Pola Metal Part 3 - Kabeh Liyane
Sawise lithium, sing saya akeh digunakake ing ekonomi modern, lan sodium lan kalium, kang antarane unsur paling penting ing industri lan donya urip, wektu wis teka kanggo liyane saka unsur alkalin. Sadurunge kita rubidium, cesium lan franc.
Telung unsur pungkasan meh padha karo saben liyane, lan ing wektu sing padha nduweni sifat sing padha karo kalium lan bebarengan karo iku mbentuk subgroup disebut kalium. Amarga sampeyan meh mesthi ora bisa nggawe eksperimen karo rubidium lan cesium, sampeyan kudu puas karo informasi sing reaksi kaya kalium lan senyawa kasebut duwe kelarutan sing padha karo senyawa kasebut.
1. Bapak spektroskopi: Robert Wilhelm Bunsen (1811-99) ing sisih kiwa, Gustav Robert Kirchhoff (1824-87) ing sisih tengen
Kemajuan awal ing spektroskopi
Fenomena pewarnaan nyala kanthi senyawa unsur tartamtu dikenal lan digunakake ing pabrik kembang api sadurunge dibebasake menyang negara bebas. Ing wiwitan abad kaping 1859, para ilmuwan nyinaoni garis spektral sing katon ing cahya srengenge lan dipancarake dening senyawa kimia sing digawe panas. Ing taun XNUMX, loro fisikawan Jerman - Robert Bunsen i Gustav Kirchhoff - dibangun piranti kanggo nguji cahya sing dipancarake (1). Spektroskop pisanan nduweni desain sing prasaja: kasusun saka prisma sing misahake cahya dadi garis spektral lan eyepiece karo lensa kanggo pengamatan (2). Kegunaan spektroskop kanggo analisis kimia langsung diweruhi: zat kasebut pecah dadi atom ing suhu geni sing dhuwur, lan garis-garis kasebut mung mancarake dhewe.
2. G. Kirchhoff ing spektroskop
3. Metallic cesium (http://images-of-elements.com)
Bunsen lan Kirchhoff miwiti riset lan setaun sabanjure nguap 44 ton banyu mineral saka sumber ing Durkheim. Garis muncul ing spektrum sedimen sing ora bisa digandhengake karo unsur sing dikenal nalika iku. Bunsen (dheweke uga ahli kimia) ngisolasi klorida saka unsur anyar saka endhepan, lan menehi jeneng kanggo logam sing ana ing kono. LAWAT adhedhasar garis biru kuwat ing spektrum (Latin = biru) (3).
Sawetara sasi sabanjure, ing taun 1861, para ilmuwan nliti spektrum simpenan uyah kanthi luwih rinci lan nemokake anané unsur liya ing njero. Dheweke bisa ngisolasi klorida lan nemtokake massa atom. Wiwit garis abang katon cetha ing spektrum, logam lithium anyar dijenengi rubid (saka Latin = abang peteng) (4). Panemon rong unsur liwat analisis spektral yakin kimiawan lan fisikawan. Ing taun-taun sabanjure, spektroskopi dadi salah sawijining alat riset utama, lan panemuan udan mudhun kaya cornucopia.
4. Logam rubidium (http://images-of-elements.com)
Rubid ora mbentuk mineral dhewe, lan cesium mung siji (5). Loro-lorone unsur. Lapisan permukaan bumi ngandhut 0,029% rubidium (panggonan kaping 17 ing daftar kelimpahan unsur) lan 0,0007% cesium (panggonan kaping 39). Dheweke dudu bioelemen, nanging sawetara tanduran kanthi selektif nyimpen rubidium, kayata tembakau lan bit gula. Saka sudut pandang fisikokimia, loro logam kasebut minangka "kalium ing steroid": malah luwih alus lan bisa digabung, lan malah luwih reaktif (contone, padha ignite spontan ing udhara, lan malah reaksi karo banyu karo bledosan).
liwat iku unsur paling "logam" (ing kimia, ora ing pangertèn colloquial saka tembung). Kaya sing kasebut ing ndhuwur, sifat senyawa kasebut uga padha karo senyawa kalium analog.
5 Pollucite Iku Mung Mineral Cesium (USGS)
rubidium logam lan cesium dipikolehi kanthi ngurangi senyawa karo magnesium utawa kalsium ing vakum. Amarga mung dibutuhake kanggo ngasilake jinis sel fotovoltaik tartamtu (cahaya kedadeyan kanthi gampang ngetokake elektron saka permukaane), produksi rubidium lan cesium saben taun ana ing urutan atusan kilogram. Senyawa kasebut uga ora akeh digunakake.
Kaya karo kalium, salah sawijining isotop rubidium yaiku radioaktif. Rb-87 duwe setengah umur 50 milyar taun, mula radiasi kasebut sithik banget. Isotop iki digunakake kanggo tanggal watu. Cesium ora duwe isotop radioaktif alamiah, nanging CS-137 minangka salah sawijining produk fisi uranium ing reaktor nuklir. Iki dipisahake saka rod bahan bakar sing digunakake amarga isotop iki digunakake minangka sumber g-radiasi, contone, kanggo numpes tumor kanker.
Kanggo ngurmati Prancis
6. Penemu basa Prancis - Marguerite Perey (1909-75)
Mendeleev wis ngira anane logam litium sing luwih abot tinimbang cesium lan menehi jeneng sing bisa digunakake. Kimiawan wis nggoleki ing mineral litium liyane amarga, kaya relatif, mesthine ana. Kaping pirang-pirang katon ditemokake, sanajan kanthi hipotesis, nanging ora nate kedadeyan.
Ing wiwitan taun 87, dadi cetha yen unsur 1914 iku radioaktif. Ing taun 227, fisikawan Austria wis cedhak nemokake. S. Meyer, W. Hess, lan F. Panet ngamati radiasi alfa sing lemah saka actinium-89 (saliyane partikel beta sing disekresi kanthi akeh). Wiwit nomer atom saka actinium yaiku 87, lan emisi partikel alfa amarga "ngurangi" unsur dadi rong panggonan ing tabel périodik, isotop kanthi nomer atom 223 lan nomer massa XNUMX mesthine minangka partikel alfa saka energi padha, Nanging (ing sawetara partikel ing udhara diukur proportionally energi sing) uga ngirim metu isotop saka protactinium, ilmuwan liyane wis disaranake kontaminasi tamba.
Perang banjur pecah lan kabeh dilalekake. Ing taun 30-an, akselerator partikel dirancang lan unsur buatan pisanan dipikolehi, kayata astatium sing ditunggu-tunggu kanthi nomer atom 85. Ing kasus unsur 87, tingkat teknologi wektu kasebut ora ngidini entuk jumlah sing dibutuhake. materi kanggo sintesis. Fisikawan Prancis sukses tanpa diduga Marguerite Perey, murid saka Maria Sklodowska-Curie (6). Dheweke, kaya wong Austria seprapat abad kepungkur, nyinaoni pembusukan actinium-227. Kemajuan teknologi bisa entuk persiapan sing murni, lan wektu iki ora ana sing mangu-mangu manawa pungkasane bisa dingerteni. Penjelajah kasebut jenenge french kanggo ngurmati tanah air. Unsur 87 minangka sing pungkasan ditemokake ing mineral, sing sabanjure ditemokake kanthi artifisial.
Frans iku kawangun ing cabang sisih seri radioaktif, ing proses karo efficiency kurang lan, malih, banget short-urip. Isotop paling kuat sing ditemokake dening Mrs. Perey, Fr-223, nduweni setengah umur mung luwih saka 20 menit (tegese mung 1/8 saka jumlah asli sing isih ana sawise jam). Wis diitung yen kabeh globe mung ngemot kira-kira 30 gram franc (keseimbangan digawe antarane isotop bosok lan isotop sing mentas dibentuk).
Sanajan bagean senyawa franc sing katon ora dipikolehi, sifate ditliti, lan ditemokake yen kalebu klompok alkalin. Contone, nalika perchlorate ditambahake menyang solusi sing ngemot ion franc lan kalium, endapan kasebut bakal dadi radioaktif, dudu solusi kasebut. Prilaku iki mbuktekake manawa FrClO4 rada larut (precipitates karo KClO4), lan sifat fransium padha karo kalium.
Prancis, kepiye dheweke ...
… Yen aku bisa njaluk conto saka iku katon ing mripat langsung? Mesthi, alus kaya lilin, lan mbok menawa kanthi warna emas (cesium ing ndhuwur iku alus banget lan werna kuning). Bakal leleh ing 20-25 ° C lan nguap watara 650 ° C (kira-kira adhedhasar data saka episode sadurunge). Kajaba iku, iku bakal banget kimia aktif. Mulane, kudu disimpen tanpa akses menyang oksigen lan kelembapan lan ing wadhah sing nglindhungi radiasi. Perlu cepet-cepet eksperimen, amarga ing sawetara jam ora ana Prancis sing isih ana.
Lithium kehormatan
Elinga pseudo-halogen saka siklus halogen taun kepungkur? Iki minangka ion sing tumindak kaya anion kayata Cl- utawa ora-. Iki kalebu, contone, sianida CN- lan mol SCN-, mbentuk uyah kanthi kelarutan sing padha karo anion gugus 17.
Lithuania uga duwe pengikut, yaiku ion amonium NH. 4 + - produk saka pembubaran amonia ing banyu (solusi kasebut alkalin, sanajan luwih lemah tinimbang ing kasus hidroksida logam alkali) lan reaksi karo asam. Ion kasebut uga bereaksi karo logam alkali sing luwih abot, lan hubungane sing paling cedhak karo kalium, contone, ukurane padha karo kation kalium lan asring ngganti K+ ing senyawa alami. Logam litium banget reaktif kanggo dipikolehi kanthi elektrolisis larutan uyah lan hidroksida. Nggunakake elektroda merkuri, solusi logam ing merkuri (amalgam) dipikolehi. Ion amonium meh padha karo logam alkali sing uga mbentuk amalgam.
Ing analisis sistematis L.bahan ion magnesium sing pungkasan ditemokake. Alesane yaiku kelarutan klorida, sulfat lan sulfida sing apik, sing tegese ora precipitate miturut tumindak reagen sing ditambahake sadurunge digunakake kanggo nemtokake anané logam sing luwih abot ing sampel. Senajan uyah amonium uga Highly larut, padha dideteksi ing awal banget saka analisis, amarga padha ora tahan panas lan penguapan saka solusi (padha gampang decompose karo release saka amonia). Prosedur kasebut mbokmenawa dikenal kanggo kabeh wong: solusi saka basa sing kuwat (NaOH utawa KOH) ditambahake ing sampel, sing nyebabake pelepasan amonia.
Sam amonia dideteksi kanthi mambu utawa kanthi nggunakake kertas universal sing dibasahi banyu menyang gulu tabung uji. gas NH3 dissolves ing banyu lan ndadekake solusi alkalin lan dadi biru kertas.
7. Deteksi ion amonium: ing sisih kiwa, jalur tes dadi biru miturut tumindak amonia sing dibebasake, ing sisih tengen, asil positif saka tes Nessler
Nalika ndeteksi amonia kanthi mambu, sampeyan kudu ngelingi aturan nggunakake irung ing laboratorium. Mulane, aja nyedhaki wadhah reaksi, ngarahake uap menyang awak kanthi gerakan penggemar tangan lan aja nyedhot hawa "dodo lengkap", nanging supaya aroma senyawa kasebut tekan irung dhewe.
Kelarutan uyah amonium padha karo senyawa kalium analog, mula bisa uga nggodha kanggo nyiapake amonium perklorat NH.4ClO4 lan senyawa kompleks karo kobalt (kanggo rincian, ndeleng episode sadurungé). Nanging, cara sing disedhiyakake ora cocok kanggo ndeteksi jumlah amonia lan ion amonium sing cilik banget ing sampel. Ing laboratorium, reagen Nessler digunakake kanggo tujuan iki, sing precipitates utawa ngganti warna sanajan ana jejak NH.3 (7).
Nanging, aku banget menehi saran supaya ora nindakake tes sing cocog ing omah, amarga kudu nggunakake senyawa merkuri beracun.
Enteni nganti sampeyan ana ing laboratorium profesional ing sangisore pengawasan profesional saka mentor. Kimia pancen nggumunake, nanging - kanggo sing ora ngerti utawa ora peduli - bisa mbebayani.
Deleng uga:
