Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Как сдать ЕГЭ по химии?

  Все выпуски  

Как сдать ЕГЭ по химии? Неорганическая химия


Нитраты Be и Mg легкорастворимы не только в воде, но и в спирте. Mg(NO3)2 встреча­ется в природе. Кристаллизуются они обычно в виде Mg(NO3)26H20 и Be(NO3)4H2O. 3(NO3) nH2O можно получить действуя азотной кислотой на соответствующие металлы, ЭО, Э(ОН)2, ЭСОз. Для Be n бывает 4,3,2, а для магния п может равняться 9,6,2 и 0. При на­гревании они разлагаются, отщепляя воду, NO2 и O2:

2Э(NO3)2 nH2O = nН2O + 2ЭО + 4NO2 + O2.

Для сульфатов Be и Mg характерны легкорастворимые кристаллогидраты BeSO4 4H2O и MgSO4nH2O (n=l,2,3,4,5,6,7,12). Первый полностью обезвоживается при 400С, второй при 200С. BeSO4 получают действием разбавленной серной кислоты на окись или гидроокись бериллия. Раствор BeSO4 способен растворять Mg по схеме:

2BeSO4 + Mg + 2H2OH2 + (BeOH)2SO4 + MgSO4. Под действием кислот MgSO4 переходит в кислый сульфат: MgSO4 + H2SO4 = Mg(HSO4)2. MgSO4 вступает при нагревании в следующие реакции:

Mg SO4+ 2С = MgS + 2СO2;

2MgSO4 + С = 2MgO + 2SO2 + CO2;

MgSO4 + H2S = MgO + SO2 + S + H2O;

MgSO4 + SiO2 = MgSiO3 + SO3;

Термическое разложение BeS04 и MgS04 начинается соответственно при 580˚С и 1124 С: SO4= 2ЭО + 2SO2+ O2. В при­роде Mg SO4 встречается в виде минералов: горькой соли - MgS04 - 7H2O, кизерита -MgSO4H2O, полигалита - Mg SO4 K2 SO4 2Ca SO4 2H2O и др. Кизерит может служить хорошим материалом для получения MgO и SO2, т.к. при накаливании с углем разлагается по схеме: Mg SO4 + С = СО + SO2 + MgO. Горькая соль применяется в текстильной и бумаж­ной промышленности, а также в медицине.

С сульфатами некоторых одновалентных металлов BeSO4 и MgSO4 образуют двойные соли, для Be типа M2[Be(SO4)2] 2Н2O, а для магния так называемые шениты состава M2[Mg(SO4)2]6H2O, где М - одновалентный металл. Шенитом K2[Mg(SO4)2]6H2O пользуют­ся иногда в качестве калийного минерального удобрения. Нагреванием MgSO4 с крепкой серной кислотой могут быть получены соединения Mg SO4 H2 SO4, Mg SO4 3H2SO4. Действуя аммиаком  на спиртовой раствор MgSO4 могут быть получены  следующие комплексы: [Mg(NH3)2(H2O)4]SO4, [Mg(NH3)3(H2O)3] SO4, [Mg(NH3)4(H2O)2] SO4.

Почти нерастворимые в воде нормальные карбонаты ВеСОз-4Н2O MgCO3-nH2O(n=5,3) могут быть получены только при одновременном присутствии в растворе большого избытка СO2. В противном случае осаждаются также почти нерастворимые основные соли. Так, при действии соды на соли Э имеет место процесс: Э2+ + 2СO32→ + Н2O = СО2 + (ЭОН)2СОз. Основные карбонаты Э растворимы в минеральных кислотах, в уксусной кислоте и раство­рах солей аммония. Нагревание такого осадка с кислым карбонатом калия приведет к обра­зованию нормального карбоната: (ЭОН)2СO3 + 2КНСO3 = 2ЭСO3 + 2Н2O + K2CO3. MgCO3 распространен в природе. Белая магнезия - это основная соль приблизительного состава 3MgCO3Mg(OH)2→3H2O - используется в медицинских целях при повышенной кислотности желудка. Она выпадает в осадок если к нагретому раствору хлорида магния приливать рас­твор соды:

2MgCl2 + 2Na2CO3 + H2O = (MgOH)2CO3 + CO2 + 4NaCl. Интересно отметить, что сначала, когда в растворе еще недостаток СO2 и среда щелочная, процесс идет с образовани­ем белой магнезии, а когда в растворе появляется избыток СO2 и среда становится кислой из белой магнезии образуется гидрокарбонат устойчивый в растворе по схеме:

(MgOH)2CO3 + ЗСO2 + Н2O = 2Mg(HCO3)2.

ЭСО3 отщепляют углекислый газ уже при 100 и 500С соответственно для Be и Mg. На этом основано использование магнезита для получения СОг. При пропускании СО2 через взвесь MgCO3 осадок может быть растворен: MgCO3 + СО2 + Н2О = Mg(HCO3)2. При кипячении раствора такой двойной соли, вновь выпадает осадок:

(NН4)2[Э(СО3)2] → 2NH3 + СO2 + ЭСO34- + Н2O .

ВеСОз растворим также в углекислых щелочах. К таким двойным карбонатам относит­ся природный доломит - Ca[Mg(CO3)2]. Применение нашел перхлорат магния ("ангидрон") как отбеливатель и осушитель.

Ацетат бериллия получается только при нагревании ВеСl2 с безводной уксусной ки­слотой. Эта соль не растворима в воде и медленно ею разлагается с образованием основных солей. При 300 С начинает разлагается. Mg(CH3COO)2 растворим в воде. Оксалат бериллия - ВеС2O42O, представляет собой порошок белого цвета; растворим в воде. При 100 С те­ряет 2 молекулы Н2O. При 220 С теряет последнюю молекулу воды и плавится, а при 350 С разлагается: ВеС2O4 = СО2 + СО + ВеО. Были получены комплексы типа Na2[Be(C2O4)2] MgC2O4 ЗН2О малорастворим в воде. Взаимодействует с раствором оксалата аммония с обра­зованием растворимой двойной соли:

(NH4)2C2O4+ MgC2O4= (NH4)2[Mg(C2O4)2].

Одно-, двух-, трех- замещенные ортофосфаты бериллия и магния Ве(Н2РO4)22О, ВеНРO4 ЗН2O, Ве3O4)3 4H2O, Mg3(PO4)2 nH2O (n=8,6,4), MgHPO4nH2O (n=l,2,7) мало рас­творимы в воде. Их можно получить растворением гидроокисей в соответствующих количе­ствах Н3РО4, или обменными реакциями с х-замещенными ортофосфатами натрия. Сле­дующей реакцией пользуются для открытия катионов Mg2+ и анионов фосфорной, мышьяко­вистой кислоты:

MgCl2 + NH4OH + Na2HPO4 = H2O +2NaCl + MgNH4PO4.

Сульфиды Э получают прямым синтезом из элементов. BeS представляет собой серова­то-белые кристаллы. Он подвержен гидролизу в воде: BeS + 2Н20 = Ве(ОН)2 + H2S. MgS -бесцветные кубические кристаллы. Он плавится выше 2000 С, в воде подвержен гидролизу:

3MgS + 2Н2O = Mg(HS)2 + 2MgO + H2S.

Метанид бериллия получают прокаливанием ВеО с углем:

2ВеО + ЗС = Ве2С + 2СО.

Этот красновато-желтый порошок разлагает воду с выделением метана:

Ве2С + 4Н2O = СН4 + 2Ве(ОН)2.

Ацетилид бериллия получают прокаливанием тесной смеси Be с углем, разлагает воду с выделением ацетилена: ВеС2 + 2Н2O = С2Н2 + Ве(ОН)2. Карбидные соединения Mg эндотермичны. MgC2 получают действуя на порошок магния ацетиленом или бензолом при нагревании: Mg + С2Н2 = MgC2 + H2. Mg2C3 получают действуя пентаном на порошок магния. Водой MgC2 разлагается с выделением С2Н2, a Mg2C3 с вьщелением СНз→С=СН. Все карбиды Э реагируют с галогенами и серой и азотом при нагревании образуя соответст­венно 3S, ЭСl2 и Э3N2. Нитриды Э образуются при нагревании порошков Э с азотом или аммиаком: 2NH3 + ЗЭ = Э3 + ЗН2. Ве3N2 → белый порошок устойчивый на воздухе. Может быть получен по схеме: ЗВе + 2KCN = Ве3 + 2К + 2С. Mg3N2 - аморфный порошок зелено­вато-желтого цвета, флюоресцирует оранжевым цветом. Реагирует с метанолом и окислами углерода:

Mg3N2 + 6CH3OH = NH3 + N(CH3)3 + 3Mg(OH)OCH3;

Mg3N2 + 3COx = 3MgO + N2 + 3COx-1

Оба нитрида гидролизуется водой и растворяются в кислотах:

Э3N2 + Н2O = NH3 + Mg(OH)2;

Э3N2 + 8H+ = 2Э2+ + 2NH4+ Mg3N2 является восстановителем.

Фосфиды Э образуются при действии паров фосфора на порошки соответствующих метал­лов. Они разлагаются водой до гидроокиси и фосфина. Также они горят выделяя ЭО, Р2О5 и много тепла.

Силициды известны лишь для магния (Mg2Si и Mg3Si2). Орто→силикат бериллия встречается в природе в виде минерала фенакита. Можно получить при нагревании ВеО и SiO2 по схеме: 2ВеО + SiO2 = Ве2SiO4. Он нерастворим. Бериллий образует интерметаллические соедине­ния: MoBe12, WBe12, TaBe12, Ube13, PuBe13 др.

Бериллиды обладают высокой прочностью и температурой плавления. Так, NbBe2 имеет Тпл 1880 С, Та2Ве17 → 1980 С, a ZrBe13 - 1920 С.

Кристаллические структуры интерметаллических соединений, по сравнению со многи­ми системами на основании других металлов, значительно различаются между собой. В пер­вом приближении все магниды можно разделить на две большие группы:

∙ магниды, имеющие структуры, типичные для металлов и сплавов;

∙ магниды, имеющие структуры, типичные для ионных или гетерополярных соедине­ний.

Граница между этими группами условна, но, в общем, увеличение атомного номера в периоде сопровождается последовательным переходом от соединений металлического типа к валентным и ионным соединениям.

Существуют несколько способов получения магнидов; важнейшими из них являются следующие:

1.  Синтез из компонентов по реакции общего вида: хМе + yMg  MexMgy, реакция осуществляется сплавлением, спеканием (или горячим прессованием), дистилляцией. Этим методом можно получать все обнаруженные к настоящему времени магниды двойных или многокомпонентных систем;

2.  Магнийтермическое восстановление: МехОу + (y+z)MgMexMgz + yMgO. При­меняется в случаях, когда прямое сплавление не дает должного результата;

3. Электрохимический способ (электролитическое выделение);

4. Пиролиз, например, по схеме: MgB2 800 900 c MgB4970cMgB61200cMgB

 


В избранное