Одержання неметалів
Одні прості речовини,
утворені атомами неметалів знаходяться
в природі у вільному вигляді (кисень,
азот, алмаз, графіт, самородна сірка),
інші отримують із їх сполук, використовуючи
різні відновники. Вибір методу одержання
залежить від місця розташування і виду
сполуки елементу в корисних копалинах,
від економічних обставин, від необхідної
кількості речовини, яку необхідно
отримати (в лабораторії, в промисловості).
Всі прості неметалічні речовини можна одержати із сполук, що містять елемент простої речовини, двома загальними методами – методом розкладу та методом витіснення.
|
Метод розкладу |
Метод витіснення |
|
Водень |
а) термічним розкладом бінарних сполук: 2Н2О 4Н2+О2 2НІ Н2+І2; СаН2 Са+Н2 |
а) взаємодією водних розчинів кислот з металами, які стоять в ряді напруг до Н: Zn+H2SO4 ZnSO4+H2 |
|
|
б) електролізом бінарних сполук:
NaH
4H2O 2H2+O2 |
б) взаємодією лужних та лужно-земельних металів і їх гідридів з водою: 2Na+2H2O 2NaOH+H2 NaН+H2O NaOH+H2 |
|
|
в) термічним розкладом метану (піролізом): CН4 C+2H2 2CН4 C2Н2+3H2 |
в) взаємодією водних розчинів лугів з амфотерними металами чи кремнієм: 2Al+2NaOH+2H2O3H2+2NaAlO2 Si+2NaOH+H2O 2H2+Na2SiO3 |
|
|
|
г) взаємодією водяної пари при високих температурах з відновниками – залізом, вуглецем і т.п. (конверсією водяної пари): 3Fe+4H2O Fe3O4+4H2 C+ H2O CO+H2 CН4+ H2O CO2+3H2 |
|
Фтор |
Виключно тільки електролізом розплавленої системи HF–KF |
Неможливо |
|
Хлор, бром, йод |
Електролізом водних розчинів чи сольових розплавів галогенідів: 2KCl 2K+Cl2 |
Взаємодією їх бінарних сполук з окисниками: 10KCl+2KMnO4+8H2SO45Cl2+2MnSO4+6K2SO4+8H2O |
|
|
Термічною дисоціацією галогеноводнів:
|
|
|
|
Інші методи: Йод можна одержати з оксигенних сполук при взаємодії їх з відновниками: 2NaIO3+5NaHSO3 2Na2SO4+3NaHSO4+I2+H2O |
||
Кисень |
Термічним розкладом оксидів неактивних металів та пероксидів: 2Ag2O 4Ag+O2 2HgO 2Hg+O2 3PbO2 Pb3O4+O2 2BaO2 2BaO+O2 |
З оксидів, пероксидів, надпероксидів: 2MnO2+2H2SO4 2MnSO4+O2+2H2O 2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2 4KO2+2CO2 2K2CO3+3O2 |
|
|
Термічним розкладом деяких солей – хлоратів, перхлоратів, перманганатів, нітратів Ba(ClO3)2 BaCl2+3O2 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 2KNO3 2KNO2+O2 Pb(NO3 )2 Pb3O4+O2 |
|
|
|
Електролізом водних розчинів лугів, оксигенвмісних кислот та їх солей (кисень виділяється на аноді): Na2SO42Na++SO42– SO42–+H2O H2SO4+ O2+2e 2H2O 2H++ H2O + O2+2e |
|
|
Сірка |
Термічною дисоціацією сульфідів і полісульфідів: H2S H2+S FeS2 FeS+S |
BaS2+2HCl BaCl2+H2S+S 2H2S+SO2 3S+2H2O Na2S2O3+2HCl S+SO2+2NaCl+H2O 2Na2S+Na2SO3+6HCl 6NaCl+S+3H2O |
|
Азот |
Термічною дисоціацією водневих сполук: N2H4 N2+2H2 2NH3 3N2+H2 |
Відновленням нітрогену в нітратах та нітритах: 6KNO3+10Fe 3N2+3K2O+5Fe2O3 NaNO2+NH4Cl N2+NaCl+2H2O |
|
|
|
Окисленням нітрогену в його водневих сполуках: 4NH3+3O2 6H2O+2N2 8NH3+3Cl2 N2+6NH4Cl 2NH3+CuO N2+3Cu+3H2O |
|
Фосфор |
2РН3 2Р+3Н2 |
Ca3(PO4)2+5C+3SiO2 3CaSiO3+2P+5CO 6NaPO3+10Al+3SiO26P+5Al2O3+3Na2SiO3 |
|
Карбон аморф-ний (сажа) |
Піролізом вуглеводнів або дегідратацією вуглеводів: СН4 С+2Н2 С2Н2 2С+Н2 С12Н22О11 12С+11Н2О |
Відновленням карбону в його сполуках: СО2+2Mg C+2MgO CCl4+4Na C+4NaCl |
|
|
Електролізом розплавлених карбонатів (на катоді): Na2СO32Na++СO32– СO32–+4 e С+3O2– |
|
|
Силіцій аморф-ний |
Термічним розкладом силанів: SiH4 Si+2H2 |
Відновленням оксиду (технічний): SiO2+2C Si+2CO SiO2+2Mg Si+2MgO |
|
|
Електролізом розплавів солей (на катоді): Na2SiF62Na++SiF62– SiF62–+4 e Si+6F– |
Відновленням хлориду (чистий) SiCl4+4Na Si+4NaCl SiCl4+2Н2 Si+4НCl |
|
Бор аморф-ний |
Термічним розкладом його галогенідів та гідридів: 2ВІ3 2В+3І2 В2Н6 2В+3Н2 |
B2O3+2Al 2B+Al2O3 BCl3+3Na B+3NaCl |
|
|
Електролізом розплавів солей (на катоді): КВF4К++ВF4– ВF4–+3 e В+4F– |
|
|
Na+
H2Окремі неметали знаходяться в поовітрі в вільному вигляді (інертні гази, кисень, азот). Тому ці гази одержують шляхом зрідження повітря з послідуючим відбором фракцій газів (вони мають різні температури кипіння) при його нагріванні.