Применение.
Металлы подгруппы находят
разнообразное применение. Большие количества цинка применяют для коррозионной
защиты железа и стали. Металлический цинк достаточно активен, но первоначально
в природных условиях образуется инертное защитное покрытие из основного
карбоната Zn2(OH)2CO3.
Цинковое покрытие можно получать разными способами – горячим погружением,
как в электролитических методах, испарением цинка с последующей конденсацией
на защищаемую поверхность, разбрызгиванием, распылением, напылением и
сушкой сформованного материала в больших печах. Много цинка расходуется
в производстве бронз и латуней из меди и цинка (см.
табл. 17б). Эти сплавы применяют для придания высокой коррозионной стойкости,
например, марганцевая бронза (90% Cu, 5% Zn, 3% Sn и 2% Mn) отличается
особой коррозионной стойкостью.
Кадмирование – один из способов
коррозионной защиты стальных поверхностей, однако это покрытие неустойчиво
к кислотам. Кадмий используют в технологии низкоплавких сплавов, например,
сплава Вуда (12,5% Cd), сплава Липовича (10% Cd). Кроме того, кадмий часто
добавляют в подшипниковые сплавы. Все металлы подгруппы IIB находят широкое
применение в технологии аккумуляторов и батарей. Например, цинк используют
как оболочку в сухих батареях, где он выполняет двоякую функцию, –
контейнера и анода; кадмий используют как анод в никель-кадмиевых элементах
типа щелочного аккумулятора Эдисона, в котором ставят кадмиевый анод вместо
железного; оксид ртути(II) применяют в ртутных элементах; в стандартном
элементе Вестона анод состоит из амальгамы Cd-Hg, а электролит –
из раствора CdSO4,
такой элемент отличается стабильным и хорошо сохраняющимся напряжением.
Ртуть – единственный из металлов,
который является жидкостью при обычной температуре (кроме ртути только
галлий и цезий имеют очень низкие (около 29°
С) температуры плавления, но они твердые при комнатной температуре). Ртуть
отличается большой химической инертностью, высокой электропроводностью
и находит разнообразное применение в электротехнических контрольно-измерительных
приборах, газоразрядных лампах, переключателях и контактах. Кадмий входит
в состав сплава, из которого сделаны регулирующие стержни в активных зонах
ядерных реакторов, так как ядро атома кадмия отличается большим сечением
захвата нейтронов.
Реакции.
Цинк и кадмий активно
реагируют со всеми кислотами и даже с водой (при достаточном нагревании),
вытесняя из них H2.
Реакции с кислотой протекают следующим образом:
Цинк
растворяется в щелочах с выделением водорода и образованием цинкат-иона
Zn(OH)42–.
Ртуть реагирует только с сильными кислотами-окислителями, такими, как
HNO3
и царская водка. При этом могут образовываться нитраты ртути(I) и ртути(II),
Hg2(NO3)2
и Hg(NO3)2.
В этом заключается, в частности, ее отличие от меди, которая тоже способна
проявлять степени окисления I и II, но с азотной кислотой образует только
Cu(NO3)2.
В зависимости от ряда факторов (размера реагирующих частиц, концентрации
кислоты и температуры) медь реагирует с HNO3
с образованием различных соединений. Из раствора выделяются газообразные
оксиды азота, азот и частично водород, в растворе образуются ион Cu(II),
NH2OH,
N2H4,
NH4+,
может образовываться осадок CuO.
назад
дальше
|
