एल्यूमीनियम, क्रोमियम और लोहे पर जानकारी

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अल्युमीनियम

समूह III ए का दूसरा तत्व एल्यूमीनियम है। चूँकि एल्युमीनियम का परमाणु त्रिज्या एल्युमिनियम से बड़ा होता है, इसलिए आयनीकरण ऊर्जा कम होती है, इसलिए एल्युमिनियम के धात्विक गुण बोरॉन की तुलना में अधिक मजबूत होते हैं। उभयधर्मी तत्व है। A1 के यौगिक प्रकृति में पाए जाते हैं.. — बॉक्साइट (कोरंडम), Me [2si2o8; Me5 [AL2Si2O 10]; KAI 2 [AISi3 O10 ] (OH)2 - मस्कोवाइट, (NA, k)2 [AL2 Si2 O8 ] - नेफलाइन, AI4 [SI4 O10] (OH)8 - काओलाइट, Na3 [AIF6]-क्रोलाइट। यह भूमि पोस्टलॉग में एआई की कुल राशि का 5,5% है। प्रकृति में केवल यौगिक अवकाश ही पाया जाता है।

प्राप्य. एल्यूमीनियम, मुख्य रूप से बॉक्साइट AL2 o3। इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा H2o से प्राप्त किया गया। फ्लोराइड्स CaF3, MgF3, AIF3 को बॉक्साइट द्रवीकरण तापमान को कम करने के लिए जोड़ा जाता है, इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया निम्नानुसार आगे बढ़ती है;

A1 2 o 3 - AI + +AIO-33 (द्रवीकरण)

कैथोड पर: AI+3+3e-AI0

एनोड पर: 4AIO-3 3 – 12e-2AI2o3+o0

इलेक्ट्रोलाइजर ब्रिज कैथोड के रूप में कार्य करता है। इसमें एल्युमीनियम को तरल अवस्था में छोड़ा जाता है। (टी तरल = 66 0 सी)। ग्रेफाइट एनोड पर, ऑक्सीजन निकलती है और ग्रेफाइट को कार्बन ऑक्साइड में ऑक्सीकृत करती है।

गुण ऐ-ओके, चांदी, प्लास्टिक (नरम), प्रकाश बिजली का अच्छा संवाहक, धातु जो हवा में ऑक्सीकरण करती है। रासायनिक गुणों के संदर्भ में, यह गतिविधि के मामले में क्षारीय-पृथ्वी धातुओं से सीधे अलग है, लेकिन इसकी सतह पर ऑक्साइड फिल्म बनने के कारण इसे निष्क्रिय धातु माना जाता है। एआई - मेटालास्मा रक्षा में प्रवेश करता है:

2एआई + 3 एसआई 2 = 2 एएलएसआई 3

एल्युमिनियम जैसी क्षार धातुओं में हाइड्राइड बनाने का गुण होता है, जो सरल और जटिल हाइड्राइड से मुक्त होते हैं।

2एआई+एन2 = 2एआईएन

एआईएसआई 3 + 4 लिन = एलआई [एआई एन 4] +3 एलआईएसआई

3 एलआई [एआईएन 4] + एआईएसआई 3 = 4 एआईएन 3 = 3 एलआईएसआई

एआईएन 3 + एनएएच = एनए [एआईएच 4]

एनए [एआईएच 4] = 2 एनएएच = एनए 3 [एआईएच 6]

एल्युमीनियम अपनी उभयधर्मी प्रकृति के कारण अम्ल और क्षार दोनों के साथ प्रतिक्रिया करता है।

2AI+6HCI=2AICI3+3H2

2AI+2NAOH+2H2O=2NAAIO3+3H

यह एक कटियन कॉम्प्लेक्स और एक आयन कॉम्प्लेक्स भी बनाता है:

2AI +6H+6H2O=2[AI(OH2)6]3 ++ 3 H2, e0 = — 1,66 B

2AI+ 6 H2O + 6OH-= 2[AI (OH) 6 ] 3 + 3H 2, E= -2 ,35B

2AI + NAOH + 6H2O = 2NA 3 [AI (OH ) 6 ]+3H2

परिणामी परिसर को नमक-सोडियम हेक्साहाइड्रॉक्सीलुमिनेट कहा जाता है। अल-धातु एसिड की तुलना में क्षार के साथ अधिक आसानी से प्रतिक्रिया करता है, क्योंकि अम्लीय वातावरण में एल्यूमीनियम का ऑक्सीकरण संभावित मान क्षारीय वातावरण की तुलना में अधिक होता है। यदि ऐलुमिनियम की ऊपरी ऑक्साइड परत को किसी नुकीले औजार से या अमलगम बनाकर हटा दिया जाए तो ऐलुमिनियम पानी में तेजी से घुल जाता है।

2ai+6h2o——-à2ai(oh)3+3h2

जब एल्यूमीनियम नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक एसिड के संपर्क में आता है, तो इसकी सतह पर एक ऑक्साइड फिल्म बन जाती है, और यह ऑक्साइड एक सुरक्षात्मक परत के रूप में कार्य करता है।इसलिए, इन एसिड के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए एल्यूमीनियम धातु अधिक कठिन होती है, यह ठंडे समाधानों में प्रतिक्रिया नहीं करती है।

एल्यूमीनियम ऑक्साइड-AI2O3 एक सफेद, पानी में अघुलनशील पदार्थ है। यह अनाकार और क्रिस्टलीय अवस्था में मौजूद होता है और अम्ल और क्षार में घुल जाता है। उच्च तापमान के लिए प्रतिरोधी पदार्थ। इसे प्रकृति में AI203-बोक्साइड कहा जाता है। यह अक्सर AI (0H)3 के थर्मल अपघटन द्वारा प्राप्त किया जाता है।

2AI (0H)3—AI2O3 + 3H2o

इस विधि द्वारा प्राप्त AI2O3 को एल्युमिना कहा जाता है। ऐम्फ़ोटेरिक ऑक्सीकरण अवस्था के कारण ऐलुमिनियम ऑक्साइड अम्ल और क्षार में घुलनशील है:

AI2O3+3H2SO 4 = AI2 (SO4)3 + 3H2O (हार्ड हो जाता है)

AI2 O 3 + 2NAOH= 2NaA IO2 + H2O (होने में आसान)

NaAAOI2 + 2H2O = एनए [एआई (ओएच) 4]

एल्यूमीनियम हाइड्रोक्साइड - एआई (ओएच) 3 पानी में अघुलनशील एक उभयचर सफेद अनाकार पदार्थ है (पीएच = 7)। लेकिन अगर घोल का वातावरण तेजी से बदलता है, तो यह (Ph<7) एसिड और (Ph>7) क्षार के प्रभाव में घुल जाता है।

एआई(ओएच)3 + 3 एचसीआई= एआईसीआई3 + 3एच2ओ

एआई(ओएच)3 +3एच+—ए एआई 3 + + 3एच2ओ = [एआई (एच2ओ) 6] 3+

एआई (ओएच) 3 + नाओएच = एनए { एआई (ओएच) 4]

एआई(ओएच)3 + ओएच-ए [एआई(ओएच)4]-

सभी जल-अघुलनशील हाइड्रॉक्साइड, जैसे एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड और एल्यूमीनियम लवण, क्षार की क्रिया से प्राप्त होते हैं:

एआईसीआई 3 + 3एनएओएच = एआई (ओएच) 3 ए +3 एनएसीआई

प्रतिक्रिया के लिए लिए गए अभिकर्मकों को नमक के सख्त समतुल्य अनुपात में होना चाहिए: क्षार = 1: 3। यह प्रतिक्रिया निम्नानुसार आगे बढ़ती है। जब AI - लवण पानी में घुलते हैं, तो AI3 + आयन हाइड्रेटेड रूप [AI(H2O)6 ] 3= में होता है और यह आयन प्रतिक्रिया में भाग लेता है:

[एआई (एच2ओ)6]3++ ओएच- = [एआई(एच2ओ) 5 ओएच]2++एच2ओ

[एआई (एच2ओ)5ओएच] 2++ ओएच- = [एआई(एच2ओ) 4)ओएच]2++एच2ओ

[एआई (एच2ओ)4(ओएच)2] ++ ओएच- = [एआई(एच2ओ) 3 (ओएच)3]+एच2ओ

परिणामी यौगिक [AI(OH)3-(H2O)3 में एक बहुलक संरचना है और रचना AI (OH)3-XH2O के अनुरूप है। निम्नलिखित सामान्य (योजनाबद्ध) समीकरण द्वारा समझाया जा सकता है।

एन[एआई (ओएच2)6]3= ए [एआई (ओएच)3]एन एन एन [एआई (ओह)6]3-

[H3AI3] एन

इस समीकरण में ज्यादातर अम्लीय (pH<7) विलयनों से एल्युमिनियम क्रिस्टल हाइड्रेट करता है;

एआई2(SO4)3. 18H3O, ऐ (NO3)3। 9H2O, एआई सीआई 3। 6H2O प्राप्त होता है। क्षारीय (pH>7), विभिन्न एल्युमिनेट लवण NA [AI(OH)4(H2O) 2], NA3 [AI(OH)6] विलयनों से प्राप्त किए जाते हैं।

एल्युमिनियम लवण हाइड्रोलाइज्ड हैं। हाइग्रोलिसिस प्रतिक्रियाएं चरणों में आगे बढ़ती हैं। आइए नमक AI2 (SO4)5 के उदाहरण पर इस पर विचार करें:

चरण 1: H2O

[एआई (एच2ओ)6]+3 ए [एआई (ओएच) (एच2ओ)5]2+ (पीएच<7)

परिणामी जटिल आयन - पेंटाकावो-हाइग्रोक्सालुमिनेट आयन पीएच, तापमान और समाधान की नमक एकाग्रता के आधार पर हाइग्रोलाइज करना जारी रखता है।

फेस II:

h2o

[एआई (ओएच)(एच2ओ)5]2+ आ [एआई (ओएच)2 (एच2ओ)4] + + एच= (पीएच<7)

चरण III:

h2o

[एआई (ओएच)2(एच2ओ)4]+ ए [एआई (ओएच)3 (एच2ओ)3] + एच +

लेकिन अंतिम चरण बहुत कम स्तर पर होता है। आमतौर पर, I-II चरणों में हाइड्रोलिसिस बंद हो जाता है, और एल्यूमीनियम के हाइड्रॉक्सो लवण: [AI (OH) (H2O) 5] SO4; [AI (OH)2 (H2O)4]2 SO4 बनता है। यदि हाइड्रोलिसिस पूरा हो गया था, एआई (ओएच) 3। x H2O एक ऐसा पदार्थ बनाएगा जो पानी में लगभग अघुलनशील है। लेकिन AI 3 = अधिकांश लवण स्पष्ट विलयन बनाते हैं। इसका कारण यह है कि एल्युमीनियम लवणों का हाइड्रोलिसिस अंत तक नहीं जाता है।

एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के निर्जलित रूप को "एल्यूमीनियम जेल" तकनीक में एक अधिशोषक के रूप में प्रयोग किया जाता है। एल्यूमीनियम जेल की यांत्रिक और रासायनिक स्थिरता का कारण है

एआई (ओएच) 3। x in H2O (> AI - O à AI <) 'oxol'

|

H

इसके बंधन तापमान के प्रभाव में बहुत स्थिर होते हैं (> AI - O à AI <) - यह "ऑक्सल" बंधों में बदल जाता है।

एल्यूमीनियम श्रृंखला हाइड्रॉक्सी, मध्यवर्ती और दोहरे लवण का उत्पादन करती है। इनमें से गंगाल, सल्फेट, नाइट्रेट और एसीटेट लवण पानी में अच्छी तरह से घुलनशील होते हैं।

