Thermodynamic at electrophysical na mga katangian. Cadmium sulfide: mga katangian, paghahanda at paggamit Cadmium sulfide solubility

Ayon sa kaugalian, ang cadmium sulfide ay ginagamit bilang isang pangulay. Ito ay makikita sa mga pagpipinta ng mga magagaling na artista gaya nina Van Gogh, Claude Monet, Matisse. SA mga nakaraang taon Ang interes dito ay nauugnay sa paggamit ng cadmium sulfide bilang isang film coating para sa mga solar cell at sa mga photosensitive device. Ang koneksyon na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng magandang ohmic contact na may maraming mga materyales. Ang paglaban nito ay hindi nakasalalay sa magnitude at direksyon ng kasalukuyang. Salamat dito, ang materyal ay nangangako para magamit sa optoelectronics, teknolohiya ng laser, at LED.

Pangkalahatang paglalarawan

Ang Cadmium sulfide ay isang inorganic compound na natural na nangyayari sa mga bihirang mineral na zincblende at howleyite. Wala silang interes sa industriya. Ang pangunahing pinagmumulan ng cadmium sulfide ay artipisyal na synthesis.

Sa hitsura, ang tambalang ito ay isang dilaw na pulbos. Maaaring mag-iba ang mga shade mula sa lemon hanggang orange-red. Dahil sa maliwanag na kulay nito at mataas na pagtutol sa mga panlabas na impluwensya, ang cadmium sulfide ay ginamit bilang isang de-kalidad na pangulay. Ang sangkap ay naging malawak na magagamit simula noong ika-18 siglo.

Ang chemical formula ng compound ay CdS. Mayroon itong 2 istrukturang anyo ng mga kristal: hexagonal (wurtzite) at kubiko (zinc blende). Nasa ilalim ng impluwensya mataas na presyon ang ikatlong anyo ay nabuo din, tulad ng sa asin ng bato.

Cadmium sulfide: mga katangian

Ang isang materyal na may istraktura ng hexagonal na sala-sala ay may mga sumusunod na pisikal at mekanikal na katangian:

• punto ng pagkatunaw - 1475 °C;
• density - 4824 kg/m3;
• linear expansion coefficient - (4.1-6.5) μK -1;
• tigas sa sukat ng Mohs - 3.8;
• temperatura ng sublimation - 980 °C.

Ang koneksyon na ito ay isang direktang semiconductor. Kapag na-irradiated ng liwanag, tumataas ang conductivity nito, na ginagawang posible na gamitin ang materyal bilang isang photoresistor. Kapag doped na may tanso at aluminyo, ang isang luminescence effect ay sinusunod. Ang mga kristal ng CdS ay maaaring gamitin sa mga solid-state na laser.

Ang solubility ng cadmium sulfide sa tubig ay wala, sa dilute acids ito ay mahina, at sa concentrated hydrochloric at sulfuric acid ito ay mabuti. Ang Cd ay natutunaw din dito.

Ang sangkap ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod Mga katangian ng kemikal:

• namuo kapag ang solusyon ay nakalantad sa hydrogen sulfide o alkali na mga metal;
• kapag tumutugon sa hydrochloric acid Ang CdCl 2 at hydrogen sulfide ay nabuo;
• kapag pinainit sa isang kapaligiran na may labis na oxygen, nag-oxidize ito sa sulfate o oxide (depende ito sa temperatura sa firing furnace).

Resibo

Ang Cadmium sulfide ay na-synthesize sa maraming paraan:

• sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng cadmium at sulfur vapors;
• sa reaksyon ng mga compound na naglalaman ng organosulfur at cadmium;
• pag-ulan mula sa solusyon sa ilalim ng impluwensya ng H 2 S o Na 2 S.

Ang mga pelikula batay sa sangkap na ito ay ginawa gamit ang mga espesyal na pamamaraan:

• pag-ulan ng kemikal gamit ang thiocarbamide bilang pinagmumulan ng mga anion ng sulfide;
• atomization na sinusundan ng pyrolysis;
• ang paraan ng molecular beam epitaxy, kung saan ang mga kristal ay lumaki sa ilalim ng mga kondisyon ng vacuum;
• bilang resulta ng proseso ng sol-gel;
• sa pamamagitan ng ion sputtering method;
• anodizing at electrophoresis;
• sa pamamagitan ng paraan ng screen printing.

Upang gawin ang pigment, ang precipitated solid cadmium sulfide ay hinuhugasan, calcined upang makabuo ng isang hexagonal crystal lattice na hugis, at pagkatapos ay dinidikdik hanggang sa isang pulbos.

Aplikasyon

Ang mga tina batay sa tambalang ito ay may mataas na init at liwanag na pagtutol. Ang mga additives mula sa selenide, cadmium telluride at mercury sulfide ay nagpapahintulot sa iyo na baguhin ang kulay ng pulbos sa berde-dilaw at pula-lila. Ang mga pigment ay ginagamit sa paggawa ng mga produktong polimer.

Mayroong iba pang mga lugar ng aplikasyon ng cadmium sulfide:

• mga detector (recorder) ng elementarya na mga particle, kabilang ang gamma radiation;
• manipis na film transistors;
• piezoelectric transducers na may kakayahang gumana sa hanay ng GHz;
• produksyon ng mga nanowires at tubes, na ginagamit bilang luminescent tag sa medisina at biology.

Cadmium sulfide solar cells

Ang thin film solar cells ay isa sa mga pinakabagong imbensyon sa alternatibong enerhiya. Ang pag-unlad ng industriyang ito ay lalong nagiging mahalaga, dahil ang mga reserba ng mineral na ginagamit sa pagbuo ng kuryente ay mabilis na nauubos. Ang mga pakinabang ng solar cell batay sa cadmium sulfide ay ang mga sumusunod:

• mas mababang gastos sa materyal sa kanilang produksyon;
• pagtaas sa kahusayan ng pag-convert ng solar energy sa electrical energy (mula sa 8% para sa tradisyonal na mga uri mga baterya hanggang 15% para sa CdS/CdTe);
• ang posibilidad ng pagbuo ng enerhiya sa kawalan ng direktang mga sinag at paggamit ng mga baterya sa mahamog na lugar, sa mga lugar na may mataas na antas ng alikabok.

Ang mga pelikulang ginamit sa paggawa ng mga solar cell ay 15-30 microns lamang ang kapal. Mayroon silang butil-butil na istraktura, ang laki ng mga elemento ay 1-5 microns. Naniniwala ang mga siyentipiko na ang mga thin-film na baterya sa hinaharap ay maaaring maging alternatibo sa mga polycrystalline salamat sa hindi mapagpanggap na mga kondisyon operasyon at mahabang buhay ng serbisyo.

Ang imbensyon ay maaaring gamitin sa inorganikong kimika. Ang isang paraan para sa paggawa ng crystalline cadmium sulfide ay kinabibilangan ng paglalagay ng sulfate-reducing bacteria sa isang synthetic medium na naglalaman ng mga metal at pagdaragdag sustansya, kabilang ang mga solusyon ng bitamina, asin, cofactor. Kapag naglilinang, ginagamit ang sulfate-reducing bacteria na Desulfovibrio sp. A2, at isang sintetikong daluyan na naglalaman ng pinagmumulan ng mga cadmium ions - isang solusyon ng cadmium chloride. Ang konsentrasyon ng mga cadmium ions sa synthetic medium ay 150 mg/l. Ang aluminyo foil ay inilalagay sa lalagyan ng paglilinang, at ang paglilinang ay isinasagawa sa temperatura na 28°C sa loob ng 18 araw. Ang sediment na naglalaman ng cadmium sulfide crystals na nakolekta mula sa foil at mula sa ilalim ng bote ay tuyo. Ginagawang posible ng imbensyon na makakuha ng cadmium sulfide mula sa Wastewater at likidong basura mula sa mga negosyong metalurhiko. 2 may sakit, 3 mesa, 1 hal.

Mga guhit para sa RF patent 2526456

Ang imbensyon ay nauugnay sa isang paraan para sa paggawa ng purong cadmium sulfide (CdS) mula sa mga solusyon na naglalaman ng mga metal gamit ang sulfate-reducing bacteria (SRB).

Ang iminungkahing paraan ay maaaring gamitin upang makakuha ng purong cadmium sulfide mula sa wastewater na naglalaman ng mga metal ions, kabilang ang cadmium, at likidong basura mula sa pagmimina at pagproseso ng mga metalurhiko na negosyo. Kapag nag-aaplay ng iminungkahing pamamaraan, ang pumipili na pag-ulan ng cadmium sa anyo ng mga sulfide ay posible. Ang tampok na ito ay nagbibigay-daan sa paggamit ng likidong basura mula sa mga metalurhiko na negosyo at wastewater bilang pangalawang pinagmumulan ng mga hilaw na materyales para sa produksyon ng mga cadmium sulfide. Ang cadmium sulfide ay ginagamit sa mga semiconductor laser at isang materyal para sa paggawa ng mga photocell, solar cell, photodiodes, LEDs, phosphors, pigments para sa mga art paint, salamin at keramika. Ang mga pigment ng cadmium sulfide ay pinahahalagahan para sa kanilang mahusay na katatagan ng temperatura sa maraming polymer, tulad ng mga plastik na engineering. Sa pamamagitan ng pagpapalit ng bahagi ng sulfur atoms ng selenium sa mga kristal ng CdS, maraming uri ng mga kulay ng dye ang maaaring makuha mula berde-dilaw hanggang pula-lila. Ang Cadmium sulfide ay isang malawak na puwang na semiconductor. Ang pag-aari na ito ng CdS ay ginagamit sa optoelectronics, parehong sa mga photodetector at solar cell. Ang mga scintillator ay ginawa mula sa cadmium sulfide single crystals upang makita ang mga elementary particle at gamma radiation.

