- •Неметаллы
- •6. Физические свойства и строение неметаллов
- •7. Получение неметаллов
- •8. Химические свойства неметаллов.
- •9. Соединения неметаллов с водородом
- •10. Соединения неметаллов с кислородом
- •Строение и физические свойства оксидов
- •Получение и химические свойства оксидов
- •11. Кислородные кислоты и их соли
- •Соли кислородных кислот
- •Галогены. Общая характеристика
- •2. Галогены в природе. Получение галогенов.
- •Взаимодействие галогенов с водой.
- •11.1. Оксокислоты hxo и их соли.
- •11.2. Оксокислоты hxo2
- •11.3. Свойства кислот hxo3 и их солей.
- •11.4. Оксокислоты hxo4.
- •Материалы на основе галогенов и их соединений.
- •Фтор и его соединения
- •Физические свойства
- •Хлор и его соединения
- •Соединения хлора Хлористый водород
- •Химические свойства
- •Кислородсодержащие кислоты хлора
- •Бром и его соединения
- •Химические свойства
- •Бромистый водород hBr
- •Иод и его соединения
- •Химические свойства
- •Иодистый водород
- •Кислородные кислоты йода
7. Получение неметаллов
Инертные газы (кроме радона) содержатся в атмосфере и их получают сжижением и перегонкой воздуха при очень низких температурах. В атмосфере, как вы знаете, содержатся O2 и N2. В земной коре в самородном состоянии встречаются также C и S. Остальные неметаллы можно получить только из сложных соединений.
Если в соединении неметалл находится в отрицательной степени окисления, то получить его в виде простого вещества можно действием окислителя:
N–3H3 + O2 → N2 + H2O,
H2S–2 + O2 → S + H2O,
KI–1 + FeCl3 → I2 + KCl + FeCl2,
HCl–1 + KMnO4 → Cl2 + KCl + MnCl2 + H2O,
KBr–1 + MnO2 + H2SO4 → Br2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O.
Если в соединении неметалл находится в положительной степени окисления, то получить его в виде простого вещества можно действием восстановителя:
Si+4O2 + Mg → Si + MgO,
Na2S+4O3 + H2S + H2SO4 → S↓ + Na2SO4 + H2O,
KCl+5O3 + I2 → Cl2 + KIO3.
Восстановление и окисление можно проводить также, пропуская электрический ток через раствор или расплав –
1) анодное окисление (A+, анод):
2H2O–2 – e– → O2↑ + 4H+ (раствор),
2Cl– –2e– → Cl2↑ (раствор или расплав),
2F– – 2e–→ F2↑ (расплав);
2) катодное восстановление (K–, катод):
2H+12O + 2e–→ H2↑ + 2OH–.
Некоторые неметаллы могут быть получены термическим разложением сложных веществ:
-
H–H
74 пм
454 кДж/моль
С–C в алмазе
154 пм
348 кДж/моль.
C12H22O11 (сахар) → C + H2O,
KClO3 (катализатор MnO2) → O2↑ + KCl,
NH4NO2 → N2 + H2O.
В таблице описано природное сырьё для каждого из неметаллов.
|
Неметалл |
Природные источники |
Способ получения |
|
H2 |
Метан CH4, H2O |
Нагревание метана с водяным паром, электролиз воды, в лаборатории –реакция цинка с серной кислотой или алюминия со щёлочью. |
|
B |
Бура Na2B4O7⋅10H2O |
Перевод в борную кислоту, оксид бора, затем – его восстановление магнием. |
|
С |
Уголь, углеводороды |
Неполное сгорание горючих веществ, в лаборатории –обугливание древесины, углеводов. |
|
N2 |
Воздух |
Перегонка жидкого воздуха при низких температурах, в лаборатории – прокаливание твёрдого NH4NO2 или смеси NaNO2 + NH4Cl. |
|
O2 |
Воздух |
Перегонка жидкого воздуха при низких температурах, в лаборатории – прокаливание KMnO4 или KClO3 с катализатором MnO2. |
|
F2 |
Фторапатит Ca5(PO4)3F или флюорит CaF2 |
Обработка серной кислотой с отгонкой HF, перевод в K[HF2] и электролиз расплава. |
|
Si |
SiO2 |
Восстановление оксида магнием. |
|
P |
Апатиты всех видов Ca5(PO4)3(1/2СO3, OH, F)2 |
Обжиг с углем и песком и отгонка паров белого фосфора P4. |
|
S8 |
Сульфиды и сероводород |
Обработка сульфида железа сильной кислотой, затем – неполное окисление сероводорода. |
|
Cl2 |
NaCl |
Электролиз водного раствора или расплава, в лаборатории – реакция KMnO4 c HCl. |
|
As |
Реальгар AsS, аурипигмент As2S3, арсенопирит FeAsS, изоморфная примесь в сульфидах и фосфатах металлов |
Отгонка из кислых растворов в форме арсина AsH3с его последующим разложением при нагревании. |
|
Se |
Изоморфная примесь в сульфидах и сульфатах металлов |
Восстановление из кислородных соединений сернистым газом или сульфитом натрия. |
|
Br2 |
KBr |
Окисление хлором или электролиз, в лаборатории реакция с MnO2 в присутствии H2SO4. |
|
Te |
Анодные шламы цветной металлургии. |
Восстановление из кислородных соединений сернистым газом или сульфитом натрия. |
|
I2 |
KIO3, морская водоросль ламинария. |
Разложение соединений при нагревании, электролиз, в лаборатории – реакция KI с MnO2в присутствии H2SO4. |
|
He, Ne, Ar, Kr, Xe |
Воздух |
Фракционная перегонка при низких температурах. |