Тема 31. Железо, кобальт и никель

Вы задумывались, например, над тем, почему так похожи по своим физическим и химическим свойствам элементы Ре, Со и N1 Ведь недаром Ре, Со и N1 вынесены в особые триады в периодической системе. Вспомните также, что железо, кобальт, никель очень дружны мел ду собой — они легко образуют различные сплавы, соединения, кобальт и никель часто исполь- [c.61]

Металлы — железо, кобальт, никель, гадолиний, диспрозий и некоторые из их сплавов и соединений являются ферромагнитными при температуре ниже критической для каждого соединения. Причина ферромагнетизма до объяснения ее квантовой механикой была неизвестна. Вопрос заключается в том, почему электроны на неполностью заполненных оболочках выстраиваются в направлении приложенного поля и почему они сохраняют эту ориентацию даже после снятия магнитного поля Объясняется это тем, что низшим энергетическим состоянием для некоторых твердых тел является состояние, в котором спины электронов параллельны, а не антипараллельны, как, например, для двух электронов в молекуле водорода. Ферромагнетизм возможен только при определенных межатомных расстояниях и определенных радиусах -орбиталей, поэтому он наблюдается лишь для некоторых элементов. Ферромагнитные вещества проявляют гистерезис в магнитных свойствах. Это означает, что магнитный момент зависит от магнитной предыстории образца кривые зависимости магнитного момента от напряженности магнитного поля различны для случаев, когда магнитное поле увеличивается или уменьшается. [c.497]

Среди комплексных соединений, также применяемых в качестве катализаторов, лишь те парамагнитны, которые содержат атомы с неполностью занятыми подгруппами (п = Зд, 4д, или 63 соответственно). Из сравнения [266] магнитных свойств комплексных соединений хрома, железа, кобальта, никеля и меди со свойствами их ионов видно, что аммиачные комплексы хрома, никеля и меди почти так же сильно магнитны, как ионы Сг , N1 и Си , между тем как аммиачные комплексы кобальта и цианид железа не магнитны. Они имеют магнетизм часто типа насыщенных соединений ванадия, хрома, марганца и ниобия. [c.81]

На рис. 14 приведены кривые образования изученных систем этилендиаминовых комплексов четырех металлов, основанные на данных табл. 54—62. Из рисунка видно, что четыре кривые хорошо располагаются в ряд в соответствии с увеличением устойчивости марганец, железо, кобальт, никель и что во всех случаях комплексообразование прекращается при п = 3, Кроме того, из рисунка следует, что данные титрований при помощи водородного электрода (+ и X) и измерения со стеклянным электродом (О) хорошо согласуются между собой в случае системы комплексов кобальта, но довольно значительное отклонение имеется в верхней части кривой образования комплексов никеля. Это отклонение можно объяснить отравлением водородного электрода в соответствии с тем, что в этом случае невозможно получить постоянные значения потенциалов при титровании с использо- [c.222]

Патент США, № 4087256, 1978 г. При хранении бензина среднекипящих фракций и других видов углеводородных топлив одной из важных проблем является образование при контакте этих топлив с кислородом воздуха смолообразных веществ, дегтя и различных окрашенных примесей. Степень окисления в значительной степени катализируется растворенными в топливе соединениями солями меди, железа, кобальта, никеля, хрома и марганца. Эти соединения образуются в топливе при переработке, хранении и транспортировке. Проблема предотвращения окисления топлива решается добавлением веществ, которые связывают растворенные соединения металлов, особенно, меди, снижая их каталитическую активность и тем самым понижая степень окисления. [c.132]

Выбор в качестве дисперсной фазы железа, кобальта, никеля и меди обусловлен, с одной стороны, теоретическим интересом с точки зрения активности указанных металлов к образованию адгезионных связей хемосорбционного характера с этим полимером и с другой — большим практическим интересом в связи с тем, что перечисленные металлы придают полученным материалам ферромагнитные электропроводящие и другие ценные свойства. [c.85]

При электроосаждении тройных сплавов железо — кобальт — никель мы применяли хлориды указанных металлов по соображениям, указанным в [5]. Методом рентгеноструктурного анализа установлено, что полученные порошки представляют собой сплавы железо — кобальт — никель. На рис. 1 видно, что количество металлов, вошедших в сплав, примерно отвечает заданному составу электролита. Исключение составляют сплавы, в которых содержание никеля составляет 30% и выше, где наблюдается уменьшение никеля в сплаве по сравнению с его содержанием в электролите, и чем выше содержание никеля, тем это уменьшение сильнее. Так, например, при соотношении компонентов в электролите 60 30 10 состав сплава железо — кобальт — никель равен 62 28 10 в электролите Ре Со N1 = 30 30 40 соответственно в сплаве Ре Со N1 == 43 30 27. Такую закономерность, по-видимому, можно объяснить резким увеличением поляризации катода при повышении содержания никеля в сплаве. [c.108]

Железное семейство состоит из железа ж марганца, очень сходного с железом и почти всегда встречающегося вместе с ним в природе, в том числе во всех организмах, например в нашей крови. Кобальт (Со) и никель (№) отличаются несколько больше, а еще больше медь (Сп) и цинк Ъп). Все они отличаются друг от друга и потому стоят один за другим в одном ряду (периоде) системы, а сходны тем, что дают подобные друг другу соединения, например, купоросы — хромовый, марганцовый, железные, кобальтовый, никелевый, медный, цинковый. Поэтому рядом стоящие хром, марганец, железо, кобальт, никель, медь, цинк — нужно называть элементами переходной группы, так как они составляют переход от дающего очень сильную, хотя и нестойкую кислоту (марганцевую) марганца к цинку (дающему ясно выраженную щелочь). Все эти атомы легко получить в виде металлов. [c.80]

Если причиной пассивности являются окисные пленки, то можно ожидать, что анод будет тем легче пассивироваться в данном электролите, чем меньше в нем растворимость соответствующей окиси. Действительно, окиси железа, кобальта, никеля и хрома менее растворимы в щелочных растворах, чем в кислых, и пассивное состояние скорее возникает в щелочных растворах. Окиси молибдена и вольфрама лучше растворяются в щелочах, чем в кислотах, и поэтому эти металлы легче пассивируются в кислых электролитах. [c.655]

III группы периодической системы, наиболее активные переходные металлы в их низщих валентностях, лантаниды и актиниды. К ней относятся бериллий, алюминий, скандий, титан, ванадий, хром, марганец, железо, кобальт, никель, цинк, галлий, иттрий, цирконий, ниобий, индий, церий, гафний, тантал, таллий, торий, уран. Катионы третьей аналитической группы характеризуются тем, что их сульфиды и гидроокиси нерастворимы в воде, но растворимы в разбавленных минеральных кислотах. Катионы этой группы осаждаются сульфидом аммония или сероводородом из аммиачных растворов. [c.238]

Вместе с тем закись кобальта и никеля подобны вюститу (т. е. закиси железа) в том отношении, что имеют однофазную структуру лишь при. .. составе, отвечающем дефициту металла. [c.326]

Сульфиды, карбиды, нитриды d-металлов семейства железа. Сульфиды d-металлов ухудшают механические свойства сплавов на основе железа, кобальта и никеля, способствуя возникновению горячих трещин при кристаллизации. Это вызвано тем, что сульфиды FeS, oS и NiS хорошо растворимы в жидких металлах и при кристаллизации дают легкоплавкие эвтектики, т. е. в момент почти полного затвердевания металла между твердыми кристаллами создаются жидкие прослойки эвтектического сплава, являющиеся зародышами горячих трещин. [c.373]

Возможными примесями в бронзах являются А1, Fe, Ti, Ni. Si. Медь можно отделить предварительно электролизом [698, 699] или в виде сульфида и купфероната [719]. Электролитическое осаждение меди удобно тем, что в этом методе исключается захват бериллия. Однако при электролизе медь может выделяться неполностью. Железо, кобальт и никель также осаждаются на ртутном катоде. [c.173]