Sa kalikasan, ang cadmium sulfide ay umiiral sa anyo ng mga mineral na greenockite at howliite, na nangyayari bilang dilaw na plaka sa sphalerite (ZnS) at smithsonite. Dahil ang mga mineral na ito ay hindi malawak na ipinamamahagi sa kalikasan, ang cadmium sulfide ay nakuha sa pamamagitan ng synthesis para sa pang-industriya na paggamit at pang-agham at teknikal na gawain.

Ang mga cadmium sulfide ay nakuha mga pamamaraan ng kemikal- pagpainit ng sulfur na may cadmium o pagpasa ng hydrogen sulfide sa cadmium, cadmium oxide o chloride kapag pinainit. May isang kilalang paraan para sa paggawa ng powdered cadmium at lead sulfides (RF patent, No. 2203855, C01G 11/02, C01G 21/21, 2003). Ang imbensyon ay nauugnay sa mga pamamaraan para sa paggawa ng mga materyales na pulbos sa mga tinunaw na asing-gamot. Ang synthesis ay isinasagawa sa isang molten medium. Ang molten medium ay nabuo sa pamamagitan ng crystalline thiourea, at may kasamang anhydrous cadmium o lead acetates bilang isang sangkap na naglalaman ng metal. Ang synthesis ay isinasagawa sa pamamagitan ng paghahalo ng mga pulbos ng isa sa mga asing-gamot na ito at thiourea sa isang 2-4-tiklop na molar na labis ng thiourea at higit pang humahawak sa 160-180°C sa loob ng 20-30 minuto. Ang praktikal na ani ng mga produkto na nakuha ng iminungkahing pamamaraan ay higit sa 95%. Bilang karagdagan, naglalaman ang mga ito ng isang admixture ng elemental na asupre (3-4 wt.%), na, depende sa karagdagang paggamit ng produkto, ay maaaring alisin sa pamamagitan ng paghuhugas ng isang organikong solvent (toluene, carbon tetrachloride, atbp.). Mga disadvantages ang pamamaraang ito ay ang pagkonsumo ng enerhiya ng produksyon, ang pangangailangan na gumamit ng espesyal, mamahaling kagamitan. Bilang karagdagan, ang paggawa ng kemikal ay negatibong nakakaapekto sa kondisyon kapaligiran.

Ang pagbuo ng mga cadmium sulfide crystallites sa ibabaw ng cell ng bacteria na Klebsiella pneumonia at Clostridium thermoaceticum ay kilala (Aiking H. et al. Detoxification ng mercury, cadmium, at lead sa Klebsiella aerogenes NCTC 418 na lumalaki sa patuloy na kultura // Appi Environ Microbiol. 1985 Nob;50(5 - P.1262-1267; P.R. Smith et al. PHOTOPHYSICAL AND PHOTOCHEMICAL CHARACTERIZATION NG BACTERIAL SEMICONDUCTOR-SULFIDE PARTICLES // Journal of the Chemical Society. - 1998, 94 (9). ).

Ang mga CdS crystallites na na-synthesize sa ibabaw ng bacterium K. pneumonia ay epektibong sumisipsip ng UV light, na nagpoprotekta sa bacterium mula sa mga nakakapinsalang epekto nito. Ang deep-sea fluorescent bacterium na Pseudomonas aeruginosa ay nag-aalis ng cadmium mula sa kapaligiran sa pamamagitan ng pagbuo ng mga CdS crystallites sa cell wall (Wang C.L. et al. Pag-alis ng Cadmium ng isang bagong strain ng Pseudomonas aeruginosa sa aerobic culture // Appl. Environ. Microbiol. - 1997, 63. - pp.4075-4078). Ang mga laki ng cadmium sulfide crystallites ay nag-iiba mula sa sampu-sampung micron sa labas ng mga cell hanggang sa sampu-sampung angstrom sa loob ng mga cell o sa ibabaw ng mga ito. Ang mga cadmium sulfide crystallites ay nabuo lamang sa ilalim ng ilang mga kundisyon para sa mga organismo upang tiisin ang hindi kanais-nais na mga kondisyon sa kapaligiran.

Ang pinakamalapit sa esensya at nakamit na resulta sa inaangkin na imbensyon ay isang paraan para sa pag-alis ng mababang konsentrasyon ng mga cadmium ions gamit ang isang bioreactor na may sulfate-reducing bacteria (Hiroshi H. et al. Pag-alis ng Low Concentrated Cadmium Ion Gamit ang Fixed-bed Sulfate-Reducing Bioreactor na may FS Carrier // Journal of the Mining and Materials Processing Institute of Japan - 2003. - V.119, No. 9. - pp.559-563). Ang pagbawi ng mga heavy metal ions mula sa tubig ay naganap sa isang bioreactor gamit ang sulfate-reducing bacteria na hindi kumikilos sa fibrous slag, na ginamit bilang biocarrier. Sa prosesong ito, ang mga sulfate ions sa likido ay biologically na na-convert sa hydrogen sulfide (H 2 S), na tumutugon sa mga metal ions upang bumuo ng ultrafine metal sulfide particle. Pagkatapos ang mga nagresultang particle ay nakolekta sa ibabaw ng carrier sa itaas na bahagi ng reaktor, na nagreresulta sa akumulasyon ng mga heavy metal ions at kanilang mga sulfide. Kapag patuloy na ginagamot ang tubig na kontaminado ng 6 mg/l ng cadmium, halos ganap na naalis ang natamo sa loob ng humigit-kumulang 30 araw.

Ang kawalan ng kilalang pamamaraang ito ay ang paggamit nito ay posible lamang sa mababang konsentrasyon ng mga cadmium ions sa daluyan at ang mala-kristal na cadmium sulfide ay hindi nabuo.

Ang layunin ng kasalukuyang imbensyon ay bumuo ng isang paraan para sa paggawa ng mala-kristal na cadmium sulfide mula sa mga solusyon na may mataas na nilalaman ng mga cadmium ions (hanggang sa 150 mg/l), na hindi naglalaman ng mga impurities ng iba pang mga metal sulfide, gamit ang sulfate-reducing bacteria na lumalaban. sa mataas na konsentrasyon ng mga cadmium ions.

Ang problema ay malulutas sa pamamagitan ng paglalagay ng SRB, na lubos na lumalaban sa mga cadmium ions, sa isang sintetikong daluyan na ginagaya ang wastewater na naglalaman ng mga metal, kasama ang pagdaragdag ng mga sustansya, kabilang ang mga solusyon ng mga bitamina, asin, cofactor, lactate, sodium sulfide, na may karagdagang paglilinang sa isang thermostat at pagpapatuyo, ngunit, hindi tulad ng prototype, ginagamit ang SRB na lumalaban sa mga cadmium ions, ang aluminum foil ay idinagdag sa medium, at ang paglilinang ay isinasagawa sa temperatura na 28°C sa loob ng 18 araw.

Ang paglilinang ay isinasagawa sa isang sintetikong daluyan (Talahanayan 1 - komposisyon ng sintetikong daluyan) na may pagdaragdag ng mga sustansya na nagpapasigla sa paglaki ng bakterya. Ang mga sustansya at divalent cadmium ay idinaragdag sa synthetic medium bago itanim ang bacterial culture. Ang komposisyon ng mga sustansya at ang pagkakasunud-sunod ng kanilang karagdagan ay ipinapakita sa Talahanayan 2. Lahat ng sustansya, maliban sa mga bitamina, ay naka-autoclave sa 1 atm sa loob ng 30 minuto. Ang mga bitamina ay isterilisado sa pamamagitan ng pagsasala gamit ang isang bacterial filter (0.20 microns).

Ang paghahasik ay isinasagawa sa mga sterile na lalagyan na may nakapasok na foil, ang dami ng inoculum (SRB culture) sa halagang 10% ng dami ng lalagyan. Ang mga lalagyan na may inoculum ay pinupuno sa itaas ng sintetikong daluyan (kasama ang lahat ng idinagdag na sustansya). Ang pH ng daluyan ay nababagay sa 7.0-7.8 na may NaHCO 3 na solusyon. Ang mga bote ay sarado na may mga takip ng aluminyo, selyado at inilagay sa isang thermostat sa temperatura na 28°C. Ang pagbuo ng mga kristal na cadmium sulfide ay nangyayari sa foil at bahagyang nasa ilalim ng bote. Pagkatapos ng paglilinang, ang precipitate ay nakolekta mula sa foil at mula sa ilalim ng vial sa pamamagitan ng sentripugasyon at tuyo sa hangin. Ang mga halimbawa ng pagpapatupad ng imbensyon sa mga kondisyon ng laboratoryo ay ibinigay sa ibaba.

Isang purong kultura ng SRB Desulfovibrio sp. Ang A2 ay nilinang sa isang synthetic medium na naglalaman ng divalent cadmium sa konsentrasyon na 150 mgCd/L at aluminum foil. Ang mga kristal na Cadmium sulfide ay nakuha sa foil at bahagyang nasa ilalim ng isang 120 ml na bote. Ang mga vial na may aluminum foil ay isterilisado sa pamamagitan ng tuyo na init sa isang sterilizer sa 160°C sa loob ng 2.2 oras.

Ang paghahasik ay isinasagawa sa isang sterile laminar flow hood, na dati nang nadidisimpekta ng ultraviolet light sa loob ng 30 minuto. Bago ang paghahasik, ang synthetic medium (Talahanayan 1) ay dinala sa pigsa at pagkatapos ay mabilis na pinalamig sa ilalim ng tubig na tumatakbo. malamig na tubig upang alisin ang dissolved oxygen. Ang mga nutrisyon (talahanayan 2) (bawat 1 litro) ay idinagdag sa medium na pinalamig sa temperatura ng silid sa sumusunod na pagkakasunud-sunod: bitamina (2 ml), solusyon ng asin (10 ml), solusyon ng cofactor (1 ml), organikong substrate - lactate (1). .6 ml), NaHCO 3 solution (pH adjusted sa 7.0-7.8), sodium sulfide solution (2 ml). Ang isang stock solution ng cadmium (CdCl 2 × 2.5H 2 O 2 g bawat 100 ml ng tubig) ay idinagdag sa halagang 16.72 ml bawat 1 litro ng synthetic medium (kaya, ang konsentrasyon ng cadmium sa medium na 150 mg/l ay nakamit).

Humigit-kumulang 50 ML ng sintetikong daluyan na may mga additives na idinagdag dito at 10 ml ng inoculum (kultura ng bakterya) ay idinagdag sa mga vial na may foil, pagkatapos ay idinagdag ang daluyan sa tuktok. Ang mga takip ng goma ay pinutol sa mga gilid ng mga vial gamit ang isang sterile na karayom, na nagbawas sa posibilidad ng pagtagos ng oxygen ng hangin. Sa pagtatapos ng paghahasik, ang mga bote ay sarado na may mga takip ng aluminyo at ang bote ay tinatakan seaming machine at inilagay ang termostat sa temperaturang 28°C. Ang pagkikristal ng cadmium sulfide ay nagsisimula pagkatapos ng 10 araw ng paglilinang sa loob ng 18 araw, ang cadmium sulfide ay ganap na nag-kristal. Ang nabuo na precipitate ay nakolekta mula sa foil at mula sa ilalim ng vial sa pamamagitan ng centrifugation at tuyo sa hangin. Ang masa ng nabuong sediment ay 0.38 g.

Ang mga nabuong sediment ay pinag-aralan gamit ang scanning electron microscopy (Philips SEM515 na may EDAX ECON IV analyzer). Ang crystalline phase ay tinutukoy ng X-ray phase analysis gamit ang Shimadzu XRD 6000 diffractometer.

Ang laki ng mga kristal, na tinutukoy sa ilalim ng isang scanning electron microscope, ay 50-300 μm, Figure 1 - micrographs (SEM) ng mga sediment na nakuha sa panahon ng paglilinang ng Desulfovibrio sp. A2 sa pagkakaroon ng mga Cd ions (150 mg/l) sa loob ng 18 araw, at ang katumbas na emf. Precipitates na nakuha sa pamamagitan ng paglilinang ng strain Desulfovibrio sp. Ang A2, ay naglalaman ng cadmium, sulfur, iron, oxygen, carbon at sodium, kasama ang carbon at oxygen na nagmumula sa carbon substrate kung saan nakalagay ang sample. Ang ratio ng mga elemento ay ipinakita sa Talahanayan 3 - elementong komposisyon ng mga sediment na nakuha sa panahon ng paglilinang ng Desulfovibrio sp. A2 sa pagkakaroon ng mga Cd ions (150 mg/l) sa loob ng 18 araw (mga elemento C at O ​​ay nagmumula sa substrate kung saan nakalagay ang sample).

Kapag nag-aaral ng mga sediment gamit ang X-ray phase analysis, ang pagbuo ng crystalline cadmium sulfide ay ipinakita sa loob ng 18 araw (Figure 2 - diffraction pattern ng sediments na nakuha sa pamamagitan ng paglilinang ng Desulfovibrio sp. A2 sa pagkakaroon ng isang paunang konsentrasyon ng Cd (150 mg/l). ) para sa 18 araw ng mga pagtatalaga sa pattern ng diffraction : CdS - cadmium sulfide).

Sa control sediments na nakuha sa panahon ng incubation nang walang pagdaragdag ng inoculum, walang crystalline phase ang naobserbahan at ang mga pangunahing elemento ay cadmium at oxygen. Kasama sa pamamaraang iminumungkahi namin ang posibilidad ng paggamit ng wastewater at likidong basura mula sa pagmimina at pagproseso ng mga metalurhiko na negosyo bilang isang sintetikong daluyan para sa produksyon ng cadmium sulfide.

CLAIM

Isang paraan para sa paggawa ng crystalline cadmium sulfide sa pamamagitan ng paglalagay ng sulfate-reducing bacteria sa isang sintetikong medium na naglalaman ng mga metal na may pagdaragdag ng mga nutrients, kabilang ang mga solusyon ng mga bitamina, asin, cofactor, na nailalarawan sa sulfate-reducing bacteria na Desulfovibrio sp ay ginagamit sa panahon ng paglilinang. A2, gumamit ng synthetic medium na naglalaman ng source ng cadmium ions - isang solusyon ng cadmium chloride, at ang konsentrasyon ng cadmium ions sa synthetic medium ay 150 mg/l, habang ang aluminum foil ay inilalagay sa cultivation container, ang paglilinang ay isinasagawa sa isang temperatura na 28°C sa loob ng 18 araw, at Ang sediment na naglalaman ng mga kristal na cadmium sulfide na nakolekta mula sa foil at mula sa ilalim ng bote ay tuyo.

Cadmium(II) oxide

Kapag pinainit sa hangin, nag-aapoy ang cadmium, na bumubuo ng cadmium oxide CdO (molecular weight 128.41). Ang oxide ay maaari ding makuha sa pamamagitan ng calcination ng cadmium nitrate o carbon dioxide salts. Sa ganitong paraan, ang oksido ay nakuha sa anyo ng isang kayumanggi pulbos, na may dalawang pagbabago: amorphous at mala-kristal. Kapag pinainit, ang isang amorphous oxide ay nagiging mala-kristal, nagkikristal sa isang sistemang kubiko: ito ay sumisipsip carbon dioxide at kumikilos tulad ng isang matibay na batayan. Ang init ng pagbabagong-anyo ng CdO AMORPH CdO CRYST ay 540 cal.

Ang density ng artipisyal na inihanda na oksido ay mula 7.28 hanggang 8.27 g/cm 3 . Sa likas na katangian, ang CdO ay bumubuo ng isang itim na patong sa galmea, na may density na 6.15 g/cm 3 . Natutunaw na punto 1385°.

Ang cadmium oxide ay nababawasan ng hydrogen, carbon at carbon monoxide. Nagsisimulang bawasan ng hydrogen ang CdO sa 250-260° ayon sa isang reversible reaction:

CdO+H 2 Cd+H 2 O,

Na mabilis na nagtatapos sa 300°.

Ang Cadmium oxide ay natutunaw nang maayos sa mga acid at sa isang solusyon ng zinc sulfate ayon sa isang nababaligtad na reaksyon:

CdO + H 2 O + ZnSO 4 CdSO 4 + Zn(OH) 2.

Cadmium sulfide

Ang Sulfide (CdS, molecular weight 144.7) ay isa sa mga mahalagang cadmium compound. Natutunaw ito sa mga puro solusyon ng hydrochloric at nitric acid, sa kumukulong dilute sulfuric acid at sa mga solusyon ng ferric iron; sa malamig na ito ay hindi natutunaw sa mga acid at hindi matutunaw sa dilute sulfuric acid. Ang solubility product ng sulfide ay 1.4·10 -28. Ang crystalline sulfide ay nangyayari sa kalikasan sa anyo ng grenakite bilang isang admixture sa mga ores ng mabibigat at non-ferrous na metal. Maaari itong gawing artipisyal sa pamamagitan ng pagsasama ng sulfur sa cadmium o cadmium oxide. Kapag ang metallic cadmium ay pinagsama sa sulfur, ang pagbuo ng reaksyon ng pagbuo ng sulfide ay pinipigilan ng mga pelikulang proteksiyon ng CdS. Reaksyon

2CdO+3S=2CdS+SO 2

nagsisimula sa 283° at sa 424° pumasa sa mataas na bilis.

Tatlong pagbabago ng CdS ang kilala: amorphous (dilaw) at dalawang mala-kristal (pula at dilaw ang pulang uri ng crystalline sulfide ay mas mabigat (specific gravity 4.5) kaysa sa dilaw (specific gravity 3). Kapag pinainit sa 450°, ang amorphous na CdS ay nagiging mala-kristal.

Ang Cadmium sulfide, kapag pinainit sa isang oxidizing atmosphere, ay na-oxidized sa sulfate o oxide depende sa temperatura ng pagpapaputok.

Cadmium sulfate

Ang Cadmium sulfate (CdSO 4 , molekular na timbang 208.47) ay isang puting mala-kristal na pulbos na nagki-kristal sa orthorhombic system. Ito ay madaling natutunaw sa tubig, ngunit hindi matutunaw sa alkohol. Nagi-kristal ang sulfate mula sa isang may tubig na solusyon sa isang monoclinic system na may 8/3 na molekula ng tubig (CdSO 4 8/3H 2 O), matatag hanggang 74°, ngunit higit pa mataas na temperatura nagiging monohydrate sulfate (CdSO 4 ·H 2 O) Sa pagtaas ng temperatura, bahagyang tumataas ang solubility ng sulfate, ngunit sa karagdagang pagtaas ng temperatura ay bumababa ito tulad ng ipinapakita sa Talahanayan 3:

Talahanayan 3

Ang pagkakaroon ng tatlong pagbabago ng sulpate ay itinatag: b, c at d Pagkatapos ng paglabas ng huling molekula ng tubig sa 200° mula sa crystalline hydrate 3CdSO 4 8H 2 O, nabuo ang isang b pagbabago, matatag hanggang 500°; na may karagdagang pagtaas sa temperatura, lumilitaw ang β-modification, na sa mga temperatura sa itaas ng 735° ay nagiging g-modification. Ang mga pagbabago sa mataas na temperatura (c at d) ay nagiging b-modification kapag pinalamig.

Maghanda ng cadmium sulfide gamit ang hydrogen sulfide na tubig bilang precipitant. Pansinin ang kulay at katangian ng sediment. Isulat ang equation ng reaksyon. Alisan ng tubig ang likido mula sa namuo at magdagdag ng diluted na solusyon dito HCl. Mayroon bang anumang dissolution ng precipitate? Gamit ang mga halaga ng produktong solubility, ipaliwanag kung bakit naiiba ang pagtrato sa zinc sulfide at cadmium sulfide HCl.

Eksperimento 8. kumplikadong mga compound ng cadmium

Magdagdag ng solusyon sa ammonia na patak-patak sa solusyon ng cadmium sulfate hanggang sa matunaw ang unang nabuong precipitate. Isulat ang equation ng reaksyon, na isinasaalang-alang na ang bilang ng koordinasyon ng cadmium sa resultang kumplikadong tambalan ay apat. Isulat ang equation ng electrolytic dissociation ng resultang complex compound at ang expression para sa instability constant ng complex ion.

Eksperimento 9. hydrolysis ng cadmium salts

A) Subukan ang reaksyon ng cadmium sulfate solution na may neutral na litmus solution. Ipaliwanag ang naobserbahang phenomenon. Isulat ang equation para sa hydrolysis reaction sa molecular at ionic form.

b) Magdagdag ng sodium carbonate solution sa cadmium sulfate solution. Obserbahan ang pagbuo ng isang precipitate. Ang resultang sangkap ay ang produkto ng aling yugto ng hydrolysis? Sumulat ng molecular at ionic equation para sa mga reaksyon ng hydrolysis ng cadmium carbonate sa mga yugto.

Eksperimento 10. hydrolysis ng MERCURY SALTS (II)

A) I-dissolve ang ilang kristal ng mercury (II) sulfate o nitrate sa kaunting tubig. Obserbahan ang pagbuo ng isang precipitate ng pangunahing asin. Subukan ang reaksyon ng medium na may litmus. Isulat ang equation ng reaksyon.

b) Magsagawa ng parehong eksperimento, na dati nang na-acid ang tubig gamit ang isang dilute na solusyon HNO3. Ihambing ang mga resulta. Ipaliwanag ang naobserbahang phenomenon.

Eksperimento 11. produksyon ng mercury (I) oxide

Sa solusyon Hg(NO3)2 magdagdag ng alkali solution. Anong nangyayari? Pansinin ang kulay ng nabuong precipitate. Isulat ang equation ng reaksyon at pormula sa istruktura Hg2O.

Eksperimento 12. pagkuha ng calomel

Mula sa isang natutunaw na asin ng mercury (I) kumuha ng calomel. Isulat ang equation ng reaksyon.

