ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Амальгамы из "Производство хлора а каустической соды методом электролиза с ртутном катодом" Сплавы металлов с ртутью называются амальгамами, а растворение металлов в ртути или смачивание их ртутью называется амальгамированием. Поскольку при электролизе в растворах хлоридов щелочных металлов всегда имеются примеси нещелочных металлов, которые могут накапливаться в амальгаме и оказывать влияние на процесс электролиза, следует рассмотреть общие свойства амальгам. [c.12] Кроме того, возможны комбинации электролиза щелочных металлов с амальгамной металлургией. [c.12] Амальгамы золота и серебра известны человечеству вероятно так же давно, как и сама ртуть [158]. В средние века алхимики в поисках философского камня Проводили многочисленные эксперименты, растворяя металлы в ртути, кристаллизуя амальгамы или отгоняя ртуть из сплавов. Интерес к амальгамам не остыл и после того, как начала развиваться научная химия. Это может быть объяснено как практическим значением многих амальгам, так и познавательным интересом к ним. [c.12] Амальгамы многих металлов доступны термическим исследованиям вследствие низкой температуры плавления. Они представляют большой интерес как особый вид жидких металлических растворов, которые могут быть использованы в качестве жидкого катода в процессах электролиза водных растворов. Кроме того, реакции амальгам с водными и неводными растворами интересны как пример гетерогенных реакций на однородной поверхности. [c.12] Наиболее полные сведения об амальгамах как сплавах металлов с ртутью появились после того, как Н. С. Курнаков и другие исследователи разработали физико-химические методы исследования сплавов [159]. Результаты этих исследований, выраженные в виде диаграмм состав — свойство, позволили связать изменение свойств амальгам с их составом. Более или менее полные диаграммы состояния построены для амальгам и, Ыа, К. КЬ, С5, Си, Ag, Аи, Mg, 2п, Сс1, А1, Са, Т1, 5п, РЬ, В1, Те, Р1, и. Отрывочные сведения имеются об амальгамах Ве, Са, 5г, Ва, Ра, 5е, У, 1п, Ьа, Се, Рг, Ыс1, 5т, Ей, Ос1, ТЬ, Ь, Т1, Ое, 2т, Та, V, Nb, 5Ь, Сг, 5е, Мо, Ш, Рс1, Мп, Ре, Со, , ТЬ [160—1631. [c.12] Механическая смесь образуется в тех случаях, когда компоненты не способны к взаимному растворению в твердом состоянии и не образуют между собой химического соединения. [c.12] Диаграмма состав — свойство этих сплавов представляет собой прямую линию, выражающую аддитивность свойств сплава, т. е. среднеарифметическое от свойств чистых металлов (рис. 1, а). [c.13] Типовые диаграммы состояния и свойств двойных сплавов. [c.13] Такое соединение характеризуется стехиометрическим соотношением атомов и определенной температурой плавления или диссоциации. Если химическое соединение не диссоциирует при плавлении, то в простейшем случае диаграммы состояний и состав — свойство имеют вид, показанный на рис. I, б. [c.13] Если растворимость в твердом состоянии ограничена, то диаграммы состояния и состав—свойство имеют вид, показанный на рис. 1,г и являются комбинацией диаграмм 1,о -и 1,е. Если образуется химическое соединение, дающее ограниченные твердые растворы с исходными компонентами, то диаграммы состояния и состав—свойство (рис. 1,д) представляют собой соответствующую комбинацию диаграмм, изображенных на рис. [c.14] Реакция жидкой фазы с ранее выпавшими кристаллами, приводящая к образованию нового вида кристаллов, называется перитектической. Диаграмма, отражающая перитектическую реакцию для случая, когда оба твердых компонента ограниченно растворимы друг в друге и не образуют химических соединений, (Показана на рис. 1,ж. Если компоненты образуют неустойчивое соединение, разлагающееся ниже температуры плавления, то при охлаждении сплава жидкость реагирует с первоначально выпавшими кристаллами одного из компонентов, образуя новое соединение. Эта реакция подобна перитектической, а отвечающая ей диаграмма подобна показанной на рис. 1,ж. [c.14] Курнаковым бертолидами. Для бертолидов максимуму на кривых плавкости не отвечают сингулярные точки на кривых свойств. Схематически это показано на рис. 1,з. Наконец, если два металла не смешиваются в жидком виде, то диаграмма состояния имеет вид, изображенный на рис. 1,и. [c.14] Сведения, которыми мы располагаем об амальгамах, еще недостаточны для полной классификации металлов по их отношению к ртути. Кетембейл [166] разделял металлы на 3 группы по их способности к образованию амальгам при электролизе, однако многие металлы, не включенные им в эти группы, также впоследствии оказались способными давать амальгамы. [c.14] Хон [29] разделил металлы на шесть классов по их растворимости в ртути, а также на три типа по их отношению к ртути 1). щелочные и щелочноземельные металлы 2) цинк, кадмий, свинец и олово 3) галлий, металлы группы железа, алюминий, хром и др. [c.14] Чтобы выделить эти металлы из амальгам необходимо затратить энергию, выделившуюся при образовании амальга,м. Переход металлов из амальгам в ионное состояние (в раствор) сопровождается меньшим энергетическим эффектом, чем для чистых металлов. Следовательно, образование амальгам при электролизе происходит с меньшей затратой энергии, чем требуется для выделения металлов в чистом виде. Получение гидроокисей или солей разложением амальгам сопровождается меньшим энергетическим эффектом, чем аналогичные реакции с чистыми металлами. [c.15] Диаграммы состояния амальгам некоторых металлов, отнесенных к первому типу, представлены на рис. 2—4. [c.15] Диаграммы состояния металлов второго и третьего типа представлены на рис. 5. [c.15] Если растворимость выразить в грамм-атомах металла на I л pтvти то ряд растворимости несколько изменится 1п (52), Т (45), Сё (7,6), Сз (4,6), 2п (4,4), Ыа (3,9), НЬ (2,4), К (1,49),Мд (1,35), Ы (1,3), Са (1.0), В1 (0,92), РЬ (0,851, 5п (0,68), Ва (0.3), Со (0,23), Си (0,063). [c.19] Козиным была рассмотрена зависимость растворимости металлов от их положения в периодической системе Д. И. Менделегва п найдено, что эта зависимость также подчиняется определенной периодической закономерности [169]. [c.19] Вернуться к основной статье