Металлы: Золотой самородок
Золото (Au): Чистое золото — жёлтый металл, мягкий, очень пластичный. Его можно проковать в листки толщиной до 8·10-5 мм или протянуть в проволоку, 2 км которой весят 1 г. Чистое золото хорошо проводит тепло и электричество, весьма стойко к химическому воздействию. Чистое золото почти в 2,5 раза тяжелее железа (плотность чистого золота при 20°С- 19,32 г/см3, а чистого железа 7,82 г/см3). С неметаллами (кроме галогенов: фтор, хлор, бром, йод, астат) золото не реагирует.
С галогенами золото вступает в химическую реакцию. Также не рекомендуется носить золото в присутствии сероводорода, серы и аммиака (в хозяйстве — нашатырный спирт).
На воздухе чистое золото не изменяется, даже при сильном нагревании, легко растворяется в хлорной воде (не рекомендуется контакт с хлоркой) и в растворах цианидов щелочных металлов (например, ядовитом цианистом калии).
На золото не действуют разбавленные и концентрированные кислоты серная, соляная, азотная.
Но если на золото воздействовать соляной кислотой с добавлением хлористого железа (тёмно-коричневый раствор, используемый при травлении электронных плат) – то этот металл легко растворяется.
Чистое золото легко растворяется также в смеси, состоящей из 3 объёмов соляной и 1 объёма азотной кислоты (царская водка).
Если у Вас окислилось золото, то его можно восстановить. Восстановителями могут быть перекись водорода, двух хлористое олово, сернокислое железо, треххлористый титан, окись свинца, двуокись марганца. Для восстановления золота используют также различные органические вещества: муравьиную и щавелевую кислоты, гидрохинон, гидразин, метол, ацетилен и др.
Металлы: Платина 
Металлы: Осмий 
Платина
Платиновые металлы
Платина (Pt) — серебристый металл серовато-белого цвета, пластичный, довольно мягкий и ковкий.
Есть шесть платиновых металлов.
Все платиновые металлы — тугоплавкие серебристо-серые простые вещества, различающиеся по твёрдости и температуре плавления: платина (tпл=1769°С) и палладий (tпл=1554°С) — мягкие и пластичные, осмий (tпл=3027 °С) и рутений (tпл=2334 °С)— хрупкие, родий (tпл=1963 °С) и иридий (tпл = 2447 °С) — твёрдые и прочные.
Применение платиновых металлов основано главным образом на их химической инертности, а также на высокой каталитической активности. Посуда из металлической платины необходима при работе с сильно коррозионными веществами, например расплавами фторидов. Сетка из платино-родиевого сплава служит катализатором в производстве азотной кислоты на стадии окисления аммиака.
Интересное свойство одного из платиновых металлов, палладия, — способность обратимо поглощать водород: при 80 °С и атмосферном давлении 1 объём металла поглощает до 900 объёмов водорода. Водород находится в металле в атомарном виде и обладает высокой химической активностью.
Химия платиновых металлов очень сложна. Не последнюю роль в этом играет «избирательная благородность» металлов. Например, на металлический осмий не действует даже царская водка, растворяющая золото!
Металлы : серебро 
Серебро в слитках
Металл серебро
Металл серебро (Ag) — серебристый металл блестящий, белого цвета (tпл=962 °С), ковкий и пластичный, легко поддающийся обработке. Серебро занимает лидирующее место среди металлов — проводников тепла и электричества.
Хотя серебро с кислородом непосредственно не реагирует, оно может растворять в себе немало этого газа. Растворимость кислорода в твёрдом кристаллическом серебре максимальна при температуре 450 °С, когда 1 объём металла способен поглотить 5 объёмов кислорода.
Значительно больше кислорода (до 20 объёмов на 1 объём серебра) растворяется в жидком серебре. Этот процесс сопровождается красивым (и опасным) явлением, которое известно с древних времён, — разбрызгиванием серебра. Происходит оно вот почему.
Когда жидкое серебро затвердевает (при температуре 962 °С), сначала, как правило, застывает верхний слой металла. На поверхности образуется корка, под которой ещё находится жидкое серебро.
Если расплавленный металл серебро поглотил много кислорода, то затвердевание сопровождается обильным высвобождением газа. Под давлением выделяющегося кислорода корка разрывается, и происходит взрывное разбрызгивание металла, словно серебро плюётся.
Серебро с патиной
Серебренная чернь. Патина
Серебро можно покрыть чернью. Процесс чернения заключается в нанесении плёнки сульфида серебра на поверхность серебряного изделия, по которой острой иглой процарапан (гравирован) рисунок. Сера застревает в бороздках, нанесённых гравировальной иглой.
При нагревании изделия сера сплавляется с серебром, окрашивая бороздки в чёрный цвет. Серебро не окисляется кислородом, однако, покрывается чёрным слоем сульфида серебра: 4Ag+2H2S+О2=2Ag2S+2Н2О.
Затем поверхность предмета аккуратно полируют до достижения металлического блеска.
Поверхность серебра можно не только почернить, но и окрасить в другие цвета.
Зеленовато-серый цвет приобретают серебряные предметы, выдержанные в течение нескольких минут в кипящем растворе, который готовят, растворяя 10 г иодида калия в 10 мл воды с последующим добавлением 30 мл концентрированной соляной кислоты.
Металл серебро покрывается тончайшей плёнкой йодида серебра, которая и придаёт изделию зеленовато-серый оттенок. Плёнка разлагается на свету с образованием мельчайших частичек серебра, также окрашивающих поверхность.
Особый интерес представляет патинирование поверхности изделий из меди и бронзы. Патиной называют тонкую плёнку, которая не только предохраняет металл от коррозии, но и окрашивает в определённый цвет.
Для нанесения патины необходимо тщательно очистить поверхность от жировых загрязнений, пыли и продуктов коррозии. Оксидные плёнки снимают, обрабатывая изделие растворами кислот. Затем его надо обязательно промыть под струёй воды.
Легче всего провести патинирование, погрузив предмет в специально приготовленный раствор.
Для получения золотисто-коричневого оттенка в литре воды растворяют 20 г медного купороса (CuSO4•5Н2О) и 5 г перманганата калия КMnO4, выдерживают предмет 4—5 минут, а затем вынимают и полируют поверхность сухой ветошью.
При использовании того же раствора, но нагретого до температуры кипения, удаётся получить патину тёмно-коричневого цвета. Патину серо-чёрного или тёмно-коричневого цвета можно создать, пользуясь раствором серной печени. Матово-зелёная патина образуется при погружении медных или бронзовых изделий в раствор 20 г карбоната аммония (NH4)2CO3 и 2 г хлорида аммония NH4Cl в 100 мл воды. По химическому составу такая патина близка малахиту — основному карбонату меди (CuOH)2CO3.
Бактерицидное действие ничтожно малых концентраций ионов серебра (Ag+) объясняется тем, что они вмешиваются в жизнедеятельность микробов, мешая работе биологических катализаторов — ферментов.
Соединяясь с цистеином — аминокислотой, входящей в состав фермента, ионы серебра нарушают его нормальную работу. Замечено, что болезнетворные бактерии в воде погибают уже при содержании в ней серебра 10-9 г/л — такая концентрация ионов Ag+ создаётся при внесении в воду серебряных предметов.
Недаром наши предки предпочитали есть из серебряной посуды! Вода, настоянная на серебре, хранится сколь угодно долго.
Тот, кто вынужден в течение многих лет иметь дело с серебром и его солями, рискует заболеть аргирией: поступающее в организм серебро медленно отлагается в соединительной ткани, на стенках капилляров почек, костного мозга, селезёнки и т. д.
Накапливаясь в коже и слизистых оболочках, оно придаёт им серо-зелёную или голубоватую окраску, наиболее ярко выраженную на открытых участках тела, подвергающихся действию света. Развивается аргирия достаточно медленно: сильное потемнение кожи наблюдается лишь спустя десятки лет.
Вернуть ей прежний цвет уже не удаётся. При аргирии человек может не испытывать никаких болезненных ощущений или расстройств (если, конечно, не поражены роговица и хрусталик глаза), а поэтому её лишь условно называют болезнью.
Есть тут даже один плюс — аргирия исключает инфекционные заболевания: человек настолько «пропитан» серебром, что оно убивает все болезнетворные бактерии, попадающие в организм.
Получение сверхчистых металлов
Известно, что все металлы без исключения содержат примеси различных химических элементов. К примесям могут относиться сера (S), фосфор (P), кремний (Si), углерод (C), а также многие металлы, например, молибден (Mo), ванадий (V), хром (Cr), железо (Fe), алюминий (Al) и т.д.
Примеси металлов в значительной степени способны менять их физико-механические свойства, в некоторых случаях ухудшая, а в некоторых случаях улучшая эксплуатационные свойства. Не существует металлов, в которых полностью отсутствуют примеси, то есть даже самый сверхчистый металл содержит примеси, но в сверхчистом металле таких примесей в 100 и более раз меньше.
Процентное содержание примесей может составлять всего 0,0001%. Сверхчистые металлы можно получать различными методами. Например, тонкая очистка металлов достигается перегонкой и переплавкой этих металлов в вакууме, диссоциацией летучих соединений и зонной плавкой. Этот метод основан на различной летучести металлов.
При определённой температуре отделяют примеси от менее летучего металла или, наоборот, отгоняют более летучий металл от менее летучих примесей.
Получение сверхчистых металлов при термической диссоциации летучих соединений основано на способности некоторых соединений металлов разлагаться при высокой температуре.
Например, титан (Ti) , цирконий (Zr), образуют с йодом при сравнительно низкой температуре летучие соединения — йодиды, которые легко отделяются от примесей.
При более высокой температуре пары йодидов разлагаются на чистый металл и йод (этот метод ещё называют транспортная реакция).
Метод зонной плавки основан на различной растворимости примесей в твёрдом и расплавленном металле. Процесс основан на том, что через высокотемпературную зону очень медленно передвигается стержень из очищаемого металла. При этом он плавится.
По мере передвижения узкая жидкая зона, которая образуется в нём, перемещается в противоположном направлении.В этой зоне расплавленного металла собираются примеси, которые постепенно перемещаются в конец стержня (конец стержня входит в зону последним).Такая операция повторяется многократно.
Конец стержня, содержащий примеси, механически отделяется от более чистого металла.
Сверхчистые металлы отличаются по своим свойствам от обыкновенных. Если это сверхчистый хром, то он имеет более высокую пластичность. Увеличивается электрическая проводимость и теплопроводность.
Как определить золото, серебро или платину в домашних условиях?
Боязнь быть обманутыми преследует многих людей, и это опасение не лишено оснований. По статистике, за последние 10 лет добыча благородных металлов практически не увеличивается, но при этом количество ювелирных магазинов растет неимоверными темпами.
Увы, даже при покупке украшений в ювелирном магазине есть вероятность нарваться на низкокачественную подделку. Одолевают сомнения? Проверка подлинности драгоценных металлов доступна не только специалистам, но и каждому из нас.
Для этого существует немало способов, осуществление которых возможно в домашних условиях.
Не все золото, что блестит
Проверить золотое изделие и выдать достоверное заключение на принадлежность к благородному металлу может лишь ювелир, в распоряжении которого имеется все необходимое аналитическое оборудование. Профессиональную проверку осуществляет Пробирная Палата.
Экспертиза золотых украшений — удовольствие не из дешевых, цена услуги колеблется в пределах от 10 до 20% от оценочной стоимости изделия. Золото подделывают все чаще, а тратить деньги впустую не хочется никому.
Кстати, необходимость проверки золота на подлинность может возникнуть не только в отношении ювелирных изделий, но и, например, при покупке слитков или самородков.
Серебряные серьги с фианитом, SL; (цена по ссылке)
Самая сложный вид подделки для самостоятельного определения золота – болванка украшения, на которую нанесен тончайший слой драгметалла. Определить подлинность такой работы в домашних условиях без причинения вреда изделию крайне сложно.
Самые распространенные методы подделки золотых изделий:
- поверхностная позолота;
- замена медью;
- сплавы алюминия и других металлов;
- сплав титана и золота.
Поддельные украшения из сплавов, по цвету близких к золоту, оставляют на коже пятна с зеленым оттенком, особенно при длительном ношении кольца. Подмену золота на менее ценные сплавы металлов другими или похожее напыление можно определить, используя широко известные методы.
Первый этап — проверка золота путем сравнения. Наверняка у вас есть ювелирное украшение, в подлинности которого вы не сомневаетесь. На жестком предмете следует начертить линию двумя этими украшениями. Золотые изделия оставят одинаковый след, если же есть различия — это прямой повод усомниться в качестве.
С помощью лупы всмотритесь в клеймо, на котором должна отражаться проба золота. Оно должно быть четким, без повреждений.
Стоимость грамма золота ежедневно меняется, однако, на нее следует опираться при покупке украшений, даже если они приобретаются не в магазине.
Золотое кольцо c бриллиантами и цитринами, SL; золотые серьги c бриллиантами и цитринами, SL; (цена по ссылке)
Так же бытует мнение о том, что звук помогает вычислить копию. Хрустальный звон при ударе о твердую поверхность издают золотые изделия. Глухой или любой другой звук – повод для беспокойства.
Проверка йодом
Йод способен менять цвет большинства компонентов, которые используются для фальсификации драгоценного металла, но при этом такая проба совершенно безобидна для ювелирных украшения с пробой выше 500 (т. е. в которых содержится более 50 массовых процентов золота).
На изделие, вызывающее сомнение, следует нанести каплю аптечного спиртового раствора йода, и через 10-15 секунд удалить его остатки салфеткой. Если след от йода остался, то перед вами не золотое изделие. Не измененный цвет металла может свидетельствовать о подлинности.
Проверка магнитом
Драгоценные металлы не подвергаются воздействию магнита. Изделия из стали, покрытые тонким слоем позолоты, мгновенно притянутся к поверхности магнита, настоящее золотое украшение на магнит не отреагирует.
Многие производители используют конструкции замков для цепочек и браслетов, в которые входит стальная пружинка — в этом случае магнит притянет только замок.
Индифферентность к магниту — условие обязательное, но не достаточное. К примеру, немагнитными являются большинство сплавов меди и олова. Однако, такие изделия значительно легче: разницу в весе можно почувствовать даже без аналитических весов.
Проверка уксусом
Дешевая подделка почернеет под действием уксусной кислоты. Если вы спустите в нее золото с пробой выше 500, то с ним ничего не случится. Это еще один верный метод распознавания подлинности. 3-5 минут хватит для того, чтобы провести эксперимент.
На зубок
Вы наверняка видели в фильмах, как золотую монету главные герои пробовали «на зубок». Данный метод подходит лишь для высокопробного золота (белее 900), которое является относительно мягким. На таком золоте след от зубов обязательно останется, так как его твердость значительно ниже, чем у других металлов.
Определение подлинности золота с помощью аналитических приборов
Моментальное распознавание компонентов металла на дому возможно при помощи специального прибора под названием анализатор металлов. Результат выводится на экран в течение 2-3 секунд. Для его получения необходимо навести прибор на исследуемый объект. Анализатор широко используется добытчиками драгоценных металлов.
Золотые серьги с бриллиантами и сапфирами, SL; (цена по ссылке)
Для того чтобы не сомневаться в подлинности золотого украшения следует правильно выбирать место его приобретения. Ювелирные салоны и ломбарды – точки реализации настоящего благородного металла. Покупка с рук — всегда риск.
Проверка подлинности украшений из платины: сам себе эксперт
Платина – это драгоценный металл, используемый в производстве ювелирных изделий. Свою известность серебристо-белый металл получил еще в XVIII веке, но только в наше время стал широко использоваться ювелирами. Как правило, из платины изготавливают только мелкие украшения, такие как кольца, сережки и цепочки. Это объясняется высокой стоимостью материала.
С распространением интернета приобрести ювелирные украшения стало намного проще. Однако у вас не будет возможности рассмотреть изделие до покупки, а значит, вы можете столкнуться с подделкой.
Многие люди предпочитают не рисковать, приобретая драгоценности в специализированных магазинах, но и в этом случае вы не застрахованы от подделки.
Так как же самостоятельно проверить подлинность украшений, выполненных из платины?
Определение веса и плотности изделия
Платина – тяжелый металл, вес которого сравним только с иридием, осмием, рением и ураном. Все остальные элементы легче.
К тому же при производстве драгоценностей удельный вес платины составляет от 85% до 95% в общем весе изделия. То есть, украшения почти на 100% состоят из этого благородного металла.
Изделия из золота и серебра, например, имеют в своем составе гораздо меньший вес драгоценного металла.
Использование иридия, осмия и рения с целью утяжеления украшения нецелесообразно, так как эти элементы имеют такую же стоимость что и платина, к тому же они редко встречаются в природе. Возьмите в руки кольцо из платины и похожее по размеру кольцо из другого металла. Изделие из платины будет тяжелее аналогичного украшения, выполненного из другого сплава.
Настоящее серебро со временем темнеет. Но на это нужны годы, кроме того, его блеск можно легко вернуть. Для этого пользуются специальным кремом или нашатырным спиртом. Блеск низкокачественных изделий пропадает навсегда.
Тест на серебро
Один из самых точных методов определения подлинности серебра в домашних условиях — тест на серебро, который можно купить в специализированных магазинах или через интернет. Следуя простой инструкции, с большой долей вероятности можно определить не только подлинность изделия, но и примерную пробу.
Существуют электронные приборы, способные отличить серебро, золото, белое золото, платину. Однако стоимость их настолько высока, что покупка с целью разового определения драгоценных металлов в домашних условиях экономически не оправдана.
Напоследок
Подделка драгоценных металлов – один из самых распространенных способов мошенничества.
Рост количества фальсификаций объясняется высоким доходом мошенников и сложностью пресечения деятельности подобного рода. Именно поэтому к покупке надо подходить серьезно.
Гарантировать безопасность и качество изделий из драгоценных металлов могут лишь специализированные магазины, напрямую работающие с производителями.
ПОИСК
Бром массой 0,4586 г вытесняет из раствора К1 иод массой 0,7280, который взаимодействует с металлом массой 0,5935 г. Определите молярную массу эквивалента этого металла. Ответ 103,53 г/моль. [c.29]
При взаимодействии щелочного металла массой 4,6 г с иодом образуется иодид массой 30 г. Какой щелочной металл был взят для реакции [c.121]
Примеры процессов, экспериментально наблюдаемые скорости которых определяются скоростью стационарного диффузионного потока, многочисленны.
Это, например, растворение в Еоде бензойной кислоты, хлорида свинца, ацетата серебра и многих иных кристаллических веществ растворение в кислотах ряда металлов — магния, марганца, а также мрамора, оксида магния взаимодействие иода из водного раствора KI [c.278]
Экзотермическая реакция взаимодействия иода с такими металлами как цинк и алюминий начинает протекать только после добавления к смеси реагентов двух-трех капель воды. [c.132]
Основными агрессивными веществами являются сами кислые газы. Сероводород действует на сталь как кислота и ведет к образованию нерастворимого сернистого железа.
Диоксид углерода в ирисутствии воды вступает в реакцию с металлическим железом с образованием бикарбоната железа, который ири нагревании раствора переходит в нерастворимый карбонат железа, который осаждается на стенках аппаратов и трубопроводов.
Коррозия ускоряется иод действием продуктов деградации амина, которые взаимодействуют с металлом. [c.299]
Медь, железо, олово и многие другие металлы сгорают в хлоре, образуя соответствующие соли. Подобным же образом взаимодействуют с металлами бром и иод.—Во всех этих случаях атомы металла отдают электроны, т.
е, окисляются, а атомы галогенов присоединяют электроны, т. е. восстанавливаются. Эта способность присоединять электроны, резко выраженная у атомов галогенов, является их характерным химическим свойством.
Следовательно, галогены — очень энергичные окислители. [c.342]
В химическом отношении сера представляет собой активный неметалл. Она взаимодействует почти со всеми активными металлами и неметаллами. Сера непосредственно соединяется с фтором на холоду, с другими активными неметаллами при нагревании и только с иодом и азотом она не взаимодействует.
