Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Інертні гази - Хімія

Британська Міжнародна Школа

Реферат з хімії

"Інертні гази та їх властивості"

Учня 9бкласса

Соколенко Олексія

Керівник:

Чернишова І.В.

Москва

2003

Зміст:

I Вступление...2

1.1 Інертні гази - елементи VIIIа групи ... ... 2

1.2 Аргон на землі і у всесвіті ... .5

II Історія відкриття газів ... ... 7

2.1 Аргон...7

2.2 Гелий...8

2.3 Криптон...9

2.4 Неон...9

2.5 Ксенон...9

2.6 Радон...10

III Властивості інертних газів та їх сполук ... ... 10

3.1 Фізичні властивості інертних газів ... .10

3.2 Хімічні властивості інертних газів ... ... 11

3.3 Отримання Аргону ... ... ... ..14

3.4 Фізіологічні властивості інертних газів ... 15

IV Застосування інертних газів ... .. ... ..16

Список використаної літератури ... ... 18

I Вступ.

Скрізь і по всюди нас оточує атмосферне повітря. З чого він складається? Відповідь не складає труднощів: з 78,08 відсотка азоту, 20,9 відсотка кисню, 0,03 відсотка вуглекислого газу, 0,00005 відсотка водню, близько 0,94 відсотка припадає на частку так званих інертних газів. Останні були відкриті всього лише наприкінці минулого сторіччя.

Радон утворюється при радіоактивному розпаді радію і в незначних кількостях зустрічається в містять уран матеріалах, а також в деяких природних водах. Гелій є продуктом радіоактивного ?-розпаду елементів, іноді в помітному кількості міститься в природному газі і газі, що виділяється з нафтових свердловин. У величезних кількостях цей елемент міститься на Сонце і на інших зірках. Це другий елемент по поширеності у всесвіті (після водню).

1.1 Інертні гази - елементи 8А групи.

Конфігурація зовнішнього електронного шару атомів гелію 1s2, інших елементів підгрупи VIII - ns2np6.

1.2 Аргон на землі і у всесвіті.

На Землі аргону набагато більше, ніж всіх інших елементів його групи, разом узятих. Його середній вміст в земній корі (кларк) в 14 разів більше, ніж гелію, і в 57 разів більше, ніж неону. Є аргон й у воді, до 0,3 см3в літрі морської і до 0,55 см3в літрі прісної води. Цікаво, що в повітрі плавального міхура риб аргону знаходять більше, ніж в атмосферному повітрі. Це тому, що у воді аргон розчинний краще, ніж азот ... Головне «сховище» земного аргону - атмосфера. Його в ній (за вагою) 1,286%, причому 99,6% атмосферного аргону - це самий важкий ізотоп - аргон-40. Ще більше частка цього ізотопу в аргоні земної кори. Тим часом у переважної більшості легких елементів картина зворотна - переважають легкі ізотопи. Причина цієї аномалії виявлена в 1943 р У земній корі знаходиться потужний джерело аргону-40 - радіоактивний ізотоп калія40К. Цього ізотопу на перший погляд в надрах небагато - всього 0,0119% від загального вмісту калію. Однак абсолютна кількість калію-40 велике, оскільки калій - один з найпоширеніших на нашій планеті елементів. У кожній тонні вивержених порід 3,1 г калію-40. Радіоактивний розпад атомних ядер калію-40 йде одночасно двома шляхами. Приблизно 88% калію-40 піддається бета розпаду і перетворюється на кальцій-40. Але в 12 випадках з 100 (в середньому) ядра калію-40 не випромінюють, а, навпаки, захоплюють по одному електрону з найближчою до ядра К-орбіти («К-захоплення»). Захоплений електрон з'єднується з протоном - утворюється новий нейтрон в ядрі і випромінюється нейтрино. Атомний номер елемента зменшується на одиницю, а маса ядра залишається практично незмінною. Так калій перетворюється на аргон. Період полураспада40К досить великий - 1,3 млрд років. Тому процес образованія40Аr в надрах Землі триватиме ще довго, дуже довго. Тому, хоча і надзвичайно повільно, але неухильно зростатиме зміст аргону в земній корі і атмосфері, куди аргон «видихається» літосферою в результаті вулканічних процесів, вивітрювання і перекристалізації гірських порід, а також водними джерелами. Правда, за час існування Землі запас радіоактивного калію грунтовно виснажився - він став в 10 разів менше (якщо вік Землі вважати рівним 4,5 млрд років.). Співвідношення ізотопов40Аr: 40К і40Ar: 36Аr в гірських породах лягло в основу аргонного методу визначення абсолютного віку мінералів. Очевидно, чим більше ці відносини, тим древнє порода. Аргоновий метод вважається найбільш надійним для визначення віку вивержених порід і більшості калійних мінералів. За розробку цього методу професор Е.К. Герлинг в 1963 році удостоєний Ленінської премії. Отже, весь або майже весь аргон-40 стався на Землі від калію-40. Тому важкий ізотоп і домінує в земній аргоні. Цим фактором пояснюється, до речі, одна з аномалій періодичної системи. Всупереч початковим принципом її побудови - принципу атомних терезів - аргон поставлений в таблиці попереду калію. Якби в аргоні, як і в сусідніх елементах, переважали легкі ізотопи (як це, мабуть, має місце в космосі), то атомний вагу аргону був би на дві-три одиниці менше ... Тепер про легких изотопах. Звідки берутся36Аr і38Аr? Не виключено, що якась частина цих атомів реліктового походження, тобто частина легкого аргону прийшла в земну атмосферу з космосу при формуванні нашої планети та її атмосфери. Але більша частина легких ізотопів аргону народилася на Землі в результаті ядерних процесів. Ймовірно, ще не всі такі процеси виявлені. Швидше за все деякі з них давно припинилися, оскільки вичерпалися короткоживучі атоми- «батьки», але є й понині протікають ядерні процеси, в яких народжуються аргон-36 і аргон-38. Це бета-розпад хлору-36, обстріл альфа-частками (в уранових мінералах) сірки-33 і хлору-35:

3617Cl ?- > 3618Ar + 0-1e + ?.

3316S + 42He > 3618Ar + 10n.

3517Cl + 42He > 3818Ar + 10n + 0 + 1e.

У матерії Всесвіту аргон представлений ще рясніше, ніж на нашій планеті. Особливо багато його в речовині гарячих зірок і планетарних туманностей. Підраховано, що аргону в космосі більше, ніж хлору, фосфору, кальцію, калію - елементів, дуже поширених на Землі. У космічному аргоні панують ізотопи36Аr і38Аr, аргону-40 у Всесвіті дуже мало. На це вказує мас-спектральний аналіз аргону з метеоритів. У тому ж переконують підрахунки поширеності калію. Виявляється, в космосі калію приблизно в 50 тис. Разів менше, ніж аргону, в той час як на Землі їх співвідношення явно на користь калію - 660: 1. А раз мало калію, то звідки ж взятися аргону-40 ?!

II Історія відкриття інертних газів.

До кінця 18 століття були виявлені багато з відомих газів. До них належали: кисень - газ, що підтримує горіння; вуглекислий газ - його можна було легко виявити за досить примітному властивості: він мутіл вапняну воду; і, нарешті, азот, горіння не підтримуючий і на вапняну воду не чинний. Такий був поданні хіміків того часу склад атмосфери, і хтось, крім відомого англійського вченого лорда Кавендіша, не сумнівався в цьому.

І в нього був привід для сумніву.

У 1785 році він виконав досить простий досвід. Насамперед він видалив з повітря вуглекислий газ. На решту суміш азоту і кисню він подіяв електричної іскрою. Азот, реагуючи з киснем, давав бурхливі пари оксидів азоту, які, розчиняючись у воді, перетворювалися на азотну кислоту. Ця операція повторювалася багато разів.

Однак трохи менше однієї сотої частини об'єму повітря, взятого для досвіду, залишалася незмінною. На жаль, цей епізод був забутий не багато років.

2.1 Аргон.

У 1785 р англійський хімік і фізик Г. Кавендіш виявив у повітрі якийсь новий газ, надзвичайно стійкий хімічно. На частку цього газу припадала приблизно одна сто двадцята частина обсягу повітря. Але що це за газ, Кавендішу з'ясувати не вдалося. Про це досвіді згадали 107 років потому, коли Джон Вільям Стратт (лорд Релей) натрапив на ту ж домішка, помітивши, що азот повітря важче, ніж азот, виділений з сполук. Не знайшовши достовірного пояснення аномалії, Релей через журнал «Nature» звернувся до колег-натуралістам з пропозицією разом подумати і попрацювати над розгадкою її причин ... Через два роки Релей і У. Рамзай встановили, що в азоті повітря дійсно є домішка невідомого газу, важчого, ніж азот, і вкрай інертного хімічно. Коли вони виступили з публічним повідомленням про своє відкриття, це справило приголомшуюче враження. Багатьом здавалося неймовірним, щоб кілька поколінь учених, які виконали тисячі аналізів повітря, прогледіли його складову частину, та ще таку помітну - майже відсоток! До речі, саме в цей день і годину, 13 серпня 1894, аргон і отримав своє ім'я, яке в перекладі з грецької означає «недеятельной». Його запропонував головував на зборах доктор Медан. Тим часом немає нічого дивного в тому, що аргон так довго вислизав від учених. Адже в природі він себе рішуче нічим не виявляв! Напрошується паралель з ядерною енергією: говорячи про труднощі її виявлення, А. Ейнштейн зауважив, що нелегко розпізнати багатія, якщо він не витрачає своїх грошей ... Скепсис вчених був швидко розвіяний експериментальної перевіркою і встановленням фізичних констант аргону. Але не обійшлося без моральних витрат: засмучений нападками колег (головним чином хіміків) Релей залишив вивчення аргону і хімію взагалі і зосередив свої інтереси на фізичних проблемах. Великий учений, він і у фізиці досяг видатних результатів, за що в 1904 був удостоєний Нобелівської премії. Тоді в Стокгольмі він знову зустрівся з Рамзаем, який в той же день отримував Нобелівську премію за відкриття і дослідження благородних газів, в тому числі і аргону.

2.2 Гелій.

У лютому 1895 Размана отримав листа від лондонського метеоролога Маерс, де той повідомляв про досліди американського геолога Гіллебранда, який кипить в сірчаної кислоти рідкісні мінерали урану і спостерігав виділення газу, за властивостями своїм нагадує азот. Чим більше урану міститься в мінералах, тим більше виділялося газу. Гіллебранд умовно припустив, що цей газ є азотом. "А може бути це аргон?" - Запитував автор листа.

Незабаром Размана послав своїх помічників в лондонські хімічні магазини за урановим мінералом клевеїту. Було куплено 30 грам клевеїту, і в той же день Размана зі своїм помічником Метьюзом витягнув кілька кубічних сантиметрів газу. Размана піддав цей газ спектраскопіческому дослідженню. Він побачив яскраву жовту лінію, дуже схожу на лінію натрію і в теж час відрізняється від неї за своїм становищем в спектрі. Размана був на стільки здивований, що розібрав спектроскоп, почистив його, але при новому досвіді знову виявив яскраву жовту лінію, не збігається з линів натрію. Размана переглянув спектри всіх елементів. Нарешті він згадав про загадкову лінії в спектрі сонячної корони.

У 1868 році під час сонячного затемнення французький дослідник Жансен і англієць Локьер виявили в спектрі сонячних протуберанців яскраву жовту лінію, якої не виявилося в земній спектрі джерел світла. У 1871 році Локьер висловив припущення, чи не належить ця лінія спектру невідомого на Землі речовини.

Він назвав цей гіпотетичний елемент гелієм, тобто "сонячним". Але на землі він виявлений не був. Фізики та хіміки їм не зацікавилися: на Сонце, мовляв, зовсім інші умови, там і водень зійде за гелій.

Так невже в його руках цей самий гелій? Размана майже впевнений в цьому, але він хоче почути підтвердження від відомого спектроскопіста Крукса. Размана посилає йому газ на дослідження і пише про те, що знайшов якийсь новий газ, названий їм криптоном, по-грецьки означає "прихований". Телеграма від Крукса свідчила: "Криптон є гелій".

2.3 Криптон.

До 1895 року відкрили два інертних газу. Було ясно, що між ними повинен знаходиться ще один газ, властивості якого Размана описав за прикладом Менделєєва. Лекок де Буабодран передбачив навіть вага невідкритого газу - 20,0945.

І невідомо, виявив би вчений нові інертні гази, якби під час його пошуків Лінде в Генманіі і Хемпсон в Англії не взяли одночасно патент на машину, сжіжжающую повітря.

Ця машина немов була спеціально створена для виявлення інертних газів. Принцип її дії заснований на відомому фізичному явищі, якщо стиснути воздуж, в потім дати йому швидко розширитися, він охолоджується. Охолодженим повітрям охолоджують нову порцію повітря, що надходить в машину, і т.д., поки повітря не перетвориться на рідину.

Випарувавши майже весь азот і кисень, Размана залишився рідке повітря помістив у газометр. Він думав знайти в ньому гелій, так як вважав, що цей газ випаровується повільніше, ніж кисень і азот. Він очистив газ в газометр від домішки кисню та азоту і зняв спектр, в якому зняв дві раніше не відомих лінії.

Далі Размана помістив 15 літрів аргону в балоні в рідке повітря. Для того щоб знайти інертний газ, за розрахунками, більш легкий, ніж аргон і криптон, Размана зібрав перші порції випаровування аргону. Вийшов новий спектр з яскраво-червоними лініями. Размана назвав виділений газ неоном, що по-грецьки означає "новий".

2.4 Неон.

Далі Размана помістив 15 літрів аргону в балоні в рідке повітря. Для того щоб знайти інертний газ, за розрахунками, більш легкий, ніж аргон і криптон, Размана зібрав перші порції випаровування аргону. Вийшов новий спектр з яскраво-червоними лініями. Размана назвав новий газ неоном, що по-грецьки означає "новий".

2.5 Ксенон.

У 1888 році помічник Розмах Треверс побудував машину здатну давати температуру -2530С. За допомогою її був отриманий твердий аргон. Відігнали всі гази, крім криптону. І вже в неочищеному криптоні був знайдений ксенон ("чужий"). Для того щоб отримати 300 кубічних сантиметрів ксенону, вченим довелося протягом 2 років переробити 77,5 мільйона літрів атмосферного повітря.

2.6 Радон.

Вже було сказано, що гелій присутній в уранових мінералах. Чим більше в слюда урану, тим більше гелію. Размана довго намагався знайти взаємозв'язок між вмістом урану і гелію, але це йому не вдалося. Розгадка прийшла з іншого боку; вона була пов'язана з відкриттям радіоактивності.

Виявили, що радій виділяє газоподібна речовина, назване еманацією. 1 грам радію в добу виділяв один кубічний міліметр еманації. У 1903 році Размана і відомий фізик Содді зайнялися вивченням еманації. Вони мали в своєму розпорядженні всього 50 міліграмів бромистого радію; одночасно у них було не більше 0.1 кубічного міліметра еманації.

Для виконання робіт Размана побудував надчутливі ваги, що показують чотири мільярдні частки грама. Незабаром дослідники з'ясували, що еманація є останнім представником сімейства інертних газів.

Їм довго не вдавалося розглянути спектр еманації. Якось, залишивши трубку з еманацією на кілька днів, вони поставили її в спектроскоп і були здивовані, побачивши в спектроскопі відомі лінії гелію.

Цей факт підтвердив припущення Резерфорда і Содді про те, що радіоактивне перетворення пов'язано з перетворенням атомів. Радій, мимовільно розпадався, перетворювався на еманацію і виділяв ядро атома гелію. Один елемент перетворювався в іншій.

Вченим стало зрозуміло, чому гелій виявляється в уранових матеріалах; він один із продуктів розпаду урану. У 1923 році за рішенням Міжнародного комітету з хімічним елементам еманація була перейменована в радон.

III Властивості інертних газів та їх сполук.

3.1 Фізичні властивості інертних газів.

Благородні гази - безбарвні одноатомні газ без кольору і запаху.

Інертні гази мають більш високу електропровідність порівняно з іншими газами і при проходженні через них струму яскраво світяться: гелій яскраво-жовтим світлом, тому що в його порівняно простому спектрі подвійна жовта лінія переважає над усіма іншими; неон вогненно червоним світлом, так як найяскравіші його лінії лежать в червоній частині спектра.

Насичений характер атомних молекул інертних газів позначається на тому, що інертні гази мають нижчі точки скраплення і замерзання, ніж інші гази з тим же молекулярною вагою. З підгрупи важких інертних газів аргон найлегший. Він важчий за повітря в 1,38 рази. Рідиною стає при - 185,9 ° C, твердне при - 189,4 ° C (в умовах нормального тиску).

На відміну від гелію і неону, він досить добре адсорбується на поверхнях твердих тіл і розчиняється у воді (3,29 см3в 100 г води при 20 ° C). Ще краще розчиняється аргон в багатьох органічних рідинах. Зате він практично не розчиняється у металах і не дифундує крізь них.

3.2 Хімічні властивості інертних газів.

Довгий час не знаходили умов, за яких благородні гази могли б вступати в хімічну взаємодію. Вони не утворювали істинних хімічних сполук. Іншими словами їх валентність дорівнювала нулю. На цій підставі було вирішено нову групу хімічних елементів вважати нульовою. Мала хімічна активність благородних газів пояснюється жорсткою восьміелектронной конфігурацією зовнішнього електронного шару. Поляризованість атомів зростає із збільшенням числа електронних шарів. Отже, вона повинна збільшуватися при переході від гелію до радону. У цьому ж напрямку повинна збільшуватися і реакційна здатність шляхетних газів.

Так, уже в 1924 році висловлювалася ідея, що деякі сполуки важких інертних газів (зокрема, фториди і хлориди ксенону) термодинамічно цілком стабільні й можуть існувати при звичайних умовах. Через дев'ять років цю ідею підтримали і розвинули відомі теоретики - Полінг і Оддо. Вивчення електронної структури оболонок криптону і ксенону з позицій квантової механіки призвело до висновку, що ці гази в стані утворювати стійкі з'єднання з фтором. Знайшлися і експериментатори, які вирішили перевірити гіпотезу, але минав час, ставилися досліди, а фторид ксенону не виходить. В результаті майже всі роботи в цій галузі були припинені, і думка про абсолютну інертності благородних газів утвердилось остаточно.

