Ниобий и тантал.Свойства элементов и их соединений

Общая характеристика Nb и Ta
Основные физичекие характеристики элементов:

Серый металл, мягкий, пластичный (хруп- кий в присутствии ТаН), тугоплавкий, высо-кокипящий коррозионно-стойкий.
Ta, Nb H2O
HCl(разб.)
NaOH (разб)
NH3·H2O
Ta и Nb

Получение Nb и Ta:

Та
+HF(к)
HF(к)+HNO3(К)
NaOH(к)+H2O
H2
O2
E2
NaOH+O2
H3[TaF8]+H2↑
H2[TaF7]+NO↑+H2O
(NaTa)O3↓+H2↑
Ta2O5
TaH
Na3TaO4+H2O
TaE5
(Е=Сl, F)

Nb
+HF(к)
HF(к)+HNO3(К)
NaOH(к)+H2O
H2
O2
E2
NaOH+O2
H[NbF6]+H2↑
H[NbF6]+NO↑+H2O
(NaNb)O3↓+H2↑
Nb2O5
NbH
NbH2
Na3NbO4+H2O
NbE5
(Е=Сl, F)

Белые, тугоплавкие, термически устойчи-вые.
Ta2О5, Nb2О5 H2O
С HCl(разб.) пептизируются.
Отличия: Nb2O5 восстанавливается H2 и реагирует с карбонатами Li и Na, а Та2О5 – нет.
Оксиды:Ta2О5 и Nb2О5

Получение Nb2О5 и Ta2О5:

Та2О5
+HF(к)
HF(к, хол)+К(НF2)(т)
NaOH
H2
HCl
Cl2
С+Сl2
H2[TaF7]+H2О
К2[TaF7]↓+H2O
(NaTa)O3+H2О
TaCl5+H2O
TaCl5+CCl2O
TaCl5+O2

Nb2О5
HF(к)
HF(25%,хол)+K(HF2)(т)
Na2CO3
H2
электролиз
800-1000°
C+Cl2
H2[NbF7]+H2[NbOF5]+H2O
К2[NbF7]+H2O
(NaNb)O3+CO2
Nb+O2↑
NbО2(син.)+Н2О
NbCl5+CO
NbOn(т.-син.)
(2,4

Белые, легкоплавкие, низкокипящие, термически устойчивые. Их нельзя хранить в стеклянной посуде, из-за протекания реакции c влагой воздуха с выделением НF:
4TaF5+10H2O→2Ta2O5+20HF
Пентафториды Nb и Ta – сильные кислоты Льюиса, они катализируют реакции Фриделя–Крафтса и образуют аддукты с различными нейтральными и анионными лигандами.
Фториды:TaF5 и NbF5

Получение NbF5 и TaF5:

MF5
HF(к)
KF(к)
KOH(разб.)
H2О
H2O(хол.,нед.)
H3[TaF8]; H2[NbF7]
К2[МF7]↓
К2[MOF5]+H2О
[MOF5]+H3O+
Та2О5↓+HF

TaCl5 - белый, NbCl5 – лимонный, легкоплавкие, низкокипящие, термически устойчивые. Гидролизуются на воздухе.
Пентахлориды:
TaСl5 и NbCl5

Получение NbCl5 и TaCl5:

TaCl5
HF(ж)
Ta
NaОН(к)
H2O
Al
Mg
MCl
TaF5+HCl
TaCl4(кор.)
(NaТа)O3+NaCl+Н2О
AlCl3+TaCl4
Ta2О5↓+НCl
M[TaCl6]
Ta+MgCl2
M=Na,K,Rb,
Cs,NH4