химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

имер, воды нижнего течения Волги содержат калия в 25 раз меньше, чем натрия. В результате судьба обоих элементов на земной поверхности складывается прямо противоположно: тогда как соединения натрия концентрируются в морях, основным направлением геохимической истории калия является рассеивание его соединений в почве.

14) По естественному содержанию калия отдельные почвы различны: относительно много его в глинистых, мало — в песчаных и торфяных. Из природных форм нахождения этого элемента главной является минерал ортоклаз, гораздо меньшее значение имеют мусковит, нефелин и др. Лишь около 1% всего калия почва содержит в сорбированном состоянии, причем только десятая его часть водорастворима. Усвоение содержащегося в Минералах калия растениями сильно затруднено (особенно в случае ортоклаза). Несколько облегчается оно тем, что главной составной частью корневых выделений является СО*, благодаря чему непосредственно прилегающий к корням слой почвы имеет кислую реакцию (рН « 4), Все же основное значение для питания растений (особенно — молодых) имеет не минеральный, а сорбированный калий.

15) Отдельные виды растений, помимо калия, избирательно извлекают и соединения других щелочных металлов. Так, некоторые солончаковые растения и морские водоросли содержат большие колячества натрия. Литий накапливается в некоторых сортах табака, рубидий — в некоторых сортах свеклы. Рубидий всегда содержат также виноградные вина (в среднем: белые-1-0,5 мг\лУ красные— 1,1 яг/л).

16) До введения в практику электролитического метода металлический натрий получали накаливанием соды с углем по реакции: NajCOs-f-2C-f-244 кхал » 3CO+2Nа. Схема установки для его получения электролизом расплавленного NaCI показана на рнс. ХШ-11. Ваина состоит из стального кожуха с шамотной футеровкой, графитовым анодом (А) и кольцевым железным катодом (К), между которыми расположена сетчатая дяафрагма. Электролитом обычно служит не чистый NaCI (т. пл. 800"С), а более легкоплавкая смесь из приблизительно 40% NaCI и 60% СаСЬ, что дает возможность работать при температурах около 580 °С. Собирающийся в верхней части кольцевого катодного пространства и переходящий в сборник металлический натрий содержит небольшую (до 5%) прнмесь кальция, который затем почти полностью выделяется (растворимость Са в жидком натрии при температуре его плавления равна лишь 0,01%). По мере хода электролиза в ванну добавляют NaCI. Расход электроэнергии составляет около 15 кет • ч на I кг Na.

17) Выработка металлических К и Li несравненно меньше, чем натрия. Литий получают электролизом расплава LiCl + КО, а калий — действием . паров натрия на расплав КС1, поступающий противотоком к ним в специальных дистнлляциониых колоннах (нз верхней части которых выходят пары калия). Рубидий и цезнй в больших

масштабах почти не добываютси. Дли получении небольших количеств этих металлов удобно пользоваться нагреванием в вакууме их хлоридов с металлическим кальцием. По технологии рубндни и цезни имеется обзорная статьи *.

18) Все щелочные металлы кристаллизуются по типу центрированного куба (рис ХП-11) с расстоинннмн между атомами (А): 3,04 (Li), 3,71 (Na), 4,62 (К), 4,87

(Rb), 5,26 (Cs). Онн отличаются исключительно высокой сжимаемостью, быстро возрастающей при переходе от Li к Cs. Ход изменения объема щелочных металлов при высоких давлениях показан на рнс. XIII-12. Если принять объем металла в обычных условиях за единицу, то под давлением в 100000 ат ои становится равным:

LI Na К Rb Са

Относительный объем . . . 0,672 , 0,606 0,500 0,473 0,368

Дли твердого цезня известны три полиморфные модификации, области существования которых показаны на рнс. XIII-13 (координаты тройных точек 25,4 тыс. ат и J91 °С; 47,2 тыс. ат и 90°С). Переход от CslI к CsIII сопровождается уменьшением объема на 9%. Возможно, что обычный для цезни желтоватый оттенок обусловлен вичтожными прнмесимн его соединений, а в очень чистом состоянии он серебристо-белый (как и остальные щелочные металлы).

