Плотность осмия
Плотность осмия и другие его физические свойства
Плохо поддается механической обработке. Среди всех простых веществ осмий считается самым плотным, превосходя иридий.
Рис. 1. Осмий. Внешний вид.
Основные константы осмия приведены в таблице ниже.
Таблица 1. Физические свойства и плотность осмия.
|
Плотность, г/см3 |
22,6 |
|
Температура плавления, oС |
3000 |
|
Температура кипения, oС |
5000 |
|
Тип кристаллической решетки |
гексагональная |
|
Электропроводность (Hg = 1) |
10 |
Нахождение осмия в природе
Осмий входит в группу, так называемых платиновых металлов, которые относятся к числу малораспространенных элементов. Относительное содержание его в земной коре оценивается в 5×10-7% (масс.). Будучи весьма распыленным по различным горным породам платиновые металлы очень редко образуют скопления.
Осмий в самородном состоянии встречается только в виде твердого раствора с иридием, его процентное содержание в котором находится на уровне 10 – 50%. Важнейшим минералом осмия считается невьянскит (IrOs-Ir3Os). Никогда не встречается в железных рудах.
Краткое описание химических свойств и плотность осмия
Общеизвестно, что платиновые металлы обладают низкой химической активностью, однако их инертность часто преувеличивают.
Осмий наиболее устойчив к действию кислот – на слитки этого металла не действует даже царская водка. В отличие от других платиновых металлов осмий легко реагирует с кислородом, превращаясь в летучий оксид OsO4.
Os + 2O2 = OsO4.
Активность платиновых металлов существенно возрастает при измельчении: тонко измельченный порошок осмия при слабом нагревании в кислороде даже раскаляется вследствие окисления, он взаимодействует также с крепкой азотной и серной кислотами, расплавленным пиросульфатом калия. Во всех случаях продуктом является тетраоксид.
Os + 8HNO3 (conc) = [Os(H2O)2O4] + 8NO2 + 2H2O.
Лучшим способом перевода осмия в растворимое состояние служит окислительное сплавление с щелочами, приводящее к образованию осматов (VII) Na5OsO6.
Фторирование осмия при повышенном давлении приводит к фториду OsF7, при хлорировании осмий дает смесь три- и тетрахлорида. Нагреванием порошка осмия с бромом в запаянной трубке получают тетрабромид.
2Os + 7F2 = 2OsF7;
2Os + 3Cl2 = 2OsCl3;
Os + 2Cl2 = OsCl4.
Примеры решения задач
| Задание | Вычислите плотность а) по кислороду; б) по азоту; в) по воздуху следующих газов: хлороводорода HCl и оксида азота (II). |
| Решение | Для того, чтобы вычислить относительную плотность одного газа по другому, надо относительную молекулярную массу первого газа разделить на относительную молекулярную массу второго газа.
Относительную молекулярную массу воздуха принимают равной 29 (с учетом содержания в воздухе азота, кислорода и других газов). Следует отметить, что понятие «относительная молекулярная масса воздуха» употребляется условно, так как воздух – это смесь газов. Mr(HCl) = Ar(H) + Ar(Cl) = 1 + 35,5 = 36,5. Dair(HCl) = Mr(HCl) / Mr(air) = 36,5 / 29 = 1,26; DO2(HCl) = Mr(HCl) / Mr(O2) = 36,5 / 32 = 1,14; DN2(HCl) = Mr(HCl) / Mr(N2) = 36,5 / 28 = 1,3. Mr(O2) = 2 ×Ar(O) = 2 × 16 = 32. Mr(N2) = 2 ×Ar(N) = 2 × 14 = 28. Mr(NO) = Ar(N) + Ar(O) = 14 + 16 = 30. Dair(NO) = Mr(NO) / Mr(air) = 30 / 29 = 1,03; DO2(NO) = Mr(NO) / Mr(O2) = 30 / 32 = 0,9375; DN2(NO) = Mr(NO) / Mr(N2) = 30 / 28 = 1,07. |
| Ответ | Плотности хлороводорода по воздуху, кислороду и азоту соответственно равны 1,26, 1,14 и 163; плотности оксида азота (II) по воздуху, кислороду и азоту соответственно равны 1,03, 0,9375 и 1,07. |
| Задание | Вычислите плотность а) по кислороду; б) по азоту; в) по воздуху следующих газов: оксида азота (V) и бромоводорода HBr. |
| Решение | Для того, чтобы вычислить относительную плотность одного газа по другому, надо относительную молекулярную массу первого газа разделить на относительную молекулярную массу второго газа.
Относительную молекулярную массу воздуха принимают равной 29 (с учетом содержания в воздухе азота, кислорода и других газов). Следует отметить, что понятие «относительная молекулярная масса воздуха» употребляется условно, так как воздух – это смесь газов. Mr(HBr) = Ar(H) + Ar(Br) = 1 + 80 = 81. Dair(HBr) = Mr(HBr) / Mr(air) = 81 / 29 = 2,79; DO2(HBr) = Mr(HBr) / Mr(O2) = 81 / 32 = 2,53; DN2(HBr) = Mr(HBr) / Mr(N2) = 81 / 28 = 2,89. Mr(O2) = 2 ×Ar(O) = 2 × 16 = 32. Mr(N2) = 2 ×Ar(N) = 2 × 14 = 28. 2) Mr(N2O5) = 2 ×Ar(N) + 5×Ar(O) = 2 ×14 + 5×16 = 28 + 80 = 108. Dair(N2O5) = Mr(N2O5) / Mr(air) = 108 / 29 = 3,72; DO2(N2O5) = Mr(N2O5) / Mr(O2) = 108 / 32 = 3,375; DH2(N2O5) = Mr(N2O5) / Mr(N2) = 108 / 28 = 3,85. |
| Ответ | Плотности бромоводорода по воздуху, кислороду и азоту соответственно равны 2,79, 2,53 и 2,89; плотности оксида азота (V) по воздуху, кислороду и азоту соответственно равны 3,72, 3,375 и 3,85. |
