Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
MoSin Тетрагональная 6,20 2303 108,5 21,6 »
WaN Кубическая 12,20 Диссоции- 71,7 . —
руют
WN Гексатональная 12,12 » — —
WX 17,20 3003 29,6 75,7 2,74
WC » 15,50 Диссоции- 38,0 19,2 1,28
руют
a-WB Ромбическая 15,30 2673 70 — 1,28
WSi2 Тетрагональная 9,25- 2438 93,5 12,5 1,20
нии с водой не реагирует. Азотная кислота еще сильнее пассивирует хром.
Растворение хрома в соляной и разбавленной серной кислотах протекает ступенчато:
Cr" + 2Н+ ->Сг+ + H2f; 2Сга+ -f 2Н 1 -»-2Сг1+ + Н,,|
Молибден растворяется в окисляющих кислотах, так как он пассивируется значительно слабее хрома:
Mo + 2HNOa-*Mo03 + 2NOf + Н,,0
Значительно лучше молибден растворяется в • «царской водке».
Вольфрам растворяется в азотной кислоте (в присутствии соляной или плавиковой кислоты):
W + HN03 + 6HF WF„ + 2NO f + 4НАО WF6 + (3 + Jc)HAO-* W03 • JCH20 + 6HF и в щелочах в присутствии сильных окислителей (Na202, Н202): W + 2NaOH + 3HA-*NaAWOH + 4НХ
(вольфрамат натрия растворим в воде). Аналогичная реакция идет и в расплаве щелочей, даже без действия специальных окислителей, за счет кислорода воздуха.
350
Приведенные выше реакции взаимодействия rf-металлов VI группы с кислотами используются при травлении изделий, а также для выявления структуры на металлографических шлифах при исследовании сплавов. Травление позволяет наблюдать и тонкую структуру металла, выявляя места выхода дислокаций на поверхность.
12.8. d- МЕТАЛЛЫ VII ГРУППЫ
К d-металлам VII группы периодической системы Д. И. Менделеева относятся марганец Мп, технеций Тс и рений Re.
Общая электронная формула этой подгруппы металлов d'V, что означает определенную законченность электронной структуры и ее относительную устойчивость; подуровень d заполнен наполовину непарными электронами. Технеций и рений имеют вакантные уровни, что сказывается на их химических свойствах (табл. 12.28).
Таблица 12.28. Распределение электронов у rf-металлов VII группы по уровням и подуровням
Металл г п Электронные уроним и нодуропни
3s Зр M 4/1 4</ 5.s' bd 5/' (is
Мп 25 4 2 6 5 2 _.. _
Тс 43 5 2 6 10 2 6 5 0 2 _„ __. __ — — —
Re. 75 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 5 0 0 2 — —
Нахождение в природе и получение в свободном виде. Марганец' относится к довольно распространенным элементам и его содержание в земной коре определяется в 8-10~~2% (мае). Он активен и встречается только в виде соединений: пиролюзит Мп02, бра-унит Мп203, гаусманит Мп304, марганцовый шпат (родохрозит) МпС03, родонит MnSi03, марганцевый блеск MnS. Марганец часто сопутствует железу в его природных соединениях.
Чистый марганец получают электролизом MnS04 и МпС12 в щелочной среде с рН 8—8,5 в присутствии (NH4)2S04. Выделяющийся на катоде марганец значительно насыщен водородом и для его дальнейшего использования требуется вакуумный переплав.
Свободный марганец можно получить алюминотермическим путем из Мп02, восстановленного предварительно до Мп304 или Мп203. В противном случае реакция идет слишком бурно:
Мп20;) + 2AI -> АШ, + 2Мп
Марганец, полученный этим методом, загрязнен А1, а иногда и Si и Fe, которые восстанавливаются совместно с ним. Однако он достаточно чист для приготовления сплавов в цветной металлургии на базе меди, алюминия, никеля.
Наиболее часто марганец получают в виде ферромарганца -— сплава, содержащего около 80% Мп и получающегося совместным
351
восстановлением оксидов марганца и железа. Получение ведут в небольших доменных печах с электродуговым подогревом в зоне фурм (доменный ферромарганец, содержащий до 6% С) или в электропечах с принудительным нагревом (электропечной ферромарганец с пониженным содержанием углерода — до 2%). Ферромарганец используется в черной металлургии для раскисления сталей, для извлечения из них серы и для легирования специальных сталей.
Марганец в свободном виде — белый металл с розоватым оттенком; ферромарганец тоже имеет розовый оттенок, но значительно более крупную кристаллическую структуру.
Марганец известен с 1774 г. и давно уже применяется в металлургии сталей и чугуна (зеркальный чугун). Рений открыт И. и В. Ноддак (1924) в результате упорных поисков металла, предсказанного еще Д. И. Менделеевым (двимарганец). Рений был получен в свободном виде из отходов после выделения тантала, ниобия и платиновых металлов. В земной коре содержание рения составляет 10~8% (мае).
Рений в настоящее время получают в относительно больших количествах, так как его свойства очень ценны для техники. Он имел бы гораздо более широкое применение, если бы был более доступен. Выделяют его из перренатов КИе04 вытеснением металлическим калием:
КИеО,, +7К-*4КаО +
Полученный порошок обрабатывают методами порошковой металлургии в вакууме или в атмосфере инертных газов (Аг, Не).
Технеций в природе не найден и его получают искусственным путем по ядерной реакции:
Он не имеет стабильных изотопов, но один его изотоп имеет период полураспада 2 -105 лет и может считаться относительно устойчивым.
Физические и механические свойства с/-металлов VII группы, определяющие их применение в технологии машиностроения, приведены в табл. 12.29.
