Ихэнх элементүүдийн химийн шинж чанар нь ус болон хүчилд уусах чадварт суурилдаг. Зэсийн шинж чанарыг судлах нь хэвийн нөхцөлд бага идэвхжилтэй холбоотой байдаг. Түүний химийн процессын онцлог нь аммиак, мөнгөн ус, азот, хүхрийн хүчилтэй нэгдлүүд үүсэх явдал юм. Зэсийн усанд уусах чадвар бага байгаа нь зэврэлтийн процесс үүсгэх чадваргүй юм. Энэ нь химийн тусгай шинж чанартай тул нэгдлийг янз бүрийн салбарт ашиглах боломжийг олгодог.
Зүйлийн тайлбар
Манай эринээс өмнө хүмүүсийн гаргаж авч сурсан хамгийн эртний металл нь зэс юм. Энэ бодисыг байгалийн эх үүсвэрээс хүдэр хэлбэрээр авдаг. Зэсийг химийн хүснэгтийн элементийг латин нэртэй cuprum гэж нэрлэдэг ба серийн дугаар нь 29. Үелэх системд дөрөвдүгээр үед байрлаж, нэгдүгээр бүлэгт багтдаг.
Байгалийн бодис нь зөөлөн, уян хатан бүтэцтэй ягаан-улаан хүнд металл юм. Түүний буцлах болон хайлах цэг нь1000 хэмээс дээш. Сайн удирдаач гэж тооцогддог.
Химийн бүтэц, шинж чанар
Зэсийн атомын электрон томьёог судалбал 4 түвшинтэй болохыг олж мэдэх болно. 4s-ийн валентийн тойрог замд зөвхөн нэг электрон байдаг. Химийн урвалын явцад 1-ээс 3 хүртэлх сөрөг цэнэгтэй хэсгүүдийг атомаас салгаж, дараа нь +3, +2, +1 исэлдэлтийн төлөвтэй зэсийн нэгдлүүдийг олж авна. Үүний хоёр валент деривативууд нь хамгийн тогтвортой байдаг.
Химийн урвалд идэвхгүй металлын үүрэг гүйцэтгэдэг. Хэвийн нөхцөлд зэсийн усанд уусах чадвар байхгүй. Хуурай агаарт зэврэлт ажиглагддаггүй, харин халах үед металл гадаргуу нь хоёр валентын ислийн хар бүрээсээр бүрхэгдсэн байдаг. Зэсийн химийн тогтвортой байдал нь усгүй хий, нүүрстөрөгч, олон тооны органик нэгдлүүд, фенолын давирхай, спиртийн нөлөөн дор илэрдэг. Энэ нь өнгөт нэгдлүүдийг ялгаруулах цогц формацийн урвалаар тодорхойлогддог. Зэс нь шүлтийн бүлгийн металлуудтай бага зэрэг төстэй бөгөөд нэг валентын цувралын дериватив үүсэхтэй холбоотой.
Уусах чадвар гэж юу вэ?
Энэ нь нэг нэгдэл бусад бодисуудтай харилцан үйлчлэхэд уусмал хэлбэрээр нэгэн төрлийн систем үүсэх үйл явц юм. Тэдний бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь бие даасан молекулууд, атомууд, ионууд болон бусад хэсгүүд юм. Уусах чадварын зэргийг ханасан уусмал авах үед ууссан бодисын концентрацаар тодорхойлно.
Хэмжих нэгж нь ихэвчлэн хувь, эзэлхүүн эсвэл жингийн фракц юм. Зэсийн усанд уусах чадвар нь бусад хатуу нэгдлүүдийн нэгэн адил зөвхөн температурын өөрчлөлтөөс хамаарна. Энэ хамаарлыг муруйгаар илэрхийлнэ. Хэрэв индикатор нь маш бага бол бодисыг уусдаггүй гэж үзнэ.
Зэсийн усанд уусах чадвар
Металл нь далайн усны нөлөөн дор зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг. Энэ нь хэвийн нөхцөлд түүний инерцийг нотолж байна. Усанд (цэвэр ус) зэсийн уусах чанар бараг ажиглагддаггүй. Харин чийглэг орчинд нүүрстөрөгчийн давхар ислийн нөлөөгөөр үндсэн карбонат болох металлын гадаргуу дээр ногоон хальс үүсдэг:
Cu + Cu + O2 + H2O + CO2 → Cu (OH)2 CuCO2.
Түүний нэг валентын нэгдлүүдийг давс хэлбэрээр авч үзвэл бага зэрэг уусах нь ажиглагддаг. Ийм бодисууд хурдан исэлдэлтэнд өртдөг. Үүний үр дүнд хоёр валент зэсийн нэгдлүүдийг олж авдаг. Эдгээр давс нь усан орчинд сайн уусдаг. Тэдний ион болон бүрэн задралд орно.
Хүчилд уусах чадвар
Зэсийн сул эсвэл шингэрүүлсэн хүчилтэй хэвийн урвалд орох нь тэдгээрийн харилцан үйлчлэлд эерэгээр нөлөөлдөггүй. Шүлттэй металлын химийн процесс ажиглагддаггүй. Хүчтэй исэлдүүлэгч бодис байвал зэсийн хүчилд уусах чадвар боломжтой. Зөвхөн энэ тохиолдолд харилцан үйлчлэл явагдана.
Зэсийн азотын хүчилд уусах чадвар
Металлыг хүчтэй урвалжаар исэлдүүлснээр ийм урвал явагдах боломжтой. Азотын хүчил шингэрүүлсэн ба өтгөрүүлсэнхэлбэр нь зэсийг уусгахад исэлдүүлэх шинж чанартай байдаг.
Эхний хувилбарт урвалын явцад зэсийн нитрат болон азотын хоёр валентын ислийг 75% -аас 25% -ийн харьцаагаар авдаг. Шингэрүүлсэн азотын хүчилтэй үйл явцыг дараах тэгшитгэлээр тодорхойлж болно:
8HNO3 + 3Cu → 3Cu(NO3)2 + ҮГҮЙ + ҮГҮЙ + 4Ц2O.
Хоёр дахь тохиолдолд зэсийн нитрат ба азотын ислийг хоёр ба дөрвөн валентаар авдаг бөгөөд тэдгээрийн харьцаа нь 1-ээс 1 байна. Энэ процесст 1 моль металл, 3 моль концентрацитай азотын хүчил орно. Зэсийг уусгах үед уусмалыг хүчтэй халааж, исэлдүүлэгчийг дулаанаар задалж, нэмэлт хэмжээний азотын ислийг ялгаруулна:
4HNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + NO 2 + NO2 + 2H2O.
Урвалыг хаягдал боловсруулах эсвэл хог хаягдлаас бүрээсийг зайлуулахтай холбоотой жижиг хэмжээний үйлдвэрлэлд ашигладаг. Гэсэн хэдий ч зэсийг уусгах энэ арга нь их хэмжээний азотын исэл ялгарахтай холбоотой олон сул талуудтай. Тэднийг барьж авах, саармагжуулахын тулд тусгай тоног төхөөрөмж шаардлагатай. Эдгээр процесс нь маш их зардалтай.
Дэгдэмхий азотын ислийн үйлдвэрлэл бүрэн зогссон тохиолдолд зэсийн уусалтыг бүрэн гүйцэд гэж үзнэ. Урвалын температур 60-аас 70 ° C хооронд хэлбэлздэг. Дараагийн алхам бол химийн реактороос уусмалыг зайлуулах явдал юм. Түүний доод хэсэгт урвалд ороогүй жижиг металл хэсгүүд байдаг. Үүссэн шингэнд ус нэмнэ башүүж байна.
Хүхрийн хүчилд уусах чадвар
Хэвийн төлөв байдалд ийм хариу үйлдэл гардаггүй. Хүхрийн хүчилд зэсийн уусалтыг тодорхойлдог хүчин зүйл нь түүний хүчтэй концентраци юм. Шингэрүүлсэн орчин нь металыг исэлдүүлж чадахгүй. Төвлөрсөн хүхрийн хүчилд зэсийг уусгахад сульфат ялгардаг.
Үйл явцыг дараах тэгшитгэлээр илэрхийлнэ:
Cu + H2SO4 + H2SO 4 → CuSO4 + 2H2O + SO2.
Зэсийн сульфатын шинж чанар
Давслаг давсыг мөн сульфат гэж нэрлэдэг бөгөөд дараах байдлаар тэмдэглэнэ: CuSO4. Энэ нь дэгдэмхий чанаргүй, өвөрмөц үнэргүй бодис юм. Усгүй хэлбэрээр давс нь өнгөгүй, тунгалаг бус, өндөр гигроскоптой байдаг. Зэс (сульфат) сайн уусдаг. Усны молекулууд давстай нэгдэж, болор гидрат нэгдлүүдийг үүсгэж болно. Жишээ нь зэсийн сульфат нь цэнхэр пентагидрат юм. Түүний томъёо нь: CuSO4 5H2O.
Болор гидратууд нь тунгалаг бүтэцтэй, хөхөвтөр өнгөтэй, гашуун, металл амттай байдаг. Тэдний молекулууд нь цаг хугацааны явцад холбогдсон усыг алдах чадвартай байдаг. Байгальд тэдгээр нь халькантит, бутит зэрэг эрдэс хэлбэрээр байдаг.
Зэсийн сульфат нөлөөлсөн. Уусах чадвар нь экзотермик урвал юм. Давс чийгшүүлэх явцад ихээхэн хэмжээнийдулаан.
Төмрийн зэсийн уусах чадвар
Энэ процессын үр дүнд Fe болон Cu-ийн псевдо хайлш үүсдэг. Металл төмөр ба зэсийн хувьд харилцан уусах чадвар нь хязгаарлагдмал байдаг. Түүний хамгийн их утгууд нь 1099.85 ° C температурын индекс дээр ажиглагддаг. Төмрийн хатуу хэлбэрт зэсийн уусах чадвар 8.5% байна. Эдгээр нь жижиг үзүүлэлтүүд юм. Металл төмрийг зэсийн хатуу хэлбэрт уусгах нь ойролцоогоор 4.2% байна.
Температурыг өрөөний утга болгон бууруулах нь харилцан үйл явцыг ач холбогдолгүй болгодог. Металл зэс хайлуулах үед төмрийг хатуу хэлбэрээр сайн норгох чадвартай. Fe ба Cu псевдо хайлшийг олж авахдаа тусгай ажлын хэсгүүдийг ашигладаг. Тэдгээр нь цэвэр эсвэл хайлш хэлбэрээр байдаг төмрийн нунтаг дарах эсвэл жигнэх замаар бүтээгддэг. Ийм хоосон зайг шингэн зэсээр шингээж, псевдо хайлш үүсгэдэг.
Аммиакт уусгах
Үйл явц нь ихэвчлэн NH3 -г хийн хэлбэрээр халуун металлаар дамжуулснаар явагддаг. Үүний үр дүнд аммиак дахь зэс уусч, Cu3N ялгардаг. Энэ нэгдлийг моновалент нитрид гэж нэрлэдэг.
Түүний давс нь аммиакийн уусмалд өртдөг. Ийм урвалжийг зэсийн хлорид нэмэх нь гидроксид хэлбэрээр хур тунадас үүсгэдэг:
CuCl2 + NH3 + NH3 + 2H 2O → 2NH4Cl + Cu(OH)2↓.
Аммиакийн илүүдэл нь хар хөх өнгөтэй нийлмэл төрлийн нэгдэл үүсэхэд хувь нэмэр оруулдаг:
Cu(OH)2↓+ 4NH3 → [Cu(NH3)4] (OH)2.
Энэ процессыг аяганы ионыг тодорхойлоход ашигладаг.
Цутгамал төмрийн уусах чадвар
Уян хатан сувдан төмрийн бүтцэд үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс гадна энгийн зэс хэлбэрийн нэмэлт элемент байдаг. Тэр бол нүүрстөрөгчийн атомын графитжилтыг нэмэгдүүлж, хайлшийн шингэн, хүч чадал, хатуулгийг нэмэгдүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг хүн юм. Металл нь эцсийн бүтээгдэхүүн дэх перлитийн түвшинд эерэг нөлөө үзүүлдэг. Цутгамал төмрийн зэсийн уусах чадварыг анхны найрлагыг хайлшлахад ашигладаг. Энэ процессын гол зорилго нь уян хатан хайлш авах явдал юм. Энэ нь механик болон зэврэлтээс хамгаалах шинж чанарыг сайжруулсан ч хэврэгжилтийг бууруулдаг.
Хэрэв цутгамал төмрийн зэсийн агууламж 1% орчим байвал суналтын бат бэх нь 40%, шингэн чанар нь 50% хүртэл нэмэгддэг. Энэ нь хайлшийн шинж чанарыг ихээхэн өөрчилдөг. Хайлшлах металлын хэмжээг 2% хүртэл нэмэгдүүлэх нь бат бэхийг 65% хүртэл өөрчлөхөд хүргэдэг бөгөөд гарцын индекс 70% болдог. Цутгамал төмрийн найрлага дахь зэсийн агууламж өндөр байдаг тул зангилааны бал чулуу үүсэх нь илүү хэцүү байдаг. Хайлшийн элементийг бүтцэд оруулах нь хатуу, зөөлөн хайлш үүсгэх технологийг өөрчилдөггүй. Зэсийн хольцгүй цутгамал төмрийг үйлдвэрлэхэд ийм урвалын үргэлжлэх хугацаатай давхцахад зориулагдсан хугацаа давхцдаг. 10 цаг орчим байна.
Зэсийг ашиглан өндөрцахиурын концентраци нь анивчих явцад хольцын ферругинжилтийг бүрэн арилгах боломжгүй юм. Үр дүн нь уян хатан чанар багатай бүтээгдэхүүн юм.
Мөнгөн усанд уусах чадвар
Мөнгөн усыг бусад элементийн металлуудтай холиход амальгам үүснэ. Ийм нөхцөлд Pb нь шингэн байдаг тул энэ процессыг өрөөний температурт хийж болно. Мөнгөн ус дахь зэсийн уусах чадвар нь зөвхөн халаах үед л дамждаг. Металлыг эхлээд бутлах хэрэгтэй. Хатуу зэсийг шингэн мөнгөн усаар норгох үед нэг бодис нөгөөгөөр нэвчдэг буюу тархдаг. Уусах чадварын утгыг хувиар илэрхийлсэн бөгөөд 7.410-3 байна. Урвалын үр дүнд цементтэй төстэй хатуу энгийн амальгам үүсдэг. Бага зэрэг халаавал зөөлөрнө. Үүний үр дүнд энэ хольцыг шаазан эдлэлийг засахад ашигладаг. Мөн хамгийн оновчтой металлын агууламж бүхий цогц амальгамууд байдаг. Жишээлбэл, мөнгө, цагаан тугалга, зэс, цайрын элементүүд нь шүдний хайлшанд байдаг. Тэдний тоог хувиар илэрхийлнэ 65:27:6:2. Ийм найрлагатай амалгамыг мөнгө гэж нэрлэдэг. Хайлшны бүрэлдэхүүн хэсэг бүр тодорхой үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь өндөр чанартай дүүргэлт авах боломжийг олгодог.
Өөр нэг жишээ бол зэсийн өндөр агууламжтай амальгам хайлш юм. Үүнийг бас зэсийн хайлш гэж нэрлэдэг. Амльгамын найрлага нь 10-30% Cu агуулдаг. Зэсийн өндөр агууламж нь цагаан тугалга нь мөнгөн устай харилцан үйлчлэхээс сэргийлж, хайлшийн маш сул, идэмхий үе шат үүсэхээс сэргийлдэг. Үүнээс бусад ньҮүнээс гадна дүүргэлт дэх мөнгөний хэмжээ буурах нь үнэ буурахад хүргэдэг. Амльгамыг бэлтгэхийн тулд инертийн уур амьсгал эсвэл хальс үүсгэдэг хамгаалалтын шингэнийг ашиглах нь зүйтэй. Хайлшийг бүрдүүлдэг металууд нь агаарт хурдан исэлдүүлэх чадвартай. Устөрөгчийн оролцоотойгоор аяга амальгамыг халаах процесс нь мөнгөн усыг нэрэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь элементийн зэсийг салгах боломжийг олгодог. Таны харж байгаагаар энэ сэдвийг сурахад хялбар байдаг. Зэс нь зөвхөн ус төдийгүй хүчил болон бусад элементүүдтэй хэрхэн харьцдагийг одоо та мэднэ.