Из металлов сера не вступает в соединение с платиной и золотом. Легче всего, без нагревания она соединяется с щелочными металлами, труднее с медью, ртутью и серебром. Так, если в раствор серы в сероуглероде бросить порошок восстановленной меди, то образуется сернистая медь СиЗ, вещество черного цвета, и выделяется теплота.
Сероуглерод при этом закипает. [c.268]
Иод энергично взаимодействует с металлами, образуя соли — иоди ды. В соединениях с иодом многие металлы не проявляют своей вые [c.438]
Пентаиодид протактиния получается аналогично пентабромиду при действии на пятиокись протактиния иодистого алюминия или аммония, из пентахлорида при действии иодистого водорода, а также образуется при взаимодействии иода с металлом при нагревании. [c.331]
При растирании щелочных металлов с порошком серы образуются сульфиды МегЗ. Еще легче взаимодействуют щелочные металлы с бромом. В атмосфере фтора и хлора при наличии влаги щелочные металлы воспламеняются. С иодом они взаимодействуют только при нагревании. [c.367]
В реакциях конденсации, происходящих с потерей галоида, существенную роль как конденсирующее средство играет металл наиболее употребительны медь (в состоянии мелкого раздробления — восстановленная медь), а также металлический натрий. Чтобы сделать ароматически связанный галоид достаточно подвижным для взаимодействия с металлом, необходимы наличие благоприятно расположенной активирующей группы, например NO2 и высокая температура реакции (200—300°). Из галоидов наиболее подвижен иод, наименее — хлор. Легко удается реакция в антрахиноновом ряду, где галоид, находящийся в а-положении, активируется со стороны СО-группы. [c.746]
Диметильные соединения были получены взаимодействием гранулированного металла с иодистым метилом в безводном пиридине. Сначала образуется продукт, который представляет собой пиридиновый комплекс, содержащий как метильные группы, так и иод, присоединенные к атому металла, однако длительная экстракция [c.49]
Пентаиодид тантала Tab в виде черных кристаллов, сублимирующих без разложения, может быть получен взаимодействием порошкообразного металла с парами иода при 800—1500°. Соединение легко гидролизуется. [c.60]
Опыт 10. Взаимодействие иода с металлами. На жестяной или стеклянной пластинке смешивают равные объемы истертого ц порошок иода и порошка алюминия.
Смесь собирают шпателем в небольшую кучку, в углубление которой капают из пипетки воду. Между иодом и алюминием под каталитически.
м действием воды немедленно начинается бурная реакция с образованием йодистого алюминия. [c.142]
По химическим свойствам это активнейший металл. На воздухе тотчас окисляется, образуя рыхлые продукты окисления. При обычной температуре самовоспламеняется в атмосфере фтора и хлора. При небольшом подогревании энергично взаимодействует с жидким бромом, серой, иодом, водородом и др. [c.488]
Взаимодействие иода с металлами [c.165]
Химическая активность. По своей химической активности хлор уступает фтору, но превосходит бром и иод. Все эти элементы легко вступают во взаимодействие с металлами, образуя с ними соединения и выделяя большие количества тепла. [c.565]
Первые попытки обнаружить это явление были сделаны нами в работе [5], посвященной флуоресценции солей, активированных путем конденсации на них паров металлов. В этом случае центры флуоресценции должны были быть расположены на поверхности микрокристаллов адсорбента, и можно было ожидать влияния на них химически активных адсорбированных молекул.
Опыт показал, однако, что пары иода, воды и кислорода при атмосферном давлении не оказывают заметного действия на наблюденную флуоресценцию. Возможно, что этот отрицательный результат объясняется глубоким взаимодействием атомов металла при конденсации с кристаллами соли, что затрудняет реакцию с ними адсорбированного газа. [c.
102]
Очень чистые металлы получают термическим разложением тетра-иодидов Э14 при высокой температуре в вакууме. На рис. 222 изображен сосуд из стекла пирекс для получения чистого титана. Через отверстие 1 поступают порошкообразный титан и иод, через отверстие 2 откачивают воздух.
В ходе процесса сосуд нагревают до 600″ С и электрической печи, а титановая проволока 3 нагревается электрическим током. При 200° С титан и иод взаимодействуют с образованием Til 4, кото )ЫЙ при 377° С сублимирует.
Пары Til 4 при соприкосновении с титановой проволокой, нагретой до 1100—1400° С, разлагаются металлический титан оседает на проволоку, а пары иода конденсируются на холодных частях прибора. [c.531]
При взаимодействии хлористого металлила с аммиаком в автоклаве при 90° иод давлением быстро образуются металлиламипы. В случае применения молярного соотношения хлористый металлил аммиак, равного 1 10, теоретически возможные металлиламипы образуются в следующем соотношении — первичный вторичный третичный четвертичный = 56 26 8, 5. [c.171]
Расчет значений и р дает важные сведения о взаимодействии иона металла с лигандом. Так, например, установлено, что щестикоор-динационные комплексы никеля с амида.ми типа R ON(R2)Rз характеризуются меньщими Од и р, если R, и R2 — алкильные группы, а не атомы водорода.
В то же время известно, что по отнощению к фенолу и иоду донорная способность этих амидов увеличивается с ростом числа алкильных групп. Поэтому было высказано предположение, что между соседними координированными. молекулами амида [14] в комплексах металлов возможны пространственные взаимодействия.
Исследование комплексов никеля (II) некоторых первичных алкила.минов показало, что если даже вода замещает в комплексах амины, они взаимодействуют с никелем более сильно, чем вода, и почти так же сильно, как аммиак [19]. Авторы работы [20] сообщили также о высоких значениях Од для никелевых комплексов этилени.мина [20].
При объяснении причин неустойчивости алкиламинных комплексов в воде учитывалась энергия сольватации [19]. [c.98]
На образовании и последующем термическом разложении летучих иодидов основано иодид ное рафинирование некоторых металлов (Сг, V, Т1 и др.). Проводится оно в замкнутой системе путем взаимодействия иода с технически чистым образцом при 100—500 °С под давлением порядка 10- мм рт. ст., причем пары обра- [c.276]
Есть обзор, посвяш,енный методам получения моно- или дигало-гензамеш,енных ацетиленов [35].
Для этого применяют различные методы синтеза, такие, как дегидрогалогенирование дигалогеналке-нов и взаимодействие ацетилидов металлов с галогенами, но самым простым и наиболее общим методом является взаимодействие ацетилена с гипогалогенитами.
Для замещения иодом атома водорода концевой ацетиленовой группы эффективен комплекс иода с морфо-лином в избытке морфолина [36] [c.435]
В парах воды вольфрам окисляется при 600—700°. С фтором реагирует при комнатной температуре, с сухим хлором — заметно с 300°, особенно в виде порошка.
Пары иода и брома на холоду и при слабом нагревании не взаимодействуют с металлом. Твердый углерод во всех формах, углеводороды и окись углерода заметно карбидизируют вольфрам выше 1000°.
Углекислый газ окисляет вольфрам начиная с 1200°. [c.301]
Химическая активность. По своей химической активности бром уступает фтору и хлору, но прев-осходит иод. Он также относительно легкО вступает -во взаимодействие с металлами, образуя с ними соединения и выделяя большое количество тепла. [c.569]
Чтобы сделать аро.матически связанный галоид достаточно подвижным для взаимодействия с металлом, необходимы наличие благоприятно расположенной активирующей группы, например NOa и высокая температура реакции (200—300°).
Хорошие результаты получены при применении при этой реакции диметилформамида в качестве растворителя . Из галоидов наиболее подвижен иод, наименее—хлор.
Легко удается реакция н антрахиноновом ряду, где галоид, находящийся в а-положении активируется со стороны СО-группы. [c.717]
Карбиды — кристаллические тела. Природа химической связи в них может быть различной. Так, многие карбиды металлов главных иод эупп I, П и И1 групп периодической системы представляют собой солеобразные соединения с преобладанием ионной связи.
К их числу относятся карбиды алюминия AI4 3 и кальция СаСг. 11ервыи из них можно рассматривать как продукт замеш,е-ния водорода на металл в метане СН4, а второй — в ацетилене С2Н2.
Действительно, при взаимодействии карбида алюминия с водой образуется метан [c.437]
Йод
Йод — химический элемент VII группы периодической системы Менделеева. Атомный номер — 53. Относительная атомная масса 126,90450,0001. Галоген. Из имеющихся в природе галогенов — самый тяжёлый, если, конечно, не считать радиоактивный короткоживущий астат.
Практически весь природный йод состоит из атомов одного — единственного изотопа с массовым числом 127, его содержание в земной коре 4. 105% по массе. Радиоактивный йод — 125 образуется в ходе естественных радиоактивных превращений.
Из искусственных изотопов йода важнейшие — йод-131 и йод-133: их в основном используют в медицине.
I2 — галоген. Темно-серые кристаллы с металлическим блеском. Летуч.
Плохо растворяется в воде, хорошо — в органических растворителях (с фиолетовым или коричневым окрашиванием раствора) или в воде с добавкой солей — йодидов. Слабый окислитель и восстановитель.
Реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами, металлами, неметаллами, щелочами, сероводородом. Образует соединения с другими галогенами.
Молекула элементного йода, как и прочих галогенов, состоит из двух атомов. Йод — единственный из галогенов — находится в твёрдом состоянии при нормальных условиях. Красивые тёмно — синие кристаллы йода больше всего похожи на графит. Отчётливо выраженное кристаллическое строение, способность проводить электрический ток — все эти «металлические» свойства характерны для чистого йода.
Распространение в природе
Среднее содержание йода в земной коре 4*10-5% по массе. В мантии и магмах и в образовавшихся из них породах (гранитах, базальтах) соединения йода рассеяны; глубинные минералы йода неизвестны. История йода в земной коре тесно связана с живым веществом и биогенной миграцией. В биосфере наблюдаются процессы его концентрации, особенно морскими организмами (водорослями, губками).
Известны 8 гипергенных минералов йода, образующихся в биосфере, однако они очень редки. Основным резервуаром йода для биосферы служит Мировой океан (в 1 литре в среднем содержится 5*10-5 грамм йода). Из океана соединения йода, растворенные в каплях морской воды, попадают в атмосферу и переносятся ветрами на континенты.
Местности, удаленные от океана или отгороженные от морских ветров горами, обеднены йодом. Йод легко адсорбируется органическими веществами почв и морских илов. При уплотнении этих илов и образовании осадочных горных пород происходит десорбция, часть соединений йода переходит в подземные воды.
Так образуются используемые для добычи йода йодо-бромные воды, особенно характерные для районов нефтяных месторождений (местами 1 литр этих вод содержит свыше 100 мг йода).
Физические и химические свойства
Плотность йода 4,94 г/см3, tпл 113,5 °С, tкип 184,35 °С. Молекула жидкого и газообразного йода состоит из двух атомов (I2). Заметная диссоциация I2 2I наблюдается выше 700 °С, а также при действии света. Уже при обычной температуре йод испаряется, образуя резко пахнущий фиолетовый пар.
При слабом нагревании йод возгоняется, оседая в виде блестящих тонких пластинок; этот процесс служит для очистки йода в лабораториях и в промышленности.
Йод плохо растворим в воде (0,33 г/л при 25 °С), хорошо — в сероуглероде и органических растворителях (бензоле, спирте), а также в водных растворах йодидов.
Конфигурация внешних электронов атома йода 5s2 5p5. В соответствии с этим проявляет в соединениях переменную валентность (степень окисления): -1 (в HI, KI); +1 (в HIO, KIO); +3 (в IСl3); +5 (в НIO3, КIO3); и +7 (в HIO4, KIO4). Химически йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром.
С металлами йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя йодиды (Hg + I2 = HgI2). С водородом йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодистый водород. Элементный йод — окислитель, менее сильный, чем хлор и бром. Сероводород H2S, тиосульфат натрия Na2S2O3 и другие восстановители восстанавливают его до I- (I2 + H2S = S + 2НI).
Хлор и другие сильные окислители в водных растворах переводят его в IO3-. При растворении в воде йода частично реагирует с ней; в горячих водных растворах щелочей образуются йодид и йодат. Адсорбируясь на крахмале, йод окрашивает его в темно-синий цвет; это используется в йодометрии и качественном анализе для обнаружения йода. Пары йода ядовиты и раздражают слизистые оболочки.
На кожу йод оказывает прижигающее и обеззараживающее действие. Пятна от йода смывают растворами соды или тиосульфата натрия.
Получение
Сырьем для промышленного получения йода в России служат нефтяные буровые воды; за рубежом — морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, содержащие до 0,4% йода в виде йодата натрия. Для извлечения йода из нефтяных вод (содержащих обычно 20 — 40 мг/л йода в виде йодидов) на них сначала действуют хлором или азотистой кислотой.
Выделившийся йод либо адсорбируют активным углем, либо выдувают воздухом. На йод, адсорбированный углем, действуют едкой щелочью или сульфитом натрия. Из продуктов реакции свободный йод выделяют действием хлора или серной кислоты и окислителя, например дихромата калия. При выдувании воздухом йод поглощают смесью двуокиси серы с водяным паром и затем вытесняют йод хлором.
Сырой кристаллический йод очищают возгонкой.
Йод в организме
Йод — необходимый для животных и человека микроэлемент. В почвах и растениях таёжно-лесной нечерноземной, сухостепной, пустынной и горных биогеохимических зон.
Йод содержится в недостаточном количестве или не сбалансирован с некоторыми другими микроэлементами (Са, Mn, Cu); с этим связано распространение в этих зонах эндемического зоба. Среднее содержание йода в почвах около 3*10-4%, в растениях около 2*10-5%.
В поверхностных питьевых водах йода мало (от 10-7 до 10-9%). В приморских областях количество йода в 1 м3 воздуха может достигать 50 мкг, в континентальных и горных — составляет 1 или даже 0,2 мкг.
Поглощение йода растениями зависит от содержания в почвах его соединений и от вида растений. Некоторые организмы (так называемые концентраторы йода, например морские водоросли — фукус, ламинария, филлофора, накапливают до 1% йода, некоторые губки — до 8,5% (в скелетном веществе спонгине).
Водоросли, концентрирующие йод, используются для его промышленного получения. В животный организм йод поступает с пищей, водой, воздухом. Основной источник йода — растительные продукты и корма. Всасывание йода происходит в передних отделах тонкого кишечника.
В организме человека накапливается от 20 до 50 мг йода, в том числе в мышцах около 10 — 25 мг, в щитовидной железе в норме 6 — 15 мг.
С помощью радиоактивного йода (I131 и I125) показано, что в щитовидной железе йод накапливается в митохондриях эпителиальных клеток и входит в состав образующихся в них алл — и монойодтирозинов, которые конденсируются в гормон тетраиодтиронин (тироксин). Выделяется йод из организма преимущественно через почки (до 70 — 80%), молочные, слюнные и потовые железы, частично с жёлчью.
В различных биогеохимических провинциях содержание йода в суточном рационе колеблется (для человека от 20 до 240 мкг, для овцы от 20 до 400 мкг).
Потребность животного в йоде зависит от его физиологического состояния, времени года, температуры, адаптации организма к содержанию йода в среде.
Суточная потребность в йоде человека и животных — около 3 мкг на 1 кг массы (возрастает при беременности, усиленном росте, охлаждении). Введение в организм йода повышает основной обмен, усиливает окислительные процессы, тонизирует мышцы.
Йод и человек
Организм человека не только не нуждается в больших количествах йода, но и сохраняет в крови постоянную концентрацию (10-5 — 10-6 %) йода, так называемое йодное зеркало крови.
Из общего количества йода в организме около 25 мг, больше половины находится в щитовидной железе.
Почти весь йод, содержащийся в этой железе, входит в состав различных производных тирозина — гормона щитовидной железы, и только незначительная часть его около 1%, находится в виде неорганического йода I1-.
Большие дозы элементного йода опасны: доза 2 — 3 г смертельна. В то же время в форме йодида допускается приём внутрь в больших дозах.
В медицинской практике йодорганические соединения используется для рентгенодиагностики. Достаточно тяжелые ядра атомов йода рассасывают рентгеновские лучи. При введении внутрь организма такого диагностического средства получают исключительно чёткие рентгеновские снимки отдельных участков тканей и органов.
Йод в медицине
Антисептические свойства йода в хирургии первым использовал врач Буанэ. Как ни странно, самые простые лекарственные формы йода — водные и спиртовые растворы — очень долго не находили применения в хирургии, хотя ещё в 1865 — 1866 гг. великий русский хирург Н.И. Пирогов применял йодную настойку при лечении ран.
Препараты, содержащие йод, обладают антибактериальными и противогрибковыми свойствами, они оказывают также противовоспалительное и отвлекающее действие; их применяют наружно для обеззараживания ран, подготовки операционного поля. При приеме внутрь препараты йода оказывают влияние на обмен веществ, усиливают функцию щитовидной железы.
Малые дозы йода (микройод) тормозят функцию щитовидной железы, действуя на образование тиреотропного гормона передних долей гипофиза. Поскольку йод влияет на белковый и жировой (липидный) обмен, он нашел применение при лечении атеросклероза, так как снижает содержание холестерина в крови; повышает также фибринолитическую активность крови.
Для диагностических целей используют рентгеноконтрастные вещества, содержащие йод.
При длительном применении препаратов йода и при повышенной чувствительности к ним возможно появление йодизма — насморк, крапивница, отек квинке, слезотечение, угревидная сыпь (йододерма).
Препараты йода нельзя принимать при туберкулезе легких, беременности, при заболеваниях почек, хронической пйодермии, геморрагических диатезах, крапивнице.
Йод радиоактивный
Искусственно радиоактивные изотопы йода — I125, I131, I132 и другие широко используются в биологии и, особенно в медицине для определения функционального состояния щитовидной железы и лечения ряда её заболеваний.
Применение радиоактивного йода в диагностике связано со способностью йода избирательно накапливаться в щитовидной железе; использование в лечебных целях основано на способности — излучения радиоизотопов йода разрушать секреторные клетки железы.
При загрязнениях окружающей среды продуктами ядерного деления радиоактивные изотопы йода быстро включаются в биологический круговорот, попадая, в конечном счете, в молоко и, следовательно, в организм человека.
Особенно опасно их проникновение в организм детей, щитовидная железа которых в 10 раз меньше, чем у взрослых людей и к тому же обладает большей радиочувствительностью. С целью уменьшения отложения радиоактивных изотопов йода в щитовидной железе рекомендуется применять препараты стабильного И. (по 100 — 200 мг на прием).
Радиоактивный йод быстро и полностью всасывается в желудочно-кишечном тракте и избирательно откладывается в щитовидной железе. Его поглощение зависит от функционального состояния железы. Относительно высокие концентрации радиоизотопов йода обнаруживаются также в слюнных и молочной железах и слизистой желудочно-кишечного тракта.
Не поглощенный щитовидной железой радиоактивный йод почти полностью и сравнительно быстро выделяется с мочой.
Применение йода
Йод и его соединения применяют главным образом в медицине и в аналитической химии, а также в органическом синтезе и фотографии. В промышленности применение йода пока незначительно по объему, но весьма перспективно. Так, на термическом разложении йодидов основано получение высокочистых металлов.
Сравнительно недавно йод стали использовать в производстве ламп накаливания, работающих по йодо — вольфрамовому циклу.
Йод соединяется с частичками вольфрама, испарившегося со спирали лампы, образует соединение WI2, которое, попав на нагретую спираль, разлагается.
Вольфрам при этом вновь возвращается на спираль, а йод опять соединяется с испарившемся вольфрамом. Йод как бы заботится о сохранении вольфрамовой спирали и тем самым значительно увеличивает время работы лампы.
Так же 0,6% йода, добавленного к углеводородным маслам, во много раз снижает трение в подшипниках из нержавеющей стали и титана. Это позволяет увеличить нагрузку на трущиеся детали белее, чем в 50 раз.
Йод применяют для изготовления специального поляроидного стекла. В стекло вводят кристаллы солей йода, которые распределяются строго закономерно. Колебания светового луча не могут проходить через них во всех направлениях.
Получается своеобразный фильтр, называемый поляроидом, который отводит встречный слепящий поток света. Такое стекло используют в автомобилях.
Комбинируя несколько поляроидов или вращая поляроидные стёкла, можно достигнуть исключительно красочных эффектов — это явление используют в кинотехники и в театре.
Загрузка...