एल्यूमीनियम यौगिकों का उपयोग। एल्यूमीनियम ऑक्साइड AI2O3 के प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले क्रिस्टलीय रूप को कोरंडम कहा जाता है। रेत के साथ मिश्रित महीन कोरन्डम को "जिलवीर" कहा जाता है। क्रोमियम के एक छोटे से जोड़ के साथ कोरंडम क्रिस्टल को 'रूबी' कहा जाता है।

एल्यूमीनियम का व्यापक रूप से विमानन उद्योग में उपयोग किया जाता है। 2/3 हवाई जहाज एल्युमिनियम और एल्युमीनियम की मिश्र धातुओं से बने होते हैं इसलिए एल्युमिनियम को विंग मेटल भी कहा जाता है। केबल और तार एल्यूमीनियम से बने होते हैं। एल्यूमीनियम उत्पादों का द्रव्यमान, जो तांबे के बहुत करीब विद्युत चालकता है, तांबे के उत्पादों की तुलना में दो गुना हल्का है।

चूंकि एल्युमीनियम संक्षारित नहीं होता है, इसका उपयोग मशीन निर्माण में विभिन्न भागों, नाइट्रिक एसिड के परिवहन के लिए कंटेनरों के लिए किया जाता है। बसों, ट्रॉली बसों और वैगनों के शरीर एल्यूमीनियम से बने होते हैं। खाद्य उद्योग में एल्युमीनियम से विभिन्न व्यंजन और केतली बनाई जाती हैं।

एल्युमीनियम और इसकी मिश्र धातुओं का उपयोग सैन्य क्षेत्र में टैंक निर्माण, तोपखाने, विस्फोटक, प्रकाश और आग लगाने वाले प्रोजेक्टाइल में भी किया जाता है।

लोहे की वस्तुओं को जंग से बचाने के लिए, उनकी सतह को एल्यूमीनियम पाउडर से बने सिल्वर पेंट से ढक दिया जाता है।

धातु विज्ञान में, एल्यूमीनियम का उपयोग करके कई धातुएँ निकाली जाती हैं। यह अधिकांश धातुओं के आक्साइड से ऑक्सीजन को हटाता है। एल्यूमीनियम का उपयोग करके धातुओं को उनके आक्साइड से पुनर्प्राप्त करने की प्रक्रिया को एल्युमिनोथर्मी कहा जाता है:

2AI + Cr2O3 à AI2 O3 + 2 C आर

क्रोम , मैंगनीज, वैनेडियम, टाइटेनियम और उनके आक्साइड से अन्य धातुओं, aluminothermy विधि विशेष स्टील्स प्राप्त करने के लिए प्रयोग किया जाता है। यदि एल्यूमीनियम पाउडर FE3O4 को लोहे की कालिख के साथ समतुल्य अनुपात में मिलाया जाता है और धातु (लोहे) के तार पर लेपित किया जाता है, तो विद्युत वेल्डिंग में एक इलेक्ट्रोड बनता है। धातु की सतह पर मिश्र धातु को थर्माइट कहा जाता है। विद्युत वेल्डिंग में निम्नलिखित अभिक्रिया होती है।

8 एआई + 3 एफई 3 ओ 4 ए 4 एआई 2 ओ 3 + 9 एफई।

इस प्रतिक्रिया में, ^ H = - 3300 kJ की मात्रा में जारी ऊष्मा के कारण लोहे का तार तरल हो जाता है और लोहे की दूसरी वस्तु की सतह पर जम जाता है।

क्रोमियम और इसके यौगिक.

क्रोमियम - Cr (Z = 24) Vi b समूह का एक तत्व है, जिसमें Mo (मोलिब्डेनम) और W (5d 4 6s 2) भी हैं। इन धातुओं को संक्षारण (Cr) और दुर्दम्य धातु (Mo और W) कहा जाता है क्योंकि ये उच्च तापमान पर रासायनिक रूप से निष्क्रिय और द्रवीभूत होती हैं। चूंकि यौगिकों के गुण समान और व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, हम केवल क्रोमियम और इसके यौगिकों के योगदान पर ध्यान केंद्रित करेंगे।

क्रोमियम विभिन्न भौतिक और रासायनिक गुणों को प्रदर्शित करता है। वे अन्य डी-धातुओं से भिन्न या समान क्यों हैं इसका कारण आवधिक प्रणाली में क्रोमियम तत्व की स्थिति और इसके परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना द्वारा समझाया गया है।

-3e 0 -3e +6 0 0

Cr 0 (Ar) 3 D 5 4s à cR 3 + (Ar) 3D 3 4s à Cr (Ar) 3D 4S

0

यह देखा जा सकता है कि क्रोमियम (Cr) धातु (परमाणु) में विषम इलेक्ट्रॉनों की संख्या 6 है, जो अन्य सभी तत्वों की तुलना में अधिक है। इसलिए क्रोमियम मिश्र धातुओं में चुंबकीय गुण होते हैं। Cr3+ यौगिकों में जाने पर विषम इलेक्ट्रॉनों की संख्या कम हो जाती है, लेकिन चुंबकीय (पैरामैग्नेटिक, फेरोमैग्नेटिक) गुण गायब नहीं होते हैं, लेकिन चूंकि Cr3+ आयन में मुख्य ऑर्बिटल्स 4s, 4p, 3d- की संख्या बढ़ जाती है, इसलिए इसका जटिल गठन और ऑक्टाहेड्राइट संरचना के यौगिकों की संख्या में वृद्धि होती है। Cr6+ में कोई विषम इलेक्ट्रॉन नहीं है, इसलिए इसमें कोई चुंबकीय गुण नहीं है, axaryate यौगिक sp3-संकरण के कारण चतुष्फलकीय यौगिक बनाते हैं।

प्रकृति में बैठक. यह धातु मुख्य रूप से ऑक्साइड यौगिकों Fe (Cr2) 2- क्रोमाइट, क्रोम आयरनस्टोन: PbCro4 - क्रोकन हॉलिडे में पाया जाता है।

प्राप्य। a) क्रोमियम मुख्य रूप से एल्युमिनोथर्मी विधि द्वारा प्राप्त किया जाता है:

Cr 2 O 3 + 2AI =2Cr+ AI2 O 3 ^ G 298 = -510 k J \ MOL

बी) ज्यादातर मामलों में, क्रोमियम ब्रिकेट - क्रोमाइट के साथ लोहे के मिश्र धातु से क्रोमियम प्राप्त होता है, जिसे एक विद्युत भट्टी में कार्बन के साथ वापस गर्म किया जाता है:

t

Fe (CrO2) 2 + C == Fe + 2Cr + 4 CO

सामान्य यौगिक: Cr-Mo-W श्रृंखला में, इन धातुओं की कठोरता और अपवर्तनीयता किसी से कम नहीं है। इसका कारण यह है कि धातुओं के क्रिस्टल जालक में Me-Me सहसंयोजक बंध की स्थिरता d-इलेक्ट्रॉनों के कारण बढ़ जाती है। इसी समय, इन तत्वों की रासायनिक गतिविधि कम हो जाती है। यह उनके संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाता है।

क्रोमियम समूह धातुओं के गुण।

गुण तत्व	सीआर ( जेड = 24 )	मो ( z=42 )	डब्ल्यू (जेड = 74)
बाहरी इलेक्ट्रॉन संरचना	3डी5 4 एस1	4d5 5s1	5d4 6s2
घनत्व, जी / सेमी 3	7,2	10,2	19,3
परमाणु त्रिज्या, ए	1,17	1,37	1,40
ई + त्रिज्या, ए	0,35	0,65	0,65
टी तरल 0 सी	1890	2620	3380
टी सन्टी 0 सी	3390	4800	5900
विद्युत चालकता	7,1	20,2	19,3
भूमि पोस्टलॉग का फैलाव (% पर)	2 * 10-2	3 * 10-4	1 * 10-4
विशेषता ऑक्सीकरण राज्य	0;( +2); +3; +6	0;+2;=4;+6

क्रोमियम एचसीआई में घुल जाता है और एच 2 एसओ 4 समाधान पतला करता है:

सीआर = एच 2एसओ 4 = सीआर एसओ 4 + एच2 à

सांद्र HNO 3 और H 2 SO 4 निष्क्रिय क्रोमियम। इसका कारण इसकी सतह पर ऑक्साइड फिल्म Cr2 o 3 का बनना है।

बहुत महीन Cr ऑक्सीजन के प्रभाव में ऑक्सीकृत होता है और ऑक्साइड, ऑक्साइड, एसिड, हाइड्रॉक्साइड, लवण और जटिल यौगिकों के रूप में Cr(II), Cr(III), और Cr(VI) यौगिकों से मुक्त होता है।

आक्साइड. सीआर (ओएच) 2 (मूल), सीआर (ओएच) 3 (एम्फोटेरिक) और एच 2 सीआरओ 4 (क्रोमेट एसिड)। यह देखा जा सकता है कि जैसे-जैसे यौगिकों में क्रोमियम का ऑक्सीकरण स्तर बढ़ता है, मूल गुण कमजोर होता जाता है और अम्लीय गुण बढ़ता जाता है: Sk (OH)_{2 +}H₂SO₄= सीआरएसओ₄ + 2 एच 2 ओ (केवल एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है)। Cr 2 o 3 और Cr (OH ) 3 उभयधर्मी पदार्थ हैं। Cr 2 o 3 अम्ल और क्षार में घुल जाता है:

Cr2 O3 + 6HCI = 2CrCI3 + 3H2O

Cr2O3 + 6NAOH (गुना) =Na3 CrO3 + 3H2O

Cr (OH) की उभयधर्मिता:

[एच+] [एच+]

[ Cr (H2O )6]3+ (समाधान) à Cr (OH )3( विलयन) à

[ओह]

H3CrO3

[सीआर(ओएच)6]3-(समाधान)

Cr (II) के यौगिक अपचायक हैं। इसकी ऑक्सीकरण क्षमता (ई ⁰ = - 0,4 v) जलीय और अम्लीय समाधानों में तेजी से ऑक्सीकरण की अनुमति देता है।

CrCi2 + 2H2O= 2Cr(OH)CI2+H2

4[Cr(H2O)6+2 O2 +4H+= 4[Cr(H2O)6]3+2 H2O

Cr (II) के यौगिकों के संघटन के आधार पर अलग-अलग रंग होते हैं। यह इसके जटिल यौगिकों और क्रिस्टलीय ठोस पदार्थों पर भी लागू होता है। एक्वाकॉम्प्लेक्स आयन [Cr (H 2O ) 6 ] 3 = नीला बैंगनी, जबकि CrCI3 6H 2 O का रंग बैंगनी है।

क्रोमियम (III) के सामान्य यौगिकों में सल्फेटेड डबल साल्ट - क्रोमियम बिटर्स हैं।

उल्टा K2 SO4 . सीआर 2 (SO4) 3। 12 एच 2 ओ (पोटेशियम क्रोमाइट), (एनएच 4) 2 एसओ 4। एक उदाहरण Cr2 (SO4) 3 6 H2O (क्रोमिक अमोनियम कास्टिक) है। ये निम्नलिखित अभिक्रिया के अनुसार विलयन में बनते और पृथक होते हैं।

के 2 एसओ 4 + सीआर 2 (एसओ 4) 3 + 12 एच 2 ओ = के 2 एसओ 4। Cr2 (SO4) 3। 12 एच2ओ

ये लवण, अन्य नाइट्रेट्स, क्लोराइड और क्रोमियम के एसीटेट की तरह, पानी में अच्छी घुलनशीलता की विशेषता है। वे जलीय घोल में और पिघलने की प्रक्रिया में हाइड्रोलाइज्ड होते हैं। चूंकि परिणामी क्रोमियम हाइड्रॉक्साइड आयन एक कमजोर आधार हैं, ज्यादातर मामलों में इन समाधानों में एक अम्लीय वातावरण होता है (pH<7)।

Cr (NO3)3 + 6H2O à [Cr(OH) (H2O) 5] (HO3)2 +HNO3

Cr=3 + 6H2O à [Cr (OH) (H2O) 5]2 +H +

परिणामी हाइड्रॉक्सोपेंटाक्वाक्रोम (II) एक जटिल आयन है, और इसकी संरचना एक मंदक या बहुलक अवकाश है। ओएच - और एसिड अवशेषों के आयन सीआर 3 + आयनों के बीच पुलों के रूप में कार्य करते हैं। चमड़ा उद्योग में एडिटिव्स के रूप में Cr (III) यौगिकों का उपयोग ऐसे जटिल यौगिकों के निर्माण पर आधारित है। उनमें, पानी के अणुओं को अक्सर कोलेजन के अमीनो एसिड अवशेषों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, जो त्वचा का एक हिस्सा है, और गठित क्रोमियम कॉम्प्लेक्स एक बाइंडर की भूमिका निभाता है जो त्वचा के ऊतकों को एक साथ सिलाई करता है, नाटकीय रूप से इसकी ताकत बढ़ाता है, और यह सुनिश्चित करता है कि त्वचा चमड़े में बदल जाती है।

क्रोमियम (III) के कार्बोनेट और सल्फाइड लवण ठोस रूप में मौजूद नहीं होते हैं। क्योंकि उनके निष्कर्षण के दौरान, ये लवण घोल में बनते हैं और Cr (oh) 3 और CO 2 या H 2 S गैसों के निर्माण के लिए जल्दी से हाइड्रोलाइज़ हो जाते हैं।

2CrCI3 + 3Na2S+6H2O = 2Cr (OH)3 (अवक्षेपण) =3H2S (गैस) + 6NACI

2Cr+ 3+ 3S2 -+ = 2Cr (OH)3 (अवक्षेपण) = 3H2S (गैस)

क्रोमियम + 6 ऑक्सीकरण राज्य यौगिक Cro 3 लाल रंग, पानी में कम घुलनशीलता, सल्फ्यूरिक एसिड में अच्छी घुलनशीलता और ऑक्सीकरण गुणों वाला एक क्रिस्टलीय पदार्थ है। सल्फ्यूरिक एसिड के घोल को क्रोमिक कहा जाता है। एच 2 सीआरओ 4 (क्रोम) या एच 2 सीआर 2 ओ 7 (बाइक्रोमेट) एसिड समाधान में अवकाश हैं। इसलिए, CrO3 को क्रोमेट एनहाइड्राइड भी कहा जाता है।

एच 2 ओ + सीआरओ 3 = एच 2 सीआरओ 4

क्रोमिक एसिड मध्यम रूप से मजबूत एसिड होता है जो आयनित होता है।

H2CrO4 à H+HCrO4 K1= 2*10-1

H2CrO4 à H+HCrO4-2 (क्रोमेट आयन)

क्रोमेट और डाइक्रोमेट आयन NA +, K +, NH ⁴₄+ आयन लवण बनाते हैं जो पानी में अच्छी तरह से घुलनशील होते हैं। इन लवणों के घोल में मजबूत ऑक्सीकरण गुण होते हैं:

K2cRo7 + 3 na2 so3 + 4h2so4=cR2(so4)3+ k2so4+4h2o+2na2so4

आक्सीकारक 2Cr+6 + 2* 3e à 2Cr+3 6 1

उत्क्रमणीय S+4 – 2e à S+6 2 3

आम एसिड के समाधान में Cr (VI) आयन की ऑक्सीकरण संपत्ति

Cr 2 O 7-2 + 14H = = 6 YO à Cr =3 = 7 H2O (E0 =+1,33v)

यह प्रतिक्रिया द्वारा समझाया गया है। जलीय घोल में, क्रोमेट्स डाइक्रोमेट्स (और इसके विपरीत) में बदल जाते हैं। यह समाधान के पर्यावरण (पीएच) पर निर्भर करता है। यदि अम्ल विलयन (pH<7) क्रोमेट के (पीले) विलयन में मिलाया जाता है, तो यह लाल-पीले रंग के विलयन (Cr 7 0 7 -2) में बदल जाता है। यदि बाईक्रोमेट विलयन में H2O (एक बहुत) या एक क्षार विलयन मिला दिया जाए तो यह हल्के पीले रंग का हो जाता है, जिसमें Cro 12 4

2 CrO 2 4 + 2H + = Cr2 O 2 7 + H 2O

2 CrO 2 7 + 2H + = 2Cr2 O 4 2 + H 2O

2 CrO 2, Va (II), Pb (II), Ag (i) आयनों के साथ पीला, पीला-लाल अवक्षेप बनाता है। इसका उपयोग क्रोमेट और Va (II) आयनों की गुणात्मक प्रतिक्रिया के रूप में किया जाता है।

Va2 + = 2 CrO 2 4- = Va Cro 4

यदि क्रोमेट विलयनों से H=- आयनों (एसिड) की मात्रा बढ़ा दी जाए तो बाइक्रोमेट्स के अतिरिक्त ट्राइक्रोमेट (K2Cr3o10) और टेट्राक्रोमेट (K2Cr4O13) बनते हैं। इन यौगिकों की ख़ासियत यह है कि CrO2 में 4-समूह टेट्राहेड्रल संरचना होती है, और वे विपरीत ऑक्सीजन परमाणुओं के माध्यम से जुड़कर ट्रिमर और टेट्रामेरिक पदार्थ बनाते हैं।

क्रोमियम और इसके यौगिकों का उपयोग निम्नलिखित क्षेत्रों में किया जाता है। हॉलिडे स्पेशल जंग प्रतिरोधी स्टील्स में क्रोम-संरक्षित मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है। यानी क्रोमियम मिश्र धातु के रूप में काम करता है। क्रोम-प्लेटेड विवरण यांत्रिक पहनने और लंबे समय तक काम करने के लिए प्रतिरोधी हैं। Cr (III) लवण का उपयोग चमड़ा और फर उद्योग में योजक के रूप में किया जाता है, और Cr (VI) यौगिकों का उपयोग ऑक्सीकरण एजेंटों के रूप में किया जाता है। क्रोमियम के सभी यौगिक जहरीले होते हैं!

लोहा और उसके यौगिक।

आवर्त सारणी के समूह VIII V के तत्व तत्वों की संरचना और व्यवस्था के संदर्भ में अन्य सभी समूहों से बहुत भिन्न हैं। चूंकि इस समूह में शामिल तत्व ऊर्ध्वाधर समानता के बजाय क्षैतिज समानता दिखाते हैं, इसलिए 9 तत्वों को तीन परिवारों यानी त्रिक में विभाजित किया गया है।

वे इस प्रकार हैं: आयरन ट्रायड (Fe, Co, Ni), पैलेडियम ट्रायड (Ru, Rh, Pd) और प्लैटिनम ट्रायड (Os, Ir, Pt)। इन तीनों से हमें लौह परिवार के तत्वों का पता चलेगा।

प्रकृति में वितरण। लौह परिवार के तत्वों में से केवल लोहा प्रकृति (आकाशीय पिंडों) में मुक्त रूप (उल्कापिंड) में पाया जा सकता है। एल्यूमीनियम के बाद, लोहा प्रकृति में सबसे आम तत्व है और ऑक्साइड और सल्फाइड के रूप में मौजूद है: Fe3 o 4 e (चुंबकीय पन्ना), Fe 2 o 3 (लाल लोहे का पत्थर), 2 Fe 2 O 3 #h2o (भूरा लोहा पत्थर)। ,Fe CO 3 (स्पार के साथ आयरनस्टोन), FeS 2 (लौह कोलकेडीन या पाइराइट)।

प्राप्य। आयरन सल्फाइड ऑक्साइड से ऑक्साइड में स्थानांतरण, कोक सीओ गैस का उपयोग करके ऑक्साइड को पुनर्प्राप्त किया जाता है:

4 FeS2 + 11O 2 = 2Fe2 O3 + 8 SO2

3 Fe 2 O 3 + C = 2Fe3O4 + CO

Fe 3O 4 + 4 CO = 3 Fe + 4 CO 2

गुण तत्व	फे (जेड = 26)	सह (जेड = 22)	नी (जेड = 28)
इलेक्ट्रॉन सूत्र	(आर) 3डी6 4एस2	(आर) 3डी7 4एस2	(आर) 3डी8 4एस2
परमाणु त्रिज्या, ए	1,26	1,25	1,24
आर आयन ई + 2, ए ई+5, ए	0,80 0,67	0,78 0,64	0,74 -
टी 0 फोड़ा 0 सी	1539	1493	1453
टी 0 फोड़ा 0 सी	2870	3100	2900
घनत्व, जी / सेमी 3	7,87	8,84	8,91
ई, वी (ई-2eàE = 2)	-0,44	-0,277	-0,250
पृथ्वी की पपड़ी में वितरण,% पर	1,5	1 * 10-9	3 * 10-9

धात्विक लोहा 4 अलग-अलग संशोधनों में आता है। कमरे के तापमान से 770 सी तक, यह α-Fe संशोधन में मौजूद है, इसकी मात्रा-केंद्रित क्यूबिक संरचना है, और इसमें फेरोमैग्नेटिक गुण हैं।

770 C से 910 C तक, B-Fe संशोधन में, फेरोमैग्नेटिज़्म की विशेषता गायब हो जाती है और पैरामैग्नेटिक हो जाती है, लेकिन क्रिस्टल जाली लगभग नहीं बदलती है।

910C से 1390C तक, लोहे में बहुरूपी परिवर्तन होते हैं, यह Fe-Fe संशोधन में बदल जाता है। क्रिस्टल जाली एक चेहरा-केंद्रित घन है, जो लोहे की अनुचुंबकीय संपत्ति को संरक्षित करता है।

1390 C से शुरू होकर, एक और बहुरूपी परिवर्तन होता है और d-Fe संशोधन बनता है। इस संशोधन में, मुख्य प्रकार का क्रिस्टल जाली एक आयतन-केंद्रित घन है, जो लोहे के पिघलने (1536 C) तक बना रहता है।

लोहा, अन्य डी-तत्वों की तरह, विभिन्न मिश्र धातुओं का निर्माण करता है। इन मिश्र धातुओं में कार्बन के साथ Fe के यौगिक शामिल हैं। इनमें सीमेंटाइट - Fe 3 C (पिग आयरन), ऑस्टेनाइट - C के साथ Fe का ठोस घोल, फेराइट - B - C के साथ Fe का ठोस घोल शामिल है। इन मिश्र धातुओं की संरचना, गठन तापमान और स्थितियों को बदलकर, विभिन्न भौतिक और रासायनिक गुणों वाले मिश्र धातु प्राप्त किए जाते हैं।

लोहे के विशिष्ट गुणों वाले सरल और जटिल यौगिकों के निर्माण के कारण, इसका वितरण इलेक्ट्रॉन परत की 3d6 4 s 2 (4po) संरचना द्वारा समझाया गया है।

-2 ई

Fe 0 (Ar) 3d64 s 2 (4p 0) à Fe + 2 (Ar) 3 d 6 4 s 0

गुजरने में, बाहरी परत में 4 एस 2 इलेक्ट्रॉन रासायनिक बंधन में भाग लेते हैं। इसमें Fe 2+ - अधिकांश एस-धातुओं (रंगहीन या बहुत कमजोर रंग वाले) के समान गुणों वाले यौगिक बनते हैं। अधिकांश यौगिक पानी में घुलनशील होते हैं और अपने अम्ल-क्षार गुण खो देते हैं। यौगिक रिडक्टिव और आसानी से ऑक्सीकृत होते हैं:

-e

एई 2+ (एआर) 3डी64 तो (4p 0) à Fe 3+ (Ar) 3 डी 4 एस 0 Fe 2+

Fe+3 आयन में विषम इलेक्ट्रॉनों की संख्या 6 है, जो स्थिर ऑक्सीकरण अवस्था [(Ar) 1d3 5s 4] में पारित हो गया है, जो 0d-कक्षक में 3 इलेक्ट्रॉनों में से 5 इलेक्ट्रॉन देता है। यह Fe+3 के चुंबकीय गुण और अलौह यौगिकों (जैसे d-धातु) के निर्माण का कारण बनता है।

ऑक्सीकरण राज्यों + 2, +3 और + 6 वाले लोहे के यौगिक हैं। Fe (II) के मुख्य यौगिकों में Fe o (काला), Fe (OH) 2 (नीला-सफ़ेद), Fe Co 3 (सफ़ेद), Fe CI 2 (सफ़ेद), Fe SO 4 और H2O, (हल्का नीला - सफेद) Fe (CIO4) 2 6 H 2 O Fe (NO 3) 2 6 H2 O (NH 4)2 Fe (SO4)2 6 H2O (हल्का हरा-सफेद), (अधिक नमक) शामिल हैं।

FeO एक क्षारीय ऑक्साइड है। यह पानी में नहीं घुलता है। एसिड परिवेश के पानी में घुल जाता है और हेक्साक्वाफेरेट (II) जटिल आयन बनाता है:

Fe O + 2 H+ + 5 H2O = [Fe (H2O )6 ] 2 +

Fe (OH)2 आयरन (II) हाइड्रॉक्साइड है, जो बुनियादी गुणों वाला पदार्थ है। यह पानी में नहीं घुलता है। नवनिर्मित Fe (II) - विलयनों पर क्षार की क्रिया से आयनिक यौगिक (लवण) बनते हैं। लेकिन जल्द ही यह ऑक्सीकरण करता है और भूरा हो जाता है, क्योंकि निम्नलिखित प्रक्रिया होती है:

4 Fe 2+ + 8 OH à 4 Fe (OH ) 2 + 2 H2O à 4 Fe ( OH )

FeS एक खराब घुलनशील पदार्थ है, जो तब बनता है जब Fe 2+ H2S गैस या पानी में घुल जाता है।

Fe 2+ + H2S à FeS अवक्षेप + 2H +

इस पदार्थ के निर्माण की ख़ासियत यह है कि अगर लोग हवा में सांस लेते हैं, तो यह ज़हरीला हो सकता है और बेहोश परिणाम पैदा कर सकता है। क्योंकि हवा में H2S को सांस लेने पर, हाइड्रोजन सल्फाइड मानव रक्त में प्रवेश करता है और हीमोग्लोबिन में Fe2+ आयनों के साथ प्रतिक्रिया करता है, जो रक्त का आधार है, और इससे रक्त विकार और अंततः एक दुर्भाग्यपूर्ण घटना होती है। इसलिए, हवा में H2S की मात्रा अनुमेय स्तर (0,001%) (YQM h2s = 10-3%) से अधिक नहीं होनी चाहिए। FeCO 3 और Fe S भी जल्दी टूट जाते हैं और अन्य पदार्थों में बदल जाते हैं:

4 FeS+O2+ 10H2O = 4 Fe(OH )3+ 4H2S

Fe (II) आयन K3[Fe(CN)6]- लाल रक्त नमक की उपस्थिति में टर्नबुल ब्लू नामक खराब घुलनशील यौगिक बनाता है।

इस प्रतिक्रिया में, Fe (II) आयन को निर्धारित करने के लिए रसायन विज्ञान में विश्लेषण का उपयोग किया जाता है:

3 Fe2+ + 2K3 [Fe(CN)6] = Fe 3 [Fe (CN)6]2 अवक्षेप +6k+

Fe (II) आयन में प्रतिकारक गुण होता है। विशेष रूप से एक अम्लीय वातावरण में, क्योंकि E0 = -0,46 v, प्रतिक्रिया Fe2= — e = à Fe=3 आसान है। Fe (II) की इस विशेषता का उपयोग करके, वॉल्यूम विश्लेषण के परमैंगनोमेट्रिक विधि द्वारा विभिन्न नमूनों में लौह आयनों की मात्रा निर्धारित करना संभव है:

5Fe3+ + mmnO4 + 8 H=à Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O

चूंकि दूसरी अर्ध-प्रतिक्रिया MnO4 + 8H+ + 5e à Mn2+ + 4 H2O में E = + 1,51 है, गैल्वेनिक जोड़ी इलेक्ट्रोड (+) की भूमिका निभाती है जहां यह प्रक्रिया होती है, और इसमें वापसी की प्रक्रिया होती है। समीकरण EYUK E = 1,51 - (0,46) = 1 तत्व द्वारा दी गई ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रिया निस्संदेह दाईं ओर निर्देशित है।

Fe (II) [Fe (NH3) 6] CI2 [Fe (H2O)6] SO4 और K4 [FE(CN6)] के जटिल यौगिक, अंतिम वाला सबसे अस्थिर (K = 4. 10 -36) है। अम्ल H4 [Fe(CN)6] एक सफेद क्रिस्टलीय पदार्थ है, जो पानी में अच्छी तरह से घुलनशील है (150g / 100g H2O) और इसमें मजबूत अम्लीकरण गुण होते हैं। इसके पोटेशियम नमक - K4 [Fe (CN)6] को पीला रक्त नमक कहा जाता है।

येलो ब्लड साल्ट इसलिए नाम दिया गया है क्योंकि यह खून के लोहे के खोल को K2 CO3 के साथ गर्म करके प्राप्त किया जाता है। इस लवण द्वारा Cu (II), Fe (II), Zn (II) आयनों के साथ बनने वाले संकुलों में CN- आयन सीधे बंध बनाते हैं। इसलिए इन्हें मिश्रित सायनाइड लवण कहा जा सकता है। ये पदार्थ पानी में खराब घुलनशील होते हैं और जहरीले होते हैं।

