Category Chemia

Ażeby redukcja tlenku żelazowego na metal w czasie zetknięcia gazowego CO z rudą przebiegała możliwie całkowicie w myśl równania sumarycznego (I) w kierunku z lewa na prawo, stosować trzeba znaczny nadmiar CO. Wskutek tego opuszczające wielki piec gorące gazy (gazy wielkopiecowe) zawierają jeszcze dość znaczne ilości CO (24%) obok azotu (60%), C02 (12%) i niewielkich ilości wodoru i metanu. Temperatura ich wynosi około 200—250°C. Po oczyszczeniu w odkurzaczu wykorzystuje się je częściowo jako paliwo do napędu motorów poruszających pompy, tłoczące powietrze do dysz, częściowo zaś do podgrzewania tego powietrza. W tym drugim celu gazy wielkopiecowe miesza się z określoną ilością powietrza i spala w specjalnych aparatach skonstruowanych przez Co w per a (rys. 164) i stąd nazywanych krótko „cowperami”. „Cowper” jest to cylinder żelazny, zakończony kopułą, wewnątrz wyłożony cegłą ogniotrwałą. Przez całą jego wysokość przechodzi z jednej strony kanał pionowy, pozostała część wnętrza wypełniona jest kratą z cegły ogniotrwałej. Spalanie gazu wielkopiecowego następuje w konale, gorące zaś gazy spalinowe, przeciągając przez tę kratę oddają jej swoje ciepło. Gdy cegły ogrzeją się już dostatecznie, kieruje się gaz wielkopiecowy do innego cowpera, przez gorący zaś cowper przepuszcza się powietrze idące do dysz. W ten sposób nagromadzone w cowperze ciepło zostaje zawrócone do pieca. Po oziębieniu cowpera pierwszego znów kieruje się doń gaz wielkopiecowy, powietrze zaś przeciąga przez cowper drugi itd. W ten sposób przy każdym wielkim piecu funkcjonować powinna na przemian co najmniej jedna para cowperów (zwykle jest ich dwie lub trzy).

Kobalt zarówno w postaci jonu kobaltawego, jak i kobaltowego odznacza się dużą skłonnością do tworzenia związków zespolonych. Ściśle biorąc, należą do nich i omówione wyżej uwodnione sole ko- baltawe, zawierające jon [Co(OH2)c]2’i. Zazwyczaj jon kobaltu wiąże koordynacyjnie 6 grup atomowych (rzadziej 4). Zależnie od tego, czy grupy te stanowią cząsteczki elektrycznie obojętne (HaO, NO, NH3 lub azotowe zasady organiczne), czy też ujemnie naładowane jony (Cl“, NO”, COj i in.), kompleks, w skład którego wchodzi kobalt tworzy kation lub też anion zespolonego związku.

Metale ziem rzadkich oddziela się od związków innych pierwiastków, towarzyszących im w piasku monacytowym, przez wygotowanie z kwasem siarkowym, a potem wytrącenie z kwaśnego roztworu w postaci szczawianów. Wytrącający się razem z solami lantanowców szczawian torowy usuwa się przez rozpuszczenie w nadmiarze szczawianu, z którym tor tworzy rozpuszczalną sól zespoloną (§ 370). Dalszy rozdział wobec dużego podobieństwa metali ziem rzadkich należy do najtrudniejszych zadań praktycznych chemii nieorganicznej. Opiera się on:

Otrzymany w ten sposób surowy cynk zawiera zwykle dość znaczne ilości ołowiu, arsenu i nieco żelaza. Oczyszcza się go z początku przez przetapianie, a następnie przez destylację frakcyjną.

Stopy żelaza z węglem, zawierające poniżej 1,7% (zwykle 0,5—1,0%) węgla (obok innych składników), noszą nazwę stali. W celu otrzymania stali z żelaza surowego należy zeń usunąć przeważną część węgla i innych domieszek. Proces ten nosi nazwę świeżenia. chiwaniem powietrza. Dla usunięcia większej części węgla oraz innych domieszek wymagane było trzykrotne przetapianie.

Własności różnych gatunków żelaza technicznego oraz wpływ, jaki na te własności wywiera ich skład i obróbka termiczna, zależne są od warunków równowagi w układach złożonych z węgla i żelaza. Na rysunku 170 przedstawione są te warunki w postaci wykresu zależności temperatur równowagi pomiędzy poszczególnymi fazami od zawartości węgla. Punkty A, B i C, położone na osi rzędnych, przedstawiają odpowiednio temperaturę krzepnięcia czystego żelaza (152B°C), punkt przemiany odmiany L w odmianę y (1401°C) oraz punkt przemiany czystego y-ferrytu w a-ferryt (906°C). Dodatek węgla obniża temperaturę krzepnięcia ciekłego stopu wzdłuż krzywej ADE. Skład kryształów, wydzielających się ze stopu podczas krzepnięcia, zmienia się początkowo wzdłuż krzywej AF (roztwory stałe węgla w żelazie 8), potem wzdłuż krzywej GH (roztwory węgla w żelazie y, zwane austenitem). Punkt E, którego współrzędne wynoszą 4,2“/o C i 1140°C, jest punktem eutektycznym. Jeżeli oziębienie stopu, odpowiadającego swoim składem mieszaninie eutcktycznej, nie odbywa się zbyt wolno, powstający eutektyk jest złożony z kryształów austenitu o składzie wyznaczonym przez punkt H (1,7% C), oraz z węglika żelaza, zwanego cementytem, o wzorze Fe3C (6,68fVo C). Entektyk ten nosi nazwę ledeburytu. Przez dalsze zwiększanie zawartości węgla w stopie jego temperatura krzepnięcia znowu wzrasta, aż osiąga maksimum w punkcie I (1550°C) przy zawartości węgla odpowiadającej cementytowi. Ze stopów takich podczas krzepnięcia wydziela się najpierw cementyt, a następnie mieszanina eutektyczna (ledeburyt).

Czterochlorek, ThCl, powstaje podczas przepuszczania mieszaniny tlenku węgla i chloru lub też czterochlorku węgla nad rozżarzonym do czerwoności dwutlenkiem toru: ThOä 4 001, = ThCl, + CO,.

Osad wodorotlenku platynowego rozpuszcza się zarówno w kwasach, jak i w zasadach. Pod działaniem kwasu solnego następuje wymiana koordynacyjnie związanych grup OH- na aniony Cl- i powstaje kwas czterochlorodwuhydroksoplatynowy, H2[PtCh,(OH)2]. Zasady natomiast tworzą z wodorotlenkiem platynowym sole o wzorze Mi[Pt(OH)o] zwane platynianami (właściwie sześciohydroksoplatynianami), izomorficzne z sześciohydroksoeynianami (§ 255).

Kwasy, w których na 1 g-cz. wody przypada więcej niż 1 g-cz. tlenku kwasowego, określane są jako wiełokwasy (polikwasy). Jeśli w skład ich wchodzi jeden tylko rodzaj bezwodnika, nazywa się je izopolikwa- sami (np. omówione wyżej kwasy wielomolibdenowe i wielowolfra- mowe), w przeciwnym razie — heteropolikwasami (przykład: kwas dwu- nastomolibdenianofosforowy). Dużą skłonnością do tworzenia wielo- kwasów odznaczają się szczególnie pierwiastki z rodzin chromowców i wanadowców. Występuje ona również, choć w znacznie słabszym stopniu, u pierwiastków niemetalicznych rodzin głównych, jak B, Si, P, S i in.

Azotan manganawy, Mn(N02)2, krystalizuje z roztworu jako sześciohydrat. Ogrzewany w stanie stałym rozkłada się z wydzieleniem dwutlenku azotu i pozostawieniem dwutlenku manganu: Mn(N03)2 > MnOa -j- 2N02.

Tlenek 0s03 i odpowiadający mu kwas osmowy H2OSO4 nie są znane. Istnieją natomiast sole tego kwasu, osmiany, analogiczne do rute- nianów (§ 424), np. osmian potasowy, powstający przez stapianie sproszkowanego osmu z węglanem i chloranem potasowym. Po rozpuszczeniu stopu w wodzie krystalizuje z roztworu hydrat o składzie K2OSO4 2H20 w postaci ośmiościanów barwy bladofiołkowej. Osmiany są znacznie mniej trwałe od rutenianów i pod wpływem środków utleniających, a nawet pod wpływem wilgotnego powietrza, wydzielają czterotlenek osmu. Po zakwaszeniu ulegają częściowo utlenieniu na OSO4, częściowo zaś redukują się na uwodniony dwutlenek – 2K20S04 + 4H01 = 4KC1 + OsO + OsOa – 2HaO . ,

Chlorek niklawy, NiCl-2, powstający przez bezpośrednie łączenie pierwiastków lub przez ogrzewanie hydratu, tworzy złocistożółte łuski krystaliczne. Łatwo rozpuszcza się w wodzie (w 0°C — 54,5 g, w 20°C — 64,2 g, w 50°C — 78,25 g, w 100°C — 87,6 g na 100 g wody). W zwykłej temperaturze krystalizuje z roztworu sześciohydrat barwy zielonej izomorficzny z sześciowodnym chlorkiem kobaltawym. Podobnie do tego ostatniego chlorek niklawy tworzy sole zespolone z chlorkami litowców (chloronikieliny), a także chlorki zasadowe.