43. Свойства соединений церия и европия в разных степенях окисления. Получение и области применения.

Электр. cтроение

₅₈Ce[ ]4f²[5S² 5p⁶]5d⁰6s² ₅₈Ce*[ ]4f¹[5S² 5p⁶]5d¹6s² степ. ок +3 ₅₈Ce[ ]4f⁰[5S² 5p⁶]5d²6s² степ. ок +4

Для Се характерно 2 формы соед. (+3) и (+4)

Свойства соединений церия Се(+3) :

А) Аналогичны РЗЭ(+3) св-во оксидов и гидроксидов

Се2О3 только основные

Се2О3+HCl 2СеCl3+ H2O

Б) ОВ св-ва Ce³⁺->^осСе(+4)

4Се(OH)+O2+2H2O 4Ce(OH)4 осадок

Ce³⁺-1e Ce⁴⁺

O2 +4e 2O^-2

3Ce(OH)3+ KMnO4+2H2O 3Ce(OH)4+MnO2+KOH

Ce⁺³- 1e Ce⁺⁴

Mn⁺⁷+ 3e Mn⁺⁴

Св-ва соединений церия Ce⁴⁺

А) Ce(+4) сильный ок-ль!

ЕCl⁺⁴/Cl⁺³ 1,43(H2O, KOH)1,7(HNO3, HClO4) В

2Ce⁺⁴(OH)₄+8HCl^-12Ce⁺³Cl₃+Cl₂+8H₂O Ce⁺⁴+eCe⁺³ окислитель E_ок=1.61 В 2Cl^-1-2eCl₂⁰ восстановитель E_вост=1.36 В E_ок- E_вост>0 -> 1->2!

Б) Комплексообразование

Сe(+4)- хороший комплексообразователь с анионами SO₄^2-;CO₃^2-;C2O₄^2- Kr=8

Св-во используют для отделения Се от РЗЭ:

Ce(SO₄)₂+4(NH4)2C2O4 ^комп(NH4)4[Ce(C2O4)4]р-р +2(NH4)2SO4 | Ce(+4) в р –ре в виде КС

Разделение Ce(SO₄)₃+3(NH4)2C2O4^обменCe2(C2O4)3осадок+3(ТР4)2SO4 | ->

РЗЭ₂(SO₄)₃+3(NH4)2C2O4^обменРЗЭ2(C2O4)3осад+3((NH4)2SO4 | РЗЭ(+3)осад ; Се(+3) осад

В) гидролиз

Ce(OH)2(NO3)2 ^H2OCeO(NO3)2 ; Ce(NO3)4 +2H2O= Ceo(NO3)2+HNO3;

CeC Cec CeC+4H2O->^tCe(OH)4+CH4 ; СEC2 CeC2+4H2) ^t Ce(OH)4+C2H4 

Г) амфотерность Сe(OH)4 слабое

Ce(OH)₄+NaOH; Ce(OH)₄+2NaOH^tNa₂CeO₃+3H₂O

Д) Качественная реакция на Сe(+3)Сe(+4)

Ce(NO₃)₃+3NH₄OH Ce(OH)₃+3NH₄NO₃;

2Ce(OH)3+H2O22Ce(OH)4

Ce⁺³ –e Ce⁺⁴ *2

2O^-1+2 2O^-2

Ce(OH)₄+H₂O₂Ce(OH)₃(OOH)+H₂O.

Свойства европия.

Электронное строение.

₆₃Eu [ ] 4f⁶ [5S²5p⁰ ] 5d¹6s². (+3). Аналог R⁺³ РЗ (4f), некоторых 3d (Sc, La, Y, Ac).

Eu [ ] 4f⁷ [5S²5p⁰] 5d⁰6s². (+2). (Ca, B). EuSO₄.

Eu- один из немногих Ln, для которых характерны ст.ок. +2, имеет самый большой радиус атома, которому он наименее стоек к действию окруж.среды (О2,Н2О)

Сва-ва соединений Еu (+3):

А) св-во оксидов и гидроксидов

Eu2О3 только основные

Eu2О3+HCl -> 2 EuCl3+ H2O

Б) Окислительно-восстановительные свойства.

Eu²⁺  Eu³⁺. Это св-во используют для отделения Еu от РЗЭ.

Разделение Eu₂(SO₄)_3р-р + Zn (pH < 7)  2EuSO₄ + ZnSO₄.

РЗЭ2(SO₄)_3р-р + Zn т.к. РЗЭ(+3)- постоянная ст.ок.

Отделение Eu от других редкоземельных элементов связано с его способностью образовывать труднорастворимый сульфат в двухвалентном состоянии: R₂(SO₄)₃ — раствор.

Св-ва Еu (+2)

Соединения Eu(+2) похожи на св-ва соединений 2 группы эл-ов.

Eu+2H2O Eu⁺²(OH)2+H2 ; Eu(OH)2Eu⁺²+2OH^- ; Eu(OH)2+4NH4OH[Eu(NH3)4](OH2)+4H2O

Eu(+2)^окEu(+3)

4Eu(OH)2+O2+2H2O4Eu(OH)3

Eu⁺² -e Eu⁺³ *4

O2 +4e 2O^-2

Кислотно-основные свойства европия. Eu(OH)₃ + 3HCl  EuCl₃ + 3H₂O Eu + 2H₂O  Eu(OH)₂ + H₂. Eu(OH)₂+H₂SO₄  EuSO₄ + H₂O Eu(OH)_3/2 + NaOH . CeC + H₂O  Ce(OH)₄ + CH₄.

CeC₂ + H₂O  Ce(OH)₄ + C₂H₄. EuC₂ + H₂O  Ce(OH)₂ + Eu₂C₂. CaC₂ + H₂O  Ca(OH)₂ + C₂H₂.