Свойства кислотного оксида: Химические свойства кислотных оксидов | himiyaklas.ru

Содержание

Оксиды кислотные — Справочник химика 21

    Оксиды кислотные — оксиды, которым соответствуют кислоты. [c.375]

    Оксиды кислотные, основные и амфотерные 65. [c.187]

    Периодичность изменения химических свойств элементов на примере их бинарных соединений с водородо.м и оксидов. Кислотные, основные и амфотерные свойства. [c.302]

    Основной оксид Кислотный оксид [c.70]

    Оксиды. Группы оксидов кислотные и основные. Номенклатура и химические свойства. [c.91]

    Амфотерный оксид + Кислотный оксид = Соль Например  [c.251]


    Оксиды — соединения элементов с кислородом. Они подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие. В свою очередь, солеобразующие оксиды подразделяются на оснбвные, кислотные и амфотерные. Оснбвные оксиды образуют соли при взаимодействии с кислотами или кисл/отными оксидами.
Кислотные оксиды образуют соли при взаимодействии с основаниями или основными оксидами. [c.26]

    Кислотные оксиды Кислотный, Амфотерный Основной (ангидриды кислот) отчасти амфо- оксид оксид [c.456]

    Основный оксид + Кислотный оксид = Соль [c.249]

    Известно, что в каждой паре кислотный оксид/кислотный гидроксид степень окисления кислотообразующего элемента одна и та же. Составьте соответствующие пары из следующих наборов оксидов и гидроксидов  [c.9]

    Основный оксид Амфотерный оксид Кислотный оксид [c.319]

    Оксиды азота 1) и (II) — ЫгО и N0 — являются нейтральными, у других оксидов кислотные свойства усиливаются с возрастанием степени окисления  [c.471]

    Комм. К какому типу оксидов (кислотным, основным или амфотерным) относится оксид ванадия(У) Дайте характеристику его окислительно-восстановительных свойств. При ответе используйте результаты опыта Пз и справочные данные.

[c.242]

    Деление оксидов на оснбвные и кислотные базируется на их собственном отношении к кислотам и щелочам, а также на свойствах соответствующих им гидроксидов. Большая группа оксидов по этим признакам относится к амфотер-ным. Элементы, образующие амфотерные оксиды, характеризуются средними значениями ОЭО в пределах 1,4 — 1,8 и степенями окисления (+2) — (+4). Если при степени окисления +2, +3 электроотрицательность менее 1,4, то оксиды (й отвечающие им гидроксиды) обладают оснбвными свойствами. Так, ОЭО [Са(+2)] составляет 1,0, ОЭО лантаноидов [Ьп (+3)] равна 1,2 — 1,3. Если при степени окисления +4 электроотрицательность элемента больше 1,8, оксид обладает кислотными свойствами. Например, ОЭО С(+4), 81(+4), Се(+4) равны соответственно 2,6, 1,9 и 2,0. Если электроотрицательность элемента находится в пределах 1,4 — 1,8 или даже несколько превышает этот интервал, а степень окисления + 1, оксид принадлежит к оснбвным (у Ag ОЭО 1,9). Когда же степени окисления элементов превышают +4 и значения ОЭО высоки, соответствующие оксиды кислотные.

[c.267]

    Среди катализаторов имеются металлы, оксиды, кислотные катализаторы, в том числе цеолиты, больше всего Ре-содержащих систем. Предполагают, что кислород в железооксидных системах имеет особые свойства, облегчающие отщепление атомов водорода и образование радикалов СН3. [c.602]

    Свойства стекла зависят от природы и количественного соотношения оксидов. Кислотные оксиды придают стеклу высокую механическую, термическую и химическую стойкость. Оксиды щелочных металлов снижают вязкость расплавленного стекла, механическую и химическую стойкость, твердость наоборот, оксиды щелочноземельных металлов повышают вязкость и химическую стойкость. Наиболее широко применяют стекла, в состав которых входят только оксиды натрия, кальция, магния и кремния. Введение оксида калия вместо оксида натрия, а также оксида свинца вместо оксидов кальция и магния придает стеклу блеск и большую прозрачность, увеличивает коэффициент преломления (хрусталь и оптические стекла).

В стекле для химической посуды снижают содержание оксидов щелочных металлов и заменяют частично оксид кремния на оксид бора и оксид алюминия, что повышает химическую и термическую стойкость. [c.108]


    Оксиды — соединения элементов с кислородом. Они подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие. В свою очередь, солеобразующие оксиды подразделяются на основные, кислотные и амфотерные. Основные оксиды образуют соли при взаимодействии с кислотами или кислотными оксидами. Кислотные оксиды образуют соль при взаимодействии с основаниями или основными оксидами. Амфотерные оксиды образуют соли при взаимодействии как с кислотами или кислотными оксидами, так и с основаниями или основными оксидами. 
[c.23]

    Большинство оксидов являются основными, так как их гидроксиды ведут себя как основания. Однако некоторые оксиды (кислотные) образуют соли только в реакциях со щелочами или [c. 54]

    Как видно из табл. 25, низшие оксиды марганца тугоплавки и нелетучи, тогда как его высшие оксиды, наоборот, легкоплавки и летучи. Это указывает на ионный характер низших и ковалентный характер высших оксидов марганца. Наиболее устойчивым из оксидов марганца является диоксид. Низшие оксиды марганца обладают восстановительными, а высшие — окислительными свойствами, В соответствии с этим низшие оксиды марганца имеют основный характер, диоксид—амфотерный, а высшие оксиды — кислотный характер. Что касается оксидов рения, то низшие из них изучены enie недостаточно в связи с их неустойчивостью высшие же оксиды рения легкоплавки и летучи, что свидетельствует об их ковалентной природе, обладают кислотным характером и окислительными свойствами, однако последние выражены у них слабее, чем у соответствуюишх оксидов марганца. 

[c.292]

    При разложении проб растворы гидроксидов, карбонатов щелочных металлов или аммиака применяют значительно реже, чем кислоты. Эти соединения используют для перевода в раствор анионов при этом многае неорганические катионы и органические соединения, входящие в состав образца, остаются в осадке. Гидрокснд натрия (или калия) растворяет некоторые металлы (алюминий) и оксиды кислотного характера (WOз, М0О3, [c.73]

    В подгруппу входят три элемента V, КЬ и Та. Электронная структура (п — 1) Высшая и наиболее характерная степень окисления +5, но бывают и промежуточные +2, +3, +4. Высшие оксиды кислотного типа, но по мере снижения степени окисления возрастают основные свойства УО — основный оксид, легко растворимый в кислотах, УгОз — амфотерный оксид, мало растворимый в кислотах, УгО, — также амфотерный оксид, а У2О5 — ангидрид типичной кислоты НУО3. 

[c.181]

    Са(0Н)2 + СОг = СаСОз + HjO Основный оксид + Кислотный оксид — Соль (4) [c.179]

    В XVUI в. были предприняты неоднократные попытки усовершенствовать химические символы. Но до начала 1780-х годов ученые не пытались найти принцип построения формул соединений, отражающих их качественный и количественный состав. И вот в 1782 г. французский химик Л. Гитон де Морво (1737—1816) создал номенклатуру на основе флогистонной теории. Но это был уже вчерашний день науки, так как в это время А. Лавуазье обосновал кислородную теорию горения. Крупнейшие ученые того времени К. Бертолле, А. де Фуркруа (1755— 1809), а затем и Гитон де Морво в 80-е годы стали соратниками Лавуазье и в 1786—1787 гг. разработали новую систему химической номенклатуры — Опыт химической номенклатуры , опубликованную в 1787 г. В этой работе авторы предлагали соединения кислорода с другими элементами называть оксидами , соли — по их кислотам (так, соли серной кислоты именовались сульфаты , азотной — нитраты ). Оксиды кислотные ( кислоты ,по определению авторов номенклатуры) назывались по радикалу с окончанием ная (по мнению Лавуазье кислоты состоят из кислорода, дающего кислотность, и радикала — серы, азота, фосфора и т. д.) серная, азотная, фосфорная. Если один и тот же радикал образует несколько кислот , то изменялось окончание у менее насыщенной кислородом — истая , у более насыщенной — ная .

Например, сернистая и серная. [c.90]

    По химическим свойствам зола и шлак разделяются на кислые, основные и нейтральные в зависимости от соотношения оксидов кисльк — SiO , TiO , Р О основных СаО, MgO, FeO, К О и амфотерных. К кислым относятся зола и шлак, у которых отношение содержания кислых оксидов к суммарному содержанию основных и амфотерных оксидов (кислотность) больше единищ>1. Если отношение содержания основных оксидов к сумме кислых и амфотерных (основность) больше единищ.1, то зола и шлак называются основными, в других случаях — нейтральными. [c.124]

    В [259] показано, что введение в ПВХ оксидов металлов [10-50%(масс.)] различной природы (переходных и непереходных, кислотных и основных) значительно изменяет количество и соотношение ароматических продуктов разложения полимера, но их качественный состав остается постоянным. В присутствии оксидов кислотного характера (TIO2, М0О3, Ре20з) возрастает количество выделяющихся при пиролизе алифатических и аро- 

[c. 150]

    Амфотерный оксид, кислотные и основные свойства равновы-раженны. Белый, имеет ионное строение (А1 +)2(0 )з. Тугоплавкий, термически устойчивый. Аморфный гигроскопичен и химически активен, кристаллический химически пассивен. Не реагирует с водой, разбавленными кислотами и щелочами. Переводится в раствор концентрированными кислотами и щелочами, реагирует со щелочами и карбонатом натрия при сплавлении. Применяется как сырье в производстве алюминия, для изготовления огнеупорных, химически стойких и абразивных материалов, особо чистый AI2O3 — для изготовления рубиновых лазеров. [c.138]


    Применение в неорганическом анализе. Оксиды кислотного характера, например WO3, МоОо, GeOj, VjOj, растворяют в растворе гидроксида натрия или калия, М0О3 и WO3 — в концентрированном растворе аммиака. Некоторые вольфраматы разлагаются концентрированным раствором гидроксида натрия, что использовано при переработке низкосортных вольфрамовых руд [4.
512] и фосфата циркония [4.513.]. [c.111]

    Изменение кислотно-основных свойств оксидов и гидроксидов элементов 1Б-группы подчиняется общему правилу с ростом степени окисления кислотный характер возрастает, а при движении по группе сверху вниз уменьшается. Так, кислотный характер амфотерных СигО и Ag20 у первого оксида выражен очень слабо, а у второго — практически не проявляется, поэтому их часто относят к основным оксидам. Кислотный характер у СиО и Си (ОН) 2 уже вполне отчетлив, хотя и не превалирует над основным в оксиде золота (III) Аы20з и гидроксиде АиО(ОН) кислотные свойства выражены наиболее отчетливо, последнее соединение носит даже название золотой кислоты за ее способность образовывать комплексные анионы — гидроксоаураты (III) [Аи(0Н)4Г- [c.394]


Кислотные оксиды: краткая характеристика группы

Кислотные оксиды — это довольно большая группа сложных веществ, которые вступают в реакцию со щелочами. При таких этом происходит образование солей. А вот с кислотами они не взаимодействуют.

Кислотные оксиды образуются преимущественно неметаллами. Например, к этой группе можно отнести серу, фосфор и хлор. Кроме того, вещества с такими же свойствами могут образовываться из так называемых переходных элементов с валентностью от пяти до семи.

Кислотные оксиды при взаимодействии с водой могут образовывать кислоты. Каждая неорганическая кислота имеет соответствующий оксид. Например, оксиды серы образовывают сульфатную и сульфитную кислоты, а фосфора — орто- и метафосфатную кислоту.

Кислотные оксиды и методы их получения

Существует несколько основных методов получения оксидов с кислотными свойствами.

Самым распространенным способом является окисление атомов неметалла кислородом. Например, при взаимодействии фосфора с оксигеном получается оксид фосфора. Конечно же, такой метод возможен не всегда.

Еще одна довольно распространенная реакция — это так называемый обжиг сульфидов кислородов. Кроме того, оксиды получают и при реакции определенных солей с кислотами.

Иногда в лабораториях используется и немного другая методика. Во время реакции от соответствующей кислоты отнимают воду — происходит процесс дегидратации. Кстати, именно поэтому кислотные оксиды известны и под другим названием — ангидриды кислот.

Химические свойства кислотных оксидов

Как уже упоминалось, ангидриды могут взаимодействовать с основными оксидами или щелочами. В результате такой реакции образуется соль соответствующей кислоты, а при реакции с основанием еще и вода. Именно этот процесс характеризирует основные кислотные свойства оксидов. Кроме того, ангидриды не взаимодействуют с кислотами.

Еще одно свойство этих веществ — это возможность реакции с амфортерными основаниями и оксидами. В результате такого процесса также образовываются соли.

Кроме того, некоторые ангидриды реагируют с водой. В результате такого процесса наблюдается образование соответствующей кислоты. Именно таким образом в лабораторных условиях получают, например, серную кислоту.

Самые распространенные ангидриды: краткая характеристика

Самым распространенным и известным кислотным оксидом считается углекислый газ. Это вещество в нормальных условиях представляет собой бесцветный газ без запаха, но со слабым кисловатым вкусом.

Кстати, при атмосферном давлении диоксид углерода может существовать либо в газообразном, либо в твердом состоянии (сухой лед). Для того чтобы превратить углеродный ангидрид в жидкость, необходимо повысить давление. Именно это свойство используют для хранения вещества.

Углекислый газ относится к группе парниковых, ведь активно поглощает испускаемые землей инфракрасные лучи, удерживая тепло в атмосфере. Тем не менее, это вещество очень важно для жизни организмов. Углекислый газ содержится в атмосфере нашей планеты. Кроме того, он используется растениями в процессах фотосинтеза.

Серный ангидрид, или триокись серы — еще один представитель этой группы веществ. В обычных условиях он представляет собой бесцветную, очень летучую жидкость с неприятным, удушающих запахом. Этот оксид очень важен в химической промышленности, так как из него производят основную массу серной кислоты.

Оксид кремния — еще одно довольно известное вещество, которое в нормальном состоянии представляет собой кристаллы. Кстати, песок состоит именно из этого соединения. Оксид кремния при нагревании способен расплавляться и застывать. Это его свойство используют при производстве стекла. Кроме того, вещество практически не проводит электрический ток, поэтому его использую в качестве диэлектрика.

ОГЭ по химии. Химические свойства оксидов | Решаем химию: вопросы и ответы

Перед тем, как переходит к разбору заданий, которые могут встретиться в ОГЭ по химии или ЕГЭ по химии, напомню, что оксиды бывают основными (они образованы металлом и кислородом), кислотными (образованы неметаллом и кислородом) и амфотерными (образованы металлом и кислородом и в зависимости от условий могут проявлять свойства основных или кислотных).

Фото: shutterstock. com

Фото: shutterstock.com

Что касается основных химических свойств, то основные оксиды:

· реагируют с водой с образованием гидроксидом

· реагируют с кислотными оксидами с образованием солей

· реагируют с кислотами с образованием солей

Кислотные оксиды:

· реагирую с водой с образованием кислот

· реагируют с основными оксидами с образованием солей

· реагируют с основаниями с образованием солей.

Теперь разберём несколько заданий.

Задание 1.

Какое вещество вступит в реакцию с оксидом серы (VI)?

1. оксид углерода (II)

2. вода

3. фосфор

4. оксид азота (V)

Ответ: 2.

Объяснение: оксид серы (VI) – кислотный оксид SO3. С другими кислотными оксидами он реагировать не будет, поэтому варианты 1 и 4 отпадают. Не будет кислотный оксид реагировать и с неметаллом, то есть вариант 3 тоже не подходит. Верный ответ – вариант 2, при взаимодействии кислотного оксида и воды образуется кислота (здесь серная): SO3 + Н2О = Н2SO4.

Задание 2.

Какая химическая реакция возможна:

1. между оксидом кальция и водой

2. между оксидом бария и оксидом магния

3. между оксидом цинка и кислородом

4. между оксидом фосфора (V) и серой

Ответ: 1.

Объяснение: рассмотрим все варианты по очереди. Вариант 1 предлагает реакцию между основным оксидом и водой. Такой процесс возможен, в реакции образуется гидроксид кальция: СаО + Н2О = Са(ОН)2. Вариант 2 предлагает реакцию между двумя основными оксидами BaO и MgO, но два основных оксида между собой реагировать не будут. Вариант 3 предлагает провести окисление оксида цинка ZnO. Это невозможно, поскольку в этом оксиде цинк и так находится в высшей степени окисления. Вариант 4 предлагает взаимодействие кислотного оксида P2O5 с неметаллом, которое невозможно. Таким образом, реакция будет протекать только с участием веществ из варианта 1.

Задание 3.

Оксид алюминия не будет реагировать с:

1. соляной кислотой

2. гидроксидом натрия

3. кислородом

4. водородом

Ответ: 3.

Объяснение: оксид железа (III) – амфотерный, поэтому он вступит в реакцию и с соляной кислотой HCl (вариант 1) по схеме: Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3h3O и с гидроксидом натрия NaOH (вариант 2) по схеме: Fe2O3 + 2NaOH = 2NaFeO2 + h3O. С кислородом (вариант 3) оксид железа реагировать не будет, поскольку в этом соединении железо имеет высшую степень окисления. А вот с водородом (вариант 4) оксид железа (III) реагирует, восстанавливаясь до железа: Fe2O3 + 3Н2 = 2Fe + 3h3O. Таким образом, не будет реагировать оксид железа (III) лишь с кислородом, то есть правильный ответ – вариант 3.

Задание 4.

При взаимодействии оксида азота (V) с гидроксидом калия образуется:

1. азотная кислота

2. оксид калия

3. оксид азота (II)

4. нитрат калия

Ответ: 4.

Объяснение: запишем реакцию между оксидом азота (V) и гидроксидом калия: 2N2O5 + 4KOH = 4KNO3 + 2h3O. Здесь взаимодействуют кислотный оксид и гидроксид, образуя соль (нитрат калия) и воду. Таким образом, правильный ответ – 4.

Задание 5.

При взаимодействии оксида кальция и оксида углерода (IV) образуется:

1. угольная кислота

2. карбонат кальция

3. силикат кальция

4. гидроксид кальция

Ответ: 2.

Объяснение: оксид кальция – основной, оксид углерода (IV) – кислотный. При их взаимодействии образуется соль угольной кислоты карбонат натрия. Это вещество указано в варианте 2.

Пишите, пожалуйста, в комментариях, что осталось непонятным, и я обязательно дам дополнительные пояснения. Жалуйтесь на сложности в изучении школьного курса и говорите, что вас испугало в учебнике химии. И тогда следующая статья будет рассказывать именно об этой проблеме.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Свойства металлических и неметаллических элементов — Металлы и неметаллы — Eduqas — GCSE Combined Science Revision — Eduqas

Физические свойства

В таблице приведены некоторые типичные свойства металлов и неметаллов.

Хорошие проводники тепла
Металлы Металлы
Shinity Dull
Высокие точки плавления Низкие точки плавления
Хорошие проводники электричества Плохие проводники электричества
Плохое проводники нагрева
высокая плотность Низкая плотность Низкая плотность Низкая плотность
Двухместный и пластичный Некоторые элементы имеют свойства, которые не являются типичными.Например:

  • ртуть (металл) имеет низкую температуру плавления и существует в виде жидкости при комнатной температуре
  • графит, форма углерода (неметалл), имеет высокую температуру кипения, а также является хорошим проводником электричества

Вещество с высокой плотностью означает, что оно имеет большую массу для своего размера.

Пластичные вещества можно согнуть или придать им форму без разрушения, в то время как хрупкие вещества рассыпаются при сгибании или ударе.

Химические свойства

Металлы и неметаллы также можно отличить по некоторым химическим свойствам.

Наиболее распространенным химическим свойством является тип оксида, который образует элемент. Металлы образуют оксиды, которые являются основными, а неметаллы образуют оксиды, которые являются кислотными. Например, сера и углерод являются неметаллами. Они реагируют с кислородом с образованием диоксида серы и диоксида углерода. Эти соединения представляют собой газы, присутствующие в воздухе и растворяющиеся в дождевой воде, делая ее кислой.

Некоторые оксиды не растворяются в воде, поэтому не влияют на цвет индикатора, добавляемого в воду.

Вопрос

Элемент таллий образует оксид Tl 2 O. Оксид таллия не растворяется в воде, но реагирует с кислотами с образованием солей таллия. Таллий — это металл или неметалл? Поясните свой ответ.

Укажите ответ

Таллий — это металл. Это потому, что оксид таллия реагирует с кислотами, поэтому должен быть основанием.Только металлы образуют оксиды, являющиеся основаниями.

Металлы также более подвержены коррозии, чем неметаллы. Это означает, что неметаллы с меньшей вероятностью реагируют с водой или кислотами, чем металлы.

18.8 Наличие, получение и свойства фосфора – химия

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Описать свойства, получение и использование фосфора

Промышленное получение фосфора путем нагревания фосфата кальция, полученного из фосфоритовой руды, с песком и коксом:

[латекс]2\текст{Ca}_3(\text{PO}_4)_2(s)\;+\;6\text{SiO}_2(s)\;+\;10\text{C}( s)\;\overset{\Delta}{\longrightarrow}\;6\text{CaSiO}_3(l)\;+\;10\text{CO}(g)\;+\;\text{P} _4(г)[/латекс]

Фосфор перегоняется из печи и конденсируется в твердое вещество или сжигается с образованием P 4 O 10 .Получение многих других соединений фосфора начинается с P 4 O 10 . Кислоты и фосфаты используются в качестве удобрений и в химической промышленности. Другое применение — производство специальных сплавов, таких как феррофосфор и фосфористая бронза. Фосфор играет важную роль в производстве пестицидов, спичек и некоторых пластмасс. Фосфор — активный неметалл. В соединениях фосфор обычно встречается в степенях окисления 3-, 3+ и 5+. Фосфор проявляет степени окисления, которые необычны для элемента группы 15 в соединениях, содержащих связи фосфор-фосфор; примеры включают тетрагидрид дифосфора, H 2 P-PH 2 , и трисульфид тетрафосфора, P 4 S 3 , показанные на рисунке 1.

Рисунок 1. P 4 S 3 является составной частью головок спичек с зажиганием в любом месте.

Фосфор образует два обычных оксида, оксид фосфора (III) (или гексаоксид тетрафосфора), P 4 O 6 , и оксид фосфора (V) (или декаоксид тетрафосфора), P 4 O 10 , оба показаны на рис. 2. Оксид фосфора (III) представляет собой белое кристаллическое твердое вещество с чесночным запахом. Его пары очень ядовиты. Медленно окисляется на воздухе и воспламеняется при нагревании до 70 °C с образованием P 4 O 10 . Оксид фосфора (III) медленно растворяется в холодной воде с образованием фосфористой кислоты, H 3 PO 3 .

Рисунок 2. На этом изображении показаны молекулярные структуры P 4 O 6 (слева) и P 4 O 10 (справа).

Оксид фосфора(V), P 4 O 10 , представляет собой белый порошок, который получают сжиганием фосфора в избытке кислорода. Его энтальпия образования очень высока (-2984 кДж), он достаточно стабилен и является очень плохим окислителем.При падении P 4 O 10 в воду возникает шипящий звук, тепло и ортофосфорная кислота:

[латекс]\текст{P}_4\текст{O}_{10}(s)\;+\;6\text{H}_2\text{O}(l)\;{\longrightarrow}\; 4\text{H}_3\text{PO}_4(водный)[/латекс]

Из-за большого сродства к воде оксид фосфора(V) является отличным осушителем газов и растворителей, а также для удаления воды из многих соединений.

Фосфор будет реагировать непосредственно с галогенами, образуя тригалогениды PX 3 и пентагалогениды PX 5 . Тригалогениды гораздо более стабильны, чем соответствующие тригалогениды азота; Пентагалогениды азота не образуются из-за неспособности азота образовывать более четырех связей.

Хлориды PCl 3 и PCl 5 , показанные на рисунке 3, являются наиболее важными галогенидами фосфора. Треххлористый фосфор представляет собой бесцветную жидкость, которую получают пропусканием хлора над расплавленным фосфором. Пентахлорид фосфора представляет собой не совсем белое твердое вещество, которое получают путем окисления трихлорида избытком хлора.Пентахлорид возгоняется при нагревании и образует равновесие с трихлоридом и хлором при нагревании.

Рисунок 3. На этом изображении показана молекулярная структура PCl 3 (слева) и PCl 5 (справа) в газовой фазе.

Как и большинство других галогенидов неметаллов, оба хлорида фосфора реагируют с избытком воды и дают хлористый водород и кислородную кислоту: PCl 3 дает фосфористую кислоту H 3 PO 3 и PCl 5 дает фосфорную кислоту, H 3 ЗП 4 . {-}][/латекс].

Фосфор (группа 15) обычно проявляет степени окисления 3- с активными металлами и 3+ и 5+ с более электроотрицательными неметаллами. Галогены и кислород окисляют фосфор. Оксиды представляют собой оксид фосфора (V), P 4 O 10 , и оксид фосфора (III), P 4 O 6 . Двумя распространенными методами получения ортофосфорной кислоты, H 3 PO 4 , являются либо реакция фосфата с серной кислотой, либо реакция воды с оксидом фосфора (V).{\;\;3-}[/латекс]

  • Заполните и сбалансируйте каждое из следующих химических уравнений. (В некоторых случаях может быть несколько правильных ответов.)

    (а) [латекс]\текст{P}_4\;+\;\текст{Al}\;{\longrightarrow}[/латекс]

    (b) [латекс]\текст{P}_4\;+\;\текст{Na}\;{\longrightarrow}[/латекс]

    (c) [латекс]\текст{P}_4\;+\;\текст{F}_2\;{\longrightarrow}[/латекс]

    (г) [латекс]\текст{P}_4\;+\;\текст{Cl}_2\;{\longrightarrow}[/латекс]

    (e) [латекс]\текст{P}_4\;+\;\текст{O}_2\;{\longrightarrow}[/латекс]

    (f) [латекс]\текст{P}_4\текст{O}_6\;+\;\text{O}_2\;{\longrightarrow}[/latex]

  • Опишите гибридизацию фосфора в каждом из следующих соединений: P 4 O 10 , P 4 O 6 , PH 4 I (ионное соединение), PBr 4 H 3

    Решения

    Ответы на упражнения по химии в конце главы

    1.(а)

    (б)

    (в)

    (г)

    (е)

    3. (a) [латекс]\text{P}_4(s)\;+\;4\text{Al}(s)\;{\longrightarrow}\;4\text{AlP}(s)[ /латекс]; (b) [латекс]\текст{P}_4(s)\;+\;12\text{Na}(s)\;{\longrightarrow}\;4\text{Na}_3\text{P}( с)[/латекс]; (c) [латекс]\текст{P}_4(s)\;+\;10\text{F}_2(g)\;{\longrightarrow}\;4\text{PF}_5(l)[/ латекс]; (d) [латекс]\текст{P}_4(s)\;+\;6\text{Cl}_2(g)\;{\longrightarrow}\;4\text{PCl}_3(l)\; \text{или}\;\text{P}_4(s)\;+\;10\text{Cl}_2(g)\;{\longrightarrow}\;4\text{PCl}_5(l)[ /латекс]; (e) [латекс]\text{P}_4(s)\;+\;3\text{O}_2(g)\;{\longrightarrow}\;\text{P}_4\text{O}_6 (s)\;\text{или}\;\text{P}_4(s)\;+\;5\text{O}_2(g)\;{\longrightarrow}\;\text{P}_4 \text{O}_{10}(s)[/latex]; (f) [латекс]\text{P}_4\text{O}_6(s)\;+\;2\text{O}_2(g)\;{\longrightarrow}\;\text{P}_4 \text{O}_{10}(s)[/latex]

    5. 291 мл

    7. 28 тонн

    9. (а)

    (б)

    (в)

    (г)

    11. (а) P = 3+; (б) Р = 5+; (в) Р = 3+; (г) Р = 5+; (д) Р = 3-; (е) Р = 5+

    АМФОТЕРНОСТЬ ОКСИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ КАК КРИТЕРИЙ И ОСНОВА СОЗДАНИЯ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ – DOAJ

    АМФОТЕРНОСТЬ ОКСИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ КАК КРИТЕРИЙ И ОСНОВА СОЗДАНИЯ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ — ДОАЖ

    Аннотация

    Читать онлайн

    Рассмотрен вопрос о количественном определении амфотерности оксидов по значениям их электроотрицательности.Ориентировочные границы электроотрицательности амфотерных оксидов от 1,6 до 2,2 эВ1/2/О2- установлены по концепции кислотности-основности Люкс-Флуда. Проанализирована возможность проявления амфотерных свойств при различном соотношении кислотных и основных функций для оксидов состава МО, М2О3, МО2, М2О5 и МО3, причем наиболее сбалансированным соотношением обладают оксиды состава М2О3. Установлены предельные значения электроотрицательности для кислотной и основной функций, отличающиеся на 0.3-0,4 эВ1/2/О2-. Объясняется влияние бинарной формы оксида (оксо-, орто-, мета- и др.) на величину электроотрицательности простых оксидов, проявляемую ими при кислотно-основном взаимодействии. Показано влияние кислотно-основного взаимодействия на электроотрицательность бинарных оксидов при образовании тройных оксидов (сложных сульфатов, силикатов и фосфатов) металлов с их выравниванием и приобретением амфотерных свойств. Установлена ​​связь между электроотрицательностью простых оксидов и их термическими характеристиками (температурами плавления и кипения), характеризующими прочность кристаллических решеток.Показано, что амфотерные оксиды, имеющие преимущественно ковалентную кристаллическую структуру, обладают более высокими термическими параметрами, чем оксиды преимущественно ионной или молекулярной природы, т. е. основные или кислотные оксиды. С другой стороны, обладая наиболее устойчивой кристаллической структурой, они менее способны химически взаимодействовать с компонентами окружающей среды, то есть обладают более высокой климатической устойчивостью по сравнению с кислыми или основными оксидами. Это указывает на возможные пути выбора простых оксидов в качестве основы пленкообразующих материалов, а также создания бинарных и тройных оксидов с приобретением амфотерных свойств.

    Ключевые слова

    Опубликовано в

    Вестник Одесского национального университета: Химия
    ISSN
    2304-0947 (печать)
    2414-5963 (онлайн)
    Издатель
    Одесса И. Национальный университет им. И. Мечникова
    Страна издателя
    Украина
    Субъекты LCC
    Наука: химия
    Веб-сайт
    http://heraldchem.onu.edu.ua/

    О журнале

    QR-код WeChat

    Закрывать

    Acidic Oxide — Msrblog

    Оксид представляет собой бинарное соединение, которое мы получаем при реакции кислорода с другими элементами. Кислотный оксид представляет собой оксид, который реагирует с водой с образованием кислоты или с основанием с образованием соли. Реагирует с водой с образованием кислоты. Они представляют собой оксиды неметаллов или металлов в высоких степенях окисления. Обычно это оксиды неметаллов. Их химию можно систематически понять, взяв оксокислоту и удалив из нее воду, пока не останется только оксид. Неметаллы реагируют с кислородом, образуя кислотные соединения оксидов, которые удерживаются вместе ковалентными связями. Образовавшийся оксид относится к этой группе веществ. Эти соединения также можно назвать ангидридами кислот. Например, сернистая кислота (SO 2 ), серная кислота (SO 3 ) и угольная кислота (CO 2 ) являются кислыми оксидами.Кислотные ангидриды обычно имеют низкую температуру плавления и кипения, за исключением таких соединений, как B 2 O 3  и SiO 2 , которые имеют высокие температуры плавления и образуют гигантские молекулы. Неорганический ангидрид (несколько архаичный термин) – это ангидрид кислоты без органической частицы.

    Двуокись серы реагирует с водой с образованием сернистой кислоты.

    Кислые оксиды не являются кислотами Бренстеда–Лоури, поскольку они не отдают протоны; однако они относятся к кислотам Аррениуса, поскольку увеличивают концентрацию ионов водорода в воде.Например, углекислый газ увеличивает концентрацию ионов водорода в дождевой воде (pH = 5,6) в 25 раз по сравнению с чистой водой (pH = 7). Они также являются кислотами Льюиса, потому что они принимают электронные пары от некоторых оснований Льюиса, прежде всего ангидридов оснований.

    Оксиды элементов третьего периода демонстрируют периодичность в отношении кислотности. По мере продвижения по периоду оксиды становятся более кислыми. Борная и угольная кислоты слабые, а оксиды N, S и галогениды образуют очень сильные кислоты азотную, серную, хлорную.Оксиды натрия и магния являются щелочными. Оксиды алюминия амфотерны (реагируют как с основанием, так и с кислотой). Если реакция с водой дает умеренно кислую оксокислоту, оксид может быть или не быть растворимым. Оксиды кремния, фосфора, серы и хлора являются кислыми. Некоторые оксиды неметаллов, такие как закись азота (N 2 O) и окись углерода (CO), не проявляют никаких кислотно-основных характеристик. Если образующаяся оксокислота является слабокислой, оксид обычно, но не всегда, нерастворим в воде.

    Кислотные оксиды также могут реагировать с основными оксидами с образованием солей оксоанионов:

    2 MgO + SiO 2  → Mg 2 SiO 4
  • 7 являются кислотными оксидами, имеющими отношение к окружающей среде Оксиды серы и азота считаются загрязнителями воздуха, поскольку они реагируют с водяным паром в атмосфере, вызывая кислотные дожди. Нерастворимые в воде оксиды классифицируются как кислотные, если они реагируют с основаниями с образованием солей.

    Кислотный оксид — точка назначения

    Оксид — это бинарное соединение, которое мы получаем при реакции кислорода с другими элементами. Кислотный оксид представляет собой оксид, который реагирует с водой с образованием кислоты или с основанием с образованием соли. Реагирует с водой с образованием кислоты. Они представляют собой оксиды либо неметаллов, либо металлов в высоких степенях окисления. Обычно это оксиды неметаллов. Их химический состав можно систематически понять, взяв оксокислоту и удалив из нее воду, пока не останется только оксид. Неметаллы реагируют с кислородом, образуя кислотные соединения оксидов, которые удерживаются вместе ковалентными связями. Образовавшийся оксид относится к этой группе веществ.Эти соединения также можно назвать ангидридами кислот. Например, сернистая кислота (SO 2 ), серная кислота (SO 3 ) и угольная кислота (CO 2 ) являются кислыми оксидами. Кислотные ангидриды обычно имеют низкую температуру плавления и кипения, за исключением таких соединений, как B 2 O 3  и SiO 2 , которые имеют высокие температуры плавления и образуют гигантские молекулы. Неорганический ангидрид (несколько архаичный термин) – это ангидрид кислоты без органической частицы.

    Двуокись серы реагирует с водой с образованием сернистой кислоты.

    Кислые оксиды не являются кислотами Бренстеда–Лоури, поскольку они не отдают протоны; однако они относятся к кислотам Аррениуса, поскольку увеличивают концентрацию ионов водорода в воде. Например, углекислый газ увеличивает концентрацию ионов водорода в дождевой воде (pH = 5,6) в 25 раз по сравнению с чистой водой (pH = 7). Они также являются кислотами Льюиса, потому что они принимают электронные пары от некоторых оснований Льюиса, прежде всего ангидридов оснований.

    Оксиды элементов третьего периода демонстрируют периодичность в отношении кислотности.По мере продвижения по периоду оксиды становятся более кислыми. Борная и угольная кислоты слабые, а оксиды N, S и галогениды образуют очень сильные кислоты азотную, серную, хлорную. Оксиды натрия и магния являются щелочными. Оксиды алюминия амфотерны (реагируют как с основанием, так и с кислотой). Если реакция с водой дает умеренно кислую оксокислоту, оксид может быть или не быть растворимым. Оксиды кремния, фосфора, серы и хлора являются кислыми. Некоторые оксиды неметаллов, такие как закись азота (N 2 O) и окись углерода (CO), не проявляют никаких кислотно-основных характеристик.Если образующаяся оксокислота является слабокислой, оксид обычно, но не всегда, нерастворим в воде.

    Кислотные оксиды также могут реагировать с основными оксидами с образованием солей оксоанионов:

    2 MgO + SiO 2  → Mg 2 SiO 4
  • 7 являются кислотными оксидами, имеющими отношение к окружающей среде Оксиды серы и азота считаются загрязнителями воздуха, поскольку они реагируют с водяным паром в атмосфере, вызывая кислотные дожди. Нерастворимые в воде оксиды классифицируются как кислотные, если они реагируют с основаниями с образованием солей.

    Характеристики поглощения наночастицами берлинской лазури ионов редких металлов для переработки драгоценных металлов из ядерных и электронных отходов

    PGM/Mo с Fe при включении в PBNP, а также предполагаемое количество извлечения PGM/Mo на 1 г PBNP после 24-часового теста на сорбцию. Поскольку мы уже раскрыли механизм захвата иона Pd, демонстрирующего наибольшую эффективность сорбции и элюирования 24 , мы в основном обсуждаем механизм для ионов Ru, Rh и Mo в связи с результатами таблицы 1.

    Таблица 1. Эффективность сорбции ионов МПГ/Mo в PBNP, эффективность элюирования ионов Fe из PBNP после 24-часового сорбционного теста, эффективность замещения PGM/Mo ионами Fe 2+ или Fe 3+ , сайт замены и количество восстановления на 1 г PB.

    Спектры УФ-видимого ИК-диапазона

    Как показано в таблице 1, эффективность элюирования ионов Fe из PBNP убедительно подтверждает, что ионы Ru, Rh и Mo также замещаются ионами Fe из PBNP при включении в PBNP, а также Pd ион.Чтобы подтвердить замещение ионов МПГ/Mo ионом Fe, мы исследовали спектры PBNP в УФ- и видимой областях до и после сорбции МПГ/Mo в сочетании с первопринципными расчетами теоретических спектров для простой модели кластера PB ( см. рис. 1) заменой PGMs/Mo с сайтами Fe 2+ и Fe 3+ .

    На рисунке 1 показаны (а) экспериментальные спектры в зависимости от энергии поглощения до (черный) и после (красный) 24-часового теста на сорбцию [интенсивность (поглощение) двух спектров нормирована на 6 эВ], и (б –г) теоретические спектры модели ПБ до и после замены ионов МПГ/Mo на Fe 2+ или Fe 3+ .Для первичных PBNP три полосы поглощения около 1,6 эВ (слабая), 2,1 эВ (интенсивная), 3,1 эВ (слабая) и 5,0 эВ (средняя) возникают в результате переходов с переносом заряда (CT) от Fe 2+ до Fe 3+ , которые соответствуют пикам A, B, C и D соответственно 28 . Для иона Pd (справа) теоретические спектры иона Pd, замещенного Fe 2+ (c), хорошо объясняют экспериментальное изменение спектра (красное смещение) по сравнению со спектрами иона Pd, замещенного Fe 3+ (д).Это согласуется с предыдущими результатами, полученными с использованием CASTEP 24 . Для иона Rh (справа в середине) сравнение теоретических спектров до (b) и после (c, d) замены Rh показывает, что спектры (d), полученные для Rh, замещенного Fe 3+ , разумно объясняют экспериментальное изменение спектра после теста на сорбцию Rh. Таким образом, можно сделать вывод, что ион Rh в основном замещен ионом Fe 3+ . Для иона Ru (левая средняя рука) сравнение теоретических спектров до (b) и после (c, d) замены Ru показывает, что спектры (d), полученные для Ru, замещенного Fe 3+ , очевидно, объясняют экспериментальное изменение спектра после испытания на сорбцию Ru, так как в эксперименте красного смещения в спектрах после испытания на сорбцию Ru не наблюдалось.Для иона Mo (слева), поскольку экспериментальные спектры изменились как в сторону более низкой, так и в более высокой области энергии после сорбции иона Mo, из теоретических спектральных изменений до (b) и после (c, d) замещения Mo установлено, что Mo Ион 6+ замещен как ионами Fe 2+ , так и ионами Fe 3+ .

    Таким образом, из результатов рис. 1 можно сделать разумный вывод, что ионы Ru 4+ и Rh 3+ замещены ионом Fe 3+ , а ион Pd 2+ замещен ионом Fe Ион 2+ , тогда как ион Mo 6+ замещен как ионами Fe 2+ , так и ионами Fe 3+ .

    XRD

    На рисунке 2 показаны рентгенограммы исходных (черный) и сорбированных МПГ (синий: Ru, розовый: Rh и красный: Pd) PBNP. Здесь на вставке показана элементарная ячейка кристаллической структуры ПБ. Рентгенограмма (черная) показывает, что исходные PBNP имеют гранецентрированную кубическую (FCC) структуру (пространственная группа: \(F\overline{4} 3m\)), что согласуется с предыдущими результатами, полученными с использованием передачи с высоким разрешением. электронный микроскоп 24 . В таблице 2 обобщены постоянная решетки и размер кристаллитов PBNP до и после 24-часового теста на сорбцию МПГ/Мо, которые были оценены путем подбора дифракционного пика (200) с функцией псевдо-Фойгта и с использованием уравнения Шеррера 47 с константа 1. 5 соответственно. Здесь постоянное значение означает взвешенный по площади эффективный диаметр вдоль направления вектора дифракции. Результаты на рис. 2 и в таблице 2 показывают, что было обнаружено, что PBNP с размером кристаллитов 16–17 нм сохраняют ГЦК-структуру до и после сорбции МПГ/Мо, и что постоянная решетки оценивается как 10,16 Å для первичные PBNP (диапазон 10,13–10,18 Å, о которых сообщалось ранее 48,49,50 ), тогда как 10,21 Å для сорбированных PGM/Mo PBNP.

    Рисунок 2

    Порошковые рентгеновские дифрактограммы исходных и сорбированных PGM/Mo PBNP, а также результаты моделирования (линейка) структуры FCC (пространственная группа: \(F\overline{4} 3m\)) для PB .Черная, зеленая, синяя, розовая и красная линии представляют собой первичные, Mo-, Ru-, Rh- и Pd-сорбированные PBNP соответственно. Кристаллическая структура ПБ показана на вставке.

    Таблица 2 Размер кристаллитов и постоянная решетки исходных и сорбированных МПГ/Мо PBNP.

    Для сорбции ионов Pd, поскольку ионный радиус иона Pd 2+ (0,86 Å) 46 больше, чем у Fe 2+ (0,61 Å) 46 , и эффективность замещения 9 9042 Fe 9042 + с Pd 2+ было 87.0% (табл. 1), постоянная решетки должна значительно увеличиться. Для сорбции ионов Rh ионный радиус иона Rh 3+ (0,665 Å) 46 в некоторой степени больше, чем у Fe 3+ (0,645 Å) 46 , а также эффективность замещения Fe 3+ с Rh 3+ составлял 47,8%, таким образом, постоянная решетки была эффективно увеличена. Наоборот, для сорбции Ru, несмотря на то, что ионный радиус иона Ru 4+ (0,62 Å) 46 меньше, чем у Fe 3+ (0,62 Å).645 Å) с эффективностью замещения Fe 3+ на Ru 4+ 39,0%, решетка расширялась аналогично сорбции ионов Pd. Вероятно, это связано с тем, что кулоновское отталкивание между Ru 4+ и Fe 2+ сильнее, чем между Fe 3+ и Fe 2+ , что приводит к расширению постоянной решетки. Аналогично для сорбции Мо, хотя ионные радиусы 0,59 Å для Мо 6+ меньше, чем у Fe 3+ (0,59 Å).645 Å) при 17,1% эффективности замещения Fe 2+ /Fe 3+ Ru 4+ , большее кулоновское отталкивание между Mo 6+ и Fe 2+ /Fe 3+ сильнее, чем между Fe 3+ и Fe 2+ , вызвало расширение постоянной решетки, сравнимое с таковым для МПГ. Причина, по которой постоянная решетки была расширена до одинакового значения после сорбции всех ионов МПГ / Мо, до сих пор неясна.Необходимо учитывать, что остаточные ионы МПГ/Mo и Fe, находящиеся в нанопространстве элементарной ячейки ПБ при сорбции, играют роль в расширении постоянной решетки.

    Элементарные процессы сорбции МПГ в ФНЧ

    Для обсуждения элементарных процессов МПГ/Мо при включении в ФНЧ мы далее исследовали (1) энергию адсорбции ионов МПГ/Мо на поверхности ПБ, (2) энергию диффузии ионов PGM/Mo в нанопространство PBNP и (3) энергию замещения ионов PGM/Mo ионом Fe с использованием расчетов из первых принципов, основанных на DFT.

    Сначала обсудим (1) энергию адсорбции. На рисунке 3 показана (а) оптимизированная структура ионов МПГ/Мо на поверхности (100) ПБ, (б) энергия адсорбции ( E ad ) МПГ/Мо на поверхности и (в) максимально локализованные функции Ванье (МФВ) АО C2p и N2p для группы CN, строящей поверхность (100). Как показано на виде сбоку на рис. 3a, модель поверхности (100) была оптимизирована для получения зигзагообразной структуры, которая на 1,4 эВ стабильнее объемной структуры с плоской поверхностью.Как показано на виде сверху на рис. 3а, обнаружено, что все ионы МПГ/Mo (красный кружок) устойчиво адсорбируются в центре квадрата, состоящего из четырех ионов Fe в плоскости (100). Это связано с тем, что ионы МПГ/Mo, окруженные четырьмя анионными группами CN , стали энергетически стабильными благодаря притягивающим кулоновским взаимодействиям. Оптимизированная структурная координация была обобщена в таблицах S1-S5 (вспомогательные материалы). На рисунке 3b показан график E ad на поверхности (100) по отношению к элементам PGM. Здесь большее положительное значение E и означает, что адсорбция на поверхности затруднена. Обнаружено, что E и , по-видимому, нелинейно увеличиваются с увеличением валентного числа ионов МПГ: E ad  = 0 эВ для иона Pd 2+ , ок. 0,2 эВ для иона Rh 3+ , ок. 1,8 эВ для иона Ru 4+ и ок. 3,2 эВ для Mo 6+ . Частично это связано с тем, что отталкивающие кулоновские взаимодействия между адсорбированными ионами МПГ/Mo и окружающими их ионами Fe 2+ /Fe 3+ становятся больше, чем притягивающие взаимодействия между адсорбированными ионами и окружающими их группами CN , поскольку валентное число адсорбированных ионов МПГ/Мо увеличивается, отчасти потому, что последние притягивающие взаимодействия становятся больше, что также вызывает большое искажение решетки с увеличением валентного числа.Кроме того, как показано на рис. 3c, поскольку АО 2p y и 2p z атомов C и N расширены в плоскости (100), катионы PGM/Mo легко захватываются. в плоскости (100). Отмечается, что в настоящем исследовании оценивались E ad в твердой фазе и в вакууме. Для практической системы ЖВАО с ионами металлов в растворе азотной кислоты ионы металлов легче транспортируются к поверхности ПБ через растворитель, а электростатический потенциал поверхности (100) также должен несколько изменяться.

    Рисунок 3

    ( a ) Энергия поверхностной адсорбции ионов МПГ/Mo на поверхности (100) ПБ, ( b ) оптимизированная структура поверхности ионов МПГ/Mo на поверхности ПБ (100) , а ( c ) функция Ванье атомных орбиталей C2p и N2p на поверхности ПБ (100) (изоповерхность = 0,02).

    Далее мы обсудим (2) диффузию ионов МПГ в нанопространстве элементарной ячейки ПБ, энергия которой была рассчитана с использованием метода НЭБ. На рисунке 4 показан график относительной энергии по отношению к пяти этапам миграции для МПГ/Мо.На вставке схематично показан моментальный снимок каждого шага миграции. Точные структурные параметры для каждого этапа миграции приведены в таблицах S6.1–S9.5 (вспомогательные материалы). Интересно отметить, что все ионы МПГ/Mo становятся устойчивыми в центре квадрата, образованного четырьмя ионами Fe в плоскости (100), тогда как позиция 4 c является седловой точкой для этих ионов металлов. Причина стабилизации ионов МПГ/Мо в плоскости (100) та же, что и при их поверхностной адсорбции.Кроме того, можно сказать, что пространство участка 4 c (5 Å) слишком велико для ионов МПГ (ионный диаметр: 1,24 Å для Ru 4+ , 1,33 Å для Rh 3+ , 1,72 Å для Pd 2+ , 0,59 Å для Mo 6+ ) 45 . Таким образом, ионы МПГ/Мо имеют тенденцию захватываться в плоскости (100), где будет происходить реакция замещения между ионами МПГ/Мо и Fe.

    Рис. 4

    Относительная энергия ионов МПГ/Mo в структуре джунглей и спортзала ПБ на каждом этапе миграции для диффузионной модели. На вставке показан моментальный снимок каждого шага миграции в нанопространстве элементарной ячейки ПБ.

    Наконец, обсудим энергию замещения ( E S ) ионов МПГ/Mo ионами Fe 2+ /Fe 3+ PB, которая была оценена с использованием модели элементарной ячейки, содержащей 60 атомов ( врезку к рис. 2). Хотя предполагается, что модель соответствует 12,5% ионов Fe (один из восьми), замещенных ионами МПГ применительно к твердому состоянию, мы просто сосредоточились на замещении, происходящем локально с использованием элементарной ячейки.На рисунке 5 показано E S ионов МПГ/Мо с ионами Fe элементарной ячейки ПБ. Когда E S является отрицательным значением, замещение имеет место предпочтительно. Поскольку E S был определен уравнением. (2), описанные выше, необходимы химические потенциалы. В настоящей работе мы использовали химический потенциал каждого оксида металла на пределе окисления и нейтрального атома металла на пределе восстановления. Ожидается, что на пределе окисления ионы Pd 2+ и Ru 4+ будут энергетически предпочтительно замещены позициями Fe 2+ и Fe 3+ соответственно.С другой стороны, ожидается, что ион Rh 3+ будет замещен обоими сайтами из-за небольшой разницы (около 0,4 эВ) в E s между ними. Хотя результаты на рис. 1 показывают, что ион Rh 3+ в основном замещен ионом Fe 3+ , ион Rh 3+ будет незначительно замещен ионом Fe 2+ в некоторой степени при температурах около 353 K применительно к практическим ВАО, содержащим экзотермические нуклиды, такие как 137 Cs и 90 Sr.С другой стороны, ион Mo 6+ предпочтительнее энергетически заместить узлом Fe 3+ , поскольку кулоновское отталкивание между Mo 6+ и ближайшими окружающими ионами Fe 3+ для Mo 6 Замена + на Fe 2+ становится намного больше, чем между Mo 6+ и ближайшим окружением Fe 2+ для замены Mo 6+ на Fe 3+ . Однако сравнение экспериментальных и теоретических результатов (рис.1) показывает, что Mo 6+ замещен не только ионом Fe 3+ , но и ионом Fe 2+ , что противоречит тому, что E s Fe 2+ с Mo 6+ — большое положительное значение ок. 4,0 эВ на пределе окисления, как показано на рис. 5. Поскольку настоящая модель кластера элементарной ячейки PB не учитывала потенциалы Маделунга и релаксацию решетки, E s может быть завышена, когда Fe 2+ / Fe 3+ замещен более высоковалентным ионом Mo 6+ .

    Рисунок 5

    Энергия замещения ионов МПГ/Mo ионами Fe 2+ /Fe 3+ в ПБ в пределах восстановления и окисления соответственно. По горизонтальной оси отложен сайт замены и тип химического потенциала μ в скобках.

    Рассмотрены три элементарных процесса внедрения ионов МПГ в ПБ: адсорбция на поверхности (100) ПБ, диффузия в нанопространстве элементарной ячейки ПБ и замещение ионов МПГ ионами Fe. Как показано в таблице 3, все три процесса легче всего протекают для иона Pd 2+ , а затем для иона Rh 3+ , тогда как процесс поверхностной адсорбции становится определяющей стадией для Ru 4+ . ион. Это согласуется с результатами эффективности сорбции и замещения для этих ионов металлов, как показано в таблице 1. С другой стороны, несмотря на порядок эффективности элюции и замещения для иона Мо, можно хорошо объяснить, используя результаты таблицы 3. как и для ионов МПГ, эффективность сорбции иона Mo выше, чем для ионов МПГ.Поскольку ион Мо склонен образовываться в виде полиядерных комплексов оксида Мо в азотнокислом растворе 29 , часть их предположительно осаждается в растворе, который не участвовал в 24-часовом сорбционном тесте.

    Таблица 3 Энергия адсорбции, диффузионный барьер и энергия замещения ионов МПГ/Мо при включении в элементарные ячейки ПБ.

    Результаты настоящего исследования дают нам важное представление о том, что эти три процесса взаимно влияют на количество сорбции и эффективность сорбции, что приводит к разработке высокоэффективного сорбента для извлечения редких металлов не только из N-отходов, но и из Электронные отходы.

    Количество поглощения МПГ на 1 г PBNP

    Как показано в таблице 1, механизм поглощения ионов PGM/Mo при включении в PBNP может позволить нам оценить эффективность замещения PGM/Mo на Fe с учетом единицы PB ячейка (вставка рис. 2) с включением четырех атомов Fe 2+ и четырех атомов Fe 3+ . Предполагая, что количество элюирования Fe равно количеству замещения PGM/Mo (а именно, количество PGM/Mo и диффузии Fe внутри PBNP пренебрегается), эффективность замещения была получена равной 39.0% для иона Ru, 47,8% для иона Rh, 87,0% для иона Pd и 17,1% (Fe 2+ и Fe 3+ для каждого) для иона Mo. Это означает, что 0,13 г Ru, 0,16 г Rh, 0,30 г Pd и 0,11 г Mo можно извлечь, используя 1 г PB с химической формой KFe(III)[Fe(II)(CN) 6 ]. Кроме того, было подтверждено, что PBNP проявляют несколько сопротивлений теплу (до 300 ° C), азотной кислоте (до 8 M) и γ-излучению (до 1000 кГр), что указывает на то, что PBNP практически используются не только для процессы утилизации N-отходов, но также и процессы рециркуляции E-отходов.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.

    2015-2019 © Игровая комната «Волшебный лес», Челябинск
    тел.:+7 351 724-05-51, +7 351 777-22-55 игровая комната челябинск, праздник детям челябинск