Նրանցից յուրաքանչյուրի ներկայացուցիչները շատ են, բայց առաջատար դիրքը, անկասկած, զբաղեցնում են օքսիդները։ Մեկ քիմիական տարրը կարող է միաժամանակ ունենալ մի քանի տարբեր երկուական միացություններ թթվածնով: Պղնձը նույնպես ունի այս հատկությունը: Այն ունի երեք օքսիդ. Եկեք մանրամասն նայենք դրանց:

Պղնձի (I) օքսիդ

Դրա բանաձևը Cu 2 O է: Որոշ աղբյուրներում այս միացությունը կարող է կոչվել պղնձի կիսաօքսիդ, միջին օքսիդ կամ պղնձի օքսիդ:

Հատկություններ

Բյուրեղային նյութ է՝ դարչնագույն կարմիր գույնով։ Այս օքսիդը անլուծելի է ջրի և էթիլային սպիրտում։ Այն կարող է հալվել առանց տարրալուծման 1240 o C-ից մի փոքր ավելի ջերմաստիճանում: Այս նյութը չի փոխազդում ջրի հետ, բայց կարող է տեղափոխվել լուծույթ, եթե ներգրավված են խտացված աղաթթու, ալկալի, ազոտաթթու, ամոնիակի հիդրատ, ամոնիումի աղեր, ծծմբաթթու: դրա հետ արձագանքում...

Պղնձի (I) օքսիդի ստացում

Այն կարելի է ստանալ մետաղական պղնձի տաքացմամբ կամ այնպիսի միջավայրում, որտեղ թթվածինը ցածր կոնցենտրացիան ունի, ինչպես նաև ազոտի որոշ օքսիդների հոսքում և պղնձի (II) օքսիդի հետ միասին։ Բացի այդ, այն կարող է դառնալ վերջինիս ջերմային քայքայման ռեակցիայի արդյունք։ Պղնձի (I) օքսիդը ստացվում է նույնիսկ եթե պղնձի (I) սուլֆիդը տաքացվում է թթվածնի հոսքի մեջ։ Կան դրա արտադրության այլ, ավելի բարդ մեթոդներ (օրինակ՝ պղնձի հիդրօքսիդներից մեկի վերականգնում, ցանկացած պղնձի աղի իոնափոխանակում ալկալիով և այլն), բայց դրանք կիրառվում են միայն լաբորատորիաներում։

Դիմում

Անհրաժեշտ է որպես պիգմենտ կերամիկա, ապակի ներկելիս; ներկերի բաղադրիչ, որը պաշտպանում է նավի ստորջրյա մասը աղտոտումից: Օգտագործվում է նաև որպես ֆունգիցիդ։ Պղնձի օքսիդի փականները չեն կարող անել առանց դրա:

Պղնձի (II) օքսիդ

Դրա բանաձևը CuO է: Շատ աղբյուրներում այն ​​կարելի է գտնել պղնձի օքսիդ անվան տակ։

Հատկություններ

Այն ամենաբարձր պղնձի օքսիդն է։ Նյութը ունի սև բյուրեղների ձև, որոնք գրեթե չեն լուծվում ջրում։ Փոխազդում է թթվի հետ և այս ռեակցիայի ժամանակ առաջանում է համապատասխան երկվալենտ պղնձի աղ, ինչպես նաև ջուր։ Երբ միաձուլվում են ալկալիների հետ, ռեակցիայի արգասիքները ներկայացված են կուպրատներով։ Պղնձի (II) օքսիդի տարրալուծումը տեղի է ունենում մոտ 1100 o C ջերմաստիճանում: Ամոնիակը, ածխածնի օքսիդը, ջրածինը և ածուխը կարող են մետաղական պղինձ կորզել այս միացությունից:

Ստանալով

Այն կարելի է ձեռք բերել օդային միջավայրում մետաղական պղինձը տաքացնելով մեկ պայմանով. ջեռուցման ջերմաստիճանը պետք է լինի 1100 ° C-ից ցածր: Նաև պղնձի (II) օքսիդը կարելի է ձեռք բերել կարբոնատ, նիտրատ, երկվալենտ պղնձի հիդրօքսիդ տաքացնելով:

Դիմում

Այս օքսիդի օգնությամբ էմալն ու ապակին ներկվում են կանաչ կամ կապույտ գույնով, արտադրվում է նաև վերջինիս պղնձե-ռուբինային տարատեսակ։ Լաբորատորիայում այս օքսիդով հայտնաբերվում են նյութերի վերականգնող հատկություններ։

Պղնձի (III) օքսիդ

Դրա բանաձևը Cu 2 O 3 է: Ավանդական անուն ունի, որը հավանաբար մի փոքր անսովոր է հնչում` պղնձի օքսիդ:

Հատկություններ

Կարծես կարմիր բյուրեղներ լինեն, որոնք չեն լուծվում ջրում։ Այս նյութի տարրալուծումը տեղի է ունենում 400 ° C ջերմաստիճանում, այս ռեակցիայի արտադրանքը պղնձի (II) օքսիդն է և թթվածինը:

Ստանալով

Այն կարելի է ձեռք բերել երկվալենտ պղնձի հիդրօքսիդը կալիումի պերօքսիդիսուլֆատով օքսիդացնելու միջոցով։ Ռեակցիայի համար անհրաժեշտ պայմանը ալկալային միջավայրն է, որտեղ այն պետք է տեղի ունենա։

Դիմում

Այս նյութն ինքնին չի օգտագործվում։ Գիտության և արդյունաբերության մեջ առավել տարածված են դրա տարրալուծման արգասիքները՝ պղնձի (II) օքսիդը և թթվածինը։

Եզրակացություն

Դա բոլոր պղնձի օքսիդներն են: Դրանցից մի քանիսն են՝ պայմանավորված այն հանգամանքով, որ պղինձն ունի փոփոխական վալենտություն։ Կան նաև այլ տարրեր, որոնք ունեն մի քանի օքսիդ, բայց դրանց մասին մենք կխոսենք մեկ այլ անգամ:

§1. Պարզ նյութի քիմիական հատկությունները (ստ. Մոտ. = 0):

ա) կապը թթվածնի հետ.

Ի տարբերություն իր ենթախմբի հարևանների՝ արծաթի և ոսկու, պղինձն ուղղակիորեն արձագանքում է թթվածնի հետ: Պղինձը աննշան ակտիվություն է ցուցաբերում թթվածնի նկատմամբ, բայց խոնավ օդում այն ​​աստիճանաբար օքսիդանում է և ծածկվում կանաչավուն թաղանթով, որը բաղկացած է հիմնական պղնձի կարբոնատներից.

Չոր օդում օքսիդացումն ընթանում է շատ դանդաղ, պղնձի օքսիդի ամենաբարակ շերտը ձևավորվում է պղնձի մակերևույթի վրա.

Արտաքինից, պղինձը միաժամանակ չի փոխվում, քանի որ պղնձի (I) օքսիդը, ինչպես ինքնին պղնձը, վարդագույն գույն ունի: Բացի այդ, օքսիդի շերտը այնքան բարակ է, որ այն փոխանցում է լույսը, այսինքն. փայլում է միջով: Այլ կերպ պղինձը օքսիդանում է, երբ տաքանում է, օրինակ, 600-800 0 C ջերմաստիճանում: Առաջին վայրկյաններին օքսիդացումն անցնում է պղնձի (I) օքսիդի, որը մակերեսից վերածվում է սև պղնձի (II) օքսիդի: Ձևավորվում է երկշերտ օքսիդային ծածկույթ:

Q առաջացում (Cu 2 O) = 84935 կՋ:

Նկար 2. Պղնձի օքսիդ ֆիլմի կառուցվածքը:

բ) փոխազդեցություն ջրի հետ.

Պղնձի ենթախմբի մետաղները գտնվում են լարումների էլեկտրաքիմիական շարքի վերջում՝ ջրածնի իոնից հետո։ Հետևաբար, այս մետաղները չեն կարող ջրից հեռացնել ջրածինը: Միևնույն ժամանակ, ջրածինը և այլ մետաղները կարող են տեղահանել պղնձի ենթախմբի մետաղները իրենց աղերի լուծույթներից, օրինակ.

Այս ռեակցիան ռեդոքս է, քանի որ էլեկտրոնների անցումը տեղի է ունենում.

Մոլեկուլային ջրածինը մեծ դժվարությամբ տեղաշարժում է պղնձի ենթախմբի մետաղները։ Դա բացատրվում է նրանով, որ ջրածնի ատոմների միջև կապն ամուր է, և դրա խզման վրա մեծ էներգիա է ծախսվում։ Ռեակցիան ընթանում է միայն ջրածնի ատոմներով։

Թթվածնի բացակայության դեպքում պղինձը գործնականում չի փոխազդում ջրի հետ։ Թթվածնի առկայության դեպքում պղինձը դանդաղորեն փոխազդում է ջրի հետ և ծածկվում է պղնձի հիդրօքսիդի և հիմնական կարբոնատի կանաչ թաղանթով.

գ) փոխազդեցություն թթուների հետ.

Լինելով ջրածնից հետո լարումների շարքում՝ պղինձն այն չի տեղահանում թթուներից։ Հետեւաբար, հիդրոքլորային և նոսր ծծմբաթթուն չի ազդում պղնձի վրա:

Այնուամենայնիվ, թթվածնի առկայության դեպքում պղինձը լուծվում է այս թթուներում և ձևավորում է համապատասխան աղեր.

Միակ բացառությունը հիդրոիոդաթթուն է, որը փոխազդում է պղնձի հետ՝ ազատելով ջրածինը և ձևավորում է շատ կայուն պղնձի (I) համալիր.

2 Cu + 3 ՈՂՋՈՒ՜ՅՆ → 2 Հ[ CuI 2 ] + Հ 2

Պղինձը նաև արձագանքում է թթուների՝ օքսիդացնող նյութերի, օրինակ՝ ազոտաթթվի հետ.

Cu + 4HNO 3( վերջ .) → Cu (NO 3 ) 2 + 2 NO 2 + 2H 2 Օ

3Cu + 8HNO 3( նոսրացնել .) → 3Cu (NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 Օ

Եվ նաև խտացված սառը ծծմբական թթուով.

Cu + H 2 ԱՅՍՊԵՍ 4 (համառ.) → CuO + SO 2 + Հ 2 Օ

Տաք խտացված ծծմբաթթվով :

Cu + 2H 2 ԱՅՍՊԵՍ 4( վերջ ., տաք ) → CuSO 4 + ԱՅՍՈ 2 + 2H 2 Օ

Անջուր ծծմբաթթվով 200 ° C ջերմաստիճանում ձևավորվում է պղնձի (I) սուլֆատ.

2Cu + 2H 2 ԱՅՍՊԵՍ 4( անջուր .) 200 ° C → Cu 2 ԱՅՍՊԵՍ 4 ↓ + SO 2 + 2H 2 Օ

դ) կապը հալոգենների և որոշ այլ ոչ մետաղների հետ.

Q առաջացում (CuCl) = 134300 կՋ

Q առաջացում (CuCl 2) = 111700 կՋ

Պղինձը լավ է արձագանքում հալոգենների հետ, տալիս է երկու տեսակի հալոգեններ՝ CuX և CuX 2: Սենյակային ջերմաստիճանում հալոգենների ազդեցության տակ տեսանելի փոփոխություններ չեն առաջանում, բայց մակերեսի վրա սկզբում ձևավորվում է ներծծված մոլեկուլների շերտ, այնուհետև ամենաբարակ շերտը: հալոգենիդներ. Երբ տաքացվում է, պղնձի հետ ռեակցիան շատ բուռն է լինում։ Մենք տաքացնում ենք պղնձե մետաղալարը կամ փայլաթիթեղը և տաքացնում ենք այն քլորով տարայի մեջ - պղնձի մոտ կհայտնվեն շագանակագույն գոլորշիներ՝ բաղկացած պղնձի (II) քլորիդից CuCl 2՝ պղնձի (I) քլորիդ CuCl-ի խառնուրդով։ Արձագանքը տեղի է ունենում ինքնաբերաբար՝ արձակված ջերմության պատճառով։ Պղնձի միավալենտ հալոգենիդները ստացվում են մետաղական պղնձի փոխազդեցությամբ երկվալենտ պղնձի հալոգենրիդի լուծույթով, օրինակ.

Այս դեպքում մոնոքլորիդը լուծույթից դուրս է ընկնում պղնձի մակերեսի վրա սպիտակ նստվածքի տեսքով։

Պղնձը նաև հեշտությամբ փոխազդում է ծծմբի և սելենի հետ, երբ տաքացվում է (300-400 ° C):

2Cu + S → Cu 2 Ս

2Cu + Se → Cu 2 Սե

Բայց պղինձը չի արձագանքում ջրածնի, ածխածնի և ազոտի հետ նույնիսկ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում:

ե) Փոխազդեցություն ոչ մետաղների օքսիդների հետ

Երբ տաքացվում է, պղինձը կարող է հեռացնել պարզ նյութերը որոշ ոչ մետաղական օքսիդներից (օրինակ՝ ծծմբի (IV) օքսիդից և ազոտի օքսիդներից (II, IV)), այդպիսով ձևավորելով թերմոդինամիկորեն ավելի կայուն պղնձի (II) օքսիդ.

4Cu + SO 2 600-800 ° C → 2CuO + Cu 2 Ս

4Cu + 2NO 2 500-600 ° C → 4CuO + N 2

2 Cu+2 ՈՉ 500-600 ° Գ →2 CuO + Ն 2

§2. Պղնձի պղնձի քիմիական հատկությունները (st.ok. = +1)

Ջրային լուծույթներում Cu + իոնը շատ անկայուն է և անհամաչափ.

Cu + ↔ Cu 0 + Cu 2+

Այնուամենայնիվ, պղինձը օքսիդացման վիճակում (+1) կարող է կայունանալ շատ ցածր լուծելիություն ունեցող միացություններում կամ կոմպլեքսավորման պատճառով:

ա) պղնձի օքսիդ (Ի) Cu 2 Օ

Ամֆոտերային օքսիդ. Բյուրեղային նյութը դարչնագույն-կարմիր է։ Այն բնականաբար առաջանում է միներալային կուպրիտի տեսքով: Արհեստականորեն կարելի է ստանալ՝ տաքացնելով պղնձի (II) աղի լուծույթը ալկալիով և որոշ ուժեղ վերականգնող նյութով, օրինակ՝ ֆորմալինի կամ գլյուկոզայի հետ։ Պղնձի (I) օքսիդը չի փոխազդում ջրի հետ։ Պղնձի (I) օքսիդը տեղափոխվում է խտացված աղաթթվով լուծույթ՝ քլորիդային համալիր ձևավորելու համար.

Cu 2 Օ+4 HCl→2 Հ[ CuCl2]+ Հ 2 Օ

Մենք նաև կլուծենք ամոնիակի և ամոնիումի աղերի խտացված լուծույթում.

Cu 2 O + 2NH 4 + →2 +

Նոսրած ծծմբաթթվի մեջ այն անհամաչափ է երկվալենտ պղնձի և մետաղական պղնձի.

Cu 2 O + H 2 ԱՅՍՊԵՍ 4 (նոսրացված) → CuSO 4 + Cu 0 ↓ + Հ 2 Օ

Նաև պղնձի (I) օքսիդը ջրային լուծույթներում մտնում է հետևյալ ռեակցիաների մեջ.

1. Դանդաղ օքսիդացված թթվածնով պղնձի (II) հիդրօքսիդ.

2 Cu 2 Օ+4 Հ 2 Օ+ Օ 2 →4 Cu(Օհ) 2 ↓

2. Փոխազդում է նոսր հիդրոհալաթթուների հետ՝ առաջացնելով համապատասխան պղնձի (I) հալոգենիդներ.

Cu 2 Օ+2 ՀG → 2CuG ↓ +Հ 2 Օ(G =Cl, եղբ, Ջ)

3. Վերածվում է մետաղական պղնձի տիպիկ վերականգնող նյութերի միջոցով, օրինակ՝ նատրիումի հիդրոսուլֆիտը կենտրոնացված լուծույթում.

2 Cu 2 Օ+2 NaSO 3 →4 Cu↓+ Նա 2 ԱՅՍՊԵՍ 4 + Հ 2 ԱՅՍՊԵՍ 4

Պղնձի (I) օքսիդը վերածվում է մետաղական պղնձի հետևյալ ռեակցիաներում.

1. Երբ տաքացվում է մինչև 1800 ° C (քայքայվում).

2 Cu 2 Օ - 1800 ° Գ →2 Cu + Օ 2

2. Ջրածնի, ածխածնի մոնօքսիդի, ալյումինի և այլ բնորոշ վերականգնող նյութերի հոսքի մեջ տաքացնելիս.

Cu 2 O + H 2 - > 250 ° C → 2Cu + H 2 Օ

Cu 2 O + CO - 250-300 ° C → 2Cu + CO 2

3 Cu 2 Օ + 2 Ալ - 1000 ° Գ →6 Cu + Ալ 2 Օ 3

Նաև բարձր ջերմաստիճաններում պղնձի (I) օքսիդը արձագանքում է.

1. Ամոնիակով (առաջանում է պղնձի (I) նիտրիդ)

3 Cu 2 Օ + 2 ՆՀ 3 - 250 ° Գ →2 Cu 3 Ն + 3 Հ 2 Օ

2. Ալկալիական մետաղների օքսիդներով.

Cu 2 O + M 2 Օ- 600-800 ° C →2 ՄCuO (M = Li, Na, K)

Այս դեպքում առաջանում են պղնձի (I) գավաթներ։

Պղնձի (I) օքսիդը նկատելիորեն փոխազդում է ալկալիների հետ.

Cu 2 Օ+2 NaOH (համառ.) + Հ 2 Օ↔2 Նա[ Cu(Օհ) 2 ]

բ) պղնձի հիդրօքսիդ (Ի) CuOH

Պղնձի (I) հիդրօքսիդը դեղին նյութ է առաջացնում, ջրի մեջ չի լուծվում։

Տաքացնելիս կամ եռացնելիս հեշտությամբ քայքայվում է.

2 CuOH → Cu 2 Օ + Հ 2 Օ

գ) հալիդներCuF, CuՀԵՏլ, CuBrևCuJ

Այս բոլոր միացությունները սպիտակ բյուրեղային նյութեր են, որոնք վատ են լուծվում ջրում, բայց հեշտությամբ լուծվում են NH 3-ի, ցիանիդային իոնների, թիոսուլֆատ իոնների և այլ ուժեղ կոմպլեքսավորող նյութերի ավելցուկում: Յոդը կազմում է միայն Cu +1 J միացությունը։ Գազային վիճակում առաջանում են (CuH) 3 տիպի ցիկլեր։ Հետադարձելիորեն լուծելի է համապատասխան հիդրոհալաթթուներում.

CuG + HG ↔Հ[ CuԳ 2 ] (Գ =Cl, եղբ, Ջ)

Պղնձի քլորիդը և բրոմիդը (I) անկայուն են խոնավ օդում և աստիճանաբար վերածվում են հիմնական պղնձի (II) աղերի.

4 CuG +2Հ 2 Օ + Օ 2 →4 Cu(Օհ) Г (Г = Cl, Br)

դ) Պղնձի այլ միացություններ (Ի)

1. Պղնձի (I) ացետատ (СН 3 СООСu) - պղնձի միացություն, ունի անգույն բյուրեղների տեսք։ Ջրի մեջ այն դանդաղորեն հիդրոլիզվում է մինչև Cu 2 O, օդում այն ​​օքսիդանում է մինչև երկվալենտ պղնձի ացետատ; CH 3 COOCu-ն ստացվում է (CH 3 COO) 2 Cu-ի ջրածնի կամ պղնձի վերականգնումից, սուբլիմացիայից (CH 3 COO) 2 Cu վակուումում կամ (NH 3 OH) SO 4-ի (CH 3 COO) 2 Cu-ի փոխազդեցությամբ։ լուծույթում H 3 COONH 3-ի առկայության դեպքում: Նյութը թունավոր է։

2. Պղնձի (I) ացետիլենիդ՝ կարմիր-շագանակագույն, երբեմն՝ սեւ բյուրեղներ։ Չոր վիճակում բյուրեղները պայթում են հարվածի կամ տաքացման ժամանակ: Կայուն, երբ խոնավ է: Թթվածնի բացակայության դեպքում պայթյունի ժամանակ գազային նյութեր չեն առաջանում։ Քայքայվում է թթուների ազդեցության տակ։ Այն ձևավորվում է նստվածքի տեսքով, երբ ացետիլենն անցնում է պղնձի (I) աղերի ամոնիակային լուծույթների մեջ.

ՀԵՏ 2 Հ 2 +2[ Cu(ՆՀ 3 ) 2 ](Օհ) → Cu 2 Գ 2 ↓ +2 Հ 2 Օ+2 ՆՀ 3

Այս ռեակցիան օգտագործվում է ացետիլենի որակական հայտնաբերման համար։

3. Պղնձի նիտրիդ - անօրգանական միացություն Cu 3 N բանաձեւով, մուգ կանաչ բյուրեղներով։

Տաքացման ժամանակ քայքայվում է.

2 Cu 3 Ն - 300 ° Գ →6 Cu + Ն 2

Դաժանորեն արձագանքում է թթուների հետ.

2 Cu 3 Ն +6 HCl - 300 ° Գ →3 Cu↓ +3 CuCl 2 +2 ՆՀ 3

§3. Երկվալենտ պղնձի քիմիական հատկությունները (st.ok. = +2)

Պղնձի համար ամենակայուն օքսիդացման վիճակը և դրա համար ամենաբնորոշը:

ա) պղնձի օքսիդ (II) CuO

CuO-ն պղնձի հիմնական երկվալենտ օքսիդ է: Բյուրեղները սև են, նորմալ պայմաններում բավականին կայուն, ջրում գործնականում չլուծվող։ Բնության մեջ այն հանդիպում է սև հանքային տենորիտի (մելակոնիտի) տեսքով։ Պղնձի (II) օքսիդը փոխազդում է թթուների հետ՝ առաջացնելով համապատասխան պղնձի (II) և ջրի աղեր.

CuO + 2 ՀՆՕ 3 → Cu(ՈՉ 3 ) 2 + Հ 2 Օ

Երբ CuO-ը միաձուլվում է ալկալիների հետ, ձևավորվում են պղնձի (II) գավաթներ.

CuO+2 ԿՈՀ- տ ° → Կ 2 CuO 2 + Հ 2 Օ

Երբ տաքացվում է մինչև 1100 ° C, քայքայվում է.

4CuO- տ ° →2 Cu 2 Օ + Օ 2

բ) Պղնձի (II) հիդրօքսիդCu(Օհ) 2

Պղնձի (II) հիդրօքսիդը կապույտ ամորֆ կամ բյուրեղային նյութ է, որը գործնականում չի լուծվում ջրում։ Երբ տաքացվում է մինչև 70-90 ° C, Cu (OH) 2 փոշին կամ դրա ջրային կախույթները քայքայվում են մինչև CuO և H 2 O:

Cu(Օհ) 2 → CuO + Հ 2 Օ

Ամֆոտերային հիդրօքսիդ է։ Փոխազդում է թթուների հետ՝ առաջացնելով ջուր և համապատասխան պղնձի աղ.

Այն չի փոխազդում ալկալիների նոսր լուծույթների հետ, խտացված լուծույթներում լուծվում է՝ ձևավորելով վառ կապույտ տետրահիդրոքսոկուպրատներ (II).

Պղնձի (II) հիդրօքսիդը թույլ թթուներով հիմնական աղեր է առաջացնում։ Այն շատ հեշտությամբ լուծվում է ավելցուկային ամոնիակի մեջ՝ առաջացնելով պղնձի ամոնիակ.

Cu (OH) 2 + 4NH 4 OH → (OH) 2 + 4 ժ 2 Օ

Պղնձի ամոնիակն ունի ինտենսիվ կապույտ-մանուշակագույն գույն, հետևաբար, այն օգտագործվում է անալիտիկ քիմիայում՝ լուծույթում փոքր քանակությամբ Cu 2+ իոնների որոշման համար:

գ) պղնձի աղեր (II)

Պարզ պղնձի (II) աղերը հայտնի են անիոնների մեծ մասի համար, բացառությամբ ցիանիդի և յոդիդի, որոնք փոխազդելով Cu 2+ կատիոնի հետ առաջացնում են ջրում չլուծվող պղնձի (I) կովալենտ միացություններ։

Պղնձի աղերը (+2) հիմնականում ջրում լուծվող են։ Նրանց լուծույթների կապույտ գույնը կապված է 2+ իոնի առաջացման հետ։ Նրանք հաճախ բյուրեղանում են որպես հիդրատներ: Այսպիսով, 15 ° C-ից ցածր պղնձի (II) քլորիդի ջրային լուծույթից տետրահիդրատը բյուրեղանում է, 15-26 ° C ջերմաստիճանում `տրիհիդրատ, 26 ° C-ից բարձր` դիհիդրատ: Ջրային լուծույթներում պղնձի (II) աղերը փոքր-ինչ հիդրոլիզացվում են, և դրանցից հաճախ նստում են հիմքային աղերը։

1. Պղնձի (II) սուլֆատ հնգահիդրատ (պղնձի սուլֆատ)

Առավելագույն գործնական նշանակություն ունի CuSO 4 * 5H 2 O, որը կոչվում է պղնձի սուլֆատ: Չոր աղը կապույտ գույն ունի, սակայն թեթևակի տաքացնելով (200 0 С), այն կորցնում է բյուրեղացման ջուրը։ Անջուր սպիտակ աղ. Հետագա տաքանալով մինչև 700 0 С, այն վերածվում է պղնձի օքսիդի՝ կորցնելով ծծմբի եռօքսիդը.

CuSO 4 ­-- տ ° → CuO+ ԱՅՍՊԵՍ 3

Պղնձի սուլֆատը պատրաստվում է խտացված ծծմբաթթվի մեջ պղինձը լուծելու միջոցով։ Այս ռեակցիան նկարագրված է «Պարզ նյութի քիմիական հատկությունները» բաժնում։ Պղնձի սուլֆատն օգտագործվում է պղնձի էլեկտրոլիտիկ արտադրության մեջ, գյուղատնտեսության մեջ՝ վնասատուների և բույսերի հիվանդությունների դեմ պայքարի, պղնձի այլ միացությունների արտադրության համար։

2. Պղնձի (II) քլորիդ երկհիդրատ.

Սրանք մուգ կանաչ բյուրեղներ են, որոնք հեշտությամբ լուծվում են ջրի մեջ: Պղնձի քլորիդի խտացված լուծույթները կանաչ են, իսկ նոսր լուծույթները՝ կապույտ։ Սա պայմանավորված է կանաչ քլորիդային համալիրի ձևավորմամբ.

Cu 2+ +4 Cl - →[ CuCl 4 ] 2-

Եվ դրա հետագա ոչնչացումը և կապույտ ջրային համալիրի ձևավորումը:

3. Պղնձի (II) նիտրատ տրիհիդրատ.

Կապույտ գույնի բյուրեղային նյութ: Ստացվում է պղինձը ազոտաթթվի մեջ լուծելով։ Տաքացնելիս բյուրեղները սկզբում կորցնում են ջուրը, այնուհետև քայքայվում են թթվածնի և ազոտի երկօքսիդի արտազատմամբ՝ վերածվելով պղնձի (II) օքսիդի.

2 Cu (NO 3 ) 2 -- t ° → 2CuO + 4NO 2 + Օ 2

4. Հիդրոքսոմեդ (II) կարբոնատ.

Պղնձի կարբոնատները անկայուն են և գործնականում գրեթե երբեք չեն օգտագործվում: Պղնձի արտադրության համար որոշակի նշանակություն ունի միայն հիմնական պղնձի կարբոնատը Cu 2 (OH) 2 CO 3, որը բնականաբար հանդիպում է մալաքիտ հանքանյութի տեսքով: Երբ ջեռուցվում է, այն հեշտությամբ քայքայվում է ջրի, ածխածնի օքսիդի (IV) և պղնձի (II) օքսիդի արտազատմամբ.

Cu 2 (OH) 2 CO 3 -- t ° → 2CuO + H 2 O + CO 2

§4. Եռավալենտ պղնձի քիմիական հատկությունները (st.ok. = +3)

Այս օքսիդացման վիճակը պղնձի համար ամենաքիչ կայուն է, և, հետևաբար, պղնձի (III) միացությունները բացառություններ են, այլ ոչ թե «կանոններ»: Այնուամենայնիվ, որոշ եռավալենտ պղնձի միացություններ գոյություն ունեն:

ա) Պղնձի (III) օքսիդ Cu 2 Օ 3

Բյուրեղային նյութ է, մուգ նռնագույն գույնի։ Չի լուծվում ջրի մեջ։

Այն ստացվում է պղնձի (II) հիդրօքսիդի օքսիդացումից կալիումի պերօքսոդիսուլֆատով ալկալային միջավայրում բացասական ջերմաստիճաններում.

2 Cu (OH) 2 + Կ 2 Ս 2 Օ 8 + 2KOH - -20 ° C → Cu 2 Օ 3 ↓ + 2K 2 ԱՅՍՊԵՍ 4 + 3H 2 Օ

Այս նյութը քայքայվում է 400 0 С ջերմաստիճանում.

Cu 2 Օ 3 -- տ ° →2 CuO+ Օ 2

Պղնձի (III) օքսիդը ուժեղ օքսիդացնող նյութ է: Ջրածնի քլորիդի հետ փոխազդեցության ժամանակ քլորը վերածվում է ազատ քլորի.

Cu 2 Օ 3 +6 HCl-- տ ° →2 CuCl 2 + Cl 2 +3 Հ 2 Օ

բ) պղնձի կուպրատներ (III)

Սրանք սև կամ կապույտ նյութեր են, ջրի մեջ անկայուն, դիամագնիսական, անիոնային - քառակուսիների ժապավեններ (dsp 2): Ձևավորվել է պղնձի (II) հիդրօքսիդի և ալկալային մետաղի հիպոքլորիտի փոխազդեցությամբ ալկալային միջավայրում.

2 Cu(Օհ) 2 + ՄClO + 2 NaOH→ 2 մCuO 3 + NaCl +3 Հ 2 Օ (Մ= Նա- Cs)

գ) կալիումի հեքսաֆտորոկուպրատ (III)

Կանաչ նյութ, պարամագնիսական: Ութանիստ կառուցվածք sp 3 d 2. Պղնձի ֆտորիդային համալիր CuF 3, որը քայքայվում է ազատ վիճակում -60 0 С ջերմաստիճանում: Այն առաջանում է կալիումի և պղնձի քլորիդների խառնուրդը ֆտորային մթնոլորտում տաքացնելով.

3KCl + CuCl + 3F 2 → Կ 3 + 2Cl 2

Քայքայվում է ջուրը՝ առաջացնելով ազատ ֆտոր:

§5. Պղնձի միացություններ օքսիդացման վիճակում (+4)

Առայժմ գիտությանը հայտնի է միայն մեկ նյութ, որտեղ պղինձը գտնվում է +4 օքսիդացման վիճակում, դա ցեզիումի հեքսաֆտորոկուպրատ (IV) - Cs 2 Cu +4 F 6 - նարնջագույն բյուրեղային նյութ, կայուն ապակե ամպուլներում 0 0 C ջերմաստիճանում: Բռնի արձագանքում է: ջրով։ Այն ստացվում է ցեզիումի և պղնձի քլորիդների խառնուրդի բարձր ճնշման և ջերմաստիճանում ֆտորացման միջոցով.

CuCl 2 + 2CsCl + 3F 2 -- տ ° p → Cs 2 CuF 6 + 2Cl 2

Cuprum (Cu) ցածր ակտիվության մետաղ է: Բնութագրվում է +1 և +2 օքսիդացման աստիճաններով քիմիական միացությունների առաջացմամբ։ Այսպիսով, օրինակ, երկու օքսիդներ, որոնք երկու տարրերի միացություն են Cu և թթվածին O. +1 օքսիդացման վիճակով - պղնձի օքսիդ Cu2O և օքսիդացման աստիճան +2 - պղնձի օքսիդ CuO: Չնայած այն հանգամանքին, որ դրանք բաղկացած են նույն քիմիական տարրերից, նրանցից յուրաքանչյուրն ունի իր հատուկ առանձնահատկությունները: Սառը ժամանակ մետաղը շատ թույլ է փոխազդում մթնոլորտի թթվածնի հետ՝ ծածկվելով թաղանթով, որը հանդիսանում է պղնձի օքսիդը, որը կանխում է պղնձի հետագա օքսիդացումը։ Պարբերական աղյուսակում 29 ատոմային համարով այս պարզ նյութը տաքացնելիս ամբողջությամբ օքսիդանում է։ Այս դեպքում առաջանում է նաև պղնձի (II) օքսիդ՝ 2Cu + O2 → 2CuO։

Ազոտի օքսիդը դարչնագույն կարմիր պինդ է, որի մոլային զանգվածը 143,1 գ/մոլ է: Միացությունն ունի 1235 ° C հալման կետ և 1800 ° C եռման կետ: Այն չի լուծվում ջրի մեջ, բայց լուծվում է թթուներում: Պղնձի (I) օքսիդը նոսրացվում է (խտացված), այդպիսով առաջանում է անգույն բարդ +, որը հեշտությամբ օքսիդանում է օդում և դառնում կապույտ-մանուշակագույն ամոնիակային համալիր 2+, որը լուծարվում է աղաթթվի մեջ՝ առաջացնելով CuCl2։ Կիսահաղորդիչների ֆիզիկայի պատմության մեջ Cu2O-ն ամենաշատ ուսումնասիրված նյութերից է։

Պղնձի (I) օքսիդը, որը նաև հայտնի է որպես հեմիօքսիդ, ունի հիմնական հատկություններ: Այն կարելի է ստանալ մետաղի օքսիդացումով՝ 4Cu + O2 → 2 Cu2O։ Կեղտաջրերը, ինչպիսիք են ջուրը և թթուները, ազդում են այս գործընթացի արագության, ինչպես նաև երկվալենտ օքսիդի հետագա օքսիդացման վրա: Պղնձի օքսիդը կարող է լուծվել մաքուր մետաղի և աղի մեջ՝ H2SO4 + Cu2O → Cu + CuSO4 + H2O: Նմանապես տեղի է ունենում +1 օքսիդի փոխազդեցությունը թթվածին պարունակող այլ թթուների հետ։ Երբ հեմիօքսիդը փոխազդում է հալոգեն պարունակող թթուների հետ, առաջանում են միավալենտ մետաղների աղեր՝ 2HCl + Cu2O → 2CuCl + H2O։

Պղնձի (I) օքսիդը բնականաբար հայտնվում է կարմիր հանքաքարի տեսքով (սա հնացած անուն է, ինչպես, օրինակ, ruby ​​​​Cu), որը կոչվում է Cuprite հանքանյութ: Նրա կրթությունը երկար է տևում։ Այն կարող է արհեստականորեն արտադրվել բարձր ջերմաստիճանում կամ թթվածնի բարձր ճնշման տակ։ Հեմիօքսիդը սովորաբար օգտագործվում է որպես ֆունգիցիդ, որպես գունանյութ, որպես ստորջրյա կամ ծովային ներկերի հակակեղտոտող նյութ, ինչպես նաև օգտագործվում է որպես կատալիզատոր:

Սակայն Cu2O քիմիական բանաձեւով այս նյութի ազդեցությունը օրգանիզմի վրա կարող է վտանգավոր լինել։ Շնչառության դեպքում առաջացնում է շնչահեղձություն, հազ և շնչուղիների խոց և ծակոց: Ընդունումը գրգռում է ստամոքս-աղիքային տրակտը փսխումով, ցավով և փորլուծությամբ:

H2 + CuO → Cu + H2O;

CO + CuO → Cu + CO2:

Պղնձի (II) օքսիդը օգտագործվում է կերամիկայի մեջ (որպես պիգմենտ) փայլեր ստանալու համար (կապույտ, կանաչ և կարմիր, իսկ երբեմն՝ վարդագույն, մոխրագույն կամ սև)։ Այն նաև օգտագործվում է որպես սննդային հավելում կենդանիների մեջ՝ նվազեցնելու բաժակի պակասը մարմնում: Այն հղկող նյութ է, որն անհրաժեշտ է օպտիկական սարքավորումները փայլեցնելու համար: Օգտագործվում է չոր մարտկոցների, այլ Cu աղերի արտադրության համար։ CuO միացությունն օգտագործվում է նաև պղնձի համաձուլվածքների եռակցման համար։

Քիմիական CuO միացության ազդեցությունը կարող է նաև վտանգավոր լինել մարդու մարմնի համար: Գրգռում է թոքերը, եթե ներշնչվում է: Պղնձի (II) օքսիդը կարող է առաջացնել մետաղական գոլորշիների ջերմություն (MFF): Cu օքսիդը հրահրում է մաշկի գույնի փոփոխություն, կարող են ի հայտ գալ տեսողության խնդիրներ։ Կուլ տալով, ինչպես հեմիօքսիդը, այն հանգեցնում է թունավորման, որն ուղեկցվում է ախտանշաններով՝ փսխման և ցավի տեսքով։

Պղինձը (Cu) պատկանում է d-տարրերին և գտնվում է Մենդելեևի պարբերական աղյուսակի IB խմբում։ Պղնձի ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան հիմնական վիճակում գրված է որպես 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 ենթադրյալ բանաձևի փոխարեն 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 9 4s 2: Այսինքն՝ պղնձի ատոմի դեպքում նկատվում է այսպես կոչված «էլեկտրոնի սայթաքում»՝ 4ս ենթամակարդակից մինչև 3d ենթամակարդակ։ Պղնձի համար, բացի զրոյից, հնարավոր են օքսիդացման +1 և +2 վիճակներ։ +1 օքսիդացման վիճակը հակված է անհամաչափության և կայուն է միայն չլուծվող միացություններում, ինչպիսիք են CuI, CuCl, Cu 2 O և այլն, ինչպես նաև բարդ միացություններում, օրինակ՝ Cl և OH: +1 օքսիդացման վիճակում գտնվող պղնձի միացությունները հատուկ գույն չունեն։ Այսպիսով, պղնձի (I) օքսիդը, կախված բյուրեղների չափից, կարող է լինել մուգ կարմիր (մեծ բյուրեղներ) և դեղին (փոքր բյուրեղներ), CuCl և CuI՝ սպիտակ, իսկ Cu 2 S՝ սև և կապույտ։ Քիմիապես ավելի կայուն է պղնձի օքսիդացման վիճակը՝ հավասար +2: Այս օքսիդացման վիճակում պղինձ պարունակող աղերը ունեն կապույտ և կապույտ-կանաչ գույն:

Պղինձը շատ փափուկ, ճկուն և ճկուն մետաղ է՝ բարձր էլեկտրական և ջերմային հաղորդունակությամբ։ Մետաղական պղնձի գույնը կարմիր-վարդագույն է։ Պղինձը մետաղի ակտիվության գծում է ջրածնի աջ կողմում, այսինքն. վերաբերում է ցածր ակտիվության մետաղներին:

թթվածնի հետ

Նորմալ պայմաններում պղինձը չի փոխազդում թթվածնի հետ։ Որպեսզի նրանց միջև արձագանքը տեղի ունենա, տաքացում է պահանջվում։ Կախված թթվածնի ավելցուկից կամ բացակայությունից և ջերմաստիճանի պայմաններից՝ այն կարող է ձևավորել պղնձի (II) օքսիդ և պղնձի (I) օքսիդ.

