ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
71
Химические свойства простых веществ
Вместо нержавеющей стали фирма «Форд» для изго-
товления автомобильных выхлопных труб использует
сталь обычных марок, но покрытую слоем алюминия.
«Design News», 1981, № 11, С.18.
Простые вещества р-элементов III группы проявляют, в основном,
восстановительные свойства. Однако B, хотя и имеет достаточно низкое значение ОВП
(87,0)B/BOH(E
33
0
−= В), но за счет высокой прочности решетки при об.у. окисляется
только фтором, а кислородом – при C400t
0
> .
В то же время его аналоги реагируют при об.у. со всеми
2
Г (кроме
2
I ), а с
2
O - при
C200t
0
> . На воздухе окисляется лишь Tl (с образованием TlOH); Al, Ga и In при этом
покрываются оксидной пленкой
1
. Благодаря ей столь коррозионно устойчивы
алюминий и его сплавы, а покрытия из Al и In используются для защиты от коррозии
других металлов.
Отметим высокое значение энергии Гиббса образования
оксидов бора
(
1178− кДж/моль) и особенно алюминия ( 1676)OAl(G
32
0
f
−=∆ кДж/моль)
2
. Последнее
можно объяснить меньшей энергией кристаллической решетки алюминия и меньшими
значениями потенциалов ионизации его атомов по сравнению с B. Кроме того,
32
OAl
имеет
более прочную решетку (т.пл.=2050
0
С), чем
32
OB (т.пл.=450
0
С). Причины:
- ниже величина Э.О. алюминия (а значит, больше полярность связей в оксиде),
- наличие дополнительного π(р-d)-перекрывания (невозможного для бора)
- больше плотность решетки (в Al
2
О
3
к.ч.(Al) = 6, а в В
2
О
3
к.ч.(В) не выше 4).
Высокий экзоэффект образования оксидов используется в боро- и алюмотермии
(для восстановления металлов из их оксидов), а также для сваривания стальных изделий
с помощью термита (т.е. смеси порошков алюминия и оксида железа) [8].
Увеличение активности от B к Tl проявляется также при взаимодействии их с
водой, кислотами и щелочами. Так, B растворим только в кислотах-окислителях, а
водород воды им восстанавливается лишь выше 400
0
С. Не реагирует при об.у. с водой и
Al (из-за оксида на его поверхности). Но он взаимодействует со щелочами
3
и
разбавленными кислотами
4
, которые растворяют пассивирующую пленку. А при действии
кислот-окислителей пленка
утолщается и алюминий пассивируется еще больше
5
.
Галлий, индий и таллий легко растворяются в любых кислотах, но взаимодействие
Tl с галогеноводородными кислотами тормозится образованием малорастворимых галидов
TlГ (лишь TlF хорошо растворим); зато таллий (в отличие от других Э данной группы)
реагирует с водой в присутствии
2
O при об.у., давая растворимый TlOH.
1
Пленкой Al
2
O
3
покрыты также все сплавы на основе Al, но если в условиях космического вакуума сжать
соединяемые детали из Al или его сплавов, то хрупкая оксидная пленка при этом разрушается, крупицы ее
вытесняются из зоны контакта, а обнаженные металлические поверхности, благодаря диффузионному про-
никновению частиц, соединяются достаточно прочно (без сварки!).
2
Алюминий, из-за большой термодинамической устойчивости его оксида, горит даже в CO
2
, т.е. вытесняет
неметалл C из его оксида.
3
Алюминий, реагируя с растворами щелочей, образует гидроксокомплекс [Al(OH)
6
]
3-
, а при сплавлении со
щелочами – оксосоли MАlO
2
.
4
Разбавленная серная кислота при об.у. почти не действует на Аl из-за адсорбции выделяющегося водоро-
да, 35%-ная H
2
SO
4
снимает с 1 см
2
Al за 12 часов контакта 0,46 мг, а 78%-ная – 2,45 мг; более концентри-
рованные растворы – меньше, а 98%-ная H
2
SO
4
на алюминий действует лишь при нагревании.
5
Поэтому концентрированную HNO
3
хранят в алюминиевой таре. И в то же время не рекомендуется варить
в алюминиевой посуде кислые борщи, варенья и т.п., так как при 100
0
С алюминий реагирует даже со сла-
быми органическими кислотами (хотя и медленно).
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- …
- следующая ›
- последняя »
