72 72 72 Оксиды и гидроксиды s-элементов, их получение, свойства, применение.

1) элементы подгруппы IIIA образуют оксиды и гидроксиды со степенью окисления III. Свойства их в ряду от алюминия до таллия изменяются от кислотных к основным;

2) галогениды всех элементов этой подгруппы имеют состав MеX3, а таллий, кроме того, образует TlCl, во многом сходный с AgCl;

3) элементы и их соединения взаимодействуют с водой;

4) гидроксиды элементов подгруппы IIIA все, кроме таллия, взаимодействуют со щелочами.

Применение. Бор используют как добавку к цветным сплавам и стали, как противокоррозийное средство, получают из него буру, используемую в производстве глазури, эмали, стекла, сварке, паянии, как удобрение.

Галогениды элементов подгруппы IIIA применяются в отраслях промышленности и в лабораторных исследованиях. На основе алюминия производят множество сплавов. Применяют при изготовлении химической аппаратуры, проводов, конденсаторов, для алитирования, для получения искусственных рубинов, сапфиров и наждака.

Галлий используют для наполнения кварцевых термометров, добавляют к алюминию для получения сплавов, поддающихся горячей обработке. Индий используют для покрытия рефлекторов, вкладышей подшипников и для изготовления плавких предохранителей. Таллий используется в оптических приборах, работающих в оптической области спектра, в фотоэлементах.

С усилением металлических свойств соответствующих химических элементов усиливаются и основные свойства их оксидов и гидроксидов.

Для s- и р-элементов по периоду слева направо они изменяются от ярко выраженных основных свойств у соединений щелочных и щелочноземельных металлов до амфотерных у металлов, стоящих ближе к линии, разделяющей металлы и неметаллы (у алюминия, германия, сурьмы, свинца). Так, например, свежеосажденный гидроксид алюминия легко растворяется в растворах как кислот, так и щелочей:

Аl(ОН)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O;

Аl(ОН) 3 + 3КОН = К3 [Аl(ОН) 6].

Амфотерные оксиды и гидроксиды вступают в реакции не только с растворами щелочей, но и с твердыми основаниями при повышенной температуре (при сплавлении). Для проведения такой реакции смесь исходных твердых веществ нагревают до определенной температуры. При этом образуются иные, чем при реакции в водном растворе, продукты реакции. Например, при сплавлении гидроксида хрома(III) с гидроксидом, оксидом или карбонатом калия получается соль метахромовой кислоты НСЮ2 — метахромит калия:

Сr(ОН)3 + КОН =t KСrO2 + 2Н2О↑;

2Cr(ОН)3 + К2O =t 2КСrO2 + 3H2O↑;

2Сr(ОН)3 + 2СO3 =t 2КСrO2 + 3H2O↑ + CO2↑.

Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов активно реагируют с водой с образованием растворимых гидроксидов:

К2O + Н2O = 2КОН;

ВаО + Н2O = Ва(ОН)2.

По группе сверху вниз металлические свойства s- и р-элементов усиливаются, и, соответственно, нарастают основные свойства их оксидов и гидроксидов. Так, например, в группе IIA оксид и гидроксид бериллия проявляют амфотерные свойства — легко растворяются в растворах кислот и щелочей

ВеО + 2HCI = ВеС12 + Н2O;

ВеО + Н2O + 2NaOH = Na2[Be(OH) 4].

Соответствующие соединения бария и радия имеют ярко выраженные основные свойства

ВаО + Н2O = Ва(ОН)2;

Ва(ОН)2 + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + 2Н2O.

Существенное влияние на кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов d-элементов оказывает степень окисления атома металла: с увеличением степени окисления атома металла кислотные свойства соответствующего оксида и гидроксида усиливаются. Например, хром образует оксиды и гидроксиды, в которых атомы хрома проявляют степени окисления +2, +3 и +6

Кислотно-основные свойства этих оксидов изменяются от основных (у СrО и Сr(ОН)2) через амфотерные (у Сr2O3 и Сr(ОН) 3) до кислотных (у СrO3 и Н2СrO4). Аналогичная зависимость наблюдается и для других d-металлов.