Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Сложные соединения d-элементов






Оксиды и гидроксиды. Соединения большинства d-элементов в ст.ок. +2 являются оснó вными. Но в периодах (в частности, в четвертом) слева направо их кислотные свойства нарастают (из-за роста Z и снижения r атомов Э). И уже Fe(OH)2, в отличие от Mn(OH)2, растворяется в конц. NaOH при нагревании, образуя гидроксосоль Na4[Fe(OH)6].

Для получения соединения Na2[Cu(OH)4] даже нагревания не требуется, а гидроксид Zn(OH)2 настолько амфотерен, что реагирует и с разбавленным раствором щелочи при об.у. (продукт – Na2[Zn(OH)4]).

С повышением степени окисления элемента растет его способность перетягивать электроны на себя, в результате чего во фрагменте гидроксида Э–О–Н связь Э–О упрочняется, а, следовательно, О–Н ослабевает и, значит, растут кислотные свойства данных соединений. Этим объясняется тот факт, что если Cr(OH)2 и Mn(OH)2основания, то Cr(OH)3 и Mn(OH)4амфотерные вещества, а гидроксиды хрома (VI) H2CrO4 и H2Cr2O7, а также марганца (VII) HMnO4, – являются типичными и даже сильными кислотами. Поэтому они при действии щелочи дают не гидроксосоединения (как Cr(III) и Mn(IV): Na3[Cr(OH)6] и Na2[Mn(OH)6]), – а оксосоли. Это хроматы (например, K2CrO4 – желтого цвета) или дихроматы (K2Cr2O7 – оранжевого) и перманганаты, в частности, KMnO4.

Как результат повышения ЭО элементов в периодах растут также окислительные свойства их соединений, особенно в высших ст.ок. (вплоть до VIIIБ подгруппы). Так, если Sc и Ti наиболее устойчивы именно в высших ст.ок. (+3 и +4, соответственно), то для ванадия более характерна ст.ок. +4, чем +5, поэтому V2O5 – сильный окислитель. Еще менее стоек CrO3 – твердое вещество красного цвета. Если на него капнуть спиртом, то даже возникает вспышка и оксид зеленеет, переходя в гораздо более устойчивое соединение Cr2O3.

С помощью Mn2O7 можно легко зажечь спиртовку без спичек. Вещество же FeO4 является столь неустойчивым, что было получено лишь в 1984 г. (в МГУ), причем в очень жестких условиях (электролизом в сильнощелочной среде).

Оксиды d-элементов широко используются на практике. Так, окрашенные соединения Fe2O3, Cr2O3, CoO применяют в качестве красок, а белые ZnO и TiO2 – как основу белил. Диоксид титана, кроме того, является полупроводником, с помощью которого можно превращать солнечную энергию в электрическую.

Окислительные свойства MnO2 используются в работе очень эффективных сухих батареек, в которых анодом служит цинк.

 

Соли d-элементов. Соли, содержащие Cr(VI) и Mn(VII), являются сильными окислителями, как и соответствующие оксиды, но устойчивее их, поэтому более удобны для практического применения. Чаще берут водные растворы этих солей. Причем дихромат калия является менее сильным окислителем, чем перманганат (при рН=0 значения их Е0 равны 1, 34 В и 1, 51 В соответственно).

Отметим, что Mn(VII) лишь в достаточно кислой среде восстанавливается до Mn(II) (при этом малиновый раствор обесцвечивается), а в нейтральной – до MnO2 (бурый осадок), в щелочной же – лишь до манганат-ионов (зеленый раствор):

.

В то же время хром(VI) в любой среде переходит в Сr(III):

.

 

Комплексные соединения. Из неорганических веществ наибольший интерес у исследователей в последние десятилетия вызывают комплексные соединения (КС) d-элементов, в частности, потому, что многие из них являются хорошими катализаторами. К комплексным веществам относятся гидроксосоли или, например, аммиачные КС, в частности: [Ni(NH3)6](ОН)2.

Большинство КС в водном растворе имеют характерную окраску, поэтомуреакции их образования часто используют как качественные на тот или иной ион.

Так, если слить вместе два раствора: желто - зеленый – соли железа (III) и бесцветный – роданида аммония NH4CNS, то получается комплексное вещество (NH4)2[Fe(CNS)5] кроваво - красного цвета. Отметим, что ионы Fe(II) такого окрашивания не дают, и, значит, анализу раствора на присутствие Fe(III) не мешают.

Для обнаружения же ионов железа (II) используют, например, готовое комплексное соединение K3[Fe(CN)6], т.н. красную кровяную соль[41]. Ее оранжевый раствор со светло - зеленым раствором соли Fe(II) (но не Fe(III) дает синее окрашивание, как результат образования малорастворимого вещества KFeIIFeIII(CN)6 по реакции:

 

 

Таким образом, используя указанные реактивы, можно обнаруживать ионы железа (II) и железа (III) даже в их смеси.

Используются и другие комплексные соединения d-элементов [1].

 


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.007 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал