Vas-ammónium alum
Tanfolyammunkám célja a vas-ammónium timsó előállítása. Megerősítik, hogy termelésük minőségi reakciók révén lehetséges.
Alum - kettős sói, kristály hidrátjai három- szulfátok és egyértékű fémek általános képletű M + 2 SO4 · F 3+ 2 (SO4) 3 · 24H2 O (gyakran írva, mint M + M 3+ (SO4) 2 · 12H2 O), ahol M + - az egyik az alkálifém (lítium, nátrium, kálium, rubídium vagy cézium) és M 3+ - egy háromértékű fém (általában alumínium, króm vagy vas (III)). Az ammóniumion (NH4 +) szintén M + -ként hathat.
Az alumíniumot úgy állíthatjuk elő, hogy a megfelelő fémek szulfátjainak forró ekvimoláris vizes oldatait összekeverjük ezen oldatok lehűtése után, az alumokristály kristályosodik ki belőle.
Korábban ez a kifejezés csak az alum-kali alumonra vonatkozik. Természetes ásványi anyagokat kaptak, amelyek közül az egyik leginkább alunit volt. A természetes alunit általában színtelen kristályok formájában találják meg, amelyeket a rómaiak az alumen (genitív eset alumínium) szónak neveztek. Ebből a szóból az alumíniumelem modern neve is előfordult. Az alunitból nyert alumínium édes-savas fanyar ízű volt, ahonnan a szláv nyelvek neve származik; Például a sav lengyel - kwas; ezért az orosz "kovász" szó - egy olyan anyag, amely savas fermentációt okoz.
A kémia kialakulásának idején az emberek gyakorlati ismerete már nagy és változatos volt: tudták, hogyan kell fémeket és üvegeket megolvasztani, akár festettek is, a drágakövekhez hasonlóan; gyártási szappan; minden színben a szövetek festéséhez, az alum és az alumínium vitriol rögzítőanyagként történő alkalmazásához; sok gyógyszert ismert, mind természetes, mind mesterséges; Használhatják az erjesztési folyamatokat, a kenyeret és a bort.
Vas - a leggyakoribb alumínium fém után a világon; ez a földkéreg kb. 5% -a. A vas különböző vegyületek formájában keletkezik: oxidok, szulfidok, szilikátok. Szabad formában a vas megtalálható a meteoritokban, néha a földkéregben természetes vas (ferrit) van, mint a magma megszilárdulása. Vas megtalálható számos ásványi anyag, amelyek tagjai a vasérc betétek.
A fő vasérc-ásványok:
Hematit (vasfény, vörös vasérc) - Fe2O3 (legfeljebb 70% Fe);
Magnetit (mágneses vasérc) - Fe3O4 (legfeljebb 72,4% Fe);
Hidrogén - FeOOH * nH20 (limonit) - (körülbelül 62% Fe);
Siderit - Fe (CO3) (körülbelül 48,2% Fe);
A vasérc betétei különböző geológiai körülmények között képződnek; ez az ércek összetételének sokféleségének és az előfordulásuk körülményeinek köszönhető. A vasérc a következő ipari típusokra oszlik:
Barna vasérc - a vizes vas-oxid ércek (a fő ásványvíz a hidrogén), a vas 30-55% -a.
Vörös vasérc vagy hematit érc (a fő ásvány a hematit, néha magnetit), 51-66% vas.
Mágneses vasérc (a fő ásványi anyag a magnetit), 50-65% vas.
Siderit vagy karbonát üledékes ércek, 30-35% vas.
Szilikát üledékes vasérc, 25-40% vas.
Nagyméretű vasérc-tartalékok vannak az Urálokban, ahol az egész hegyek (például Magnetic, Kachkanar, High, stb.) A mágneses vasércből állnak. Nagy mennyiségű vasérc a Kursk, a Kola-félsziget, a Nyugat-Kelet-Szibéria, a Távol-Kelet, Ukrajna közelében található.
Burgonya, zöldség, gyümölcs - 600-tól 900-ig
2. A vas kémiai tulajdonságai, fő összetevői
Vas - az időszakos rendszer VIII. Csoportjának egy eleme. Atomi szám 26, atomtömeg 55,85 (56). Az atom külső elektronjainak konfigurációja 3d 6 4s 2.
A kémiai tulajdonságok mellett a vas mint átmeneti elem közel van az időszakos rendszer azonos csoportjának szomszédos elemeihez - a nikkelhez és a kobalthoz. A vegyületekben a vas gyakrabban 2- és 3-valens, de az 1, 4 és 6 érték is ismert.
A vas magasabb értékű állapotát savas tulajdonságokkal jellemezhetjük. A vas, különösen a 3 valencia, hajlamos a komplex képződésre. A kémia szempontjából a vas közepes aktivitású fém. Száraz levegő esetén, 150-200 ° C-ra történő hevítéskor egy vékony védőfóliát képez a kompakt vas felületén, amely megvédi a további oxidációtól.
A nedves levegőben a vas gyorsan rothad, azaz amelyet hidratált vasoxid barna bevonattal borítanak, ami lazasága miatt nem védi a vasat a további oxidációtól. A vízben a vas intenzíven korrodál. Az oxigénhez való bőséges hozzáféréssel a vas-oxid hidrát formái alakulnak ki.
Az oxigénhiány vagy a bonyolult hozzáféréssel Fe3O4 (Fe2O3 * FeO) vegyes oxidja keletkezik:
A Fe3O4 az anódok gyártására szolgáló anyagként szolgál számos elektrokémiai iparban.
A vas hidrogén-kloridban és híg kénsavban könnyen oldható:
A koncentrált savas oxidálószerekben a vas csak felmelegedés esetén oldódik fel:
Azonban kénsavban, amelynek koncentrációja megközelíti a 100% -ot, a vas passzívá válik, és az interakció gyakorlatilag nem következik be.
Vas esetében két vegyületcsoport jellemző: Fe (II) vegyületek és Fe (III) vegyületek. Az előbbi megfelel vas (II) -oxidnak vagy vas-oxid-FeO-nak; a második vas (III) -oxid vagy a vas-oxid Fe2O3.
Ezenkívül a nem létező vas-sav H2HeO4 sói ismertek. amelyben a vas oxidációs foka +6.
2.1 A vas (II)
Vas vitriol - FeS04 * 7H2O - világosbarna, vízben könnyen oldódó kristályok. Ezt alkalmazzák a növényi kártevők, a gyártása tinták és ásványi színezékek, textilfestékként, a szennyvíz tisztításához a cianidok. Ezt úgy állítják elő, hogy az acéldarabokat 20-30% -os kénsavban feloldják.
A ferro-hidroxid (Fe) (Fe) (OH) 2 fehér csapadék gyorsan zöldessé válik, majd oxidálódik a levegőben, oxidálódás következtében, Fe (OH) 3-hoz továbbítva. Ezt a vas-vitriol alkáli hatásával lehet előállítani. Ezeket pigmentekként használják.
Vas-oxid FeO, fekete, könnyen oxidált por. A vas-oxidokat rendszerint vízgőz hatására állítják elő az égő vason. A természetes vas-oxidok a fém vas (ötvözetei) előállításának fő nyersanyagaként szolgálnak.
Karbonát vas FeCO3. CO2-tartalmú víz esetén. A vas-karbonát, például a kalcium-karbonát részlegesen átjut a Fe (HCO3) 2 oldható savas sójába. Ennek a sónak a formájában a vas természetes vasvízben található.
A vas (nitrát) Fe (NO3) 3-at vasatartalmú salétromsav alkalmazásával állítják elő. Használt, mint a maró festésre pamut szövet és selyem, mint nehezítő anyagot.
A ferro (II) sók könnyen átalakíthatók vas (III) sókká különböző oxidálószerek, például: HNO3 hatásával. KMnO4. Cl2 és mások.
2.2 A vas (III)
A vas-klorid FeCl3 sötétbarna, zöld színű kristályokkal. Erősen higroszkópos anyag keletkezik, amikor a vasat klórral melegítik, a FeCl2 klórozását. Coagulánsként használják a víz tisztításában, mint a festőszövetben lévő mordant, katalizátorként a szerves szintézisben.
Ferrous szulfát Fe2 (SO4) 3 - nagyon higroszkópos, a levegőben fehér kristályok terjednek. Fe (SO4) 3 * 9H20 (sárga kristályok) kristályos hidrátja képződik. A vizes oldatokban a vas (III) -szulfát erősen hidrolizálódik. Ezt úgy állítják elő, hogy a Fe2O3 oxidját kénsavban oldják. Ezt használják a koaguláns vízkezelés a marató fémek elkészítéséhez használt réz.
A vas-ammónium alum (NH4) Fe (SO4) 2 * H2O erősen oldódik a vízben világosbarna kristályok.
Ferrium-hidroxid (III) Fe (OH) 3. gyengébb alap, mint a Fe (OH) 2.
A Fe2O3 és származékai (ferritek) a rádióelektronikában mágneses anyagokként használatosak, beleértve a szalagok hatóanyagait is.
A ferritek olyan anyagok, amelyeket a vas (III) -oxid nátrium- vagy kálium-karbonátokkal történő fúziója során képzünk, s nem olyan sót kapunk, amelyet a mirigyek HFeO2 szabad állapotában kaptunk. például NaFeO2 nátrium-ferrit:
A ferritek vagy ferrites anyagok technikájával bizonyos kétértékű fémek, például Ni, Zn, Mn, Fe2O3 porok és oxidok szinterezésének termékeit nevezzük.
Alum - kettős sói, kristály hidrátjai három- szulfátok és egyértékű fémek általános képletű M + 2 SO4 · F 3+ 2 (SO4) 3 · 24H2 O (gyakran írva, mint M + M 3+ (SO4) 2 · 12H2 O), ahol M + - az egyik az alkálifém (lítium, nátrium, kálium, rubídium vagy cézium) és M 3+ - egy háromértékű fém (általában alumínium, króm vagy vas (III)). Az ammóniumion (NH4 +) szintén M + -ként hathat.
Az alumíniumot úgy állíthatjuk elő, hogy a megfelelő fémek szulfátjainak forró ekvimoláris vizes oldatait összekeverjük ezen oldatok lehűtése után, az alumokristály kristályosodik ki belőle.
Úgynevezett kettős sók, amelyeket a két különböző kationok azonos anion. Például 1 mól ammónium-szulfátot (NH4) 2S04 és 1 mól vas (III) -szulfát Fe2 (SO4) 3-at tartalmazó vizes oldat elpárologtatásával. Nem különböznek ezeknek a sóknak a keveréke, hanem a "vasammónium alumínium" - ammónium-vas (III) szulfát-dodekahidrát homogén kristályai. jellemző oktaéder alakú:
A kettős sók csak olyan komplex vegyületek, amelyek csak a kristályos állapotban léteznek. Vízben oldva teljesen ionokba bomlanak. Így az alumot az NH4 + ammónium kationokhoz és a hexaquillage [Fe (H2O) 6] 3+ -hoz disszociáljuk. szulfátionok SO4 2- és vízmolekulák:
Ezért a kettős sók vizes oldatainak kémiai viselkedése nem különbözik az őket alkotó közönséges sók viselkedésétől.
Az alumínium vízben könnyen oldódik, vizes oldatai savas savas ízzel és savas reakcióval rendelkeznek a hidrolízis miatt, például:
Hevítve timsó először megolvasztjuk a vízben abban foglalt, majd ezt a vizet elvész, hogy kialakítsuk a vízmentes só. A további fűtés fémoxidok keverékévé alakul át.
Az ammónium-alumínium ammónium-vas-szulfát NH4 Fe (SO4) 2 * 12H20 kristályos hidrátja.
Alkalmazzunk 0,5-1,0% -os vizes oldatot öblítésre, öblítésre és hasonlókra. Mivel fémsó trohvvalentnyh oka fehérjedenaturáció, ezek alkalmazása a gyógyászatban, mint egy fanyar, cauterizing és vérzéscsillapító ( „alum ceruza”).
Emellett a gyűrű alakú alumíniumot nem éghető papír előállítására alkalmazzuk, úgy, hogy a méretű papírt impregnáljuk nedves telített vizes oldattal, majd levegőn szárítjuk.
Alum használják paszták és porok előállításához a tisztító ezüst és arany díszítések, amely szintén tartalmazza ammónium-kloridot (NH4CI), lapis (AgNO3), nátrium-tioszulfát (Na2 S2 O3), tejszín, fogkő (kálium gidrotartarat); képi emulziók előállítása zselatin alapon; Mint barnítószer a bőriparban; mint gyapjú- és pamutszövet festés közben; Koagulációként a víz tisztításában; tűzálló szövetek gyártása; reagens a detektáláshoz. PO4 3-. AsO4 3 és mások.
4. Vas-ammónium-alum
A vasammónium alumínium-oxidot a következő reakciók alapján állíthatjuk elő:
Porcelán edényben oldjunk fel 4 g FeS04 * 7H2O-t (techn.) 8 ml forró vízben és szűrjük dupla szűrőn keresztül. A szűrlethez adjunk hozzá 0,5 ml H2S04-ot (1,84, C = 96%), melegítsük 30-35 ° C-ra és lassan hozzáadjuk 0,5-0,7 ml HNO3-ot (vázlat alatt!) 1,38, C = 63%). Az oldat sötétbarna színűvé válik, és a reakció végén vörösesbarna színű.
Az oldatot ezután bepároljuk vízfürdőn 80 ° C-on, amíg szirupszerű állapot (hogy eltávolítsuk a HNO3 és nitrogén-oxidok), hozzáadunk 8 ml vizet, és ismét bepároljuk, amíg kristály film. A kapott telített oldatot Fe2 (SO 4) 3, 3 ml víz és forró szűrt oldatát 0,65 g (NH4) 2SO 4 (tehn.) 1,6 ml víz és 0,1-3 ml H2 SO4 (op. 1, 84, C = 96%). Az elegyet alaposan összekeverjük egy üvegrúddal, lassan lehűtjük 0 ° C-ra, és a kivált kristályokat egy Buchner-tölcséren szívjuk le. Kimenet 4,8 - 5 g.
A Cl- és NO3-ból történő tisztításhoz a sót 4-4,5 ml meleg vízben feloldjuk, enyhén megsavanyítjuk H2S04-gyel. és 0 ° C-ra hűtjük. A kristályokat egy Buchner tölcséren szívják le, és rövid ideig szobahőmérsékleten pergamenen szárítják.
Kitermelés: 4 g (80%). A kapott készítmény általában az x minősítő reagensnek felel meg. h.
Színtelen oktaéderes kristályok, de általában a készítmény világos ametisztszínű. A levegőben állva a kristályok világosbarna színűvé válnak, 33 ° C-ra melegítve, barnára festve. 150 ° C-on a reagens 11,5 molekulát veszít a vízből, 750 ° C-on teljesen dehidratálva.
A sűrűség 1,17 g / cm3
Olvadáspont Tm. = 39-41 ° C
A bomlási hőmérséklet Tp. = 230 ° C
Nem oldódik alkoholokban.
Refraktív index: 1,4854 (20 ° C)
9. A használt irodalom jegyzéke
1. Angyalok I.I. Karyakin Yu.V. Tiszta vegyszerek. IV. Változat, felülvizsgált és kibővített. Kiadó: "Chemistry", M. 1974g.
2. Busev AI Efimov I.P. Fogalommeghatározások, koncepciók, kémiai kifejezések. A diákoknak nyújtott támogatás. Ed. 2., felülvizsgált. M. "Oktatás", 1977.
3. Ártalmas vegyi anyagok. V-VIII csoportok szervetlen vegyületei. Ref. Szerk. VA Filova és mások - L. "Chemistry", 1989.
4. Nekrasov B.V. Általános kémia alapjai. T. 1, Idz. 3., javítva. és további. M. Izd-vo "Chemistry", 1973. 656 p.; 160 asztal; 391 kép.
5. Nekrasov B.V. Általános kémia alapjai. T. 2, Idz. 3., javítva. és további. M. Izd-vo "Chemistry", 1973. 688 oldal; 270 asztal; 426 ábra.
6. Kémiai enciklopédikus szótár. Ch. Ed. IY Knunyants - M. Sov. enciklopédia, 1983 - 792p.