TANSO, pilak, ginto.

Gawain sa laboratoryo №6

Target: 1) eksperimento na siyasatin ang mga katangian ng tanso at mga compound nito;

2) pag-aralan ang mga katangian ng mga compound ng pilak.

Karanasan 1. katangian ng tanso

(Magtrabaho sa isang fume hood)

a) Pakikipag-ugnayan ng tanso sa mga acid

Magdagdag ng diluted at concentrated na solusyon ng mga acid sa isang maliit na halaga ng copper shavings sa magkahiwalay na test tubes. HCl, H2SO4 at HNO3.

Pagmasdan ang mga phenomena na nagaganap. Painitin ang mga test tube kung saan hindi pa nagsisimula ang reaksyon ( maingat!). Ang tanso ba ay tumutugon sa lahat ng mga acid? Bigyang-pansin ang kulay ng solusyon. Ang pagkakaroon ng aling ion ang nagiging sanhi ng kulay na ito? Kilalanin ang mga gas na inilabas bilang resulta ng reaksyon sa pamamagitan ng kanilang katangian na amoy at kulay.

Sumulat ng mga equation ng reaksyon at ipaliwanag ang pagpili ng mga coefficient.

Gumuhit ng konklusyon tungkol sa pagbabawas ng mga katangian ng tanso.

b) Pakikipag-ugnayan ng tanso sa mga ion ng hindi gaanong aktibong mga metal

Gamit ang electrochemical series ng metal voltages, alamin kung aling mga metal ions sa mga solusyon ng kanilang mga salt ang may kakayahang mag-oxidize ng tanso.

Isawsaw ang dulo ng tansong kawad, na dati nang nilinis gamit ang papel de liha, sa isang solusyon ng mercury (II) nitrate. Ano ang mga palatandaan ng pagtagas? kemikal na reaksyon? Isulat ang equation ng reaksyon.

Eksperimento 2. Paghahanda at mga katangian ng tanso (II) hydroxide

A) Kumuha ng precipitate ng copper (II) hydroxide. Pansinin ang kulay at katangian ng sediment. Isulat ang equation ng reaksyon.

b) Patunayan sa eksperimento na ang tanso (II) hydroxide ay nagpapakita ng mga katangian ng amphoteric. Sumulat ng mga equation ng reaksyon sa mga anyong molekular at ionic.

V) Kumuha ng copper hydroxide precipitate. Iling ang likido na may sediment at init hanggang sa isang pigsa. Bakit nagbago ang kulay ng sediment? Isulat ang equation ng reaksyon. Anong konklusyon ang mabubuo tungkol sa thermal stability ng copper (II) hydroxide?

Eksperimento 3. Hydrolysis ng mga copper (II) salts

A) Subukan ang solusyon ng tanso (II) na asin gamit ang isang piraso ng papel na tagapagpahiwatig. Ano ang reaksyon ng kapaligiran? Isulat ang equation para sa hydrolysis reaction.

b) Magdagdag ng sodium carbonate solution sa solusyon ng copper (II) sulfate. Anong mga palatandaan ng isang reaksiyong kemikal ang nakikita? Isulat ang equation ng reaksyon para sa interaksyon ng copper (II) sulfate na may sodium carbonate na may partisipasyon ng tubig.

Karanasan 4. pagkuha at pag-aari

Kumplikadong tanso(II) na asin

Magdagdag ng solusyon sa ammonia na patak-patak sa solusyon ng tanso (II) sulfate hanggang sa matunaw ang namuo ng pangunahing asin na unang namuo. Isulat ang mga equation ng reaksyon. Aling ion ang naglalaman ng mga atomo ng tanso? Ano ang kulay ng nagreresultang ion? Gumawa ng equation para sa electrolytic dissociation ng nagreresultang kumplikadong asin at sumulat ng expression para sa instability constant ng complex ion. Patunayan sa eksperimento na mayroong mga sulfate ions sa solusyon.

Gamit ang talahanayan ng produkto ng solubility, pumili ng reagent na maaaring magamit upang makita ang mga copper (II) ions sa isang kumplikadong solusyon ng asin.

Eksperimento 5. Silver halides

A) Kumuha ng silver halides. Bigyang-pansin ang kalikasan at kulay ng mga nagresultang compound. Isulat ang mga equation ng reaksyon. Subukan ang ratio ng precipitation sa HNO3. Bakit hindi natutunaw ang mga silver halides HNO3?

b) Kumuha ng precipitates ng silver halides, salain at hugasan ng tubig. Subukan ang epekto ng liwanag sa kanila (mas mabuti ang direktang sikat ng araw). Isulat ang mga equation ng reaksyon.