Свойства MgS
MgS получают:
1. Mg+S=MgS (реакция происходит в фарфоровой трубке при 8000С).
2. 2Mg + S + H2S = 2MgS + H2
3. MgO + CS2 = 2MgS + CO2 (температура 700-9000С).
4. MgO + C + S = MgS + CO
5. MgSO4 +2C = MgS + 2 CO2 (температура 9000С).
MgS представляет собой бесцветные (или розовато-красные из-за примесей) кубические кристаллы с решеткой типа NaCl (межатомные расстояния 2,89 А) и плотностью 2,79 гр/см3. Они плавятся при температуре 20000С, фосфоресцируют, вызывают красное катодное свечение, трудно растворимы в воде, реагируют с холодной водой:
3MgS + 2HOH = Mg (HS)2 + 2MgO + H2S
При гидролизе MgS в теплой воде образуется окись магния и сероводород:
MgS + HOH = MgO + H2S
Разбавленные кислоты, такие как HF, HCl, H2SO4, реагируют с MgS, образуя соли и H2S. Cl, Br, I энергично реагируют с нагретым выше 3000С MgS, образуя соответствующие галогениды.
Двуокись углерода под давлением 50-100 мм.рт.ст. реагирует с MgS, нагретым выше 6600С:
MgS + CO2 = MgO + COS
1.1.2. Фазовое равновесие в системе Y-S.
Существуют следующие сульфидные фазы иттрия YS, Y5S7, d-Y2S3, γ‑Y2S3, YS2.
Результаты изучения кристаллохимических характеристик и некоторых физических свойств сульфидов собраны в табл.1. Данные по диаграмме состояния системы Y-S не обнаружены.
Предложение о фазовой диаграмме состояния можно сделать на основе кристаллохимических данных, имеющихся по системе Y-S. Моносульфид YS кристаллизуется в структурном типе NaCl. На основе YS существует дефектный твердый раствор типа вычитания серы до состава YS0,75 (Y4S3), при этом период решетки a уменьшается от 5,493 (YS) до 5,442 A° (Y4S3).
Соединение Y5S7 содержит две формульные единицы в элементарной ячейке. Полуторный сульфид d-Y2S3 кристаллизуется в структурном типе моноклинного Ho2S3 с 6 формульными единицами в ячейке. В ячейке дисульфида (полисульфида) иттрия содержится. 8 формульных единиц YS2.
Тетрагональный YS2 существует при температуре выше 500°C в интервале давлений 15-35 кбар. Кубический же YS2 образуется в интервале давлений 35-70 кбар.
Стехиометрический дисульфид иттрия даже в условиях высоких давлений и температур (500-1200°C) не существует.
1.1.3. Кристаллохимическая характеристика фаз в системе Mg-S, Y‑S.
Табл.1 Кристаллохимические свойства сульфидов иттрия и магния .
|
Сингония |
Пространственная группа |
Структурный тип |
Период решетки, Å |
Плотность г/см3 |
|||||
|
кубическая | |||||||||
|
Рубиново красный |
кубическая | ||||||||
|
Сине-черный |
моноклинная | ||||||||
|
моноклинная | |||||||||
|
Кубическая | |||||||||
|
коричнево-фиолетовый от темно серого до черного |
тетрагональная кубическая | ||||||||
ЭКОФИСК (Ekofisk) , газонефтяное месторождение в норвежском секторе Северного м.; входит в Центральноевропейский нефтегазоносный бассейн. Открыто в 1969. Залежи на глубине 3,1-3,3 км. Начальные запасы 230 млн. т. Плотность нефти 0,85 г/см3.
БРОНЕНОСЕЦ, боевой корабль во 2-й пол. 19 - нач. 20 вв. с башенной артиллерией крупного калибра (до 305 мм) и мощной броней. В русском флоте существовали эскадренные броненосцы, предназначенные для ведения морского боя в составе эскадры, и броненосцы береговой обороны. После русско-японской войны 1904-05 корабли типа эскадренных броненосцев стали называться линейными кораблями.
ЛАВРОВСКИЙ Константин Петрович (1898-1972) , российский химик-органик, член-корреспондент АН СССР (1953). Основные труды по химии нефти и технологии ее переработки.
Реакция с гидрофосфатом натрия . а) Поместите в пробирку по капли растворов , прибавьте к полученной смеси 2-3 капли раствора . Тщательно перемешайте содержимое пробирки стеклянной палочкой и затем добавьте к раствору до щелочной реакции. Выпадает белый кристаллический осадок магний-аммоний фосфата :
или в ионной форме:
б) Для микрокристаллоскопического обнаружения в виде поместите каплю анализируемого раствора на предметное стекло. К ней прибавьте из капиллярной пипетки сначала каплю раствора , затем каплю концентрированного раствора . Наконец, внесите в раствор кристаллик гидрофосфата натрия . Предметное стекло рекомендуется осторожно нагреть на крышке водяной бани. При этом образуются кристаллы в виде шестилучевых звезд (рис. 42).
Из разбавленных растворов выделяются кристаллы иного вида (рис. 43).
Рис. 42. Кристаллы , выделяемые из концентрированных растворов.
Рис. 43. Кристаллы , выделяемые из разбавленных растворов.
Образующийся осадок растворяется в кислотах. Реакции направляются в сторону образования слабых электролитов: ионов гидрофосфата и дигидрофосфата . При действии сильных кислот образуется также ортофосфорная кислота :
Образование тех или иных продуктов реакции зависит от кислотности раствора, т. е. от силы и концентрации кислоты, взятой для растворения осадка. При действии на образуются только и и не образуется , так как уксусная кислота более слабая кислота, чем . Поэтому реакцию растворения в уксусной кислоте следует представлять так:
Однако следует иметь в виду, что при растворении в сильных кислотах образуется преимущественно фосфорная кислота.
Условия проведения реакции. 1. Осаждение рекомендуется проводить при .
2. и другие катионы (кроме катионов I аналитической группы) должны быть предварительно удалены, потому что большинство катионов других аналитических групп образует в этих условиях нерастворимые фосфаты.
При проведении микрокристаллоскопической реакции в присутствии , часто сопутствующего , в исследуемый раствор прибавляют лимонную кислоту.
Это дает возможность проводить реакцию в присутствии .
3. При осаждении следует добавлять небольшой избыток во избежание выпадения в щелочной среде аморфного осадка . Однако большой избыток препятствует осаждению вследствие образования комплексных ионов :
4. Нагревание раствора до благоприятствует образованию кристаллического осадка.
5. Растворы склонны к пересыщению, поэтому для ускорения выпадения осадка рекомендуется потереть стеклянной палочкой о стенки пробирки.
6. При малом содержании или при работе с разбавленными растворами окончательный вывод о присутствии или отсутствии можно сделать лишь через после проведения реакции.
Реакция с -оксихинолином (оксином) . Поместите каплю раствора, содержащего , в пробирку или на фарфоровую пластинку, добавьте по капле растворов и -оксихинолина. При этом образуется зеленовато-желтый кристаллический осадок оксихинолята магния:
Ионы не дают осадков с -оксихинолином.
Эту реакцию применяют для отделения от остальных катионов I группы, в том числе и от , а также для количественного определения магния.
Условия проведения реакции. 1. Осаждение рекомендуется проводить при
Оксихиноляты других ионов осаждаются при различных значениях :
2. Реактив осаждает катионы многих других элементов, поэтому катионы, помимо I и II аналитических групп, должны отсутствовать.
3. Если реакцию приходится вести в присутствии других катионов, осаждаемых оксихинолином, то применяют методы маскировки мешающих ионов (см. гл. III, § 14).
4. Осаждение лучше проводить при нагревании.
Реакция с -нитробензолазорезорцином («магнезон»). Поместите 2-3 капли исследуемого нейтрального или слабокислого раствора на капельную пластинку, прибавьте 1-2 капли раствора магнезона, обладающего в щелочной среде красно-фиолетовой окраской. Если раствор окрашивается в желтый цвет (что указывает на кислый характер среды), добавьте 1-3 капли раствора и КОН. В присутствии ионов магния раствор окрашивается в синий цвет или выпадает такого же цвета осадок.
Механизм реакции основан на осаждении , сопровождающемся явлением адсорбции красителя на поверхности гидроокиси магния. Адсорбция некоторых красителей так называемых и антрахинонового ряда сопровождается изменением первоначального цвета неадсорбированного красителя. Так как адсорбция красителя на поверхности протекает мгновенно, то это явление служит прекрасным средством для обнаружения ионов магния. не мешают этой реакции. Соли аммония препятствуют осаждению , поэтому их необходимо предварительно удалить.
Капельная реакция Н. А. Тананаева. Поместите на фильтровальную бумагу каплю раствора фенолфталеина, каплю нейтрального раствора испытуемого вещества и каплю раствора аммиака. При этом появляется красное пятно, обусловленное щелочностью аммиачного раствора и образующейся гидроокиси магния. Появление окрашивания еще не дает оснований сделать какие-либо выводы относительно присутствия . При подсушивании мокрого пятна над пламенем горелки избыток улетучивается, гидроокись магния обезвоживается и красное пятно обесцвечивается. Если затем смочить высушенное пятно дистиллированной водой, то вновь появляется красная окраска, обусловленная образованием .
Таблица 8. Действие реактивов на катионы первой аналитической группы
Продолжение табл. 8.
