Таллий

ТаллийТАЛЛИЙ, Тl, химический элемент III группы периодической системы, аналог галлия и индия, открыт Круксом в 1861 году с помощью спектрального анализа, атомный вес 204,4, порядковое число 81; блестящий на свежем разрезе металл белого с голубоватым оттенком цвета, удельный вес 11,85, более мягкий, чем свинец, быстро покрывающийся на воздухе тёмно-бурым налетом закиси Тl2O. Во избежание этого его часто хранят под прокипяченной водой или под глицерином, т. к. при обычных температурах эти жидкости на него не действуют; температура плавления 303,5°С; температура кипения около 1300°С. Таллий трудно растворяется в соляной кислоте, легко в серной и азотной кислотах; соединяется непосредственно с серой, фосфором и галоидами. В соединениях таллий бывает одно- и трехвалентным. Соединения первого рода более стабильны, получаются при окислении металла на воздухе при обычной температуре, при растворении его в кислотах и т. д. С помощью перманганата или галоидов соли одновалентного таллия могут быть окислены до трехвалентных, сильно гидролитически расщепленных и стабильных только в присутствии избытка кислоты.

Из соединений одновалентного таллия важнейшие: закись таллия Тl2О черного цвета, температура плавления 300°С; разъедает стекло и легко присоединяет воду с образованием гидрата закиси таллия ТlOH желтого цвета, растворяющегося в воде с сильно щелочной реакцией. Хлористый таллий ТlClи аналогичные соединения с бромом и йодом (ТlВг и TlJ) образуются легко путем непосредственного синтеза или же путем осаждения из растворов, т. к. все они плохо растворимы в холодной воде. Бесцветный хлористый таллий становится на свету тёмно-бурым; желтый йодистый таллий - зеленым. Фтористый таллий TlF легко растворим даже в холодной воде. Азотнокислый таллий ТlNO3 легко растворим, в сухом виде начинает разлагаться при 300°C. Сернокислый таллий Tl2SO3 бесцветен и легко растворим, летуч без разложения при температуре красного каления. Легко образует двойные соли типа квасцов. Сернистый таллий Тl2S черного цвета, осаждается сероводородом или сернистым аммонием из растворов нейтральных или слабокислых солей. Углекислый таллий Тl2СО3 легко растворяется в воде со щелочной реакцией.

Из соединений трехвалентного таллия важнейшие: окись таллия Тl2O3 бурого цвета, образуется при окислении металла при повышенных температурах, при окислении подщелоченных солей перекисью водорода и другими окислителями или же при нагревании гидроокиси ТlO·ОН. Соли трехвалентного таллия легче всего получаются путем растворения окиси в соответствующих кислотах, хлорид Тl3 - также путем воздействия хлора на суспензию однохлористого таллия, сульфид таллия Tl2S3 м. б. получен путем непосредственного синтеза из элементов.

Важнейшие качественные реакции на таллий: 1) окраска пламени в зеленый цвет; 2) с хромитами - желтый осадок Тl2СгО4; 3) с хлороплатинатами - такой же Tl2PtCl4; 4) с кобальтинитритом натрия - ярко-красный осадок соответствующей соли таллия; 5) с галоидоводородными кислотами или их солями - белый осадок Тl, бледно-жёлтый ТlВг или желтый TlJ. Последними соединениями пользуются и для количественного определения таллия.

Распространение таллия в земной коре определяется по Клерку и Вашингтону цифрой порядка 10-10, по более новым исследованиям Ноддака 10-7. Таллий является элементом сильно распыленным. В малых количествах (тысячные доли % и ниже) он встречается во многих силикатах, а также в калийных солях и в сульфидах и окислах меди, железа, марганца, цинка и пр. В этих минералах таллий сопровождают в виде изоморфной примеси свинец, серебро и щелочные металлы. Специфические минералы таллия: крукезит (Сu, Tl, Ag)2Se, лорандит TlAsS2 и др., редко встречаются и промышленного значения не имеют. Для промышленной добычи интерес представляют руды тяжелых металлов (колчеданы, цинковая обманка и т. д.), из которых в процессе их переработки таллий попадает в разные отходы производства, в частности в летучие ныли металлургических и колчеданных (в производстве серной кислоты) печей и в илы сернокислотных камер. Содержание таллия в пыли обычно бывает ниже 1%. Вследствие того что таллий находится в пыли в виде растворимых в воде соединений (сульфата и закиси), его извлекают обычно путем выщелачивания слабо подкисленной водой. Вторым промышленным источником таллия являются щелоки литопонных заводов, из которых таллий извлекают наряду с кадмием (в Америке). Для осаждения таллия из растворов пользуются малой растворимостью таллия, особенно в присутствии избытка ионов хлора. Осажденный поваренной солью из растворов ТlСl обрабатывают серной кислотой для получения сульфата, а раствор последнего подвергают электролизу или же высаживают из него таллий на металлическом цинке. В обоих случаях таллий получается в виде мелких кристаллов, которые спрессовывают, а затем плавят в присутствии восстановительных веществ (цианистый калий, щавелевая кислота, водород). Металлический таллий может быть также получен путем нагревания его щавелевокислой соли в закрытом тигле или же путем плавки галоидных солей с цианистым калием.

Применение. Благодаря высокому коэффициенту преломления соединения таллия применяются для производства специальных сортов оптических стекол. ТlСl вводят в баллоны мощных электроламп с вольфрамовой нитью (где выделяющийся из него хлор противодействует потемнению баллонов и увеличивает срок службы лампы). Тем же соединением пользуются иногда как катализатором. Незначительные количества соединений таллия применяются в производстве светящихся составов. Таллий является специфическим нервным ядом, вызывающим явления паралича и напоминающим в этом отношении свинец. Благодаря ядовитости сульфат таллия применяется в качестве яда для борьбы с грызунами и некоторыми насекомыми (рыжие муравьи) и для пропитки дерева и семян в качестве фунгисида. Специальное соединение таллия - таллофид (вероятно оксисульфид) - обладает специфическими физическими свойствами, используемыми в фотоэлектрических элементах (см. Селен). Таллий легко образует с ртутью амальгамы, а со многими другими металлами - сплавы, из коих некоторые обнаруживают технически ценные свойства. Сплав из 10 ч. таллия, 20 ч. олова и 70 ч. свинца обнаруживает большую стойкость в отношении минеральных кислот и предложен в качестве материала для анодов в некоторых электрометаллургических процессах. Сплав, содержащий 72% свинца, 15% сурьмы, 5% олова и 8% таллия, обнаружил прекрасные свойства в качестве подшипникового антифрикционного металла. Запатентован также химически стойкий сплав таллия с серебром. Добыча таллия ведется в весьма ограниченных размерах - порядка одной или нескольких тонн в год.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 22 - 1933 г.

Таллий

Таллий