Fe (II) Fe2O3 के यौगिक - लाल-भूरे रंग के साथ एम्फ़ोटेरिक ऑक्साइड, पानी में खराब घुलनशील। इसकी विभिन्न बहुरूपी अवस्थाएँ हैं: a - Fe2 CO3 (हेमेटाइट), B - Fe2o3 फेरोमैग्नेटिक गुण (चुंबकीय टेप में भूरा)। यह पदार्थ प्रकृति में लौह अयस्क का मुख्य भाग है। यह FeS और FeS2 को जलाकर भी तैयार किया जाता है, यह लोहा और इसकी मिश्र धातुओं को प्राप्त करने के लिए मुख्य कच्चा माल है।

Fe (OH)3 लाल-भूरे रंग का पदार्थ (जंग) है, जिसे आयरन (III) हाइड्रॉक्साइड कहा जाता है। चर संघटन Fe2O3 xH2O है। परिस्थितियों के आधार पर, तापमान के आधार पर, यह H2O खो देता है और Fe O (OH) युक्त ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड बनाता है। उच्च तापमान पर गर्म करने पर यह Fe2O3 में बदल जाता है।

2Fe (OH) 3 à Fe2O3 = 3 h2o।

Fe2O3 और Fe (OH) 3 अम्लों में घुलकर लवण बनाते हैं।

Fe2 O3 + 6HIC=2FeCI3+3H2O

Fe (III) लवण के जलीय विलयन का रंग पीला होता है। नवगठित Fe (OH)3 भी क्षार के सांद्र विलयनों में घुल जाता है

Fe (OH)3 + 3KOH = K3 [Fe (OH _6]

हेक्साहाइड्रॉक्सीफेरेट (III) पोटेशियम पैदा करता है। इसी तरह, Fe2 O3 (एम्फ़ोटेरिक कारण) कमजोर एसिड, जैसे ऑक्साइड, क्षार और सोडियम और पोटेशियम कार्बोनेट के साथ मिलकर फेराइट्स (MFeO2) बनाने के लिए गरम किया जाता है:

Fe2CO3 + NA2 CO 3 = 2 NAFeO2 + Co2

ये पदार्थ पानी में अच्छी तरह घुल जाते हैं। Fe (II) के फेराइट को Fe (FeO2)2 या Fe3O4 - मैग्नेटाइट (लौह FeO Fe2O3 का मिश्रित ऑक्साइड) कहा जाता है। चूँकि अन्य डी-धातुओं (CO, Ni, Cu, Mn) M (FeO2)2 के फेराइट्स में फेरोमैग्नेटिक गुण होते हैं, टेप के उत्पादन में विभिन्न चुम्बकों का उपयोग किया जाता है।

जलीय विलयन FeCi3 · 6H2O Fe2 (SO4)3 · 7H2O; Fe ) NO3 )3 · 6H2O; क्रिस्टल हाइड्रेट्स जैसे कि Fe(CIO4)3 · 10 H2O हॉलिडे हैं। नमक जिनमें पानी नहीं होता है: Fe (SCN)3 - रक्त का गहरा लाल रंग; FeCI3 भूरा-भूरा है, FeF3- गहरा हरा है। इनमें से लगभग सभी लवण पानी में घुलनशील होते हैं। Fe (II) और Fe (III) लवण जलीय घोल में हाइड्रोलाइज्ड होते हैं। हाइड्रोलिसिस कटियन के अनुसार आगे बढ़ता है, घोल का वातावरण अम्लीय (pH <7) होता है, और हाइड्रोलिसिस चरण I या II पर रुक जाता है। तापमान के प्रभाव में अंत तक जाना संभव है, बहुत अधिक ताप और लंबे समय तक खड़े रहने के परिणामस्वरूप, इन लवणों के घोल में एक भूरे रंग का अवक्षेप Fe (OH)4 बनता है। यदि एक अम्लीय घोल डाला जाता है, तो एक स्पष्ट पीला घोल बनता है। हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया:

FeCI3 + H2O = Fe (OH) CI2 + HCI

ऊपर दी गई जानकारी के अनुसार इस विलयन में अभिक्रिया सही होती है यदि इसे इस प्रकार लिखा जाए:

[ Fe( H2O )6]3+ + 3CI + H2O à [ Fe (H2O )5(OH ) 2+ H + 3CI-

प्रत्येक चरण में, [[Fe(H2O )6]3+ में एक पानी का अणु OH- और H + - आयनों में अलग हो जाता है, जिससे एक हाइड्रॉक्सी यौगिक बनता है। हाइड्रॉक्सी यौगिकों में, OH - आयन Fe3+ आयनों को सेतु बनाते हैं, और ऐसे यौगिकों में एक पॉलीमेट संरचना होती है और ये पानी में कम घुलनशील होते हैं।

Fe(III) के विभिन्न जटिल यौगिक: M++ 3[FeF6]; M== [FeCI4]: M3= [Fe(SCN6 ): M3+ [Fe(CN6 ) मौजूद है। उनमें से सबसे स्थिर है K1.10[Fe(CN)44 ] - K bek = 3 -6 के साथ पोटेशियम हेक्सासायनफेरेट (III) इसे लाल रक्त नमक कहा जाता है यह पानी में अच्छी तरह से घुल जाता है।

के3[फे (सीएन)] आ [फे (सीएन)6]3-

इस लवण का उपयोग Fe(II) आयन (टर्नबुल ब्लू बनने के कारण) का पता लगाने में किया जाता है। Fe (III) के सभी यौगिकों में ऑक्सीकरण गुण होते हैं:

2 FeCI3 + 2KJ = j2 + 2 FECI2 +2KCI

परिसरों सहित:

2[FE(CN)6]43 — + H2O2 +2 OH — = 2 [Fe(CN)6] 4 — + O2 + 2H2O

जब Fe+ आयन का पता लगाने के लिए पीले रक्त नमक के घोल में डाला जाता है, तो गहरे हरे रंग का अवक्षेप "बर्लिन नीला"

Fe 34 + 3 k4 [Fe(CN )6] = Fe4[ Fe(CN)3 9(अवक्षेपण) + 12K+

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