Цветная реакция Тананаева дает возможность открывать в присутствии . Катионы других аналитических групп должны быть удалены. Выполнение реакции на фильтровальной бумаге показано на рис. 12 (см. гл. III, § 5).
Реакция с гипоиодитом. Свежеосажденный белый осадок окрашивается в красно-бурый цвет при действии гипоиодита вследствие адсорбции элементарного иода на поверхности осадка гидроокиси магния. Красно-бурая окраска обесцвечивается при обработке осадка иодидом или гидроокисью калия, спиртом и другими растворителями, растворяющими иод, а также при действии сульфита или тиосульфата, восстанавливающими элементарный иод.
2. Соли аммония и ионы III, IV и V аналитических групп должны отсутствовать.
3. Восстановители мешают реакции.
4. Фосфаты и оксалаты также мешают реакции вследствие образования компактных осадков фосфата и оксалата магния, не способных адсорбировать элементарный иод в отличие от хорошо развитой поверхности аморфного осадка .
Из этой статьи вы узнаете, что такое магний, и увидите настоящее химическое чудо - горение магния в воде!
В XVII веке в английском городке Эпсом из минерального источника было выделено горьковатое вещество, которое обладало слабительным действием. Этим веществом оказался кристаллогидрат сульфата магния или MgSO₄∙7H₂O. Из-за специфического вкуса аптекари окрестили это соединение «горькой солью». В 1808 году английский химик Гемфри Дэви с помощью магнезии и ртути получил амальгаму двенадцатого элемента. Одиннадцать лет спустя французский химик Антуан Бюсси получил рассматриваемое вещество с помощью хлорида магния и калия, восстановив магний.
Магний - один из самых распространенных элементов в земной коре. Больше всего соединений магния находится в морской воде. Этот элемент играет важную роль в жизни человека, животных и .
Как металл, магний не используют в чистом виде - только в сплавах (например, с титаном). Магний позволяет создавать сверхлегкие сплавы.
Физические свойства магния
Представляет собой легкий и пластичный металл серебристо-светлого цвета c характерным металлическим блеском.
Магний окисляется воздухом, на его поверхности образуется достаточно прочная пленка MgO, которая защищает металл от коррозии.
Температура плавления серебристого метала составляет 650 °C, а кипения - 1091 °C.
Химические свойства магния
Этот металл покрыт защитной оксидной пленкой. Если ее разрушить, магний быстро окислится на воздухе. Под температурным воздействием металл активно взаимодействует с галогенами и многими неметаллами. Магний реагирует с горячей водой, образуя гидроксид магния в виде осадка:
Mg + 2H₂O = Mg(OH)₂ + H₂
Если на газовой горелке в специальной химической ложке поджечь порошок магния, а затем опустить его в воду, порошок начнет гореть интенсивнее.
Вот как это происходит:
Из-за интенсивно-выделяющегося водорода будет сопровождаться . При этом образуется оксид магния, а затем его гидроксид.
Магний относится к активным металлам, а потому бурно взаимодействует с кислотами. Однако это происходит не так бурно, как в случае с щелочным металлом калием, то есть реакция проходит без воспламенения. Зато с характерным шипением активно выделяются пузырьки водорода. И хотя пузырьки водорода поднимают металл, он не настолько легкий, чтобы оставаться на плаву.
Уравнение реакции магния и соляной кислоты:
Mg + 2HCl = MgCl₂ +H₂
При температуре выше 600 °C магний воспламеняется на воздухе, испуская при этом крайне яркий свет практически во всем спектре, подобно Солнцу.
Внимание! Не пытайтесь повторить эти опыты самостоятельно!
Такая ослепительная вспышка может травмировать глаза: можно получить ожог сетчатки, а в худшем случае - потерять зрение. Поэтому подобный опыт относится не только к самым красивым, но и к самым опасным. Не рекомендуется проводить этот опыт без специальных защитных темных очков. вы найдте эксперимент с горением магния, который можно безопасно проводить дома.
В процессе реакции образуются белый порошок оксида магния (его еще называют магнезией), а также нитрид магния. Уравнения горения:
2Mg + O₂ = 2MgO;
3Mg + N₂ = Mg₃N₂.
Магний продолжает гореть как в воде, так и в атмосфере углекислого газа, поэтому потушить такой огонь довольно сложно. Тушение водой только усугубляет ситуацию, так как начинает выделяться водород, который также воспламеняется.
Необычное применение магния как источника света (1931 г.)
12-й элемент очень похож на щелочной металл . Например, он также взаимодействует с азотом, образуя нитрид:
3Mg +N₂ = Mg₃N₂.
Также, подобно литию, нитрид магния можно легко разложить с помощью воды:
Mg₃N₂ + 6Н₂О = 3Mg(ОН)₂ + 2NН₃.
К 4-й аналитической группе относятся катионы Mg 2+ , Mn 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ .
Гидроксиды катионов IV группы не растворимы в избытке щелочей и растворе аммиака. Они количественно осаждаются избытком раствора NaOH, в присутствии пероксида водорода, который является групповым реагентом на ионы данной группы. Все катионы образуют трудно растворимые фосфаты, оксалаты, сульфиды (кроме Mg 2+). Mn 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ проявляют окислительно–восстановительные свойства.
Реакции ионов магния
Реакция со щелочами.
Едкие щелочи образуют белый студенистый осадок гидроксида магния:
MgCl 2 + 2NaOH = Mg(OH) 2 + 2NaCl
Гидроксид магния растворим в кислотах и солях аммония, но не растворим в избытке щелочи.
Реакция с водным раствором NH 3 .
Аммиак с ионами магния образует осадок гидроксида магния:
Mg 2+ + 2NH 3 ˙ Н 2 О = Mg(OH) 2 + 2NH 4 + ,
который не осаждается полностью. К присутствии солей аммония диссоциация NH 3 ˙ Н 2 О настолько понижается, что концентрация ионов ОН – становится меньше необходимой для того, чтобы было превышено произведение растворимости Mg(OH) 2 . Иначе говоря, NH 4 Cl и NH 3 образуют буферный раствор с рН = 8,3, при котором гидроксид магния в осадок не выпадает.
3. Реакция с гидрофосфатом натрия.
MgCl 2 + Na 2 HPO 4 = MgHPO 4 + 2NaCl
Гидрофосфат магния – белый аморфный осадок, растворимый в минеральных кислотах, а при нагревании – в уксусной.
Выполнение реакции: при проведении реакции в присутствии NH 3 ˙ Н 2 О и NH 4 Cl выпадает белый кристаллический осадок фосфата магния и аммония. В пробирку помещают 3–4 капли соли магния (задачи) добавляют раствор аммиака до слабой мути, раствор NH 4 Cl до её растворения и 2–3 капли раствора Na 2 HPO 4. Пробирку охлаждают под холодной водой, потирая стеклянной палочкой о внутренние стенки пробирки. В присутствии ионов магния со временем выпадает белый кристаллический осадок:
MgCl 2 + Na 2 HPO 4 + NH 3 ˙ H 2 О = MgNH 4 PO 4 + 2NaCl + H 2 O
Реакцию можно проводить и как микрокристаллоскопическую. На предметное стекло наносят каплю соли магния (задачи), каплю NH 4 Cl, выдерживают над склянкой с концентрированным раствором NH 3 (каплей вниз), вносят кристаллик сухого Na 2 HPO 4 ·12Н 2 О и через минуту наблюдают кристаллы MgNH 4 PO 4 в виде дендритов (листков) под микроскопом.
Реакция с карбонатом аммония.
2MgCl 2 + 2(NH 4) 2 СО 3 + Н 2 О = Mg 2 (OH) 2 CO 3 + 4NH 4 Cl + СO 2
Осадок малорастворим в воде и выпадает только при рН > 9. Он растворим в солях аммония, что можно объяснить, исходя из следующего равновесия: Mg 2 (OH) 2 CO 3 Mg 2 (OH) 2 CO 3 2Mg 2+ + 2OН – + СО 3 2–
При введении NH 4 Cl происходит его диссоциация NH 4 Cl NH 4 + + Cl – . Ионы NH 4 + связываются с гидроксид–ионами в малодиссоциирующее соединение NH 3 ˙ Н 2 О, вследствие чего концентрация ионов OH – понижается инe достигается и происходит растворение осадка.
5. Реакция с 8-оксихинолином.
8–оксихинолин в аммиачной среде при рН 9,5–12,7 образует с ионами магния зеленовато-желтый кристаллический осадок внутрикомплексной соли оксихинолята магния Mg(C 9 H 6 NO) 2 ·2H 2 O:
Mg 2+ + 2C 9 H 6 NOH + 2NH 4 OH =Mg(C 9 H 6 NO) 2 + 2NH 4 +
Осадок растворим в уксусной и минеральных кислотах. Катионы щелочных и щелочноземельных металлов реакции не мешают.
Выполнение реакции: к 3–4 каплям исследуемого раствора прибавляют 2 капли раствора фенолфталеина и по каплям 2 М раствор аммиака до появления розовой окраски. Содержимое пробирки нагревают до кипения и прибавляют 4–5 капель 5%-ного спиртового раствора 8–оксихинолина. В присутствии магния выпадает зеленовато–желтый осадок. Реакции не мешают ионы щелочных и щелочноземельных металлов.
