ПОЛУЧЕНИЕ НЕМЕТАЛЛОВ

Инертные газы (кроме радона) содержатся в атмосфере и их получают сжижением и перегонкой воздуха при очень низких температурах. В атмосфере, как вы знаете, содержатся O2 и N2. В земной коре в самородном состоянии встречаются также C и S. Остальные неметаллы можно получить только из сложных соединений.

Если в соединении неметалл находится в отрицательной степени окисления, то получить его в виде простого вещества можно действием окислителя:

N–3H3 + O2 N2 + H2O,

H2S–2 + O2 S + H2O,

KI–1 + FeCl3 I2 + KCl + FeCl2,

HCl–1 + KMnO4 Cl2 + KCl + MnCl2 + H2O,

KBr–1 + MnO2 + H2SO4 Br2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O.

Если в соединении неметалл находится в положительной степени окисления, то получить его в виде простого вещества можно действием восстановителя:

Si+4O2 + MgSi + MgO,

Na2S+4O3 + H2S + H2SO4 S+ Na2SO4 + H2O,

KCl+5O3 + I2 Cl2 + KIO3.

Восстановление и окисление можно проводить также, пропуская электрический ток через раствор или расплав –

1) анодное окисление (A+, анод):

2H2O–2 – eO2+ 4H+ (раствор),

2Cl–2eCl2↑ (раствор или расплав),

2F– 2eF2↑ (расплав);

2) катодное восстановление (K, катод):

2H+12O + 2eH2+ 2OH.

Некоторые неметаллы могут быть получены термическим разложением сложных веществ:

 

H–H 74 пм 454 кДж/моль
С–C в алмазе 154 пм 348 кДж/моль.

C12H22O11 (сахар) → C + H2O,

KClO3 (катализатор MnO2) → O2+ KCl,

NH4NO2 N2 + H2O.

 

В таблице описано природное сырьё для каждого из неметаллов.

 

Неметалл Природные источники Способ получения
H2 Метан CH4, H2O Нагревание метана с водяным паром, электролиз воды, в лаборатории –реакция цинка с серной кислотой или алюминия со щёлочью.
B Бура Na2B4O7⋅10H2O Перевод в борную кислоту, оксид бора, затем – его восстановление магнием.
С Уголь, углеводороды Неполное сгорание горючих веществ, в лаборатории –обугливание древесины, углеводов.
N2 Воздух Перегонка жидкого воздуха при низких температурах, в лаборатории – прокаливание твёрдого NH4NO2 или смеси NaNO2 + NH4Cl.
O2 Воздух Перегонка жидкого воздуха при низких температурах, в лаборатории – прокаливание KMnO4 или KClO3 с катализатором MnO2.
F2 Фторапатит Ca5(PO4)3F или флюорит CaF2 Обработка серной кислотой с отгонкой HF, перевод в K[HF2] и электролиз расплава.
Si SiO2 Восстановление оксида магнием.
P Апатиты всех видов Ca5(PO4)3(1/2СO3, OH, F)2 Обжиг с углем и песком и отгонка паров белого фосфора P4.
S8 Сульфиды и сероводород Обработка сульфида железа сильной кислотой, затем – неполное окисление сероводорода.
Cl2 NaCl Электролиз водного раствора или расплава, в лаборатории – реакция KMnO4 c HCl.
As Реальгар AsS, аурипигмент As2S3, арсенопирит FeAsS, изоморфная примесь в сульфидах и фосфатах металлов Отгонка из кислых растворов в форме арсина AsH3с его последующим разложением при нагревании.
Se Изоморфная примесь в сульфидах и сульфатах металлов Восстановление из кислородных соединений сернистым газом или сульфитом натрия.
Br2 KBr Окисление хлором или электролиз, в лаборатории реакция с MnO2 в присутствии H2SO4.

Te Анодные шламы цветной металлургии. Восстановление из кислородных соединений сернистым газом или сульфитом натрия.
I2 KIO3, морская водоросль ламинария. Разложение соединений при нагревании, электролиз, в лаборатории – реакция KI с MnO2в присутствии H2SO4.
He, Ne, Ar, Kr, Xe Воздух Фракционная перегонка при низких температурах.