Metālu pārvietošana. Kāds ir visaktīvākais metāls? Metāla aktivitāšu sērijas praktiska izmantošana
Metālu aktivitātes analīzei izmanto vai nu metālu spriegumu elektroķīmiskās rindas, vai to atrašanās vietu periodiskajā tabulā. Jo aktīvāks metāls, jo vieglāk tas nodos elektronus un jo labāk tas būs kā reducējošais līdzeklis redoksreakcijās.
Metālu spriegumu elektroķīmiskās sērijas.
Dažu oksidētāju un reducētāju uzvedības iezīmes.
a) skābekli saturoši hlora sāļi un skābes reakcijās ar reducētājiem parasti pārvēršas hlorīdos:
b) ja reakcijā piedalās vielas, kurās vienam un tam pašam elementam ir negatīvs un pozitīvs oksidācijas stāvoklis, tās rodas nulles oksidācijas stāvoklī (izdalās vienkārša viela).
Nepieciešamās prasmes.
1. Oksidācijas stāvokļu izkārtojums.
Jāatceras, ka oksidācijas pakāpe ir hipotētisks atoma lādiņš (t.i., nosacīts, iedomāts), taču tas nedrīkst pārsniegt veselo saprātu. Tas var būt vesels skaitlis, daļskaitlis vai nulle.
1. vingrinājums:Sakārtojiet vielu oksidācijas stāvokļus:
2. Oksidācijas pakāpju izkārtojums organiskajās vielās.
Atcerieties, ka mūs interesē tikai to oglekļa atomu oksidācijas pakāpe, kas redoksprocesā maina savu vidi, savukārt oglekļa atoma un tā bezoglekļa vides kopējais lādiņš tiek pieņemts kā 0.
2. uzdevums:Nosakiet oglekļa atomu oksidācijas stāvokli, kas apvilkti kopā ar bezoglekļa vidi:
2-metilbutēns-2: - = 
etiķskābe: -
3. Neaizmirstiet uzdot sev galveno jautājumu: kurš šajā reakcijā nodod elektronus un kas tos pieņem, un par ko tie pārvēršas? Lai tas neizdodas, ka elektroni atlido no nekurienes vai aizlido uz nekurieni.
Piemērs:
Šajā reakcijā ir jāredz, ka kālija jodīds var būt tikai reducētājs, tāpēc kālija nitrīts pieņems elektronus, nolaišana tā oksidācijas pakāpe.
Turklāt šādos apstākļos (atšķaidīts šķīdums) slāpeklis pāriet no līdz tuvākajam oksidācijas stāvoklim.
4. Elektronisko svaru sastādīšana ir grūtāka, ja vielas formulas vienība satur vairākus oksidētāja vai reducētāja atomus.
Šajā gadījumā tas jāņem vērā pusreakcijā, aprēķinot elektronu skaitu.
Visizplatītākā problēma ir ar kālija dihromātu, kad tas kļūst par oksidētāju:
Šos divniekus zvanot nevar aizmirst, jo tie norāda noteiktā tipa atomu skaitu vienādojumā.
3. uzdevums:Kāds koeficients jāliek pirms un pirms
4. uzdevums:Kāds reakcijas vienādojuma koeficients stāvēs magnija priekšā?
5. Nosakiet, kurā vidē (skābā, neitrālā vai sārmainā) notiek reakcija.
To var izdarīt vai nu par mangāna un hroma reducēšanās produktiem, vai arī pēc savienojumu veida, kas iegūti reakcijas labajā pusē: piemēram, ja produktos redzam skābe, skābes oksīds- tas nozīmē, ka šī noteikti nav sārmaina vide, un, ja nogulsnējas metāla hidroksīds, tas noteikti nav skābs. Un, protams, ja kreisajā pusē mēs redzam metālu sulfātus, un labajā pusē - nekas cits kā sēra savienojumi - acīmredzot reakcija tiek veikta sērskābes klātbūtnē.
5. uzdevums:Nosakiet vidi un vielas katrā reakcijā:
6. Atcerieties, ka ūdens ir brīvs ceļotājs, tas var gan piedalīties reakcijā, gan veidoties.
6. uzdevums:Kurā reakcijas pusē būs ūdens? Kam tiks cinks?
7. uzdevums:Mīksta un cieta alkēnu oksidēšana.
Pievienojiet un izlīdziniet reakcijas pēc oksidācijas stāvokļu ievietošanas organiskajās molekulās:
(auksts šķīdums)
| (ūdens šķīdums) | ||
7. Dažkārt reakcijas produktu var noteikt, tikai sastādot elektronisko svaru un saprotot, kuru daļiņu mums ir vairāk:
8. uzdevums:Kādi citi produkti būs pieejami? Pievienojiet un izlīdziniet reakciju:
8. Par ko reaģenti pārvēršas reakcijā?
Ja mūsu apgūtās shēmas nesniedz atbildi uz šo jautājumu, tad jāanalizē, kurš oksidētājs un reducētājs ir spēcīgs vai ne pārāk spēcīgs reakcijā?
Ja oksidētājs ir vidēja stipruma, maz ticams, ka tas var oksidēties, piemēram, sērs no līdz, parasti oksidēšanās notiek tikai līdz.
Un otrādi, ja tas ir spēcīgs reducētājs un var atgūt sēru no līdz , tad tikai līdz .
9. uzdevums:Par ko pārvērtīsies sērs? Pievienojiet un izlīdziniet reakcijas:
9. Pārbaudiet, vai reakcijā ir gan oksidētājs, gan reducētājs.
10. uzdevums:Cik daudz citu produktu ir šajā reakcijā un kuri no tiem?
10. Ja abām vielām var būt gan reducētāja, gan oksidētāja īpašības, jums jāapsver, kura no tām. vairāk aktīvs oksidētājs. Tad otrs būs restaurators.
11. uzdevums:Kurš no šiem halogēniem ir oksidētājs un kurš ir reducētājs?
11. Ja viens no reaģentiem ir tipisks oksidētājs vai reducētājs, tad otrs “darīs savu gribu”, vai nu nododot oksidētājam elektronus, vai pieņemot no reducētāja.
Ūdeņraža peroksīds ir viela ar divējāda daba, oksidētāja lomā (kas tam raksturīgāks) nonāk ūdenī, un kā reducētājs - brīvā gāzveida skābeklī.
12. uzdevums:Kāda loma katrā reakcijā ir ūdeņraža peroksīdam?
Koeficientu izkārtojuma secība vienādojumā.
Vispirms nolieciet no elektroniskā bilances iegūtos koeficientus.
Atcerieties, ka varat tos dubultot vai samazināt tikai kopā. Ja kāda viela darbojas gan kā vide, gan kā oksidētājs (reducētājs), tā vēlāk būs jāizlīdzina, kad būs sakārtoti gandrīz visi koeficienti.
Ūdeņradis tiek izlīdzināts priekšpēdējā, un mēs pārbaudām tikai skābekli!
1. 13. uzdevums:Pievienot un izlīdzināt:
Nesteidzieties, skaitot skābekļa atomus! Atcerieties reizināt, nevis pievienot indeksus un koeficientus.
Skābekļa atomu skaitam kreisajā un labajā pusē jāsaplūst!
Ja tas nenotiek (ja tos pareizi saskaitāt), tad kaut kur ir kļūda.
Iespējamās kļūdas.
1. Oksidācijas pakāpju izkārtojums: rūpīgi pārbaudiet katru vielu.
Bieži kļūdās šādos gadījumos:
a) oksidācijas pakāpe nemetālu ūdeņraža savienojumos: fosfīns - fosfora oksidācijas pakāpe - negatīvs;
b) organiskajās vielās - vēlreiz pārbaudiet, vai ir ņemta vērā visa atoma vide;
c) amonjaks un amonija sāļi - tie satur slāpekli vienmēr ir oksidācijas stāvoklis;
d) hlora skābekļa sāļi un skābes - tajos hloram var būt oksidācijas stāvoklis;
e) peroksīdi un superoksīdi - tajos skābeklim nav oksidācijas stāvokļa, tas notiek un vienmērīgi;
f) dubultie oksīdi: 
- tiem ir metāli divi dažādi oksidācijas stāvokļi, parasti tikai viens no tiem ir iesaistīts elektronu pārnesē.
14. uzdevums:Pievienot un izlīdzināt:
15. uzdevums:Pievienot un izlīdzināt:
2. Produktu izvēle, neņemot vērā elektronu pārnesi - tas ir, piemēram, reakcijā ir tikai oksidētājs bez reducētāja, vai otrādi.
Piemērs: reakcijā bieži tiek zaudēts brīvais hlors. Izrādās, ka elektroni mangānam nonāca no kosmosa...
3. Nepareizi produkti no ķīmiskā viedokļa: vielu, kas mijiedarbojas ar vidi, nevar iegūt!
a) skābā vidē nevar iegūt metāla oksīdu, bāzi, amonjaku;
b) sārmainā vidē netiks iegūta skābe vai skābs oksīds;
c) ūdens šķīdumā neveidojas oksīds, nemaz nerunājot par metālu, kas spēcīgi reaģē ar ūdeni.
16. uzdevums:Atrodi reakcijās kļūdains produktiem, paskaidrojiet, kāpēc tos nevar iegūt ar šādiem nosacījumiem:
Uzdevumu atbildes un risinājumi ar paskaidrojumiem.
1. vingrinājums:
2. uzdevums:
2-metilbutēns-2: - =
etiķskābe: -
3. uzdevums:
Tā kā dihromāta molekulā ir 2 hroma atomi, tie ziedo 2 reizes vairāk elektronu – t.i. 6.
5. uzdevums:
Ja vide ir sārmaina, tad fosfors pastāvēs sāls veidā- kālija fosfāts.
6. uzdevums:
Tā kā cinks ir amfotērisks metāls, sārmainā šķīdumā tas veidojas hidroksokokomplekss. Koeficientu sakārtošanas rezultātā iznāk, ka reakcijas kreisajā pusē jābūt ūdenim: sērskābe (2 molekulas).
9. uzdevums:
(permanganāts šķīdumā nav ļoti spēcīgs oksidētājs; ņemiet vērā, ka ūdens piespēlē regulēšanas laikā pa labi!)
(konc.)
(koncentrēta slāpekļskābe ir ļoti spēcīgs oksidētājs)
10. uzdevums:
Neaizmirsti to mangāns pieņem elektronus, kurā hloram vajadzētu tos atdot.
Hlors izdalās vienkāršas vielas veidā.
11. uzdevums:
Jo augstāk nemetāls apakšgrupā, jo vairāk aktīvs oksidētājs, t.i. Šajā reakcijā hlors ir oksidētājs. Jods pāriet tam visstabilākajā pozitīvā oksidācijas stāvoklī, veidojot jodskābi.
Sadaļas: ķīmija, Konkurss "Prezentācija nodarbībai"
Klase: 11
Prezentācija nodarbībai
Atpakaļ uz priekšu
Uzmanību! Slaida priekšskatījums ir paredzēts tikai informatīviem nolūkiem, un tas var neatspoguļot visu prezentācijas apjomu. Ja jūs interesē šis darbs, lūdzu, lejupielādējiet pilno versiju.
Mērķi un uzdevumi:
- Apmācība: Metālu ķīmiskās aktivitātes apsvēršana, pamatojoties uz pozīciju periodiskajā tabulā D.I. Mendeļejevs un metālu elektroķīmiskā sprieguma sērijā.
- Attīstās: Veicināt dzirdes atmiņas attīstību, spēju salīdzināt informāciju, loģiski domāt un izskaidrot notiekošās ķīmiskās reakcijas.
- Izglītības: Veidojam patstāvīgā darba prasmi, prasmi pamatoti izteikt savu viedokli un uzklausīt klasesbiedrus, ieaudzinām bērnos patriotisma sajūtu un lepnumu par tautiešiem.
Aprīkojums: Dators ar mediju projektoru, individuālas laboratorijas ar ķīmisko reaģentu komplektu, metālu kristālrežģu modeļi.
Nodarbības veids: tehnoloģiju izmantošana kritiskās domāšanas attīstībai.
Nodarbību laikā
es Izaicinājuma posms.
Zināšanu aktualizēšana par tēmu, izziņas darbības pamošanās.
Blefa spēle: "Vai jūs ticat, ka ...". (3. slaids)
- PSCE augšējo kreiso stūri aizņem metāli.
- Kristālos metāla atomi ir saistīti ar metālisku saiti.
- Metālu valences elektroni ir cieši saistīti ar kodolu.
- Galveno apakšgrupu metāliem (A) ārējā līmenī parasti ir 2 elektroni.
- Grupā no augšas uz leju ir vērojams metālu reducējošo īpašību pieaugums.
- Lai novērtētu metāla reaktivitāti skābju un sāļu šķīdumos, pietiek aplūkot metālu spriegumu elektroķīmiskās rindas.
- Lai novērtētu metāla reaktivitāti skābju un sāļu šķīdumos, pietiek aplūkot D.I. periodisko tabulu. Mendeļejevs
Jautājums klasei? Ko nozīmē ieraksts? Es 0 - nē -\u003e Es + n(4. slaids)
Atbilde: Me0 - ir reducētājs, kas nozīmē, ka tas mijiedarbojas ar oksidētājiem. Kā oksidētāji var darboties šādi:
- Vienkāršas vielas (+ O 2, Cl 2, S ...)
- Sarežģītas vielas (H2O, skābes, sāls šķīdumi...)
II. Jaunas informācijas izpratne.
Kā metodiskais paņēmiens tiek piedāvāts izveidot atsauces shēmu.
Jautājums klasei? Kādi faktori ietekmē metālu reducējošās īpašības? (5. slaids)
Atbilde: No pozīcijas D.I.Mendeļejeva periodiskajā tabulā vai no pozīcijas metālu sprieguma elektroķīmiskajā rindā.
Skolotājs iepazīstina ar jēdzieniem: ķīmiskā aktivitāte un elektroķīmiskā aktivitāte.
Pirms skaidrošanas uzsākšanas bērni tiek aicināti salīdzināt atomu darbību Uz un Li pozīcija periodiskajā tabulā D.I. Mendeļejevs un vienkāršo vielu aktivitāte, ko veido šie elementi atbilstoši to novietojumam metāla spriegumu elektroķīmiskajā rindā. (6. slaids)
Pastāv pretruna:Saskaņā ar sārmu metālu stāvokli PSCE un atbilstoši apakšgrupas elementu īpašību izmaiņu modeļiem kālija aktivitāte ir lielāka nekā litijam. Runājot par pozīciju sprieguma sērijā, litijs ir visaktīvākais.
Jauns materiāls. Skolotājs skaidro atšķirību starp ķīmisko un elektroķīmisko aktivitāti un skaidro, ka elektroķīmiskā spriegumu virkne atspoguļo metāla spēju pārveidoties par hidratētu jonu, kur metāla aktivitātes mēraukla ir enerģija, kas sastāv no trim terminiem (atomizācijas enerģija, jonizācija). enerģija un hidratācijas enerģija). Materiālu pierakstām piezīmju grāmatiņā. (7.–10. slaidi)
Kopīga rakstīšana piezīmju grāmatiņā secinājums: Jo mazāks ir jona rādiuss, jo lielāks elektriskais lauks ap to tiek izveidots, jo vairāk enerģijas izdalās hidratācijas laikā, līdz ar to ir spēcīgākas šī metāla reducējošās īpašības reakcijās.
Vēstures atsauce: studenta prezentācija par Beketova metālu pārvietošanas sērijas izveidi. (11. slaids)
Metālu elektroķīmiskās sprieguma sērijas darbību ierobežo tikai metālu reakcijas ar elektrolītu šķīdumiem (skābēm, sāļiem).
Atgādinājums:
- Reakcijās ūdens šķīdumos standarta apstākļos (250°C, 1 atm.) samazinās metālu reducējošās īpašības;
- Metāls pa kreisi izspiež metālu pa labi no to sāļiem šķīdumā;
- Metāli, kas stāv pretī ūdeņradim, to izspiež no šķīdumā esošajām skābēm (izņemot: HNO3);
- Es (Al) + H2O -> sārms + H2
Cits Es (līdz H 2) + H 2 O -> oksīds + H 2 (skarbi apstākļi)
Es (pēc H 2) + H 2 O -> nereaģēt
(12. slaids)
Bērniem tiek dotas piezīmes.
Praktiskais darbs:"Metālu mijiedarbība ar sāls šķīdumiem" (13. slaids)
Veiciet pāreju:
- CuSO4 —> FeSO4
- CuSO4 —> ZnSO4
Vara un dzīvsudraba (II) nitrāta šķīduma mijiedarbības pieredzes demonstrēšana.
III. Pārdomas, apcere.
Mēs atkārtojam: šajā gadījumā mēs izmantojam periodisko tabulu, un šajā gadījumā ir nepieciešama metāla spriegumu sērija. (14.–15. slaidi).
Atgriežamies pie nodarbības sākotnējiem jautājumiem. Mēs uz ekrāna iezīmējam jautājumus 6 un 7. Mēs analizējam, kurš apgalvojums nav pareizs. Ekrānā - taustiņš (pārbaudiet 1. uzdevumu). (16. slaids).
Apkopojot stundu:
- Ko tu esi iemācījies?
- Kādā gadījumā ir iespējams izmantot metālu elektroķīmisko sprieguma sēriju?
Mājasdarbs: (17. slaids)
- Atkārtot jēdzienu "POTENCIĀLS" no fizikas kursa;
- Pabeidziet reakcijas vienādojumu, uzrakstiet elektronisko bilances vienādojumus: Cu + Hg (NO 3) 2 →
- Dotie metāli ( Fe, Mg, Pb, Cu)- piedāvāt eksperimentus, kas apstiprina šo metālu atrašanās vietu elektroķīmiskajā sprieguma virknē.
Vērtējam rezultātus blefa spēlei, darbs pie galda, mutiskās atbildes, komunikācija, praktiskie darbi.
Lietotas grāmatas:
- O.S. Gabrieljans, G.G. Lisova, A.G. Vvedenskaja "Rokasgrāmata skolotājam. Ķīmija 11. klase, II daļa "Izdevniecība Drofa.
- N.L. Glinka vispārējā ķīmija.
Daudzās ķīmiskajās reakcijās ir iesaistītas vienkāršas vielas, jo īpaši metāli. Tomēr dažādiem metāliem ķīmiskajā mijiedarbībā ir atšķirīga aktivitāte, un no tā ir atkarīgs, vai reakcija turpināsies vai nē.
Jo lielāka ir metāla aktivitāte, jo enerģiskāk tas reaģē ar citām vielām. Pēc aktivitātes visi metāli var tikt sakārtoti virknē, ko sauc par metālu aktivitāšu virkni vai metālu nobīdes virkni, vai metāla spriegumu virkni, kā arī metāla spriegumu elektroķīmisko sēriju. Šo sēriju vispirms pētīja izcilais ukraiņu zinātnieks M.M. Beketovs, tāpēc šo seriālu sauc arī par Beketova sēriju.
Beketova metālu aktivitāšu sērijai ir šāda forma (tiek doti visbiežāk izmantotie metāli):
K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Ni > Sn > Pb > > H 2 > Cu > Hg > Ag > Au.
Šajā sērijā metāli ir sakārtoti ar samazinātu aktivitāti. Starp šiem metāliem kālijs ir visaktīvākais, bet zelts - vismazāk. Izmantojot šo sēriju, jūs varat noteikt, kurš metāls ir aktīvāks no cita. Šajā sērijā ir arī ūdeņradis. Protams, ūdeņradis nav metāls, taču šajā sērijā tā aktivitāte tiek ņemta par atskaites punktu (sava veida nulle).
Metālu mijiedarbība ar ūdeni
Metāli spēj izspiest ūdeņradi ne tikai no skābes šķīdumiem, bet arī no ūdens. Tāpat kā ar skābēm, metālu mijiedarbības aktivitāte ar ūdeni palielinās no kreisās puses uz labo.
Metāli aktivitāšu sērijā līdz magnijam normālos apstākļos spēj reaģēt ar ūdeni. Šiem metāliem mijiedarbojoties, veidojas sārmi un ūdeņradis, piemēram:
Citi metāli, kas darbību diapazonā atrodas pirms ūdeņraža, var arī mijiedarboties ar ūdeni, taču tas notiek smagākos apstākļos. Mijiedarbībai pārkarsēti ūdens tvaiki tiek izlaisti caur karstām metāla šķembām. Šādos apstākļos hidroksīdi vairs nevar pastāvēt, tāpēc reakcijas produkti ir atbilstošā metāla elementa oksīds un ūdeņradis:
Metālu ķīmisko īpašību atkarība no vietas aktivitāšu rindā
|
← palielinās metāla aktivitāte |
||||||||||||||
|
Izspiež ūdeņradi no skābēm |
Neizspiež ūdeņradi no skābēm |
|||||||||||||
|
Izspiest ūdeņradi no ūdens, veidojot sārmus |
Augstā temperatūrā izspiest ūdeņradi no ūdens, veidojot oksīdus |
3 nesadarbojas ar ūdeni |
||||||||||||
|
To nav iespējams izspiest no sāls ūdens šķīduma |
Var iegūt, izspiežot aktīvāku metālu no sāls šķīduma vai no oksīda kausējuma |
|||||||||||||
Metālu mijiedarbība ar sāļiem
Ja sāls šķīst ūdenī, tad metāla atomu tajā var aizstāt ar aktīvāka elementa atomu. Ja dzelzs plāksne tiek iegremdēta vara (II) sulfāta šķīdumā, pēc kāda laika uz tās izdalīsies varš sarkana pārklājuma veidā:
Bet, ja sudraba plāksne tiek iegremdēta vara (II) sulfāta šķīdumā, reakcija nenotiks:
Cuprum var izspiest jebkuru metālu, kas atrodas pa kreisi no metāla aktivitāšu sērijas. Tomēr metāli, kas ir sērijas pašā sākumā, ir nātrijs, kālijs utt. - tie tam nav piemēroti, jo ir tik aktīvi, ka mijiedarbosies nevis ar sāli, bet ar ūdeni, kurā šī sāls ir izšķīdināta.
Metālu pārvietošana no sāļiem ar aktīvākiem metāliem tiek plaši izmantota rūpniecībā metālu ieguvei.
Metālu mijiedarbība ar oksīdiem
Metālu elementu oksīdi spēj mijiedarboties ar metāliem. Aktīvāki metāli izspiež mazāk aktīvos metālus no oksīdiem:
Bet, atšķirībā no metālu mijiedarbības ar sāļiem, šajā gadījumā oksīdi ir jāizkausē, lai reakcija notiktu. Metāla ekstrakcijai no oksīda var izmantot jebkuru metālu, kas atrodas aktivitāšu rindā pa kreisi, pat aktīvāko nātriju un kāliju, jo izkausētajā oksīdā ūdens nesatur.
Metālu mijiedarbību ar oksīdiem izmanto rūpniecībā, lai iegūtu citus metālus. Vispraktiskākais metāls šai metodei ir alumīnijs. Tas ir diezgan plaši izplatīts dabā un lēts ražošanā. Var izmantot arī aktīvākus metālus (kalciju, nātriju, kāliju), taču, pirmkārt, tie ir dārgāki par alumīniju, otrkārt, to īpaši augstās ķīmiskās aktivitātes dēļ ir ļoti grūti uzglabāt rūpnīcās. Šo metālu ieguves metodi, izmantojot alumīniju, sauc par aluminotermiju.
Kad cilvēki dzird vārdu "metāls", tas parasti tiek saistīts ar aukstu un cietu vielu, kas vada elektrību. Tomēr metāli un to sakausējumi var ļoti atšķirties viens no otra. Ir tie, kas pieder smagajai grupai, šīm vielām ir vislielākais blīvums. Un daži, piemēram, litijs, ir tik viegli, ka varētu peldēt ūdenī, ja tikai viņi ar to aktīvi nereaģētu.
Kādi metāli ir visaktīvākie?
Bet kuram metālam piemīt visspēcīgākās īpašības? Aktīvākais metāls ir cēzijs. Aktivitātes ziņā starp visiem metāliem tā ieņem pirmo vietu. Arī viņa "brāļi" tiek uzskatīti par franciju, kas ir otrajā vietā, un unenniy. Bet par pēdējo īpašībām ir zināms maz.
Cēzija īpašības
Cēzijs ir elements, kas tikpat viegli izkusis rokās. Tiesa, to var izdarīt tikai ar vienu nosacījumu: ja cēzijs atrodas stikla ampulā. Pretējā gadījumā metāls var ātri reaģēt ar apkārtējo gaisu – aizdegties. Un cēzija mijiedarbību ar ūdeni pavada sprādziens - tāds ir visaktīvākais metāls savā izpausmē. Šī ir atbilde uz jautājumu, kāpēc ir tik grūti ievietot cēziju traukos.
Lai to ievietotu mēģenē, tai jābūt izgatavotai no īpaša stikla un piepildīta ar argonu vai ūdeņradi. Cēzija kušanas temperatūra ir 28,7 o C. Istabas temperatūrā metāls ir pusšķidrā stāvoklī. Cēzijs ir zeltaini balta viela. Šķidrā stāvoklī metāls labi atstaro gaismu. Cēzija tvaikiem ir zaļgani zila nokrāsa.
Kā tika atklāts cēzijs?
Aktīvākais metāls bija pirmais ķīmiskais elements, kura klātbūtne zemes garozas virsmā tika noteikta ar spektrālās analīzes metodi. Kad zinātnieki saņēma metāla spektru, viņi tajā ieraudzīja divas debeszilas līnijas. Tādējādi šis elements ieguva savu nosaukumu. Vārds caesius latīņu valodā nozīmē "debess zils".
Atklājumu vēsture
Tās atklājums pieder vācu pētniekiem R. Bunsenam un G. Kirhhofam. Jau toreiz zinātniekus interesēja, kuri metāli ir aktīvi un kuri ne. 1860. gadā pētnieki pētīja ūdens sastāvu no Durkheimas ūdenskrātuves. Viņi to izdarīja ar spektrālās analīzes palīdzību. Ūdens paraugā zinātnieki atrada tādus elementus kā stroncijs, magnijs, litijs un kalcijs.
Tad viņi nolēma analizēt ūdens pilienu ar spektroskopu. Tad viņi ieraudzīja divas spilgti zilas līnijas, kas atradās netālu viena no otras. Viens no tiem praktiski sakrita ar stroncija metāla līniju savā pozīcijā. Zinātnieki nolēma, ka viņu identificētā viela nav zināma, un attiecināja to uz sārmu metālu grupu.
Tajā pašā gadā Bunsens uzrakstīja vēstuli savam kolēģim fotoķīmiķim G. Rosko, kurā viņš runāja par šo atklājumu. Un oficiāli par cēziju tika paziņots 1860. gada 10. maijā Berlīnes akadēmijas zinātnieku sanāksmē. Pēc sešiem mēnešiem Bunsens spēja izolēt aptuveni 50 gramus cēzija hloroplatinīta. Zinātnieki apstrādāja 300 tonnas minerālūdens un kā blakusproduktu izolēja aptuveni 1 kg litija hlorīda, lai galu galā iegūtu visaktīvāko metālu. Tas liecina, ka minerālūdeņos ir ļoti maz cēzija.
Grūtības iegūt cēziju pastāvīgi mudina zinātniekus meklēt to saturošus minerālus, no kuriem viens ir pollucīts. Bet cēzija ieguve no rūdām vienmēr ir nepilnīga, darbības laikā cēzijs ļoti ātri izkliedējas. Tas padara to par vienu no visnepieejamākajām vielām metalurģijā. Piemēram, zemes garozā ir 3,7 grami cēzija uz tonnu. Un vienā litrā jūras ūdens tikai 0,5 mikrogrami vielas ir visaktīvākais metāls. Tas noved pie tā, ka cēzija ieguve ir viens no darbietilpīgākajiem procesiem.
Saņemšana Krievijā
Kā minēts, galvenais minerāls, no kura tiek iegūts cēzijs, ir pollucīts. Un arī šo aktīvāko metālu var iegūt no reta avogadrīta. Rūpniecībā izmanto piesārņojumu. Tas netika iegūts Krievijā pēc Padomju Savienības sabrukuma, neskatoties uz to, ka pat tajā laikā Voronjas tundrā pie Murmanskas tika atklātas gigantiskas cēzija rezerves.
Līdz brīdim, kad vietējā rūpniecība varēja atļauties iegūt cēziju, licenci šīs atradnes attīstībai ieguva uzņēmums no Kanādas. Tagad cēzija ieguvi veic Novosibirskas uzņēmums CJSC Rare Metals Plant.
Cēzija lietošana
Šo metālu izmanto dažādu saules bateriju izgatavošanai. Un arī cēzija savienojumus izmanto īpašās optikas nozarēs - infrasarkano staru ierīču ražošanā cēziju izmanto tēmēkļu ražošanā, kas ļauj pamanīt ienaidnieka aprīkojumu un darbaspēku. To izmanto arī, lai padarītu īpašu metālu halogenīds lampas.
Taču tas neizsmeļ tā piemērošanas jomu. Uz cēzija bāzes ir radītas arī vairākas zāles. Tās ir zāles difterijas, peptisku čūlu, šoka un šizofrēnijas ārstēšanai. Tāpat kā litija sāļiem, arī cēzija sāļiem ir normotimiskas īpašības – jeb, vienkārši, tie spēj stabilizēt emocionālo fonu.
francija metāls
Vēl viens no metāliem ar visintensīvākajām īpašībām ir francijs. Savu nosaukumu tas ieguvis par godu metāla atklājēja dzimtenei. M. Pere, kurš dzimis Francijā, 1939. gadā atklāja jaunu ķīmisko elementu. Tas ir viens no tiem elementiem, par kuru pat pašiem ķīmiķiem ir grūti izdarīt kādus secinājumus.
Francijs ir smagākais metāls. Tajā pašā laikā aktīvākais metāls ir francijs kopā ar cēziju. Francijam piemīt šī retā kombinācija – augsta ķīmiskā aktivitāte un zema kodolstabilitāte. Tā garākā izotopa pussabrukšanas periods ir tikai 22 minūtes. Franciju izmanto, lai noteiktu citu elementu - aktīniju. Tāpat kā francija sāļus, iepriekš tika ierosināts izmantot vēža audzēju noteikšanai. Tomēr augsto izmaksu dēļ šo sāli nav izdevīgi ražot.
Aktīvāko metālu salīdzinājums
Ununennium vēl nav atklāts metāls. Tas ierindosies pirmajā vietā periodiskās tabulas astotajā rindā. Šī elementa izstrāde un izpēte tiek veikta Krievijā Apvienotajā kodolpētniecības institūtā. Arī šim metālam būs jābūt ar ļoti augstu aktivitāti. Ja salīdzinām jau zināmo franciju un cēziju, tad francijam būs vislielākais jonizācijas potenciāls – 380 kJ/mol.
Cēzijam šis rādītājs ir 375 kJ/mol. Bet francijs joprojām nereaģē tik ātri kā cēzijs. Tādējādi cēzijs ir visaktīvākais metāls. Šī ir atbilde (ķīmija visbiežāk ir mācību priekšmets, kura mācību programmā var atrast līdzīgu jautājumu), kas var noderēt gan mācību stundās skolā, gan arodskolā.
Mēs arī iesakām
Notiek ielāde...