЭО, тогда как ртуть окисляется лишь медленно. Взаимодействие Zn и Cd с серой протекает также весьма энергично, но для начала реакции требуется нагревание. Напротив, ртуть соединяется с мелко раздробленной серой (при стирании обоих элементов в ступке) уж и а холоду. Аналогичные различия имеют место и по отношению к галоидам, с которыми при обычных условиях ртуть реагирует легче, чем Zn и Cd. Эта повышенная химическая активность ртути обусловлена ее жидким агрегатным состоянием, сильно облегчающим протекание реакций. По существу же металлические свойства элементов в ряду Zn—Cd—Hg заметно ослабляются. Это видно, в частности, из Данного иа рис. XI1-61 сопоставления тепло*, образования аналогичных соединений рассматриваемых элементов: при переходе от Zn к Hg они во всех случаях резко уменьшаются.

Окиси цинка и его аналогов (ЭО) могут быть получены путем непосредственного соединения элементов с кислородом при нагревании. В противоположность белой ZnO аналогичные окислы Cd и Hg имеют коричневый (CdO) или ярко-красный (HgO) цвет. При очень тонком измельчении окиси ртути цвет ее становится желтым. Желтая форма HgO выделяется также при образовании окиси ртути за счет химических реакций в растворах. В воде окиси Zn, Cd и Hg почти нерастворимы, но в кислотах легко растворяются, образуя соответствующие соли.45-81

Отвечающие окислам ЭО гидроокиси [Э(ОН)2] цйика и кадмия выделяются в виде белых студенистых осадков При действии сильных щелочей на растворы солей Zn

страница 76
< 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
нетбук в аренду
Рекомендуем фирму Ренесанс - модульные винтовые лестницы - всегда надежно, оперативно и качественно!
где получить аттестат профессионального бухгалтера
полка навесная сплошная 800х400х250 из нержавеющей стали

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
(08.12.2016)