Наиболее стабильным катализатором является железо, кобальт занимает промежуточное положение. В третьем периоде работы катализатора наибольшая скорость науглероживания наблюдается для кобальта (ср. наклон прямолинейных участков кривых науглероживания на рис. 5). Это можно объяснить тем, что для кобальта в условиях значительного науглероживания сочетаются два фактора повышенная активность (по сравнению с железом) и повышенная стабильность (по сравнению с никелем). [c.144]

Можно ввести представление о различной степени однотипности в зависимости от степени подобия этих элементов. Так, карбонаты кальция, стронция и бария более однотипны между собой, а карбонаты магния и, в особенности, бериллия сильнее отличаются от них. Еще менее однотипны с ними карбонаты металлов побочной подгруппы — цинка, кадмия и ртути, а тем более других элементов в двухвалентном состоянии (карбонаты марганца, железа, кобальта, никеля). Впрочем, в некоторых частных случаях (по-видимому, при близких ионных радиусах) наблюдается достаточно хорошая однотипность по некоторым свойствам, например между Мд28104 и Ре25104. [c.91]

Железо, кобальт и никель занимают в четвертом периоде системы элементов особое место. Эти элементы не имеют элементов-аналогов в малых периодах системы Д. И. Менделеева, а вместе со своими аналогами в пятом (рутений, родий н палладий) и шестом (осмий, иридий н платима) периодах располагаются в середине больших периодов, составляя УП1В-подгруппу. Элементы четвертого периода — железо, кобальт, никель — отличаются от элементов пятого и шестого периодов тем, что в их атомах нет свободного /-подуровня. В связи с этим, несмотря на ряд общих свойств, в химическом отношении железо, кобальт и никель отличаются от остальных элементов /П1В-подгруппы (платиновых металлов). [c.297]

Анализ всех полученных данных об активности катализаторов разложения метана позволяет заключить, что имеется определенная связь между активностью восстановленных катализаторов и скоростью, с которой они восстанавливаются. Чем больше скорость восстановления окисной формт г катализатора мета ном, тем тив-нее полученный в результате восстановления катализатор. Эта зависимость прослеживается и для чистых металлических катализаторов (рис. 5) и для металлических катализаторов с добавками. С наибольшей скоростью восстанавливается закись никеля, обладающая максимальной активностью в ряду железо — кобальт — никель. Самый активный (железный катализатор) восстанавливается в наиболее короткие сроки. Из общей зависимости выпадает сидерит. Особое положение сидерита (РеСОд), возможно, объясняется тем, что для него процесс восстановления окисла совмещается с термическим разложением карбоната железа. [c.145]

Ионы металлов с валентным состоянием выше единицы, например ионы железа, кобальта, никеля, меди и марганца, являются активными катализаторами автоокисления [27]. Уже давно известно влияние этих ионов на окисление сульфитов натрия, между тем исследования их влияния на окисление альдегидов и ненасыщенных соединений проведены позднее и им способствовали параллельные исследования редоксных катализаторов в реакциях полимеризации. Катализаторы добавлялись к этим органическим реагентам в виде солей органических кислот типа ацетатов, стеаратов и нафтенатов. Так, ацетат кобальта в уксусной кислоте катализирует окисление бензальдегида и олефинов [31], а стеараты кобальта, железа, меди и марганца — реакцию окисления жидких алканов [8, 9]. [c.457]

Прочная адсорбция кислорода происходит, если атом металла на поверхности образует химические связи с кислородом (хемисорбция). Было замечено, что наиболее склонны к пассивности переходные металлы, имеющие незаполненный электронный -уровень, такие как хром, железо, кобальт, никель и др. Г. Г. Улиг предположил, что наличие незаполненного -уровня способствует хемисорбции кислорода. Если -уровень заполнен, то хемисорбция кислорода не происходит или энергия связи металл — кислород мала. У подобных металлов, например меди, легче образуется фазовый окисел. Эта концепция [58] подтверждается тем, что легирование переходных металлов металлами с заполненным -уровнем приводит к перераспределению электронов и заполнению -уровня электронами, отдаваемыми легирующим металлом с уровня х. Примером могут служить сплавы N1—Си или Ni—Zn в области твердых растворов. Есть возможность рассчитать концентрацию легирующего металла (донора электронов), необходимую для заполнения -уровня легируемого металла. При такой концентрации изменяются магнитные свойства сплава ж вместе с тем резко снижается способность к пассивации. [c.239]

Для большинства соединений переходных металлов весьма характерным является их цвет. Почти каждое соединение ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта, никеля и меди интенсивно окрашено, причем цвет зависит не только от атолшого номера данного металла, но и от его степени окисления и, в известной мере, от характера того неметаллического элемента или аниона, с которым соединяется данный металл. Можно считать установленным, что цвет таких соединений связав с наличием незаполненной М-оболочки электронов, т. е. с тем, что М-о0олочка содержит меньше максимального числа электронов, равного восемнадцати. Когда М-оболочка заполнена, соединения, как правило, бесцветны это наблюдается, например, в случае соединений двухвалентного цинка (Zn804 и др.) и одновалентной меди ( u l и др.). Известно-также и другое свойство, характерное для незаполненных внутренних оболочек, — парамагнетизм, т. е. способность вещества притягиваться сильным магнитным полем. Почти все соединения переходных элементов, находящихся в таких окислительных состояниях, при которых имеются незаполненные внутренние оболочки, характеризуются ярко выраженными парамагнитными свойствами. [c.510]

Магнитный сплав, содержащий железо, кобальт, никель, алюминий, медь и титан, отличающийся тем, что с целью повышения магнитной энергии и улучшения шлифуемости изделий из сплава, он дополнительно содержит иттрий при следующем соотнощении ингредиентов % (масс.) кобальт 23—25 никель 13—15 алюминий 7—9 медь 3—4 титан 0,1—0,3 илтрий 0,05 -0,5 и железо — остальное . [c.144]

От этого недостатка свободна так называемая укороченная периодическая таблица химических элементов. Она построена из неукороченной" таблицы с иГзъятием из нее лантаноидов и актиноидов и переносом концов восемнадцатиэлементных периодов (по восемь элементов) под начало этих же периодов. Таким образом, медь (Си), серебро (Ag) и золото (Аи) попадают под соответствующие щелочные элементы — медь под калий, серебро под рубидий и золото под цезий. Аналогично дело обстоит и с остальными перенесенными элементами. Поскольку до переноса они располагались в концах восемнадцатиэлементных периодов, то естественно, что они по своим свойствам отличаются от тех элементов, под которые попадают после переноса. Поэтому перенесенные элементы располагают не точно под теми элементами той группы, в которую они попадают, а несколько сбоку. Таким образом, возникают группы элементов, расположенных в вертикальных столбцах, и каждая группа состоит из двух подгрупп главной и побочной. Так, в первую группу попадают щелочные металлы и подгруппа меди (Си, Ад, Аи). Во вторую группу входят бериллий, магний и щелочноземельные металлы, а также элементы подгруппы цинка (2п, С(1, Hg), затем в третью группу — подгруппы бора (В, А1, Оа, 1п, Т1) и подгруппа скандия (5с, У, Ьа, Ас) и т. д. Совершенно естественно, что в седьмую группу попадают галогены (Р, С1, Вг, I, А1) и столь отличные от них по свойствам элементы подгруппы марганца (Мп, Тс, Ке). Особый интерес вызывает к себе восьмая группа. Очевидно, в нее должны входить инертные газы и элементы подгруппы железа (Ре, Ки, Об). Вне какой-либо группы остаются элементы кобальт и никель, родий и палладий, иридий и платина. Ранее считали, что железо, кобальт, никель и платиновые металлы (рутений, родий, палладий и осмий, ири- нй, платина) образуют восьмую группу, а инертные газы вы- [c.11]

Образование фаз NiAs-типа очень распространено в сплавах переходных элементов группы железа с элементами главных подгрупп III—VI групп Периодической системы. Для таких систем ранее [40, 41] было сформулировано правило, что энтальпии атомизации (а в большинстве случаев и абсолютные величины энтальпий образования) соединений элементов группы железа с одним и тем же металлом увеличиваются в ряду железо — кобальт — никель. Было высказано предположение, что в этом ряду по мере уменьшения числа вакансий в недостроенной d-оболочке атома переходного элемента возрастает сродство к электрону, что ведет к увеличению энергии связи при взаимодействии с металлом, легко отдающим свои валентные электроны. [c.170]

Состав продуктов восстановления азотной кислоты металлами зависит от природы металла и концентрации азотной кислоты. Концентрированная азотная кислота, как правило, восстанавливается до NO2. Чем более разбавлена азотная кислота и чем более активен металл, который окисляется ею, тем более глубоко происходит восстановление кислоты. Возможные продукты восстановления HNO3 NO2, NO, N2O, N2, NH2OH, NHg. При растворении в сильно разбавленной азотной кислоте таких металлов, как железо, кобальт, никель, может получиться азот, в этих условиях реакция разбавленной азотной кислоты с более активными металлами — магнием, цинком и другими — приводит к образованию аммиака. При действии разбавленной азотной кислоты протекают преимущественно следующие реакции [c.145]

Реакции совместной олигомеризации, включающие диены-1,3 и целый ряд других ненасыщенных соединений, например этилены, алкины, акриловые эфиры и стиролы, можно осуществить, если использовать в качестве катализаторов системы с железом, кобальтом, никелем, системы, подобные тем, которые используют в реакциях димеризации диенов. Этилен под давлением и в присутствии никелевых катализаторов дает транс, цис-цикло-додекадиен-1,5 (а), смешанный с OD. Аналогичный циклический продукт [c.96]

Ферромагнетизм — частный случай парамагнетизма, характеризующийся тем, что ферромагнитный металл, помещенный предварительно в магнитное поле, неограниченно сохраняет свойство развивать свое собственное подобное поле. Ферромагнетизм встречается только в случае нескольких элементов — железа, кобальта, никеля и некоторых лантанидов, а также некоторых сплавов этих металлов даже с неметаллическими элементами (С, 51, А1), более слабый — у окиси железа (Рез04). Особенно сильным ферромагнетизмом обладают некоторые сплавы неферромагнитных металлов, например сплав Гейслера [c.579]

Первые порции воды, выделившиеся из мантии около 4 млрд лет назад, скорее всего бьши практически полностью поглощены рыхлым реголитом земного грунта и первозданной трещиноватой ли-госферой. Одновременно с водой активно сорбировались и другие дегазированные из мантии биологически активные элементы и их соединения. При этом высокая пористость и сорбционная способность реголита могли обеспечить наиболее благоприятные условия для формирования сложных органических соединений и зарождения жизни [119]. Связано это с тем, что первозданный реголит в изобилии содержал в себе в свободном состоянии хром, железо, кобальт, никель, свинец, платину и некоторые другие переходные металлы, обладающие наиболее активными каталитическими свойствами по отношению к синтезу органических соединений. [c.259]

Никель появляется во фракциях с температурой кипения около 300° и его распределение подчиняется тем же закономерностям, что и распределение железа [786, 959]. Кобальт при перегонке нефти целиком концентрируется в остатке (500°) [786, 880]. При разделении нефти на компоненты кобальт полностью попадает в асфальтены, главным образом в их высокомолекулярную часть (4000— 8000 и 8000—22 000 по данным гель-хроматографии) [76]. Видимо, он связан в комплексы с тетрадентатными лигандами. Распределение железа и никеля по молекулярно-весовым фракциям носит бимодальный характер. Природа низкомолекулярных соединений никеля достаточно изучена они представлены комплексами с порфиринами. При возрастании молекулярной массы фракции растет доля непорфириновых соединений никеля. По своей природе они, по-видимому, аналогичны непорфириновым соединениям ванадия [8, 76]. Для высокомолекулярных соединений железа также справедливо то, что сказано о непорфириновом ванадии. Природа низкомолекулярных соединений железа в нефти до сих пор не ясна. Наличие нафтенатов железа исключается [926, 927, 973], но допускается возможность существования железо-порфириновых комплексов, аналогичных найденным в сланцах [390, 794, 798]. Предполагается также существование кобальт-порфиринов в концентрациях ниже предела обнаружения. Это может объяснить присутствие небольшого количества кобальта в низкомолекулярных фракциях смол и асфальтенов (300—1000) [76]. [c.179]