մոխրագույնով

Ծծմբի արձագանքը պղնձի հետ, կախված աշխատանքային պայմաններից, կարող է հանգեցնել ինչպես պղնձի (I) սուլֆիդի, այնպես էլ պղնձի (II) սուլֆիդի առաջացմանը։ Երբ փոշիացված Cu-ի և S-ի խառնուրդը տաքացվում է մինչև 300-400 ° C ջերմաստիճան, ձևավորվում է պղնձի (I) սուլֆիդ.

Ծծմբի պակասով և ռեակցիան իրականացվում է ավելի քան 400 ° C ջերմաստիճանում, ձևավորվում է պղնձի (II) սուլֆիդ: Այնուամենայնիվ, պարզ նյութերից պղնձի (II) սուլֆիդ ստանալու ավելի հեշտ միջոց է պղնձի փոխազդեցությունը ածխածնի դիսուլֆիդում լուծված ծծմբի հետ.

Այս ռեակցիան տեղի է ունենում սենյակային ջերմաստիճանում։

հալոգեններով

Պղինձը փոխազդում է ֆտորի, քլորի և բրոմի հետ՝ առաջացնելով հալոգենիդներ CuHal 2 ընդհանուր բանաձևով, որտեղ Hal-ը F, Cl կամ Br է.

Cu + Br 2 = CuBr 2

Յոդի դեպքում՝ հալոգենների մեջ ամենաթույլ օքսիդացնող նյութը, առաջանում է պղնձի (I) յոդիդը.

Պղինձը չի փոխազդում ջրածնի, ազոտի, ածխածնի և սիլիցիումի հետ։

չօքսիդացնող թթուներով

Գրեթե բոլոր թթուները չօքսիդացող թթուներ են, բացառությամբ խտացված ծծմբաթթվի և ցանկացած կոնցենտրացիայի ազոտական ​​թթվի: Քանի որ ոչ օքսիդացնող թթուները կարող են օքսիդացնել միայն մետաղները, որոնք գտնվում են ջրածնի ակտիվության տիրույթում. սա նշանակում է, որ պղինձը չի փոխազդում նման թթուների հետ:

օքսիդացնող թթուներով

- խտացված ծծմբաթթու

Պղինձը փոխազդում է խտացված ծծմբաթթվի հետ ինչպես տաքացնելիս, այնպես էլ սենյակային ջերմաստիճանում։ Երբ տաքացվում է, ռեակցիան ընթանում է հետևյալ հավասարման համաձայն.

Քանի որ պղինձը ուժեղ վերականգնող նյութ չէ, ծծումբն այս ռեակցիայի ժամանակ իջեցվում է միայն +4 օքսիդացման վիճակի (SO 2-ում):

- նոսրացված ազոտական ​​թթուով

Պղնձի ռեակցիան նոսր HNO 3-ի հետ հանգեցնում է պղնձի (II) նիտրատի և ազոտի մոնօքսիդի ձևավորմանը.

3Cu + 8HNO 3 (դիլ.) = 3Cu (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

- խտացված ազոտական ​​թթուով

Խտացված HNO 3-ը նորմալ պայմաններում հեշտությամբ փոխազդում է պղնձի հետ: Պղնձի խտացված ազոտաթթվի և նոսր ազոտաթթվի հետ ռեակցիայի տարբերությունը կայանում է ազոտի կրճատման արտադրանքի մեջ: Խտացված HNO 3-ի դեպքում ազոտը փոքր-ինչ կրճատվում է. ազոտի (II) օքսիդի փոխարեն ձևավորվում է ազոտի օքսիդ (IV), որը կապված է ազոտաթթվի մոլեկուլների միջև ավելի մեծ մրցակցության հետ՝ կենտրոնացված թթուում վերականգնող էլեկտրոնների համար։ գործակալ (Cu):

Cu + 4HNO 3 = Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

ոչ մետաղների օքսիդներով

Պղինձը փոխազդում է որոշ ոչ մետաղական օքսիդների հետ։ Օրինակ, այնպիսի օքսիդներով, ինչպիսիք են NO 2, NO, N 2 O, պղինձը օքսիդացվում է պղնձի (II) օքսիդի, իսկ ազոտը վերածվում է օքսիդացման 0-ի, այսինքն. ձևավորվում է պարզ նյութ N 2.

Ծծմբի երկօքսիդի դեպքում պարզ նյութի (ծծմբի) փոխարեն առաջանում է պղնձի (I) սուլֆիդ։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ պղինձը ծծմբի հետ, ի տարբերություն ազոտի, արձագանքում է.

մետաղական օքսիդներով

Մետաղական պղինձը պղնձի (II) օքսիդով 1000-2000 ° C ջերմաստիճանում եռացնելիս պղնձի (I) օքսիդ կարելի է ստանալ.

Նաև մետաղական պղինձը կարող է կրճատվել երկաթի (III) օքսիդը երկաթի (II) օքսիդի կալցինացնելով.

մետաղական աղերով

Պղնձը տեղափոխում է պակաս ակտիվ մետաղները (ակտիվության շարքում իր աջ կողմում) դրանց աղերի լուծույթներից.

Cu + 2AgNO 3 = Cu (NO 3) 2 + 2Ag ↓

Տեղի է ունենում նաև հետաքրքիր ռեակցիա, որի ժամանակ պղինձը լուծվում է ավելի ակտիվ մետաղի՝ երկաթի աղում +3 օքսիդացման վիճակում։ Այնուամենայնիվ, հակասություններ չկան, քանի որ պղինձը երկաթը չի տեղափոխում իր աղից, այլ միայն վերականգնում է այն +3 օքսիդացման վիճակից +2 օքսիդացման վիճակի.

Fe 2 (SO 4) 3 + Cu = CuSO 4 + 2FeSO 4

Cu + 2FeCl 3 = CuCl 2 + 2FeCl 2

Վերջին ռեակցիան օգտագործվում է միկրոսխեմաների արտադրության մեջ՝ պղնձե թիթեղների փորագրման փուլում։

Պղնձի կոռոզիա

Պղնձը ժամանակի ընթացքում կոռոզիայի է ենթարկվում օդի խոնավության, ածխաթթու գազի և թթվածնի հետ շփման մեջ.

2Cu + H 2 O + CO 2 + O 2 = (CuOH) 2 CO 3

Այս ռեակցիայի արդյունքում պղնձի արտադրանքը ծածկված է պղնձի (II) հիդրօքսիկարբոնատի չամրացված կապույտ-կանաչ ծաղկով:

Ցինկի քիմիական հատկությունները

Ցինկ Zn-ը IV-րդ շրջանի IIB խմբում է։ Հիմնական վիճակում քիմիական տարրի ատոմների վալենտային ուղեծրերի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան 3d 10 4s 2 է։ Ցինկի համար հնարավոր է միայն մեկ օքսիդացման վիճակ, որը հավասար է +2-ի: Ցինկի օքսիդը ZnO-ն և ցինկի հիդրօքսիդը՝ Zn (OH) 2-ն ունեն ընդգծված ամֆոտերային հատկություններ։

Օդում պահվելիս ցինկը մթագնում է՝ ծածկվելով ZnO օքսիդի բարակ շերտով։ Օքսիդացումը հատկապես հեշտ է ընթանում բարձր խոնավության և ածխածնի երկօքսիդի առկայության դեպքում՝ պայմանավորված ռեակցիայի պատճառով.

2Zn + H 2 O + O 2 + CO 2 → Zn 2 (OH) 2 CO 3

Ցինկի գոլորշին այրվում է օդում, իսկ ցինկի բարակ շերտը, այրիչի կրակի մեջ տաքանալուց հետո, դրա մեջ այրվում է կանաչավուն բոցով.

Երբ տաքացվում է, ցինկ մետաղը փոխազդում է նաև հալոգենների, ծծմբի, ֆոսֆորի հետ.

Ցինկն ուղղակիորեն չի փոխազդում ջրածնի, ազոտի, ածխածնի, սիլիցիումի և բորի հետ։

Ցինկը փոխազդում է ոչ օքսիդացնող թթուների հետ՝ ջրածնի արտազատման համար.

Zn + H 2 SO 4 (20%) → ZnSO 4 + H 2

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

Տեխնիկական ցինկը հատկապես հեշտությամբ լուծվում է թթուներում, քանի որ այն պարունակում է այլ պակաս ակտիվ մետաղների, մասնավորապես՝ կադմիումի և պղնձի կեղտեր: Բարձր մաքրության ցինկը որոշակի պատճառներով դիմացկուն է թթուների նկատմամբ: Ռեակցիան արագացնելու համար բարձր մաքրության ցինկի նմուշը շփվում է պղնձի հետ կամ թթվային լուծույթին ավելացնում են մի քիչ պղնձի աղ։

800-900 o C (կարմիր ջերմություն) ջերմաստիճանի դեպքում մետաղական ցինկը, լինելով հալված վիճակում, փոխազդում է գերտաքացած գոլորշու հետ՝ դրանից ջրածին ազատելով.

Zn + H 2 O = ZnO + H 2

Ցինկը փոխազդում է նաև օքսիդացնող թթուների՝ խտացված ծծմբաթթվի և ազոտական ​​թթվի հետ։

Ցինկը որպես ակտիվ մետաղ կարող է առաջացնել ծծմբի երկօքսիդ, տարրական ծծումբ և նույնիսկ ջրածնի սուլֆիդ խտացված ծծմբաթթվի հետ:

Zn + 2H 2 SO 4 = ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Ազոտական ​​թթվի նվազեցման արտադրանքի բաղադրությունը որոշվում է լուծույթի խտությամբ.

Zn + 4HNO 3 (կոնց.) = 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

Գործընթացի ուղղության վրա ազդում են նաև ջերմաստիճանը, թթվի քանակությունը, մետաղի մաքրությունը և ռեակցիայի ժամանակը։

Ցինկը փոխազդում է ալկալային լուծույթների հետ և ձևավորվում է tetrahydroxozincatesև ջրածինը:

Zn + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2

Zn + Ba (OH) 2 + 2H 2 O = Ba + H 2

Անջուր ալկալիների հետ համաձուլվելիս առաջանում է ցինկ ցինկատներև ջրածինը:

Բարձր ալկալային միջավայրում ցինկը չափազանց ուժեղ վերականգնող նյութ է, որն ընդունակ է նիտրատներում պարունակվող ազոտը և նիտրիտները վերածել ամոնիակի.

4Zn + NaNO 3 + 7NaOH + 6H 2 O → 4Na 2 + NH 3

Կոմպլեքսավորման պատճառով ցինկը դանդաղորեն լուծվում է ամոնիակի լուծույթում՝ նվազեցնելով ջրածինը.

Zn + 4NH 3 H 2 O → (OH) 2 + H 2 + 2H 2 O

Ցինկը նաև նվազեցնում է ավելի քիչ ակտիվ մետաղները (ակտիվության շարքում իր աջ կողմում) դրանց աղերի ջրային լուծույթներից.

Zn + CuCl 2 = Cu + ZnCl 2

Zn + FeSO 4 = Fe + ZnSO 4

Քրոմի քիմիական հատկությունները

Chromium-ը պարբերական աղյուսակի VIB խմբի տարր է։ Քրոմի ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան գրված է որպես 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1, այսինքն. քրոմի, ինչպես նաև պղնձի ատոմի դեպքում նկատվում է այսպես կոչված «էլեկտրոնի սայթաքում».

Քրոմի օքսիդացման ամենատարածված վիճակներն են +2, +3 և +6: Դրանք պետք է հիշել, և քիմիայում USE ծրագրի շրջանակներում կարելի է ենթադրել, որ քրոմը օքսիդացման այլ վիճակներ չունի։

Նորմալ պայմաններում քրոմը կոռոզիայից դիմացկուն է ինչպես օդում, այնպես էլ ջրի մեջ:

Փոխազդեցություն ոչ մետաղների հետ

թթվածնի հետ

Փոշի մետաղական քրոմը, որը տաքացվում է 600 o C-ից ավելի ջերմաստիճանում, այրվում է մաքուր թթվածնում՝ առաջացնելով քրոմի (III) օքսիդ.

4Cr + 3O 2 = o տ=> 2Cr 2 O 3

հալոգեններով

Քրոմին արձագանքում է քլորի և ֆտորի հետ ավելի ցածր ջերմաստիճաններում, քան թթվածնի հետ (համապատասխանաբար 250 և 300 o C).

2Cr + 3F 2 = o տ=> 2CrF 3

2Cr + 3Cl 2 = o տ=> 2CrCl 3

Կարմիր ջերմության (850-900 o C) ջերմաստիճանում քրոմը արձագանքում է բրոմի հետ.

2Cr + 3Br 2 = o տ=> 2CrBr 3

ազոտի հետ

Մետաղական քրոմը փոխազդում է ազոտի հետ 1000 o С-ից բարձր ջերմաստիճանում.

2Cr + N 2 = oտ=> 2CrN

մոխրագույնով

Ծծմբի հետ քրոմը կարող է ձևավորել և՛ քրոմ (II) սուլֆիդ, և՛ քրոմ (III) սուլֆիդ, որը կախված է ծծմբի և քրոմի համամասնություններից.

Cr + S = o t=> CrS

2Cr + 3S = o t=> Cr 2 S 3

Քրոմը չի փոխազդում ջրածնի հետ։

Փոխազդեցություն բարդ նյութերի հետ

Փոխազդեցություն ջրի հետ

Քրոմը պատկանում է միջին ակտիվության մետաղներին (գտնվում է ալյումինի և ջրածնի միջև մետաղի ակտիվության շարքում): Սա նշանակում է, որ ռեակցիան տեղի է ունենում շիկացած քրոմի և գերտաքացած գոլորշու միջև.

2Cr + 3H 2 O = o t=> Cr 2 O 3 + 3H 2

5 փոխազդեցություն թթուների հետ

Նորմալ պայմաններում քրոմը պասիվացվում է խտացված ծծմբային և ազոտական ​​թթուներով, սակայն եռման ժամանակ լուծվում է դրանց մեջ՝ օքսիդանալով մինչև +3 օքսիդացման աստիճանի:

Cr + 6HNO 3 (կոնց.) = տ օ=> Cr (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

2Cr + 6H 2 SO 4 (կոնկ) = տ օ=> Cr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Նոսրած ազոտական ​​թթվի դեպքում ազոտի նվազման հիմնական արգասիքը N 2 պարզ նյութն է.

10Cr + 36HNO 3 (նոսրացված) = 10Cr (NO 3) 3 + 3N 2 + 18H 2 O

Քրոմը գտնվում է ջրածնի ձախ կողմում գտնվող ակտիվության շարքում, ինչը նշանակում է, որ այն ի վիճակի է արտազատել H 2 ոչ օքսիդացող թթուների լուծույթներից։ Նման ռեակցիաների ընթացքում օդի թթվածնի հասանելիության բացակայության դեպքում ձևավորվում են քրոմի (II) աղեր.

Cr + 2HCl = CrCl 2 + H 2

Cr + H 2 SO 4 (դիլ.) = CrSO 4 + H 2

Երբ ռեակցիան իրականացվում է բաց երկնքի տակ, երկվալենտ քրոմը օդում պարունակվող թթվածնով ակնթարթորեն օքսիդացվում է մինչև +3 օքսիդացման աստիճան: Այս դեպքում, օրինակ, աղաթթվի հետ հավասարումը կունենա հետևյալ ձևը.

4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl 3 + 6H 2 O

Ալկալիների առկայության դեպքում մետաղական քրոմը ուժեղ օքսիդանտներով համաձուլելիս քրոմը օքսիդացվում է մինչև +6 օքսիդացման աստիճանի, առաջացնելով. քրոմատներ:

Երկաթի քիմիական հատկությունները

Երկաթի Fe , VIIB խմբի քիմիական տարր և պարբերական աղյուսակում 26 սերիական համարը։ Երկաթի ատոմում էլեկտրոնների բաշխումը հետևյալն է. 26 Fe1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2, այսինքն՝ երկաթը պատկանում է d տարրերին, քանի որ d-ենթամակարդակը լցված է իր պատյանով։ Այն առավել բնութագրվում է երկու օքսիդացման վիճակներով +2 և +3: FeO օքսիդում և Fe (OH) 2 հիդրօքսիդում գերակշռում են հիմնական հատկությունները, Fe 2 O 3 օքսիդում և Fe (OH) 3 հիդրօքսիդում նկատելիորեն արտահայտված են ամֆոտերային հատկությունները։ Այսպիսով, երկաթի օքսիդը և հիդրօքսիդը (lll) որոշ չափով լուծվում են խտացված ալկալային լուծույթներում եռալու ժամանակ, ինչպես նաև միաձուլման ժամանակ փոխազդում են անջուր ալկալիների հետ։ Հարկ է նշել, որ երկաթի +2 օքսիդացման վիճակը շատ անկայուն է և հեշտությամբ վերածվում է +3 օքսիդացման վիճակի։ Հայտնի են նաև երկաթի միացությունները հազվագյուտ օքսիդացման +6 վիճակում՝ ֆերատներ, գոյություն չունեցող «երկաթի թթվի» H 2 FeO 4 աղեր։ Այս միացությունները համեմատաբար կայուն են միայն պինդ վիճակում կամ խիստ ալկալային լուծույթներում։ Միջավայրի անբավարար ալկալայնության դեպքում ֆերատները բավականին արագ օքսիդացնում են նույնիսկ ջուրը՝ դրանից թթվածին ազատելով։

Փոխազդեցություն պարզ նյութերի հետ

Թթվածնով

Մաքուր թթվածնի մեջ այրվելիս երկաթը ձևավորում է այսպես կոչված երկաթ սանդղակ, ունենալով Fe 3 O 4 բանաձևը և իրականում ներկայացնում է խառը օքսիդ, որի բաղադրությունը պայմանականորեն կարելի է ներկայացնել FeO ∙ Fe 2 O 3 բանաձևով։ Երկաթի այրման ռեակցիան հետևյալն է.

3Fe + 2O 2 = տ օ=> Fe 3 O 4

Մոխրագույնով

Երբ տաքացվում է, երկաթը փոխազդում է ծծմբի հետ՝ ձևավորելով երկաթի սուլֆիդ.

Fe + S = տ օ=> FeS

Կամ ծծմբի ավելցուկով երկաթի դիսուլֆիդ:

Fe + 2S = տ օ=> FeS 2

Հալոգեններով

Բոլոր հալոգեններով, բացառությամբ յոդի, մետաղական երկաթը օքսիդացվում է մինչև +3 օքսիդացման աստիճան՝ առաջացնելով երկաթի հալոգենիդներ (lll):

2Fe + 3F 2 = տ օ=> 2FeF 3 - երկաթի ֆտորիդ (lll)

2Fe + 3Cl 2 = տ օ=> 2FeCl 3 - երկաթի քլորիդ (lll)

Յոդը, որպես հալոգենների մեջ ամենաթույլ օքսիդացնող նյութը, երկաթը օքսիդացնում է միայն մինչև +2 օքսիդացման աստիճան:

Fe + I 2 = տ օ=> FeI 2 - երկաթի յոդիդ (ll)

Հարկ է նշել, որ երկաթի երկաթի միացությունները հեշտությամբ օքսիդացնում են յոդի իոնները ջրային լուծույթում մինչև ազատ յոդ I 2՝ միաժամանակ հասցնելով օքսիդացման +2 վիճակի։ Նմանատիպ ռեակցիաների օրինակներ FIPI բանկից.

2FeCl 3 + 2KI = 2FeCl 2 + I 2 + 2KCl

2Fe (OH) 3 + 6HI = 2FeI 2 + I 2 + 6H 2 O

Fe 2 O 3 + 6HI = 2FeI 2 + I 2 + 3H 2 O

Ջրածնի հետ

Երկաթը չի փոխազդում ջրածնի հետ (միայն ալկալային մետաղները և հողալկալիական մետաղները արձագանքում են մետաղներից ջրածնի հետ).

Փոխազդեցություն բարդ նյութերի հետ

5 փոխազդեցություն թթուների հետ

Չօքսիդացնող թթուներով

Քանի որ երկաթը գտնվում է ջրածնի ձախ կողմում գտնվող ակտիվության շարքում, դա նշանակում է, որ այն ի վիճակի է տեղահանել ջրածինը չօքսիդացող թթուներից (գրեթե բոլոր թթուները, բացառությամբ H 2 SO 4 (կոնցենտրացիան) և ցանկացած կոնցենտրացիայի HNO 3-ի).

Fe + H 2 SO 4 (դիլ.) = FeSO 4 + H 2

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2

Քննության առաջադրանքներում պետք է ուշադրություն դարձնել նման հնարքին՝ որպես հարց՝ օքսիդացման ինչ աստիճանի երկաթը կօքսիդանա, երբ ենթարկվի նոսր և խտացված աղաթթվի: Ճիշտ պատասխանը երկու դեպքում էլ մինչև +2 է։

Այստեղ թակարդը կայանում է երկաթի ավելի խորը օքսիդացման (մինչև s.d. +3) ինտուիտիվ ակնկալիքի մեջ՝ խտացված աղաթթվի հետ փոխազդեցության դեպքում:

Փոխազդեցություն օքսիդացնող թթուների հետ

Նորմալ պայմաններում երկաթը չի փոխազդում խտացված ծծմբային և ազոտական ​​թթուների հետ պասիվացման պատճառով: Այնուամենայնիվ, այն արձագանքում է նրանց հետ, երբ եփում է.

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

Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ նոսր ծծմբաթթուն երկաթը օքսիդացնում է մինչև +2 օքսիդացման վիճակ, իսկ խտացված երկաթը մինչև +3:

Երկաթի կոռոզիա (ժանգոտում):

Խոնավ օդում երկաթը շատ արագ կժանգոտվի.

4Fe + 6H 2 O + 3O 2 = 4Fe (OH) 3

Երկաթը ջրի հետ չի փոխազդում թթվածնի բացակայության դեպքում ոչ նորմալ պայմաններում, ոչ էլ եռման ժամանակ։ Ջրի հետ ռեակցիան տեղի է ունենում միայն կարմիր ջերմային ջերմաստիճանից (> 800 o C) բարձր ջերմաստիճանում։ այդ..