Молибден (стр. 3 из 6)

При температуре 400 – 745°С порошок молибдена реагирует с аммиаком с получением нитридов молибдена: МоN, Mo₂N, β-фаза, содержащая 28% азота. Во всех трех фазах были установлены определенные кристаллические структуры. В вакууме при нагревании они легко разлагаются.

Нитриды, как и карбид Мо₂С и бориды, являются соединениями, в которых валентные соотношения не сохранены. Мо₃Nи Mo₂Nотносятся к так называемым фазам внедрения, в которых атом неметалла внедряется между атомами металла, при этом сохраняется кристаллическая структура последнего. МоNимеет более сложную структуру (8, ст. 181) и не может быть отнесен к фазам внедрения.

5.5. С углеродом.

Молибден с углеродом образует два карбида: Мо₂С и МоС. Это очень твердые, тяжелые, тугоплавкие металлоподобные соединения. Они близки по свойствам к фазам внедрения, имеющим металлический характер (проводимость, внешний вид и т. п.), обусловливаемый особенностями их атомно-кристаллической структуры. Мо₂С образуется при 2400°С. Это темно-серый порошок, получаемый обычно науглероживанием в твердой фазе смеси молибденового порошка и сажи при 1400- 1500°С. Может быть также получен науглероживанием накаленной молибденовой проволоки из газовой фазы или взаимодействием МоО₃ с СО и углеводородами. МоС плавится при 2650°. Карбиды молибдена, благодаря своей твердости и тугоплавкости, играют важную роль в инструментальной и других отраслях современной техники.

Молибден образует с окисью углерода под высоким давлением гексакарбонил Мо(СО)₆. Он диссоциирует при 150°С. Это ромбоэдрические белые кристаллы, возгоняющиеся при пониженном давлении и комнатной температуре, растворимые в эфире и бензоле. С органическими основаниями образует комплексы. При разложении Мо(СО)₆ в зависимости от условий образуется металлическое зеркало или порошок из мелких гранул молибдена.

5.6. С кислородом.

Литой и плотно спеченный слиток молибдена при нормальной и несколько повышенной температуре стоек к действию кислорода и воздуха. При нагревании до темно-красного каления поверхность металла быстро тускнеет и при 600°С молибден загорается выделяя дым – возгон МоО₃. Налет окисла легко разрушается и при длительном нагревании происходит полное сгорание металла до МоО₃.

Молибденовый порошок окисляется при более низкой температуре, а мелкодисперсный порошок молибдена может самовозгораться на воздухе или в токе кислорода.

6. Оксиды и гидроксиды данного химического элемента.

6.1. Запишите ряд оксидов данного химического элемента (прогноз по электронной формуле иковалентности).

Для молибдена были идентифицированы оксиды с химической формулой МоО₃, и МоО₂. Ковалентность молибдена в оксидах равна 3 и 2. Кроме того, получены оксиды промежуточного между МоО₃ и МоО₂ состава: Мо₈О₂₃, Мо₉О₂₆,Мо₄О₁₁, Мо₁₇О₄₇. характер связи в оксидах в основном ионный, частично ковалентный.

МоО и Мо₂О₃ не выделены в свободном состоянии, хотя ранее в литературе и упоминалось о их выделении (8, ст. 162). Рентгенографически идентифицирована фаза, содержащая кислород в количестве, соответствующему составу Мо₃О. оксид МоО₂ более туго плавок и термодинамически устойчив чем оксид МоО₃.

6.2. Прогнозируйте характер оксидов (основной, кислотный, амфотерный) по величине Э.О. и правилухимических свойств ряда оксидов.

Поскольку молибден относится к металлам, то его оксиды должны проявлять основные свойства. Но оксидыМоО₃, и МоО₂проявляют не основные свойства, а кислотные. Они дают ряд соединений общей формулой Н₂МоО₄ и Н₂МоО₃. основные свойства проявляет оксид Мо₂О₃.

По химическим свойствам оксид проявляет тем более основные свойства, чем больше разница электроотрицательностей между элементом и кислородом. Электронегативность молибдена по Полингу равна 1,8 а кислорода 3,5. как видно разница электроотрицательностей элементов равна 3,5 – 1,8 = 1,7.

Основные свойства оксидов молибдена можно подтвердить их взаимодействием с растворами кислот и щелочей.

6.3. Запишите соответствующие гидроксиды (основания и кислоты). Определите принадлежность к сильнымили слабым электролитам.

МоО₃, и МоО₂, как наиболее стойким оксидам молибдена, запишем формулы гидратов.

МоО₃ характерен гидрат состава Н₂МоО₄ и Н₂МоО₄ ×Н₂О. Н₂МоО₄ - белые мелкие кристаллы гексагональной формы. Дигидрат Н₂МоО₄ ×Н₂О образуется при стоянии подкисленного раствора молибдатов в течении нескольких недель, а также при внесении затравки Н₂МоО₄ ×Н₂О в сильно подкисленный раствор парамолибдата аммония. Н₂МоО₄ - молибденовая кислота, кислота средней силы, например, она более сильная чем угольная кислота и вытесняет ее из ее солей:

Гидраты окислов с валентностью металла между VI и IVполучены в виде соединений МоО(ОН)₃ и Мо(ОН)₅. сила этих электролитов очень слабая, они малорастворимы в воде.

МоО₂ характерен гидрат состава Н₂МоО₃, который в свободном состоянии не выделен, выделен только в растворах, также получены его соединения состава Ме₂МоО₃.слабый электролит.

Также при действии аммиака на растворы молибдатов получен Мо(ОН)₃ - аморфный порошок черного цвета, не растворим в воде и растворах щелочей, легко растворяется в минеральных кислотах и при отсутствии окислителей дает ионы Мо⁺³.

6.4. Составьте уравнения реакций, подтверждающих характер гидроксидов о молекулярном и ионном виде.

Рассмотрим свойства Н₂МоО₄

Молибденовая кислота реагирует при повышенной температуре с оксидами, гидроксидами, карбонатами щелочных и щелочноземельных металлов давая соответствующие молибдаты.

Состояние молибденовой кислоты в растворах зависит от кислотности и разбавлености последних. При большом разбавлении (<10^-4 моль/л, РН>6,5) молибденовая кислота находится в растворе в виде простых молекул. В более концентрированных растворах и при РН меньше шести: РН<6 происходит полимеризация молекул. Степень сложности образованных комплексов также зависит от температуры.

Рассмотрим свойства Мо(ОН)₃

Сухой Мо(ОН)₃ - это аморфный порошок, не растворимый в воде и растворах щелочей. Он проявляет основные свойства. Легко растворяется в растворах минеральных кислот, при этом образуются соли Мо³⁺.

6.5. Напишите уравнения реакций электролитической диссоциации гидроксидов.

7. Может ли данный химический элемент образовывать комплексные соединения? Если да, то, какие(кислоты, основания, соли)? Приведите примеры.

8. Напишите уравнения реакций гидролиза соли

по 1-ой стадии в молекулярном и ионном виде с учетомвсех равновесий. Рассчитайте рН среды при гидролизе этой соли (0,01моль/л). Как усилить гидролиз?

Гидролиз солей молибдена (IІI) протекает ступенчато, в основном, по первой ступени.

Как видно из записи уравнения гидролиза

РН раствора будет кислым, поскольку будут синтезироваться ионы водорода.

Для гидроксида молибдена

ПР =

, поскольку он не растворим в воде.

Тогда РН раствора при гидролизе будет равен:

. Но мы нашли концентрацию ионов водорода в растворе, поэтому: .

В аналитической практике часто приходится встречаться с гидролизом солей. Гидролиз может способствовать выполнению реакции, а иногда мешает проведению анализа. Имеются следующие способы подавления и усиления гидролиза солей.

1. Прибавление к раствору соли другого электролита, кислоты или основания.

Для усиления гидролиза солей (в т.ч.

) добавляют основания для связывания в процессе гидролиза ионов H⁺:

Равновесие реакции смещается в сторону гидролиза соли.