Теоретическая часть. Побочная подгруппа восьмой группы периодической системы охватывает три триады d-элементов и два искусственно полученных и мало исследованных элемента- хассий

Побочная подгруппа восьмой группы периодической системы охватывает три триады d-элементов и два искусственно полученных и мало исследованных элемента- хассий и мейтнерий. Элементы 5-го и 6-го периодов VIII-В группы, объединенняются в семейство платиновых металлов.

Железо, кобальт, никель объединяются в первую триаду- семейство железа. Все они представляют собой металлы. Очень сходны между собой. Атомы элементов семейства железа являются d- элементами и в отличие от элементов двух других триад VIII группы- платиновых металлов- не имеют свободного лантаноидного сжатия. Этим обусловлены особенности в химических свойствах элементов первой триады.

В химическом отношении железо, кобальт и никель относятся к металлам средней активности. В ряду стандартных электродных потенциалов они располагаются левее водорода, между цинком и оловом.

Кобальт и никель в коррозионном отношении заметно устойчивее железа, что согласуется с их положением в ряду стандартных электродных потенциалов.

Восстановительная активность у семейства железа понижается от железа к кобальту и никелю.

Степень окисления железа не бывает больше +6, у кобальта- не больше +5, у никеля- не больше +4. Наиболее типичны степени окисления для элементов триады железа +2, +3. При этом у железа степень окисления +3 заметно устойчивее, чем +2. У кобальта обе характерные степени окисления устойчивы примерно в равной мере, а у никеля более стабильна степень окисления +2.

Железу, кобальту, никелю свойственны ферромагнетизм, для них характерны высокие температуры плавления и большие плотности.

Элементы VIII-В группы образуют комплексные соединения, в частности, с аминами, органическими кислотами. В виде комплексных ионов железо и кобальт выполняют биологические функции в организмах растений и животных.

Железо- самый распространенный после алюминия металл на земном шаре: оно составляет 4% (масс.) земной коры. Температура плавления 1539±5˚С.

Железо - пластичный, серебристо-белый с сероватым отливом металл. Оно хорошо поддается ковке и другим видам механической обработки. Механические свойства железа сильно зависят от его чистоты - от содержания в нем даже весьма малых количеств других элементов.

В отсутствие влаги железо в обычных условиях пассивируется, но во влажном воздухе легко окисляется и покрывается ржавчиной, т.е. покрывается бурым налетом гидротированного оксида железа, который вследствие своей рыхлости не защищает железо от дальнейшего окисления:

4Fе + 3О₂ + 6Н₂O = 4Fе(ОН)₃

При нагревании железо взаимодействует почти со всеми неметаллами. Стандартный электродный потенциал Е⁰ процесса Э²⁺+2е =Э составляет −0.44В, поэтому железо легко взаимодействует с разбавленными кислотами, образуя производные Fе(II), но в концентрированных кислотах (азотной и серной) на холоду– пассивируется.

Железо образует сплавы различного состава. Сплавы железа с углеродом делятся на стали, содержащие меньше 2,14% углерода, и чугуны, содержащие больше 2,14% углерода.

Сталь, содержащая легирующие элементы (хром, никель, марганец, кремний, ванадий, молибден и др.), вводимые в определенных концентрациях для изменения ее свойств, называется легированной.

Чугун получают при восстановлении руд железа в домнах:

Fе₂O₃(г) + ЗСО(г) = 2Fе(т) + ЗСО₂(г)

Последующей обработкой чугуна получают сталь и техническое железо.

Кислород воздуха в присутствии воды легко окисляет белый осадок гидроксида железа (II) Fe(ОН)₂ до бурого осадка гидроксида железа (III) Fe(ОН)₃.

Гидроксид железа (III) более слабое основание, чем гидрооксид железа (II). Это выражается в том, что соли железа (III) сильно гидролизуются, а со слабыми кислотами (например, с угольной, с сероводородной) гидрооксид железа (III) солей не образует. Гидролизом объясняется и цвет раствора солей железа (III), их ион железа (III) почти бесцветен, но содержащие его растворы окрашены в желто- бурый цвет, что объясняется присутствием молекул Fе(ОН)₃, которые образуются благодаря гидролизу.

Кобальт – твердый, тягучий, похожий на железо блестящий серебристо-белый с розоватым отливом металл. Как и железо, он обладает магнитными свойствами. Вода, воздух на него не действуют.

Он менее активен, чем железо, значительно труднее растворяется в разбавленных кислотах. При действии щелочей на растворы солей кобальта (II) сначала выпадает осадок синей основной соли кобальта (II), который при кипячении жидкости переходит в осадок гидроксида кобальта (II) Со(ОН)₂ розового цвета:

СоСl₂ + NаОН = СоОНСl + NаСl

СоОНСl + NаОН = Со(ОН)₂ + NаСl

Кислород воздуха в присутствии воды также окисляет Со(ОН)₂ до темно-бурого осадка Со(ОН)₃, однако гораздо медленнее, чем гидроксид железа.

Соли кобальта (II) в безводном состоянии синего цвета, а в водном растворе гидротированны и имеют розовую окраску.

Соединения Со (III) менее устойчивы, чем соединения Со (II), и проявляют более сильно выраженную окислительную способность.

Для Со (II) очень характерна его способность к комплексобразованию. Комплексные соединения Со (III) более устойчивы, чем комплексные соединения Со (II). Комплексные соединения Со (II), хотя и известны, но очень неустойчивы.

Никель – серебристо-белый с желтоватым отливом металл, очень тверд, хорошо полируется, притягивается магнитом. Он характеризуется высокой коррозионной стойкостью - устойчив к действию воздуха и воды.

Менее активен, чем железо, хуже растворяется в разбавленных кислотах, нерастворим в щелочах. Концентрированные азотная и серная кислоты пассивируют никель, образуя на его поверхности оксидные пленки, обладающие сильным защитным действием.

Гидроксид никеля Ni(ОН)₂ выпадает в виде светло-зеленого осадка. В отличие от гидроксидов железа (II) и кобальта (II), он кислородом воздуха не окисляется. При действии окислителей переходит в черный гидрооксид никеля (III).

Гидрооксид никеля (III) подобен гидрооксиду кобальта (III ). Он обладает более выраженными окислительными свойствами.

Широко распространены только соли никеля (II).

Никель (II) образует много комплексных солей.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 218; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!