Физико-химические свойства

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Общая характеристика
элементов главной подгруппы VI группы (подгруппы кислорода)

Таблица. Электронное строение и физические свойства.

Поряд- ковый № Элемент Относитель- ная атомная масса Электронная конфигурация Атомный радиус, нм ПИ эВ Э.О Степени окисления t°пл °С t°кип °С r г/см3
Кислород (O) 15,9994 [He] 2s22p4 0,066 14,5 3,5 -2, -1, +1, +2 -218,4 -182,9 1,2 (-183°C)
Сера (S) 32,06 [Ne] 3s23p4 0,105 10,5 2,6 -2, +2, +3, +4, +5, +6 112,8 444,67 2,07
Селен (Se) 78,96 [Ar] 3d104s24p4 0,116 9,8 2,01 -2, +4, +6 4,8
Теллур (Te) 127,60 [Kr] 4d105s25p4 0,143 8,6 1,9 -3, +3, +4, +5 6,68
Полоний (Po) 208,98 [Xe] 4f145d106s26p4 0,176 7,8 1,76 +2, +4 9,32
  МЕНЮ ВПЕРЕД

ПОДГРУППА КИСЛОРОДА

КИСЛОРОД

Кислород O2

(К.В. Шееле 1772 г., Дж. Пристли 1774 г.)

Самый распространенный элемент на Земле; в воздухе - 21% по объему; в земной коре - 49% по массе; в гидросфере - 89% по массе; в составе живых организмов-- до 65% по массе.

Строение атома

Физико-химические свойства - student2.ru P11 = 8; n01 = 8; ē = 8
1s22s22p4 Физико-химические свойства - student2.ru

Физические свойства

Газ - без цвета, вкуса и запаха; в 100V H2O растворяется 3V O2 (н.у.); t°кип= -183°С; t°пл = -219°C; d по воздуху = 1,1.

Способы получения

1. Промышленный способ (перегонка жидкого воздуха).

2. Лабораторный способ (разложение некоторых кислородосодержащих веществ)

2KMnO4t°® K2MnO4 + MnO2 + O2­

2KClO3t°;MnO2® 2KCl + 3O2­

2H2O2MnO2® 2H2O + O2­

Способы собирания

Физико-химические свойства - student2.ru Физико-химические свойства - student2.ru Физико-химические свойства - student2.ru
Вытеснением воды Вытеснением воздуха

Химические свойства

Взаимодействие веществ с кислородом называется окислением.

С кислородом реагируют все элементы, кроме Au, Pt, He, Ne и Ar, во всех реакциях (кроме взаимодействия со фтором) кислород - окислитель.

С неметаллами

C + O2 ® CO2

S + O2 ® SO2

2H2 + O2 ® 2H2O

С металлами

2Mg + O2 ® 2MgO

2Cu + O2t°® 2CuO

Со сложными веществами

4FeS2 + 11O2 ® 2Fe2O3 + 8SO2

2H2S + 3O2 ® 2SO2 + 2H2O

CH4 + 2O2 ® CO2 + 2H2O

Горение в кислороде

Физико-химические свойства - student2.ru

Озон O3

Озон -аллотропная модификация кислорода.

Физические свойства

Газ, запах свежей хвои, бесцветный, растворим в воде; t°кип= -112°С; t°пл= -193°C.

Получение

3O2 ® 2O3

1. Во время грозы (в природе), (в лаборатории) в озонаторе

Физико-химические свойства - student2.ru

2. Действием серной кислоты на пероксид бария

3BaO2 + 3H2SO4 ® 3BaSO4 + 3H2O + O3­

Химические свойства

1. Неустойчив:

O3 ® O2 + O

2. Сильный окислитель:

2KI + O3 + H2O ® 2KOH + I2 + O2

Обесцвечивает красящие вещества, отражает УФ - лучи, уничтожает микроорганизмы.

Физико-химические свойства - student2.ru

СЕРА И ЕЕ СОЕДИНЕНИЯ

Сера

Сероводород

Оксиды серы

Серная кислота

ПОДГРУППА КИСЛОРОДА

СЕРА

S

Физические свойства

Твердое кристаллическое вещество желтого цвета, нерастворима в воде, водой не смачивается (плавает на поверхности), t°кип = 445°С

Аллотропия

1) ромбическая (a - сера) - S8

t°пл. = 113°C; r = 2,07 г/см3

Наиболее устойчивая модификация.

Физико-химические свойства - student2.ru

2) моноклинная (b - сера) - темно-желтые иглы

t°пл. = 119°C; r = 1,96 г/см3

Устойчивая при температуре более 96°С; при обычных условиях превращается в ромбическую.

3) пластическая - коричневая резиноподобная (аморфная) масса

Физико-химические свойства - student2.ru

Неустойчива, при затвердевании превращается в ромбическую.

Строение атома

Размещение электронов по уровням и подуровням

Физико-химические свойства - student2.ru 1s22p22p63s23p4
Размещение электронов по орбиталям (последний слой) Степень окисления Валентность
Физико-химические свойства - student2.ru +2, -2 II
Физико-химические свойства - student2.ru +4 IV
Физико-химические свойства - student2.ru +6 VI

Получение

1. Промышленный метод - выплавление из руды с помощью водяного пара.

2. Неполное окисление сероводорода (при недостатке кислорода).

2H2S + O2 ® 2S + 2H2O

3. Реакция Вакенродера

2H2S + SO2 ® 3S + 2H2O

Химические свойства

Окислительные свойства серы
(S0 + 2ē ® S-2)

1) Сера реагирует со щелочными металлами без нагревания:

2Na + S ® Na2S

c остальными металлами (кроме Au, Pt) - при повышенной t°:

2Al + 3S –t°® Al2S3

Zn + S –t°® ZnS

2) С некоторыми неметаллами сера образует бинарные соединения:

H2 + S ® H2S

2P + 3S ® P2S3

C + 2S ® CS2

Восстановительные свойства сера проявляет в реакциях с сильными окислителями:
(S - 2ē ® S+2; S - 4ē ® S+4; S - 6ē ® S+6)

3) c кислородом:

S + O2t°® S+4O2

2S + 3O2t°;pt® 2S+6O3

4) c галогенами (кроме йода):

S + Cl2 ® S+2Cl2

5) c кислотами - окислителями:

S + 2H2SO4(конц) ® 3S+4O2 + 2H2O

S + 6HNO3(конц) ® H2S+6O4 + 6NO2 + 2H2O

Реакции диспропорционирования:

6)

3S0 + 6KOH ® K2S+4O3 + 2K2S-2 + 3H2O

7) сера растворяется в концентрированном растворе сульфита натрия:

S0 + Na2S+4O3 ® Na2S2O3 тиосульфат натрия

Физико-химические свойства - student2.ru

Применение

Вулканизация каучука, получение эбонита, производство спичек, пороха, в борьбе с вредителями сельского хозяйства, для медицинских целей (серные мази для лечения кожных заболеваний), для получения серной кислоты и т.д.

НАЗАД МЕНЮ МЕНЮ: ПОДРАЗДЕЛ ВПЕРЕД

ПОДГРУППА КИСЛОРОДА

СЕРОВОДОРОД

Физико-химические свойства - student2.ru

Физические свойства

Газ, бесцветный, с запахом тухлых яиц, ядовит, растворим в воде (в 1V H2O растворяется 3V H2S при н.у.); t°пл. = -86°C; t°кип. = -60°С.

Получение

1)

H2 + S t°® H2S

2)

FeS + 2HCl ® FeCl2 + H2

Химические свойства

1) Раствор H2S в воде – слабая двухосновная кислота:

H2S « H+ + HS- « 2H+ + S2-

K1 = ([H+] • [HS-]) / [H2S] = 1 • 10-7

K2 = ([H+] • [S2-]) / [HS-] = 1,3 • 10-14

Сероводородная кислота образует два ряда солей - средние (сульфиды) и кислые (гидросульфиды).

2) Взаимодействует с основаниями:

H2S + 2NaOH ® Na2S + 2H2O

3) H2S проявляет очень сильные восстановительные свойства:

H2S-2 + Br2 ® S0 + 2HBr

H2S-2 + 2FeCl3 ® 2FeCl2 + S0 + 2HCl

H2S-2 + 4Cl2 + 4H2O ® H2S+6O4 + 8HCl

3H2S-2 + 8HNO3(конц) ® 3H2S+6O4 + 8NO + 4H2O

H2S-2 + H2S+6O4(конц) ® S0 + S+4O2 + 2H2O

(при нагревании реакция идет по - иному:

H2S-2 + 3H2S+6O4(конц) –® 4S+4O2 + 4H2O)

4) Сероводород окисляется:

при недостатке O2

2H2S-2 + O2 ® 2S0 + 2H2O

при избытке O2

2H2S-2 + 3O2 ® 2S+4O2 + 2H2O

5) Серебро при контакте с сероводородом чернеет:

4Ag + 2H2S + O2 ® 2Ag2S + 2H2O

6) Качественная реакция на сероводород и растворимые сульфиды - образование темно-коричневого (почти черного) осадка PbS:

H2S + Pb(NO3)2 ® PbS¯ + 2HNO3

Na2S + Pb(NO3)2 ® PbS¯ + 2NaNO3

Pb2+ + S2- ® PbS¯

Одной из основных причин потемнения художественных картин старых мастеров было использование свинцовых белил, которые за несколько веков, взаимодействуя со следами сероводорода в воздухе (образуются в небольших количествах при гниении белков; в атмосфере промышленных регионов и др.) превращаются в PbS.

7) Реставрация:

PbS + 4H2O2 ® PbSO4(белый) + 4H2O

Сульфиды

Получение

1) Многие сульфиды получают нагреванием металла с серой:

Hg + S ® HgS

2) Растворимые сульфиды получают действием сероводорода на щелочи:

H2S + 2KOH ® K2S + 2H2O

3) Нерастворимые сульфиды получают обменными реакциями:

CdCl2 + Na2S ® 2NaCl + CdS¯

Pb(NO3)2 + Na2S ® 2NaNO3 + PbS¯

ZnSO4 + Na2S ® Na2SO4 + ZnS¯

MnSO4 + Na2S ® Na2SO4 + MnS¯

2SbCl3 + 3Na2S ® 6NaCl + Sb2S3¯

SnCl2 + Na2S ® 2NaCl + SnS¯

Химические свойства

1) Растворимые сульфиды сильно гидролизованы, вследствие чего их водные растворы имеют щелочную реакцию:

K2S + H2O « KHS + KOH

S2- + H2O « HS- + OH-

2) Сульфиды металлов, стоящих в ряду напряжений левее железа (включительно), растворимы в сильных кислотах:

ZnS + H2SO4 ® ZnSO4 + H2

HgS + H2SO4 –\®

Нерастворимые сульфиды можно перевести в растворимое состояние действием концентрированной HNO3:

FeS2 + 8HNO3 ® Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 5NO + 2H2O

3) Водорастворимые сульфиды растворяют серу с образованием полисульфидов:

Na2S + nS ® Na2Sn+1 (1 £ n £ 5)

Полисульфиды при окислении превращаются в тиосульфаты, например:

2Na2S2 + 3O2 ® 2Na2S2O3

На различной растворимости сульфидов и различной окраске многих из них основан качественный анализ катионов.

НАЗАД МЕНЮ МЕНЮ: ПОДРАЗДЕЛ ВПЕРЕД

ПОДГРУППА КИСЛОРОДА

ОКСИДЫ СЕРЫ

Оксид серы IV

SO2 (сернистый ангидрид; сернистый газ)

Физико-химические свойства - student2.ru

Физические свойства

Бесцветный газ с резким запахом; хорошо растворим в воде (в 1V H2O растворяется 40V SO2 при н.у.); t°пл. = -75,5°C; t°кип. = -10°С.

Обесцвечивает многие красители, убивает микроорганизмы.

Получение

1) При сжигании серы в кислороде:

S + O2 ® SO2

2) Окислением сульфидов:

4FeS2 + 11O2 ® 2Fe2O3 + 8SO2­

3) Обработкой солей сернистой кислоты минеральными кислотами:

Na2SO3 + 2HCl ® 2NaCl + SO2­ + H2O

4) При окислении металлов концентрированной серной кислотой:

Cu + 2H2SO4(конц) ® CuSO4 + SO2­ + 2H2O

Химические свойства

1) Сернистый ангидрид - кислотный оксид. При растворении в воде образуется слабая и неустойчивая сернистая кислота H2SO3 (существует только в водном растворе)

SO2 + H2O « H2SO3 K1® H+ + HSO3- K2® 2H+ + SO32-

K1 = ([H+] • [HSO3-]) / [H2SO3] = 1,6 • 10-2

K2 = ([H+] • [SO32-]) / [HSO3-] = 1,3 • 10-7

H2SO3 образует два ряда солей - средние (сульфиты) и кислые (бисульфиты, гидросульфиты).

Ba(OH)2 + SO2 ® BaSO3¯(сульфит бария) + H2O

Ba(OH)2 + 2SO2 ® Ba(HSO3)2(гидросульфит бария)

2) Реакции окисления (S+4 – 2ē ® S+6)

SO2 + Br2 + 2H2O ® H2SO4 + 2HBr

5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O ® K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4

Водные растворы сульфитов щелочных металлов окисляются на воздухе:

2Na2SO3 + O2 ® 2Na2SO4; 2SO32- + O2 ® 2SO42-

3) Реакции восстановления (S+4 + 4ē ® S0)

SO2 + С –® S + СO2

SO2 + 2H2S ® 3S + 2H2O

Оксид серы VI

SO3 (серный ангидрид)

Физико-химические свойства - student2.ru

Физические свойства

Бесцветная летучая жидкость, t°пл. = 17°C; t°кип. = 66°С; на воздухе "дымит", сильно поглощает влагу (хранят в запаянных сосудах).

SO3 + H2O ® H2SO4

Твердый SO3 существует в трех модификациях. SO3 хорошо растворяется в 100%-ной серной кислоте, этот раствор называется олеумом.

Получение

1)

2SO2 + O2 кат;450°C® 2SO3

2)

Fe2(SO4)3® Fe2O3 + 3SO3­

Химические свойства

1) Серный ангидрид - кислотный оксид. При растворении в воде дает сильную двухосновную серную кислоту:

SO3 + H2O ® H2SO4 « H+ + HSO4- « 2H+ + SO42-

H2SO4 образует два ряда солей - средние (сульфаты) и кислые (гидросульфаты):

2NaOH + SO3 ® Na2SO4 + H2O

NaOH + SO3 ® NaHSO4

2) SO3 - сильный окислитель.

НАЗАД МЕНЮ МЕНЮ: ПОДРАЗДЕЛ ВПЕРЕД

ПОДГРУППА КИСЛОРОДА

СЕРНАЯ КИСЛОТА

H2SO4

Физико-химические свойства - student2.ru

Физические свойства

Тяжелая маслянистая жидкость ("купоросное масло"); r= 1,84 г/см3; нелетучая, хорошо растворима в воде – с сильным нагревом; t°пл. = 10,3°C, t°кип. = 296°С, очень гигроскопична, обладает водоотнимающими свойствами (обугливание бумаги, дерева, сахара).

Физико-химические свойства - student2.ru

Помните!
Кислоту вливать малыми порциями в воду, а не наоборот!

Физико-химические свойства - student2.ru

Производство серной кислоты

1-я стадия. Печь для обжига колчедана.

4FeS2 + 11O2 ® 2Fe2O3 + 8SO2 + Q

Процесс гетерогенный:

1) измельчение железного колчедана (пирита)

2) метод "кипящего слоя"

3) 800°С; отвод лишнего тепла

4) увеличение концентрации кислорода в воздухе

2-я стадия. После очистки, осушки и теплообмена сернистый газ поступает в контактный аппарат, где окисляется в серный ангидрид (450°С – 500°С; катализатор V2O5):

2SO2 + O2 « 2SO3

3-я стадия. Поглотительная башня:

nSO3 + H2SO4(конц) ® (H2SO4 • nSO3)(олеум)

Воду использовать нельзя из-за образования тумана. Применяют керамические насадки и принцип противотока.

Химические свойства

H2SO4 - сильная двухосновная кислота

H2SO4 « H+ + HSO4- « 2H+ + SO42-

Первая ступень (для средних концентраций) приводит к 100%-ой диссоциации:

K2 = ([H+] • [SO42-]) / [HSO4-] = 1,2 • 10-2

1) Взаимодействие с металлами:

a) разбавленная серная кислота растворяет только металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода:

Zn0 + H2+1SO4(разб) ® Zn+2SO4 + H2

b) концентрированная H2+6SO4 – сильный окислитель; при взаимодействии с металлами (кроме Au, Pt) может восстанавливаться до S+4O2, S0 или H2S-2 (без нагревания не реагируют также Fe, Al, Cr - пассивируются):

2Ag0 + 2H2+6SO4 ® Ag2+1SO4 + S+4O2­ + 2H2O

8Na0 + 5H2+6SO4 ® 4Na2+1SO4 + H2S-2­ + 4H2O

2) концентрированная H2S+6O4 реагирует при нагревании с некоторыми неметаллами за счет своих сильных окислительных свойств, превращаясь в соединения серы более низкой степени окисления, (например, S+4O2):

С0 + 2H2S+6O4(конц) ® C+4O2­ + 2S+4O2­ + 2H2O

S0 + 2H2S+6O4(конц) ® 3S+4O2­ + 2H2O

2P0 + 5H2S+6O4(конц) ® 5S+4O2­ + 2H3P+5O4 + 2H2O

3) с основными оксидами:

CuO + H2SO4 ® CuSO4 + H2O

CuO + 2H+ ® Cu2+ + H2O

4) с гидроксидами:

H2SO4 + 2NaOH ® Na2SO4 + 2H2O

H+ + OH- ® H2O

H2SO4 + Cu(OH)2 ® CuSO4 + 2H2O

2H+ + Cu(OH)2 ® Cu2+ + 2H2O

5) обменные реакции с солями:

BaCl2 + H2SO4 ® BaSO4¯ + 2HCl

Ba2+ + SO42- ® BaSO4¯

Образование белого осадка BaSO4 (нерастворимого в кислотах) используется для идентификации серной кислоты и растворимых сульфатов.

MgCO3 + H2SO4 ® MgSO4 + H2O + CO2­
  H2CO3

MgCO3 + 2H+ ® Mg2+ + H2O + CO2­

Полезные свойства селена

Физико-химические свойства - student2.ru Селен (также как и витамин С, витамин А ивитамин Е) является одним из важнейших компонентов антиоксидантной защиты организма от свободных радикалов. О свободных радикалах и их вредоносном воздействии на организм знают уже практически все. Правда, не все осознают насколько губительно и опасно для организма накопление в организме свободных радикалов, а также какие заболевания возникают при систематическом воздействии свободных радикалов на компоненты клеточных мембран и генетический материал клеток. Все заболевания не перечесть: от преждевременного старения кожных покровов до онкологических заболеваний. Именно поэтому нельзя недооценивать важность нашей антиоксидантной защитной системы.

В чем же значимость именно селена?

Селен – важнейший элемент антиоксидантной защиты организма. Витамины, флавоноиды, коэнзимы не могут заменить селен. Он входит в состав глютатионпероксидазы – фермента, обезвреживающего самые опасные и агрессивные свободные радикалы, именно те, с которыми другие антиоксиданты справиться не в состоянии. Если селена недостаточно, то это наиважнейшее звено антиоксидантной защиты просто не работает.

Недостаток селена не только снижает иммунитет и работоспособность, но и приводит к развитию сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, накоплению тяжелых металлов и преждевременному старению, сахарному диабету и болезням суставов, мужскому бесплодию и родовой слабости у женщин.

Датские ученые показали, что селен препятствует развитию болезней сердца и артерий, а его дефицит увеличивает риск коронарной болезни сердца на 70%.

Селен предохраняет от отравлений свинцом, кадмием, ртутью, табачным дымом и выхлопными газами. Он предотвращает разрушение и некроз печени, способствуя выведению из организма тяжелых металлов. Аллергические заболевания и риск развития бронхиальной астмы тесно связаны с обменом селена.

В Финляндии после введения селена в пищевой рацион населения количество сердечно-сосудистых патологий уменьшилось в 2,5 раза, число онкозаболеваний сократилось в 1,8 раза, болезней эндокринной системы – на 77%.

По данным Института питания РАМН и результатам клинических исследований 80% россиян испытывают недостаток селена. В 1994 году Министерство здравоохранения РФ приняло решение об устранении дефицита селена у жителей России.

Свойства селена

· Селенвходит в состав более 200 гормонов и ферментов организма, регулируя работу всех органов и систем.

· При участии селена образуется 80% энергии (АТФ) у человека.

· Прием растительной формы (селен-метионина), не только замедляет процесс старения, но и отодвигает его, т.к. увеличивается активность стволовых клеток.

· Запускается процесс антиоксидантной защиты

· Повышается двигательная активность; появляется бодрость, прекращаются головные боли, головокружения, улучшается сон, настроение, нормализуется аппетит.

· Участвует в синтезе кофермента Q-10, обеспечивает молодость сердца, сосудов, суставов, позвоночника; улучшает состояние кожи, волос, ногтей. Нормализует активность гормонов щитовидной железы.

· Содержится в наибольшем количестве в тканях печени, печек, мозга, сперме (входит в состав мужского полового гормона тестостерона) и т.д.

· Оказывает лечебный эффект при включении в комплексное лечение, при кардиопатиях различной этиологии, при гепатитах, панкреатитах, заболеваниях кожи, уха, горла, носа и т.д. Общеизвестна его роль в профилактике и лечении злокачественных новообразований.

· Является основным компонентом фермента пероксидазы глютатиона (глутатиона), который защищает организм от вредных веществ, образующихся при распаде токсинов. Селен антагонист ртути и мышьяка, способен защитить организм от кадмия, свинца, таллия.

· Показан при планировании семьи – обоим супругам; женщинам в период беременности и кормления грудью, восстановления после родов.

Классификация селена

1. Селен органический натуральный. В виде селен-метионина содержится в растениях.

2. Селен органический искусственный.Селен соединен с искусственно созданным белком (пример «Селен-актив»). Принимают короткими курсами. Противопоказано беременным и кормящим женщинам, детям до 14 лет

3. Селен дрожжевой. Дрожжи помещают в раствор неорганического селена. Полученная БАД содержит до 20-30% органического селена, преобразованного дрожжами, и 70-80% остается в неорганической форме. Принимают короткими курсами. Из-за наличия дрожжевой флоры возможно развитие грибкового дисбактериоза.

4. Селен минеральный (неорганический): Прием только под контролем врача по результатам обследования на селен (пример «Неоселен»). Избыточное поступление в организм приводит к образованию и накоплению токсичной формы – гидроселениданиона.

Усвояемость селена организмом

Природная форма – селенметионин, селенцистеин– наиболее предпочтительна для организма в связи с высокой усвояемостью 95-98%. Животная же форма селена усваивается на 30%, неорганическая форма селена – на 10%.

Суточная норма селена

1. 80-200 мкг – суточная норма селен-метионина, селен-цистеина для взрослого человека.

2. В периоды повышенных нагрузок, а также при различных заболеваниях – суточная норма подлежит корректировке в сторону повышения до 500-1000 мкг.

Какие продукты содержат селен?

· Селен содержится в морской и каменной солях, в почках (свиных, говяжьих и телячьих), в печени и сердце, в яйцах птицы, к тому же в желтке еще есть и витамин Е. Богаты селеном продукты морей — рыба, особенно сельдь, не слишком доступные всем крабы, омары, лангусты, креветки и более доступные кальмары. Селена нет в обработанных продуктах — консервах и концентратах, а во всех вареных, рафинированных продуктах его наполовину меньше, чем в свежих.

· Из продуктов растительного происхождения богаты селеном пшеничные отруби, проросшие зерна пшеницы, зерна кукурузы, помидоры, пивные дрожжи, грибы и чеснок, а также черный хлеб и другие продукты из муки грубого, помола.

· В молоке кормящей матери в 2 раза больше селена и в 5—6 раз больше витамина Е, чем в коровьем молоке. Замечено, что младенцы-мальчики умирают чаще девочек. Известный гематолог-онколог Ю. Алексадрович объясняет это тем, что именно мальчикам требуется гораздо больше селена, чем девочкам, поэтому если вместо материнского молока они получают коровье, в их организме недостает этого микроэлемента.

Последствия хронического дефицита селена:

· Рост мужского и женского бесплодия, падение рождаемости

· Рост патологий беременности и родов, врожденной патологии новорожденных

· Рост частоты психических и физических отклонений здоровья в детском и подростковом возрасте

· Резкое увеличение заболеваемости «болезнями цивилизации», нарастание частоты тяжелого и хронического течения заболеваний, смертности от них, снижение качества и продолжительности жизни, появление новых вирусных болезней и рост агрессивности известных

· теллур

История

Впервые был найден в 1782 году в золотоносных рудах Трансильвании горным инспектором Францом Иозефом Мюллером (впоследствии барон фон Рейхенштейн), на территории Австро-Венгрии. В 1798 году Мартин Генрих Клапрот выделил теллур и определил важнейшие его свойства.

Происхождение названия

От латинского tellus, родительный падеж telluris, Земля.

Нахождение в природе

Содержание в земной коре 1·10−6 % по массе. Известно около 100 минералов теллура. Наиболее часты теллуриды меди, свинца, цинка, серебра и золота. Изоморфная примесь теллура наблюдается во многих сульфидах, однако изоморфизм Te — S выражен хуже, чем в ряду Se — S, и в сульфиды входит ограниченная примесь теллура. Среди минералов теллура особое значение имеют алтаит PbTe, сильванит AgAuTe4, калаверит AuTe2, гессит Ag2Te, креннерит (Au, Ag)Te, петцит Ag3AuTe2, мутманнит (Ag, Au)Te, монбрейит Au2Te3, нагиагит [Pb5Au(Te, Sb)]4S5, тетрадимит Bi2Te2S. Встречаются кислородные соединения теллура, например ТеО2 — теллуровая охра.

Встречается самородный теллур и вместе с селеном и серой (японская теллуристая сера содержит 0,17 % Те и 0,06 % Se).

Типы месторождений

Большая часть упомянутых минералов развита в низкотемпературных золото-серебряных месторождениях, где они обычно выделяются после основной массы сульфидов совместно с самородным золотом, сульфосолями серебра, свинца, а также с минералами висмута. Несмотря на развитие большого числа теллуровых минералов, главная масса теллура, извлекаемого промышленностью, входит в состав сульфидов других металлов. В частности, теллур в несколько меньшей степени, чем селен, входит в состав халькопирита медно-никелевых месторождений магматического происхождения, а также халькопирита, развитого в медноколчеданных гидротермальных месторождениях. Теллур находится также в составе пирита, халькопирита, молибденита и галенита месторождений порфировых медных руд, полиметаллических месторождений алтайского типа, галенита свинцово-цинковых месторождений, связанных со скарнами, сульфидно-кобальтовых, сурьмяно-ртутных и некоторых других. Содержание теллура в молибдените колеблется в пределах 8 — 53 г/т, в халькопирите 9 — 31 г/т, в пирите до 70 г/т.

Получение

Основной источник — шламы электролитического рафинирования меди и свинца. Шламы подвергают обжигу, теллур остается в огарке, который промывают соляной кислотой. Из полученного солянокислого раствора теллур выделяют, пропуская через него сернистый газ SO2.

Для разделения селена и теллура добавляют серную кислоту. При этом выпадает диоксид теллура ТеО2, а H2SeO3 остается в растворе.

Из оксида ТеО2 теллур восстанавливают углем.

Для очистки теллура от серы и селена используют его способность под действием восстановителя (Al) в щелочной среде переходить в растворимый дителлурид динатрия Na2Te2:

6Te + 2Al + 8NaOH = 3Na2Te2 + 2Na[Al(OH)4].

Для осаждения теллура через раствор пропускают воздух или кислород:

2Na2Te2 + 2H2O + O2 = 4Te + 4NaOH.

Для получения теллура особой чистоты его хлорируют

Te + 2Cl2 = TeCl4.

Образующийся тетрахлорид очищают дистилляцией или ректификацией. Затем тетрахлорид гидролизуют водой:

TeCl4 + 2H2O = TeO2 + 4HCl,

а образовавшийся ТеО2 восстанавливают водородом:

TeO2 + 4H2 = Te + 2H2O.

Цены

Теллур — редкий элемент, и значительный спрос при малом объёме добычи определяет высокую его цену (около 200—300 долл. за кг в зависимости от чистоты), но, несмотря на это, диапазон областей его применения постоянно расширяется.

Физико-химические свойства

Теллур — хрупкое серебристо-белое вещество с металлическим блеском. В тонких слоях на просвет красно-коричневый, в парах — золотисто-жёлтый.

Химически теллур менее активен, чем сера. Он растворяется в щелочах, поддается действию азотной и серной кислот, но в разбавленной соляной кислоте растворяется слабо. С водой металлический теллур начинает реагировать при 100 °C, а в виде порошка он окисляется на воздухе даже при комнатной температуре, образуя оксид TeO2.

При нагреве на воздухе теллур сгорает, образуя TeO2. Это прочное соединение обладает меньшей летучестью, чем сам теллур. Поэтому для очистки теллура от оксидов их восстанавливают проточным водородом при 500—600 °C.

В расплавленном состоянии теллур довольно инертен, поэтому в качестве контейнерных материалов при его плавке применяют графит и кварц.

Полоний

Наши рекомендации