Создающийся дефицит в никеле, вызванный переходом в раствор меди, железа, кобальта, частично уравновешивается тем, что образующаяся свободная кислота (при осаждении железа и кобальта) нейтрализуется карбонатом никеля, а медь, вытеоняемая из раствора при очистке заменяется эквивалентным количеством никеля. [c.361]

В большинстве комплексных соединений элементы УП1Б группы имеют координационное число 6 (октаэдрическая форма) железо, кобальт н никель образуют также комплексы с координационным числом 4 (тетраэдрическая форма) палла-дин(П) и платина(П)—комплексы с тем же координационным числом, но с плоскоквадратной геометрией. [c.245]

Поэтому целесообразно выделить рассмотрение свойств элементов eмeй tвa железа (Ре, Со, N1), тем более, что по применению они имеют наибольшее значение в технике. Железо, кобальт и никель составляют триаду 4 периода [c.125]

Комплексные цианиды Ме4[Э(СМ)в1 и Meз[Э( N)в] известны и характерны для железа и кобальта. Никель образует лишь комплекс первого типа (степень окисления +2). Особая устойчивость этих комплексов подтверждается и тем фактом, что удается выделить в свободном состоянии и соответствующие комплексные кислоты Н4[Э(СЫ)е1 и HJЭ( N) l. Для цианидных комплексов Ре, Со, N1 характерно замещение лигандов N на друпге (Н.дО, NH, ,, СО, N0, N0, N0+ и т. п.). Такие соединения называются прусси- [c.411]

Высшая положительная валентность элементов обычно отвечает номеру группы, причем в высших оксидах и гидроксидах кислотный характер растет слева направо по периодам, а основной — ослабевает. У фтора вообще не обнаружена положительная валентность в соединениях он всегда одновалентен. Положительная валентность кислорода проявляется только в соединениях с фтором и равна двум. Железо, кобальт и никель проявляют высшую валентность соответственно шесть, четыре и три, палладий — четыре, родий, иридий и платина — шесть, бром и астат — пять. У некоторых благородных газов высшая положительная валентность достигает восьми (ХеРв). У элементов подгруппы меди в образовании валентных связей могут участвовать с1-злектроны предпоследнего уровня, поэтому их высшая положительная валентность оказывается больше номера группы — бывает +1, +2, +3. Эти элементы являются неполными аналогами элементов главной подгруппы I группы и вместе с тем продолжают развитие свойств элементов семейства железа и платиновых металлов, к которым они вплотную примыкают в системе элементов. [c.79]

В большинстве комплексных соединений элементы УШБ-груп-пы имеют координационное число 6 (октаэдрическая форма) железо, кобальт и никель образуют также комплексы с координационным числом 4 (тетраэдрическая форма) палладий(П) и платина(П) — комплексы с тем же координационным числом, но с плоскоквадратной геометрией. Аквакатионы [Э(Н20)е] (Э = Ре, Со, №) и [Ре(Н20)б] являются слабыми кислотами в водном растворе. Для протолиза аквакатиона железа(П1) характерно образование не только моногидроксокатиона, но и многоядерных комплексов, типа [(Н20)4ре(0Н)2ре(Н20)4] " , придающих раствору желтую окраску. Аквакомплекс [Ре(Н20)е] существует только в сильнокислотной среде. [c.217]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология