اکسید مس (II)، خواص، تولید، واکنش های شیمیایی. مس و ترکیبات آن فرمول شیمیایی اکسید مس 2
خواص شیمیاییاکسید مس (II)
توضیح مختصر اکسید مس (II):
اکسید مس(II) - مواد معدنیرنگ سیاه.
2. واکنش اکسید مس (II) با کربن:
CuO + C → Cu + CO (t = 1200 o C).
کربن.
3.واکنش اکسید مس(II) با خاکستری:
CuO + 2S → Cu + S 2 O (t = 150-200 o C).
واکنش در خلاء انجام می شود. در نتیجه واکنش، مس و اکسید تشکیل می شود گوگرد.
4. واکنش اکسید مس(II) با آلومینیوم:
3CuO + 2Al → 3Cu + Al 2 O 3 (t = 1000-1100 o C).
در نتیجه واکنش، مس و اکسید تشکیل می شود آلومینیوم.
5.واکنش اکسید مس(II) با مس:
CuO + Cu → Cu 2 O (t = 1000-1200 o C).
در نتیجه واکنش، اکسید مس (I) تشکیل می شود.
6. واکنش اکسید مس(II) با اکسید لیتیوم:
CuO + Li 2 O → Li 2 CuO 2 (t = 800-1000 o C, O 2).
واکنش در جریان اکسیژن صورت می گیرد. در نتیجه واکنش، لیتیوم کوپرات تشکیل می شود.
7. واکنش اکسید مس(II) با اکسید سدیم:
CuO + Na 2 O → Na 2 CuO 2 (t = 800-1000 o C, O 2).
واکنش در جریان اکسیژن صورت می گیرد. در نتیجه واکنش، کوپرات سدیم تشکیل می شود.
8.واکنش اکسید مس(II) با مونوکسید کربن:
CuO + CO → Cu + CO 2.
در نتیجه واکنش، مس و مونوکسید کربن (دی اکسید کربن) تشکیل می شود.
9. واکنش اکسید مس(II) با اکسید غده:
CuO + Fe 2 O 3 → CuFe 2 O 4 (t o).
در نتیجه واکنش، نمکی تشکیل می شود - فریت مس. واکنش زمانی ادامه می یابد که مخلوط واکنش کلسینه شود.
10. واکنش اکسید مس(II) با اسید هیدروفلوئوریک:
CuO + 2HF → CuF 2 + H 2 O.
در نتیجه یک واکنش شیمیایی، نمکی به دست می آید - فلوراید مس و آب.
11.واکنش اکسید مس(II) با اسید نیتریک:
CuO + 2HNO 3 → 2Cu(NO 3) 2 + H 2 O.
در نتیجه یک واکنش شیمیایی، نمک به دست می آید - نیترات مس و اب .
اکسید مس نیز به طور مشابه واکنش نشان می دهد(II) و با سایر اسیدها
12. واکنش اکسید مس(II) با هیدروژن بروماید (هیدروژن برمید):
CuO + 2HBr → CuBr 2 + H 2 O.
در نتیجه یک واکنش شیمیایی، نمکی به دست می آید - برمید مس و اب .
13. واکنش اکسید مس(II) با ید هیدروژن:
CuO + 2HI → CuI 2 + H 2 O.
در نتیجه یک واکنش شیمیایی، نمکی به دست می آید - یدید مس و اب .
14. واکنش اکسید مس(II) با هیدروکسید سدیم :
CuO + 2NaOH → Na 2 CuO 2 + H 2 O.
در نتیجه یک واکنش شیمیایی، نمکی به دست می آید - کوپرات سدیم و اب .
15.واکنش اکسید مس(II) با پتاسیم هیدروکسید :
CuO + 2KOH → K 2 CuO 2 + H 2 O.
در نتیجه یک واکنش شیمیایی، نمکی به دست می آید - کوپرات پتاسیم و اب .
16.واکنش اکسید مس(II) با هیدروکسید سدیم و آب:
CuO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 2 (t = 100 o C).
هیدروکسید سدیم در آب حل می شود. محلول هیدروکسید سدیم در آب 20-30٪. واکنش در زمان جوشیدن ادامه می یابد. در نتیجه یک واکنش شیمیایی، سدیم تتراهیدروکسوکوپرات به دست می آید.
17.واکنش اکسید مس(II) با سوپراکسید پتاسیم:
2CuO + 2KO 2 → 2KCuO 2 + O 2 (t = 400-500 o C).
در نتیجه یک واکنش شیمیایی، نمکی به دست می آید - کوپرات پتاسیم (III) و
کاربرد
نمایندگان زیادی برای هر یک از آنها وجود دارد، اما اکسیدها بدون شک موقعیت پیشرو را اشغال می کنند. یک عنصر شیمیایی می تواند چندین ترکیب دوتایی مختلف با اکسیژن در یک زمان داشته باشد. مس نیز این خاصیت را دارد. او سه اکسید دارد. بیایید با جزئیات بیشتری به آنها نگاه کنیم.
اکسید مس (I).
فرمول آن Cu 2 O است. در برخی منابع، این ترکیب ممکن است همی اکسید مس، اکسید دی مس یا اکسید مس نامیده شود.
خواص
این یک ماده کریستالی است که رنگ آن قهوه ای مایل به قرمز است. این اکسید در آب و اتانول نامحلول است. این ماده می تواند بدون تجزیه در دمای کمی بیش از 1240 درجه سانتیگراد ذوب شود. این ماده با آب برهمکنش نمی کند، اما اگر شرکت کنندگان در واکنش با آن اسید هیدروکلریک غلیظ، قلیایی، اسید نیتریک، هیدرات آمونیاک باشند، می تواند به محلول منتقل شود. نمک های آمونیوم، اسید سولفوریک.
بدست آوردن اکسید مس (I)
می توان آن را با حرارت دادن مس فلزی یا در محیطی که اکسیژن غلظت کمی دارد و همچنین در جریانی از اکسیدهای نیتروژن خاص و همراه با اکسید مس (II) بدست آورد. علاوه بر این، می تواند محصول واکنش تجزیه حرارتی دومی باشد. اگر سولفید مس (I) در جریانی از اکسیژن گرم شود، اکسید مس (I) نیز به دست می‌آید. روش‌های پیچیده‌تری برای به دست آوردن آن وجود دارد (به عنوان مثال، احیای یکی از هیدروکسیدهای مس، تبادل یونی هر نمک مس تک ظرفیتی با قلیایی و غیره)، اما آنها فقط در آزمایشگاه‌ها انجام می‌شوند.
کاربرد
به عنوان رنگدانه هنگام نقاشی سرامیک، شیشه مورد نیاز است. جزء رنگ هایی است که قسمت زیر آب کشتی را از رسوب محافظت می کند. همچنین به عنوان قارچ کش استفاده می شود. دریچه های اکسید مس بدون آن نمی توانند کار کنند.
اکسید مس (II).
فرمول آن CuO است. در بسیاری از منابع می توان آن را با نام اکسید مس یافت.
خواص
این بالاترین اکسید مس است. این ماده ظاهر بلورهای سیاه رنگی دارد که تقریباً در آب نامحلول هستند. با اسید واکنش می دهد و در طی این واکنش نمک مربوط به مس دو ظرفیتی و همچنین آب را تشکیل می دهد. هنگامی که با قلیایی ذوب می شود، محصولات واکنش با کوپرات ها نشان داده می شوند. تجزیه اکسید مس (II) در دمای حدود 1100 درجه سانتیگراد رخ می دهد. آمونیاک، مونوکسید کربن، هیدروژن و زغال سنگ قادر به استخراج مس فلزی از این ترکیب هستند.
اعلام وصول
می توان آن را با گرم کردن مس فلزی در هوا تحت یک شرایط به دست آورد - دمای گرمایش باید زیر 1100 درجه سانتیگراد باشد. اکسید مس (II) را می توان با گرم کردن کربنات، نیترات، هیدروکسید مس دو ظرفیتی نیز به دست آورد.
کاربرد
از این اکسید برای رنگ آمیزی سبز یا رنگ ابیمینا و شیشه، و همچنین انواع مسی یاقوتی از دومی را تولید می کند. در آزمایشگاه، از این اکسید برای کشف خواص کاهشی مواد استفاده می شود.
اکسید مس (III).
فرمول آن Cu 2 O 3 است. این نام سنتی دارد که احتمالاً کمی غیر معمول به نظر می رسد - اکسید مس.
خواص
ظاهر کریستال های قرمز رنگی دارد که در آب حل نمی شوند. تجزیه این ماده در دمای 400 درجه سانتیگراد اتفاق می افتد، محصولات این واکنش اکسید مس (II) و اکسیژن است.
اعلام وصول
می توان آن را با اکسید کردن هیدروکسید مس دو ظرفیتی با پراکسید دی سولفات پتاسیم به دست آورد. شرط لازمواکنش ها - محیط قلیایی که باید در آن رخ دهد.
کاربرد
این ماده به خودی خود استفاده نمی شود. در علم و صنعت، محصولات حاصل از تجزیه آن - اکسید مس (II) و اکسیژن - بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.
نتیجه
این همه اکسیدهای مس است. چندین مورد از آنها وجود دارد زیرا مس دارای ظرفیت متغیر است. عناصر دیگری نیز وجود دارند که دارای چندین اکسید هستند، اما در فرصتی دیگر در مورد آنها صحبت خواهیم کرد.
مس (Cu) متعلق به عناصر d است و در گروه IB جدول تناوبی D.I. مندلیف قرار دارد. پیکربندی الکترونیکی اتم مس در حالت پایه به جای فرمول مورد انتظار 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 9 4s 2 به صورت 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 نوشته شده است. به عبارت دیگر، در مورد یک اتم مس، به اصطلاح "پرش الکترون" از سطح فرعی 4s به زیرسطح 3d مشاهده می شود. برای مس، علاوه بر صفر، حالت های اکسیداسیون +1 و +2 امکان پذیر است. حالت اکسیداسیون +1 مستعد عدم تناسب است و فقط در ترکیبات نامحلول مانند CuI، CuCl، Cu 2 O و غیره و همچنین در ترکیبات پیچیده، به عنوان مثال، Cl و OH پایدار است. ترکیبات مس در حالت اکسیداسیون 1+ رنگ خاصی ندارند. بنابراین، اکسید مس (I) بسته به اندازه بلورها می تواند قرمز تیره (بلورهای بزرگ) و زرد (بلورهای کوچک) باشد، CuCl و CuI سفید و Cu 2 S سیاه و آبی است. از نظر شیمیایی پایدارتر حالت اکسیداسیون مس برابر 2+ است. نمک های حاوی مس در یک حالت اکسیداسیون معین به رنگ آبی و سبز آبی هستند.
مس فلزی بسیار نرم، چکش خوار و انعطاف پذیر با رسانایی الکتریکی و حرارتی بالا است. رنگ مس متالیک قرمز مایل به صورتی است. مس در سری فعالیت فلزات در سمت راست هیدروژن قرار دارد، یعنی. به فلزات کم فعال اشاره دارد.
با اکسیژن
در شرایط عادی، مس با اکسیژن برهمکنش ندارد. برای ادامه واکنش بین آنها گرما لازم است. بسته به مقدار زیاد یا کمبود اکسیژن و شرایط دماییمی تواند اکسید مس (II) و اکسید مس (I) را تشکیل دهد:
با گوگرد
واکنش گوگرد با مس، بسته به شرایط انجام، می تواند منجر به تشکیل سولفید مس (I) و سولفید مس (II) شود. هنگامی که مخلوط پودر مس و S تا دمای 300-400 درجه سانتیگراد گرم می شود، سولفید مس (I) تشکیل می شود:
با کمبود گوگرد و واکنش در دمای بیش از 400 درجه سانتیگراد، سولفید مس (II) تشکیل می شود. با این حال، بیشتر به روشی سادهبدست آوردن سولفید مس (II) از مواد ساده، برهمکنش مس با گوگرد محلول در دی سولفید کربن است:
این واکنش در دمای اتاق.
با هالوژن
مس با فلوئور، کلر و برم واکنش می دهد و هالیدهایی با فرمول کلی CuHal 2 ایجاد می کند که هال F، Cl یا Br است:
Cu + Br 2 = CuBr 2
در مورد ید، ضعیف ترین عامل اکسید کننده در بین هالوژن ها، یدید مس (I) تشکیل می شود:
مس با هیدروژن، نیتروژن، کربن و سیلیکون برهمکنش ندارد.
با اسیدهای غیر اکسید کننده
تقریباً همه اسیدها اسیدهای غیر اکسید کننده هستند، به جز اسید سولفوریک غلیظ و اسید نیتریک با هر غلظتی. از آنجایی که اسیدهای غیر اکسید کننده قادرند فقط فلزاتی را که در سری فعالیت هستند تا هیدروژن اکسید کنند. این بدان معنی است که مس با چنین اسیدهایی واکنش نمی دهد.
با اسیدهای اکسید کننده
- اسید سولفوریک غلیظ
مس با اسید سولفوریک غلیظ هم هنگام گرم شدن و هم در دمای اتاق واکنش می دهد. هنگامی که گرم می شود، واکنش مطابق با معادله ادامه می یابد:
از آنجایی که مس یک عامل احیا کننده قوی نیست، گوگرد در این واکنش تنها به حالت اکسیداسیون +4 کاهش می یابد (در SO 2).
