Цирконий
и гафний.
Руды циркония и гафния
представляют собой силикаты и оксиды. Методы извлечения и выделения циркония
и гафния довольно близки к методам, применяемым в металлургии титана.
Чистый цирконий применяется в атомной энергетике, так как имеет очень
низкое сечение захвата и поглощения нейтронов, а также высокую термо-
и коррозионную стойкость. Добавки циркония улучшают свойства хромовых
сталей. Применение гафния в промышленности осложняется трудностью его
отделения от циркония и малой распространенностью в природе. Разделение
гафния и циркония основано на небольшом различии в растворимости фторокомплексов
ZrF62
и HfF62.
Разделение металлов возможно также методами ионного обмена и экстракции
комплексных соединений.
Химические
свойства.
Существует некоторое
различие в химических свойствах титана, с одной стороны, и циркония и
гафния, с другой. Все металлы IVB подгруппы реагируют при нагревании с
кислородом, образуя MO2.
Диоксид титана TiO2
существует в природе в виде минерала рутила темнокоричневого вещества
с примесями. TiO2
в промышленности получают по реакции TiCl4
со щелочью с последующим прокаливанием для удаления воды; получаемый таким
способом TiO2
представляет собой белое инертное вещество, широко применяемое как пигмент;
оно не ядовито и благодаря прочной адгезии используется в промышленности
красок.
При гидролизе TiCl4
образуется не истинный гидроксид Ti(OH)4,
а гидратированный оксид, который существует в двух формах, a
и b.
При испарении или распылении TiCl4
во влажной среде получают дымовые завесы. При высокой температуре TiO2
переходит в оксид титана(III) Ti2O3.
Монооксид TiO получается при прокаливании смеси Ti + TiO2.
При сплавлении TiIVO2
с основаниями, например, NaOH
или Na2CO3,
получается титанат натрия Na2TiIVO3,
что свидетельствует об амфотерности TiO2.
Титан проявляет несколько более слабые металлические свойства, чем цирконий,
так как TiCl4
почти не подвергается гидролизу, образуя TiOCl2.
Более тяжелые металлы подгруппы легко образуют ионы MO22+.
Zr
и Hf тоже образуют диоксиды ZrO2
и HfO2,
а также полуторные оксиды Zr2O3
и Hf2O3
и монооксиды ZrO и HfO. Однако только образование диоксидов является общим
для всей подгруппы. Гидроксиды Zr(OH)4
и Hf(OH)4,
очевидно, не существуют, но при взаимодействии ионов этих металлов со
щелочами образуются гидратированные оксиды. Образование гидроксидов с
низшими степенями окисления металлов не установлено. Активность металлов
по отношению к кислороду, кислотам и основаниям сильно зависит от чистоты
металла. При действии сильных оснований на диоксиды образуются цирконаты
MZrO3
и гафнаты MHfO3.
назад
дальше
|