Химические свойства

Многие d-металлы покрыты тонкой оксидной пленкой, поэтому обладают высокой химической и коррозионной стойкостью. Они устойчивы на воздухе и взаимодействуют с кислородом при высоких температурах, когда разрушается защитная пленка. А такие металлы как платина, серебро, золото устойчивы к кислороду даже при нагревании. Исключениием являются элементы III Б группы, которые по своим свойствам приближаются к щелочно-земельным металлам. Так лантан тускнеет, окисляясь на воздухе, и даже может воспламениться от трения.

Многие d-металлы адсорбируют и растворяют водород, особенно сильно платиновые металлы. При этом образуются гидриды (ScH3, LaH3, CrH2, TiH, TiH2 и др.) или твердые растворы внедрения, обладающие повышенной хрупкостью.

С другими неметаллами d-металлы взаимодействуют при нагревании или в измельченном виде. Металлы семейства железа (Fe, Co, Ni), устойчивые к действию кислорода и воды в компактном виде, измельченные до порошков с диаметром частиц менее 5 микрон обладают пирофорными свойствами, т.е. могут самовоспламеняться на воздухе. Железо сгорает в атмосфере кислорода с образованием окалины Fe3O4. При нагревании с серой получаются сульфиды FeS и Fe2S3. Галогены окисляют железо до FeГ3. С азотом, фосфором и углеродом железо взаимодействует при высоких температурах, образуя нестехиометрические нитриды Fe4N, Fe2N, ряд фосфидов Fe2P, Fe3P, карбид, Fe3C (цементит).

Элементы d-семейства, за исключением цинка, кадмия и элементов III Б группы, проявляют переменную степень окисления. Устойчивость соединений d-элементов в высшей степени окисления в подгруппах сверху вниз растет, например, в реакциях с сильным окислителем - хлором образуются утойчивые соединения элементов VIБ группы следующих составов:

Cr (Mo,W) + Cl2 ® CrCl3 (MoCl5,WCl6).

Обычно слабые окислители переводят такие металлы как хром, железо в Cr2+, Fe2+, а сильные – в Сr3+, Fe3+. Например, соляной кислотой хром и железо окисляются до низшей степени окисления +2, а хлором – до +3:

Cr + 2HCl = CrCl2 + H2,

2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3.

В реакциях со сложными веществами поведение d-металлов, как правило, соответствует их положению в электрохимическом ряду напряжений. Однако есть и исключения. Например, цинк, титан, цирконий, стоящие в ряду напряжений до водорода, не разлагают воду, а титан, цирконий, молибден и вольфрам не вытесняют водород из кислот-неокислителей.

Ниобий и тантал имеют столь плотную защитную оксидную пленку, что ее не растворяют даже кислоты-окислители, эти металлы медленно растворяются только в плавиковой кислоте или в ее смеси с азотной:

3Ta + 21HF + 5HNO3 = 3H2[TaF7] + 5NO +10H2O.

Со щелочами взаимодействует цинк, оксид и гидроксид которого обладает амфотерными свойствами, а также все металлы VБ группы (V, Nb, Ta). Они взаимодействуют с концентрированными растворами или расплавами щелочей в присутствии окислителя, соединения этих металлов в устойчивой высшей С.О.(+5) проявляют кислотные свойства:

2Nb + 2NaOH + 2O2 = 2NaNbO3 + H2.

Платиновые металлы растворяются в царской водке (смесь азотной и соляной кислот 3 : 1). Золото также можно растворить в царской водке и в селеновой кислоте H2SeO4.

Au + HNO3 + 3HCl = AuCl3 + NO + 2 H2O,

2Au + 6H2SeO4 = Au2(SeO4)3 + 3H2SeO3 + 3 H2O.

Все платиновые металлы переходят в растворимое состояние после сплавления со щелочью в присутствии окислителей (KNO3, H2O2). При этом платина образует гидроксокомплекс – Na2[Pt(OH)6].






Дата добавления: 2017-11-21; просмотров: 685; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.011 сек.