Подгруппа мышьяка.

Книги по химии / Химия, элементы таблицы Менделеева / Первая группа периодической системы / Подгруппа мышьяка.
Страница 5

При добавлении к раствору кислот равновесие смещается влево и образуются соли катионов Э3+, а при добавлении щелочей равновесие смещается вправо и получаются соответственно арсениты или антимониты: соли с катионом ЭО33-. Кислотная диссоциация может протекать также с отщеплением молекулы воды по схеме:

Н3ЭО3 Û H+ + ЭО2- + Н2О,

причём получаются соли метамышьяковистой (HAsO2) и метасурьмянистой (НSbO2) кислот. Обе они являются очень слабыми.

В растворе мышьяковистой кислоты имеет место равновесие по схеме:

НAsO2 + H2O Û H3AsO3,

сильно смещённое влево, т. е. мета-форма резко преобладает над орто-формой. Кислотные свойства НAsO2 выражены весьма слабо (К = 7·10-10), но всё же гораздо сильнее отвечающих диссоциации по схеме:

ОAsOH Û OАs+ + OH-

основных (К = 5·10-15). Последние проявляются образованием AsOHSO4 при растворении As2O3 в 100%-ной серной кислоте и As(HSO4)3 при растворении его в олеуме. Вторая и третья константы кислотной диссоциации H3AsO3 имеют порядок 10-14. Насыщенный раствор As2O3 показывает рН = 5,0 (при 25 °С).

Большинство арсенитов производится от метамышьяковистой кислоты. Важным для химического анализа ортоарсенитом является малорастворимый (ПР = 1·10-17) жёлтый Ag3AsO3. Входящий в состав этой соли ион AsO33- имеет структуру треугольной пирамиды. Для антимонитов щелочных металлов характерны типы M[Sb(OH)4], MSbO2, M2Sb4O7 и M2Sb6O10.

Так как основные свойства гидроксидов Э(ОН)3 по ряду As-Sb-Bi усиливаются, по тому же ряду возрастает и устойчивость солей с катионом Э3+. В частности, соли кислородсодержащих кислот для As3+ в свободном состоянии вообще не выделены, для Sb3+ известны лишь единичные их представители, в то время как бесцветный Bi(NO3)3·5H2O является наиболее обычным соединением висмута. Растворимые производные Bi3+ и Sb3+ легко разлагаются водой с выделением основных солей.

Хотя соли кислородных кислот для Sb3+ не характерны, растворением Sb (или Sb2O3) в горячей концентрированной серной кислоте всё же может быть получен нормальный сульфат сурьмы — Sb2(SO4)3. С небольшим количеством воды соль эта даёт кристаллогидрат; при разбавлении раствора сперва образуется сульфат антимонила (SbO)2SO4, а затем наступает дальнейший гидролиз. Несколько более устойчивы в растворе двойные соли типа М[Sb(SO4)2]. Нормальный нитрат — Sb(NO3)­3 — может быть получен взаимодействием SbCl3 с AgNO3 в ацетоне. Под действием уже следов воды он переходит в основной нитрат. Образующийся при нагревании смеси Sb2O3 + P2O5 ортофосфат сурьмы — SbPO4 — обладает высокой термической устойчивостью (не разлагается даже при 1200 °С).

Весьма характерна для сурьмы смешанная виннокислая соль антимонила и калия состава K(SbO)C4H4O6·H2О. Соль эта (“рвотный камень”) легко образуется при кипячении Sb2O3 с раствором кислого виннокислого калия (KHC4H4O6) и представляет собой бесцветные кристаллы, легкорастворимые в воде. Она находит применение в медицине и красильном производстве.

Азотнокислый висмут может быть получен растворением металла в HNO3. После упаривания раствора он выделяется в виде больших бесцветных кристаллов Bi(NO3)3·5H2O. Соль эта хорошо растворима в эфире и ацетоне. При растворении в воде происходит сильный гидролиз с выделением осадка основных солей переменного состава. Нагревание кристаллогидрата сопровождается отщеплением не только воды, но и части азотной кислоты с образованием в остатке нитрата висмутила — (BiO)NO3.

Бесцветные гигроскопичные кристаллы Bi2(SO4)3 (т. пл. 710 °С) могут быть выделены из раствора, получающегося при взаимодействии Bi (или Bi2O3) с концентрированной серной кислотой. Водой сульфат висмута легко гидролизуется. С сернокислыми солями некоторых одновалентных металлов он образует комплексные сульфаты типов M[Bi(SO4)2] и M3[Bi(SO4)3]. Из углекислых солей висмута известно только производное висмутила состава (BiO)2CO3·xH2O, осаждающееся при действии Na2CO3 или (NH4)2CO3 на растворы солей висмута.

Из соединений трёхвалентного мышьяка практически наиболее важен мышьяковистый ангидрид, являющийся основным исходным продуктом для получения остальных производных As. Непосредственно он применяется в стекольной промышленности (для обесцвечивания стекла), как консервирующее средство (в меховой промышленности и т. д.) и в медицине. Небольшие количества As2O3 благотворно действуют на организм человека и животных (а по некоторым данным и растений). Установлено, что добавление As2O3 в корм скоту заметно повышает его рост и работоспособность. Оксид сурьмы (Sb2O3) применяется для получения различных эмалей и глазурей, оксид висмута — при производстве хрусталя. Из солей наибольшее значение имеет основная азотнокислая соль висмутила приблизительного состава (BiO)NO3·BiO(OH), используемая в медицине при желудочных заболеваниях. Соль эта применяется также в косметической промышленности и при изготовлении красок для живописи.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Смотрите также

Синтез нанокристаллических полупроводниковых частиц
...

Классификация металлов и их сплавов
...

Строение атома.
На рубеже XIX–XX веков наука вплотную подошла к открытию строения материи. В этот период, метко названный революцией в естествознании, были сделаны выдающиеся открытия: –открытие катодных лучей ...