Tsarin Karfe Part 3 - Komai Sauran

Bayan lithium, wanda ake ƙara yin amfani da shi a cikin tattalin arzikin zamani, da sodium da potassium, waɗanda ke cikin abubuwan da suka fi muhimmanci a masana'antu da kuma rayuwa a duniya, lokaci ya yi da sauran abubuwan da ke cikin alkaline. A gabanmu akwai rubidium, ceium da franc.

Abubuwa uku na ƙarshe suna da kamanceceniya da juna, kuma a lokaci guda suna da kaddarorin iri ɗaya tare da potassium kuma tare da shi sun samar da ƙaramin rukuni mai suna potassium. Tun da kusan ba za ku iya yin wani gwaji tare da rubidium da cesium ba, dole ne ku wadatar da kanku tare da bayanin cewa suna amsawa kamar potassium kuma mahaɗan su suna da ƙarfi iri ɗaya da mahadi.

1. Ubannin kallo: Robert Wilhelm Bunsen (1811-99) a hagu, Gustav Robert Kirchhoff (1824-87) a dama

Ci gaban farko a cikin spectroscopy

An san al'amarin canza launin harshen wuta tare da mahadi na wasu abubuwa kuma an yi amfani da shi wajen kera wasan wuta tun kafin a sake su zuwa cikin 'yanci. A farkon karni na sha tara, masana kimiyya sun yi nazari kan layukan da ke fitowa a cikin hasken Rana kuma suna fitar da mahaɗan sinadarai masu zafi. A cikin 1859, masana kimiyyar Jamus guda biyu - Robert Bunsen i Gustav Kirchhoff - gina na'ura don gwada hasken da ke fitarwa (1). Na farko spectroscope yana da tsari mai sauƙi: ya ƙunshi prism wanda ya raba haske zuwa layukan gani da kuma. eyepiece da ruwan tabarau don lura da su (2). An lura da fa'idar spectroscope don nazarin sinadarai nan da nan: abu yana karyewa zuwa atom a yanayin zafi mai zafi, kuma waɗannan layukan fitar da su ne kawai na kansu.

2. G. Kirchhoff a spectroscope

3. Karfe cesium (http://images-of-elements.com)

Bunsen da Kirchhoff sun fara binciken su kuma bayan shekara guda sun kwashe tan 44 na ruwan ma'adinai daga wani marmaro a Durkheim. Layuka sun bayyana a cikin bakan da ba za a iya danganta su da wani abu da aka sani a lokacin ba. Bunsen (shima masani ne) ya kebe sinadarin chloride na wani sabon sinadari daga najasa, ya sanya sunan karfen dake cikinsa. TA bisa layukan shuɗi masu ƙarfi a cikin bakan sa (Latin = blue) (3).

Bayan 'yan watanni, riga a cikin 1861, masana kimiyya sun bincika bakan na ajiyar gishiri dalla-dalla kuma sun gano kasancewar wani abu a ciki. Sun sami damar ware sinadarin chloride kuma su tantance adadin atomic ɗin sa. Tun da jajayen layukan da aka bayyana a fili a cikin bakan, an sanya sunan sabon ƙarfen lithium rubd (daga Latin = duhu ja) (4). Gano abubuwa guda biyu ta hanyar bincike na gani ya gamsar da masana chemist da physicists. A cikin shekaru masu zuwa, spectroscopy ya zama ɗaya daga cikin manyan kayan aikin bincike, kuma binciken ya yi ruwan sama kamar cornucopia.

4. Metal rubidium (http://images-of-elements.com)

Rubid ba ya samar da ma'adinan kansa, kuma cesium daya ne kawai (5). Duk abubuwan biyu. Layer na Duniya ya ƙunshi 0,029% rubidium (wuri na 17 a cikin jerin abubuwan abubuwan da suka faru) da 0,0007% ceium (wuri na 39). Ba abubuwan halitta bane, amma wasu tsire-tsire suna zaɓar rubidium, kamar taba da beets. Daga ra'ayi na physicochemical, duka karafa sune "potassium akan steroids": har ma da laushi da fusible, har ma fiye da amsawa (alal misali, suna ƙonewa ba tare da bata lokaci ba a cikin iska, har ma suna amsawa da ruwa tare da fashewa).

ta hanyar shi ne mafi yawan sinadarin “karfe” (a cikin sinadarai, ba a ma’anar kalmar ba). Kamar yadda aka ambata a sama, kaddarorin mahallin su ma sun yi kama da na mahaɗan potassium mai kama da juna.

5 Pollucite shine kawai Cesium Mineral (USGS)

karfe rubidium kuma ana samun cesium ta hanyar rage mahaɗansu da magnesium ko calcium a cikin sarari. Tunda kawai ana buƙatar su don samar da wasu nau'ikan ƙwayoyin rana (hasken da ke faruwa cikin sauƙi yana fitar da electrons daga saman su), samar da rubidium da ceium a kowace shekara yana cikin jerin ɗaruruwan kilogiram. Kuma ba a amfani da mahadinsu da yawa.

Kamar yadda yake tare da potassium. daya daga cikin isotopes na rubidium shine rediyoaktif. Rb-87 yana da rabin rayuwa na shekaru biliyan 50, don haka radiation yana da ƙasa sosai. Ana amfani da wannan isotope don kwanan wata duwatsu. Cesium ba shi da isotopes na rediyo da ke faruwa a zahiri, amma CS-137 yana daya daga cikin fission kayayyakin na uranium a cikin makamashin nukiliya. An raba shi da sandunan mai da aka kashe saboda an yi amfani da wannan isotope azaman tushen hasken gamma, alal misali, don lalata ciwace-ciwacen daji.

Don girmama Faransa

6. Wanda ya gano harshen Faransanci - Marguerite Perey (1909-75)

Mendeleev ya riga ya hango kasancewar ƙarfen lithium mai nauyi fiye da cesium kuma ya ba shi suna mai aiki. Chemists sun nemi shi a cikin sauran ma'adanai na lithium saboda, kamar danginsu, yakamata ya kasance a wurin. Sau da yawa yakan zama kamar an gano shi, ko da yake a cikin hasashe, amma ba a taɓa samu ba.

A farkon shekarun 87, ya bayyana a fili cewa kashi 1914 na rediyoaktif ne. A cikin 227, masana kimiyyar Austrian sun kusa ganowa. S. Meyer, W. Hess, da F. Panet sun lura da raunin alpha radiation daga actinium-89 (ban da ɓoyayyen ɓoyayyen beta). Tun da adadin atomic na actinium shine 87, kuma fitar da kwayar alpha ta kasance saboda "raguwa" na kashi zuwa wurare biyu a cikin tebur na lokaci-lokaci, isotope tare da lambar atomic 223 da lambar taro XNUMX ya kamata, duk da haka. alpha barbashi irin wannan makamashi (yawan barbashi a cikin iska ana auna daidai da makamashin su) kuma aika wani isotopes na protactinium, wasu masana kimiyya sun bayar da shawarar gurbata da miyagun ƙwayoyi.

Nan da nan yaki ya barke aka manta da komai. A cikin 30s, an ƙera na'urori masu haɓaka ƙwayoyin cuta kuma an samo abubuwa na farko na wucin gadi, irin su astatium da aka dade ana jira mai lamba 85. A cikin kashi 87, matakin fasaha na wancan lokacin bai ba da damar samun adadin da ake bukata ba. abu don kira. Masanin ilimin lissafin Faransa ya yi nasara ba zato ba tsammani Marguerite Perey ne adam wata, dalibin Maria Sklodowska-Curie (6). Ta, kamar Austrians kwata kwata na karni da suka wuce, ta yi nazarin lalata actinium-227. Ci gaban fasaha ya ba da damar samun shiri mai tsabta, kuma a wannan lokacin babu wanda ya yi shakka cewa an gano shi a ƙarshe. Mai binciken ya ba shi suna Faransa domin girmama kasarsu. Abu na 87 shi ne na karshe da aka gano a cikin ma'adanai, na baya an samu ta hanyar wucin gadi.

Frans an kafa shi a cikin reshe na gefe na jerin rediyoaktif, a cikin tsari tare da ƙarancin inganci kuma, haka ma, yana da ɗan gajeren lokaci. Isotope mafi ƙarfi da Mrs. Perey ta gano, Fr-223, yana da rabin rayuwar fiye da mintuna 20 (ma'ana kawai 1/8 na ainihin adadin ya rage bayan sa'a guda). An ƙididdige cewa duk duniya ta ƙunshi kusan gram 30 na franc kawai (an daidaita ma'auni tsakanin isotope mai ruɓe da sabon isotope).

Ko da yake ba a samo ɓangaren da ake iya gani na mahaɗan franc ba, an yi nazarin kaddarorinsa, kuma an gano cewa yana cikin rukunin alkaline. Alal misali, lokacin da aka ƙara perchlorate a cikin wani bayani mai ɗauke da franc da potassium ions, hazo zai zama rediyoaktif, ba maganin ba. Wannan hali ya tabbatar da cewa FrClO₄ dan kadan mai narkewa (yana haɓaka tare da KClO₄), kuma kaddarorin francium sun yi kama da na potassium.

Faransa, yaya zai kasance...

Idan zan iya samun samfurin sa a bayyane ga ido tsirara? Tabbas, mai laushi kamar kakin zuma, kuma watakila tare da launin zinari (cesium da ke sama yana da laushi da launin rawaya). Zai narke a 20-25 ° C kuma ya yi tururi a kusa da 650 ° C (ƙididdigar bayanai daga abin da ya gabata). Bugu da kari, zai kasance mai aiki da sinadarai sosai. Don haka, ya kamata a adana shi ba tare da samun iskar oxygen da danshi ba kuma a cikin akwati mai kariya daga radiation. Zai zama dole a yi sauri tare da gwaje-gwajen, saboda a cikin 'yan sa'o'i kadan za a sami kusan Faransanci.

Lithium mai daraja

Ka tuna da pseudo-halogens daga zagayowar halogen na bara? Waɗannan ions ne waɗanda ke yin kama da anions kamar Cl^- ko a'a^-. Waɗannan sun haɗa da, alal misali, cyanides CN^- da SCN moles^-, Samar da gishiri tare da solubility kama da na rukuni 17 anions.

Lithuania kuma suna da mabiyi, wanda shine ammonium ion NH. ₄ ⁺ - samfurin narkar da ammonia a cikin ruwa (maganin shine alkaline, ko da yake ya fi rauni fiye da yanayin alkali karfe hydroxides) da halayensa tare da acid. Hakanan ion yana amsawa da karafa na alkali masu nauyi, kuma mafi kusancin dangantakarsa shine potassium, alal misali, girmansa yayi kama da cation na potassium kuma sau da yawa yana maye gurbin K+ a cikin sinadarai na halitta. Karafa na Lithium suna da karfin da za a iya samu ta hanyar electrolysis na maganin ruwa na gishiri da hydroxides. Yin amfani da lantarki na mercury, ana samun maganin ƙarfe a cikin mercury (amalgam). Ion ammonium yayi kama da karafa na alkali wanda shi ma yana samar da amalgam.

A cikin tsarin tsarin bincike na L.kayan aikin magnesium ion sune na karshe da aka gano. Dalilin shi ne mai kyau solubility na su chlorides, sulfates da sulfides, wanda ke nufin cewa ba su hazo a karkashin mataki na baya kara reagents amfani domin sanin gaban nauyi karafa a cikin samfurin. Ko da yake ammonium salts kuma suna da narkewa sosai, ana gano su a farkon bincike, tun da ba su jure wa dumama da fitar da mafita ba (suna bazuwa cikin sauƙi tare da sakin ammonia). Wataƙila hanyar da aka sani ga kowa da kowa: an ƙara bayani na tushe mai karfi (NaOH ko KOH) zuwa samfurin, wanda ke haifar da sakin ammonia.

Sam ammoniya Ana gano shi ta wari ko kuma ta hanyar shafa takarda ta duniya da aka jika da ruwa zuwa wuyan bututun gwaji. NH gas₃ narke cikin ruwa kuma ya sanya maganin alkaline kuma ya juya takarda blue.

7. Gano ammonium ions: a gefen hagu, gwajin gwajin ya zama shuɗi a ƙarƙashin aikin da aka saki ammonia, a dama, sakamako mai kyau na gwajin Nessler.

Lokacin gano ammoniya tare da taimakon wari, ya kamata ku tuna da ka'idojin amfani da hanci a cikin dakin gwaje-gwaje. Don haka, kada ka jingina kan jirgin ruwan dauki, ka karkatar da tururi zuwa kanka tare da motsin fanka na hannunka kuma kada ka shakar "cikakkiyar kirji", amma bari kamshin fili ya isa hancinka da kansa.

Solubility na ammonium salts yayi kama da na mahaɗan potassium masu kama da juna, don haka yana iya zama jaraba don shirya ammonium perchlorate NH.₄ClO₄ da hadadden fili tare da cobalt (don cikakkun bayanai, duba abin da ya gabata). Duk da haka, hanyoyin da aka gabatar ba su dace da gano ƙananan adadin ammonia da ammonium a cikin samfurin ba. A cikin dakunan gwaje-gwaje, ana amfani da reagent na Nessler don wannan dalili, wanda ke haɓaka ko canza launi ko da a gaban alamun NH.₃ (7).

Duk da haka, ina ba da shawara mai karfi game da yin gwajin da ya dace a gida, saboda wajibi ne a yi amfani da mahadi na mercury mai guba.

Jira har sai kun kasance a cikin ƙwararrun dakin gwaje-gwaje a ƙarƙashin kulawar ƙwararrun mai ba da shawara. Chemistry yana da ban sha'awa, amma - ga waɗanda ba su san shi ba ko kuma ba su da hankali - yana iya zama haɗari.

Duba kuma: