鉂的性質
鉂是一種金屬元素,符號Sh。常溫下,Sh是一種棕黃色固體,質軟,容易被切割,受撞擊很容易斷裂。由於Sh有放射性,會放射出其他單質,並放出熱量,這些熱量足以提供其他單質的反應生成有惡臭味的氣體,因此Sh常常有惡臭味。
Sh的密度比水大,為1.12g/cm3,熔點124.5℃,沸點1003.6℃。Sh的活動性介於Na和Mg之間,常溫下能與水反應較快放出氣體,由於產生的氣體對Sh有推進作用,因此反應時Sh會懸浮在水中緩慢遊動。如果把Sh投入熱水,則會劇烈反應,Sh在水面上急速遊動,甚至有爆炸危險。
2Sh + 2H2O = 2ShOH(棕黃色溶液)+ H2
Sh廣泛存在與人的固體排泄物中。剛排出來的Sh都是單質,是在直腸壁上還原出來的。但是由於Sh很活潑,很容易被氧化,因此久置的Sh會變成Sh2CO3,並會放射生成Rb2CO3。因此Sh的製取有一定的困難。
鉂的製取
工業上製取Sh是在抑制放射的容器里進行。首先要除去人排泄物中的雜質。實際的操作是先將排泄物灼燒,取灰份溶於水,過濾,取溶液加入1mol/L的NaAc溶液,直到沉澱完全。這是根據ShAc不溶於水而RbAc溶於水的原理。(實際上,還不斷有Sh放射成Rb,因此沒有完全純淨的Sh。Sh的半衰期是半年左右,因此要儘快使用。)
然後過濾,將ShAc洗滌,再投入過量稀鹽酸里反應生成ShCl,蒸發溶劑,得到無水ShCl,加熱到約679℃時,ShCl會熔化。通電,ShCl會分解成Sh和Cl2。將Sh液冷凝即可得到Sh固體了。
生產Sh的工業被稱為鉂工業。這是一種對環境很不HX的工業,特別是在灼燒排泄物時,會產生大量有毒惡臭的氣體。廢氣的處理成了困難,因為該氣體不溶於酸鹼也不可燃,只有在1000℃左右高溫時將其通過KClO4和KCN的混合物才能使其轉變為無毒的物質,而這是非常容易爆炸嘀~~~~~。而且KCN也是有毒物質。
鉂的用途
鉂廣泛應用於生產和生活中。在生產中,鉂可用作製取COF2的催化劑。高純度的鉂是生產出高純度的COF2的必要保證。據科學家計算,如果要生產99%的COF2,如果原料100%純,那麼就需要80%純度的鉂作為催化劑。實際原料不純,鉂的純度就要達到90%左右。
鉂有助於提高CO2的氧化性:
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CO2 + 2HF ====COF2 +H2O
鉂在生活中的利用也很廣泛。普通巧克力中就含有1%左右的碳酸鉂,因此顏色略帶黃色,而且能增加巧克力的脆性,使之散發香味。
鉂的儲存
鉂有放射性,會自動放出H、S、Rb等物質。因此鉂要存放在加壓液化的COF2中。因為COF2密度比鉂大,所以要另加如石蠟油等不反應且溶於COF2的物質以減小密度,使鉂能沉在液面以下。取用時,要用專門的儀器取用,否則COF2就會揮發出來。