Metal Pattern 3. zatia - Beste guztia

Ekonomia modernoan gero eta gehiago erabiltzen den litioaren eta industrian eta bizi-munduan elementu garrantzitsuenen artean dauden sodio eta potasioaren ondoren, gainontzeko elementu alkalinoen garaia iritsi da. Gure aurrean rubidioa, zesioa eta frankoa daude.

Azken hiru elementuak elkarren oso antzekoak dira, eta, aldi berean, potasioarekin antzeko propietateak dituzte eta harekin batera potasio izeneko azpitalde bat osatzen dute. Ia ziur ezin izango duzunez rubidioarekin eta zesioarekin esperimenturik egin, kontent egin behar duzu potasioa bezala erreakzionatzen dutela eta haien konposatuek konposatuen disolbagarritasun bera dutela.

1. Espektroskopiaren gurasoak: Robert Wilhelm Bunsen (1811-99) ezkerrean, Gustav Robert Kirchhoff (1824-87) eskuinean

Espektroskopiako lehen aurrerapenak

Elementu batzuen konposatuekin sugarra koloreztatzearen fenomenoa su artifizialen fabrikazioan ezaguna eta erabiltzen zen egoera librera askatu baino askoz lehenago. XIX.mendearen hasieran, zientzialariek Eguzkiaren argitan agertzen diren eta berotutako konposatu kimikoek igorritako lerro espektralak aztertu zituzten. 1859an, bi fisikari alemaniarrek - Robert Bunsen i Gustav Kirchhoff - Igorritako argia probatzeko gailu bat eraiki (1). Lehenengo espektroskopioak diseinu sinplea zuen: argia lerro espektraletan bereizten zuen prismaz osatuta zegoen eta lentearekin okularra haien behaketarako (2). Analisi kimikorako espektroskopioaren erabilgarritasuna berehala nabaritu zen: substantzia atomotan apurtzen da suaren tenperatura altuan, eta hauek beren buruaren ezaugarri diren lerroak igortzen dituzte.

2. G. Kirchhoff espektroskopioan

3. Zesio metalikoa (http://images-of-elements.com)

Bunsen eta Kirchhoff ikerketak hasi ziren eta urtebete geroago Durkheimeko iturri batetik 44 tona ur mineral lurrundu zituzten. Sedimentuen espektroan lerroak agertu ziren, garai hartan ezagutzen zen edozein elementuri egotzi ezin zitzaizkienak. Bunsenek (kimikaria ere bazen) elementu berri baten kloruroa isolatu zuen sedimentutik, eta izena eman zion bertan zegoen metalari. BIDEZ bere espektroko marra urdin sendoetan oinarrituta (latinez = urdina) (3).

Hilabete batzuk geroago, jada 1861ean, zientzialariek gatz-gordailuaren espektroa zehatzago aztertu zuten eta bertan beste elementu baten presentzia aurkitu zuten. Haren kloruroa isolatu eta masa atomikoa zehazteko gai izan ziren. Espektroan marra gorriak argi ikusten zirenez, litio metal berriari izena eman zitzaion rubido (latinetik = gorri iluna) (4). Analisi espektralaren bidez bi elementuren aurkikuntzak konbentzitu zituen kimikariak eta fisikariak. Hurrengo urteetan, espektroskopia ikerketa-tresna nagusietako bat bihurtu zen, eta aurkikuntzak kornukopia baten antzera bota zuen euria.

4. Metalezko rubidioa (http://images-of-elements.com)

Rubid ez ditu berezko mineralak sortzen, eta zesioa bakarra da (5). Bi elementuak. Lurraren gainazaleko geruzak %0,029 rubidio (17. postua elementu ugarien zerrendan) eta %0,0007 zesioa (39. postua). Ez dira bioelementuak, baina landare batzuek rubidioa selektiboki gordetzen dute, hala nola tabakoa eta azukre erremolatxa. Ikuspegi fisiko-kimikotik, bi metalak "esteroideen gaineko potasioa" dira: are leunagoak eta fuggarriak, eta are erreaktiboagoak (adibidez, berez pizten dira airean, eta urarekin ere erreakzionatzen dute leherketa batekin).

bidez elementu "metalikoena" da (kimikoan, ez hitzaren zentzu kolokialean). Goian esan bezala, haien konposatuen propietateak potasio konposatu analogoen antzekoak dira.

5 Pollucite da zesio mineral bakarra (USGS)

rubidio metalikoa eta zesioa haien konposatuak magnesioarekin edo kaltzioarekin hutsean murriztuz lortzen da. Zenbait zelula fotovoltaiko ekoizteko soilik beharrezkoak direnez (gertakariaren argiak erraz igortzen ditu elektroiak haien gainazaletik), urteko rubidioaren eta zesioaren ekoizpena ehunka kilogramoren ingurukoa da. Haien konposatuak ere ez dira oso erabiliak.

Potasioarekin gertatzen den bezala, Rubidioaren isotopoetako bat erradioaktiboa da. Rb-87-k 50 mila milioi urteko erdibizitza du, beraz, erradiazioa oso baxua da. Isotopo hau arrokak datatzeko erabiltzen da. Zesioak ez du berez sortzen diren isotopo erradioaktiborik, baina CS-137 erreaktore nuklearretan uranioaren fisio-produktuetako bat da. Agortutako erregaietatik bereizten da isotopo hori g-erradiazio iturri gisa erabiltzen zelako, adibidez, minbizi tumoreak suntsitzeko.

Frantziaren omenez

6. Frantses hizkuntzaren aurkitzailea - Marguerite Perey (1909-75)

Mendeleievek zesioa baino astunagoa den litio metalaren existentzia aurreikusten zuen eta lan-izen bat eman zion. Kimikariek beste litio mineraletan bilatu dute, haien senide bezala, bertan egon beharko lukeelako. Hainbat aldiz aurkitu zela zirudien, hipotetikoki bada ere, baina inoiz gauzatu.

87ko hamarkadaren hasieran, argi geratu zen 1914 elementua erradioaktiboa zela. 227an, Austriako fisikariak aurkitzetik gertu zeuden. S. Meyer, W. Hess eta F. Panetek aktinio-89 prestaketatik alfa-igorpen ahula ikusi zuten (beta-partikula ugariz gain). Aktinioaren zenbaki atomikoa 87 denez eta alfa partikula baten igorpena elementua taula periodikoko bi lekutara "murriztearen" ondoriozkoa denez, 223 zenbaki atomikoa eta XNUMX masa zenbakia dituen isotopoak alfa partikulak izan beharko lituzke. Hala ere, antzeko energiak (aireko partikulen barrutia haien energia proportzionalki neurtzen da) protaktinioaren isotopo bat ere bidaltzen du, beste zientzialari batzuek sendagaia kutsatzea proposatu dute.

Gerra laster hasi zen eta dena ahaztu zen. 30eko hamarkadan, partikula azeleragailuak diseinatu ziren eta lehen elementu artifizialak lortu ziren, 85 zenbaki atomikoa zuen aspaldian itxaroten zen astatioa adibidez. 87. elementuaren kasuan, garai hartako teknologia mailak ez zuen beharrezko kopururik lortzen. sintesirako materiala. Fisikari frantsesak ustekabean lortu zuen Marguerite Perey, Maria Sklodowska-Curie-ko ikaslea (6). Berak, duela mende laurden austriarrek bezala, aktinio-227aren desintegrazioa aztertu zuen. Aurrerapen teknologikoak prestaketa hutsa lortzea ahalbidetu zuen, eta oraingoan inork ez zuen zalantzarik izan azkenean identifikatua izan zelako. Esploratzaileak izena jarri zion Frantziako beren aberriaren omenez. 87. elementua mineraletan aurkitu zen azkena izan zen, ondorengoak artifizialki lortu ziren.

Frans serie erradioaktiboaren alboko adarrean eratzen da, eraginkortasun txikiko prozesu batean eta, gainera, oso iraupen laburra du. Perey andreak aurkitutako isotoporik indartsuenak, Fr-223, 20 minutu pasatxoko erdi-bizitza du (esan nahi du ordubete igaro ondoren jatorrizko kantitatearen 1/8 besterik ez da geratzen). Globo osoak 30 gramo franko baino ez dituela kalkulatu da (desintegrazioko isotopoaren eta sortu berri den isotopoaren arteko oreka ezartzen da).

Franko konposatuen zati ikusgaia lortu ez bazen ere, bere propietateak aztertu ziren, eta talde alkalinoa dela ikusi zen. Adibidez, franko eta potasio ioiak dituen disoluzioari perkloratoa gehitzen zaionean, hauspeakada erradioaktiboa izango da, ez disoluzioa. Jokabide honek FrClO dela frogatzen du₄ apur bat disolbagarria (KClOrekin prezipitatzen da₄), eta frantzioaren propietateak potasioaren antzekoak dira.

Frantzia, nola izango zen...

… Begi hutsez ikus daitekeen lagin bat lortuko banu? Jakina, argizaria bezain biguna, eta agian urre kolorekoa (gaineko zesioa oso biguna eta horixka da). 20-25 °C-tan urtuko litzateke eta 650 °C inguruan lurrundu (aurreko ataleko datuetan oinarritutako estimazioa). Horrez gain, kimikoki oso aktiboa izango litzateke. Hori dela eta, oxigenorik eta hezetasunik gabe eta erradiazioetatik babesten duen ontzi batean gorde behar da. Azkar ibili beharko litzateke esperimentuekin, ordu gutxiren buruan ez baitzen ia frantsesik geratuko.

Ohorezko litioa

Gogoratzen al dituzu iazko halogenoen zikloko sasi-halogenoak? Hauek Cl bezalako anioien antzera jokatzen duten ioiak dira^- edo ez^-. Horien artean daude, adibidez, zianuroak CN^- eta SCN satorrak^-, 17 taldeko anioien antzeko disolbagarritasuna duten gatzak eratuz.

Lituaniarrek ere jarraitzaile bat dute, hau da, NH amonio ioia. ₄ ⁺ - amoniakoa uretan disolbatzearen produktua (disoluzioa alkalinoa da, metal alkalinoen hidroxidoen kasuan baino ahulagoa den arren) eta azidoekin duen erreakzioa. Ioiak era berean erreakzionatzen du metal alkalino astunekin, eta bere erlaziorik estuena potasioarekin da, adibidez, potasio katioiaren tamaina antzekoa da eta sarritan K+ ordezkatzen du bere konposatu naturaletan. Litio metalak erreaktiboegiak dira gatz eta hidroxidoen ur-disoluzioen elektrolisi bidez lortzeko. Merkuriozko elektrodo bat erabiliz, merkurioan (amalgama) metalezko disoluzioa lortzen da. Amonio ioia metal alkalinoen antzekoa da, non amalgama bat ere eratzen baitu.

L-ren azterketa sistematikoan.magnesio ioien materialak aurkitu diren azkenak dira. Arrazoia haien kloruro, sulfato eta sulfuroen disolbagarritasun ona da, hau da, ez direla prezipitatu aurretik gehitutako erreaktiboen eraginez laginean metal astunagoak dauden zehazteko erabilitakoak. Amonio-gatzak ere oso disolbagarriak diren arren, analisiaren hasieran bertan detektatzen dira, ez baitute jasaten disoluzioen beroketa eta lurrunketa (amoniakoa askatzearekin nahiko erraz deskonposatzen dira). Prozedura denek ezagutzen dute ziurrenik: base sendo baten (NaOH edo KOH) disoluzioa gehitzen zaio laginari, eta horrek amoniakoa askatzen du.

Sam amoniako usaimenaren bidez edo urez hezetutako paper unibertsal bat entsegu-hodiaren lepoan aplikatuz antzematen da. NH gasa₃ uretan disolbatu eta disoluzioa alkalino bihurtzen du eta papera urdin bihurtzen du.

7. Amonio ioien detekzioa: ezkerrean, proba-banda urdin bihurtzen da askaturiko amoniakoaren eraginez, eskuinaldean, Nessler probaren emaitza positiboa.

Usaimenaren bidez amoniakoa hautematen bada, gogoratu sudurra laborategian erabiltzeko arauak. Hori dela eta, ez makurtu erreakzio-ontziaren gainean, zuzendu lurrunak zure aldera eskuaren haize-mugimendu batekin eta ez ezazu airea "bular osoa" arnasten, baina utzi konposatuaren usaina sudurrera berez iristen.

Amonio gatzen disolbagarritasuna potasio konposatu analogoen antzekoa da, beraz, tentagarria izan daiteke amonio perkloratoa NH prestatzea.₄ClO₄ eta konposatu konplexu bat kobaltoarekin (xehetasunetarako, ikusi aurreko atala). Hala ere, aurkeztutako metodoak ez dira egokiak lagin batean amoniako eta amonio ioi kopuru oso txikiak detektatzeko. Laborategietan, Nessler-en erreaktiboa erabiltzen da horretarako, hauspeatu edo kolorez aldatzen duena NH-aren arrastoak egon arren.₃ (7).

Hala ere, gogor gomendatzen dut etxean proba egoki bat egitea, beharrezkoa baita merkurio-konposatu toxikoak erabiltzea.

Itxaron laborategi profesional batean egon arte, tutore baten zaintza profesionalaren pean. Kimika liluragarria da, baina -ez dakitenentzat edo arduragabekerian daudenentzat- arriskutsua izan daiteke.

Ikusi ere: