химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

p>CocmaS. am. % '

Рнс. ХШ-19. Диаграммы плавкости бинарных систем щелочных металлов

в продукты сгорания топлива позволяет существенно повысить электропроводность плазмы при относительно низких температурах (порядка 2500°С). Первый МГД~ генератор мощностью 25 тыс. кет уже работает в Москве.

34) Другой интересный путь возможного использования относительно легкой иоин-знруемости атомов щелочных металлов связан с проблемой ионного двигателя. Если ионизацией паров (например, в электрической дуге) создать плазму, затем электрическим полем разделить ионы Э+ и электроны, разогнать их при помощи ускорителей и вновь соединить у выхода из сопла ракеты, то вылетающий поток атомов создает реактивную тягу. Последняя очень мала, но может быть использована уже находящейся в космическом пространстве ракетой для постепенного набора скорости нли изменения траектории полета. Подсчеты показывают, что расходующий 500 г цезия в час ионный двигатель способен обеспечить космическому кораблю с массой в 1 тыс. т ускорение порядка 1 м(сек2 и конечную скорость до 150 тыс. км/сек. Источником энергии при этом должна быть атомная электростанция.

35) Как видно из схематически сопоставленных на рнс. ХШ-19 диаграмм плавкости, отношение щелочных металлов друг к другу различно: Li с другими не смешивается, Na с более тяжелыми образует эвтектики, а для остальных систем характерны твердые растворы. Наиболее практически важна (в частности, для атомной промышленности) система Na—К, диаграмма состоянии которой при обычном и высоком давлении показана иа рис. ХШ-20.

Жидкий в обычных условиях сплав (приблизительно 30—80 ат.% К) находят использование при органических синтезах. В лабораторных условиях его обычно готовят путем сдавливания очищенных от окисных пленок кусочков калия и натрия в фарфоровой ступке под слоем керосина (операция довольно опасна, так как взаимодействие сопровождается вспышками). В технике этим сплавом (заключенным в систему труб) пользуются иногда для быстрого переноса тепла. Интересно, что образование его сопровождается некоторым сжатием системы, но одновременно с этим ее сжимаемость не уменьшается, а возрастает. Также интересно, что при длительном, пропускании сквозь жидкий сплав постоянного тока у аиода накапливается ие какой-либо один из двух металлов, а тот, которого в сплаве меньше. Вместе с тем результаты структурного исследования этого сплава говорят за наличие тенденции к образованию пар из разных атомов.

36) Нормальные окислительно-восстановительные потенциалы щелочных металлов

сопоставлены ниже (в):

U Na К Rb Cs3.03 -2,71 -2,93 -2,93 -2.92

Потенциалы эти практически не зависят от рН среды. Энергии гидратации катионов равны (ккал/моль): 127 (Li*), 101 (Na+), 81 (К*), 75 (Rb+), 67 (Cs*).

37) В соответствии с ходом изменения ионизационных потенциалов щелочных металлов можно было бы ожидать, что и ряду напряжений левее всех будет располагаться Cs, правее — Li. Наблюдаемое на опыте высокое значение нормального потенциала лития обусловлено большой энергией гидратации его положительного иоиа. Действительно, за счет гидратации иоиа Э* (по схеме Э* + ад Э*) имеющее место у электрода равновесие Э Э* -4- е должно смещаться вправо, и тем больше, чем энергичнее данный нон гидратируется. Этим же обусловлено и выравнивание нормальных потенциалов тяжелых щелочных металлов.

38) Щелочные металлы растворимы в жидком аммиаке (IX § \ доп. 27) и некоторых органических аминах. Из раствора лития в жидком аммиаке был выделен нейтральный аммиакат LifNHsh, аналогичный подобным же соединениям щелочноземельных металлов (XII § 3 доп. 31), из раствора иатрия в пиридине — темно-зеленый комплекс Na(CsH5N)2, а для лития известен аналогичный комплекс с дшшридилом — Li Dipy. Интересна растворимость калия (ио ие иатрия) в тетрагидрофураие, днглиме и некоторых других эфир ах — образующиеся разбавленные (лишь около 10~4 г-атом/л) голубые растворы в отсутствие воздуха устойчивы. Аналогичный голубой раствор ка лня может быть при 0°С получен и в воде (освобожденной от растворенного воздуха), но ои неустойчив. Подобные системы, как и в случае жидкого аммиака (IX § 1 доп. 27), содержат сольватнроваииые катиоиы и поляроиы.

39) В водном растворе калия таким поля-рономявляетсягидратироваииый электрон— е*. Возникновение его по схеме V I v , 700 600 500 Ш К -4- ад К •+? ег связано с тем, что сумма

v^ ,о, , . J Длина волны, пик

теплот гидратации К* (81 ккал/моль) и ег

(38 ккал/моль) практически равна сумме теп- Рнс- Х1П"2,ваиСн"го ^«тронГ ридратиро" лот атомизацни калия (21 ккал/моль) и ионизации его атома (100 ккал/моль). При отсутствии других возможностей (в частности, окислителей) гидратироваииый электрон взаимодействует с водой по схеме е'+НгО** ч*Н + ОН' (энергия активации 5 ккал/моль), причем К = [Н] [QW\/[er[ [НгО] = = 7-10~т. Кислая среда смещает равновесие вправо, щелочная — влево. Однако из-за реакции и + и = Нг| оио быстро нарушается.

Довольно значительные концентрации гидратнроваииых электронов могут быть получены пропусканием атомарного водорода в снльио щелочную среду (рН > 12). Атом водорода диссоциирует при этом по схеме и + ад Н" + е*, т. е. ведет себя как слабая кислота (К = 2 • 10~10). Характер светопог лощения гндратнрованиого электрона в щелочной среде показан иа рис. XII1-21 (в чистой воде максимум приходится на 720 ммк).

Как и всякий полярон, е' представляет собой образование, в котором е полярнза-цнонно связан с частицами среды. Предполагается, что электрон находится в тетра-здрнческом окружении четырех молекул воды. Заряд его распределяется, по-видимому, в области с радиусом 1,4 А. Существует также предположение, что сольватнруются ие единичные электроны, а нх пары (с антнпараллельнымн спннамн), т. е. раствор содержит поляроны типа г". Наличие подобных сольватнрованных аммиаком электронных

пар весьма вероятно для синих диамагнитных растворов натрия в жидком NH3 (IX § 1 доп. 27).

Гндратнрованный электрон является чрезвычайно сильным восстановителем (для нормального потенциала дается значение —2,86 в). Он способен восстанавливать некоторые ноны (Pb", Cd", Ni", Со", Cr", Zn"), не реагирующие с атомарным водородом, и особенно активен по отношению к частицам с непарными электронами (NO и др.). Его взаимодействие с катионами идет тем быстрее, чем выше нх заряды и больше радиусы, а с аннонами — чем нх заряды ниже. В сложных системах его атака как восстановители направляется обычно на наиболее электроположительный участок молекулы.

40) Взаимодействие растворенного в жидком аммиаке щелочного металла с окисью

углерода сопровождается образованием белых (нли имеющих бледные цветные оттенкн)

солеобразных продуктов состава ЭСО. Строение нх отвечает формуле Э? fOCssCO]2"

с параметрами аннона d(OC) = 1,37 и d(CC) = 1,19 А. Те же продукты могут быть

получены прямым взаимодействием щелочных металлов (кроме Li) с окисью углерода

прн температурах ниже 230 °С (тогда как при более высоких температурах образуются

солн гексаокснбензола — М6С606). Таким образом, рассматриваемые соединения являются в действительности не карбонилами щелочных металлов, а производными оксиацетнлена (или гексаокснбензола).

Вещества эти гигроскопичны и пирофорны. Нагревание нх в вакууме сопровождается разложением по схеме 2Э2С202 = Э2СО3 + Э20 -f- ЗС. С водой они взаимодействуют бурно (вплоть до взрыва). при обработке белого Na^O^ водяным паром ои становится красным, затем фнолетово-черным. после чего за несколько дней превращается в вязкую красную жидкость. Подобная же обработка черного KtQOj ведет к его покраснению и затем пожелтению. Первоначально желтый раствор K*Q02 в большом количестве воды быстро краснеет. при упаривании он вновь желтеет. Иэ него были выделены темно-желтые кристаллы кроконата калня — К2С5О5 (кроконовая кислота представляет собой пятнчленный цнхл из трех групп СО и двух СОН с двойной связью С=С между ними).

Образование взрывчатого К2С202 может происходить также при накаливании смеси поташа с углем. По

страница 94
< 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
коляска alive eco collection tako
светодиодные светильники потолочные c лампами g53 ar111
черная пятница кровать купить
электрическая схема electrolux ere 3900

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
(28.03.2017)