VZÁCNÉ PLYNY ACH 02. Katedra chemie FP TUL

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "VZÁCNÉ PLYNY ACH 02. Katedra chemie FP TUL"

Radek Němec
před 5 lety
Počet zobrazení:

1 VZÁCNÉ PLYNY ACH 02 Katedra chemie FP TUL

2 VZÁCNÉ PLYNY

3 VZÁCNÉ PLYNY Xenon Radon

Vzácné plyny 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 I II III IV V VI VII VIII I II III IV V VI VII VIII 1

Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl

5 Vzácné plyny I II III IV V VI VII VIII I II III IV V VI VII VIII 1 H n s n p He s 2 p 6 2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg (n-1) d Al Si P S Cl Ar 3 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 6 Cs Ba Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 7 Fr Ra Lr Rf Ha La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No

6 počet známých prvků Vzácné plyny historie : Dorn Rn jako produkt rozpadu Ra, 1908 Ramsay, Gray izolace a stanovení hustoty : Ramsay, Travers izolace Kr, Ne, Xe z kapalného vzduchu He helios (sluneční 1868: Janssen, Lockyer spektr. čára He (Slunce) 1895: Ramsay izolace He z minerálu obsahujícího uran Ne neos (nový) Ar argos (líný) Kr kryptos Xe xenos (cizí) (skrytý) rok objevu 1895: Ramsay, Rayleigh izolace Ar ze vzduchu

7 Výskyt He je druhý nejrozšířenější prvek ve vesmíru (23% He, 76% H) na zemi spolu s Ar jsou produkty radioaktivního rozpadu (prvotně vzniklé He uniklo - je příliš lehké)

8 Výskyt Vzácné plyny tvoří 1% zemské atmosféry v 1000 m 3 vzduchu je 9 m 3 Ar, 16 dm 3 Ne, 4 dm 3 He, 0,85 dm 3 Kr a 0,08 dm 3 Xe

9 Výskyt Pro porovnání zastoupení těchto prvků s ostatními je vhodné vyjádřit jejich koncentrace v hmotnostních % He Ne } jako Au, Pt Ar 3, jako Br; >Ag Kr 2, Xe jako Ra, Re } Rn Takže ani ne vzácné!!! spíše ušlechtilé!!!

10 Příprava vzácných plynů Ar se získává z čistého suchého vzduchu zbaveného O 2 (s Cu jako CuO) a N 2 (s Mg jako Mg 3 N 2 ) Výroba: při zkapalňování a frakční destilaci vzduchu Ar při výrobě NH 3 jako nečistota vstupních plynů (H 2 a N 2 ) He ze zemního plynu (> 0,4%) po zkapalnění uhlovodíků (ekonomičtější než ze vzduchu Rn jako produkt radioaktivního rozpadu 226 Ra (z 1 g = 0,64 cm 3 za 30 dní)

plyn v chromatografii Ne, Kr, Xe ve výbojkách (neonové trubice) plnění

11 Použití vzácných plynů He, Ne, Ar, Kr, Xe inertní atmosféra v metalurgii náhrada dusíku v dýchacích směsích kryogenní médium nosný plyn v chromatografii Ne, Kr, Xe ve výbojkách (neonové trubice) plnění žárovek Rn (radioaktivní-poločas rozpadu = 3,84 dne) k léčení rakoviny v defektoskopii

12 Hustota vzácných plynů [g/dm 3 ] Rn 9,73 Xe 5,9 Kr 3,75 Ar 1,78 Ne 0,9 He 0,

Body varu vzácných plynů [K] 250 200 150 100 50

13 Body varu vzácných plynů [K] ,3 119, ,2 27,1 He Ne Ar Kr Xe Rn

14 Zajímavost Supratekuté He s téměř nulovou viskozitou vzniká ochlazením na teplotu 2,178 K tuto vlastnost nemá žádný jiný prvek (nepodařilo se dosud objasnit)

15 Cesta ke zkapalnění He Snížit teplotu je mnohem obtížnější než ji zvýšit 1877 zkapalnění O 2 francouzský fyzik Caillet (90,2 K) 1883 zkapalnění N 2 Wroblewski a Olszewski (77,4 K) 1898 zkapalnění H 2 anglický fyzik Dewar (20,4 K) domníval se, že tím končí cesta k absolutní nule 0 mýlil se!!! 1908 zkapalnění He holandský fyzik H. Kamerlingh Onnes (4,2 K) 1926 pevné He (2,45 MPa opačný postup stlačováním He) Keesom (spolupracovník Onnese)

16 Chemické vlastnosti Vzácné plyny nemají snahu měnit svou elektronovou konfiguraci jsou chemicky neobyčejně inaktivní. Ještě donedávna nebyla známa žádná skutečná sloučenina vzácného plynu a proto označení inertní, respektive netečné plyny bylo plně oprávněné.

17 Chemické vlastnosti Počátek 60. let N. Bartlett zkoumal PtF 6 a jeho extrémní oxidační schopnosti test na O 2 a posléze na Xe první stálá sloučenina XePtF 6 (s atomem Xe v kladném oxidačním stavu) další výzkum se zaměřil na Kr a Rn (mají nejnižší E ionizační ) v současnosti připravena řada dalších sloučenin

19 Sloučeniny Xe syntéza a reakce Fluoridy XeF 2 (za nízké teploty a elektrického výboje) Xe + F 2 XeF 2 2 XeF H 2 O 2 Xe + 4 HF + O 2

20 Sloučeniny Xe syntéza a reakce Fluoridy XeF 4 (za vyšší teploty a tlaku) Xe + 2 F 2 XeF 4 2 XeF H 2 O 2/3Xe + 1/3XeO 3 + 1/2O 2 + 4HF

21 Sloučeniny Xe syntéza a reakce Fluoridy XeF 6 (za vyšší teploty a tlaku) Xe + 3 F 2 XeF 6 2 XeF 6 + SiO 2 2 XeOF 4 + SiF 4 2 XeOF 4 + SiO 2 2 XeO 2 F 2 + SiF 4

22 Sloučeniny Xe - syntéza Oxidy XeO 3, XeO 4 XeF H 2 O 6 HF + XeO 3 xenonany XeO 3 + OH HXeO 4 xenoničelany 3 XeO OH + O 3 3 XeO H 2 O Ba 2 XeO H 2 SO 4 XeO BaSO H 2 O

23 Fluoridy-oxidy Sloučeniny Xe - syntéza XeF H 2 O XeO 2 F HF XeF 6 + H 2 O XeOF HF

24 Další sloučeniny Xe Ternární sloučeniny: Rb[XeF 7 ] Rb 2 [XeF 8 ] Cs[XeF 7 ] Cs 2 [XeF 8 ] Xe[RuF 6 ] 2 Xe[RhF 6 ] 2

25 Vzácné plyny Vlastnosti: jednoatomové molekuly bezbarvé, bez chuti, bez zápachu teploty varu a tání jsou vždy blízké hodnoty těžko zkapalnitelné chemicky netečné plyny radioaktivní je Xe a Rn

26 Příští přednáška Alkalické kovy Cs Fr

Podobné dokumenty

ACH 02 VZÁCNÉPLYNY. Katedra chemie FP TUL www.kch.tul.cz VZÁCNÉ PLYNY

ACH 02 VZÁCNÉPLYNY. Katedra chemie FP TUL www.kch.tul.cz VZÁCNÉ PLYNY VZÁCNÉPLYNY ACH 02 Katedra chemie FP TUL www.kch.tul.cz VZÁCNÉ PLYNY 1 VZÁCNÉ PLYNY 2 Vzácné plyny 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 I II III IV V VI VII VIII I II III IV V VI VII VIII s 2 p