Реферат: Химические свойства неметаллических элементов
Велике значення має реакція СО з аміаком:
CO+NH3 =HCN+HOH
Дуже отруйна. Повільно розкладаєтсья придії води і кисню. Солі цієї кислоти (NaCN, KCN) називають ціанідами. Оксид вуглецю (4) добувають у промисловості термічним розкладом CaCO3 :
CaCO3 =CaO+CO2
а у лабораторії – дією соляної кислоти на СаСО3 в апараті Кіппа:
CaCO3 +2HCl=CaCl2 +HOH+CO2
СО2 розчиняється у воді, утворюючи вугільну кислоту:
CO2 +HOH=H2 CO3
Вугільна кислота нестійка, існує лише у водному розчині, двухосновна. Для перетворення карбонатів у гідрокарбонати можна використати дію вугільної кислоти на карбонати:
CaCO3 +H2 CO3 =Ca(HCO3 )2
для оборотного переходу – донейтралізація кислої солі:
Ca(HCO3 )2 +Ca(OH)2 =2CaCO3 +2HOH
В зв’язку з тим, що вугільна кислота являєтсья слабкою, карбонати підлягають значному гідролізу. Гідроліз солей лужних металів іде ступінчато і оборотно.
Вуглець і його сполуки дуже важливі для металургії. Вуглець (кокс) використовується як дешевий відновник при отриманні багатьох металів (Zn, Cu, Sn, Pb, Ni, Co і ін). Вуглець – важливий компонент сплавів (чугуна, сталі та ін).
Кремній.
Електронегативність кремнію (1,9) невисока, тому найбільш стійка ступінь окислення +4. Найбільш низька ступінь окислення –4 проявляється в сполуках з активними металами, проміжні ступені окислення (крім 0) – нестійкі.
Кремній одержують в електропечах відновленням SiO2 коксом:
SiO2 +2C=Si+2CO DH=68.9 Дж.
Необхідний для напівпровідників техніки кремній особливої частоти отримують розкладанням його водневих з’єднань, йодиду кремнію або реакції SiCl4 з чистим цинком.
Кремній – полімер, в реакйії вступає тільки при нагріванні. На відміну від вуглецю не реагує з Н2 , але з’єднується з галогенами:
Si+2Mg=Mg2 Si (Si – окисник)
Si+O2 =SiO2
Si+2Cl2 =SiCl4 (Si – відновник)
Сполуки кремнію з металами, силіциди, як і карбіди, можна поділити на дві групи. Солеподібні силіциди S-металів (Mg2 Si, Ca2 Si) легко реагують з кислотами (але не з водою), утворюючи сполуки кремнію з воднем, - сілани:
Mg2 Si+4HCl=2MgCl2 +SiH4
Силіциди d-металів, які частіш за все мають склад Sin +H2n+2 . На повітрі сілани самозаймаються:
SiH4 +2O2 =SiO2 +2HOH
при нагріванні розкладаються : SiH4 =Si+2H2
Оксид кремнію SiO2 в природі існує у вигляді кварцу (піску), тримідиту, кристоаліту, а також в аморфному стані (опла, агат). SiO2 – тугоплавкий і хімічно малоактивний, при звичайних температурах. З водою не реагує, свої кислотні властивості проявляє в реакціях з лугами, основними оксидами і деякими солями, які проходять з достатньою швидкістю при підвищених температурах:
2NaOH+SiO2 =NaSiO3 +HOH
Na2 CO3 +SiO2 =Na2 SiO3 +CO2
З кислотами SiO2 не реагує, вийняток складає плавикова кислота: SiO2 +4HF=SiF4 +2H2 O.
Кремнієву кислоту можна отримати дією кислоти на розчин Na2 SiO3 . Якщо розчин достатньо розведений, утвориться золь (колоїдний розчин), при великих концентраціях – гель (студень). Ортокремнієва кислота розчинна у воді, слабка, може існувати в дуже розведених розчинах. При підвищенній концентрації виникає поліконденсація.
Найбільш широко використовуються силікати, виробляють міліони тон різних сілікатних матеріалів, в тому числі цеглу, цемент, фарфор, фаянс, скло та ін. Кварцовий пісок являється основною складовою частиною формувальних сумішей в литниковому виробництві, а “рідке скло” Na2 SiO3 – зв’язуючий матеріал в цих сумішах. Кремній є складовою частиною чугунів та сталей, а також ін. сплавів.
Бор.
Бор – єдиний неметалічний елемент 3 групи. Валентність бору частіш за все тільки =3. Бор дає стійки зв’язки з киснем і галогенами. Зв’язки В-В і В-Н менш стійкі. В цьому подібність с кремнієм (діагональна подібність). Дя бору характерний ступінь окислення +3.
Основні його мінерали борати кальцію та магнію, а також бура Na2 B4 O7 и борна кислота H3 BO3 .
Бор отримують відновленням B2 O3 магнієм:
3Mg+B2 O3 =3MgO+2B
Крім того, як і для кремнію використовують термічний розклад сполук бору з воднем та йодом.
Бор – полімерна речовина, взвичайних умовах реагує тільки з фтором, при нагрівані з’єднюється з металами, а також з киснем, галогенами та навіть з азотом. З воднем не реагує:
Mg+2B=MgB2
4B+3O2 =2B2 O3
2B+3Cl2 =2BCl3