19) Повышение давления отражается и на электрическом сопротивлении щелочных металлов (рнс. ХШ-14). Причиной своеобразного хода кривой цезня (рис. ХШ-15) ивлнетсн, по-виднмому, сперва — при 23 тыс. ат — изменение кристаллической решетки (от центрированного куба к кубу с центрированными гранямн), а затем — при 42 тыс. ат — самой электронной структуры атома: переход под действием внешнего давлении 65-электрона на уровень 5d (ср. XI § 6 доп. 9). при давлениях соответствен* но в 75 и 190 тыс. ат происходит, по-видимому, аналогичные переходы и у атома ру•Плющен В. Е„ Ш а х и о И. В., Успехи химии, 1957, № 8. 944.

бидия. Плавление Na и К сопровождается значительным (примерно вдвое) увеличением их удельного электросопротивления.

20) Температуры плавления щелочных металлов с увеличением внешнего давления последовательно возрастают и приблизительно выравниваются. Так, при 30 тыс. ат у Li, Na, К и Rb они соответственно равны 234, 248, 251 и 267 °С. Кривая плавления цезия имеет два максимума: при 197 °С и 22,5 тыс. от (Csl) и при 198 "С и 30,5 тыс. ат (CsII). Некоторые другие тепловые характеристики рассматриваемых элементов сопоставлены ниже (ккал/г-атом):

и Na К Rb Cs

0,63 0,57 0,53 0,50

Теплота атомнзацин (прн 23 °С). . . 38,4 25,9 21,4 19,6 18,7

21,3 18,5 16.5 15,8

гтических параметров даются следующие значения:

LI Na К Rb Cs

Критическая температура, °К . . . . 3600 2400 20ОЭ 1800 1700

. 1000 365 179 124 102

21) В парах щелочные металлы главным образом одноатомны (содержание молекул Эг составляет лишь несколько процентов). Обусловлено это малой\устойчивостью двухатомных молекул, что видно из сопоставления их энергий диссоциации (при 25 °С):

Llj Na2 Кз Rb2 Cs2

3.08 3,93 4.32 4.55

Энергия диссоциации, ккал/моль . . 25.5 17.3 П.8 10.8 10,4

Как и у галоидов (VII § 4), молекула Э3 тем устойчивее, чем меньше ядерное расстояние.

22) Если бы из молекул Эг могла образоваться кристаллическая решетка, ее устойчивость обеспечивалась бы лишь слабыми межмолекулярными силами. Энергия атомнзацин такой решетки (по расчету на 1 г-атом) не очень отличалась бы от половины энергий связей в самих молекулах. Сопоставление этих величин с действительными энергиями атомизации лития и его аналогов наглядно показывает, что металлическая структура для ннх гораздо (примерно в 3 раза) энергетически выгоднее молекулярной. Хотя ё(ЭЭ) в металле существенно больше, чем в молекуле, и каждая отдельная связь Э—Э соответственно ослаблена, число связей атома с его ближайшими соседями в металле — 8 — гораздо больше, что и увеличивает общую энергию взаимодействия.

23) Пары щелочных металлов окрашены в характерные цвета: Na — в пурпурно-красный, К — в фиолетовый. Rb — в оранжевый. Характерно окрашены также коллоидные растворы этих металлов (например, Na в эфнре имеет окраску от пурпурно-фиолетовой до синей, а К— синевато-зеленую).

24) Внешне проявляющееся в виде окрашивания пламени испускания нагретыми атомами щелочных металлов световых лучей обусловлено перескоком электронов с более высоких на более низкие энергетические уровни. Нвпример, характерная желтая линия спектра натрия (слагающаяся из волн с длинами 5890 и 5896 А) возникает при перескоке электрона с уровня Зр на уровень 3s. Очевидно, что для возможности такого перескока необходимо предварительное возбуждение атома, т. е. перевод одного или нескольких его электронов на более высокий энергетический уровень. В рассматриваемом случае возбуждение достигается за счет теплоты пламени (и требует затраты 48 ккал/г-атом), вообще же оно может последовать в результате сообщения атому энергии различных видов. Другие щелочные металлы вызывают появление следующих окрасок пламени (в скобках приводятся длины наиболее ярких линий видимого спектра): Li — карминово-красной (6708), К — фиолетов'ой (4044), Rb — синевато-красной (4202), Cs — синей- (4555 А).

25) Спектр люминесценции ночного неба показывает постоянное наличие в ней желтого излучения натрия, Васота места его .в

страница 92
< 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
рубашки поло в липецк
участки земли с лесом и водой на новой риге
Столы обеденные MT
zwilling twin nova кастрюли цены

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
(06.12.2016)