Подгруппа галлия
Теплоты образования оксидов Э2О3 галия и его аналогов уменьшается в ряду 1088 (Ga), 924 (In) и 389 (Tl). При нагревании на воздухе галлий практически окисляется только до GaО. Поэтому Ga2О3 обычно получают обезвоживанием Ga(ОН)3. Индий при нагревании на воздухе образует In2О3, а таллий — смесь Tl2О3 и Tl2О с тем большим содержанием высшего оксида, чем ниже температура. Нацело до Tl2О3 таллий может быть окислен действием озона.
Растворимость оксидов Э2О3 в кислотах увеличивается в ряду Ga-In-Tl. В том же ряду уменьшается прочность связи элемента с кислородом: Ga2О3 плавится при 1795 °С без разложения, In2О3 переходит в In3О4 лишь выше 850 °С, а мелко раздробленный Tl2О3 начинает отщеплять кислород уже около 90 °С. Однако для полного перевода Tl2О3 в Tl2О необходимы гораздо более высокие температуры. Под избыточным давлением кислорода In2О3 плавится при 1910 °С, а Tl2О3 — при 716 °С.
Теплоты гидротации оксидов по схеме:
Э2О3 + 3 Н2О = 2 Э(ОН)3
составляет + 92 кДж (Ga), + 4 (In) и - 188 (Tl). В соответствии с этим лёгкость отщепления гидроксидами воды возрастает от Ga до Tl: если Ga(ОН)3 полностью обезвоживается лишь при прокаливании, то Tl(ОН)3 переходит в Tl2О3 даже при стоянии под жидкостью, из которой он был выделен.
При нейтрализации кислотных растворов солей галлия его гидроксид осаждается приблизительно в интервале рН = 3-4. Свежелсаждённый Ga(OH)3, хорошо растворим в крепких растворах аммиака, но по мере старения растворимость всё более снижается. Её изоэлектрическая точка лежит при рН = 6,8, а ПР = 2·10-37. Для In(OH)3 было найдено ПР = 1·10-37, а для Tl(OH)3 — 2·10-45.
Для вторых и третьих констант диссоциации Ga(OH)3 по кислотному и основному типам были найдены следующие значения:
H3GaO3 К2 = 5·10-11 К3 = 2·10-12
Ga(OH)3 К2 = 2·10-11 К3 = 4·10-12
Таким образом, гидроксид галлия представляет собой случай электролита, очень близкого к идеальной амфотерности.
Различие кислотных свойств гидроксидов галия и его аналогов отчётливо проявляется при их взаимодействии с растворами сильных щелочей (NaOH, KOH). Гидроксид талий легко растворяется с образовагием галлатов типа M[Ga(OH)4], устойчивых и в растворе, и в твёрдом состоянии. При нагревании они легко теряют воду (соль Na — при 120, соль K — 137 °С) и переходят в состветствующие безводные соли типа MGaO2. Для получаемых из растворов галлатов двухвалентных металлов (Ca, Sr) характерен другой тип — M3[Ga(OH)6]2.
Гидроксид индия почти нерастворим в лисьных щелочах (NaOH, KOH), но при очень высоких их концентрациях образуются индаты типа M3[In(OH)6]2·2H2O, которые тоже почти нерастворимы. Водой они полностью гидролизуются.
Гидроксид таллия легко пептизуется сильными щелочами (с образованием отризательного золя), но нерастворима в них и таллатов не даёт. Сухим путём (сплавлением оксидов с соответствующими карбонатами) производные типа МЭО2 были получены для всех трёх элементов подгруппы галлия. Однако в случае таллия они оказались смесями оксидов.
Ионы Ga••• и In••• бесцветны, ион Tl••• имеет желтоватую окраску. Производящиеся от них соли большинства кислот хорошо растворимы в воде, но сильно гидролизованы. Из растворимых солей слабых кислот многие подвергаются практически полному гидролизу.
Смотрите также
Химия пищеварения рационального питания
...
Полимер
...
Атмосферная перегонка нефти
Нефть представляет собой
сложную смесь парафиновых, нафтеновых, ароматических и других углеводородов с
различными молекулярными массами и температурами кипения. Так же в нефти
содержаться с ...