Подгруппа галлия
Теплоты образования оксидов Э2О3 галия и его аналогов уменьшается в ряду 1088 (Ga), 924 (In) и 389 (Tl). При нагревании на воздухе галлий практически окисляется только до GaО. Поэтому Ga2О3 обычно получают обезвоживанием Ga(ОН)3. Индий при нагревании на воздухе образует In2О3, а таллий — смесь Tl2О3 и Tl2О с тем большим содержанием высшего оксида, чем ниже температура. Нацело до Tl2О3 таллий может быть окислен действием озона.
Растворимость оксидов Э2О3 в кислотах увеличивается в ряду Ga-In-Tl. В том же ряду уменьшается прочность связи элемента с кислородом: Ga2О3 плавится при 1795 °С без разложения, In2О3 переходит в In3О4 лишь выше 850 °С, а мелко раздробленный Tl2О3 начинает отщеплять кислород уже около 90 °С. Однако для полного перевода Tl2О3 в Tl2О необходимы гораздо более высокие температуры. Под избыточным давлением кислорода In2О3 плавится при 1910 °С, а Tl2О3 — при 716 °С.
Теплоты гидротации оксидов по схеме:
Э2О3 + 3 Н2О = 2 Э(ОН)3
составляет + 92 кДж (Ga), + 4 (In) и - 188 (Tl). В соответствии с этим лёгкость отщепления гидроксидами воды возрастает от Ga до Tl: если Ga(ОН)3 полностью обезвоживается лишь при прокаливании, то Tl(ОН)3 переходит в Tl2О3 даже при стоянии под жидкостью, из которой он был выделен.
При нейтрализации кислотных растворов солей галлия его гидроксид осаждается приблизительно в интервале рН = 3-4. Свежелсаждённый Ga(OH)3, хорошо растворим в крепких растворах аммиака, но по мере старения растворимость всё более снижается. Её изоэлектрическая точка лежит при рН = 6,8, а ПР = 2·10-37. Для In(OH)3 было найдено ПР = 1·10-37, а для Tl(OH)3 — 2·10-45.
Для вторых и третьих констант диссоциации Ga(OH)3 по кислотному и основному типам были найдены следующие значения:
H3GaO3 К2 = 5·10-11 К3 = 2·10-12
Ga(OH)3 К2 = 2·10-11 К3 = 4·10-12
Таким образом, гидроксид галлия представляет собой случай электролита, очень близкого к идеальной амфотерности.
Различие кислотных свойств гидроксидов галия и его аналогов отчётливо проявляется при их взаимодействии с растворами сильных щелочей (NaOH, KOH). Гидроксид талий легко растворяется с образовагием галлатов типа M[Ga(OH)4], устойчивых и в растворе, и в твёрдом состоянии. При нагревании они легко теряют воду (соль Na — при 120, соль K — 137 °С) и переходят в состветствующие безводные соли типа MGaO2. Для получаемых из растворов галлатов двухвалентных металлов (Ca, Sr) характерен другой тип — M3[Ga(OH)6]2.
Гидроксид индия почти нерастворим в лисьных щелочах (NaOH, KOH), но при очень высоких их концентрациях образуются индаты типа M3[In(OH)6]2·2H2O, которые тоже почти нерастворимы. Водой они полностью гидролизуются.
Гидроксид таллия легко пептизуется сильными щелочами (с образованием отризательного золя), но нерастворима в них и таллатов не даёт. Сухим путём (сплавлением оксидов с соответствующими карбонатами) производные типа МЭО2 были получены для всех трёх элементов подгруппы галлия. Однако в случае таллия они оказались смесями оксидов.
Ионы Ga••• и In••• бесцветны, ион Tl••• имеет желтоватую окраску. Производящиеся от них соли большинства кислот хорошо растворимы в воде, но сильно гидролизованы. Из растворимых солей слабых кислот многие подвергаются практически полному гидролизу.
Смотрите также
Зависимость точности визуального тест-определения нитрит-иона на основе пенополиуретана от способа построения цветовой шкалы
Определение
микроколичеств нитрит-ионов в водах, почвах и пищевых продуктах относится к
числу важных задач в связи с широким и зачастую неумеренным применением в
качестве удобрений нитратов ...
Амилолитические препараты
Амилолитические препараты широко выпускаются в нашей стране
и за рубежом. В основном это крупнотоннажное производство. Амилазы находят
применение почти во всех областях, где перерабатываетс ...