Галлий, индий, таллийдің оттекті қышқылдарының тұздарымен галогенді қосылыстары

Оңтүстік Қазақстан обылысы
Шардара ауданы
№ 16 колледж
Орындаған: Тұ-53 топ студенті Абдулла Әсел Маратбекқызы
Жетекшісі: Айтенова Нұргул Ыдырысқызы

Оттекті қышқылдардың тұздары

Галлий, индий және таллий оксидтерін қышқылдарда еріткенде үш валентті катионның (Ga³⁺, In³⁺, Т1³⁺) сәйкес тұздары түзілeдi, немесе ТІ⁺. Бір валентті таллийдің тұздары металдық таллийді қышқылдарда еріткенде (галлий мен ин­дий мұндай жағдайларда үш валентті ион түзеді) түзіледі.

Үш валентті галлий, индий және таллийдің азотқышқылды тұздары суда жақсы ериді, ал галлий мен индийдің тұздары ауада әрекеттесіп жайылып кетеді. Күкіртқышқылды тұздары (азот қышқылы сияқты түссіз) суда жақсы ериді.

Олардың кристалдануы судың көп мөлшерімен жүреді және сілті металдардың сульфаттарымен қос тұздар түзеді. Галлий типтік ашудастар береді, құрамы — MeGa(SO₄)₂ 12Н₂О.

Д.И.Менделеев 1971 жылы әлі ашылмаған "эка-алюминийдің" қасиеттерін болжай келе "эка-алюминий" ашудастар түзеді деп көрсеткен. Индий де ашудастар береді, бірақ барлық сілті металдармен емес. Натриймен және калиймен ин­дий 4 су молекуласы бар қос тұздар түзеді. Аммониймен 36°С температурада сулы ерітінділерде кристалдағанда ұқсас қос тұздар, ал төмен температураларда — ашудастар түзеді.

Үш валенті таллий ашудастар түзбейді: оны сілті металдармен қос тұздары 8 молекула сумен кристалданады. Бір валентті таллий сілті металдарға ұқсас болғандықтан TІAI(SO₄)₂12H₂O ашудасын береді, олар алюмокалий ашудастарымен салыстырғанда (47,9 және 26 г/л 0°С температурада) екі есе оңай ериді. Үш валентті гал­лий, индий және таллий тұздарының сулы ерітінділері алюминий тұздарының ерітінділері тәрізді гидролиз арқасында әлсіз қышқыл  орта береді. ТІ⁺ тұздарының ерітінділері қышқыл орта бермейді.  TІ⁺ тұздарының ерігіштігі ТІ³⁺ пен салыстырғанда едәуір төмен, температура өскен сайын ерігіштік елеулі өседі, мысалы нитратының ерігіштігі температураға байланысты қалай өзгеретіні суретте көрсетілген.

Температурағы байланысты таллий тұздарының ерігіштігі

Осы суретте салыстыру үшін ТІОН және таллий хлоридінің ерігіштіктері келтірілген. ТІ⁺ тұздарының төмен ерігіштігі және оның температурадан тәуелділігі құрамында таллий бар шикізаттарды өңдегенде оны басқа металдардан оңай бөліп алуға мүмкіндік береді.

3 кестеде таллийдің кейбір тұздарының 0°С-та және 20°С температураларда ерігіштігі келтірілген.

3 кесте

Бір валентті таллийдің кейбір тұздарының судағы ерігіштігі

Тұз	Температура, 0С
	20	0
Нитрат	94	40
Сульфат	48	26
Карбонат	69	44
Хлорат	-	28

ТІ⁺ сілті металдар тәрізді еритін карбонат түзеді. Басқа жағынан TІ⁺ күміс пен қорғасын сияқты аз еритін сары түсті хромат түзеді, ТІ⁺ аз еритін тұздарына сонымен қатар, галогенидтер — хлорид, бромид және иодид жатады.

Галогендермен қосылыстары

Аталған үш элемент те галогендермен әрекеттеседі. Үш валентті галлийдің хлориді түссіз зат, 77°С-та балқитын, ал 200°С температурада қайнайтын ақ кристалды зат. Ылғал ауада гидролиз нәтижесінде галлий хлориді "бықсып" түтінденеді:

GaCl₃ + 3H₂O → Ga(OH)₃ + 3HCl

GaCl₃ суда жақсы ериді, оңай гидролизденеді. GaCb эфирде жақсы ерігенінің арқасында индий мен таллий хлоридінен эфирмен экстракциялау арқылы бөлуге болады. GaCІ₃ металдық галлиймен әрекеттестіріп екі валентті галлийдің хлоридін алуға болады:

2GaCl₃ + Ga ↔3 GaІ₂

Ол 170,5°С-та балқитын және 535°С-та қайнайтын түссіз кристалдар.

1000°С-та аммоний фторидін металдық галлиймен әрекеттестіргенде түзілетін газдардың спектрлерінде бір валентті галлий фторидінің GaF бар екені анықталды. Үш валентті галлий фториді GaF₃ аммоний фторидіне өте ұқсас және суда аз ериді. GaF₃ әр түрлі әдістермен — металдық галлийді, галлий оксидін, сульфидін фтормен әрекеттестіріп, немесе галлий гидроксидін фторсутек қышқылында еріту арқылы алуға болады. Соңғы жағдайда фторид судың 3 молекуласымен кристаллоги­драт түзеді.

Температураға байланысты индий хлоридінің бу серпімділігі

Ga³⁺ басқа да гало­генидтері белгілі, мысалы бромиді мен иодиді, олардың қасиеттері хлоридке өте ұқсас.

Индий галогенидтері қазір толық зерттелген. Таллийдің фториді, хлориді, бромиді және иодиді оның барлық тотығу деңгейлері үшін алынған. Кестеден индий галогенидтерінің қайнау температурасы (сусыз фторидтен басқалары) төмен екені аңғарылды. Суретте индийдің үш түрлі хлоридтері үшін бу серпімділігінің температурадан тәуелділігі келтірілген.

Таллий галогенидтерінің бу серпімділігінің температурадан тәуелділігі

Температура, °С			Қысым мм. сынап бағанасымен
ТІСІ	ТІВr	ТІ
-	-	440	1
550	559	567	20
589	598	607	40
645	657	663	100
694	703	712	200
748	759	763	400
807	819	823	760

Бір валентті таллий 15°С температурада 1 литр суда 800 г еритін, қасиеттері бойынша күміс фторидіне өте ұқсайтын таллий фторидін TІF түзеді. Ал ТІҒ₃ су әсерінен ыдырауымен галлий және индий фторидінен ерекшеленеді.

 

Әдебиеттер тізімі:

1. Ферсман А.Е. Редкие металлы. 1932, № 4-5.
2. Сажин Н.П., Меерсон Г.А. Редкие элементы в новой технике // Хим. наука и пром., 1956. Т.І, № 5.
3. Меерсон Г.А. и Зеликман А.Н. Металлургия редких металлов. Метиаллургиздат, 1954.
4. Зеликман А.Н., Самсонов Г.В., Крейн О.Е. Металлургия редких металлов. Металлургиздат, 1954.
5. Тронов В.Г. Кклад русских ученых в химию редких элементов. Изд. Знание, 1952.
6. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. Изд. АН СССР, 1950.

---

Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз: