Активность щелочных металлов и ртути в амальгамах

Применение амальгам в металлургии позволяет получать высококачественные металлы, так как ртуть дезактивирует активные металлы, получаемые в реакции восстановления, и уменьшает тенденцию металла к окислению. Наконец, многие нежелательные примеси такие, как вода, кислород, азот, водород, ряд металлов не растворяются в ртути и таким образом не загрязняют металл во время стадии восстановления. Сами щелочные металлы являются слишком энергичными восстановителями для хлоридов металлов, которые обычно используются как исходные вещества. Поэтому процесс восстановления щелочными металлами протекает обычно бурно и сопровождается выделением большого количества тепла. Амальгамы этих металлов — более мягкие агенты и процесс в этом случае сопровождается меньшим тепловым эффектом. [c.167]

По теории Семенченко [88] высокая поверхностная активность щелочных металлов в амальгамах и ее рост с увеличением ионного радиуса могут быть объяснены влиянием электростатического потенциала кулоновских сил. Последний зависит от заряда q и радиуса г ионов ртути и растворенных в ней других металлов. Так как ионы щелочных металлов имеют меньшую величину отношения /г, чем ртуть, то они выталкиваются на поверхность из объема амальгамы. Вследствие того, что радиусы ионов растут в ряду Ы, Ма, К, КЬ, Сз, а заряд остается одним и тем же, то поверхностная активность щелочных металлов в амальгамах увеличивается от лития к цезию. [c.22]

Активность щелочных металлов и ртути в амальгамах [c.17]

Увеличение продолжительности цементации приводит к уменьшению содержания натрия в амальгаме. Это объясняется тем, что натрий, являясь более поверхностно-активным металлом по сравнению с барием, лучше адсорбируется в поверхностном слое амальгамы и, следовательно, в первую очередь реагирует с водой, переходя в раствор в виде гидроокиси натрия. Эта особенность широко используется при получении амальгам способом цементации, когда применяемые для этого амальгамы содержат щелочные металлы, поверхностная активность которых на ртути оказывается более значительной, чем поверхностная активность цементируемых металлов. [c.129]

Рассмотрим возможность определения газов в металлах (и некоторых металлоидах) по группам периодической системы <см. таблицу). Для определения газов в щелочных металлах применяются методы вакуум-плавления и химические методы. До последнего времени считалось, что метод вакуум-плавления не может быть применен для определения газов в щелочных металлах из-за возможного поглощения выделяющихся газов адсорбционно-активным налетом и трудности восстановления их окислов. Однако в результате работы сотрудников газовой группы ГЕОХИ [1] был разработан ряд методов онределения газов в щелочных металлах. Для этих металлов метод вакуум-плавления несколько видоизменен. Анализ проводится таким образом, что вначале отгоняется металл, а затем, при температуре восстановления окислов металла углеродом, выделяется окись углерода. Этот прием позволяет избавиться от поглощения окиси углерода испаряющимся металлом, так как предварительные опыты показали, что окись углерода не поглощается сплошной пленкой щелочного металла и сильно поглощается тонко-дисперсным испаряющимся металлом. Поэтому процессы испарения металла и выделения окиси углерода должны быть разделены. Определение кислорода в щелочных металлах методом ртутной экстракции [2, 3] основано на образовании амальгамы металла при отсутствии взаимодействия окиси со ртутью. Остающаяся после удаления ртутной амальгамы окись металла растворяется в воде и по количеству металла в растворе определяется количество кислорода. [c.84]

Ток подводят к аноду хлорного электролизера и к катоду разлагателя амальгамы. Амальгамный электрод в хлорном электролизере насыщается щелочным металлом и затем отдает его раствору в разлагателе амальгамы. Однако не весь ток в хлорном электролизере расходуется на выделение щелочного металла. Часть тока идет на выделение водорода, часть — на восстановление активных форм хлора, присутствующих в растворе. Кроме того, в разлагателе амальгамы возможны потери тока вследствие разряда водорода на амальгамном аноде. Непосредственное включение амальгамного электрода (как биполярного), предложенное Кельнером [417], оказалось практически невозможным, так как при недостатке щелочного металла в разлагателе амальгамы ртуть окисляется на аноде, образуя желтую окись ртути. [c.104]

Щелочные металлы по отношению к ртути являются поверхностно-активными. Они чрезвычайно сильно понижают поверхностное натяжение ртути. Внесение цезия в ртуть в количестве тысячной доли атомного процента уменьшает поверхностное натяжение на одну треть, позволяя амальгаме проникать в весьма тонкие капилляры. На рис. ХУП, 8 показаны изотермы а=Дсг) для амальгам некоторых щелочных металлов. [c.447]

Металлическая ртуть хорошо растворяет. многие металлы, образуя так называемые амальгамы. Легче всего в ней растворяются щелочные металлы. Полученные путем простого погружения натрия или калия в ртуть амальгамы щелочных металлов сохраняют все свойства этих металлов, но значительно ослабляют их активность амальгама натрия вытесняет из воды водород. Горение в кислороде натрия и калия в виде амальгамы идет значительно спокойнее, чем в тех случаях, когда для этой цели берутся чистые металлы. [c.354]

По концентрации щелочного металла в амальгаме на входе и влходе ее из разлагателя контролируется скорость циркуляции ртути и работа разлагателей амальгамы. Контроль содержания водорода в хлоре и соединений активного хлора в выходящем из элект-тролизера анолите необходим для установления нарушений в работе электролизера и получения информации, необходимой для устранения допущенных нарушений. [c.248]

К первой группе следует отнести щелочные и щелочно-земельные металлы — литий, натрий, калий, рубидий, цезий, кальций, стронций, барий. К этой группе, вероятно, можно отнести некоторые металлы группы редких земель — лантан, церий, самарий, европий, иттербий [22]. Все эти металлы обра- зуют со ртутью относительно прочные химические соединения. Растворимость их в ртути достаточно велика. Образование амальгам сопровождается значительным тепловым эффектом и изменением изобарного потенциала ДС. Для этих металлов при образовании амальгам ДС <С О, потенциалы их амальгам в растворах вследствие этого значительно менее отрицательны, чем потенциалы чистых металлов. Сильное межатомное взаимодействие компонентов приводит к значительному отклонению свойств образующихся амальгам от законов идеальных растворов. Это проявляется, в частности, в характере изменения активности амальгам с изменением их концентраций. У всех металлов, входящих в первую группу, энергия связи М—М меньше энергии связи М—Hg. Перенапряжение водорода на амальгамах, образованных этими металлами, по-видимому, не сильно отличается от перенапряжения водорода на ртути. [c.11]

Большое сродство щелочных металлов к ртути, приводящее к энергичному межатомному взаимодействию, протекаю- щему с образованием в этих системах прочных интерметалли-ч ческих соединений, приводит к сильному отклонению свойств, амальгамных систем от законов идеальных растворов. Актив-Ьюсть щелочных металлов и ртути в амальгамах изучалась, ч в основном, методом электродвижущих сил целым рядом ав-. торов [61,65,66]. Пересчет этих данных позволяет получить зависимость активности щелочных металлов от концентрации последних для комнатных температур (рис. 8). [c.17]

Перекись водорода легко образуется при действии кислорода на ртуть или амальгамированные металлы в кислых растворах или в среде, состоящей в основном из какого-либо спирта. Так, Фармэн и Мюррей [126] показали, что при совместном встряхивании ртути, соляной кислоты и кислорода образуется перекись водорода и однохлористая ртуть, причем в начальных стадиях реакции наблюдается образование некоторого количества соли двухвалентной ртути. При встряхивании ртути с чистой водой и кислородом образуется ртутное соединение, но не перекись. Эти данные могут быть обусловлены тем, что каталитическая активность ртути является минимальной в кислом растворе. Мюллер и Борхман [127] получили растворы, содержащие до 3,77% перекиси водорода, путем введения 3%-ной кадмиевой амальгамы в соприкосновение с кислородом при 0° в среде, состоявшей из этилового спирта и 50%-ной серной кислоты. Одновременно происходило образование и сернокислого кадмия. Были выданы патенты на образование перекиси водорода путем приведения в контакт амальгамы, содержащей около 0,0003%—0,001% щелочного металла, с кислородом в присутствии воды или жидкости типа метилового спирта, содержащей некоторое количество воды [128] одновременно образуется и соответствующая щелочь. Амальгама может быть получена злектролизом соединений щелочных металлов на ртутном катоде или растворением щелочного металла в ртути. [c.69]

Особый интерес представляет амальгама тетраметиламмония, впервые полученная электролизом Мак Кой и Мооре [149]. По химическим свойствам она сходна с амальгамами щелочных металлов, но гораздо более активна. В водных растворах она восстанавливает ионы меди, аммония, натрия, калия [177] и, в меньшей степени, рубидия и цезия. Амальгама тетраметиламмония стабильна при отрицательных температурах. Однако в инертной среде, в отсутствии влаги она и при 0°С вполне стабильна. С водой амальгама энергично реагирует с образованием водорода, коллоидной ртути и гидроокиси тетраметиламмония [149—150] [c.33]

Недавно эти представления были применены Б. С. Красиковым для теоретического расчета потенциалов нулевых зарядов бинарных твердых растворов [49] с малыми отклонениями от идеальности. Так как натрий в амальгаме обладает значительной поверхностной активностью [54], то небольшие количества его в ртути резко сдвигают нулевую точку. Калий, рубидий и цезий более поверхностно активны в амальгамах, чем натрий [54]. Это должно приводить к еще более сильному сдвигу нулевых точек этих амальгам в сторону нулевых точек чистых металлов, которые, судя по расчетным данным [50—52], должны лежать при несколько более отрицательных потенциалах, чем для натрия. По-видимому, нулевые точки этих амальгам лежат в области потенциалов —2,0 -ь —2,4 в. Резкий сдвиг нулевых точек амальгам в сторону более отрицательных потенциалов позволил предположить, что подобным же образом при электролизе в щелочных растворах будут меняться нулевые точки металлов, дающих поверхностные натрийметалли-ческие соединения [45]. Это обстоятельство, по-видимому, оказывает определенное влияние на ход и направление процессов электрогидрирования в щелочных растворах, что было учтено нами при обсуждении данных по восстановлению ацетона в щелочных средах [22]. [c.235]