Плотность палладия
Плотность палладия и другие его физические свойства
Он замечателен своей способностью поглощать огромное количество водорода (до 900 объемов на 1 объем металла). При этом палладий сохраняет металлический вид, но значительно увеличивается в объеме, становится ломким и легко образует трещины. Хорошо поддается механической обработке.
Рис. 1. Палладий. Внешний вид.
По отношению к химическим воздействиям палладий чрезвычайно устойчив. В компактном виде растворим в азотной кислоте и царской водке. Может быть переведен в растворимое состояние сплавлением со щелочами в присутствии окислителей.
Основные константы палладия приведены в таблице ниже.
Таблица 1. Физические свойства и плотность палладия.
|
Плотность, г/см3 |
12,0 |
|
Температура плавления, oС |
1554 |
|
Температура кипения, oС |
2900 |
|
Тип кристаллической решетки |
гранецентрированная кубическая |
|
Электропроводность (Hg = 1) |
9 |
Нахождение палладия в природе
Палладий входит в группу, так называемых платиновых металлов, которые относятся к числу малораспространенных элементов. Относительное содержание его в земной коре оценивается в 2×10-7% (масс.). Будучи весьма распыленным по различным горным породам платиновые металлы очень редко образуют скопления.
Скопления платиновых металлов содержат палладий исключительно в самородном состоянии как незначительную примесь к другим продуктам выветривания горных пород. Никогда не встречается в железных рудах.
Краткое описание химических свойств и плотность палладия
Общеизвестно, что платиновые металлы обладают низкой химической активностью, однако их инертность часто преувеличивают.
Палладий наименее устойчив к действию кислот. Это единственный химический элемент среди платиновых металлов, растворяющийся в концентрированной азотной кислоте. Однако, если металл взят в компактном виде, взаимодействие протекает медленно, его можно ускорить введением дополнительного окислителя, например кислорода или диоксида азота. Действует на палладий и соляная кислота в присутствии кислорода или хлора, особенно легко с ней реагирует палладиевая чернь.
Взаимодействие палладия с кислородом протекает в незначительной степени и обратимо. При температуре красного каления палладий покрывается на воздухе фиолетовой пленкой оксида, который при более сильном нагревании разлагается.
Pd + 2HClconc + 2Cl2 = H2[PdCl6];
H2[PdCl6] = H2[PdCl4]conc + Cl2↑;
H2[PdCl6] = PdCl2↓ + Cl2↑ + 2HCl.
Pd + 2H2SO4 (conc) = PdSO4↓ + SO2↑ + 2H2O;
Pd + 4HNO3 (conc) = Pd(NO3)2↓ + 2NO2↑ + 2H2O.
2Pd + O2 = 2PdO;
2Pd + 3F2 = 2PdF3;
Pd + Cl2 = PdCl2.
Примеры решения задач
| Задание | Плотность паров простого вещества хлора по водороду – 35,5. Определите формулу хлора. |
| Решение | Отношение массы данного газа к массе другого газа, взятого в том же объеме, при той же температуре и том же давлении, называется относительной плотностью первого газа по второму. Данная величина показывает, во сколько раз первый газ тяжелее или легче второго газа.
D = M1 / M2. Молярная масса газа равна его плотности по отношению к другому газу, умноженной на молярную массу второго газа: M1 = D×M2. Тогда, молярная масса газа хлора будет равна: Mgas = DH2×M(H2) = 35,5× 2 = 71 г/моль. Mr(H2) = 2 ×Ar(H) = 2 × 1 = 2. Относительная атомная масса хлора равна 35,453а.е.м. Тогда, в состав молекулы хлора входит Mgas /Ar(Cl) атомов фосфора: Mgas / Ar(Cl) = 71 / 35,453 = 2. Значит формула молекулы хлора Cl2. |
| Ответ | Молярная масса хлора равна 71 г/моль, а формула молекулы хлора Cl2. |
| Задание | Плотность газа по воздуху – 1,52. Массовая доля элемента углерода в нем – 27,3%, а кислорода – 12,7%. Выведите формулу газа. |
| Решение | Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:
ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Обозначим число атомов углерода в молекуле через «х», число атомов кислорода через «у». Найдем соответствующие относительные атомные массы элементов углерода и кислорода (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Ar(C) = 12; Ar(O) = 16. Процентное содержание элементов разделим на соответствующие относительные атомные массы. Таким образом мы найдем соотношения между числом атомов в молекуле соединения: x:y = ω(C)/Ar(C) : ω (O)/Ar(O); x:y = 27,3/12 : 72,7/16; x:y = 2,275 : 4,54 = 1 : 2. Значит простейшая формула соединения углерода и кислорода имеет вид CO2. Значение молярной массы газа можно определить при помощи его плотности по воздуху: Mgas = M(air) × Dair(gas); Mgas = 29 × 1,52 = 44 г/моль. Чтобы найти истинную формулу соединения углерода и кислорода найдем отношение полученных молярных масс: Mgas / M(CO2) = 44 / 44 = 1. M(CO2) = Ar(CO2) + 2 × Ar(O) = 12 + 2 × 16 = 12 + 32 = 44г/моль. Таким образом формула вещества будет иметь вид CO2. Это углекислый газ. |
| Ответ | Формула газа — CO2. Это углекислый газ. |
