Билет 22. Алюминий. Свойства, получение и применение алюминия и его соединения, токсические свойства.

Физ. св-ва: серебристо белый Ме., легко вытягивается в проволуку и прокатывается.

Хим. св-ва: на воздухе образует тонкую пленку, актив Ме, степень окисления +3, если эту пленку дальше разрешать то пойдет окисление с сильным разогревом,если пленку разрушать то бурно реагирует с водой, если пленку не трогать то реакция не происходит; легко взаимодействует с солями и серной кислотой; легко растворяется в щелочах образуется аллюмикаты, так же легко растворим в щелочах образуя алюмосиликаты. Получение: Лабораторный способ получения алюминия предложил Фридрих Вёлер в 1827 году восстановлением металлическим калием безводного хлорида алюминия (реакция протекает при нагревании без доступа воздуха): +3K=3KCl+Al

Применение: ювелирные изделия, столовые приборы, пищевая промышленность, военная промышленность, в качестве восстановителя(в пиротехнике), сплавы.

Токсические свойства: незначительные токсическими действием обладает Al, но многие растворимые в воде неорганические соединения алюминия сохраняются в растворённом состоянии длительное время и могут оказывать вредное воздействие на человека и теплокровных животных через питьевую воду. Наиболее ядовиты хлориды, нитраты, ацетаты, сульфаты и др.

Вопрос 23. Металлы 1 группы, побочной подгруппы. Медь, серебро, золото, свойства, получение, применение и токсические свойства.

Медь.

Физсв-ва: Медь — золотисто-розовый пластичный металл, на воздухе быстро покрывается оксидной плёнкой, которая придаёт ей характерный интенсивный желтовато-красный оттенок. Тонкие плёнки меди на просвет имеют зеленовато-голубой цвет.

Химсв-ва: Однако в кислотах-сильных окислителях (например, азотной и концентрированной серной)-медь растворяется:

Сu + 8HN03 = 3Cu(N03 )2 + 2NO + 4Н20

разбавленная

Сu + 4HN03 = Cu(N03)2 + 2N02+ 2Н20

концентрированная

Как малоактивный металл медь обладает достаточно высокой стойкостью к коррозии, влажной атмосфере, содержащей углекислый газ, медь покрывается зеленоватым налетом карбоната меди:

2 Сu + O2 + С02 + Н20 =Сu (ОН)2 • СuС02.В большинстве известных соединений медь проявляет степень окисления + 2.

Соединения меди (II)-оксид СиО и гидроксид Си(ОН)2-довольно устойчивы. Этот гидроксид амфотерен,хорошо растворяется в кислотах:

Cu(OH)2 + 2НС1 = СuСl2 + 2Н20

Получение: Его можно упрощенно представить следующим образом: вначале сульфид меди (например, Cu2S) подвергают окислительному обжигу:

Cu2S + 202 =2CuO+S02

К образовавшемуся оксиду, меди (II) добавляют новую порцию сульфида. При

высокой температуре протекает реакция:

2CuO + Cu2S = 4 Сu + S02.

Применение: В электротехнике, сплавах, теплообмен, производстве труб, архитектуре.

Серебро.

Физсв-ва. Чистое серебро представляет собой довольно тяжелый, блестящий металл белого цвета. Обладает замечательной отражающей способностью –около 95% в видимой части спектра. является довольно тяжелым металлом, его плотность составляет 10,5 г/см3.обладает наибольшей теплопроводностью среди металлов. Серебро плавится при температуре 961°С.Чистое серебро очень мягкий, ковкий и пластичный металл.

Химсв-ва: В сухом воздухе серебро практически не окисляется, с водой не взаимодействует, является инертным металлом, сохраняет металлический блеск при действии воздуха, влаги и углекислого газа.

Взаимодействие с неметаллами:

При обычных условиях реагирует с серой, образуя сульфид серебра (I):2Ag + S = Ag2S,при нагревании с галогенами образуются галогениды серебра (I):2Ag + Br2 = 2AgBr.Серебро не реагирует с кислородом, водородом, азотом, углеродом и кремнием. Взаимодействие с сероводородом Поверхность серебра чернеет на воздухе вследствие взаимодействия с сероводородом: 4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O. Взаимодействие с хлороводородом При высоких температурах реагирует с хлороводородом: 2Ag + 2HCl = 2AgCl + H2.

Получение: Большая часть Серебра (около 80%) извлекается попутно из полиметаллических руд, а также из руд золота и меди. При извлечении Серебра из серебряных и золотых руд применяют метод цианирования - растворения Серебра в щелочном растворе цианида натрия при доступе воздуха: 2Ag + 4NaCN + ½O2 + H2O = 2Na[Ag(CN)2] + 2NaOH.

Из полученных растворов комплексных цианидов Серебро выделяют восстановлением цинком или алюминием: 2[Ag(CN)2]-+ Zn = [2Zn(CN)4]2- + 2Ag.

Из медных руд Серебро выплавляют вместе с черновой медью и затем выделяют его из анодного шлама, образующегося при электролитической очистке меди. При переработке свинцово-цинковых руд Серебро концентрируется в сплавах свинца - черновом свинце, из которого его извлекают добавлением металлического цинка, образующего с Серебром нерастворимое в свинце тугоплавкое соединение Ag2Zn3, всплывающее на поверхность свинца в виде легко снимающейся пены.

Далее для отделения Серебра от цинка последний отгоняют при 1250 °С. Извлеченное из медных или свинцово-цинковых руд Серебро сплавляют (сплав Доре) и подвергают электролитической очистке.

Применение: ювелирное дело, контакты реле, в монетном деле, изготавления батареек.

Токсические св—ва: Токсическая доза для человека: 60 мг. Летальная доза для человека: 1,3–6,2 г. Предельно допустимая концентрация серебра для воды 50 мкг/л (почти как у свинца), нормируется по санитарно-токсикологическому признаку вредности, класс опасности 2 (высокоопасные).

Золото.

Физсв-ва: Золото представляет собой металл желтого цвета, очень тяжелый, но при этом мягкий и пластичный. Плотность золота составляет 19,32 г/см3 , то есть золото — очень тяжелый металл. Температура плавления золота составляет 1064,43 °С, температура кипения — 2947°С. Золото очень мягкий металл, твердость по шкале Мооса 2,5-3,0. Сталь обладает твердостью 4,0-4,5, поэтому чистое золото можно разрезать ножом.

Химсв-ва: С галогенами Золото образует галогениды, например 2Аu + ЗCl2 = 2АuCl3. Хлорид Золота (III) АuCl3 получается действием хлора на порошок или тонкие листочки Золото при 200 °С. Красные иглы АuCl3 дают с водой коричнево-красный раствор комплексной кислоты: АuCl3 + Н2О = Н2[АuОCl3] При восстановлении солей Золота хлоридом олова (II)

2АuCl₃ + 3SnCl₂ = 3SnCl₄ + 2Au образуется весьма стойкий пурпуровый коллоидный раствор Золота (кассиев пурпур).

Получение: Метод промывки основан на высокой плотности золота, благодаря которой в потоке воды минералы с плотностью меньше золота (а это почти все минералы земной коры) смываются, и металл концентрируется в тяжёлой фракции песка, которая называется шлихом. Метод амальгамации основан на способности ртути образовывать сплавы — амальгамы с различными металлами, в том числе и с золотом. В этом методе увлажнённая дроблёная порода смешивалась со ртутью и подвергалась дополнительному измельчению в мельницах — бегунных чашах. Метод цианирования основан на реакции золота с цианидами в присутствии кислорода воздуха: измельчённая золотоносная порода обрабатывается разбавленным (0,3—0,03 %) раствором цианида натрия, золото из образующегося раствора цианоаурата натрия Na[Au(CN)2] осаждается либо цинковой пылью, либо на специальных ионнообменых смолах.

Применение: в промышленности, в ювелирных изделиях, в стоматологии.

Токсические св-ва: не токсичен.