Однак в 1961 році Бартлетт, співробітник одного з університетів Канади, вивчаючи властивості гексафториду платини, сполуки активнішого, ніж сам фтор, встановив, що потенціал іонізації у ксенону нижче, ніж у кисню (12, 13 і 12, 20 ев відповідно). Тим часом кисень утворював з гексафторидом платини з'єднання складу O2PtF6 ... Бартлетт ставить досвід і при кімнатній температурі з газоподібного гексафториду платини і газоподібного ксенону отримує тверде оранжево - жовте речовина - гексафторплатінат ксенону XePtF6, поведінка якого нічим не відрізняється від поведінки звичайних хімічних сполук. При нагріванні у вакуумі XePtF6возгоняется без розкладання, у воді гідролізується, виділяючи ксенон:

2XePtF6 + 6Н2О = 2Хе + О2 + 2PtО2 + 12HF

Наступні роботи Бартлетта дозволили встановити, що ксенон залежно від умов реакції утворює два з'єднання з гексафторидом платини: XePtF6і Xe (PtF6) 2; при гідролізі їх виходять одні й ті ж кінцеві продукти. Переконавшись, що ксенон справді вступив в реакцію з гексафторидом платини, Бартлетт виступив з доповіддю і в 1962 році опублікував у журналі "Proceedings of the Chemical Society" статтю, присвячену зробленому ним відкриття. Стаття викликала величезний інтерес, хоча багато хіміки поставилися до неї з неприхованим недовірою. Але вже через три тижні експеримент Бартлетта повторила група американських дослідників на чолі з Черником в Аргонської національної лабораторії. Крім того, вони вперше синтезували аналогічні сполуки ксенону з гексафториду рутенію, родію і плутонію. Так були відкриті перші п'ять з'єднань ксенону: XePtF6, Xe (PtF6) 2, XeRuF6, XeRhF6, XePuF6- міф про абсолютну інертності благородних газів розвіяний і закладено початок хімії ксенону. Настав час перевірити правильність гіпотези про можливість прямої взаємодії ксенону з фтором.

Суміш газів (1 частина ксенону і 5 частин фтору) помістили в нікелевий (оскільки нікель найбільш стійкий до дії фтору) посудину і нагріли під порівняно невеликим тиском. Через годину посудину швидко охолодили, а залишився в ньому газ відкачали і проаналізували. Це був фтор. Весь ксенон прореагував! Розкрили посудину і виявили в ньому безбарвні кристали XeF4. Тетрафторид ксенону виявився цілком стійким з'єднанням, молекула його має форму квадрата з іонами фтору по кутах і ксеноном в центрі. Тетрафторид ксенону фторує ртуть:

ХеF4 + 2Hg = Хe + 2HgF2

 Кристали XeF 4

Платина теж фторується цією речовиною, але тільки розчиненим у фтористому водні.

Цікаво в хімії ксенону те, що, змінюючи умови реакції, можна отримати не тільки XeF4, але й інші фториди-XeF2, XeF6.

Радянські хіміки В. М. Хуторецкій і В. А. Шпанская показали, що для синтезу дифторида ксенону зовсім не обов'язкові жорсткі умови. За запропонованим ними способу суміш ксенону і фтору (в молекулярному відношенні 1: 1) подається в посудину з нікелю або нержавіючої сталі, і при підвищенні тиску до 35 атм починається мимовільна реакція.

XeF2- єдиний фторид ксенону, який можна отримати, не користуючись елементарним фтором. Він утворюється при дії електричного розряду на суміш ксенону і четирехфторістого вуглецю. Можливий, звичайно, і прямий синтез. Дуже чистий ХеF2получается, якщо суміш ксенону і фтору опромінити ультрафіолетом. Розчинність дифторида у воді невелика, проте розчин його - найсильніший окислювач. Поступово він саморазлагается на ксенон, кисень і фтористий водень; особливо швидко розкладання йде в лужному середовищі. Дифторид має різкий специфічний запах. Великий теоретичний інтерес представляє метод синтезу дифторида ксенону, заснований на впливі на суміш газів ультрафіолетового випромінювання (довжина хвиль порядку 2500-3500 А). Випромінювання викликає розщеплення молекул фтору на вільні атоми. У цьому й полягає причина освіти дифторида: атомарний фтор надзвичайно активний. Для отримання XeF6требуются більш жорсткі умови: 700 ° С і 200 атм. В таких умовах в суміші ксенону і фтору (відношення від 1: 4 до 1:20) практично весь ксенон перетворюється на XeF6. Гексафторид ксенону надзвичайно активний і розкладається з вибухом. Він легко реагуєте фторидами лужних металів (крім LiF):

XeF6 + RbF = RbXeF7,

але при 50 ° С ця сіль розкладається:

2RbXeF7 = XeF6 + Rb2XeF8

Повідомлялося також про синтез вищого фториду XeF8, стійкого лише при температурі нижче мінус 196 ° C.

Синтез перших сполук ксенону поставив перед хіміками питання про місце інертних газів в періодичній системі. Перш благородні гази були виділені в окрему нульову групу, що цілком відповідало поданням про їх валентності. Але, коли ксенон вступив в хімічну реакцію, коли став відомий його вищий фторид, в якому валентність ксенону дорівнює восьми (а це цілком узгоджується з будовою його електронної оболонки), інертні гази вирішили перенести в VIII групу. Нульова група перестала існувати.