- با اسید نیتریک رقیق
واکنش مس با HNO 3 رقیق منجر به تشکیل نیترات مس (II) و مونوکسید نیتروژن می شود:
3Cu + 8HNO 3 (تفاوت) = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O
- با اسید نیتریک غلیظ
HNO 3 غلیظ به راحتی با مس در شرایط عادی واکنش می دهد. تفاوت بین واکنش مس با اسید نیتریک غلیظ و برهمکنش با اسید نیتریک رقیق در محصول احیای نیتروژن است. در مورد HNO 3 غلیظ، نیتروژن به میزان کمتری کاهش می یابد: به جای اکسید نیتریک (II)، اکسید نیتریک (IV) تشکیل می شود، که با رقابت بیشتر بین مولکول های اسید نیتریک در اسید غلیظ برای الکترون های آن همراه است. عامل کاهنده (مس):
Cu + 4HNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
با اکسیدهای غیر فلزی
مس با برخی از اکسیدهای غیر فلزی واکنش می دهد. به عنوان مثال، با اکسیدهایی مانند NO 2، NO، N 2 O، مس به اکسید مس (II) اکسید می شود و نیتروژن به حالت اکسیداسیون 0 کاهش می یابد، یعنی. یک ماده ساده N 2 تشکیل می شود:
در مورد دی اکسید گوگرد، به جای یک ماده ساده (گوگرد)، سولفید مس (I) تشکیل می شود. این به این دلیل است که مس با گوگرد، بر خلاف نیتروژن، واکنش می دهد:
با اکسیدهای فلزی
هنگام پخت مس فلزی با اکسید مس (II) در دمای 1000-2000 درجه سانتیگراد، اکسید مس (I) را می توان بدست آورد:
همچنین، مس فلزی می تواند اکسید آهن (III) را پس از کلسینه شدن به اکسید آهن (II) کاهش دهد:
با نمک های فلزی
مس فلزات کمتر فعال (در سمت راست آن در سری فعالیت) را از محلول های نمک آنها جابجا می کند:
Cu + 2AgNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + 2 Ag ↓
یک واکنش جالب نیز رخ می دهد، که در آن مس در نمک یک فلز فعال تر - آهن در حالت اکسیداسیون +3 حل می شود. با این حال، هیچ تناقضی وجود ندارد، زیرا مس آهن را از نمک آن جابه جا نمی کند، بلکه فقط آن را از حالت اکسیداسیون +3 به حالت اکسیداسیون +2 باز می گرداند:
Fe 2 (SO 4) 3 + Cu \u003d CuSO 4 + 2FeSO 4
Cu + 2FeCl 3 = CuCl 2 + 2 FeCl 2
واکنش اخیر در تولید ریز مدارها در مرحله اچ کردن تخته های مسی استفاده می شود.
خوردگی مس
مس زمانی که در معرض رطوبت، دی اکسید کربن و اکسیژن اتمسفر قرار می گیرد به مرور زمان خورده می شود:
2Cu + H 2 O + CO 2 + O 2 \u003d (CuOH) 2 CO 3
در نتیجه این واکنش، محصولات مسی با یک پوشش سبز آبی شل از هیدروکسی کربنات مس (II) پوشانده می شوند.
خواص شیمیایی روی
روی روی در گروه IIB دوره چهارم قرار دارد. پیکربندی الکترونیکی اوربیتال های ظرفیت اتم های یک عنصر شیمیایی در حالت پایه 3d 10 4s 2 . برای روی، تنها یک حالت اکسیداسیون منفرد ممکن است، برابر با 2. اکسید روی ZnO و روی هیدروکسید Zn(OH) 2 تلفظ شده است خواص آمفوتریک.
روی زمانی که در هوا ذخیره می شود کدر می شود و با لایه نازکی از اکسید روی پوشیده می شود. اکسیداسیون به‌ویژه در رطوبت بالا و در حضور دی‌اکسید کربن به آسانی به دلیل واکنش زیر انجام می‌شود:
2Zn + H 2 O + O 2 + CO 2 → Zn 2 (OH) 2 CO 3
بخار روی در هوا می سوزد و نوار نازکی از روی پس از درخشش در شعله مشعل، با شعله ای مایل به سبز در آن می سوزد:
هنگامی که روی فلزی گرم می شود، با هالوژن، گوگرد، فسفر نیز برهم کنش دارد:
روی به طور مستقیم با هیدروژن، نیتروژن، کربن، سیلیکون و بور واکنش نمی دهد.
