Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Некоторые свойства металлов побочной подгруппы VIII группы
|
|
| Элементы Свойства | Fe | Co | Ni | Ru | Rh | Pd | Os | Ir | Pt |
| Плотность, г/см3 | 7, 874 | 8, 84 | 8, 90 | 12, 37 | 12, 41 | 12, 02 | 22, 59 | 22, 42 | 21, 45 |
| Температуры плавления, °С | |||||||||
| Температуры кипения, °С | |||||||||
| Электропроводность (относительно ртути (1)) | 10, 0 | 13, 6 | 10, 6 | 13, 0 | 21, 9 | 8, 8 | 10, 0 | 18, 9 | 8, 9 |
Способы получения. Металлы семейства железа (железо, кобальт, никель) в свободном виде получают путем термического восстановления их оксидов (основной способ) водородом, оксидом углерода (II), углеродом, алюминием и другими восстановителями: Со3О4 + 4Н2 
3Со + 4Н2O;
3Fe3О4 + 8Al 9Fe + 4Al2O3; 2NiO + Si 2Ni + SiO2.
Чистые металлы получают:
1) разложением карбонилов:
Fe(CO)5 
Fe + 5CO.
2) электролизом водных растворов соответствующих солей.
В промышленности металлические железо, кобальт и никель получают не в чистом виде, а только в виде сплавов.
Получение железа включает следующие процессы: восстановление железных руд до металлов (производство чугуна); окисление с целью удаления вредных примесей; добавление компонентов, необходимых для получения ковкого железа и стали.
Металлы семейства платины получают переработкой самородных металлов или руд, содержащих эти металлы, которая состоит из многих химических операций, важнейшая из которых – обработка царской водкой. При этом платина, родий и палладий переходят в раствор в виде Н2[ЭCl6]:
3Pt + 4HNO3 + 18HCl → 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2O,
а осмий, иридий и рутений остаются в труднорастворимой части. Платина затем осаждается в виде малорастворимого комплекса (NH4)2[PtCl6], который разлагается при нагревании:
(NH4)2[PtCl6] → Pt + 2NH3 + 2HCl + 2Cl2.
Остальные металлы получают обычно восстановительной обработкой оксидов или других соединений.
Химические свойства. Металлы семейства железа относятся к металлам средней химической активности, причем от железа к никелю она понижается. Железо, кобальт и никель взаимодействуют при нагревании со мнигими неметаллами. Особенно легко это взаимодействие протекает во влажном воздухе и если металлы находятся в мелкораздробленном состоянии.
С разбавленными кислотами железо, кобальт (никель при нагревании) реагируют с выделением водорода. Концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют поверхность металлов, но при нагревании взаимодействие происходит. Со щелочами (даже в расплавах) металлы не реагируют.
Реакции с простыми веществами:
– с кислородом: при нагревании Fe образует оксиды Fe2O3, Fe3O4; кобальт – СоО, Со3О4; никель – NiO;
– с галогенами при нагревании образуют галогениды: железо – FeHal2, FeHal3 (кроме FeI3); кобальт – СоHal2, СоF3, CoCl3; никель – NiHal2;
– с серой при нагревании образуют сульфиды переменного состава ЭхSу;
– с азотом не реагируют;
– с водородом при нагревании образуют твердые растворы;
– с углеродом при нагревании образуют карбиды Э2С (железо, кобальт), Э8С, твердые растворы.
Реакции со сложными веществами:
– с водой при нагревании до 500–600°С железо образует Fe3O4, кобальт, никель – ЭО;
– при реакциях с соляной, разбавленной серной кислотами образуют хлориды ЭCl2 и сульфаты ЭSO4.
Уравнения некоторых реакций:
2Fe + 6H2SO4(конц.) Fe2(SО4)3 + 3SO2 + 2H2O;
3Fe + 4H2O 
Fe3O4 + 4H2;
4Fe + 10HNO3(разб.) → 4Fe(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O;
3Ni + 8HNO3(разб.) → 3Ni(NO3)2 + 2NO + 4H2O;
Ni + H2O ⇄ NiO + H2 (при 600°С).
Свойства платиновых металлов во многом сходны: низкая реакционная способность (при обычных условиях только осмий реагирует с кислородом); высокая устойчивость к действию многих химических реагентов; большое разнообразие проявляемых степеней окисления и способность к образованию многочисленных координационных соединений. Все металлы являются слабыми восстановителями.
Реакции с простыми веществами:
– с кислородом: при нагревании Ru, Pd, Os, Ir, Pt образуют оксиды ЭО, ЭO2; рутений, осмий – также ЭО4; Rh – Rh2O3;
– с галогенами при нагревании образуют галогениды ЭHal2, ЭHal3, ЭHal4, рутений и осмий – также ЭНal5, ЭНal6, ЭНal8;
– с серой при нагревании образуют сульфиды ЭS, Э2S3, ЭS2;
– с азотом, водородом и углеродом образуют твердые растворы.
Реакции со сложными веществами:
– с водой не реагируют;
– при реакциях с соляной, разбавленными серной и азотной кислотами не реагируют, палладий реагирует с концентрированными азотной и серной кислотами (с последней при нагревании), образуя соответственно Pd(NO3)2 и PbSO4.
Уравнения некоторых реакций:
2Rh + 3Cl2 → 2RhCl3;
Ru + 2KOH + 3KNO3 
K2RuO4 + 3KNO2 + H2O;
Os + 2O2 → OsO4;
3Pt + 18HCl + 4HNO3 → 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2O.