Химиялық анализ әдістері. Кобальттің қасиеттері

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

II. Негізгі бөліи.

2. 1 Химиялық анализ әдістері.

2. 2 Кобальттің қасиеттері.

2. 3 Кобальтті анализдеу әдістері.

III. Қорытынды.

VI. Әдебиеттер.

Кіріспе.

Химиялық анализдің көптеген тэәсілдері ертеден белгілі: кеңнен металл өндірген, әр түрлі құймалар алған, шыны қайнатқан, қағаз дайындаған, өсімдіктең дәрілер, бояулар, хош иісті заттар және басқалар алған. Киев Русінде пробиркалық өнер ІХ-Х ғасырлардан бастап белгілі болған, бірақ аналитикалық химия ғылым ретінде

Мөлшерлік анализ пәні - заттың мөлшерлік құрамын анықтауға мүмкіндік туғызатын эдістерді оқып үйрену.

Мөлшерлік анализдің - анализденетін заттың құрамына кіретін әр түрлі компоненттердің мөлшерін, сондай-ақ анализденетін қоспаның құрам бөліктерінің мөлшерлік арақатынасын анықтау болып табылады.

Мөлшерлік анализ көмегімен көптеген мэселелер шешіледі, олардың негізгілері мыналар:

Заттардың атомдық, мольдік және эквиваленті массаларын анықтайды. Зерттелетін заттар құрамына кіретін иондар мен мо-лекулалардың, элементтердің мөлшерін анықтайды. Зерттелетін зат-та оның құрам бөліктері қандай арақатынаста болатынын табады. Мөлшерлік анализдің мәліметтері бойынша, құрамындағы негізгі компоненттер мен қоспаның мөлшеріне байланысты болатын зат-тардың сапасын анықтайды. Бұл өз кезегінде заттардың қолдануға жарайтындығын анықтауға мүмкіндік береді.

Мөлшерлік анализ көмегімен тұрақты химиялық бақылау арқылы өндірістегі технологиялық процестердің жүргізілу дұрыстығын тексереді. Химиялық бақылаусыз өндіріске материалдын еш қайсысы түспейді және дайын өнімнің еш қайсысы шықпайды.

Мөлшерлік анализдің нәтижелері массалық үлеспен (%), бір литр ерітіндідегі моль санымен, 1 кг еріткіштегі моль санымен және т. б. көрсетіледі.

Мөлшерлік анализді химиялық сондай-ақ аспаптық әдіспен орындайды.

Мөлшерлік анализдің химиялық әдістері құрам тұрақтылық заттың массасының сақталу, эквиваленттер негізделген (анализдің аспаптық әдісі кітаптың басқа бөлімінде қарастырылады) .

Анализдің химиялық әдістеріне гравиметриялық және тетри-метриялық әдістер кіреді (қышқылды-негіздік, тотығу-то-тықсыздану, комплексометриялық, тұндыра титрлеу) .

Гравиметриялық анализ - құрамы анық белгілі қосылыс түрінде немесе химиялық таза күйінде бөлінген анықталатын компоненттің массасын дәл өлшеуге негізделген мөлшерлік анализ эдісі.

Титриметриялық анализ - анықталатын заттың берілген мөлшерімен өткізуге жұмсалған нақты концентрациялы реактив ерітіндісінің көлемін өлшеуге негізделген мөлшерлік анализ әдісі. Титриметриялық анализ негізінде эквиваленттер заңы жатыр.

Титриметриялық анализге қарағанда, гравиметриялық анализ дәлірек болып табылады. Гравиметриялық анализде анықтау қателігі 0, 1-0, 005%, ал титриметриялықта - 0, 1-0, 05% болады. Бірақ гравиметриялық анализ ұзағырақ орындалады (бірнеше сағаттан бірнеше тәулікке дейін) . Гравиметриялық анализге қарағанда, титриметриялык анализдің артықшылығы анализді өте жылдам орындау (экспрестігі) болып табылады.

Гравиметриялық және титриметриялық әдістер аналитикалық химияның классикалық әдістері болып табылады, олар ғылыми зерттеулерде, завод лабораториясының тәжірибесінде жан-жақты қолданылады. Оларды тамақ өндірісінің технологиялық бақылауында: өнімдердің зольдігін (күлдігін) және ылғалдығын, қышқылдығын, қант мөлшерін, белокты, күкіртті қышқылды, судың кермектігін жэне т. б. анықтау үшін кеңінен пайдаланады.

Мөлшерлік анализдің маңызды операцияларының бірі аналити-калық таразыда жүргізілетін массаны өлшеу болып табылады.

Қазіргі уақытта химиялық анализде қолданылатын ең қажетті және ең дәл өлшегіш аспап - аналитикалық таразы. Химиялық анализде таразының бес түрі қолданылады.

1. Технологиялық (техникалық) таразыны заттар мен нәселерді
1 кг-га дейін 0, 01 г дэлдікпен жуықтап өлшеуге пайдаланады.

Аналитикалық таразыны шекті жүгі 200 г дейінгі, 0, 0001 гдалдікпен.
Жартылай микроаналитикалық таразы шекті жүгі 100 г жәе0, 01 мг дәлелдікпен.

4. Микроаналитикалық таразы шекті жүгі 20 г жэне 0, 0001 мг
дәлдікпен.

5. Ультромикротаразы шекті жүгі 1 г жэне 0, 1 мг
дәлдікпен.

Аталған аналитикалық таразылардың түрлерін бір табақты жэне екі табақты деп бөледі.

Екі табақты (рычагты) аналитикалық таразының, технохимия-лықпен бірге, жұмысшы (негізгі) бөлшектері бірдей болады, олар тек

қана размерлерімен, детальдарының даярлану дәлдігімен және кейбір қосымша тетіктермен, демек өлшеудің дэлдігі жэне жыл-дамдығымен, шекті жүгімен ерекшеленеді.

АВ-200 аналитикалық таразысы. Таразы шыны футляр ішіне жинақталған, оның екі жағындағы есіктері ашылады және алдыңғы қабырғасы көтеріледі . Олар тең иінді рычаг болып келетін 1 күйентеден түрады, куйентенің ортасына қырлары төмен қаратылған металл немесе агат призма 2 орналасқан.

Сегізінші қосымша топшаны немесе VIII В тобын темір Ғе, кобальт Со, никель N1, рутений Rи, родий R һ, палладий Рd, осмий Оз, иридий Іг, платина Рt қүрайды. Бүл тоғыз элемент үқсастық қасиеттеріне қарай үш үштікке бөлінеді. Бірінші үштікке темір, ко-бальт, никель, екінші үштікке рутений, родий, палладий, үштікке осмий, иридий, платина жатады.

Бұл элементтердің барлығы да металдар, олардың сыртқы қабатының s-қабатшасындағы электрондары екіден артық болмайды және кезекті электрондары сырттан санағанда екінші қабаттың d-қабатшасында орналасады.

Бұл металдар басқа элементтермен химиялық байланыс түзуге сыртқы d-электрондарын жұмсау арқылы валенттіліктерін 2-ден 8-ге дейін әсіре алады. Осыған сәйкес сегізінші қосымша топша элементтерінің химиялық қосылыстардағы тотығу дәрежелері 2+-тен 8+-ке дейін артуға мүмкіндіктері бар, бірақ рутений мен осмийден басқалары көбінесе 2+, 3+, 4+ тотығу дәрежелерін көрсетеді. Ұқсас болғандықтан темір, кобальд, никільді темір үштігіне біріктіреді де, ал қалған алты металды платиналық металдар деген атпен қарастырады.

Кобальт дербес күйде жер қыртысында болмайды, метеориттерде кездеседі. Табиғатта күкіртті мышьякты қосылыстар түрінде, никельдің, темірдің сондай қосылыстарымен аралас кездеседі, мысалы кобальт СоАs8, шмальтит СоАs ₂ .

Кобалыты алу өте қиын. Өйткені ең алдымен никельмен екеуін темірден, сонан соң бірінен бірін ажырату керек, сонымен қатар бұл үш металдың қасиеттерінде көп ұқсастық бар.

Кобальт күмістей ақ, жалтыраған металл. Ауа мен судың әре-кетіне берік. Сұйық қышқылдарда ериді.

Кобалытың радиоактивті изотопы Со -60 бар, жартылай ыдырау мерзімі 5 жыл. Бұл кобальттан өте күшті түрде ү- сәулелері шығады, сондықтан металдардың дефектоскопиясында (металдардың қалың қабатындағы ақауларын табу), медицинада қауіпті ісіктерді емдеуде қолданылады.

Кобальт құймалар құрамына кіретін маңызды металдың бірі, ол құймаларға ерекше қаттылық қасиет береді, мысалы стеллит деген құйма (Сг -15-35%, \У-10-25%, Со-40-60% (не №), С-0, 5- 2, 5%, қалғаны темір) жоғары температураға шыдамды тез кесетін құралдар жасауға жұмсалады. Победит - біздің елімізде шығарылған аса қатты құйма, белгілі құймалардың ең қаттысының бірі (қаттылығы 9, 7-9, 9) . Мұның да құрамында 10% Со бар. Кобальттың қосылыстарын көк бояу жасауға қолданады.

Кобальт екі және үш валентті болады. СоО - кобальт (II) о кс и д оның гидроксиді Со(ОН) ₂ -нің негіздік қасиеті бар. Кобальтта аралас оксид Со ₃ 0 ₄ бар, ол Со ₂ 0 ₃ -СоО-кобальт (II), (III) оксидтері. Бұлардан басқа Со0 ₂ бар. Ішіндегі ең түрақтысы СоО.

Со(ОН) ₂ тотығып, Со(ОН) ₃ айналады.

2Со(ОН) ₂ +NАС10 + Н ₂ 0 = 2Со(ОН) ₃ + NаСІ.

Енді Со(ОН) ₃ қышқылмен әрекеттесек, үш валентті кобальттың тұзы түзілмей екі валентті кобальттың тұзы және өттек түзіледі:

4Со(ОН) ₃ + 4Н ₂ SО ₄ = 4СоSО ₄ +10Н ₂ О-fO ₂ .

Сонымен үш валентті кобальттың оксиді де, гидроксиді де марганец (IV) оксиді сияқты тотықтырғыш.

Галогендермен кобальт қыздырғанда қосылысады:

Со + С1 ₂ = СоС1 ₂

Азот пен тікелей әрекеттеспейді, тек жанама жолмен қосылысып нитрид түзеді.

Көміртекпен жоғары температурада реакцияласып Со ₃ С, Со ₂ С типтес карбид береді.

Кремниймен де жоғары температурада қосылысып құрамы эр түрлі силиицидтер, бормен түрлі боридтер, күкіртпен сульфидтер түзеді.

Концентрленген азот қышқылында кобальт, темір сияқты пассивтенеді. Басқа қышқылдарда кобальт темірден гөрі тұрақтырак, сілтілермен тіпті реакцияласпайды.

Нөл валентті кобалытың қосылыстарынан карбонилдер белгілі, оның қарапайымы Со ₂ (СО) 8-дикобальт октокарбонил.

Бұл қос ядролы қосылыс. Әрбір Со атомының а-байланысы бар. Оның төртеуі донорлы-акцепторлы механизммен Со-молекула-сындағы жұптарымен түзілген, ал бесінші Со атомындағы бір а-электронды жұптың Со-молекуласындағы бос л-орбиталінің қатысуымен шығады, алтыншысы екі Со атомының жұптаспаған электрондарының қатысуынан туады. Мұны сутекпен араластырып қысым беріп қыздырғанда, сутек тетракарбонил кобальтаты түзіледі.

Со ₂ (СО) 8 + Н2 = 2Н[Со(Со) ₄ .

Гидрокарбонил сілтілермен түз түзеді, мысалы К [Со (СО) 4] NH ₄ [Со (СО) ₄ ] . Гидрокарбонилдер бірнешеу: Н [Мп (СО) 5] -► - Н ₂ [Ғе(СО) ₄ ] -*Н [Со(СО) ₄ ], осы бағытта бұлардың қышқылдық күші арта бастайды.

Екі валентті кобальттың аталып өтілгендерден басқа да толып жатқан қосылыстары бар, олардың барлығы түсті (көк, жасыл, қара) болады. Кобальт комплекс түзгіш металдардың бірі.

Екі валентті кобальттың катиондық комплекстерінің көпшілігі аквокомплекстер. [Со(Н ₂ 0) _б ] катионы ерітіндіге қызғылт немесе қызыл түс береді, ондай комплекстердің мысалы мына кристаллогидраттар:

СоҒ ₂ -6Н ₂ 0, Со(NH) ₃ ) ₂ -, 6Н ₂ 0, СоS0 ₄ -6Н ₂ 0, СоS0 ₄ . 7Н ₂ 0 т. б.

Екі валентті кобальттың аммиакаттары темірдікінен түрақтырақ болғанымен су эсерінен айрылып кетеді. Сондықтан су ерітінділері ішінде олар түзілу үшін аммиакты артығымен алу керек:

[Со(ОН ₂ ) ₆ ] С1 ₂ + 6NН ₃ ^л [Со(NНз) 6] С1 ₂ + 6Н ₂ 0

Екі валентті кобальттың аниондық комплекстерінің көпшілігі тұрақтылығы жағынан қос тұздар қатарына жатады, өздері көк не күлгін түсті болады.

Үш валентті кобальт қосылыстары. Үш валентті кобальттың жай қосылыстары тіпті аз, өйткені түрақсыз. Түрақтырағы Со ₂ Оз қоңыр түсті, кобальт (III) оксиді, Со ₂ 0 ₃ -күшті тотықтырғыш.

Үш валентті кобальттың аквокомплекстері болмайды, бірақ толып жатқан аммиакаттары бар. Мысалы [Со(1МНз) б] ³⁺ гек-самминокобальтат ионы (сары түсті) көптеген аниондарымен комплексті түздар түзеді.

Үш валентті кобалытың аниондық комплекстері де көп, мысалы, Мез[Со(СN) б], Мез[Со(N0 ₂ ) б] . Осыларға сәйкес үш негізді, әрі күшті қышкыл-Н ₃ [Со(СІ\І) б] алынды.

Со (III вал. ) катиондық жэне аниондық комплекстерінен басқа бейтарап комплекстері белгілі. Оларды катиондық комплектен (мысалы [Со(NН ₃ ) б] ³ ⁺ ) аниондық комплекске ауысу кезінде түзілген аралық қосылыс деп қарауға болады:

Кобальт электрондық қүрылымы жағынан темір мен никельден гөрі радий мен иридийге ұқсайды.

Жер қыртысындағы кобалытың массалық үлесі 310 \ ал никельдікі 810~ ³ %. Кобальт пен никель табиғатта көбінесе күкіртпен, мышьякпен қосылыстар түзеді, оларға кобальтпирит СоS ₂ , кобильтин немесе кобальт жылтыры СоАsS, смальтин СоАs ₂ , милерит N18, никель жылтыры NIАsS жатады.

Кобальт пен никельді таза күйде алу үшін олардың түздарының ерітіндісін электролиздеп металдарды катодта бөліп алады немесе