Ямар хүчил хөнгөн цагаан уусгадаг вэ. Хөнгөн цагааны бүрхүүлийг уусгах. Металл нь байгалийн усанд ордог


Хөнгөн цагаан бол серийн дугаар 13, харьцангуй атомын масс - 26.98154 элемент юм. III үе, III бүлэг, үндсэн дэд бүлэгт байрладаг. Цахим тохиргоо: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 3d 0 . Хөнгөн цагааны тогтвортой исэлдэлтийн төлөв нь "+3". Үүссэн катион нь сайн хийн бүрхүүлтэй бөгөөд энэ нь түүний тогтвортой байдалд хувь нэмэр оруулдаг боловч цэнэгийн радиусын харьцаа, өөрөөр хэлбэл цэнэгийн концентраци нь нэлээд өндөр байдаг нь катионы энергийг нэмэгдүүлдэг. Энэ шинж чанар нь хөнгөн цагаан нь ионы нэгдлүүдийн хамт олон тооны ковалент нэгдлүүдийг үүсгэдэг бөгөөд түүний катион нь уусмал дахь мэдэгдэхүйц гидролизд ордог.

Хөнгөн цагаан нь зөвхөн 1500 ° C-аас дээш температурт I валентыг харуулж чадна. Al 2 O болон AlCl нь мэдэгдэж байна.

Физик шинж чанарын хувьд хөнгөн цагаан нь ердийн металл бөгөөд дулаан, цахилгаан дамжуулалт өндөртэй, мөнгө, зэсийн дараа хоёрдугаарт ордог. Хөнгөн цагааны иончлох чадвар нь тийм ч өндөр биш тул химийн өндөр идэвхжилийг хүлээх боловч гадаргуу дээр хүчтэй исэлдүүлэх хальс үүссэний улмаас метал агаарт идэвхгүйждэг тул энэ нь мэдэгдэхүйц буурдаг. Хэрэв метал идэвхжсэн бол: а) хальсыг механик аргаар зайлуулах, б) амальмат (мөнгөн устай урвалд орох), в) нунтаг хэрэглэвэл ийм металл нь маш идэвхтэй болж, агаар дахь чийг, хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчилж, тэдгээрийн дагуу нурж унах болно. үйл явц:

4(Al,Hg) +3O 2 + 6H 2 O = 4Al(OH) 3 + (Hg)

Энгийн бодисуудтай харилцах.

1. Нунтаг хөнгөн цагаан нь хүчтэй халах үед урвалд ордог хүчилтөрөгчтэй.Эдгээр нөхцлүүд нь идэвхгүй байдлын улмаас зайлшгүй шаардлагатай бөгөөд хөнгөн цагаан исэл үүсэх урвал нь өөрөө өндөр экзотермик шинж чанартай байдаг - 1676 кЖ / моль дулаан ялгардаг.

2. Хлор ба бромтойстандарт нөхцөлд хариу үйлдэл үзүүлж, хүрээлэн буй орчинд ч гал авалцаж болно. Зөвхөн хариу өгөхгүй байна фторын хамт,учир нь Хөнгөн цагаан фтор нь исэл шиг металл гадаргуу дээр хамгаалалтын давсны хальс үүсгэдэг. Иодтой хамтхалах үед болон катализаторын хувьд устай үед урвалд ордог.

3. Хүхэртэйхайлуулах үед урвалд орж, Al 2 S 3 найрлагатай хөнгөн цагаан сульфидыг өгдөг.

4. Мөн халах үед фосфортой урвалд орж фосфид: AlP үүснэ.

5. Шууд устөрөгчтэйхөнгөн цагаан нь хариу үйлдэл үзүүлэхгүй.

6. Азотын хамт 800 ° C-т урвалд орж, хөнгөн цагаан нитрид (AlN) үүсгэдэг. Агаар дахь хөнгөн цагааны шаталт нь ойролцоогоор ижил температурт явагддаг тул шаталтын бүтээгдэхүүн (агаарын найрлагыг харгалзан үзэх) нь исэл ба нитрид хоёулаа байдаг гэж хэлэх хэрэгтэй.

7. Нүүрстөрөгчтэйхөнгөн цагаан нь бүр өндөр температурт харилцан үйлчилдэг: 2000 o C. Al 4 C 3 найрлагатай хөнгөн цагаан карбид нь метанидын бүлэгт хамаарах бөгөөд энэ нь С-С холбоогүй бөгөөд гидролизийн явцад метан ялгардаг: Al 4 C 3 + 12H 2 O = 4Al (OH ) 3 + 3CH 4

Нарийн төвөгтэй бодисуудтай харилцан үйлчлэх

1. Устайидэвхжүүлсэн (хамгаалалтын хальсгүй) хөнгөн цагаан нь устөрөгч ялгарахтай идэвхтэй харилцан үйлчилдэг: 2Al (үйлдэл) + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 Хөнгөн цагааны гидроксидыг цагаан сул нунтаг хэлбэрээр олж авдаг; байхгүй кино нь урвалыг дуусгахад саад болохгүй.

2. Хүчилтэй харилцан үйлчлэл: a) Хөнгөн цагаан нь исэлддэггүй хүчлүүдтэй дараах тэгшитгэлийн дагуу идэвхтэй харилцан үйлчилдэг: 2Al + 6H 3 O + + 6H 2 O = 2 3+ + 3H 2,

б) Исэлдүүлэгч хүчлүүдтэй харилцан үйлчлэлцэх нь дараах шинж чанартай байдаг. Төвлөрсөн азотын болон хүхрийн хүчил, түүнчлэн маш шингэрүүлсэн азотын хүчил, хөнгөн цагааныг идэвхгүй болгодог (гадаргуугийн хурдан исэлдэлт нь оксидын хальс үүсэхэд хүргэдэг). Халах үед хальс тасарч, урвал явагддаг боловч халаах үед төвлөрсөн хүчлүүдээс зөвхөн тэдгээрийн хамгийн бага бууралтын бүтээгдэхүүнүүд ялгардаг: 2Al + 6H 2 SO 4 (conc) = Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 6H. 2 O Al + 6HNO 3 ( conc) = Al(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O Дунд зэргийн шингэрүүлсэн азотын хүчлээр урвалын нөхцлөөс хамааран та NO, N 2 O, N 2, NH 4 + авч болно. .

3. Шүлттэй харилцан үйлчлэл.Хөнгөн цагаан нь амфотер элемент (химийн шинж чанарын хувьд), учир нь металлын хувьд харьцангуй өндөр цахилгаан сөрөг нөлөөтэй - 1.61. Тиймээс энэ нь гидроксо цогцолбор, устөрөгч үүсэх замаар шүлтийн уусмалд амархан уусдаг. Гидроксо цогцолборын найрлага нь урвалжуудын харьцаанаас хамаарна: 2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2 2Al + 6NaOH + 6H 2 O = 2Na 3 + 3H 2 Хөнгөн цагаан ба устөрөгчийн харьцааг электроноор тодорхойлно. Тэдний хооронд үүсэх исэлдэлтийн урвалын тэнцвэр ба урвалжуудын харьцаанаас хамаардаггүй.

4. Хүчилтөрөгчийн иончлолын потенциал бага, хүчилтөрөгчтэй өндөр наалдац (ислийн өндөр тогтвортой байдал) нь хөнгөн цагаантай идэвхтэй харилцан үйлчлэлцдэг. олон металлын исэл,тэдгээрийг сэргээх. Урвалууд нь дулааныг цаашид ялгаруулах эхний халаалтанд явагддаг бөгөөд ингэснээр температур нь 1200 o - 3000 o C хүртэл нэмэгддэг. 75% хөнгөн цагаан нунтаг ба 25% (жингээр) Fe 3 O 4 хольцыг "термит" гэж нэрлэдэг. Өмнө нь энэ хольцын шаталтын урвалыг төмөр замыг гагнахад ашигладаг байсан. Хөнгөн цагааны тусламжтайгаар металыг исэлдүүлэхийг алюминотерми гэж нэрлэдэг бөгөөд үйлдвэрлэлд манган, хром, ванадий, вольфрам, феррохайлш зэрэг металлыг үйлдвэрлэх арга болгон ашигладаг.

5. Давсны уусмалаархөнгөн цагаан нь хоёр өөр аргаар урвалд ордог. 1. Хэрэв гидролизийн үр дүнд давсны уусмал нь хүчиллэг эсвэл шүлтлэг орчинтой бол устөрөгч ялгардаг (хүчиллэг уусмалуудтай бол урвал нь зөвхөн их хэмжээний халаалттай байдаг, учир нь хамгаалалтын ислийн хальс нь шүлтлэгээс илүү сайн уусдаг). 2Al + 6KHSO 4 + (H 2 O) = Al 2 (SO 4) 3 + 3K 2 SO 4 + 3H 2 2Al + 2K 2 CO 3 + 8H 2 O = 2K + 2KHCO 3 + 3H 2. 2. Хөнгөн цагаан нь давсны найрлагаас түүний баруун талд байгаа хүчдэлийн цуваа дахь металуудыг нүүлгэж болно, өөрөөр хэлбэл. үнэндээ эдгээр металлын катионуудаар исэлдэх болно. Оксидын хальснаас болж энэ урвал үргэлж явагддаггүй. Жишээлбэл, хлоридын анионууд нь хальсыг тасалдуулж, 2Al + 3FeCl 2 = 2AlCl 3 + 3Fe урвал явагдах боловч өрөөний температурт сульфаттай ижил төстэй урвал ажиллахгүй. Идэвхжүүлсэн хөнгөн цагааны хувьд ерөнхий дүрэмтэй зөрчилдөхгүй аливаа харилцан үйлчлэл ажиллах болно.

Хөнгөн цагааны холболт.

1. Оксид (Al 2 O 3).Хэд хэдэн өөрчлөлтийн хэлбэрээр мэдэгдэж байгаа бөгөөд тэдгээрийн ихэнх нь маш бат бөх, химийн хувьд идэвхгүй байдаг. α-Al 2 O 3-ийн өөрчлөлт нь байгальд корунд эрдэс хэлбэрээр тохиолддог. Энэ нэгдлийн болор торонд хөнгөн цагааны катионууд заримдаа бусад металлын катионуудаар хэсэгчлэн солигддог бөгөөд энэ нь эрдэст өнгө өгдөг. Cr (III) хольц нь улаан өнгө өгдөг, ийм корунд нь аль хэдийн бадмаараг эрдэнийн чулуу юм. Ti(III) ба Fe(III)-ийн хольц нь цэнхэр индранил үүсгэдэг. Аморф өөрчлөлт нь химийн идэвхтэй байдаг. Хөнгөн цагааны исэл нь ердийн амфотерийн исэл бөгөөд хүчил ба хүчиллэг исэл, шүлт ба үндсэн ислүүдтэй урвалд ордог бөгөөд шүлтийг илүүд үздэг. Уусмал дахь болон хайлуулах явцад хатуу фазын урвалын бүтээгдэхүүнүүд өөр өөр байдаг: Na 2 O + Al 2 O 3 = 2NaAlO 2 ( хайлуулах) - натрийн метаалюминат, 6NaOH + Al 2 O 3 = 2Na 3 AlO 3 + 3H 2 O ( хайлуулах) ) - ортоалюминат натри, Al 2 O 3 + 3CrO 3 = Al 2 (CrO 4) 3 ( хайлуулах) - хөнгөн цагаан хромат. Хөнгөн цагаан нь исэл ба хатуу шүлтүүдээс гадна хайлуулах явцад дэгдэмхий хүчлийн ислээс үүссэн давстай урвалд орж, давсны найрлагаас солигдоно: K 2 CO 3 + Al 2 O 3 = 2KAlO 2 + CO 2 Уусмал дахь урвал: Al 2 O 3 + 6HCl = 2 3+ + 6Cl 1- + 3H 2 O Al 2 O 3 +2 NaOH + 3H 2 O =2 Na – натрийн тетрагидроксиалюминат. Тетрахидроксоалюминат анион нь үнэндээ 1-тетрагидроксодиакваанион юм, учир нь Хөнгөн цагааны хувьд зохицуулалтын дугаар 6 нь илүү тохиромжтой. Илүүдэл шүлтийн үед гексагидроксоалюминат үүсдэг: Al 2 O 3 + 6NaOH + 3H 2 O = 2Na 3. Хүчил ба шүлтээс гадна хүчиллэг давстай урвалд орно: 6KHSO 4 + Al 2 O 3 = 3K 2 SO 4 + Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O.

3. Хөнгөн цагааны гидроксид. Метагидроксид -AlO(OH) ба ортогидроксид - Al(OH) 3 гэсэн хоёр хөнгөн цагаан гидроксид байдаг. Эдгээр нь хоёулаа усанд уусдаггүй боловч амфотер шинж чанартай тул хүчил ба шүлтийн уусмал, түүнчлэн гидролизийн үр дүнд хүчиллэг эсвэл шүлтлэг орчинтой давсанд уусдаг. Ууссан үед гидроксид нь оксидтэй адил урвалд ордог. Бүх уусдаггүй суурийн нэгэн адил хөнгөн цагааны гидроксид нь халах үед задардаг: 2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O. Шүлтлэг уусмалд уусдаг хөнгөн цагааны гидроксид нь усан аммиакт уусдаггүй тул уусдаг бодисоос аммиакаар тунадасж болно. давс: Al(NO 3) 3 + 3NH 3 + 2H 2 O = AlO(OH)↓ + 3NH 4 NO 3, энэ урвал нь метагидроксидыг үүсгэдэг. Учир нь шүлтийн үйлчлэлээр гидроксидыг тунадасжуулахад хэцүү байдаг үүссэн тунадас амархан уусдаг бөгөөд нийт урвал нь дараах хэлбэртэй байна: AlCl 3 + 4 NaOH = Na + 3NaCl

4. Хөнгөн цагааны давс.Бараг бүх хөнгөн цагааны давс нь усанд маш сайн уусдаг. AlPO 4 фосфат ба AlF 3 фтор нь уусдаггүй. Учир нь хөнгөн цагааны катион нь өндөр цэнэгийн концентрацитай, түүний усан цогцолбор нь катион хүчлийн шинж чанарыг олж авдаг: 3+ + H 2 O = H 3 O + + 2+, өөрөөр хэлбэл. хөнгөн цагааны давс нь хүчтэй катион гидролизд ордог. Сул хүчлийн давсны хувьд катион ба анион дахь гидролизийг харилцан сайжруулснаар гидролиз нь эргэлт буцалтгүй болдог. Уусмал дахь хөнгөн цагаан карбонат, сульфит, сульфид, силикат нь усаар бүрэн задардаг эсвэл солилцооны урвалаар олж авах боломжгүй: Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S 2Al(NO 3) 3 + 3K 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3CO 2 + 6KNO 3. Зарим давсны хувьд гидролиз нь халах үед эргэлт буцалтгүй болдог. Халаахад нойтон хөнгөн цагаан ацетат нь тэгшитгэлийн дагуу задардаг: 2Al(OOCCH 3) 3 + 3H 2 O = Al 2 O 3 + 6CH 3 COOH Хөнгөн цагааны галидын хувьд давсны задралыг хөнгөвчилдөг. халаах үед хийн галоген устөрөгчийн уусах чадвар: AlCl 3 + 3H 2 O = Al(OH) 3 ↓ + 3HCl. Хөнгөн цагааны галидын дотроос зөвхөн фтор нь ионы нэгдэл, үлдсэн галогенууд нь ковалент нэгдлүүд бөгөөд хайлах цэгүүд нь фторидынхоос хамаагүй бага, хөнгөн цагаан хлорид нь сублимация хийх чадвартай. Маш өндөр температурт уур нь төв атомын атомын орбиталуудын sp 2 эрлийзжсэний улмаас хавтгай гурвалжин бүтэцтэй хөнгөн цагаан галидын нэг молекулыг агуулдаг. Уур болон зарим органик уусгагч дахь эдгээр нэгдлүүдийн үндсэн төлөв нь димер, жишээлбэл, Al 2 Cl 6 юм. Хөнгөн цагаан галид нь хүчтэй Льюисийн хүчил учраас хоосон атомын тойрог замтай байна. Тиймээс их хэмжээний дулаан ялгарах үед усанд уусдаг. Хөнгөн цагааны нэгдлүүдийн сонирхолтой ангилал (мөн бусад гурван валент металлууд) нь хөнгөн цагаан юм - 12 усан давхар сульфат M I M III (SO 4) 2 бөгөөд эдгээр нь бүх давхар давстай адил ууссан үед харгалзах катион ба анионуудын хольцыг өгдөг.

5. Нарийн төвөгтэй холболтууд.Хөнгөн цагааны гидроксо цогцолборыг авч үзье. Эдгээр нь нийлмэл хэсгүүд нь анион байдаг давс юм. Бүх давс нь уусдаг. Хүчилтэй харилцан үйлчлэх үед тэдгээр нь устдаг. Энэ тохиолдолд хүчтэй хүчил нь үүссэн ортогидроксидыг уусгаж, сул буюу харгалзах хүчиллэг исэл (H 2 S, CO 2, SO 2) тунадас үүсгэдэг: K + 4HCl = KCl + AlCl 3 + 4H 2 O K + CO 2 = Al(OH) ) 3 ↓ + KHCO 3

Шохойжсон үед гидроксоалюминатууд нь орто- эсвэл мета-алюминат болон хувирч, ус алддаг.

Төмөр

Атомын дугаар 26, харьцангуй атомын масс нь 55.847 элемент. Элементүүдийн 3d гэр бүлд багтдаг, электрон тохиргоотой: 3d 6 4s 2 бөгөөд үелэх системд IV үе, VIII бүлэг, хоёрдогч дэд бүлэгт багтдаг. Нэгдлүүдийн хувьд төмөр нь исэлдэлтийн төлөвийг +2 ба +3 голчлон харуулдаг. Fe 3+ ион нь хагас дүүрсэн d-электрон бүрхүүлтэй 3d 5 бөгөөд энэ нь нэмэлт тогтвортой байдлыг өгдөг. +4, +6, +8 исэлдэлтийн төлөвт хүрэх нь илүү хэцүү байдаг.

Физик шинж чанараараа төмөр нь мөнгөлөг цагаан, гялалзсан, харьцангуй зөөлөн, уян хатан, амархан соронздог, соронзгүй болдог металл юм. Хайлах цэг 1539 o C. Энэ нь болор торны төрлөөр ялгаатай хэд хэдэн аллотроп өөрчлөлттэй.

Энгийн бодисын шинж чанар.

1. Агаарт шатаахад холимог исэл Fe 3 O 4, цэвэр хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчлэхэд - Fe 2 O 3 үүснэ. Нунтаг төмөр нь пирофор юм - агаарт аяндаа гал авалцдаг.

2. Фтор, хлор, бром нь төмөртэй амархан урвалд орж, Fe 3+ болтол исэлдүүлдэг. Гурвалсан төмрийн катион нь иодидын анионыг исэлдүүлдэг тул FeJ 3 нэгдэл байхгүй тул иодтой хамт FeJ 2 үүсдэг.

3. Үүнтэй төстэй шалтгаанаар Fe 2 S 3 нэгдэл байхгүй бөгөөд хүхрийн хайлах цэгт төмөр, хүхрийн харилцан үйлчлэл нь FeS нэгдэлд хүргэдэг. Илүүдэл хүхэртэй бол пиритийг олж авдаг - төмрийн (II) дисульфид - FeS 2. Мөн стехиометрийн бус нэгдлүүд үүсдэг.

4. Төмөр нь хүчтэй халалтын үед бусад металл бус металлуудтай урвалд орж, хатуу уусмал эсвэл металл төстэй нэгдлүүд үүсгэдэг. Та 500 o C-д тохиолддог урвалыг өгч болно: 3Fe + C = Fe 3 C. Энэ төмөр ба нүүрстөрөгчийн нэгдлийг цементит гэж нэрлэдэг.

5. Төмөр нь олон металлтай хайлш үүсгэдэг.

6. Өрөөний температурт агаарт төмөр нь ислийн хальсаар хучигдсан байдаг тул устай харьцдаггүй. Хэт халсан ууртай харилцан үйлчлэлцэх нь дараахь бүтээгдэхүүнийг өгдөг: 3Fe + 4H 2 O (уур) = Fe 3 O 4 + 4H 2. Хүчилтөрөгч байгаа үед төмөр нь агаарын чийгтэй харилцан үйлчилдэг: 4Fe + 3O 2 + 6H 2 O = 4Fe (OH) 3. Дээрх тэгшитгэл нь жилд металлын бүтээгдэхүүний 10 хүртэлх хувь нь зэврэх процессыг тусгасан болно.

7. Төмөр нь устөрөгчийн өмнө хүчдэлийн цуваа байдаг тул исэлддэггүй хүчлүүдтэй амархан урвалд ордог боловч зөвхөн Fe 2+ хүртэл исэлддэг.

8. Баяжуулсан азот болон хүхрийн хүчил нь төмрийг идэвхгүй болгодог боловч халах үед урвал үүсдэг. Шингэрүүлсэн азотын хүчил нь өрөөний температурт мөн урвалд ордог. Бүх исэлдүүлэгч хүчлүүдийн хувьд төмөр нь төмрийн (III) давс үүсгэдэг (зарим мэдээллээр шингэрүүлсэн азотын хүчлээр төмрийн (II) нитрат үүсэх боломжтой), HNO 3 (шингэрүүлсэн) -ийг NO, N 2 O, N 2 болгон бууруулдаг. , NH 4 + нөхцлөөс хамаарч, HNO 3 (конц.) - урвал үүсэхэд шаардлагатай халаалтаас болж NO 2 хүртэл.

9. Төмөр нь халаахад төвлөрсөн (50%) шүлттэй урвалд орох чадвартай: Fe + 2KOH + 2H 2 O = K 2 + H 2

10. Идэвх нь багатай металлын давсны уусмалуудтай урвалд ороход төмөр нь эдгээр металуудыг давсны найрлагаас гаргаж, хоёр валент катион болж хувирдаг: CuCl 2 + Fe = FeCl 2 + Cu.

Төмрийн нэгдлүүдийн шинж чанар.

Fe 2+Энэ катионын цэнэг ба радиусын харьцаа нь Mg 2+-ийнхтэй ойролцоо байдаг тул төмрийн исэл, гидроксид, давсны химийн шинж чанар нь харгалзах магнийн нэгдлүүдийн үйл ажиллагаатай төстэй юм. Усан уусмалд хоёр валент төмрийн катион нь цайвар ногоон өнгөтэй 2+ усан цогцолбор үүсгэдэг. Энэ катион нь агаар мандлын хүчилтөрөгчөөр шууд уусмалд ч амархан исэлддэг. FeCl 2 уусмал нь нарийн төвөгтэй тоосонцор 0 агуулдаг. Ийм катионуудын цэнэгийн концентраци бага байдаг тул давсны гидролиз нь дунд зэрэг байдаг.

1. FeO - үндсэн исэл, хар өнгөтэй, усанд уусдаггүй. Хүчилд амархан уусдаг. 500 0 С-ээс дээш халах үед энэ нь пропорциональ биш: 4FeO = Fe + Fe 3 O 4. Үүнийг харгалзах гидроксид, карбонат, оксалатыг сайтар шохойж, бусад Fe 2+ давсны дулааны задрал нь төмрийн исэл үүсэхэд хүргэдэг: FeC 2 O 4 = FeO + CO + CO 2, харин 2 FeSO 4 = Fe 2 O 3 + SO 2 + SO 3 4Fe(NO 3) 2 = 2Fe 2 O 3 + 8NO 2 + O 2 Төмрийн (II) исэл нь өөрөө исэлдүүлэгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг, жишээлбэл, халах үед дараах урвал явагдана. 3FeO + 2NH 3 = 3Fe + N 2 +3H 2 O

2. Fe(OH) 2 – төмрийн (II) гидроксид – уусдаггүй суурь. Хүчилтэй урвалд ордог. Исэлдүүлэгч хүчлүүдийн хувьд хүчил шүлтийн харилцан үйлчлэл ба төмрийн исэлдэлт нэгэн зэрэг явагдана: 2Fe(OH) 2 + 4H 2 SO 4 (conc) = Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 4H 2 O. Үүнийг дараах байдлаар олж авч болно. уусдаг давсны солилцооны урвал. Энэ нь агаарын чийгтэй харилцан үйлчилснээр агаарт эхлээд ногоон болж, дараа нь агаарын хүчилтөрөгчөөр исэлдэж бор өнгөтэй болдог цагаан нэгдэл: 4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Fe(OH) 3 .

