Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
ЗИи+ 4НШ3-Н8НС1-^ЗН2[К:иС16] + 4Ш| + 8НаО Оз + 8НЫ03-^Оз04 + 8Ш2| +4Н20
Рутений и осмий реагируют со щелочами в присутствии сильных окислителей (пероксидов щелочных металлов):
Р,и + 2№ОН + ЗН202 -> №2РаЮ4 + 4Н20
РОДИЙ И иридий в компактном состоянии не реагируют даже с «царской водкой», но в виде тонких порошков они растворяются.
Окисление в щелочной среде приводит к образованию нерастворимых оксидов.
Палладий и платина реагируют с «царской водкой». Кроме того, палладий медленно растворяется в концентрированной азотной кислоте и в кипящей серной кислоте (пл. 1,84):
Р6 + 2Н2Б04 (конц.) -»-Рс1504 ¦+¦ 502| + 2Н20 ЗРс1 + 4НЫ03+18НС1-^ЗН2[Рс1С1е1] + 4ЫО| 4- 8НаО
Платина реагирует только с «царской водкой» с образованием Н2[Р1С16].
Радиоактивные изотопы. Из радиоактивных изотопов платиновых металлов в дефектоскопии нашел применение ^21г, обладающий периодом полураспада Го.б = 74,37 сут и широким спектром у-излучения.
12.10. (/-МЕТАЛЛЫ 1 ГРУППЫ
К ^-металлам I группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева относятся следующие: медь Си, серебро Ag и золото Аи. Общей электронной формулой этой группы должна быть Л2, но ввиду большой устойчивости законченного ^-подуров-ня я-электрон переходит на подуровень й, заполняя его целиком.
Распределение электронов у атомов этих металлов приведено в табл. 12.41.
Таблица 12.41. Распределение электронов у (/-металлов I группы
Ме- Эл ектронные уровни и подуровни
г п
талл З.ч м 4я 4л и 54' 5л 6« ы
Си 29 4 2 6 10 1
Аё 47 5 2 6 10 2 6 10 0 1 — _ ____ _ ,_
Аи 79 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 0 0 1 -- —
382
Нахождение в природе и получение металлов в свободном виде.
Малая химическая активность Си, Ag и Аи обусловливает их нахождение в природе в свободном — «самородном»...........: виде. Однако их содержание в земной коре невелико [% (мае.),] :медь 1 • К) серебро 1 • Ю-5 и золото 5 • 10~"7. Медь встречается также н в виде соединений: куприт Си20, медный блеск Cu2S, медный колчедан CuFeS2, малахит СиС03 • СиО • Н20, лазурит и другие карбонаты.
Серебро тоже находится в самородном состоянии и в соединениях: аргентит или серебряный блеск Ag2S, роговое серебро A^CI; кроме того, серебро сопутствует меди и свинцу в их сульфидных рудах.
Золото в соединениях встречается редко, однако его руда ка-лаверит АиТе2 является промышленной. В свободном виде оно бывает россыпное — в виде золотоносных песков и жильное вкрапления в кварц и другие горные породы.
Добыча этих металлов затруднена из-за их малой концентрации в рудах и поэтому получению в свободном виде всегда предшествует обогащение или концентрация. Наиболее сложно получение меди из ее полиметаллических сернистых руд. Обычно медные руды содержат 2—2,5% металла и только в Катанге (Конго) содержание меди доходит до 18—20% («анекдот Катанги»), Медную руду тщательно измельчают и отделяют пустую силикатную породу, а затем ведут селективную флотацию, позволяющую отделять не только силикаты от сульфидов, но и сульфид железа FeS., от сульфида меди Cu2S. Это достигается при помощи флотореагеп-тов — поверхностно-активных веществ, адсорбирующихся на поверхности FeS2 и ухудшающих его смачивание по сравнению с Cu2S. В больших емкостях эта пульпа разделяется пропусканием пузырьков воздуха (барботиро-вание). Мелкие частички, не смачиваемые водой, всплывают и задерживаются в пене, собирающейся на поверхности, а смачиваемые оседают на дно.
Схема смачивания и взаимодействия частиц с пузырьками воздуха представлена на рис. 188. Пена отделяется от основной жидкости в специальных отстойниках (отстойники Дора), отжимается от флотореагентов, которые снова поступают в процесс, и получаются «флотационные хвосты», состоящие в основном из сульфидов железа с небольшим содержанием меди (доли процента), которые используют для получения серной кислоты.
Смачивания нет Смачивание
Рис. 188. Схема процесса флотации взаимодействие пузырьков газа в жидкости с поверхности твердых тел
383
Осадок в отстойниках с содержанием меди 16—22% является концентратом, идущим в дальнейшую переработку. Металлургическая обработка сопровождается отделением железа от меди, удалением серы и переводом через оксиды в металл. Схематически эти процессы можно представить так:
Си2Б + РеБ2 + БЮ2 + 02-^Си23 + РеБЮз + 502|
штейн шлак
Эта операция окисления идет в ватержакетных печах, так как в них сильно повышается температура за счет окисления Ре52. Полученный штейн (Си25) отделяется от шлака (РеБЮд) — они не растворяются друг в друге. Штейн (купферштейн) заливают в конверторы и продувают через них воздух, а затем при покачивании (перемешивание) реакция продолжается сама и в итоге получается «черновая» медь:
2Си2Б + 302-*-2СиаО + БО., ]
> продувка 2Си28-ь402-^2СиО + 502 |
Си25 + 2Си20-*-6Си + БОг "[
Си23+ 2СиО-*4Си + БОо )
выдержка
«Черновая» медь содержит ~96% меди, а остальное примеси: Ре, Б, Ag, Аи, 2х\. Удаляющиеся сернистые газы идут на производство серной кислоты.
Очистку меди сейчас ведут только электролитическим способом: «черновая» медь растворяется на аноде, а на катоде выделяется чистая медь. Примеси 2п, ?е остаются в растворе в виде 2п2+ и Ре2+, так как их потенциал разложения выше, чем для меди, а золото и серебро остаются в осадке (шлам), не подвергаясь анодному растворению. Выделенные из шлама драгоценные металлы Ag, Аи обычно окупают все расходы на электролитическую очистку меди.
