Получение цинка и его применение
В промышленности цинк получают путем восстановления из оксида.
В качестве исходного природного сырья берут ZnСО3 или ZnS.
Цинк-карбонат переводят в цинк-оксид с помощью прокаливания:
ZnCO3 ZnO + CO2↑
а цинк-сульфид – обжигом в пламенных или муфельных печах:
2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2↑
Образовавшийся ZnО затем при нагревании подвергают воздействию углерода:
ZnO + C → CO + Zn
Цинк применяется для изготовления многих предметов домашнего обихода: ванн, ведер. Цинковые листы используются в качестве кровельного материала. Значительное количество Zn расходуется на получение гальванических элементов, а также в качестве защитных покрытий изделий из железа и других металлов.
В лабораторной практике Zn употребляется для получения Н2.
Цинк входит в состав различных сплавов (латунь, бронза). Разнообразное применение находят его соединения. В качестве краски используются ZnS и ZnО (цинковые белила), как антисептики применяются ZnCl2 и ZnSO4, для приготовления кожных мазей используют ZnО.
С Е Р Е Б Р О
Нахождение в природе
Серебро относится к семейству d-элементов и является благородным металлом. Массовая доля его атомов в земной коре составляет 7 · 10-6%. В природе Ag представлен двумя устойчивыми нуклидами 107Ag и 109Ag и встречается как в свободном виде (самородное серебро), так и в связанном. Основными соединениями серебра, имеющими промышленное значение, являются аргенит или серебряный блеск Ag2S, пираргирит Ag3SbS3, прустит Ag3AsS3.
Физические свойства
Простое вещество серебро – это мягкий пластичный металл белого цвета с сильным металлическим блеском. Легко подвергается механической обработке. Температура плавления равна 960оС, плотность – 10,49 г/см3. Серебро занимает первое место среди металлов по электро- и теплопроводности.
Химические свойства
В таблице Д.И. Менделеева элемент Ag находится в 5 периоде, I В группе. Порядковый номер 47. Заряд ядра равен +47. Графическая электронная формула его атомов выглядит следующим образом:
У серебра, как и у меди, наблюдается проскок электрона с s-подуровня внешнего слоя на d-подуровень предвнешнего электронного слоя.
В химических соединениях серебро проявляет положительную степень окисления, преимущественно +1. Более глубокое окисление его атомов до +2 и даже до +3 может быть достигнуто действием только таких сильных окислителей, как озон, персульфат аммония или газообразный фтор. Однако устойчивость данных соединений невелика.
Серебро является довольно инертным металлом. Не взаимодействует с кислородом воздуха (при отсутствии влаги) ни при обычных условиях, ни при нагревании. Его оксид Ag2О обычно получают косвенным путем по реакции ионного обмена растворимой соли серебра со щелочью. При этом вместо нестойкого серебро(I)-гидроксида в осадок выпадает серебро(I)-оксид:
2AgNO3 + 2KOH = Ag2O↓ + H2O + 2KNO3
Но во влажном воздухе, и особенно в присутствии сероводорода, серебро медленно окисляется уже при обычных условиях:
4Ag + O2 + 2H2S = 2Ag2S↓ + 2H2O
Протеканием данной реакции объясняется образование черного налета на изделиях из серебра в процессе их хранения.
При нагревании Ag взаимодействует с галогенами, серой, образуя соли соответствующих бескислородных кислот:
2Ag
+ Cl2
2
(серебро(I)-хлорид)
2Ag
+ S =
(серебро(I)-сульфид)
Вода и растворы кислот, проявляющие окислительные свойства за счет ионов Н+, на серебро при обычных условиях и при нагревании, как правило, не действуют. Но HNO3 и концентрированная H2SO4 хорошо растворяют серебро:
Ag + 2HNO3(конц.) = AgNO3 = NO2↑ + H2O
3Ag + 4HNO3(разб.) = 3AgNO3 + NO↑ + 2H2O
2Ag + 2H2SO4(конц.) = Ag2SO4 + SO2↑ + 2H2O
Большинство солей серебра в Н2О растворяются очень плохо. Исключение составляют AgNO3 и AgF, а также соли карбоновых кислот: муравьиной, уксусной.
Нерастворимые соли серебра, а также его оксид Ag2О можно перевести в растворенное состояние с помощью водного раствора NН3 за счет реакции комплексообразования:
AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl
Ag2O + 4NH3 + H2O = 2[Ag(NH3)2]OH
Растворы солей серебра, а также аммиачный раствор Ag2О проявляют окислительные свойства:
8AgNO3 + PH3 + 4H2O = 8Ag + H3PO4 + 8HNO3
R–CHO + 2[Ag(NH3)2]OH R–COONH4 + 2Ag↓ + 3NH3 + H2O
Водные растворы солей серебра (даже сильно разбавленные) обладают сильными дезинфицирующими свойствами.