3. Давс. Өмнө дурьдсанчлан, ихэнх Fe (II) давс нь агаарт эсвэл уусмалд удаан исэлддэг. Исэлдэлтэнд хамгийн тэсвэртэй нь Морын давс - давхар төмөр (II) ба аммонийн сульфат: (NH 4) 2 Fe(SO 4) 2. 6H 2 O. Fe 2+ катион нь Fe 3+ болж амархан исэлддэг тул ихэнх исэлдүүлэгч бодисууд, ялангуяа исэлдүүлэгч хүчлүүд нь төмрийн давсыг исэлдүүлдэг. Төмрийн сульфид ба дисульфидыг шатаах үед төмрийн (III) исэл ба хүхрийн (IV) исэл үүснэ: 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 Төмөр (II) сульфид нь хүчтэй хүчилд уусдаг: FeS + 2HCl = FeCl 2 + 2H 2 S Төмрийн (II) карбонат нь уусдаггүй, харин бикарбонат нь усанд уусдаг.

Fe 3+Цэнэглэх радиусын харьцаа энэ катион нь хөнгөн цагааны катионтой тохирч байна , тиймээс төмрийн (III) катионы нэгдлүүдийн шинж чанар нь харгалзах хөнгөн цагааны нэгдлүүдтэй төстэй байдаг.

Fe 2 O 3 нь үндсэн шинж чанар нь давамгайлдаг амфотерийн исэл болох гематит юм. Амфотер чанар нь хатуу шүлт ба шүлтлэг металлын карбонатуудтай нэгдэх боломжоор илэрдэг: Fe 2 O 3 + 2NaOH = H 2 O + 2NaFeO 2 - шар эсвэл улаан, Fe 2 O 3 + Na 2 CO 3 = 2NaFeO 2 + CO 2. Ферратууд (II) усаар задарч, Fe 2 O 3-ыг ялгаруулдаг. nH2O.

Fe3O4- магнетит, холимог исэл гэж үзэж болох хар бодис - FeO. Fe 2 O 3, эсвэл төмрийн (II) оксометаферрат (III) хэлбэрээр: Fe (FeO 2) 2. Хүчилтэй харьцахдаа давсны хольцыг өгдөг: Fe 3 O 4 + 8HCl = FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O.

Fe (OH) 3 эсвэл FeO (OH) нь улаан хүрэн желатин тунадас, амфотерийн гидроксид юм. Хүчилтэй харилцан үйлчлэхээс гадна халуун төвлөрсөн шүлтийн уусмалаар урвалд орж хатуу шүлт ба карбонатуудтай нийлдэг: Fe(OH) 3 + 3KOH = K 3 .

Давс.Ихэнх төмрийн давс нь уусдаг. Хөнгөн цагааны давсны нэгэн адил тэдгээр нь катион дээр хүчтэй гидролизд ордог бөгөөд энэ нь сул ба тогтворгүй эсвэл уусдаггүй хүчлүүдийн анионуудын үед эргэлт буцалтгүй болдог: 2FeCl 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Fe(OH) 3 + 3CO 2 + 6NaCl. Төмрийн (III) хлоридын уусмалыг буцалгаснаар гидролизийг эргэлт буцалтгүй болгож болно, учир нь Устөрөгчийн хлоридын уусах чадвар нь аливаа хий шиг халах үед буурч, урвалын бөмбөрцөгөөс гарна: FeCl 3 + 3H 2 O = Fe (OH) 3 + 3HCl (халаах үед).

Энэ катионы исэлдүүлэх чадвар маш өндөр, ялангуяа Fe 2+ катион болгон хувиргахтай холбоотой: Fe 3+ + ē = Fe 2+ φ o = 0.77v. Үүний үр дүнд:

а) төмрийн давсны уусмал нь бүх металлыг зэс хүртэл исэлдүүлдэг: 2Fe(NO 3) 3 + Cu = 2Fe(NO 3) 2 + Cu(NO 3) 2,

б) амархан исэлддэг анион агуулсан давстай солилцох урвал нь тэдгээрийн исэлдэлттэй зэрэг явагдана: 2FeCl 3 + 2KJ = FeCl 2 + J 2 + 2KCl 2FeCl 3 + 3Na 2 S = 2FeS + S + 6NaCl

Бусад гурван валент катионуудын нэгэн адил төмөр (III) нь шүлтлэг металл эсвэл аммонийн катионуудтай хөнгөн цагаан давхар сульфат үүсгэх чадвартай, жишээлбэл: NH 4 Fe (SO 4) 2. 12H2O.

Нарийн төвөгтэй холболтууд.Төмрийн катионууд хоёулаа анионы цогцолбор, ялангуяа төмөр (III) үүсгэх хандлагатай байдаг. FeCl 3 + KCl = K, FeCl 3 + Cl 2 = Cl + -. Сүүлчийн урвал нь төмрийн (III) хлоридын электрофил хлоржуулалтын катализаторын үйлдлийг илэрхийлдэг. Цианидын цогцолборууд нь сонирхолтой байдаг: 6KCN + FeSO 4 = K 4 - калийн гексацианоферрат (II), цусны шар давс. 2K 4 + Cl 2 = 2K 3 + 2KCl – калийн гексацианоферрат (III), цусны улаан давс. Төмрийн төмрийн цогцолбор нь урвалжуудын харьцаанаас хамааран төмрийн давстай цэнхэр тунадас эсвэл уусмалыг өгдөг. Цусны улаан давс ба төмрийн давсны хооронд ижил урвал явагддаг. Эхний тохиолдолд тунадасыг Пруссын хөх, хоёрдугаарт - Тернбулл цэнхэр гэж нэрлэдэг. Хожим нь уусмалууд нь ижил найрлагатай болох нь тогтоогдсон: K - калийн төмөр (II, III) гексацианоферрат. Тайлбарласан урвалууд нь уусмал дахь харгалзах төмрийн катионуудын чанарын үзүүлэлт юм. Төмрийн катион байгаа эсэхэд үзүүлэх чанарын хариу үйлдэл нь калийн тиоцианат (роданид) -тай харилцан үйлчлэхэд цусны улаан өнгө гарч ирэх явдал юм: 2FeCl 3 + 6KCNS = 6KCl + Fe.

Fe +6. Төмрийн исэлдэлтийн төлөв +6 тогтворгүй байна. Зөвхөн рН>7-9-д байдаг, гэхдээ хүчтэй исэлдүүлэгч бодис болох FeO 4 2- анионыг л авах боломжтой.

Fe 2 O 3 + 4KOH + 3KNO 3 = 2K 2 FeO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O

Fe (үртсэн) + H 2 O + KOH + KNO 3 = K 2 FeO 4 + KNO 2 + H 2

2Fe(OH) 3 + 3Cl 2 + 10KOH = 2K 2 FeO 4 + 6KCl + 6H 2 O

Fe 2 O 3 + KClO 3 + 4KOH = 2K 2 FeO 4 + KCl + 2H 2 O

4K 2 FeO 4 + 6H 2 O = 4FeO(OH)↓ + 8KOH + 3O 2

4BaFeO 4 (халаалт) = 4BaO + 2Fe 2 O 3 + 3O 2

2K 2 FeO 4 + 2CrCl 3 + 2HCl = FeCl 3 + K 2 Cr 2 O 7 + 2KCl + H 2 O

Аж үйлдвэрт төмөр авах:

A) домайн процесс: Fe 2 O 3 + C = 2FeO + CO

FeO + C = Fe + CO

FeO + CO = Fe + CO 2

B) aluminothermy: Fe 2 O 3 + Al = Al 2 O 3 + Fe

CROMIUM – атомын дугаар 24, харьцангуй атомын масс 51.996 элемент. Энэ нь 3d гэр бүлийн элементүүдэд хамаарах, 3d 5 4s 1 гэсэн электрон тохиргоотой бөгөөд үелэх системийн хоёрдогч дэд бүлэг, VI бүлэгт багтдаг. Боломжит исэлдэлтийн төлөв: +1, +2, +3, +4, +5, +6. Эдгээрээс хамгийн тогтвортой нь +2, +3, +6, +3 нь хамгийн бага энергитэй байдаг.

Физик шинж чанараараа бол хром нь 1890 оС хайлах температуртай саарал цагаан, гялалзсан, хатуу металл юм. Түүний болор торны бат бөх байдал нь хэсэгчилсэн ковалент холболт хийх чадвартай хосгүй таван d-электронтой холбоотой юм.

Энгийн бодисын химийн шинж чанар.

Бага температурт хром нь оксидын хальстай тул идэвхгүй бөгөөд ус, агаартай харьцдаггүй.

1. Энэ нь 600 o С-ээс дээш температурт хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчилнэ. Энэ тохиолдолд хромын (III) исэл - Cr 2 O 3 - үүсдэг.

2. Галогентэй харилцан үйлчлэх нь янз бүрийн аргаар явагддаг: Cr + 2F 2 = CrF 4 (өрөөний температурт), 2Cr + 3Cl 2 (Br 2) = 2CrCl 3 (Br 3), Cr + J 2 = CrJ 2 (их хэмжээний халаалттай). ). Хром (III) иодид нь байж болох бөгөөд CrJ 3 талст гидрат хэлбэрээр солилцооны урвалаар олж авдаг гэж хэлэх хэрэгтэй. 9H 2 O, гэхдээ дулааны тогтвортой байдал нь бага бөгөөд халах үед CrJ 2 ба J 2 болж задардаг.

3. 120 o С-ээс дээш температурт хром нь хайлсан хүхэртэй урвалд орж, хром (II) сульфид - CrS (хар) үүснэ.

4. 1000 o С-ээс дээш температурт хром нь азот, нүүрстөрөгчтэй урвалд орж, стехиометрийн бус, химийн идэвхгүй нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Тэдгээрийн дотроос бид хатуулагаараа алмазтай ойролцоо CrC-ийн найрлагатай карбидыг тэмдэглэж болно.

5. Хром нь устөрөгчтэй урвалд ордоггүй.

6. Усны ууртай урвал нь дараах байдалтай байна: 2Cr + 3H 2 O = Cr 2 O 3 + 3H 2

7. Исэлдүүлэхгүй хүчлүүдтэй урвалд орох нь маш амархан явагддаг бөгөөд үүний үр дүнд тэнгэрийн хөх өнгөтэй 2+ усан цогцолбор үүсдэг бөгөөд энэ нь зөвхөн агааргүй эсвэл устөрөгчийн агаар мандалд тогтвортой байдаг. Хүчилтөрөгч байгаа тохиолдолд урвал өөрөөр явагдана: 4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl 3 + 6H 2 O. Хүчилтөрөгчөөр ханасан шингэлсэн хүчил нь гадаргуу дээр хүчтэй исэлдүүлсэн хальс үүссэнээс хромыг ч идэвхгүй болгодог.

8. Исэлдүүлэгч хүчлүүд: ямар ч концентрацитай азотын хүчил,төвлөрсөн хүхрийн хүчил ба перхлорын хүчил нь хромыг идэвхгүйжүүлж, гадаргууг эдгээр хүчлээр боловсруулсны дараа бусад хүчилтэй урвалд орохоо болино. Халах үед идэвхгүй байдал арилдаг. Энэ нь хромын (III) давс, хүхэр эсвэл азотын давхар исэл (хлоридын хүчлийн хлорид) үүсгэдэг. Хром нь фосфорын хүчилтэй урвалд ороход давсны хальс үүссэний улмаас идэвхгүй байдал үүсдэг.

9. Хром нь шүлттэй шууд урвалд ордоггүй, харин шүлтлэг хайлмалтай исэлдүүлэгч бодис нэмснээр урвалд ордог: 2Cr + 2Na 2 CO 3 (l) + 3O 2 = 2Na 2 CrO 4 + 2CO 2

10. Хром нь давсны уусмалтай урвалд орж, давсны найрлагаас идэвхи багатай металуудыг (хүчдэлийн цувааны баруун талд байгаа) нүүлгэн шилжүүлэх чадвартай. Хром өөрөө Cr 2+ катион болж хувирдаг.

Хүчиллэг орчинд A1 гидроксидын уусах чадвар нь устөрөгчийн ионы концентрацийн гуравдахь зэрэгтэй шууд пропорциональ, шүлтлэг орчинд урвуу пропорциональ байна. Изоэлектрик цэг дээр хөнгөн цагааны гидроксид хамгийн бага уусах чадвартай байдаг. Колтоффын хэлснээр A1(OH)3-ийн хувьд энэ цэг нь рН-ийн 6.5-7.5 мужид оршдог. Хөнгөн цагааны давсны гидролизийн хурдны хувьд 400-100 мг/л-ийн ABO-ийн агууламжийн хувьд 4.95-аас 5.40-ийн хооронд хэлбэлздэг рН-ийн тодорхой оновчтой утга, хязгаарлагдмал рН-ийн утга байдаг. Энэ үед гидролиз явагдсаар 3 ба 6.8 байна.[...]

Уусах чадвар ба химийн харилцан үйлчлэлийн хоорондын холбоо нь нарийн төвөгтэй формацтай системд ялангуяа тодорхой байдаг. Полиодид үүссэний улмаас калийн иодид байгаа тохиолдолд молекулын иодын усанд уусах чадвар огцом нэмэгддэг тухай сайн мэддэг баримтыг энд санаж байна: Жишээлбэл, натрийн хлорид нь нитробензолд бараг уусдаггүй, гэхдээ тэнд Хөнгөн цагааны хлоридын уусах чанар нь тухайн уусгагчд төгс уусдаг NaAlC нийлмэл давс үүссэний улмаас огцом нэмэгддэг.[...]

Хөнгөн цагааны гидроксидын хамгийн бага уусах чадвар нь рН = 6.5+7.5 бүсэд оршдог. Хөнгөн цагааны гидроксидын тунадас рН = 3.0-аас эхэлж, рН = = 7-д дээд талдаа хүрдэг. Цаашид рН нэмэгдэх тусам тунадас уусч эхэлдэг бөгөөд энэ нь рН = 9-д мэдэгдэхүйц болдог.[...]

Хөнгөн цагааны сульфатыг булингартай, өнгөт усыг цэвэршүүлэхэд ашигладаг: цэвэршүүлсэн - өндөр булингартай, цэвэршүүлээгүй эсвэл найрлага болгон шавар, силикат материал агуулсан - бага булингартай. Энэхүү коагулянт нь рН-ийн 5-7.5 мужид үр дүнтэй байдаг ба усны хатуулаг өндөр, өнгө нь бага байх тусам рН-ийн оновчтой утга өндөр байна. Харьцангуй бага өртөгтэй, сайн уусах чадвартай, хуурай болон ууссан бүтээгдэхүүнтэй харьцах тусгай шаардлага байхгүй зэрэг нь хөнгөн цагаан сульфатыг хамгийн түгээмэл коагулянт болгосон.[...]

Нэрмэл усанд HgS-ийн уусах чадварын бүтээгдэхүүн нь 1.6X10-21 мг/л бөгөөд энэ нь уусмал дахь мөнгөн усны ионы үлдэгдэл концентраци 2.5X10-21 мг/л-тэй тэнцүү байна. Үйлдвэрийн хаягдал усанд HgS-ийн уусах бүтээгдэхүүн бага зэрэг өндөр байдаг ч мөнгөн усны сульфидын гол хэсэг нь усанд нарийн тархсан коллоид тоосонцор хэлбэрээр байдаг бөгөөд бохир усыг хөнгөн цагааны сульфат Al2(S04)3-аар бүлэгнүүлэн тунадасаар ялгаж болно. -I8H2O, усан төмрийн сульфат FeS04-7H20, шохойн CaO, эдгээр коагулянтуудын холимог гэх мэт.[...]

Тиймээс шүлтлэг орчинд хөнгөн цагааны гидроксидын уусах чадвар нь устөрөгчийн ионуудын концентрацитай урвуу хамааралтай байдаг.[...]

Анод дээр уусдаг электродуудыг (ихэвчлэн төмөр эсвэл хөнгөн цагаан) ашиглах үед металлын анод уусдаг бөгөөд үүний үр дүнд төмөр эсвэл хөнгөн цагааны катионууд усанд орж, гидроксидын ширхэгүүд үүсдэг. Электрод хоорондын зайны давчуу нөхцөлд коагулянтын ширхэгүүд болон хийн бөмбөлөгүүд нэгэн зэрэг үүсэх нь хийн бөмбөлгийг хайрс дээр найдвартай бэхлэх, бохирдуулагчийг эрчимтэй коагуляцлах урьдчилсан нөхцөлийг бүрдүүлдэг бөгөөд энэ нь флотацийн процессын үр ашгийг баталгаажуулдаг. Ийм суурилуулалтыг цахилгаан коагуляци-флотацийн суурилуулалт гэж нэрлэдэг. 10-15 м3/цаг хүртэл нэвтрүүлэх хүчин чадалтай суурилуулалт нь нэг камертай, илүү өндөр дамжуулах чадалтай бол хоёр танхимтай хэвтээ эсвэл босоо төрөлтэй байж болно.[...]

Зарим муу уусдаг будгийг содтой хамт уусгаж эхлээд хөнгөн цагааны сульфатын уусмал, дараа нь барийн хлоридын уусмалаар эмчилдэг.[...]

Жагсаалтад орсон уусдаг хольцоос гадна байгалийн ус нь суспенз дэх уусдаггүй бодисыг агуулдаг - бүдүүн суспензээс коллоид ууссан нэгдлүүд хүртэл. Тэдгээрийг элс, лосс, шаварлаг бодис, карбонат чулуулгийн тоосонцор, хөнгөн цагаан, төмөр, манганы усан исэл, түүнчлэн өндөр молекулт ялзмаг бодисоор төлөөлдөг.[...]

Гидролизийн явцад усжуулсан хөнгөн цагааны ионууд нь зохицуулалттай усны молекулаас протоныг өгч, дараалсан нийлмэл ионуудыг [A1 (H20) 5 (OH) ]2+ ба [A1 (H20) 4 (OH) 2] + үүсгэдэг. шийдэл. Сүүлчийн төвийг сахисан цогцолбор [Al(H20)3(OH)3] ус алдах үед муу уусдаг хөнгөн цагаан гидроксид үүсдэг. Төмрийн (III) давс нь мөн үе шаттайгаар гидролиз болдог. Гэхдээ хөнгөн цагааны давснаас ялгаатай нь төмрийн гидроксидээс гадна бага зэрэг уусдаг гидроксо давсууд ч үүсч болно.[...]

2

Шингэрүүлсэн хүчилд Al2(804)3-ийн уусах чадвар нь цэвэр устай харьцуулахад өндөр боловч H2O4-ийн концентраци цаашид нэмэгдэх тусам уусах чадвар эрс буурч, 60% хүхрийн хүчилд 1% хүрдэг. Хүчтэй хүчилд хөнгөн цагааны сульфатын уусах чадвар дахин нэмэгддэг.[...]

Шинэхэн тунадасжсан хөнгөн цагаан, төмрийн фосфатууд нь ургамалд шингэх боломжтой боловч хурдас нь хөгшрөх тусам талстжиж, уусдаггүй, ургамалд хүртээмжгүй болдог. Тиймээс улаан хөрс, сод-подзолик хөрсөнд фосфорын хүчил нь саарал хөрс, хар шороон хөрстэй харьцуулахад маш бат бөх бөгөөд илүү хүчтэй байдаг.[...]

Дээр дурдсанаас харахад хөнгөн цагааны гидроксидын хүчиллэг орчинд уусах чадвар нь устөрөгчийн ионы концентрацийн гурав дахь зэрэгтэй шууд пропорциональ [H+]3, шүлтлэг орчинд энэ нь [H+]-тай урвуу пропорциональ байна.[. ..]

Илүүдэл хөнгөн цагаантай хүчиллэг уусмалд хамгийн тогтвортой хатуу фаз нь үндсэн хөнгөн цагаан фосфат юм. Хэрэв рН-ийн утга нь фосфатын хамгийн бага уусах чадвартай (рН = 6) харгалзах рН-ээс их байвал үндсэн давс нь хөнгөн цагааны гидроксид болж гидролиз болж, гадаргуу дээр фосфат шингэдэг. Фосфатын өндөр концентрацитай үед таранакит тунадас үүсэж, системийн рН нэмэгдвэл дунд зэргийн давс болж хувирдаг.[...]

Полиакриламид нь ионы бүлгүүдийг агуулсан цагаан аморф, усанд уусдаг бодис юм; гидролизийн үед акрилийн хүчил ба түүний давсыг үүсгэдэг. PAA-ийн үйл ажиллагааны механизм нь коагулянт давсны гидролизийн явцад үүссэн усны хольц, хөнгөн цагаан эсвэл төмрийн (III) гидроксидын тоосонцор дээр түүний молекулуудыг шингээхэд суурилдаг. Молекулын уртасгасан хэлбэрийн улмаас шингээлт нь хэд хэдэн гидроксидын тоосонцор бүхий өөр өөр газар явагддаг бөгөөд үүний үр дүнд сүүлийнх нь полимер гүүрээр хүнд, том, удаан эдэлгээтэй дүүргэгч (бөмбөрцөг) болж холбогддог. [...]

Зөвхөн усанд уусах чадвар нь хязгаарлагдмал (y = 38) дээжийг модны целлюлоз 60% -ийн хэмжээгээр хадгалдаг. Хөнгөн цагааны сульфат нэмэх нь -CMC-ийг бүрэн хадгалахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь -CMC-ийг бүрэн хадгалахад шаардагдах A13+ хэмжээ болон CMC-д агуулагдах OCH2COO -бүлэгүүдийн тоо хоорондын стехиометрийн харьцаанаас хамаардаггүй. Өөрөөр хэлбэл, -CMC-ийн хадгалалт нь зөвхөн уусдаггүй хөнгөн цагааны давсны үйлдвэрлэлээр тодорхойлогддоггүй, мөн эерэг цэнэгтэй Al-CMC болон сөрөг цэнэгтэй целлюлозын утаснуудын хоорондох электростатик шингээлтээр тодорхойлогддог.[...]

Бензолыг пропилентэй алкилжуулах өндөр температурын процесст уусдаг хөнгөн цагаан хлоридыг ашиглан шинэ технологи боловсруулсан.[...]

Энэ бүлэгт хөнгөн цагаан (III) ба фосфатын өргөн хүрээний концентраци ба рН-ийн харилцан үйлчлэлийг авч үздэг. Ууссан зүйл ба уусдаг фазын хоорондох урвалыг тодорхойлохын тулд хөнгөн цагаан фосфатын тунадасуудын уусах чадварыг судалсан. Үүнээс гадна хөнгөн цагаан (III) ба фосфатын хооронд уусдаг ба уусдаггүй урвалын бүтээгдэхүүнийг тодорхойлж, тэдгээрийн концентрацийн тархалтыг рН, P ба Al-ийн өргөн хүрээний концентрацид тодорхойлсон. Эдгээр судалгааг тодорхой найрлагатай хөнгөн цагаан фосфатын цэвэр уусмал ашиглан хийсэн. Судалгаанд хамрагдаж буй системд хөнгөн цагаан ба фосфатын харилцан үйлчлэлийн явцад эсвэл рН-ийн өөрчлөлтийн үр дүнд хуримтлагдсанаас бусад тархсан хатуу фазууд байгаагүй.[...]