Змусити ксенон розпочати реакцію без участі фтору (або деяких його сполук) поки не вдалося. Всі відомі нині сполуки ксенону отримані з його фторидів. Ці речовини мають підвищену реакційною здатністю. Найкраще вивчено взаємодію фторидів ксенону з водою. Гідроліз ХеF4в кислому середовищі веде до утворення окису ксенону ХеО3- безбарвних, розпливаються на повітрі кристалів. Молекула ХеО3імеет структуру приплюснутою трикутної піраміди з атомом ксенону в вершині. Це з'єднання вкрай нестійке; при його розкладанні потужність вибуху наближається до потужності вибуху тротилу. Достатньо кілька сотень міліграмів ХеО3, щоб ексикатор рознесло в шматки. Не виключено, що з часом трехокись ксенону використовуватимуть як вибухова речовина дробить дії. Така вибухівка була б дуже зручна, тому що всі продукти вибуховий реакції - гази. Поки ж використовувати для цієї мети трехокись ксенону занадто дорого - адже ксенону в атмосфері менше, ніж золота в морській воді, і процес його виділення занадто трудомісткий. Нагадаємо, що для отримання 1 м3ксенона потрібно переробити 11 млн. М3воздуха. Відповідна триокиси нестійка кислота шестивалентного ксенону H6XeO6образуется в результаті гідролізу XeF6прі 0 ° С:

XeF6 + 6H2О = 6HF + H6XeO6

Якщо до продуктів цієї реакції швидко додати Ва (ОН) 2, випадає білий аморфний осад Ва3ХеО6. При 125 ° С він розкладається на окис барію, ксенон і кисень. Отримані аналогічні солі-ксенонати натрію і калію. При дії озону на розчин ХеО3в одномолярного едком натре утворюється сіль вищої кислоти ксенону Na4ХеО6. Перксенонат натрію може бути виділений у вигляді безбарвного кристаллогидрата Na4XeO6 · 6Н2О. До освіти перксенонатов призводить і гідроліз XeF6в гідроксиду натрію і калію. Якщо тверду сіль Na4XeO6обработать розчином нітрату свинцю, срібла або уранила, то виходять відповідні перксенонати: PbXeO6і (UO2) 2XeO6желтого кольору і Ag4XeO6- чорного. Аналогічні солі дають калій, літій, цезій, кальцій.

Оксид, відповідний вищої кислоті ксенону, отримують взаємодією Na4XeO6с безводної охолодженої сірчаною кислотою. Це чотириокис ксенону ХеO4. У ній, як і в октафторіде, валентність ксенону дорівнює восьми. Тверда чотириокис при температурі вище 0 ° С розкладається на ксенон і кисень, а газоподібна (при кімнатній температурі) - на трехокись ксенону, ксенон і кисень. Молекула ХеO4імеет форму тетраедра з атомом ксенону в центрі. Залежно від умов гідроліз гексафториду ксенону може йти двома шляхами; в одному випадку виходить тетраоксіфторід XeOF4, іншому - діоксіфторід XeO2F2. Прямий синтез з елементів призводить до утворення оксифторида ХеОF2. Все це безбарвні тверді речовини, стійкі в звичайних умовах.

Дуже цікава вивчена недавно реакція дифторида ксенону з безводній НС1O4. В результаті цієї реакції отримано нове з'єднання ксенону ХеСlO4- надзвичайно потужний окислювач, ймовірно, найсильніший з усіх перхлоратов.

Синтезовані також сполуки ксенону, що не містять кисню. Переважно це подвійні солі, продукти взаємодії фторидів ксенону з фторидами сурми, миш'яку, бору, танталу: XeF2 · SbF5, ХеF6 · AsF3, ХеF6 · ВF3і ХеF2 · 2ТаF5. І нарешті, отримані речовини типу XeSbF6, стійкі при кімнатній температурі, і XeSiF6- нестійкий комплекс.

У розпорядженні хіміків є вельми незначні кількості радону, тим не менше вдалося встановити, що він також взаємодіє з фтором, утворюючи нелеткі фториди. Для криптону виділені і вивчені дифторид KrF2 і тетрафторид KrF4по властивостям, що нагадує сполуки ксенону.

3.3 Отримання Аргону.

Земна атмосфера містить 66 · 1013 т аргону. Це джерело аргону невичерпний, тим більше що практично весь аргон рано чи пізно повертається в атмосферу, оскільки при використанні він не зазнає ніяких фізичних або хімічних змін. Виняток становлять дуже незначні кількості ізотопів аргону, що витрачаються на отримання в ядерних реакціях нових елементів і ізотопів. Отримують аргон як побічний продукт при розділенні повітря на кисень і азот. Зазвичай використовують повітророзподільну апарати дворазової ректифікації, що складаються з нижньої колони високого тиску (попереднє розділення), верхньої колони низького тиску і проміжного конденсатора-випарника. У кінцевому рахунку азот відводиться згори, а кисень - з простору над конденсатором. Летючість аргону більше, ніж кисню, але менше, ніж азоту. Тому аргону фракцію відбирають в точці, що знаходиться приблизно на третині висоти верхньої колони, і відводять в спеціальну колону. Склад аргонної фракції: 10 ... 12% аргону, до 0,5% азоту, решта - кисень. У «аргонної» колоні, приєднаної до основного апарату, отримують аргон з домішкою 3 ... 10% кисню і 3 ... 5% азоту. Далі слід очищення «сирого» аргону від кисню (хімічним шляхом або адсорбцією) і від азоту (ректифікацією). У промислових масштабах нині отримують аргон до 99,99% -ної чистоти. Аргон витягають також з відходів аміачного виробництва - з азоту, що залишився після того, як більшу його частину зв'язали воднем. Аргон зберігають і транспортують в балонах ємністю 40 л, пофарбованих у сірий колір із зеленою смугою і зеленої написом. Тиск у них 150 атм. Економічніша перевезення зрідженого аргону, для чого використовують судини Дюара і спеціальні цистерни. Штучні радіоізотопи аргону отримані при опроміненні деяких стабільних і радіоактивних ізотопів (37Cl, 36Аr, 40Аr, 40Са) протонами і дейтонами, а також при опроміненні нейтронами продуктів, що утворилися в ядерних реакторах при розпаді урану. Ізотопи37Аr і41Аr використовуються як радіоактивні індикатори: перший - в медицині і фармакології, другий - при дослідженні газових потоків, ефективності заспівати вентиляції та в різноманітних наукових дослідженнях. Але, звичайно, не ці застосування аргону найважливіші.

3.4 Фізіологічна дія інертних газів.

Природно було очікувати, що настільки хімічно інертні речовини, як інертні гази, не повинні впливати і на живі організми. Але це не так. Вдихання вищих інертних газів (звісно в суміші з киснем) приводить людину в стан, схоже з сп'янінням алкоголем. Наркотичну дію інертних газів обумовлюється розчиненням в нервових тканинах. Чим вище атомна вага інертного газу, тим більше його розчинність і тим сильніше його наркотичну дію.

Тепер про вплив аргону на живий організм. При вдиханні суміші з 69% Ar, 11% азоту і 20% кисню під тиском 4 атм виникають явища наркозу, які виражені набагато сильніше, ніж при вдиханні повітря під тим же тиском. Наркоз миттєво зникає після припинення подачі аргону. Причина - в неполярних молекул аргону, підвищений же тиск підсилює розчинність аргону в нервових тканинах. Біологи знайшли, що аргон сприяє зростанню рослин. Навіть у атмосфері чистого аргону насіння рису, кукурудзи, огірків і жита викинули паростки. Цибулю, моркву і салат добре проростають у атмосфері, що складається з 98% аргону і лише 2% кисню.

IV Застосування інертних газів.

Гелій є важливим джерелом низьких температур. При температурі рідкого гелію тепловий рух атомів і вільних електронів у твердих тілах практично відсутня, що дозволяє вивчати багато нові явища, наприклад надпровідність в твердому стані.

Газоподібний гелій використовують як легкий газ для наповнення повітряних куль. Оскільки він негорючий, його додають до водню для заповнення оболонки дирижабля.

Так як гелій гірше розчинний у крові, ніж азот, великі кількості гелію застосовують у дихальних сумішах для робіт під тиском, наприклад при морських зануреннях, при створенні підводних тунелів і споруд. При використанні гелію декомпресія (виділення розчиненого газу з крові) у водолаза протікає менш болісно, менш імовірна кесонна хвороба, виключається таке явище, як азотний наркоз, - постійний і небезпечний супутник роботи водолаза. Суміші He-O2пріменяют, завдяки їх низькій в'язкості, для зняття нападів астми і при різних захворюваннях дихальних шляхів.

Гелій використовують як інертну середу для дугового зварювання, особливо магнію та його сплавів, при отриманні Si, Ge, Ti і Zr, для охолодження ядерних реакторів.

Інші застосування гелію - для газової мастила підшипників, в лічильниках нейтронів (гелій-3), газових термометрах, рентгенівської спектроскопії, для зберігання їжі, в перемикачах високої напруги. У суміші з іншими благородними газами гелій використовується в зовнішній неонової рекламі (в газорозрядних трубках). Рідкий гелій вигідний для охолодження магнітних надпровідників, прискорювачів частинок та інших пристроїв. Незвичайним застосуванням гелію в якості холодоагенту є процес безперервного смешенія3He і4He для створення і підтримки температур нижче 0,005 K

Області застосування ксенону різноманітні й часом несподівані. Людина використовує і його інертність і його чудесну здатність вступати в реакцію з фтором. У світлотехніці визнання отримали ксенонові лампи високого тиску. В таких лампах світить дугового розряд в ксеноні, що знаходиться під тиском у кілька десятків атмосфер. Світло в ксенонових лампах з'являється відразу після включення, він яскравий і має безперервний спектр - від ультрафіолетового до ближньої області інфрачервоного. Ксеноном користуються і медики - при рентгеноскопічних обстеженнях головного мозку. Як і баритова каша, що застосовується при просвічуванні кишечника, ксенон сильно поглинає рентгенівське випромінювання і допомагає знайти місця ураження. При цьому він абсолютно нешкідливий. Активний ізотоп елементу № 54, ксенон - 133, використовують при дослідженні функціональної діяльності легенів і серця.

