Здавалка
Главная | Обратная связь

р-ЕЛЕМЕНТИ ПЕРІОДИЧНОЇ СИСТЕМИ

АРСЕН, СТИБІЙ, БІСМУТ( під­група арсену).

Валентні підрівні: ns2np3.

У сполуках атоми елементів підгрупи арсену здатні набувати ступенів окиснення від —3 до +5. Най­характернішими ступенями окиснення для As є -3, +3, +5, для стибію є -3, +3, +5 для бісмуту є +3, +5 .

Показник As Sb Ві
Радіус атома, пм
Вміст у земній корі, % (мол.) 1,5.10-4 5 .10-6 1,7. 10-6

Сполуки з воднем.Арсен, стибій та бісмут безпосередньо з воднем не реагують. їхні водневі сполуки (арсин АsНз, стибін SbHз та бісмутин ВіНз добувають дією розбавлених розчинів кислот на арсеніди, стибіди і бісмутиди активних металів:

Са3Е2 + 6НС1 = 2ЕН3 + ЗСаС12.

За звичайних умов водневі сполуки елементів підгрупи арсе­ну ЕН3 — надзвичайно отруйні гази з неприємним запахом. Ар­син має запах часнику і належить до найсильніших неор­ганічних отрут. Стибін за запахом нагадує сірководень.

NH3 PH3 AsH3 SbH3 BiH3

________________________________________________________

Стійкість сполук зменшується із зростанням довжини зв’язку

ВіНз розкладається в момент утворення, тому він практично не вивчений. Основні властивості падають, бо пов'язані з донорнимивластивостями елемента: аміак добрий донор електронів, фосфін – слабкий донор, бо вільна електронна пара знаходиться не на гібридизованій орбіталі як в молекулі аміаку, а на s-орбіталі, решта сполук не мають донорних властивостей, бо ефективний заряд на атомах елементів позитивний.

Так аміак реагує з усіма кислотами незалежно від їх сили, утворюючи солі амонію, фосфін – тільки з деякими сильними кислотами.

Оксиди Е2Оз

Хімічна природа оксидів Е203 та гідроксидів р-елемен-тів V групи піддається закономірній зміні. У разі збільшення атомних радіусів елементів послаблення їхніх неметалічних та посилення металічних властивостей послідовно послаблюються кислотні і посилюються основні ознаки сполук:

N203 Р203 As203 Sb203 Ві203

HN02 H2(HPO3) H3As03 Sb(OH)3 Ві(ОН)3

Кислотні Амф. перев. Амф. перев Основні

кислотні основні

(миш'яковиста)

 

Кислотна функція оксиду та гідроксиду стибію(Ш) вияв­ляється під час взаємодії їх з лугами, наприклад:

Sb(OH)3 + 3NaOH = Na3[Sb(OH)6].

Оксид Ві203 має основний характер. Він не розчиняється у воді, лугах, але легко розчи­няється у кислотах:

Ві2O3 + 6HNO3 = 2Bi(NO3)3 + 3H2O.

Оксид та гідроксид бісмуту(Ш) мають основні властивості.

Галогеніди ЕСl3 :NCl3 PCl3 AsCl3 SbCl3 BiCl3

Нітрид хлору

(NCl3 + 2Н2O = NH3 + HOCl)

PCl3 та AsCl3 є хлорангідридами к-т – фосфористої та арсенистої: AsCl3 + 3Н2O = H3AsO3 + 3HC1;

SbCl3 та BiCl3 належать до солей.

Оскільки це солі слабких основ, у воді вони гідролізують з утворенням гідроксосолей:

SbCl3 + H20 SbOHCl2 + HC1; SbOHCl2 + Н20 Sb(OH)2Cl + НС1.

Для основних солей типу Sb(OH)2Cl характерний розклад з ви­діленням води та осадженням важкорозчинних оксосолей: Sb(OH)2Cl = SbOCl + Н20.

Йон SbO+ називають антимонілом( хлори­д антимонілу).

Отже, гідроліз солей стибію можна подати такою загальною схемою:

SbCl3 + Н2O= SbOCl + 2HC1.

Солі бісмуту(ІП) виявляють значну здат­ність до гідролізу й утворюють основні солі та похідні катіона бісмутилу ВіО+:

Bi Cl3+ Н2O BiOHCl2 + HCl;

BiOHCl2 + Н2O Bi(OH)2Cl + HCl;

Bi(OH)2Cl = BiOCl + H2O.

Гідроксид бісмуту(Ш) Ві(ОН)3 як основа сильніший за Sb(OH)3, тому гідроліз солей бісмуту(Ш) відбувається дещо меншою мі­рою порівняно із солями стибію(Ш).

Відновна здатність сполук елементів підгрупи арсену зі сту­пенем окиснення +3 закономірно зменшується, оскільки в ряду As — Sb — Ві стабільність ступеня окиснення +3 зростає. Для похідних Ві(ІІІ) відновні властивості нехарактерні вза­галі, оскільки ступінь окиснення +3 для бісмуту є найстійкішим. Тому для перетворення їх на сполуки Bi(V) необхідно застосо-

вувати найактивніші окисники у сильно лужному середовищі, наприклад:

Ві(ОН)3 + С12+ ЗКОН = КВiO3 + 2КС1 + ЗН2O.

Оксиди Е2O5: N205 Р205 As205 Sb205 Ві205

Всі оксиди кислотні, їм відповідають кислоти:

HNO3 H3 PO4 ….. H3AsO4 H[Sb(OH)6]. НВiO3( не виділена)

арсенова к-та (Sb205 • nН20)

Ві205 нестій­кий, вже за помірного нагрівання розкладається: Ві205 = Ві203 + 02 .

У разі стибієвої кислоти при її одержанні утворюється білий осад Sb205 • nН20 змінного складу, який має слабкі кислотні властивості: при нагрівання з розчинами лугів утворюються гідроксокомплекси типу K[Sb(OH)6].

Ступінь окиснення +5 для бісмуту нехарактерний. Похідні бісмуту(У) можна одержати лише за умови використання найсильніших окисників:

Ві(ОН)3 + С12 + 3NaOH = NaBi03 + 2NaCl + 3H20.

бісмутат

Бісмутати є солями метабісмутової кислоти НВiO3, яка не­відома у вільному стані, у разі спроб її добування із солей дією сильних кислот відбувається окисно-відновна реакція з утво­ренням сполук бісмуту(Ш).

Оскільки в ряду N(V)…….Bi(V) стабільність ступеня окиснення +5 та стійкість речовин сильно зменшуються, то в цьому самому напрямку різко зростає їхня окиснювальна ак­тивність. Так,

Похідні бісмуту(У) є дуже сильними окисниками, причому не тільки у кислому, а й у лужному середовищі. Так, бісмутат натрію у кислому середовищі здатний окиснювати навіть солі мангану(ІІ) до перманганатів, хоча перманганат-іони самі є од­ними з найбільш енергійних окисників у кислих розчинах:

4MnS04 + 10КВiO3 + 14H2S04 = 4KMn04 + + 5Bi2(S04)3 + 3K2S04 + 14H20.

Cполуки із сіркою.

Сульфіди арсену(Ш), стибію(Ш) та бісмуту(Ш) виявляють аналогічні властивості з оксидами. Сульфіди As2S3 і Sb2S3 під час взаємодії з основними сульфідами (Na2S, (NH4)2S) утворюють солі тіокислот, в яких атоми кисню заміщені на атоми сірки( тіоарсеніти та тіостибіти):

(NH4)2S + As2S3 = 2NH4AsS2.

Як і в ряду оксидів, основна природа сульфідів посилюється у послідовності As2S3 — Sb2S3 — Bi2S3. Так, сульфід бісмуту Bi2S3 кислотних властиво­стей не виявляє, він не реагує з ос­новними сульфідами.

Сульфіди As2S5 та Sb2S5 мають кислотнтй характер, що легко утворюють тіосолі {тіоарсенати та тіостибати) під час взаємодії з основними сульфідами:

As2S5 + 3Na2S = 2Na3AsS4.

Застосування

Елементи підгрупи арсену використовують як легувальні домішки до сплавів( бабіти, твердий свинець,сплаву Вуда). Бісмут за­стосовують в енергетичних ядерних реакторах як теплоносій.

Сполуки арсену та стибію використовують у напівпро­відниковій техніці, для знебарвлення скла, як консервувальний засіб на хутря­них виробництвах та в медицині. Sb203 - пігмент фарб, у виробництві оптичного скла, для отримання емалей та глазурей, а Ві203 — у виробництві емалей і керамічних фарб, кришталю. Похідні арсену - у сільському господарстві як засоби боротьби зі шкідниками.

Усі сполуки арсену дуже отруйні, але в малих кількостях вони можуть позитивно впливати на ор­ганізм людини і тварин.





©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.