Хялбаршуулсан хэлбэрээр төмөр, хөнгөн цагааны тунадас нь олон талаараа маш төстэй бөгөөд хоёр тохиолдолд тодорхойлох хүчин зүйл нь нэмсэн металлын ион Ме ба ортофосфатын уусах чадвар, концентрацийн харьцаа юм. Кальцийн ионоор тунадасжуулах үйл явц нь рН-ээс ихээхэн хамаардаг тул шаардлагатай кальцийн давсны хэмжээг тооцоолохдоо бохир усны шүлтлэг чанарыг харгалзан үзэх шаардлагатай.[...]

Коагулянт болох төмрийн давс нь хөнгөн цагааны давстай харьцуулахад хэд хэдэн давуу талтай байдаг: усны бага температурт илүү сайн нөлөө үзүүлдэг; илүү өргөн хүрээний оновчтой рН утгууд; ширхэгийн илүү их хүч чадал, гидравлик нарийн чанар; илүү өргөн хүрээний давсны найрлагатай усанд ашиглах чадвар; устөрөгчийн сульфид агуулагдахаас үүдэлтэй хортой үнэр, амтыг арилгах чадвар. Гэсэн хэдий ч сул талууд бас бий: төмрийн катионуудын зарим органик нэгдлүүдтэй урвалд ороход хүчтэй өнгөт уусдаг цогцолбор үүсэх; тоног төхөөрөмжийн зэврэлтийг нэмэгдүүлдэг хүчтэй хүчиллэг шинж чанар; ширхэгийн бага хөгжсөн гадаргуу.[...]

Хөрсөнд шингэсэн устөрөгч, хөнгөн цагааны ион их хэмжээгээр агуулагдах үед (жишээлбэл, ширүүн хөрс, улаан хөрсөнд) түүний олон шинж чанар мууддаг. Устөрөгчийн ионууд нь хөрсний коллоидыг тараахгүй боловч шингээгдсэн төлөвт орж, хөрсний шингээлтийн цогцолборыг бүрдүүлдэг эрдэс бодисыг аажмаар устгахад хүргэдэг. Үүний үр дүнд хөрс нь коллоид фракцаар шавхагдаж, бүтэц нь муудаж, шингээх чадвар буурдаг. Түүнчлэн шингээгдсэн төлөвөөс хөнгөн цагаан ба устөрөгчийн ионууд уусдаг давсны катионуудын оронд уусмал руу шилждэг. Уусмал дахь устөрөгч, хөнгөн цагааны ионы өндөр концентраци нь ургамлын хөгжилд хортой нөлөө үзүүлдэг.[...]

Сүүлийн жилүүдэд уусдаг электрод бүхий электролизерт коагулянт үйлдвэрлэх аргыг цахилгаан коагуляцийн арга гэж нэрлэж эхэлсэн. Аргын мөн чанар нь цахилгаан гүйдлийн нөлөөн дор усан орчинд метал, гол төлөв хөнгөн цагаан, төмрийг анодоор уусгаж, улмаар гидроксид үүсгэдэг. Энэ арга нь эрдэс, органик болон биологийн гаралтай түдгэлзүүлсэн бодис, коллоид, молекул эсвэл ионы төлөвт байгаа бодисуудаас усыг үр дүнтэй цэвэрлэх боломжийг олгодог. Электрокоагуляци нь урвалжийн аргуудаас ихээхэн давуу талтай: авсаархан суурилуулалт, засвар үйлчилгээний хялбар байдал, бүрэн автоматжуулалтын боломж. Энэ аргыг жижиг бие даасан объектуудад (голын усан онгоц, жижиг тосгонд гэх мэт) ашиглах ирээдүйтэй.[...]

Өндөр хүчиллэг байдлын сөрөг нөлөө нь хөрсөн дэх хөнгөн цагаан, манганы нэгдлүүдийн уусах чадвар нэмэгдсэнтэй ихээхэн холбоотой юм. Уусмал дахь тэдгээрийн агууламж ихсэх нь устөрөгчийн ионоос илүү ургамлын хөгжилд сөргөөр нөлөөлдөг.[...]

Тэгшитгэл (4.17)-ийг туршилт, алдааны аргаар шийдсэн бөгөөд фосфатын хамгийн бага уусах чадварт тохирсон рН утгыг 6 орчим. рН-д [...]

Fe2(504)3-Al203-H20 систем дэх гидролизийг 100 0С-т судлахад систем дэх хөнгөн цагааны ислийн хэмжээ ихсэх тусам үндсэн давсны тунадас дахь төмрийн гарц нэмэгдэж, Al203/Fe2(504)3 = 0.111 ба 90% HgO массын харьцаагаар 98% хүрч байна. Уусмал дахь хөнгөн цагаан исэл нь химийн харилцан үйлчлэлээр уусдаг хөнгөн цагаан сульфат болгон хувиргадаг. Систем дэх төмрийн (III) сульфатын агууламж нэмэгдэхийн хэрээр урвалд орсон хөнгөн цагаан ислийн хэмжээ нэмэгдэж, Al203/Fe2(804)3 = 3 ба 40% H20 массын харьцаатай үед 91% хүрдэг.[. ..]

Коагуляцийн үйл явц нь хүрээлэн буй орчны рН-ээс ихээхэн хамаардаг. Хөнгөн цагааны сульфатын коагулянт уусмалыг усанд нэмэхэд коллоид хөнгөн цагааны гидроксид үүсэх замаар гидролиз үүсдэг. Энэхүү катализаторын үйлдвэрлэлийн бохир усны оновчтой утга нь рН = 7.5-8.5 байна. 1200 мг/л-ийн түдгэлзүүлсэн бодис бүхий бохир ус цэвэрлэх зэрэг нь рН-ээс хамаарлыг Зураг 1-д үзүүлэв.[...]

50% хүхрийн хүчлийн тунг 120°С-ийн температурт стехиометрийн хэмжээнээс 80-100%, процессын үргэлжлэх хугацаа 1.5 цаг хүртэл нэмэгдүүлснээр хөнгөн цагааны гидроксидын задралын зэрэг нэмэгддэг. Тиймээс 83.3% (моль. харьцаа 503/A1203 = lo = 2.5) хүчиллэг тунгийн хувьд хөнгөн цагааны гидроксидын задралын зэрэг нь 92.4%, харин заасан нөхцөлд 90% (co = 2.7) тунгийн хувьд, гидроксид бүрэн задардаг. Хөнгөн цагааны гидроксидын хүхрийн хүчлийн бүрэн бус тунгаар задралыг гидроксид нь хөнгөн цагаан сульфаттай урвалд орж уусдаг хөнгөн цагааны давс үүсгэснээр тайлбарлаж болох бөгөөд үүнийг доор дэлгэрэнгүй авч үзэх болно.[...]

Цахилгаан химийн арга нь урвалжтай харьцуулахад дараахь давуу талуудтай: давсгүйжүүлэх байгууламжийн ачааллыг бууруулдаг, учир нь үүнийг ашиглах үед уусдаг давс нь усанд ордоггүй бөгөөд тунгаар хийсэн хөнгөн цагааныг урьдчилсан цэвэршүүлэх явцад уснаас бүрэн зайлуулдаг. Хөнгөн цагаан анод бүхий электролизерт усыг цахиургүй болгох аргыг дулааны цахилгаан станц болон бусад аж үйлдвэрийн аж ахуйн нэгжүүдэд ус цэвэршүүлэх схемд урьдчилан ус цэвэрлэхэд зөвлөж болно.[...]

Идэвхжүүлэхийн тулд 1.5% (SOr-ийн хувьд) натрийн силикат уусмалыг ихэвчлэн 80-85% шүлтлэг саармагжуулах зэрэгтэй хэрэглэдэг. Идэвхтэй хлорыг хэрэглэх тохиолдолд уусдаг шилийг саармагжуулах түвшинг 100% хүртэл нэмэгдүүлж, тэр ч байтугай зарим илүүдэлийг нэвтрүүлдэг. Урвалжуудыг хольсны дараа уусмал хэсэг хугацаанд "боловсорч", дараа нь SiO2-ийн агууламж 1% -иас бага болтол усаар шингэлнэ. Идэвхтэй цахиурын хүчил бэлтгэх хамгийн ирээдүйтэй арга бол ус цэвэршүүлэх процесст ихэвчлэн хэрэглэгддэг хлор, хөнгөн цагааны сульфатаар шингэн шилийг боловсруулах явдал юм.[...]

Хөрсний бүрхэвчтэй харьцах үед шим тэжээлийг уусгах үйл явц эрчимждэг. рН-д [...]

Домен зуух болон ил зуухны шаарыг цутгамал төмөр, ган хайлуулахаас хаягдал болгон гаргаж авдаг бөгөөд өөр өөр найрлагатай: CaO - 30-50%; Si02-12-37; А1203-Ю-15; MgO-2-10; MnO -0.4-5.6; P205 - 0.1-3.5; S - 0.1 - 4.5%. Ихэнх тохиолдолд тэдгээрийг урьдчилан нунтаглах шаардлагатай байдаг. Шаард агуулагдах кальцийн ихэнх хэсэг нь бага уусдаг цахиурын хүчлийн нэгдлүүд (CaSiO3 ба Ca2Si04) хэлбэртэй байдаг тул нунтаглах чанар нь шохойн гурилаас илүү нарийн байх ёстой. Саармагжуулах чадварын хувьд үндсэн шаар (CaO + MgO агууламж 40% -иас дээш) шохойн карбонаттай ойролцоо байдаг. Тэдний үр нөлөө нь ихэвчлэн шохойноос өндөр байдаг. Үүнийг шаард магни, фосфор, манган, хүхэр болон бусад ургамлын шимт бодис агуулагдаж байгаатай холбон тайлбарладаг. Нэмж дурдахад тэдгээрт агуулагдах цахиурын хүчил нь хөрсөн дэх хөдөлгөөнт хөнгөн цагааны хэмжээг бууруулж, ургамалд фосфорыг илүү сайн шингээхэд тусалдаг. Металлургийн үйлдвэрүүдтэй ойр орчмын сод-подзолик хөрсөнд шохойгоор баялаг тэсэлгээний шаар нь үнэ цэнэтэй бордоо юм.[...]

Фторын нэгдлүүд нь олон тооны хүн ам суурьшсан газрын агаар мандлын агаарт тогтоогдсон, хүний ​​эрүүл мэндэд ихээхэн нөлөө үзүүлдэг өвөрмөц бодисуудын өөр нэг бүлэгт багтдаг. Агаар мандлын агаарт янз бүрийн фторын нэгдлүүд илэрсэн - биеийн шингэнд харьцангуй сайн уусдаг, бүрэн уусдаггүй хүртэл; өндөр цочроох, идэмхий фтор устөрөгчөөс харьцангуй идэвхгүй нэгдлүүд хүртэл. Агаар мандалд хайлуур жоншны нэгдлүүдийг ялгаруулах дагалддаг үйлдвэрлэлийн гол үйл явц бол хиймэл бордоо үйлдвэрлэх, хөнгөн цагаан үйлдвэрлэх, ган үйлдвэрлэх зарим аргууд юм.[...]

Ихэнх тохиолдолд шохой, эрдэс бордоог хамтад нь хэрэглэхэд ургацын өсөлт нь эдгээр бордоог тус тусад нь хэрэглэсний өсөлтийн нийлбэрээс хамаагүй өндөр байдаг. Физиологийн хүчиллэг аммиак ба калийн бордооны үр нөлөө нь шохойжилтын үед ялангуяа огцом нэмэгддэг. Эдгээр бордоог бага буфер хүчиллэг содди-подзолик хөрсөнд системтэйгээр хэрэглэх нь цаашдын хатууралд хүргэдэг. Иймээс ийм бордоог шохойгүй хөрсөнд системтэй хэрэглэснээр ургацын өсөлт аажмаар буурч, дараагийн жилүүдэд хөрсний хүчтэй хүчиллэгжилтийн үр дүнд ургац нь хяналтаас доогуур байж болно. Ашигт малтмалын бордооны физиологийн хүчиллэг хэлбэрийн үр нөлөөнд шохойн эерэг нөлөө нь өндөр хүчиллэг (манжин, эрдэнэ шиш, улаан буудай) мэдрэмтгий үр тарианд хэрэглэхэд илүү тод илэрдэг бөгөөд хэрэглэх үед бага эсвэл огт хэрэглэхгүй байх; хүчиллэг урвалд тэсвэртэй үр тарианы хэрэглээ. Фосфорын бордооны үр нөлөөнд шохойжуулах нөлөө нь хөрсний шинж чанар, эдгээр бордооны хэлбэрээс хамаарна. Хөнгөн цагаан, төмрийн хөдөлгөөнт нэгдлүүдийн ихээхэн агууламжтай хүчтэй хүчиллэг хөрсөнд уусдаг фосфорын бордооны үр нөлөө [жишээлбэл, суперфосфат Ca(H2P04)2] шохойжилтоос мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Шохойг хэвийн тунгаар нэмэхэд хөнгөн цагаан, төмрийн хөдөлгөөнт нэгдлүүд уусдаггүй хэлбэрт шилждэг тул суперфосфатын фосфорын химийн бэхжилт буурч, ургамлын хэрэглээ нэмэгддэг.