روی با اسیدهای غیر اکسید کننده واکنش می دهد و هیدروژن آزاد می کند:
Zn + H 2 SO 4 (20%) → ZnSO 4 + H 2
Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2
روی صنعتی مخصوصاً به راحتی در اسیدها حل می شود، زیرا حاوی ناخالصی های سایر فلزات کمتر فعال، به ویژه کادمیوم و مس است. روی با خلوص بالا به دلایل خاصی در برابر اسیدها مقاوم است. برای تسریع واکنش، نمونه ای از روی با خلوص بالا با مس در تماس است یا مقدار کمی نمک مس به محلول اسید اضافه می شود.
در دمای 800-900 درجه سانتیگراد (گرمای قرمز)، روی فلزی که در حالت مذاب قرار دارد، با بخار آب فوق گرم شده برهم کنش می کند و هیدروژن را از آن آزاد می کند:
Zn + H 2 O \u003d ZnO + H 2
روی همچنین با اسیدهای اکسید کننده واکنش می دهد: سولفوریک غلیظ و نیتریک.
روی به عنوان یک فلز فعال می تواند دی اکسید گوگرد، گوگرد عنصری و حتی سولفید هیدروژن را با اسید سولفوریک غلیظ تشکیل دهد.
Zn + 2H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
ترکیب محصولات کاهش اسید نیتریک با غلظت محلول تعیین می شود:
Zn + 4HNO 3 (conc.) = Zn(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
3Zn + 8HNO 3 (40%) = 3Zn(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O
4Zn + 10HNO 3 (20%) = 4Zn (NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O
5Zn + 12HNO 3 (6%) = 5Zn(NO 3) 2 + N 2 + 6H 2 O
4Zn + 10HNO 3 (0.5%) = 4Zn(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O
جهت فرآیند نیز تحت تأثیر دما، مقدار اسید، خلوص فلز و زمان واکنش است.
روی با محلول های قلیایی واکنش داده و تشکیل می شود تتراهیدروکسوزینکات هاو هیدروژن:
روی + 2 NaOH + 2H 2 O \u003d Na 2 + H 2
Zn + Ba (OH) 2 + 2H 2 O \u003d Ba + H 2
با قلیاهای بی آب، روی، هنگامی که ذوب می شود، تشکیل می شود زینکات هاو هیدروژن:
در یک محیط بسیار قلیایی، روی یک عامل احیا کننده بسیار قوی است که قادر به کاهش نیتروژن در نیترات ها و نیتریت ها به آمونیاک است:
4Zn + NaNO 3 + 7NaOH + 6H 2 O → 4Na 2 + NH 3
به دلیل کمپلکس شدن، روی به آرامی در محلول آمونیاک حل می شود و هیدروژن را کاهش می دهد:
روی + 4NH 3 H 2 O → (OH) 2 + H 2 + 2H 2 O
روی همچنین فلزات کمتر فعال (در سمت راست آن در سری فعالیت) را از محلول های آبی نمک آنها بازیابی می کند:
Zn + CuCl 2 \u003d Cu + ZnCl 2
Zn + FeSO 4 \u003d Fe + ZnSO 4
خواص شیمیایی کروم
کروم عنصری از گروه VIB جدول تناوبی است. پیکربندی الکترونیکی اتم کروم به صورت 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 نوشته شده است. در مورد کروم و همچنین در مورد اتم مس، به اصطلاح "لغزش الکترون" مشاهده می شود.
بیشترین حالت های اکسیداسیون کروم 2+، 3+ و 6+ است. آنها را باید به خاطر داشت و در چارچوب برنامه USE در شیمی، می‌توان فرض کرد که کروم هیچ حالت اکسیداسیون دیگری ندارد.
در شرایط عادی، کروم در برابر خوردگی هم در هوا و هم در آب مقاوم است.
تعامل با غیر فلزات
با اکسیژن
کروم فلزی پودری که تا دمای بیش از 600 درجه سانتیگراد گرم می شود، در اکسیژن خالص می سوزد و اکسید کروم (III) را تشکیل می دهد:
4Cr + 3O 2 = o تی=> 2Cr 2 O 3
با هالوژن
کروم با کلر و فلوئور واکنش می دهد دمای پاییننسبت به اکسیژن (به ترتیب 250 و 300 درجه سانتیگراد):
2Cr + 3F 2 = o تی=> 2CrF 3
2Cr + 3Cl 2 = o تی=> 2CrCl 3
کروم با برم در دمای قرمز (850-900 درجه سانتیگراد) واکنش می دهد:
2Cr + 3Br 2 = o تی=> 2CrBr 3
با نیتروژن
کروم فلزی در دماهای بالاتر از 1000 درجه سانتیگراد با نیتروژن برهمکنش می کند:
2Cr + N 2 = oتی=> 2CrN
با گوگرد
با گوگرد، کروم می تواند هم سولفید کروم (II) و هم سولفید کروم (III) را تشکیل دهد، بسته به نسبت گوگرد و کروم:
Cr+S= o t=> CRS
2Cr+3S= o t=> Cr 2 S 3
کروم با هیدروژن واکنش نمی دهد.
تعامل با مواد پیچیده
تعامل با آب
کروم متعلق به فلزات با فعالیت متوسط (واقع در سری فعالیت فلزات بین آلومینیوم و هیدروژن) است. این بدان معنی است که واکنش بین کروم داغ و بخار آب فوق گرم انجام می شود:
2Cr + 3H 2 O = o t=> Cr 2 O 3 + 3H 2
تعامل با اسیدها
کروم، در شرایط عادی، توسط اسیدهای سولفوریک و نیتریک غلیظ غیرفعال می شود، اما در هنگام جوشیدن در آنها حل می شود، در حالی که به حالت اکسیداسیون +3 اکسید می شود:
Cr + 6HNO 3 (conc.) = به=> Cr(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O
2Cr + 6H 2 SO 4 (conc) = به=> Cr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O
در مورد اسید نیتریک رقیق، محصول اصلی کاهش نیتروژن یک ماده ساده N 2 است:
10Cr + 36HNO 3 (razb) \u003d 10Cr (NO 3) 3 + 3N 2 + 18H 2 O
کروم در سری فعالیت در سمت چپ هیدروژن قرار دارد، به این معنی که می تواند H2 را از محلول های اسیدهای غیر اکسید کننده آزاد کند. در جریان چنین واکنش هایی، در صورت عدم دسترسی به اکسیژن اتمسفر، نمک های کروم (II) تشکیل می شوند:
Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2
Cr + H 2 SO 4 (razb.) \u003d CrSO 4 + H 2
هنگام انجام واکنش به بیرون از خانهکروم دو ظرفیتی فوراً توسط اکسیژن موجود در هوا اکسید می شود و به حالت اکسیداسیون +3 می رسد. در این مورد، برای مثال، معادله با اسید کلریدریک به شکل زیر خواهد بود:
4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl 3 + 6H 2 O
هنگامی که فلز کروم با عوامل اکسید کننده قوی در حضور قلیاها ذوب می شود، کروم به حالت اکسیداسیون 6+ اکسید می شود و تشکیل می شود. کرومات ها:
خواص شیمیایی آهن
آهن، عنصری شیمیایی در گروه VIIB و دارای شماره سریال 26 در جدول تناوبی. توزیع الکترون ها در یک اتم آهن به شرح زیر است 26 Fe1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2، یعنی آهن متعلق به عناصر d است، زیرا زیرسطح d در مورد آن پر شده است. بیشتر مشخصه دو حالت اکسیداسیون +2 و +3 است. اکسید FeO و هیدروکسید Fe(OH) 2 تحت سلطه خواص اساسی هستند، اکسید Fe2O3 و هیدروکسید Fe(OH)3 بطور قابل توجهی آمفوتر هستند. بنابراین اکسید و هیدروکسید آهن (lll) هنگام جوشاندن در محلول های غلیظ قلیاها تا حدی حل می شوند و همچنین در هنگام همجوشی با قلیاهای بی آب واکنش می دهند. لازم به ذکر است که حالت اکسیداسیون آهن +2 بسیار ناپایدار است و به راحتی به حالت اکسیداسیون +3 می رسد. ترکیبات آهن همچنین در حالت اکسیداسیون نادر 6+ شناخته می شوند - فرات ها، نمک های موجود "اسید آهن" H 2 FeO 4. این ترکیبات فقط در حالت جامد یا در محلول های قلیایی قوی نسبتاً پایدار هستند. با قلیائیت ناکافی محیط، فرات ها به سرعت حتی آب را اکسید می کنند و اکسیژن را از آن آزاد می کنند.
تعامل با مواد ساده
با اکسیژن
هنگام سوختن در اکسیژن خالص، آهن به اصطلاح تشکیل می شود اهن مقیاس، دارای فرمول Fe 3 O 4 و در واقع نمایانگر یک اکسید مخلوط است که ترکیب آن را می توان به صورت مشروط با فرمول FeO∙Fe 2 O 3 نشان داد. واکنش احتراق آهن به شکل زیر است:
3Fe + 2O 2 = به=> Fe 3 O 4
با گوگرد
هنگام گرم شدن، آهن با گوگرد واکنش می دهد و سولفید آهن را تشکیل می دهد:
Fe+S= به=> FeS
یا با گوگرد زیاد دی سولفید آهن:
Fe + 2S = به=> FeS2
با هالوژن
با همه هالوژن ها به جز ید، آهن فلزی به حالت اکسیداسیون 3+ اکسید می شود و هالیدهای آهن را تشکیل می دهد (lll):
2Fe + 3F 2 = به=> 2FeF 3 - فلوراید آهن (ll)
2Fe + 3Cl 2 = به=> 2FeCl 3 - کلرید آهن (lll)
ید، به عنوان ضعیف ترین عامل اکسید کننده در بین هالوژن ها، آهن را فقط تا حالت اکسیداسیون +2 اکسید می کند:
Fe + I 2 = به=> FeI 2 - یدید آهن (ll)
لازم به ذکر است که ترکیبات آهن فریک به راحتی یون های یدید را در محلول آبی اکسید می کنند تا ید I 2 آزاد شود در حالی که به حالت اکسیداسیون +2 باز می گردند. نمونه هایی از واکنش های مشابه بانک FIPI:
2FeCl 3 + 2KI = 2FeCl 2 + I 2 + 2KCl
2Fe(OH) 3 + 6HI = 2FeI 2 + I 2 + 6H 2 O
Fe 2 O 3 + 6HI \u003d 2FeI 2 + I 2 + 3H 2 O
با هیدروژن
آهن با هیدروژن واکنش نمی دهد (فقط فلزات قلیایی و فلزات قلیایی خاکی با هیدروژن فلزات واکنش می دهند):
تعامل با مواد پیچیده
تعامل با اسیدها
با اسیدهای غیر اکسید کننده
از آنجایی که آهن در سری فعالیت در سمت چپ هیدروژن قرار دارد، به این معنی است که می تواند هیدروژن را از اسیدهای غیر اکسید کننده (تقریباً همه اسیدها به جز H 2 SO 4 (conc.) و HNO 3 با هر غلظتی جایگزین کند.
Fe + H 2 SO 4 (تفاوت) \u003d FeSO 4 + H 2
Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2
توجه به چنین ترفندی در از تکالیف استفاده کنید، به عنوان یک سوال در مورد این موضوع که آهن تحت تأثیر اسید کلریدریک رقیق و غلیظ روی آن تا چه درجه اکسیداسیون اکسید می شود. پاسخ صحیح در هر دو حالت تا +2 است.
دام در اینجا در انتظار شهودی اکسیداسیون عمیق تر آهن (تا s.o. +3) در مورد تعامل آن با اسید هیدروکلریک غلیظ است.
برهمکنش با اسیدهای اکسید کننده
در شرایط عادی، آهن به دلیل غیرفعال شدن با اسیدهای سولفوریک و نیتریک غلیظ واکنش نمی دهد. با این حال، هنگام جوشاندن با آنها واکنش نشان می دهد:
2Fe + 6H 2 SO 4 = o t=> Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O
Fe + 6HNO 3 = o t=> Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O
لطفا توجه داشته باشید که رقیق شده است اسید سولفوریکآهن را به حالت اکسیداسیون 2+ اکسید کرده و تا 3+ غلیظ می کند.
خوردگی (زنگ زدن) آهن
در هوای مرطوب، آهن خیلی سریع زنگ می‌زند:
4Fe + 6H 2 O + 3O 2 \u003d 4Fe (OH) 3
آهن در شرایط عادی و یا در زمان جوشاندن در غیاب اکسیژن با آب واکنش نمی دهد. واکنش با آب فقط در دمای بالاتر از دمای حرارت قرمز (> 800 درجه سانتیگراد) ادامه می یابد. آن ها..
کوپروم (مس) یکی از فلزات کم فعال است. با تشکیل ترکیبات شیمیایی با حالت های اکسیداسیون +1 و +2 مشخص می شود. به عنوان مثال، دو اکسید که ترکیبی از دو عنصر Cu و اکسیژن O هستند: با حالت اکسیداسیون +1 - اکسید مس Cu2O و حالت اکسیداسیون +2 - اکسید مس CuO. حتی اگر از یک چیز تشکیل شده باشند عناصر شیمیایی، اما هر کدام ویژگی های خاص خود را دارند. در سرما، فلز بسیار ضعیف با اکسیژن اتمسفر برهمکنش می‌کند و با لایه‌ای پوشیده می‌شود که اکسید مس است که از اکسید شدن بیشتر مس جلوگیری می‌کند. با حرارت دادن، این ماده ساده با شماره سریال 29 در جدول تناوبی کاملا اکسید می شود. در این حالت، اکسید مس (II) نیز تشکیل می شود: 2Cu + O2 → 2CuO.
اکسید نیتروژن یک جامد قرمز مایل به قهوه ای با جرم مولی 143.1 گرم در مول است. نقطه ذوب این ترکیب 1235 درجه سانتیگراد و نقطه جوش 1800 درجه سانتیگراد است. در آب نامحلول است، اما در اسیدها محلول است. اکسید مس (I) در (غلیظ) رقیق می شود و یک کمپلکس بی رنگ + تشکیل می شود که به راحتی در هوا اکسید می شود و به کمپلکس آمونیوم آبی-بنفش 2+ تبدیل می شود که در اسید هیدروکلریک حل می شود و CuCl2 تشکیل می دهد. در تاریخ فیزیک نیمه هادی ها، Cu2O یکی از مواد مورد مطالعه است.
اکسید مس (I) که به عنوان همی اکسید نیز شناخته می شود، دارای خواص اساسی است. می توان آن را با اکسیداسیون فلز به دست آورد: 4Cu + O2 → 2 Cu2O. ناخالصی هایی مانند آب و اسیدها بر سرعت این فرآیند و همچنین اکسیداسیون بیشتر به اکسید دو ظرفیتی تأثیر می گذارد. اکسید مس می تواند به این شکل فلز و نمک خالص حل شود: H2SO4 + Cu2O → Cu + CuSO4 + H2O. طبق یک طرح مشابه، یک اکسید با درجه +1 با سایر اسیدهای حاوی اکسیژن برهمکنش می کند. در برهمکنش همی اکسید با اسیدهای حاوی هالوژن، نمک های فلزی تک ظرفیتی تشکیل می شود: 2HCl + Cu2O → 2CuCl + H2O.
اکسید مس (I) در طبیعت به شکل سنگ معدن قرمز (این نام قدیمی است، همراه با یاقوت مس) وجود دارد که به آن ماده معدنی "Cuprite" می گویند. تحصیلات او می طلبد مدت زمان طولانی. می توان آن را به صورت مصنوعی در دماهای بالا یا تحت فشار اکسیژن بالا تولید کرد. همی اکسید معمولاً به عنوان قارچ کش، به عنوان رنگدانه، به عنوان یک عامل ضد رسوب در رنگ های زیر آب یا دریایی و به عنوان کاتالیزور استفاده می شود.
اما تاثیر این ماده با فرمول شیمیایی Cu2O بر بدن می تواند خطرناک باشد. در صورت استنشاق باعث تنگی نفس، سرفه و زخم و سوراخ شدن مجاری تنفسی می شود. تحریک کننده هنگام بلعیدن دستگاه گوارشهمراه با استفراغ، درد و اسهال.
H2 + CuO → Cu + H2O;
CO + CuO → Cu + CO2.
اکسید مس (II) در سرامیک ها (به عنوان رنگدانه) برای تولید لعاب (آبی، سبز و قرمز و گاهی صورتی، خاکستری یا سیاه) استفاده می شود. همچنین به عنوان اعمال می شود افزودنی غذاییدر حیوانات برای کاهش کمبود مس در بدن. این یک ماده ساینده است که برای پرداخت تجهیزات نوری ضروری است. برای تولید سلول های خشک، برای تولید سایر نمک های مس استفاده می شود. از ترکیب CuO در جوشکاری آلیاژهای مس نیز استفاده می شود.
قرار گرفتن در معرض ترکیب شیمیایی CuO نیز می تواند برای بدن انسان خطرناک باشد. در صورت استنشاق باعث تحریک ریه می شود. اکسید مس (II) می تواند باعث تب بخار فلز (MFF) شود. اکسید مس باعث تغییر رنگ پوست می شود، ممکن است مشکلات بینایی ظاهر شود. هنگام مصرف، مانند همی اکسید، منجر به مسمومیت می شود که با علائمی به شکل استفراغ و درد همراه است.
