Металлический радий как химический элемент
История открытия металлического радия. Физико-химические свойства и способы получения простых веществ. Примеры соединений со всеми степенями окисления, комплексные соединения, примеры их применения. Методы качественного и количественного обнаружения.
| Рубрика | Химия |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.10.2010 |
| Размер файла | 23,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
СОДЕРЖАНИЕ
1 История открытия элемента
2 Распространенность в природе и основные минералы
3 Физико-химические свойства простых веществ
4 Способы получения простых веществ, металлургия
5 Свойства элемента
6 Примеры соединений со всеми степенями окисления
7 Химия водных растворов
8 Комплексные соединения
8.1 Первичная диссоциация
8.2 Вторичная диссоциация
8.3 Электронная формула
8.4 Выражение констант нестойкости комплексного иона
9 Применение соединений элемента. Сплавы
10 Методы качественного и количественного обнаружения
11 Токсикология
Использованная литература
1 ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ ЭЛЕМЕНТА
Металлический радий был впервые получен в 1828 г. А. Бюсси.
Основной способ получения радия - электролиз расплавленного карналлита или RaCl2. Металлический радий имеет важное значение для народного хозяйства. Он используется при изготовлении сверхлегких сплавов для авиационной и ракетной техники, как легирующий компонент в алюминиевых сплавах, как восстановитель при магнийтермическом получении металлов (титана, циркония и т.п.), в производстве высокопрочного «магниевого» чугуна со включенным графитом. Другие соединения радия - окись, карбонат, сульфат и т.п. - совершенно необходимы при изготовлении огнеупорных материалов, цементов и прочих строительных материалов.
Радий кристаллизуется в гексагональную плотноупакованную решетку, на каждой ячейке которой - по 6 атомов, из них 3 - в вершинах и в центре базисных граней, а 3 - в центрах трех тригональных призм. Занятые и свободные призмы чередуются. Ахметов Н.С., Общая и неорганическая химия. - М.: Высшая школа, 2001. - 289 с.
2 РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ В ПРИРОДЕ И ОСНОВНЫЕ МИНЕРАЛЫ
Огромное большинство металлов находится в природе в виде соединений с другими элементами.
Только немногие металлы встречаются в свободном состоянии, и тогда они называются самородными. Золото и платина встречаются почти исключительно в самородном виде, серебро и медь - отчасти в самородном виде; иногда попадаются также самородные ртуть, олово и некоторые другие металлы.
Добывание золота и платины производится или посредством механического отделения их от той породы, в которой они заключены, например промывкой воды, или путем извлечения их из породы различными реагентами с последующим выделением металла из раствора. Все остальные металлы добываются химической переработкой их природных соединений.
Минералы и горные породы, содержащие соединения металлов и пригодные для получения этих металлов заводским путем, носят название руд. Главными рудами являются оксиды, сульфиды и карбонаты металлов.
Важнейший способ получения металлов из руд основан на восстановлении их оксидов углем.
В тех случаях, когда руда представляет собой соль угольной кислоты, ее можно непосредственно восстанавливать углем, как и оксиды, так как при нагревании карбонаты распадаются на оксид металла и двуокись углерода.
Обычно руды, кроме химического соединения данного металла, содержат еще много примесей в виде песка, глины, известняка, которые очень трудно плавятся. Чтобы облегчить выплавку металла, к руде примешивают различные вещества, образующие с примесями легкоплавкие соединения - шлаки. Такие вещества называются флюсами. Если примесь состоит из известняка, то в качестве флюса употребляют песок, образующий с известняком силикат кальция. Наоборот, в случае большого количества песка флюсом служит известняк.
Во многих рудах количество примесей (пустой породы) так велико, что непосредственная выплавка металлов из этих руд является экономически невыгодной. Такие руды предварительно «обогащают», то есть удаляют из них часть примесей. Особенно широким распространением пользуется флотационный способ обогащения руд (флотация), основанный на различной смачиваемости чистой руды и пустой породы.
Техника флотационного способа очень проста и в основном сводится к следующему. Руду, состоящую, например, из сернистого металла и силикатной пустой породы, тонко измельчают и заливают в больших чанах водой. К воде прибавляют какое-нибудь малополярное органическое вещество, способствующее образованию устойчивой пены при взбалтывании воды, и небольшое количество специального реагента, так называемого «коллектора», который хорошо адсорбируется поверхностью флотируемого минерала и делает ее неспособной смачиваться водой. После этого через смесь снизу пропускают сильную струю воздуха, перемешивающую руду с водой и прибавленными веществами, причем пузырьки воздуха окружаются тонкими масляными пленками и образуют пену. В процессе перемешивания частицы флотируемого минерала покрываются слоем адсорбированных молекул коллектора, прилипают к пузырькам продуваемого воздуха, поднимаются вместе с ними кверху и остаются в пене; частицы же пустой породы, смачивающиеся водой, оседают на дно. Пену собирают и отжимают, получая руду с значительно большим содержанием металла.
Для восстановления некоторых металлов из их оксидов применяют вместо угля водород, кремний, алюминий, радий и другие элементы.
Процесс восстановления металла из его оксида с помощью другого металла называется металлотермией. Если, в частности, в качестве восстановителя применяется алюминий, то процесс носит название алюминотермии.
3 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ
Причисляя тот или иной элемент к разряду металлов, мы имеем в виду наличие у него определенного комплекса свойств:
- плотная кристаллическая структура.
- характерный металлический блеск.
- высокая теплопроводность и электрическая проводимость.
- уменьшение электрической проводимости с ростом температуры.
- низкие значения потенциала ионизации, т.е. способность легко отдавать электроны.
- ковкость и тягучесть.
- способность к образованию сплавов.
С внешней стороны металлы, как известно, характеризуются, прежде всего, особым «металлическим» блеском, который обусловливается их способностью сильно отражать лучи света. Однако этот блеск наблюдается обыкновенно только в том случае, когда металл образует сплошную компактную массу. Правда, радий и алюминий сохраняют свой блеск, даже будучи превращенными в порошок, но большинство металлов в мелкораздробленном виде имеет черный или темно-серый цвет. Затем типичные металлы обладают высокой тепло- и электропроводностью, причем по способности проводить тепло и ток располагаются в одном и том же порядке: лучшие проводники - серебро и медь, худшие - свинец и ртуть. С повышением температуры электропроводность падает, при понижении температуры, наоборот, увеличивается.
Очень важным свойством металлов является их сравнительно легкая механическая деформируемость. Металлы пластичны, они хорошо куются, вытягиваются в проволоку, прокатываются в листы и т.п.
Характерные физические свойства металлов находятся в связи с особенностями их внутренней структуры. Согласно современным воззрениям, кристаллы металлов состоят из положительно заряженных ионов и свободных электронов, отщепившихся от соответствующих атомов. Весь кристалл можно себе представить в виде пространственной решетки, узлы которой заняты ионами, а в промежутках между ионами находятся легкоподвижные электроны. Эти электроны постоянно переходят от одних атомов к другим и вращаются вокруг ядра то одного, то другого атома. Так как электроны не связаны с определенными ионами, то уже под влиянием небольшой разности потенциалов они начинают перемещаться в определенном направлении, т.е. возникает электрический ток.
Наличием свободных электронов обусловливается и высокая теплопроводность металлов. Находясь в непрерывном движении, электроны постоянно сталкиваются с ионами и обмениваются с ними энергией. Поэтому колебания ионов, усилившиеся в данной части металла вследствие нагревания, сейчас же передаются соседним ионам, от них - следующим и т.д., и тепловое состояние металла быстро выравнивается; вся масса металла принимает одинаковую температуру.
Радий наряду с бериллием, кальцием, стронцием, барием и магнием относится к группе щелочноземельных металлов. Все они имеют бело-серебристый цвет (исключение составляет барий - он светло-серый), все они мягкие и легкие (кроме радия - он тяжелый и радиоактивный). Щелочноземельные металлы плохо проводят электрический ток; почти все они неустойчивы на воздухе, активны, легко растворяются в разбавленных кислотах, при нагревании энергично реагируют с кислородом, водородом, азотом, углеродом, галогенами, серой, фосфором и др.; они используются в качестве восстановителей в промышленном многих веществ. Но как конструкционный материал из всей группы широко применяется только радий. Пары радия содержат молекулы Ra 2 , энергия диссоциации которых оценивается в 7 ккал/моль.
Сжимаемость Ra мала, под давлением в 100 тыс. от его объем уменьшается до 0,85 исходного. Аллотропические модификации радия неизвестны.
4 СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ, МЕТАЛЛУРГИЯ
Очень важным способом получения металлов является также электролиз. Некоторые наиболее активные металлы получаются исключительно путем электролиза, так как все другие средства оказываются недостаточно энергичными для восстановления их ионов.
Огромное большинство металлов находится в природе в виде соединений с другими элементами.
Только немногие металлы встречаются в свободном состоянии, и тогда они называются самородными. Золото и платина встречаются почти исключительно в самородном виде, серебро и медь - отчасти в самородном виде; иногда попадаются также самородные ртуть, олово и некоторые другие металлы.
Добывание золота и платины производится или посредством механического отделения их от той породы, в которой они заключены, например промывкой воды, или путем извлечения их из породы различными реагентами с последующим выделением металла из раствора. Все остальные металлы добываются химической переработкой их природных соединений.
Минералы и горные породы, содержащие соединения металлов и пригодные для получения этих металлов заводским путем, носят название руд. Главными рудами являются оксиды, сульфиды и карбонаты металлов.
Важнейший способ получения металлов из руд основан на восстановлении их оксидов углем.
Если, например, смешать красную медную руду (куприт) Cu2O с углем и подвергнуть сильному накаливанию, то уголь, восстанавливая медь, превратится в оксид углерода(II), а медь выделится в расплавленном состоянии. Подобным же образом производится выплавка чугуна их железных руд, получение олова из оловянного камня SnO2 и восстановление других металлов из оксидов.
При переработке сернистых руд сначала переводят сернистые соединения в кислородные путем обжигания в особых печах, а затем уже восстанавливают полученные оксиды углем.
В тех случаях, когда руда представляет собой соль угольной кислоты, ее можно непосредственно восстанавливать углем, как и оксиды, так как при нагревании карбонаты распадаются на оксид металла и двуокись углерода.
Обычно руды, кроме химического соединения данного металла, содержат еще много примесей в виде песка, глины, известняка, которые очень трудно плавятся. Чтобы облегчить выплавку металла, к руде примешивают различные вещества, образующие с примесями легкоплавкие соединения - шлаки. Такие вещества называются флюсами. Если примесь состоит из известняка, то в качестве флюса употребляют песок, образующий с известняком силикат кальция. Наоборот, в случае большого количества песка флюсом служит известняк.
Во многих рудах количество примесей (пустой породы) так велико, что непосредственная выплавка металлов из этих руд является экономически невыгодной. Такие руды предварительно «обогащают», то есть удаляют из них часть примесей. Особенно широким распространением пользуется флотационный способ обогащения руд (флотация), основанный на различной смачиваемости чистой руды и пустой породы.
Техника флотационного способа очень проста и в основном сводится к следующему. Руду, состоящую, например, из сернистого металла и силикатной пустой породы, тонко измельчают и заливают в больших чанах водой. К воде прибавляют какое-нибудь малополярное органическое вещество, способствующее образованию устойчивой пены при взбалтывании воды, и небольшое количество специального реагента, так называемого «коллектора», который хорошо адсорбируется поверхностью флотируемого минерала и делает ее неспособной смачиваться водой. После этого через смесь снизу пропускают сильную струю воздуха, перемешивающую руду с водой и прибавленными веществами, причем пузырьки воздуха окружаются тонкими масляными пленками и образуют пену. В процессе перемешивания частицы флотируемого минерала покрываются слоем адсорбированных молекул коллектора, прилипают к пузырькам продуваемого воздуха, поднимаются вместе с ними кверху и остаются в пене; частицы же пустой породы, смачивающиеся водой, оседают на дно. Пену собирают и отжимают, получая руду с значительно большим содержанием металла.
Для восстановления некоторых металлов из их оксидов применяют вместо угля водород, кремний, алюминий, радий и другие элементы.
Процесс восстановления металла из его оксида с помощью другого металла называется металлотермией. Если, в частности, в качестве восстановителя применяется алюминий, то процесс носит название алюминотермии.
5 СВОЙСТВА ЭЛЕМЕНТА
Основным химическим свойством металлов является способность их атомов легко отдавать свои валентные электроны и переходить в положительно заряженные ионы. Типичные металлы никогда не присоединяют электронов; их ионы всегда заряжены положительно.
Легко отдавая при химических реакциях свои валентные электроны, типичные металлы являются энергичными восстановителями.
Способность к отдаче электронов проявляется у отдельных металлов далеко не в одинаковой степени. Чем легче металл отдает свои электроны, тем он активнее, тем энергичнее вступает во взаимодействие с другими веществами.
Вытеснение одних металлов из их соединений другими металлами впервые было подробно изучено русским ученым Бекетовым, расположившим металлы по их убывающей химической активности в так называемый «вытеснительный ряд». В настоящее время вытеснительный ряд Бекетова носит название ряда напряжений.
6 ПРИМЕРЫ СОЕДИНЕНИЙ СО ВСЕМИ СТЕПЕНЯМИ ОКИСЛЕНИЯ
Поляризующая способность иона Ra2+ невысока, а по величине коэффициента поляризации, который количественно характеризует деформируемость иона, радий уступает большинству металлов.
Поэтому комплексные соединения радия малоустойчивы и образуются обычно только в щелочной среде.
Ниже представлены теплоты образования некоторых соединений радия и бериллия, рассчитанные в ккал на грамм-эквивалент металла:
|
F |
Cl |
Br |
I |
O |
S |
N |
||
|
Ra |
134 |
77 |
62 |
43 |
72 |
42 |
19 |
|
|
Be |
134 |
77 |
62 |
43 |
72 |
42 |
19 |
|
|
Отношение Ra/Be |
0,90 |
0,73 |
0,65 |
0,47 |
1,00 |
0,47 |
1,21 |
Из приведенных данных видно, что теплоты образования аналогичных производных бериллия и радия близки при сравнительно малых объемах металлоидных атомов (F, O, N) и сильно расходятся при больших (Cl, Br, I, S). Так как сам атом радия значительно больше атома бериллия, это свидетельствует о значительной роли объемных соотношений при образовании рассматриваемых соединений. Коттон Ф., Уилкинсон Дж., Основы неорганической химии. - М.: Мир, 2003. - 368 с.
7 ХИМИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
На радий не оказывают заметного действия дистиллированная вода, фтористоводородная кислота любой концентрации, водные растворы фтористых солей, сера (жидкая и газ), сернокислый алюминий, сероуглерод, растворы едких щелочей, углекислая щелочь, сухие углеводороды, органические галогенпроизводные, не содержащие спирта и H2O, безводная C2H5OH, этиловый и уксусный эфиры, жиры и масла, не содержащие кислот, ароматические соединения и минеральные масла.
Разрушающе действуют на радий морская и минеральная вода, водные растворы HCl, H2SO4, HNO3, H3PO4, кремнефтористоводородные кислоты, водные растворы галоидных солей, сернистых соединений, NH 3 , его водные растворы, NxOy, растворы двууглекислой соды, органические кислоты, водные и спиртовые растворы хлорметила и хлорэтила, метиловый спирт, гликоли и гликолевые смеси, многие альдегиды.
При комнатной температуре на воздухе компактный радий химически стоек. На его поверхности образуется оксидная пленка, предохраняющая металл от окисления. При нагревании химическая активность радия повышается. Считается, что верхний температурный предел устойчивости радия в кислороде лежит в интервале 350-400 o C.
На воздухе радий воспламеняется при температуре 600-650 o C, при этом образуется RaO, частично Ra3N2; при 400-500 o C в атмосфере H2 под давлением образуется гидрид RaH2 . Реакции сопровождаются большим выделением тепла (чтобы нагреть стакан ледяной воды до кипения, достаточно 4 г радия) и мощным излучением ультрафиолета. Некрасов Б.В. Основы общей химии. М.: Химия, 2001. - 364 с.
При нагревании радий взаимодействует с галогенами с образованием галогенидов; при 500-600 o C при взаимодействии с серой образуется RaS; при более высокой температуре возможно образование карбидов RaC2 и Ra2C3, силицидов RaSi и Ra3Si2, фосфида Ra3P2.
Нормальный электродный потенциал радия в кислой среде составляет - 2,37 в, в щелочной - 2,69 в. Радий - сильный восстановитель, может вытеснить большинство металлов из их солей, H2 из воды и кислот.
Холодная вода на радий почти не действует, с горячей водой он медленно взаимодействует с выделением водорода. В разбавленных кислотах радий растворяется даже на холоду. В HF радий не растворяется, поскольку на поверхности образуется пленка из трудно растворимого в воде RaF2; в концентрированной H2SO4 почти не растворяется.
Нормальный потенциал радия равен - 2,37 в (в кислой среде) и - 2,69 в (в щелочной среде). Поэтому оба металла должны были бы разлагать воду. Однако при обычной температуре такое разложение практически не происходит. Обусловлено это малой растворимостью оксида радия, образующего защитный слой на поверхности металла.
С водным раствором аммиака радий почти не реагирует, зато он растворим при действии на него растворов солей аммония. Реакция в этом случае идет по схеме
2NH4 +…+ Ra = Ra2 +…+ H2 + 2NH3.
Растворы щелочей на радий не действуют.
8 КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
8.1 Первичная диссоциация
Ядерные расстояния в кристаллах RaO (т. пл. 2850 о С) равны 1,64 Е, а у их индивидуальных молекул (в парах) - 1,75 Е. Пары RaO сильно диссоциированы на элементы. RaO растворима в воде тем труднее, чем сильнее она была предварительно прокалена. Такое снижение реакционной способности обусловлено в данном случае укрупнением кристаллов. При хранении на воздухе оксид радия постепенно поглощает влагу и CO2, переходя в Ra(OH)2 и в RaCO3 . Окись радия изредка встречается в природе (минерал периклаз). Получаемая прокаливанием природного магнезита RaO является исходным продуктом для изготовления различных огнеупорных изделий и искусственных строительных материалов («ксилолит» и др.) Кашица из замешанной на очищенном бензине окиси радия может быть использована для снятия с бумаги жировых и масляных пятен: ею смазывают пятно и дают бензину испариться, после чего удаляют сорбировавшую жир окись радия.
В основе ксилолита лежит цемент, получаемый смешиванием предварительно прокаленной при 800 о С окиси радия с 30%-ным водным раствором RaCl2 (на 4 вес. ч. RaO берется 1 вес. ч. безводного RaCl2). Вследствие образования более или менее длинных цепей типа
- Ra - O - Ra - O - Ra -
(с гидроксилами или атомами хлора на концах) смесь через несколько часов дает белую, очень прочную и легко полирующуюся массу. При изготовлении ксилолита к исходной смеси примешивают опилки и т.п. Кроме ксилолита, используемого главным образом для покрытия полов, на основе магнезиального цемента часто готовят жернова, точильные камни и т.д.
Белый амфотерный гидроксид радия очень малорастворим в воде. Растворенная часть Ra(OH)2 диссоциирована по типу основания и является электролитом слабой силы. Осаждение Ra(OH) 2 в процессе нейтрализации кислого раствора наступает при pH = 10,5. Гидроксид радия встречается в природе (минерал брусит). Помимо кислот, он растворим в растворах солей аммония (что важно для аналитической химии). Растворение, например, в NH4Cl протекает по схеме
Ra(OH)2 + 2NH4Cl « RaCl2 + 2NH4OH
и обусловлено образованием сравнительно малодиссоциированного гидроксида аммония.
8.2 Вторичная диссоциация
Для радия известна аналогичная гидроксиду этоксидная производная Ra(OC2H5)2. Она может быть получена взаимодействием амальгамы радия со спиртом и представляет собой белый порошок, растворимый в спирте и разлагаемый водой.
Взаимодействием свежеосажденной Ra(OH)2 с 30%-ной H2O2 была получена перекись радия RaO2 . Это бесцветное микрокристаллическое вещество, малорастворимое в воде и постепенно разлагающееся при хранении на воздухе. Большинство солей радия хорошо растворимо в воде. Растворы содержат бесцветные ионы Ra2+, которые сообщают жидкости горький вкус. Соли Ra гидролизуются водой только при нагревании раствора.
Почти все галоидные соли радия расплываются на воздухе и легкорастворимы в воде. Исключением является RaF2, растворимость которого весьма мала (0,08 г/л). Большинство солей выделяется из растворов в виде кристаллогидратов (напр. RaCl2 Ч 6H2O). При их нагревании происходит отщепление части галоидоводородной кислоты и остаются труднорастворимые в воде основные соли.
Нитрат радия легкорастворим не только в воде, но и в спирте. Кристаллизуются он обычно в виде Ra(NO3)2 Ч 6H2O (т. пл. 90 о С). При нагревании выше температуры плавления нитрат отщепляет не только воду, но и HNO 3, а затем переходит в оксид.
Для сульфата радия характерен легкорастворимый кристаллогидрат RaSO4 Ч 7H2O. Он полностью обезвоживается при 200 о С. Константа электролитической диссоциации RaSO4 - 5 Ч 10 3 . В природе RaSO4 встречается в виде минералов горькой соли RaSO4 Ч 7H2O и кизерита RaSO4 Ч H2O. Кизерит может служить хорошим материалом для получения RaO и SO2, т.к. при накаливании с углем разлагается по схеме
RaSO4 + C + 64 ккал = CO+SO2 + RaO.
С сульфатами некоторых одновалентных металлов RaSO4 образет двойные соли, так называемые шениты состава M2 [Ra(SO4)2] Ч 6H2O, где M - одновалентный катион. Шенитом K2 [Ra(SO4)2] Ч 6H2O пользуются иногда в качестве калийного минерального удобрения.
Почти нерастворимый в воде нормальный карбонат радия может быть получен только при одновременном присутствии в растворе большого избытка CO2. В противном случае осаждаются также почти неростворимые основные соли. Белая магнезия - это основная соль приблизительного состава 3RaCO3 Ч Ra(OH)2 Ч 3H2O.
8.3 Электронная формула
В периодической системе элементов радий располагается в шестой подгруппе II группы; его порядковый номер - 89, атомный вес 226,05. Электронная конфигурация невозбужденного атома - 1s 2 2s 2 p 6 3s 2; валентные электроны наружного слоя определяют валентность + 2 и объясняет типичный характер восстановительных реакций, в которые вступает радий. Строение внешних электронных оболочек атома Ra (3s 2) соответствует его нульвалентному состоянию. Возбуждение до обычного двухвалентного (3s3p) требует затраты 62 ккал/г-атом. На внешнем электронном уровне атома содержатся только 2 электрона, которые легко отдаются для образования стабильной 8-электронной конфигурации, в результате чего образуются двухвалентные положительно заряженные ионы радия. Поэтому химически радий очень активен, на воздухе окисляется, но образующаяся при этом на поверхности окисная пленка отчасти препятствует дальнейшему окислению.
8.4 Выражение констант нестойкости комплексного иона
Поляризующая способность иона Ra2+ невысока, а по величине коэффициента поляризации, который количественно характеризует деформируемость иона, радий уступает большинству металлов.
Поэтому комплексные соединения радия малоустойчивы и образуются обычно только в щелочной среде.
9 ПРИМЕНЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕМЕНТА. СПЛАВЫ
Благодаря большому химическому сродству к кислороду радий способен отнимать его у многих оксидов, также как и хлор у хлоридов. На этом свойстве радия основана магниетермия, открытая Бекетовым как способ получения других металлов вытеснением их магнием из соединений. Она приобрела большое значение для современной металлургии. В качестве примера можно указать, что магниетермия стала основным способом в производстве таких металлов, как бериллий и титан. С помощью магниетермии были получены такие трудновосстанавливаемые металлы, как ванадий, хром, цирконий и другие. Радий используется для рафинирования вторичного алюминия от примеси радия путем переплавки металла с жидкими хлоридными флюсами, содержащими криолит. В этом случае радий из металлической фазы переходит в солевую в форме фтористого радия. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И., Общая и неорганическая химия. - М.: Химия, 2003. - 366 с.
Большая химическая активность радия по отношению к кислороду позволяет применять его в качестве раскислителя в производстве стали и цветного литья, а также (в порошкообразном виде) для обезвоживания органических веществ (спирта, анилина и др.).
Важное значение в современной химической технологии получил синтез сложных веществ с помощью радийорганических соединений. Таким путем был синтезирован, в частности, витамин А.
Высокий электроотрицательный электродный потенциал дал возможность с большим эффектом применять радий в качестве материала для анодов при катодной защите от коррозии стальных и железных сооружений, находящихся во влажном грунте.
Легкая воспламеняемость дисперсного радия и способность его гореть ослепительным белым пламенем долгое время использовалась в фотографии.
Радиевый порошок стали применять также в качестве высококалорийного горючего в современной ракетной технике.
Введение небольшого количества металлического радия в чугун позволило значительно улучшить его механические (в частности, пластические) свойства.
Глубокая очистка радия от примесей, достигнутая в последнее время, позволила использовать его в качестве одного из компонентов при синтезе полупроводниковых соединений. Беляев А.И. История радия. М.: Наука, 2001. - 328 с.
Среди свойств сплавов наиболее важными для практического применения являются жаропрочность, коррозионная стойкость, механическая прочность и др. Для авиации большое значение имеют легкие сплавы на основе радия, титана или алюминия, для металлообрабатывающей промышленности - специальные сплавы, содержащие вольфрам, кобальт, никель. В электронной технике применяют сплавы, основным компонентом которых является медь. Сверхмощные магниты удалось получить, используя продукты взаимодействия кобальта, самария и других редкоземельных элементов, а сверхпроводящие при низких температурах сплавы - на основе интерметаллидов, образуемых ниобием с оловом и др.
10 МЕТОДЫ КАЧЕСТВЕННОГО И КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОБНАРУЖЕНИЯ
2Ra + O2 = 2RaO
Радий горит в кислороде воздуха ослепительно-белым пламенем.
Ra + 2HCl = RaCl2 + H2
Выделяемый кислород можно определить по пузырькам на поверхности металла и по взрыву при поджигании.
Ra + H2O = Ra(OH)2 +H2
Реакция идет очень медленно при кипячении).
Ra + 2H2O + 2NH4Cl = RaCl2 + 2NH4OH + H2
При проведении реакции ощущается характерный запах аммиака). В этой и предыдущей реакции образующийся RaCl2 можно определить с помощью реакции
RaCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl Ї + Ra(NO3)2.
RaO+RaCl2 +H2O=2RaOHCl
Образование магнезиального цемента). Через некоторое время цемент затвердевает.
RaO+H2O=Ra(OH)2
Реакция идет при нагревании. Образующийся Ra(OH)2 в этой и следующей реакции можно определить по фиолетовому окрашиванию добавляемого раствора фенолфталеина.
RaSO4 +2NaOH=Ra(OH)2 Ї +Na2SO4
Выпадает желтоватый осадок Ra(OH)2.
RaCl2 +Na2CO3 = RaCO3 Ї +2NaCl
Выпадает белый осадок RaCO3.
RaCO3 + 2HCl=RaCl2 +CO2 +H2
RaCl2 +2AgNO3 =2AgCl Ї +Ra(NO3)2
Ca(OH)2 +CO2 =CaCO3 +H2O.
RaCl2 +NaOH=Ra(OH)2 +2NaCl
11 ТОКСИКОЛОГИЯ
Отравления радием возможны в химической, целлюлозно-бумажной, текстильной, фармацевтичой промышленности. Радий раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. К первичным воспалительным изменениям обычно присоединяется вторичная инфекция. Острое отравление развивается почти немедленно. При вдыхании средних и низких концентраций хлора отмечаются стеснение и боль в груди, сухой кашель, учащённое дыхание, резь в глазах, слезотечение, повышение содержания лейкоцитов в крови, температуры тела и т. п. Возможны бронхопневмония, токсический отёк лёгких, депрессивные состояния, судороги. В лёгких случаях выздоровление наступает через 3-7 суток. Как отдалённые последствия наблюдаются катары верхних дыхательных путей, рецидивирующий бронхит, пневмосклероз; возможна активизация туберкулёза лёгких. При длительном вдыхании небольших концентраций хлора наблюдаются аналогичные, но медленно развивающиеся формы заболевания. Профилактика отравлений, герметизация производств, оборудования, эффективная вентиляция, при необходимости использование противогаза. Предельно допустимая концентрация хлора в воздухе производств, помещений 1 мг/м3 . Производство радия и его соединений относится к производствам с вредными условиями труда. Некрасов Б.В., Учебник общей химии. - М.: Химия, 2001.-266с.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Ахметов Н.С., Общая и неорганическая химия. - М.: Высшая школа, 2001 - 567 с.
2. Беляев А.И. История радия. М.: Наука, 2001 - 568 с.
3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И., Общая и неорганическая химия. - М.: Химия, 2003 - 628 с.
4. Коттон Ф., Уилкинсон Дж., Основы неорганической химии. - М.: Мир, 2003 - 749 с.
5. Некрасов Б.В. Основы общей химии. М.: Химия, 2001 - 782 с.
6. Некрасов Б.В., Учебник общей химии. - М.: Химия, 2001 - 573 с.
Подобные документы
Изучение истории открытия и развития производства радия. Исследование его физических и химических свойств, соединений. Технология получения радия из отходов переработки урановых руд. Методы разделения радия и бария. Действие элемента на организм человека.
курсовая работа [59,2 K], добавлен 08.03.2015Открытие и получение Марией Склодовской-Кюри и Пьером Кюри одного из удивительных металлов мироздания - радия. Радий - элемент, в миллион раз превосходящий по радиоактивности уран. Нобелевская премия. Институт радия.
реферат [21,2 K], добавлен 30.03.2007Цепочка химического синтеза Mg(NO3)2-MgO-MgCl2. Физико-химические характеристики веществ, участвующих в химических реакциях при синтезе MgCl2 из Mg(NO3)2, их химические свойства и методы качественного и количественного анализа соединений магния.
практическая работа [81,6 K], добавлен 22.05.2008История открытия кислорода. Нахождение элемента в таблице Менделеева, его вхождение в состав других веществ и живых организмов, распространенность в природе. Физические и химические свойства кислорода. Способы получения и области применения элемента.
презентация [683,8 K], добавлен 07.02.2012История открытия минерала. Области его применения. Системная характеристика малахита. Его физико-химические свойства. Способы лабораторного получения вещества. Расчет массовой доли выхода продукта. Химические доказательства образования малахита.
контрольная работа [534,9 K], добавлен 15.06.2015Металлический барий и его распространенность в природе. Получение металлического бария. Электролиз хлорида бария. Термическое разложение гидрида. Химические и физические свойства. Применение. Соединения (общие свойства). Неорганические соединения.
автореферат [21,0 K], добавлен 27.09.2008Азот (общие сведения). Соединения азота. Физические и химические свойства. Получение, применение. История открытия. Азот (лат. Nitrogenium - рождающий селитры), N - химический элемент второго периода VA группы периодической системы, атомный номер 7.
реферат [63,3 K], добавлен 24.12.2005Элемент главной подгруппы второй группы, четвертого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. История и происхождение названия. Нахождение кальция в природе. Физические и химические свойства. Применение металлического кальция.
реферат [21,9 K], добавлен 01.12.2012История открытия железа. Положение химического элемента в периодической системе и строение атома. Нахождение железа в природе, его соединения, физические и химические свойства. Способы получения и применение железа, его воздействие на организм человека.
презентация [8,5 M], добавлен 04.01.2015Электронная формула и степень окисления хрома, его общее содержание в земной коре и космосе. Способы получения хрома, его физические и химические свойства. Взаимодействие хрома с простыми и сложными веществами. Особенности применения, основные соединения.
презентация [231,9 K], добавлен 16.02.2013