Ундны болон байгалийн усан дахь хольцын агууламжийг тодорхойлохдоо нитрат, сульфат, нитрит, хлоридын хэмжээг анхаарч, байгальд хамгийн түгээмэл металл болох хөнгөн цагааны тухай мартаж байна. Хэвийн нөхцөлд хөнгөн цагаан нь усанд уусч, бусад хольцтой идэвхтэй урвалд ордог янз бүрийн нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Үүний үр дүнд бодис нь хөнгөн цагаан гидрохлорид, давс болон бусад нэгдлүүдээр ханасан байна. Энэ нь усны чанар өөрчлөгдөхөд хүргэдэг - химийн найрлага, органолептик шинж чанар, микробиологи, бактерийн үзүүлэлтүүд муудаж байна.
Ундны болон байгалийн усан сан дахь хөнгөн цагааны албан ёсны MPC-ийг ДЭМБ болон байгаль орчны байгууллагууд тооцдог. Гэхдээ энэ параметр нь металлын байгалийн эх үүсвэр болон хүний ​​биед орох олон арга замыг харгалздаггүй. Тиймээс усан дахь хөнгөн цагааны хэмжээг зөв тодорхойлох нь чухал юм.

Байгалийн усан сан дахь хөнгөн цагаан

Усны металлаар байгалийн ханалт нь алюминосиликатууд болон зарим төрлийн шаварт орсны улмаас үүсдэг. Тэдгээрийг уусгасны дараа хөнгөн цагааны устай харилцан үйлчлэл нь түүний рН-ээс шууд хамаардаг. Байгалийн нөхцөлд уусах нь аажмаар явагддаг боловч үргэлж гидроксид, боксит, гидрохлорид болон бусад нэгдлүүдийг ялгаруулдаг. Бодис ба хөнгөн цагаан нь өөрөө далайн болон голын усанд агуулагддаг. Гэхдээ энэ нь хэвийн нөхцөлд байдаг.

Металл байгалийн усанд орж ирдэг:

  • үйлдвэрлэлийн болон ахуйн хэрэглээний усыг зайлуулах;
  • химийн үйлдвэрлэлийн бохир ус (ямар ч үйлдвэрлэл нь бохир ус дахь хөнгөн цагааны концентрацийг 2-5 дахин нэмэгдүүлдэг);
  • барилгын хог хаягдал, утаа.

Жил бүр байгаль орчинд ийм төрлийн ялгаралт улам бүр нэмэгдэж, тэдгээрийн бохирдлын зэрэгт тавих хяналт улам бүр багассаар байна. Хольц, түдгэлзүүлсэн бодис ихтэй бохир бохир усанд хөнгөн цагаан нь усанд хурдан уусдаг. Энэ нь түдгэлзүүлсэн хэлбэр, ион, коллоид хэлбэрээр усны биед ордог. Энэ нь ион ба оксидууд нь хоруу чанарыг нэмэгдүүлдэг. Тэд байгалийн эх үүсвэрт амьдардаг ихэнх амьд организмд хортой нөлөө үзүүлдэг. Стандартын дагуу байгалийн усан дахь хөнгөн цагааны агууламж 0.5 мг/дм3-аас хэтрэхгүй байх ёстой.

Ундны усанд хөнгөн цагаан

Дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл металл нь ундны усанд агуулагдах нь гарцаагүй. ГОСТ-ийн стандарт, шаардлагын дагуу усан дахь хөнгөн цагаан нь дараахь зүйлийг агуулсан байх ёстой.

  • цоргоны усанд 0.5 мг/л-ээс ихгүй;
  • савласан усанд 0.2-0.3 мг/л дотор;
  • шүүсэн усанд 0.1-0.2 мг/л дотор.

Хүний бие өдөр бүр 90 мг-аас ихгүй металл авах ёстой. Гэхдээ хөнгөн цагааны устай урвалд орж дууссаны дараа түүний дотор хортой хольц гарч ирдэг. Тиймээс цоргоны ус, түүнчлэн худаг, цооногийн бодисууд нь аюултай хольц, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн агууламжийг шалгах хэрэгтэй. Ундны ус болон хүний ​​эрүүл мэндэд чухал ач холбогдолтой бусад бодис дахь хөнгөн цагааны агууламжийн дээд хязгаарын хүснэгтийг доор харуулав.

Яагаад хөнгөн цагааны хамгийн бага агууламжтай ус уух ёстой вэ?

Усан дахь хөнгөн цагаан хаана гарч ирдгийг олж мэдсэний дараа түүний биед орох бусад аргуудыг авч үзэх нь зүйтэй юм. Энэ нь өдөр тутмын металлын хэрэглээг хянахад тусална. Химийн элементийн дийлэнх нь хоол хүнснээс гардаг.
Мөн метал нь дараахь зүйлийг агуулдаг.

  • гоо сайхны бүтээгдэхүүн;
  • ижил металлаар хийсэн сав суулга;
  • эм;
  • дезодорант гэх мэт.

Усан дахь хөнгөн цагааны стандарт агууламж нь биед ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй. Хэт их концентрацитай бол мэдрэлийн систем өвдөж, ой санамж буурч, сэтгэлийн хямрал, цочромтгой байдал үүсдэг. Үр дагавар нь нэн даруй гардаггүй. Энэ нь металын бүх эзэлхүүнийг бие махбодид шингээдэггүйтэй холбоотой юм. Усан дахь хөнгөн цагааны өндөр агууламж нь мэдрэлийн өвчин, гемоглобины нийлэгжилтийг саатуулдаг кальци-фосфорын солилцоог тасалдуулж байгааг эрдэмтэд нотолсон. Тиймээс 0.3 мг/л-ээс ихгүй металлын эзэлхүүнтэй ундны бодис хэрэглэхийг зөвлөж байна. Усанд ууссан хөнгөн цагааны ийм агууламжтай бол өдөр тутмын хэрэглээ 50 мг / л-ээс хэтрэхгүй. Гэр ахуйн шүүлтүүрийн системийг цэвэрлэхэд ашигладаг.

Коагуляцийн аргыг ашиглан ус цэвэршүүлэх

Ундны болон техникийн хэрэгцээнд тохирсон шингэнийг цоргоноос урсахын тулд эхлээд цэвэрлэх хэрэгтэй. Газрын доорх болон гадаргын ус аль аль нь ямар ч ашиглалтын өмнө энэ процедурт хамрагдах ёстой. Хөнгөн цагаан устай харьцах үед юу болохыг дээр дурдсан болно - эвгүй үнэр, хүсээгүй хольц үүсч, бодис нь үүлэрхэг болж, тунадас гарч ирдэг. Шингэний органолептик чанарыг муутгаснаар зарим металлын нэгдлүүд нь маш сайн коагулянт болж чаддаг - бодис дахь аюултай, шаардлагагүй тоосонцорыг холбодог элементүүд. Эдгээрийг ус цэвэрлэх систем дэх шингэний чанарыг сайжруулахад үр дүнтэй ашигладаг.

Хөнгөн цагааны сульфатыг аливаа хэрэгцээнд зориулж усыг цэвэршүүлэхэд ихэвчлэн ашигладаг. Коагулум нь 4.4-6.1 рН хүчиллэг орчинд хамгийн идэвхтэй байдаг. Гэхдээ тэдгээр нь 7-8 рН-тэй бодисуудад бас хамаарна. Ус цэвэрлэх журам нь дараах байдалтай байна.

  • шингэнд хөнгөн цагаан сульфат нэмэх;
  • холих хэрэгсэл - 1-3 минутын дотор бүрэн холих;
  • коагуляци, энэ нь орчин нь нэг усан сангаас нөгөөд шилжих (үйл явц 30 минутаас 1 цаг хүртэл үргэлжилдэг);
  • тунадастай тунадас үүсэх;
  • цэвэршүүлсэн орчны шүүлтүүр.

Одоогийн байдлаар усыг хөнгөн цагаанаар цэвэршүүлэх нь шингэнээс түдгэлзүүлсэн тоосонцорыг арилгах боломжийн бөгөөд үр дүнтэй арга юм. Коагуляцийн үед натри, кальцийн бикарбонат, карбонатыг зайлуулах нь бас ажиглагддаг. Ус цэвэршүүлэх процедур дууссаны дараа хэрэглэгч цэвэр, тааламжтай үнэртэй усыг хүлээн авдаг.

Хөнгөн цагаан - хүрээлэн буй орчны нөлөөн дор металыг устгах.

Al 3+ +3e → Al урвалын хувьд хөнгөн цагааны электродын стандарт потенциал нь -1.66 В байна.

Хөнгөн цагааны хайлах цэг нь 660 ° C байна.

Хөнгөн цагааны нягт нь 2.6989 г / см 3 (хэвийн нөхцөлд).

Хөнгөн цагаан хэдийгээр идэвхтэй металл боловч зэврэлтээс хамгаалах шинж чанартай байдаг. Үүнийг олон түрэмгий орчинд идэвхгүй болгох чадвараар тайлбарлаж болно.

Хөнгөн цагааны зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь олон хүчин зүйлээс хамаардаг: металлын цэвэр байдал, идэмхий орчин, хүрээлэн буй орчин дахь түрэмгий хольцын концентраци, температур гэх мэт. Уусмалын рН нь хүчтэй нөлөө үзүүлдэг. Хөнгөн цагаан исэл нь зөвхөн рН 3-аас 9-ийн хооронд металлын гадаргуу дээр үүсдэг!

Al-ийн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь түүний цэвэршилтээс ихээхэн хамаардаг. Химийн нэгж, тоног төхөөрөмжийг үйлдвэрлэхэд зөвхөн өндөр цэвэршилттэй металл (хорт хольцгүй), жишээлбэл, AB1 ба AB2 хөнгөн цагааныг ашигладаг.

Хөнгөн цагааны зэврэлт нь зөвхөн металлын гадаргуу дээр хамгаалалтын ислийн хальс үүссэн орчинд ажиглагддаггүй.

Халах үед хөнгөн цагаан нь зарим металл бус бодисуудтай урвалд орж болно:

2Al + N 2 → 2AlN – хөнгөн цагаан, азотын харилцан үйлчлэл, хөнгөн цагаан нитрид үүсэх;

4Al + 3C → Al 4 C 3 - хөнгөн цагаан карбид үүсгэхийн тулд нүүрстөрөгчтэй хөнгөн цагааны урвал;

2Al + 3S → Al 2 S 3 – хөнгөн цагаан ба хүхрийн харилцан үйлчлэл, хөнгөн цагаан сульфид үүсэх.

Агаар дахь хөнгөн цагааны зэврэлт (хөнгөн цагааны атмосферийн зэврэлт)

Хөнгөн цагаан нь агаартай харьцахдаа идэвхгүй болдог. Цэвэр металл агаарт хүрэхэд хөнгөн цагааны гадаргуу дээр хөнгөн цагаан оксидын нимгэн хамгаалалтын хальс шууд гарч ирдэг. Цаашлаад киноны өсөлт удааширдаг. Хөнгөн цагааны ислийн томъёо нь Al 2 O 3 эсвэл Al 2 O 3 H 2 O юм.

Хөнгөн цагааны хүчилтөрөгчтэй урвал:

4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3.

Энэхүү оксидын хальсны зузаан нь 5-100 нм (үйл ажиллагааны нөхцлөөс хамаарч) хооронд хэлбэлздэг. Хөнгөн цагааны исэл нь гадаргуу дээр сайн наалддаг бөгөөд ислийн хальсны тасралтгүй байдлын нөхцлийг хангадаг. Агуулахад хадгалахад металл гадаргуу дээрх хөнгөн цагаан ислийн зузаан нь ойролцоогоор 0.01 - 0.02 микрон байна. Хуурай хүчилтөрөгчтэй харьцахдаа - 0.02 - 0.04 микрон. Хөнгөн цагааныг дулаанаар боловсруулах үед оксидын хальсны зузаан нь 0.1 микрон хүрч болно.


Хөнгөн цагаан нь хөдөөгийн цэвэр агаар, үйлдвэрлэлийн орчинд (хүхрийн уур, хүхэрт устөрөгч, аммиакийн хий, хуурай устөрөгчийн хлорид гэх мэт) нэлээд тэсвэртэй байдаг. Учир нь хүхрийн нэгдлүүд нь хийн орчинд хөнгөн цагааны зэврэлтэнд нөлөөлдөггүй - энэ нь исгэлэн түүхий тос боловсруулах үйлдвэр, резинэн вулканжуулах төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.

Усан дахь хөнгөн цагааны зэврэлт

Цэвэр, цэвэр, нэрмэл устай харьцах үед хөнгөн цагааны зэврэлт бараг ажиглагддаггүй. Температурыг 180 ° C хүртэл нэмэгдүүлэх нь онцгой нөлөө үзүүлэхгүй. Мөн халуун усны уур нь хөнгөн цагааны зэврэлтэнд ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй. Хэрэв та өрөөний температурт ч гэсэн усанд бага зэрэг шүлт нэмбэл ийм орчинд хөнгөн цагааны зэврэлт бага зэрэг нэмэгдэх болно.

Цэвэр хөнгөн цагаан (оксидын хальсаар хучигдаагүй) устай харилцан үйлчлэлийг урвалын тэгшитгэлийг ашиглан тодорхойлж болно.

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2.

Далайн устай харьцахдаа цэвэр хөнгөн цагаан зэвэрч эхэлдэг, учир нь... ууссан давсанд мэдрэмтгий. Далайн усанд хөнгөн цагаан хэрэглэхийн тулд түүний найрлагад бага хэмжээний магни, цахиур нэмнэ. Далайн усанд өртөх үед хөнгөн цагаан ба түүний хайлшийн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь метал зэс агуулсан тохиолдолд мэдэгдэхүйц буурдаг.

Хүчил дэх хөнгөн цагааны зэврэлт

Хөнгөн цагааны цэвэршилт нэмэгдэхийн хэрээр хүчилд тэсвэртэй байдал нэмэгддэг.

Хүхрийн хүчил дэх хөнгөн цагааны зэврэлт

Дунд зэргийн концентрацитай хүхрийн хүчил (исэлдүүлэх шинж чанартай) нь хөнгөн цагаан болон түүний хайлшийн хувьд маш аюултай. Шингэрүүлсэн хүхрийн хүчилтэй урвалыг тэгшитгэлээр тодорхойлно.

2Al + 3H 2 SO 4 (dil) → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

Төвлөрсөн хүйтэн хүхрийн хүчил нь ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй. Мөн халах үед хөнгөн цагаан зэвэрдэг:

2Al + 6H 2 SO 4 (conc) → Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O.

Энэ тохиолдолд уусдаг давс үүсдэг - хөнгөн цагаан сульфат.

Al нь 200 ° C хүртэл температурт oleum (утаатай хүхрийн хүчил) -д тогтвортой байдаг. Үүний улмаас хлоросульфоны хүчил (HSO 3 Cl) болон олеум үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Давсны хүчил дэх хөнгөн цагааны зэврэлт

Хөнгөн цагаан эсвэл түүний хайлш нь давсны хүчилд хурдан уусдаг (ялангуяа температур нэмэгдэхэд). Зэврэлтийн тэгшитгэл:

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2.

Гидробромик (HBr) ба гидрофторын (HF) хүчлүүдийн уусмал ижил төстэй үйл ажиллагаа явуулдаг.

Азотын хүчил дэх хөнгөн цагааны зэврэлт

Азотын хүчлийн төвлөрсөн уусмал нь өндөр исэлдүүлэх шинж чанартай байдаг. Хэвийн температурт азотын хүчил дэх хөнгөн цагаан нь маш тэсвэртэй (эсэргүүцэл нь 12Х18Н9 зэвэрдэггүй гангаас өндөр байдаг). Тэр ч байтугай шууд нийлэгжилтээр төвлөрсөн азотын хүчил үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Халах үед азотын хүчил дэх хөнгөн цагааны зэврэлт дараах урвалын дагуу явагдана.

Al + 6HNO 3 (conc) → Al(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

Цууны хүчил дэх хөнгөн цагааны зэврэлт

Хөнгөн цагаан нь ямар ч концентрацийн цууны хүчилд нэлээд тэсвэртэй боловч температур нь 65 ° C-аас хэтрэхгүй тохиолдолд л хангалттай. Энэ нь формальдегид ба цууны хүчил үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Илүү өндөр температурт хөнгөн цагаан уусдаг (хүчиллэг 98 - 99.8% -ийг эс тооцвол).

Хөнгөн цагаан нь тасалгааны температурт хром (10% хүртэл), фосфорын (1% хүртэл) хүчлүүдийн бромик ба сул уусмалд тогтвортой байдаг.

Нимбэгийн, бутирик, алим, дарс, пропионы хүчил, дарс, жимсний шүүс нь хөнгөн цагаан болон түүний хайлшуудад сул нөлөө үзүүлдэг.

Оксалик, формамик, хлорорганик хүчил нь металыг устгадаг.

Хөнгөн цагааны зэврэлтэнд тэсвэртэй байдалд уур, шингэн мөнгөн ус ихээхэн нөлөөлдөг. Богино хугацаанд хүрэлцсэний дараа метал болон түүний хайлш нь эрчимтэй зэвэрч, амальгам үүсгэдэг.

Шүлт дэх хөнгөн цагааны зэврэлт

Шүлтүүд нь хөнгөн цагааны гадаргуу дээрх хамгаалалтын ислийн хальсыг амархан уусгаж, устай урвалд орж эхэлдэг бөгөөд үүний үр дүнд метал нь устөрөгч ялгаруулж уусдаг (устөрөгчийн деполяризаци бүхий хөнгөн цагаан зэврэлт).

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2;

2(NaOHH 2 O) + 2Al → 2NaAlO 2 + 3H 2.

Алюминатууд үүсдэг.

Мөн оксидын хальс нь мөнгөн ус, зэс, хлорын ионуудаар устдаг.

Хөнгөн цагаан бол дэлхийн царцдас дахь хамгийн түгээмэл металл юм. Энэ нь шавар, хээрийн жонш, гялтгануур болон бусад олон ашигт малтмалын бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Дэлхийн царцдас дахь хөнгөн цагааны нийт агууламж .

Хөнгөн цагааны үйлдвэрлэлийн үндсэн түүхий эд нь хөнгөн цагааны исэл агуулсан боксит юм. Хамгийн чухал хөнгөн цагааны хүдэрт мөн алунит, нефелин орно.

ЗХУ хөнгөн цагааны нөөцтэй. Урал, Башкирын Автономит Зөвлөлт Социалист Бүгд Найрамдах Улс, Казахстанд байдаг бокситоос гадна хөнгөн цагааны хамгийн баялаг эх үүсвэр нь Хибин ууланд апатиттай хамт байдаг нефелин юм. Сибирьт хөнгөн цагааны түүхий эдийн томоохон ордууд бий.

Хөнгөн цагааныг анх Вёлер 1827 онд хөнгөн цагаан хлорид дээр калийн металлын үйлчлэлээр гаргаж авсан. Гэсэн хэдий ч байгальд өргөн тархсан байсан ч хөнгөн цагаан нь 19-р зууны эцэс хүртэл ховор металлын нэг байв.

Одоогийн байдлаар хөнгөн цагааныг электролитийн аргаар хөнгөн цагааны ислээс асар их хэмжээгээр үйлдвэрлэдэг. Хайлуулсан хөнгөн цагаанаас хольцыг арилгахад хэцүү байдаг тул үүнд ашигласан хөнгөн цагаан исэл нь хангалттай цэвэр байх ёстой. Цэвэршүүлсэн бокситыг байгалийн бокситыг боловсруулж гаргаж авдаг.

Хөнгөн цагаан үйлдвэрлэх нь асар их бэрхшээлтэй үйл явц юм. Үндсэн эхлэлийн материал болох хөнгөн цагааны исэл нь цахилгаан гүйдэл дамжуулахгүй, хайлах цэг нь маш өндөр (ойролцоогоор 2050 он). Тиймээс криолит ба хөнгөн цагаан оксидын хайлсан хольцыг электролиз хийдэг.

Ойролцоогоор (масс). Эдгээр шинж чанарыг цаашид сайжруулахын тулд нэмэлт бодисууд болон хольцонд нэмнэ. Үүний ачаар электролиз хийх боломжтой.

Хөнгөн цагаан хайлуулах электролизер нь дотор талдаа галд тэсвэртэй тоосгон доторлогоотой төмөр бүрхүүл юм. Шахсан нүүрсний блокоос угсарсан доод хэсэг нь катодын үүрэг гүйцэтгэдэг. Анодууд (нэг ба түүнээс дээш) дээд талд байрладаг: эдгээр нь нүүрсний шахмал түлшээр дүүргэсэн хөнгөн цагаан хүрээ юм. Орчин үеийн үйлдвэрүүдэд электролизеруудыг цувралаар суурилуулсан; цуврал бүр 150 ба түүнээс дээш электролизерээс бүрдэнэ.

Электролизийн үед хөнгөн цагаан нь катод, хүчилтөрөгч нь анод дээр ялгардаг. Анхны хайлмалаас өндөр нягтралтай хөнгөн цагааныг электролизерт цуглуулдаг; эндээс түүнийг үе үе сулладаг. Металл ялгарах үед хөнгөн цагаан ислийн шинэ хэсгүүд хайлмал дээр нэмэгддэг. Электролизийн явцад ялгарсан хүчилтөрөгч нь анодын нүүрстөрөгчтэй харилцан үйлчилж, шатаж, CO болон.

Хувьсгалын өмнөх Орост хөнгөн цагаан үйлдвэрлэдэггүй байв. ЗХУ-д анхны хөнгөн цагаан хайлуулах үйлдвэр (Волховский) 1932 онд ашиглалтад орсон бөгөөд 1935 онд манай улс хөнгөн цагааны үйлдвэрлэлээр дэлхийд гуравдугаар байр эзэлжээ.

Бор ба хөнгөн цагаан атомын гаднах электрон давхаргын ижил бүтэц нь эдгээр элементүүдийн шинж чанаруудын ижил төстэй байдлыг тодорхойлдог. Тиймээс хөнгөн цагаан нь борын нэгэн адил зөвхөн исэлдэлтийн төлөвөөрөө тодорхойлогддог. Гэсэн хэдий ч бороос хөнгөн цагаан руу шилжих үед атомын радиус ихээхэн нэмэгдэж (0.091-ээс ) ба үүнээс гадна өөр нэг завсрын найман электрон давхарга гарч ирж, цөмийг хамгаалдаг. Энэ бүхэн нь гаднах электронууд ба цөмийн хоорондын холбоог сулруулж, атомын иончлолын энергийг бууруулахад хүргэдэг (Хүснэгт 35-ыг үз). Тиймээс хөнгөн цагаан нь бороос хамаагүй илүү тод металл шинж чанартай байдаг. Гэсэн хэдий ч хөнгөн цагааны бусад элементүүдтэй үүсгэсэн химийн холбоо нь үндсэндээ ковалент шинж чанартай байдаг.

Хөнгөн цагааны (түүнчлэн түүний аналогууд - галли, индий, талли) бортой харьцуулахад өөр нэг онцлог шинж чанар нь түүний атомын гаднах электрон давхаргад чөлөөт дэд давхарга байдаг. Үүнээс үүдэн түүний нэгдлүүд дэх хөнгөн цагааны зохицуулалтын тоо нь бор шиг дөрөв төдийгүй зургаан байж болно.

Цагаан будаа. 165. Молекулын орон зайн бүтцийн схем: хар тойрог нь хөнгөн цагааны атом, цайвар тойрог нь хлорын атом юм.

Хөнгөн цагаан нь ижил төстэй борын нэгдлүүдтэй холбоотой байдаг; ийм нэгдлүүдийн бие даасан молекулуудад хөнгөн цагаан атомын гаднах электрон давхаргад ердөө зургаан электрон байдаг. Тиймээс энд хөнгөн цагааны атом нь электрон хос хүлээн авагч байх чадвартай. Ялангуяа хөнгөн цагаан галогенууд нь донор-хүлээн авагчийн аргын дагуу явагддаг димер үүсэх замаар тодорхойлогддог (диаграммд D - галоген атом):

Эндээс харахад ийм димер молекулууд нь хоёр "гүүр" галоген атом агуулдаг. Орон зайн бүтцийг Зураг дээр үзүүлэв. 165. Хөнгөн цагааны галидууд нь хайлмал болон ууранд димерийн молекул хэлбэрээр байдаг. Гэсэн хэдий ч уламжлалт байдлаар тэдний найрлага нь ихэвчлэн хэлбэрээр илэрхийлэгддэг. Доор бид хөнгөн цагаан галидын томъёог бичих энэ аргыг баримтлах болно.

Хөнгөн цагааны гидрид нь мөн электрон дутагдалтай нэгдэл юм. Гэсэн хэдий ч устөрөгчийн атом нь молекул дахь галоген атомуудаас ялгаатай нь дан электрон хосгүй бөгөөд электрон донорын үүргийг гүйцэтгэж чадахгүй. Тиймээс энд бие даасан молекулууд нь устөрөгчийн атомуудыг гурван төвийн холбоогоор "гүүрлэх" замаар хоорондоо холбогддог бөгөөд энэ нь боргидридын молекул дахь бондтой төстэй (х. 612-ыг үз). Үүний үр дүнд хатуу полимер үүсдэг бөгөөд түүний найрлагыг томъёогоор илэрхийлж болно.

Хөнгөн цагаан бол мөнгөлөг цагаан цайвар металл юм. Энэ нь утсанд амархан татагдаж, нимгэн хуудас болгон өнхрүүлдэг.

Өрөөний температурт хөнгөн цагаан нь агаарт өөрчлөгддөггүй, гэхдээ түүний гадаргуу нь оксидын нимгэн хальсаар хучигдсан байдаг бөгөөд энэ нь маш хүчтэй хамгаалалтын нөлөөтэй байдаг. Энэ хальсыг устгах, жишээлбэл, хөнгөн цагааныг нэгтгэх замаар металыг хурдан исэлдүүлж, мэдэгдэхүйц халаалт дагалддаг.

Хөнгөн цагааны стандарт электродын потенциал нь -1.663 В. Сөрөг утгатай хэдий ч хөнгөн цагаан нь түүний гадаргуу дээр хамгаалалтын ислийн хальс үүссэний улмаас устөрөгчийг уснаас зайлуулдаггүй. Гэсэн хэдий ч нягт ислийн давхарга үүсгэдэггүй нэгдмэл хөнгөн цагаан нь устай хүчтэй урвалд орж устөрөгчийг ялгаруулдаг.

Шингэрүүлсэн давсны болон хүхрийн хүчил нь хөнгөн цагааныг, ялангуяа халах үед амархан уусгана. Өндөр шингэрүүлсэн, хүйтэн төвлөрсөн азотын хүчил нь хөнгөн цагааныг уусдаггүй.

Шүлтлэгийн усан уусмал нь хөнгөн цагаан дээр ажиллахад оксидын давхарга уусч, алюминатууд үүсдэг - анионы нэг хэсэг болох хөнгөн цагаан агуулсан давсууд:

натрийн тетрагидроксиалюминат

Хамгаалалтын хальсгүй хөнгөн цагаан нь устай харилцан үйлчилж, түүнээс устөрөгчийг зайлуулдаг.

Үүссэн хөнгөн цагааны гидроксид нь илүүдэл шүлттэй урвалд орж гидроксоалюминат үүсгэдэг.

Сүүлийн тэгшитгэлийг хоёр дахин нэмэгдүүлж, өмнөх тэгшитгэл дээр нэмснээр бид хөнгөн цагааныг усан шүлтийн уусмалд уусгах нийт тэгшитгэлийг олж авна.

Хөнгөн цагаан нь гидролизийн улмаас хүчиллэг эсвэл шүлтлэг урвалтай давсны уусмалд, жишээлбэл, уусмалд мэдэгдэхүйц уусдаг.

Хэрэв хөнгөн цагаан нунтаг (эсвэл нимгэн хөнгөн цагаан тугалган цаас) хүчтэй халсан бол энэ нь гал авалцаж, харалган цагаан дөлөөр шатаж, хөнгөн цагаан исэл үүсгэдэг.

Хөнгөн цагааны үндсэн хэрэглээ нь түүн дээр суурилсан хайлш үйлдвэрлэх явдал юм. Хөнгөн цагаанд голчлон хүч чадлыг нэмэгдүүлэхийн тулд хайлшлах нэмэлтүүд (жишээлбэл, зэс, цахиур, магни, цайр, манган) нэмдэг. Зэс, магни агуулсан дура гоминууд, гол нэмэлт нь цахиур, магни (хөнгөн цагаан, магнийн хайлш) болох силуминууд өргөн тархсан. Бүх хөнгөн цагааны хайлшийн гол давуу тал нь нягтрал багатай, өндөр хүч чадал (нэгж жинд ногдох), атмосферийн зэврэлтэнд хангалттай тэсвэртэй, харьцангуй хямд, үйлдвэрлэх, боловсруулахад хялбар байдал юм. Хөнгөн цагаан хайлшийг пуужин, нисэх онгоц, автомашин, хөлөг онгоцны үйлдвэрлэл, багаж хэрэгсэл үйлдвэрлэх, аяга таваг үйлдвэрлэх болон бусад олон салбарт ашигладаг. Хөнгөн цагааны хайлш нь хэрэглээний өргөнөөр ган, цутгамал төмрийн дараа хоёрдугаар байр эзэлдэг.

Хөнгөн цагаан бол зэс, магни, титан, никель, цайр, төмөр зэрэгт суурилсан хайлшийн хамгийн түгээмэл нэмэлтүүдийн нэг юм.

Цэвэр металл хэлбэрээр хөнгөн цагааныг химийн тоног төхөөрөмж, цахилгааны утас, конденсатор үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Хэдийгээр хөнгөн цагааны цахилгаан дамжуулах чанар нь зэсээс бага (зэсийн цахилгаан дамжуулах чанарын тухай) боловч үүнийг хөнгөн цагааны хөнгөнөөр нөхдөг бөгөөд энэ нь утсыг зузаан болгох боломжийг олгодог: ижил цахилгаан дамжуулах чадвартай хөнгөн цагаан утас хагас жинтэй байдаг. зэс утас шиг .

Суурь материалыг өндөр халуунд исэлдэлтээс хамгаалахын тулд ган эсвэл цутгамал төмрийн бүтээгдэхүүний гадаргууг хөнгөн цагаанаар дүүргэхээс бүрддэг хөнгөн цагааныг хөнгөн цагааны хувьд ашиглах нь чухал юм. Металлургийн хувьд хөнгөн цагааныг алюминотермийн аргаар кальци, бари, литий болон бусад металлыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг (§ 192-ыг үзнэ үү).

Хөнгөн цагааны исэл буюу хөнгөн цагаан исэл нь байгалиасаа талст хэлбэрээр үүсч, эрдэс корунд үүсгэдэг. Корунд нь маш өндөр хатуулагтай байдаг. Түүний тунгалаг талстууд нь улаан эсвэл хөх өнгийн хольцоор өнгөт, бадмаараг, индранил зэрэг үнэт чулуунууд юм. Одоо бадмаараг нь цахилгаан зууханд хөнгөн цагааны ислийг хайлуулах замаар зохиомлоор гаргаж авдаг. Тэдгээрийг үнэт эдлэлийн зориулалтаар ашиглахаас гадна техникийн зориулалтаар, жишээлбэл, нарийн багажны эд анги, цагны чулуу гэх мэтийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. монохромат цацраг.

Корунд болон түүний нарийн ширхэгтэй сортыг их хэмжээний хольц агуулсан зүлгүүрийг зүлгүүрийн материал болгон ашигладаг.

Хөнгөн цагааны гидроксид нь хөнгөн цагааны давсны уусмал дээр шүлтийн нөлөөгөөр желатин тунадас хэлбэрээр тунадасжиж, амархан коллоид уусмал үүсгэдэг.

Хөнгөн цагааны гидроксид нь ердийн амфотерийн гидроксид юм. Хүчиллэгээр энэ нь хөнгөн цагааны катион агуулсан давс, шүлтлэг - алюминатыг үүсгэдэг. Хөнгөн цагааны гидроксид шүлтийн усан уусмалтай урвалд орох эсвэл металл хөнгөн цагааныг шүлтийн уусмалд уусгахад дээр дурдсанчлан гидроксоалюминатууд үүсдэг. Хөнгөн цагааны ислийг харгалзах исэл эсвэл гидроксидтэй холбосноор мета-хөнгөнцагааны хүчлийн деривативыг олж авна, жишээлбэл:

Уусмал дахь хөнгөн цагааны давс, алюминат хоёулаа их хэмжээний гидролизд ордог. Тиймээс уусмал дахь хөнгөн цагааны давс, сул хүчлүүд нь үндсэн давс болж хувирдаг эсвэл бүрэн гидролизд ордог. Жишээлбэл, хөнгөн цагааны давс нь хөнгөн цагаантай уусмалд урвалд ороход энэ нь хөнгөн цагааны карбонат биш, харин түүний гидроксид, нүүрстөрөгчийн давхар исэл ялгардаг.

Хөнгөн цагаан хлорид. Усгүй хөнгөн цагаан хлоридыг хлорыг хөнгөн цагаантай шууд харьцах замаар олж авдаг. Энэ нь янз бүрийн органик синтезийн катализатор болгон өргөн хэрэглэгддэг.

Энэ нь усанд уусч, их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг. Уусмалыг ууршуулах үед гидролиз явагдаж, устөрөгчийн хлорид ялгарч, хөнгөн цагааны гидроксид гарна. Хэрэв ууршилтыг илүүдэл давсны хүчил байгаа нөхцөлд хийвэл найрлагын талстыг олж авах боломжтой.

614-р хуудсанд дурдсанчлан хөнгөн цагааны атомаас үүссэн химийн холбоо нь ихэвчлэн ковалент шинж чанартай байдаг. Энэ нь түүний үүсгэсэн нэгдлүүдийн шинж чанарт нөлөөлдөг. Тиймээс, хэвийн атмосферийн даралтанд усгүй хөнгөн цагаан хлорид нь аль хэдийн сублимат болж, өндөр даралтанд хайлж, хайлсан төлөвт цахилгаан гүйдэл дамжуулдаггүй. Тиймээс хайлмалыг хөнгөн цагааны электролитийн үйлдвэрлэлд ашиглах боломжгүй.

Хөнгөн цагааны сульфатыг хөнгөн цагаан исэл эсвэл каолин дээр халуун хүхрийн хүчлийн үйлчлэлээр гаргаж авдаг. Ус цэвэршүүлэх (598-р хуудсыг үз), мөн зарим төрлийн цаас бэлтгэхэд ашигладаг.

Калийн хөнгөн цагааныг их хэмжээгээр арьс ширний зориулалтаар ашиглахаас гадна хөвөн даавууг будахад хэрэглэдэг. Сүүлчийн тохиолдолд хөнгөн цагааны нөлөө нь түүний гидролизийн үр дүнд үүссэн хөнгөн цагааны гидроксид нь даавууны утаснуудад нарийн тархсан төлөвт хуримтлагдаж, будгийг шингээж, эслэг дээр хатуу барьдагтай холбоотой юм.