Соединения молибдена и вольфрама (VI) Оксиды молибдена и вольфрама (VI). Высшие оксиды металлов являются исходным сырьем для получения чистых металлов. МоО3 при высокой температуре имеет ярко-желтую окраску, а ярко оранжевую, при охлаждении окраска становится менее интенсивной. Оба окисла сублимируются, один при 600 – 680°С, второй при 850°С. При восстановлении их водородом при температурах порядка 500°С образуются диоксиды, процесс идет через промежуточные стадии, WO3 ↔ W20O58 ↔ W18O49 ↔ WO2 MoO3 ↔ Mo9O26 ↔ Mo8O23 ↔ Mo4O11 ↔ MoO2 промежуточные оксиды окрашены в сине-фиолетовый цвет и обладают свойствами полупроводников. Оба оксида плохо растворимы в воде. Не растворяются в кислотах, кроме плавиковой кислоты, растворяются в щелочах и аммиаке с образованием молибдатов и вольфраматов. МоО3 + КОН = К2МоО4 + Н2О Состав и свойства полученных солей зависит от различных условий Тип солей | Отношение щелочного оксида к кислотному | Нормальные М2ЭО4 | М2О / ЭО3 = 1 | Изополисоединения М2Э2О7 | М2О / ЭО3 < 1 | Основные 2 МО2+× ЭО3 | 2 М2+О / ЭО3 > 1 | М1 – однозарядный катион, М2 – двузарядный катион тяжелого металла Молибдаты и вольфраматы бесцветны и более склонны к полимеризации, чем хроматы. Гидроксиды молибдена и вольфрама (VI). Под действием минеральных кислот молибдатов и вольфраматов выделяются осадки соответствующих гидратов окислов с переменным содержанием воды. МоО3 WO3 МоО3 × H2O МоО3 × 2 H2O WO3 × H2O WO3 × 2 H2O белый желтый желтый белый По спектральным данным все протоны связаны в молекулы воды и типичных кислот состава Н2ЭО4 не существует, состав и свойства гидратов окислов зависит от условий их получения. При действии на раствор молибдата щелочного металла минеральной кислотой на холоду выпадает осадок моногидрата МоО3 × H2O белого цвета, при дальнейшем подкислении со временем из раствора можно выделить осадок дигидрата МоО3 × 2 H2O желтого цвета. Состояние «молибденовой кислоты» в растворе зависит от рН и концентрации раствора. При взаимодействии растворов вольфраматов с минеральными кислотами выпадает белый осадок, природа и состав которого не выяснена. Предполагают, что это коллоидная форма гидрата оксида WO3 с переменным содержанием воды. При стоянии белый осадок переходит в желтый. Существует мнение, это истинная вольфрамовая кислота, которая представляет химическое соединение Н2WО4 и сохраняет свой состав при кипячении до 180°С. Желтую форму можно получить при кипячении подкисленных растворров вольфраматов, или действием концентрированных растворов кислот на вольфраматы. При рН < 6 наблюдается полимеризация этих кислот и образование изполикислот. Галогениды вольфрама и молибдена (VI) Вольфрам в большей степени, чем молибден и хром способен проявлять высшую степень окисления, это подтверждается образованием шестивалентным вольфрамом фторида, хлорида и бромида. Получают фториды непосредственно из элементов, гексафторид молибдена легко гидролизуется , оксифторид молибдена МоО2F2 более устойчив, его можно получить сплавлением триоксида молибдена с фтористым литием, при сплавлении МоО3 с фтордами других щелочных металлов образуются фтормолибдаты различного состава: М[МоОF5] … M3[МоО3F3]. Таблица. Галогениды вольфрама и молибдена (VI) Фториды | МоF6 WF6 | - - | - - | МоF3 | - | Хлориды | - WCl6 | MoCl5 WCl5 | MoCl4 WCl4 | MoCl3 WCl3 | - - | Бромиды | - WBr6 | - WBr5 | - - | MoBr3 - | - - | Иодиды | - - | - - | - WI4 | MoI3 - | MoI2 WI2 | Гексахлорид вольфрама устойчив, но легко разлагается водой с образованием окохлоридов WОCl4 и WО2Cl2. Разложение WCl6 горячей водой идет до образования вольфрамовой кислоты и хлористого водорода. WCl6 + H2O = H2WO4 + HCl Соединения молибдена и вольфрама в низших степенях окисления являются сильными восстановителями, их получают восстановлением соответствующих галогенидов металлов (VI). Шестивалентный хром не образует солеобразных солей с галогенами, ярко выраженным солеобразным характером не обладают и галогениды молибдена и вольфрама (VI), но все же они более устойчивы. Сульфиды вольфрама и молибдена (VI) Если пропускать ток сероводорода через раствор вольфраматов, или молибдатов, то наблюдается постепенное замещение атомов кислорода на атомы серы и образование сульфосолей. К2ЭО4 ® К2ЭSО3 ® К2ЭS2О2 ® К2ЭS3О ® К2ЭS4 Соли растворимы. При подкислении растворов сульфосоли разлагаются К2ЭS4 + 2 НСl = 2 KCl + ЭS3 + Н2S Сульфиды элементов выпадают в виде темно-коричневых осадков, растворимых в сульфиде аммония с образованием сульфосолей. При нагревании на воздухе сульфиды легко переходят в оксиды. 2 ЭS3 + 9 О2 = 2 ЭО3 + 6 SO2 Накаливание в отсутствие кислорода идет с образованием дисульфида элементов и серы. ЭS3 = 2 ЭS2 + S Пероксосоединения вольфрама и молибдена (VI) При добавлении перекиси водорода к подкисленным растворам молибдатов и вольфраматов образуются надкислоты и их соли – пермолибдаты и первольфраматы типа М2[ЭОх], где х = 5 – 8. МоО42- + 2 Н2О2 = НМоО6- + ОН- + Н2О МоО42- + 4 Н2О2 = МоО82- + 4 Н2О В подкисленном растворе гидроксогруппы связываются ионами гидроксония и наблюдается количественное выделение пероксосоединений в осадок. Более сильное подкисление приводит к их разрушению. НМоО6- = МоО42- + Н+ + О2 Соединения молибдена и вольфрама в низших степенях окисления Молибденовая и вольфрамовая синь При осторожном восстановлении подкисленных растворов молибдатов и вольфраматов такими реагентами, как олово (II), сернистый газ, гидразн, сероводород образуются «сини», или «синие окислы». Они содержат в своем составе смеси различных оксидов и их гидратов. Состав этих смесей зависит от восстановителя. Но смеси всегда содержат в своем составе молибден или вольфрам, степень окисления которого меньше 6, но больше 5. При осаждении из растворов выпадают аморфные осадки, но можно получить сини и в кристаллическом виде. Им приписывают состав Э5О14, что отвечает смешанному оксиду Э2О5 × 3 ЭО3. «Сини», выделенные в твердом состоянии, используются в качестве красителей, они легко адсорбируются поверхностно-активными веществами. Волифрамовые бронзы Переменных состав бронз приблизительно можно выразить формулой М2О × Э2О5 × х ЭО3, где х = 2 – 6. Бронзы обладают металлическим блеском, электропроводны, устойчивы к действию различных кислот ищелочей, нерастворимы даже в царской водке. Получить их можно следующим образом Na2W2O7 + H2 = Na2W2O6 + H2O Бронзы прекрасно гидролизуются и имеют красивую окраску Na2О × WO2 × WО3 – золотистую, Na2О × WO2 × 2 WО3 – пурпурно-красную, Na2О × WO2 × 3 WО3 – фиолетовую, Na2О × WO2 × 4 WО3 – синюю. Иногда бронзы близки по составу к Na2WO3. Предполагают, что сходство вольфрамовых бронз с металлами обусловлено наличием в них свободных электронов. Из других соединений этих металлов можно отметить ацетат молибдена (II), желтое кристаллическое вещество, плавящееся без разложения. |