Продувкою аргону через рідку сталь з неї видаляють газові включення. Це покращує властивості металу.

Все ширше застосовується дуговая електрозварювання в середовищі аргону. У аргонної струмені можна зварювати тонкостінні вироби і метали, які раніше вважалися важкозварювальних. Не буде перебільшенням сказати, що електрична дуга в аргонної атмосфері внесла переворот в техніку різання металів. Процес набагато прискорився, з'явилася можливість різати товсті листи самих тугоплавких металів. Продувається уздовж стовпа дуги аргон (в суміші з воднем) охороняє кромки розрізу і вольфрамовий електрод від освіти окисних, нітридних та інших плівок. Одночасно він стискає і концентрує дугу на малій поверхні, через що температура в зоні різання досягає 4000-6000 ° С. До того ж ця газовий струмінь видуває продукти різання. При зварюванні в аргонної струмені немає потреби у флюсах і електродних покриттях, а отже, і в зачистці шва від шлаку і залишків флюсу.

Неон і аргон використовуються, як наповнювачі в неонових лампах і лампах денного свата криптону наповнюють звичайні лампи з метою зменшення випаровування і збільшення яскравості світіння вольфрамової нитки. Ксеноном наповнюють кварцові лампи високого тиску, що є найбільш потужними джерелами світла. Гелій і аргон використовується в газових лазерах.

Список використаної літератури

1. Петров М.М., Міхільов Л.А., Кукушкін Ю.М. "Неорганічна хімія"

2. Гузей Л.С. Лекції з загальної хімії "

3. Ахметов Н.С. "Загальна та неорганічна хімія"

4. Некрасов Б.В. "Підручник загальної хімії"

5. Глінка Н.Л. "Загальна хімія

6. Ходаков Ю.В. "Загальна та неорганічна хімія"
Проектування, будівництво та реконструкція залізниць
Курсовий проект З дисципліни: "Проектування, будівництво та реконструкція залізниць" Тема: "Проект ділянки нової залізничної лінії" Зміст Введення 1. Вибір варіантів напрямів трасування та величини керівного ухилу 2. Трасування варіантів і складання схематичного профілю

Злочинність серед неповнолітніх
ПЛАН: Вступ. Характеристика злочинності неповнолітніх. Кримінологічна характеристика особових особливостей неповнолітніх претсупников. Причини і умови злочинності неповнолітніх. Попередження злочинності неповнолітніх органами внутрішніх справ. Висновок. Вступ Злочинність неповнолітніх, є складовою

Карл Ясперс "Філософська автобіографія"
Ясперс Карл - німецький філософ-екзистенціаліст і психіатр. Після 1915 відійшов від психіатрії. Після розгрому фашизму Ясперс отримав величезну популярність у колах ліберальної інтелігенції ФРН. У ряді робіт, починаючи з нашумілого трактату про «німецької вини», виступав як політичний мораліст.

Екзаменаційні питання і квитки по історії зарубіжної літератури за весняний семестр 2001 року
Зразковий перелік екзаменаційних питань історія зарубіжної літератури 1. Середньовічна література в період розкладання родового ладу і зародження феодальних відносин. 2. Загальна характеристика літератури епохи Відродження. 3. Загальна характеристика літератури класицизму. 4. Художні особливості

Періодизація вітчизняної історії
Міністерство освіти Російської Федерації Нижегородський державний університет їм М. І. Лобачевського Третій факультет дистанційної освіти Спец .: «Економіка і управління на підприємстві (в машинобудуванні)» Курсова робота Дисципліна: Історія. Тема: Періодизація вітчизняної історії Виконав:

Вимірювання потужності і енергії
Лабораторна робота Мета роботи На практиці вивчити вимірювальні прилади, навчиться визначати потужність електричного кола і споживану енергію. Теоретичну підставу Робота вироблена в одиницю часу, називається потужністю (Р). - Робота електричних сил поля. [Вт] [Вт] 100 Вт = 1 гектоватт [гВт]

Психолого-педагогічне обгрунтування уроку
Виконав: Шеренков Роман Миколайович гр. 50 "а" Проект: Урок природознавства у 2 класі. Тема: Жива і нежива природа. Різноманіття природи. Взаємозв'язки в природі. Даний урок є вступним в курс вивчення "природознавства". На вивчення теми "Жива і нежива природа. Різноманіття

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати