Metal Pattern Parti 3 - Kollox Oħra
Wara l-litju, li qed jintuża dejjem aktar fl-ekonomija moderna, u s-sodju u l-potassju, li huma fost l-aktar elementi importanti fl-industrija u fid-dinja tal-ħajja, wasal iż-żmien għall-bqija tal-elementi alkalini. Quddiemna hemm ir-rubidju, iċ-ċesju u l-frank.
L-aħħar tliet elementi huma simili ħafna għal xulxin, u fl-istess ħin għandhom proprjetajiet simili mal-potassju u flimkien miegħu jiffurmaw sottogrupp imsejjaħ potassju. Peress li kważi ċertament ma tkunx tista 'tagħmel xi esperimenti bir-rubidju u ċ-ċesju, trid tikkuntenta ruħek bl-informazzjoni li jirreaġixxu bħall-potassju u li l-komposti tagħhom għandhom l-istess solubilità bħall-komposti tiegħu.
1. Missirijiet tal-ispettroskopija: Robert Wilhelm Bunsen (1811-99) fuq ix-xellug, Gustav Robert Kirchhoff (1824-87) fuq il-lemin
Avvanzi bikrija fl-ispettroskopija
Il-fenomenu tal-kulur tal-fjamma b'komposti ta 'ċerti elementi kien magħruf u użat fil-manifattura tal-logħob tan-nar ħafna qabel ma ġew rilaxxati fl-istat ħieles. Fil-bidu tas-seklu dsatax, ix-xjenzati studjaw il-linji spettrali li jidhru fid-dawl tax-Xemx u li joħorġu minn komposti kimiċi msaħħna. Fl-1859, żewġ fiżiċi Ġermaniżi - Robert Bunsen i Gustav Kirchhoff - bena apparat għall-ittestjar tad-dawl mitfugħ (1). L-ewwel spettroskopju kellu disinn sempliċi: kien jikkonsisti fi priżma li tifred id-dawl f’linji spettrali u eyepiece bil-lenti għall-osservazzjoni tagħhom (2). L-utilità tal-ispettroskopju għall-analiżi kimika kienet immedjatament innutata: is-sustanza tinqasam f'atomi fit-temperatura għolja tal-fjamma, u dawn jarmu linji karatteristiċi tagħhom infushom biss.
2. G. Kirchhoff fl-ispettroskopju
3. Ċesju metalliku (http://images-of-elements.com)
Bunsen u Kirchhoff bdew ir-riċerka tagħhom u sena wara evaporaw 44 tunnellata ta’ ilma minerali minn nixxiegħa f’Durkheim. Fl-ispettru tas-sediment dehru linji li ma setgħux jiġu attribwiti għal xi element magħruf dak iż-żmien. Bunsen (kien ukoll kimiku) iżola l-klorur ta 'element ġdid mis-sediment, u ta l-isem lill-metall li kien fih. PERMEZZ ibbażat fuq il-linji blu qawwija fl-ispettru tagħha (Latin = blu) (3).
Ftit xhur wara, diġà fl-1861, ix-xjentisti eżaminaw l-ispettru tad-depożitu tal-melħ f'aktar dettall u skoprew il-preżenza ta 'element ieħor fih. Huma setgħu jiżolaw il-klorur tiegħu u jiddeterminaw il-massa atomika tiegħu. Peress li l-linji ħomor kienu viżibbli b'mod ċar fl-ispettru, il-metall tal-litju ġdid ġie msemmi rubid (mill-Latin = aħmar skur) (4). L-iskoperta ta 'żewġ elementi permezz ta' analiżi spettrali kkonvinċiet kimiċi u fiżiċi. Fis-snin ta 'wara, l-ispettroskopija saret waħda mill-għodod ta' riċerka ewlenin, u l-iskoperti niżlu xita bħal cornucopia.
4. Rubidju tal-metall (http://images-of-elements.com)
Rubid ma jifformax il-minerali tiegħu stess, u ċesju huwa wieħed biss (5). Iż-żewġ elementi. Is-saff tal-wiċċ tad-Dinja fih 0,029% rubidium (17-il post fil-lista ta 'abbundenzi elementali) u 0,0007% cesium (39 post). Mhumiex bijoelementi, iżda xi pjanti jaħżnu b'mod selettiv ir-rubidju, bħat-tabakk u l-pitravi taz-zokkor. Mil-lat fiżikokimiku, iż-żewġ metalli huma "potassju fuq sterojdi": saħansitra aktar artab u fużibbli, u saħansitra aktar reattivi (per eżempju, jaqbdu spontanjament fl-arja, u saħansitra jirreaġixxu ma 'l-ilma bi splużjoni).
permezz huwa l-aktar element "metalliku" (fil-kimika, mhux fis-sens kolokwali tal-kelma). Kif imsemmi hawn fuq, il-proprjetajiet tal-komposti tagħhom huma wkoll simili għal dawk ta 'komposti analogi tal-potassju.
5 Pollucite Huwa L-Uniku Minerali Ċesju (USGS)
rubidju metalliku u ċesju jinkiseb billi jitnaqqsu l-komposti tagħhom bil-manjeżju jew kalċju fil-vakwu. Peress li huma meħtieġa biss biex jipproduċu ċerti tipi ta 'ċelluli fotovoltajċi (dawl inċidentali faċilment jarmi elettroni mill-uċuħ tagħhom), il-produzzjoni annwali ta' rubidju u ċesju hija ta 'l-ordni ta' mijiet ta 'kilogrammi. Il-komposti tagħhom ukoll mhumiex użati ħafna.
Bħal fil-każ tal-potassju, wieħed mill-isotopi tar-rubidju huwa radjuattiv. Rb-87 għandu half-life ta '50 biljun sena, għalhekk ir-radjazzjoni hija baxxa ħafna. Dan l-iżotopu jintuża biex iddata l-blat. Iċ-ċesju m'għandux isotopi radjuattivi li jseħħu b'mod naturali, iżda CS-137 huwa wieħed mill-prodotti tal-fissjoni tal-uranju fir-reatturi nukleari. Huwa separat mill-vireg tal-fjuwil użat minħabba li dan l-iżotopu intuża bħala sors ta 'radjazzjoni gamma, pereżempju, biex jeqred tumuri tal-kanċer.
Ad unur Franza
6. L-iskoperta tal-lingwa Franċiża - Marguerite Perey (1909-75)
Mendeleev kien diġà ppreveda l-eżistenza ta 'metall tal-litju itqal minn ċesju u tah isem ta' xogħol. Il-kimiċi fittxewha f'minerali oħra tal-litju għax, bħall-qarib tagħhom, għandu jkun hemm. Diversi drabi deher li ġie skopert, għalkemm ipotetikament, iżda qatt ma mmaterjalizza.
Fil-bidu tas-snin 87, deher ċar li l-element 1914 kien radjuattiv. Fl-227, il-fiżiċi Awstrijaċi kienu viċin li jiskopru. S. Meyer, W. Hess, u F. Panet osservaw radjazzjoni alfa dgħajfa minn actinium-89 (minbarra partiċelli beta imnixxija b'mod abbundanti). Peress li n-numru atomiku ta 'l-attinju huwa 87, u l-emissjoni ta' partiċella alfa hija dovuta għat-"tnaqqis" ta 'l-element għal żewġ postijiet fit-tabella perjodika, l-isotopi bin-numru atomiku 223 u n-numru tal-massa XNUMX kellu jkun, madankollu, partiċelli alfa ta 'enerġija simili (il-firxa ta' partiċelli fl-arja hija mkejla proporzjonalment l-enerġija tagħhom) tibgħat ukoll iżotopu ta 'protactinium, xjenzati oħra ssuġġerew kontaminazzjoni tad-droga.
Dalwaqt faqqgħet il-gwerra u kollox intesa. Fis-snin tletin, ġew iddisinjati aċċeleraturi tal-partiċelli u nkisbu l-ewwel elementi artifiċjali, bħall-astatju tant mistenni bin-numru atomiku 30. Fil-każ tal-element 85, il-livell ta 'teknoloġija ta' dak iż-żmien ma ppermettiex li jinkiseb l-ammont meħtieġ ta ' materjal għas-sintesi. Il-fiżiku Franċiż irnexxielu bla mistenni Marguerite Perey, studenta ta' Maria Sklodowska-Curie (6). Hija, bħall-Awstrijaċi kwart ta 'seklu ilu, studjat it-tħassir ta' actinium-227. Il-progress teknoloġiku għamilha possibbli li tinkiseb preparazzjoni pura, u din id-darba ħadd ma kellu ebda dubju li kien finalment identifikat. L-esploratur semmieh Franċiż f’ġieħ art twelidhom. Element 87 kien l-aħħar li ġie skopert fil-minerali, dawk sussegwenti nkisbu artifiċjalment.
Frans hija ffurmata fil-fergħa tal-ġenb tas-serje radjuattiva, fi proċess b'effiċjenza baxxa u, barra minn hekk, hija ta 'ħajja qasira ħafna. L-iżotopu l-aktar b'saħħtu skopert mis-Sinjura Perey, Fr-223, għandu half-life ta 'ftit aktar minn 20 minuta (li jfisser biss 1/8 tal-ammont oriġinali jibqa' wara siegħa). Ġie kkalkulat li l-globu kollu fih biss madwar 30 gramma ta 'frank (jiġi stabbilit ekwilibriju bejn l-iżotopu li qed jitmermer u l-iżotopu ffurmat ġdid).
Għalkemm il-parti viżibbli tal-komposti tal-frank ma nkisbitx, il-proprjetajiet tagħha ġew studjati, u nstab li jappartjeni għall-grupp alkalin. Pereżempju, meta l-perklorat jiġi miżjud ma 'soluzzjoni li jkun fiha joni tal-frank u tal-potassju, il-preċipitat ikun radjuattiv, mhux is-soluzzjoni. Din l-imġieba tipprova li FrClO4 ftit solubbli (jippreċipita b'KClO4), u l-proprjetajiet tal-franċju huma simili għal dawk tal-potassju.
Franza, kif se jkun...
… Kieku nista' nikseb kampjun minnu viżibbli għall-għajn? Naturalment, artab bħax-xama’, u forsi b’lewn dehbi (iċ-ċesju ta’ fuqu huwa artab ħafna u ta’ kulur isfar). Ikun idub f'20-25 °C u jivaporizza madwar 650 °C (stima bbażata fuq dejta mill-episodju preċedenti). Barra minn hekk, ikun kimikament attiv ħafna. Għalhekk, għandu jinħażen mingħajr aċċess għall-ossiġnu u l-umdità u f'kontenitur li jipproteġi mir-radjazzjoni. Ikun meħtieġ li tgħaġġel bl-esperimenti, għax fi ftit sigħat ma jkunx fadal prattikament l-ebda Franċiż.
Lithium onorarju
Ftakar il-psewdo-aloġeni miċ-ċiklu tal-aloġenu tas-sena l-oħra? Dawn huma joni li jġibu ruħhom bħal anjoni bħal Cl- jew le-. Dawn jinkludu, pereżempju, ċjanuri CN- u moli SCN-, li jiffurmaw melħ b'solubilità simili għal dik tal-grupp 17 anjoni.
Il-Litwani għandhom ukoll segwaċi, li huwa l-jone ta 'l-ammonju NH. 4 + - prodott tad-dissoluzzjoni ta 'ammonja fl-ilma (is-soluzzjoni hija alkalina, għalkemm aktar dgħajfa milli fil-każ ta' idrossidi tal-metall alkali) u r-reazzjoni tagħha ma 'aċidi. Il-jone bl-istess mod jirreaġixxi mal-metalli alkali itqal, u l-eqreb relazzjoni tiegħu hija mal-potassju, pereżempju, huwa simili fid-daqs għall-katjoni tal-potassju u ħafna drabi jissostitwixxi K + fil-komposti naturali tiegħu. Il-metalli tal-litju huma reattivi wisq biex jinkisbu permezz ta 'elettroliżi ta' soluzzjonijiet milwiema ta 'melħ u idrossidi. Bl-użu ta 'elettrodu tal-merkurju, tinkiseb soluzzjoni tal-metall fil-merkurju (amalgama). Il-jone ta 'l-ammonju huwa tant simili għal metalli alkali li jifforma wkoll amalgama.
Fil-kors sistematiku tal-analiżi ta 'L.materjali tal-jone tal-manjeżju huma l-aħħar li jiġu skoperti. Ir-raġuni hija s-solubilità tajba tal-kloruri, sulfati u sulfidi tagħhom, li jfisser li ma jippreċipitawx taħt l-azzjoni ta 'reaġenti miżjuda qabel użati biex jiddeterminaw il-preżenza ta' metalli itqal fil-kampjun. Għalkemm l-imluħa ta 'l-ammonju huma wkoll solubbli ħafna, huma skoperti fil-bidu nett ta' l-analiżi, peress li ma jifilħux għat-tisħin u l-evaporazzjoni ta 'soluzzjonijiet (jiddekomponu pjuttost faċilment bir-rilaxx ta' ammonja). Il-proċedura hija probabbilment magħrufa minn kulħadd: soluzzjoni ta 'bażi qawwija (NaOH jew KOH) hija miżjuda mal-kampjun, li tikkawża r-rilaxx ta' ammonja.
Sam ammonja jiġi skopert bir-riħa jew billi tiġi applikata biċċa karta universali mxarrba bl-ilma mal-għonq tat-tubu tat-test. gass NH3 jinħall fl-ilma u jagħmel is-soluzzjoni alkalina u ddawwar il-karta blu.
7. Sejbien ta 'jonji ta' l-ammonju: fuq ix-xellug, l-istrixxa tat-test issir blu taħt l-azzjoni ta 'ammonja rilaxxata, fuq il-lemin, riżultat pożittiv tat-test Nessler
Meta tiskopri l-ammonja bl-għajnuna tar-riħa, għandek tiftakar ir-regoli għall-użu tal-imnieħer fil-laboratorju. Għalhekk, m'għandekx txaqleb fuq ir-reċipjent tar-reazzjoni, idderieġi l-fwar lejk innifsek b'moviment tal-fann ta 'idejk u ma nifsx l-arja "sider sħiħ", iżda ħalli l-aroma tal-kompost tilħaq imnieħrek waħedha.
Is-solubilità tal-melħ tal-ammonju hija simili għal dik ta 'komposti tal-potassju analogi, għalhekk jista' jkun jista 'jitħajjar li tipprepara perklorat tal-ammonju NH.4CLO4 u kompost kumpless bil-kobalt (għad-dettalji, ara l-episodju preċedenti). Madankollu, il-metodi ppreżentati mhumiex adattati biex jinkixfu ammonti żgħar ħafna ta' ammonja u joni ta' l-ammonju f'kampjun. Fil-laboratorji, ir-reaġent ta 'Nessler jintuża għal dan il-għan, li jippreċipita jew jibdel il-kulur anke fil-preżenza ta' traċċi ta 'NH3 (7).
Madankollu, nirrakkomanda bil-qawwa li ma jsirx test adattat fid-dar, peress li huwa meħtieġ li tuża komposti tossiċi tal-merkurju.
Stenna sakemm tkun f'laboratorju professjonali taħt is-superviżjoni professjonali ta 'parrinu. Il-kimika hija affaxxinanti, iżda - għal dawk li ma jafuhiex jew huma traskurati - tista 'tkun perikoluża.
Ara wkoll:
