Název a adresa školy: St ední pr myslová škola, Hronov, Hostovského 910, Hronov M/01 Elektrotechnika, M/01 Strojírenství

Transkript

1 Protokol SADA DUM íslo sady DUM: VY_32_INOVACE_PR_18 Název sady DUM: Anorganická chemie Název a adresa školy: St ední pr myslová škola, Hronov, Hostovského 910, Hronov Registra ní íslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ íslo a název šablony: Obor vzd lávání: III/2 Inovace a zkvalitn ní výuky prost ednictvím ICT M/01 Elektrotechnika, M/01 Strojírenství Tematická oblast ŠVP: Anorganická chemie P edm t a ro ník : Chemie, 1. ro ník Autor: Ing. Bc. Hana Lelková Použitá literatura: Odmaturuj z chemie, Didaktis, u ebnice Datum vytvo ení: 11. leden 2013 Anotace Využití ve výuce Žák charakterizuje významné zástupce prvk a jejich slou eniny, zhodnotí jejich surovinové zdroje, využití v praxi a vliv na životní prost edí. Prezentace nového u iva, opakování a upev ování u iva, práce s textem. Sada prezentací, pracovních list a nám t k opakování.

2 VY_32_INOVACE_PR_18 _01 Vytvořila: Ing. Bc. Hana Lelková V rámci školního projektu: Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Registrační číslo projeku:cz.1.07/1.5.00/ AKTIVITA JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

3 KLASIFIKACE PRVKŮ ANORGANICKÉ LÁTKY A JEJICH NÁZVOSLOVÍ 2

4 3

5 ANORGANICKÁ CHEMIE Je věda zabývající se studiem struktury a vlastností anorganických látek, jejich přípravou a použitím. Mezi anorganické látky řadíme všechny chemické prvky a anorganické sloučeniny s výjimkou většiny sloučenin uhlíku. 4

6 NÁZVOSLOVÍ ANORGANICKÝCH SLOUČENIN = chemická nomenklatura = soubor pravidel, podle nichž se tvoří názvy a vzorce chemických látek 5

7 CHEMICKÉ PRVKY Latinský název ( např. natrium ) Značka neboli symbol ( např. Na ) Český název ( např. sodík ) U minimálního počtu sloučenin se používají triviální názvy: H 2 O - voda, NH 3 amoniak, H 2 S - sulfan 6

8 CHEMICKÉ VZORCE Stechiometrický ( empirický ) - vyjadřuje, ze kterých prvků se sloučenina skládá a v jakých poměrech jsou prvky ve sloučeninách zastoupené ( HO ) Molekulový ( souhrnný, sumární ) - vzorec udává skutečný počet atomů v jednotlivých molekulách ( H 2 O 2 ) 7

9 Funkční ( racionální ) - udává charakteristické funkční skupiny atomů ( NH 4 NO 2 ) Strukturní ( konstituční ) - udává pořadí a způsob navzájem sloučených atomů v molekule ( H-O-O-H ) Elektronový - ukazuje uspořádání valenčních elektronů v atomu Geometrický ( konfigurační ) - vyjadřuje prostorové uspořádání atomů 8

10 NÁZVOSLOVÍ ANORGANICKÝCH SLOUČENIN Názvosloví anorganických sloučenin lze odvodit pomocí oxidačních čísel prvků ve sloučenině. Součet oxidačních čísel všech atomů je roven nule. 9

11 V českém názvosloví je název většiny anorganických sloučenin složen z podstatného a přídavného jména. Podstatné jméno je zpravidla odvozeno od aniontu (oxid, chlorid, síran, ). Přídavné jméno charakterizuje kation (sodný,vápenatý, hlinitý, ). Koncovka přídavného jména vyjadřuje příslušnou hodnotu kladného oxidačního čísla. 10

12 Tabulka oxidačních stavů a jejich názvoslovných koncovek Oxidačníčíslo Koncovka Příklad I -ný kyselina chlorná II -natý oxid uhelnatý III -itý hydroxid železitý IV -ičitý oxid uhličitý V -ečný, -ičný kyselina chlorečná VI -ový kyselina sírová VII -istý kyselina chloristá VII -ičelý oxid osmičelý 11

13 Názvosloví oxidů Oxidy jsou sloučeniny tvořené ze dvou chemických prvků, přičemž jeden prvek je kyslík. Oxidačníčíslo na kyslíku je O -II, kladné oxidační číslo příslušného druhého prvku určíme podle koncovky přídavného jména v názvu. 12

14 13

15 Názvosloví hydroxidů Hydroxidy jsou sloučeniny mající ve své molekule skupinu OH. Oxidačníčíslo této skupiny je (OH) -I. U hydroxidů prvků s oxidačním číslem větším než I je nutné uvádět skupinu OH v závorce. 14

16 15

17 Názvosloví bezkyslíkatých kyselin Jedná se o sloučeniny vodíku s nekovy, přičemž oxidační číslo vodíku je I. Vznikají rozpouštěním některých plynných sloučenin vodíku ve vodě. 16

18 Halogenvodíky H I X -I H I F -I - fluorovodík (kyselina fluorovodíková) H I Cl -I - chlorovodík (kyselina chlorovodíková) H I Br -I - bromovodík (kyselina bromovodíková) H I I -I - jodovodík (kyselina jodovodíková) Kyseliny VI. A skupiny H 2 X -II H 2 S - sulfan (sirovodík, kyselina sirovodíková) H 2 Se - selan H 2 Te - telan 17

19 Názvosloví kyslíkatých kyselin Kyslíkaté kyseliny jsou tříprvkové sloučeniny, jejichž molekuly jsou tvořeny z atomů vodíku, kyslíku a dalšího kyselinotvorného prvku (např. síry, dusíku, fosforu, uhlíku, chloru). Oxidačníčísla atomů: vodík H I kyslík O -II atom kyselinotvorného prvku - I až VIII Součet hodnot oxidačních čísel atomů všech prvků ve vzorci se rovná nule!!!!! 18

20 Tabulka koncovek kyslíkatých kyselin oxidačníč. koncovka příklad vzorec I - ný kyselina bromná H +I Br +I O -II II - natý kyselina olovnatá H +I 2 Pb +II O -II 2 III - itý kyselina boritá H +I B +III O -II 2 IV - ičitý kyselina uhličitá H +I 2 C +IV O -II 3 V - ičný kyselina dusičná H +I N +V O -II 3 - ečný kyselina chlorečná H +I Cl +V O -II 3 VI - ový kyselina sírová H +I 2 S +VI O -II 4 VII - istý kyselina jodistá H +I I +VII O -II 4 VIII - ičelý kyselina osmičelá H 2 +I Os VIII O 5 -II 19

21 Příklad kyselina chlorečná napíšeme značky prvků - pořadí vodík, kyselinotvorný prvek (Cl), kyslík - H Cl O zapíšeme oxidačníčísla atomů prvků ve vzorci H I Cl V O -II určíme počet vázaných atomů kyslíku 1.( I ) + 1. ( V ) + x. (-II ) = 0, x = 3 zapíšeme vzorec kyseliny HClO 3 20

22 H 2 SO 3 zapíšeme oxidačníčísla atomů prvků H 2I S X O 3 -II sečteme oxidační čísla atomu prvků 2.( I ) + 1.x + 3.(-II ) = 0 vypočteme oxidačníčíslo atomu kyselinotvorného prvku, a tak určíme zakončení přídavného jména v názvu kyseliny x = IV koncovka -ičitá siřičitá spojíme podstatné jméno kyselina a přídavné jméno s odvozeným zakončením kyselina siřičitá 21

23 Názvosloví solí Názvy solí se skládají z podstatného a přídavného jména. Podstatné jméno charakterizuje anion kyseliny, od níž je sůl odvozena. Přídavné jméno charakterizuje kation a jeho ox.číslo. 22

24 SO 2-4 síran SO 2-3 siřičitan CO 2-3 uhličitan PO 3-4 fosforečnan NO - 3 dusičnan MnO - 4 manganistan CrO 2-4 chroman Cr 2 O 2-7 dichroman 23

25 dusitan draselný 1. odvozeno od kyseliny dusité HN III O 2 2. dusitan NO 2-3. sesadíme k sobě K I NO 2-4. dovyčíslíme K I NO 2-24

26 ZDROJE A PRAMENY Odmaturuj z chemie, Didaktis, TM /slouceniny/web/pages/232.html 25

27 Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910 VY_32_INOVACE_PR_18_02 Vytvořila: Ing. Bc. Hana Lelková V rámci školního projektu: Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Registrační číslo GP: CZ.1.07/1.5.00/ AKTIVITA JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

28 Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910 VY_32_INOVACE_PR_18 _02 Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách CZ.1.07/1.5.00/ Anorganická chemie - Opakování názvosloví 1. Napište vzorce daných sloučenin 1. oxid uhličitý 2. sulfid vápenatý 3. kyselina trihydrogenfosforečná 4. hydrid sodný 5. uhličitan železitý 6. síran amonný 7. oxid draselný 8. oxid xenonový 9. fluorid vápenatý 10. oxid cínatý 11. chlorid sodný 12. kyselina chlorovodíková 13. boritan sodný 14. kyselina chlorná 15. hydroxid železitý 2. Napište názvy daných sloučenin 1. Mn 2 O 3 2. H 2 O 2 3. Al 2 O 3 4. H 4 P 2 O 7 5. H 2 CO 3 6. P 2 O 3 7. SrO 8. Ca(OH) 2 9. H 2 S

29 10. Zr(OH) HNO H 4 SiO Pb(OH) SeO ReO 2 3. Napište vzorce kyselin a vzorce iontů, na které se kyseliny štěpí ve vodných roztocích. Bezkyslíkaté kyseliny podtrhněte modře, kyslíkaté kyseliny červeně. Kyselina chlorovodíková Kyselina sírová Kyselina dusitá Kyselina sirovodíková.... Kyselina trihydrogenfosforečná. 4. Určete názvy hydroxidů a názvy iontů, na které se hydroxidy štěpí ve vodných roztocích nebo taveninách. Al(OH) 3 KOH Zn(OH) 2 NaOH Fe(OH)

30 5. Zapište chemickými rovnicemi tyto reakce: a) jod se slučuje se zinkem na jodid zinečnatý.. b) uhličitan vápenatý se rozkládá na oxid vápenatý a oxid uhličitý.. c) chlorid vápenatý reaguje s uhličitanem sodným za vzniku chloridu sodného a uhličitanu vápenatého.. d) hliník reaguje s kyselinou chlorovodíkovou za vzniku vodíku a chloridu hlinitého.. 6. Doplňte stechiometrické koeficienty do schémat reakcí. a) H 2 S + O 2 SO 2 + H 2 O b) H 2 S + FeCl 3 S + HCl + FeCl 2 c) Cl 2 + NaOH NaClO 3 + NaCl + H 2 O d) Cl 2 + NaI I 2 + NaCl

31 VY_32_INOVACE_PR_18 _03 Vytvořila: Ing. Bc. Hana Lelková V rámci školního projektu: Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Registrační číslo projeku:cz.1.07/1.5.00/ AKTIVITA JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

32 VODÍK (1) 2

33 Vodík (3) (2) 3

34 VODÍK OBECNÁ CHARAKTERISTIKA český Název latinský Chemická značka Protonové číslo Z Elektronová konfigurace Elektronegativi -ta Teplota ( C) tání varu Oxidační číslo kladné záporné Vodík Hydrogenium H 1 1s 1 2,2 259,2 252,6 I I Izotopy: 1. 1 H (P): 1p, 1e, 0n 2. 2 H (D): 1p, 1e, 1n 3. 3 H (T): 1p, 1e, 2n (4) 4

35 Výskyt VOLNÝ (nevázaný ve sloučeninách) v podobě dvouatomové molekuly H 2 (atomy jsou spolu vázány jednoduchou nepolární kovalentní vazbou) v atmosféře - vzácný (protože uniká do vesmíru) ve vesmíru (palivo hvězd, ve sluneční atmosféře, termonukleární syntézou z něj vznikají těžší prvky ) nejrozšířenější prvek ve vesmíru 5

36 v sopečných plynech a zemním plynu velmi vzácný atomární H je nestálý, silně reaktivní na rozdíl od molekulového H, ihned tvoří molekuly H 2 říkáme mu vodík ve stavu zrodu, využití k silným redukcím v organické chemii (5) 6

37 VÁZANÝ ve sloučeninách anorganické sloučeniny (voda, kyseliny.) organické sloučeniny (uhlovodíky a jejich deriváty) biogenní prvek- makroelementární C,H,O,N (6) 7

38 Vlastnosti patří mezi s-prvky, ale svými vlastnostmi se od nich značně liší neřadí se mezi ně bezbarvý plyn bez chuti a bez zápachu- ve vodě špatně rozpustný, nejmenší hustota ze všech plynů- 14x lehčí než vzduch za běžných podmínek je nestálý- atomární, má snahu se slučovat (vytvořit chemickou vazbu) za účelem získání stabilnější elektronové konfigurace 8

39 1) vytvořen ením m nepolárn rní nebo polárn rní kovalentní vazby H 2 + Cl 2 2HCl 2) odštěpen pením m elektronu H + + H 2 O H 3 O + oxoniový kationt 3) přijetím m elektronu od atomu s nízkou elektronegativitou H 2 + 2Na 2NaH hydrid sodný H + + NH 3 NH 4 + amonný kationt 9

40 není příliš reaktivní, pro reakci musí být splněny určité podmínky: a) vyšší teplota b) přítomnost katalyzátorů c) spuštění reakce jiskrou, plamenem nebo ozářením redukční účinky CuO (s) + H 2 (g) Cu (s) + H 2 O (g) za vhodných podmínek vytváří s kyslíkem výbušnou směs (třaskavý plyn) (7) 10

41 Příprava pro laboratorní účely elektrolýzou vody ( vylučuje se na katodě ): 2 H e - H 2 reakcí kovů s vodnými roztoky kyselin ( hydroxidů ) (8) Zn + 2 HCl ZnCl 2 + H 2 reakcí alkalických kovů nebo kovů alkalických zemin s vodou 2 Na + 2 H 2 O 2 NaOH + H 2 11

42 Výroba rozkladem nasycených uhlovodíků a) termickým štěpením methanu CH ºc C + 2 H 2 b) reakcí methanu s vodní párou CH 4 + H 2 O 800 ºc CO + 3 H 2 O reakcí vodní páry s rozžhaveným koksem C + H 2 O 1000 ºc CO + H 2 O elektrolýzou vodného roztoku NaCl 12

43 (9) 13

44 Využití významné redukční činidlo (např. při výrobě kovů) chemický průmysl: syntéza amoniaku, HCl(z jednotlivých prvků), organické syntézy: výroba methanolu CO (g) + 2H 2 (g) 400 ºc, 30 MPa CH 3 OH hydrogenace (např. ztužování rostlinných tukůmargaríny) 14

45 směs H 2 s N 2 nebo se vzácnými plyny ochranná atmosféra při výrobě kovů vysoce výhřevné palivo, které neznečišťuje ovzduší hlavní složka svítiplynu raketové palivo metalurgie: k získávání těžko vyredukovatelných kovů přepravuje se v ocelových lahvích s červeným pruhem (pod tlakem 15 MPa) s opačným závitem 15

46 ZDROJE A PRAMENY Odmaturuj z chemie, Didaktis, 2002 zsek.webnode.cz (11) (10) 16

47 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) priprava-vodiku-reakci-zinku-s-kyselinou-chlorovodikovou (9) (10) (11)

48 Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910 VY_32_INOVACE_PR_18_04 Vytvořila: Ing. Bc. Hana Lelková V rámci školního projektu: Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Registrační číslo GP: CZ.1.07/1.5.00/ AKTIVITA JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

49 Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910 VY_32_INOVACE_PR_18 _04 Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách CZ.1.07/1.5.00/ Anorganická chemie VZÁCNÉ PLYNY Prvky VIII. A skupiny PSP se nazývají vzácné plyny. Jsou to za normálních podmínek plynné látky složené z jednotlivých atomů, mezi kterými působí pouze slabé síly. Tvoří asi 1% objemu vzduchu. Atomy prvků VIII. A skupiny obsahují 2 nebo 8 valenčních elektronů. Vzácné plyny nereagují téměř s žádnými látkami a prakticky netvoří žádné sloučeniny. 1. Vyhledejte v tabulce periodické soustavy prvků helium a neon a jejich protonová čísla. Označte rámečky symboly orbitalů a zapište do nich elektronovou konfiguraci helia a neonu. Vysvětlete chemickou netečnost těchto prvků. He Ne 2. Při teplotě 25º C a tlaku 101 kpa jsme smíchali 15,5 l vodíku a 10 l neonu.vyjádřete složení směsi v objemových procentech. Předpokládejte, že se oba plyny chovají jako ideální plyny. Řešení:

50 3. Do doplňovačky zapisujte slova po slabikách. Tajenka vám prozradí názvy šesti prvků. Jaké mají tyto prvky značky a jak se tato skupina prvků nazývá? 1. Druh směsi 2. Povrchová vrstva Země 3. Latinský název sloučeniny vodíku 2 1 D s kyslíkem 4. Vlastnost atomů přitahovat elektrony 5. Částice látek s kladným nebo záporným nábojem 6. Chemický název jedu arseniku 7. Latinský název geometrického tvaru, který je základnou osmistěnu 8. Označení nápisu se skrytým údajem 9. Elementární částice atomu 10. Název sloučeniny XeF Chemický název acetonu 12. Vlastnost jader atomů samovolně se rozpadat 13. Románová postava proslavená bojem s větrnými mlýny

51 4. Vypočtěte a doplňte chybějící údaje v řádku a) až d). a) 4,8 mol neonu má hmotnost...g b) 1 g helia obsahuje..atomů helia c) 41,9 g kryptonu je mol kryptonu d) 1, atomů argonu je.mol argonu 5. V následujícím testu rozhodni, zda je tvrzení pravdivé (Ano) nebo nepravdivé (Ne). 1. Vzácné plyny jsou prudce reaktivní. 2. Vzácné plyny jsou prvky VIII.A skupiny. 3. Vzácné plyny mají zcela zaplněnou vnější vrstvu elektronů. 4. Helium tvoří dvouatomové molekuly. 5. Xenon je radioaktivní. 6. Helium se používá jako chladivo. 7. Radon vzniká radioaktivním rozpadem v geologickém podloží. 8. Vzácné plyny se nazývají vzácné, protože se nachází v nepatrných množstvích. 9. Mendělejev umístil vzácné plyny do VIII.A skupiny periodické soustavy. 10. Atomy vzácných plynů snadno tvoří chemické vazby.

52 VY_32_INOVACE_PR_18 _05 Vytvořila: Ing. Bc. Hana Lelková V rámci školního projektu: Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Registrační číslo projeku:cz.1.07/1.5.00/ AKTIVITA JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY 1

53 HALOGENY (1) 2

54 A)OBECNÁ CHARAKTERISTIKA Název Chemic ká značka Protono vé číslo Elektronová konfigurace Elektro - negativ ita Relativ ní atomov á hmotn ost Teplota ( C) tání varu Oxidační číslo kladné záporn é Fluor F 9 [ 2 He] 2s 2 2p 5 4,1 19,00-219,6-188,0 I Chlor Cl 17 [ 10 Ne] 3s 2 3p 5 2,8 35,45-101,0-35,0 I, III VII I Brom Br 35 [ 18 Ar] 3d 10 4s 2 4p 5 2,7 79,90-7,3 59,8 I, IV VII I Jód I 53 [ 36 Kr] 4d 10 5s 2 5p 5 2,2 126,90 113,6 184,4 I, V, VII I Astat At 85 [ 54 Xe] 4f 14 5d 10 6s 2 6p 5 1,7 (210) I 3

55 Výskyt (3) pro svou značnou reaktivitu jsou známy (2) pouze ve sloučeninách FLUOR součástí minerálů, např. kazivec CaF 2, kryolit Na 3 AlF 6 - složka kostí a zubní skloviny CHLOR součástí minerálů, např. halit ( sůl kamenná ) NaCl, sylvín KCl, karnalit - je obsažen v krevní plazmě a žaludečních šťávách 4

56 (4) (5) KRYOLIT (6) KAZIVEC HALIT 5

57 BROM mořská voda, chaluhy, slaná jezera JOD mořská voda, tvoří součást hormonu štítné žlázy (7) STRUMA (8) 6

58 Vlastnosti a reakce vysoké hodnoty elektronegativit (F má nejvyšší, ze všech prvků) - silně reaktivní oxidační účinky jedovaté ( jejich páry leptají sliznici) slučují se s většinou kovů i nekovů - silotvornépřítomny v solích v podobě aniontů Fl - žlutozelený plyn, extrémně jedovatý, leptá sklo Cl - zelenožlutý plyn, velmi reaktivní 7

59 FLUOR (9) (10) 8

60 CHLOR (11) 9

61 Br - hnědočervená těkavá kapalina AgBr - tvoří fotograficky citlivou vrstvu, rozkládá se působením světla za vyloučení Ag: Br Br + e- uvolněný e- způsobí redukci Ag+ Ag osvětlená místa tedy zčernají, neosvětlená nikoliv, vzniká NEGATIV jeho překopírováním vzniká POZITIV 10

62 BROM (12) 11

63 I - fialovočerná pevná krystalická látka snadno sublimuje ( přechází z pevného do plynného stavu- fialové páry plynného I 2 ) vod. roztok I 2 v KI - Lugolův roztok důkaz jódu ( škrobovým mazem) vzniká intenzivně modré zbarvení (13) 12

64 Příprava a výroba Fluor je extrémně reaktivní plyn s většinou prvků se slučuje přímo (např. H, Br, I, S, P, Si). Vytěsňuje anionty ze sloučenin a sám přechází v anion: 2H 2 O + 2F 2 4HF + O 2 Výroba: elektrolýzou taveniny KHF 2 a HF F -I F 0 + e- tj. oxidace (na anodě) 13

65 Chlor Příprava: 4 HCl + MnO 2 Cl 2 + MnCl H 2 O Výroba: elektrolýzou vodného roztoku NaCl Brom Příprava: Cl KBr Br KCl Jod Příprava: Cl KI I KCl (14) 14

66 Použití fluor : výroba plastů ( teflon ), freonů ( výroba se omezuje ), HF chlor :výroba plastů ( PVC ), HCl, bělicí a dezinfekční prostředek brom : výroba léčiv, barev, fotografického materiálu jod : výroba léčiv a barev, jodová tinktura 5% ethanolový roztok jodu 15

67 Sloučeniny halogenů HALOGENOVODÍKY Příprava : přímou syntézou z prvků působením silných kyselin na halogenidy NaCl + H 2 SO 4 HCl + NaHSO 4 ( až Na 2 SO 4 ) Výroba: přímou syntézou prvků 16

68 (15) KYSELINY HF středně silná kyselina HCl silná kyselina, c = 38%, základní chemikálie v chem. průmyslu a v laboratořích, složka žaludečních šťáv HClO slabá, nestálá kyselina, silné ox. činidlo, NaCl a NaClO bělicí louh, CaCl 2 a Ca ( ClO ) 2 chlorové vápno bělicí a dezinfekční prostředek HClO 3 silná, nestálá kyselina, soli chlorečnany výroba výbušnin a zápalek 17

69 HClO 4 nejsilnější kyselina chloru, soli chloristany pyrotechnika OXIDY velmi reaktivní, nestálé, I 2 O 5 (16) 18

70 ZDROJE A PRAMENY zsek.webnode.cz Odmaturuj z chemie, Didaktis, 2002 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) /herbar.aspx?c=a110401_121752_herbar_kos (8) 19

71 (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) VdW_surface.png (16) 20

72 VY_32_INOVACE_PR_18 _06 Vytvořila: Ing. Bc. Hana Lelková V rámci školního projektu: Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Registrační číslo projeku:cz.1.07/1.5.00/ AKTIVITA JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

73 CHALKOGENY (1) 2

74 Charakteristika p 4 prvky, VI. A skupina obecná konfigurace ns 2 np 4 (n=2 až 6) za běžných podmínek jsou to pevné látky kromě kyslíku ( plyn ) do stabilní el. konfigurace jim schází 2 elektrony, proto tvoří a) iontové sloučeniny s s 1 prvky s aniontem X 2- (kde X je chalkogen) b) kovalentní sloučeniny - vznik dvou jednoduchých kovalentních vazeb nebo jedné dvojné (např. H 2 S, CO 2 ) 3

75 s rostoucím Z klesá v této skupině elektronegativita, reaktivita prvků a stálost aniontů X 2- a sloučenin s ox. číslem -II stoupá kovový charakter ( O, S - nekovy, Se, Te - kovové i nekovové modifikace, přechodná povaha, Po - kov) oxidačníčísla -II až VI (kromě kyslíku) - počet vazeb na jejich atomy se může zvýšit za přispění nd orbitalů až na 6 (SF 6, H 2 SO 4 ) 4

76 polonium telur (2) 5

77 VÝSKYT O - nejrozšířenější prvek na Zemi - složka atmosféry, hydrosféry, biogenní prvek - 3 izotopy S - čistá v elementárním stavu (volná) - vázaná v sulfidech (FeS 2, ZnS, PbS), síranech (CaSO 4. 2H 2 O, MgSO 4.7H 2 O), zemním plynu (H 2 S, SO 2 ), v uhlí (jako produkt rozkladu zbytků rostlin) - biogenní prvek - v bílkovinách (3) 6

78 Se - vzácně se vyskytující, spíše jako příměsi, H 2 Se - selan, selenovodík Te - vzácně se vyskytující, spíše jako příměsi, H 2 Te - telan, telenovodík, Ag 2 Te - hesit, PbTe altait Po - vzácné, uranová ruda = uranit (smolinec) v množství 0,1 mg Po v 1000kg rudy 7

79 SÍRA (4) S:[Ne] 3s 2 3p 4 žlutá křehká krystalická látka vyskytuje se ve více krystalových strukturách (alotropických modifikacích) v závislosti na vnějších podmínkách - alotropie (schopnost látek krystalizovat v různých krystalových modifikacích) - nejčastější kosočtverečná a jednoklonná 8

80 základní stavební jednotkou za běžné teploty jsou osmiatomové molekuly S 8 v elementární podobě kosočtverečná nad 95 C jednoklonná, nad 120 C taje, při teplotě 160 C a více se S 8 štěpí a vznikají dlouhéřetězce polymerní síry (síra tmavne a stoupá její viskozita), při náhlém ochlazení vzniká plastická síra při ochlazení par vroucí síry vzniká sirný květ (5) 9

81 Sloučeniny síry H 2 S - sulfan, sirovodík Prudce jedovatý plyn odporného zápachu. Sulfidy, S 2- (např. PbS, Na 2 S) Slabá dvojsytná kyselina. Hydrogensulfidy, HS - (např. NaHS) příprava sulfidů: srážení roztoků kovů sulfanem: Pb 2+ (Cd 2+, Cu 2+, Sb 3+ ) + H 2 S PbS (CdS, CuS, Sb 2 S 3 ) + 2H + 10

82 SO 2 Bezbarvý plyn, dráždící dýchací cesty Vzniká při spalování síry (nežádoucí v ovzduší) (6) Sterilizace sudů (síření) redukční 2 SO 2 + O 2 2 SO 3 S IV S VI Účinky oxidační SO H 2 S 3 S + 2 H 2 O S IV S 0 H 2 SO 3 Vzniká rozpouštěním SO 2 ve vodě. SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 kyselina siřičitany SO 3 2- hydrogensiřičitany HSO 3-11

83 SO 3 (7) Plynný ve formě monomeru Kapalný rovnováha mezi monomerem a trimerem Pevný trimer až polymer (8) výroba SO 3 : 2 SO 2 + O 2 2 SO 3, katalyzátor V 2 O 5 12

84 H 2 SO 4 (9) Silná dvojsytná kyselina. Výroba: tři kroky: 1. Vznik SO 2 : a) Spalování síry S + O 2 SO 2 b) Pražení pyritu 4 FeS O 2 8 SO Fe 2 O 3 2. Vznik SO 3 : 2 SO 2 + O 2 2 SO 3, katalyzátor V 2 O 5 3. Vznik H 2 SO 4 : SO 3 + H 2 SO 4 H 2 S 2 O 7 vzniká oleum H 2 S 2 O 7 + H 2 O 2 H 2 SO 4 (reakce SO 3 s vodou je velmi exotermní vzniká aerosol, proto se kyselina sírová lije vždy do vody!!!) 13

85 Použití výroba kyseliny sírové, sirouhlíku, zápalek, střelného prachu, pesticidů, vulkanizace kaučuku 14

86 Selen pevná látka vyskytuje se v rudách, kde doprovází síru a tellur výroba: z elektrodových kalů po výrobě mědi použití: fotočlánky xerox (10) 15

87 Tellur (11) 16

88 je stříbřitě bílý, lesklý a velmi křehký prvek chemické vlastnosti telluru jsou velmi podobné síře v přírodě se tellur vyskytuje ryzí vzácně minerál nagyagit základní surovinou pro výrobu telluru jsou odpadní anodové kaly po elektrolytické rafinaci mědi nebo úlety po pražení sulfidických rud těžkých kovů výroba telluru z anodových kalů se provádí tavným způsobem, který spočívá v tavení kalů za přítomnosti NaOH a NaNO 3 17

89 Použití k legování olova (zvyšuje pevnost a tvrdost) a mědi (zlepšuje obrobitelnost) výroba polovodičů a barvení skla a smaltů tellurid bismutitý Bi 2 Te 3 se používá k výrobě termoelektrických zařízení tellurid kademnatý CdTe slouží k výrobě citlivých fotočlánků společně s dalšími chalkogeny, sírou a selenem, je tellur základní složkou pro přípravu chalkogenidových skel Chalkogenidová (neoxidová) skla mají zajímavé optické vlastnosti a používají se zejména pro výrobu přístrojů pracujících v infračerveném oboru spektra 18

90 Polonium objeven roku 1898 Marií Sklodovskou- Curie je nestabilní radioaktivní prvek, nejtěžší ze skupiny chalkogenů je členem uran-radiové, neptuniové i thoriové rozpadovéřady a v přírodě se proto vyskytuje v přítomnosti uranových rud 19

91 praktické využití nalézají izotopy polonia jako alfa zářiče v medicíně a při odstraňování statického náboje v textilním průmyslu a výrobě filmů (12) 20

92 ZDROJE A PRAMENY zsek.webnode.cz Odmaturuj z chemie, Didaktis, chemia/ch%c3%a9mia- PRVKY%20%C5%A0EST%C3%89%20SKUPINY%20- %20CHALKOGENY.pdf (1) (2) (3) (4) (5) (6) 21

93 (7) (8) (9) (10) (11) source=0204 (12) 22

94 VY_32_INOVACE_PR_18 _07 Vytvořila: Ing. Bc. Hana Lelková V rámci školního projektu: Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Registrační číslo projeku:cz.1.07/1.5.00/ AKTIVITA JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

95 PRVKY V. SKUPINY (1)

96 Charakteristika Všechny p 3 prvky se souhrnně označují pojmem pentely (skupina dusíku). Tyto prvky se mohou vyskytovat ve všech oxidačních stavech od I do V. Dusík a fosfor patří mezi nekovy, arsen a antimon se řadí k polokovům a bismut je klasifikován jako kov.

97 Dusík (2) bezbarvý plyn bez chuti a zápachu nehořlavý (proto název dusík,,dusí plamen ) a vytváří dvouatomové molekuly N 2, ve které jsou atomy dusíku spojené trojnou kovalentní vazbou (N N) nejrozšířenějším prvkem v zemské atmosféře, kde zaujímá 78 % jejího objemu vyskytuje se vázaný v mnoha minerálech, např. v chilském ledku NaNO3.

98 součástí mnoha látek organického původu bílkovin, nukleových kyselin (3)

99 Výroba dusíku frakční destilací zkapalněného vzduchu, která probíhá při teplotě -196 C pro jeho přípravu je možné využít tepelného rozkladu dusitanu amonného, dichromanu amonného či azidu sodného: NH 4 NO 2 N H 2 O (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 N 2 + Cr 2 O H 2 O 2 NaN 3 2 Na + 3 N 2

100 (4)

101 Sloučeniny dusíku Amoniak (NH 3 ) = bezbarvý plyn, vodíkové vazby dobrá rozp. NH 3 v H 2 O NH 3 + H 2 O NH OH - Zásaditý charakter Amonný kation (5) Amoniak + kyselina amonné sole NH 3 + HCl NH 4 Cl (chlorid amonný) = salmiak Užití amoniaku: výroba HNO 3, hnojivo, barviva Oxidy dusíku (N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2, N 2 O 5 ) Jsou složkou průmyslových exhalací a výfukových plynů! Jsou většinou jedovaté, nepříznivé pro životní prostředí.

102 Oxid dusný Rajský plyn nejedovatý plyn má narkotizační účinky (6) Oxid dusnatý bezbarvý plyn (na vzduchu 2NO + O 2 2NO 2 ) ve výfukových plynech Oxid dusičitý hnědočervený plyn ve výfukových plynech podíl na vzniku kyselých dešťů

103 Kyselina dusičná (HNO 3 ) Silná kyselina s výraznými oxidačními vlastnostmi. V Cu (ušlech. kov) + 4 HNO 3 Cu(NO 3 ) NO H 2 O IV (7) V 4 Zn (neušlech. kov) + 10HNO 3 4 Zn(NO 3 ) NH 4 NO H 2 O -III Fe, Al, Cr reagují pouze se zředěnou HNO 3 ( s koncentrovanou nereagují) = Pasivace kovů HNO 3 oxiduje všechny kovy s výjimkou Au a některých Pt-kovů Ty se rozpouštějí až v lučavce královské (HNO 3 :HCl = 1:3) Užití HNO 3 : výroba barviv, léčiv a výbušnin (TNT, trinitroglycerol) Užití některých dusičnanů (tzv. ledků): průmyslová hnojiva, např. ledek amonný, draselný, chilský, vápenatý

104 Použití dusíku přepravuje se stlačený v tlakových ocelových lahvích se zeleným pruhem při výrobě amoniaku, kys. dusičné, dusíkatých hnojiv v elementární podobě využívá pro vytvoření inertní atmosféry při přečerpávání hořlavin, plnění sáčků s brambůrkami či výrobu důležitých chemických sloučenin

105 (8) tekutý dusík

106 Fosfor (9) vlastnosti fosforu jsou závislé na jeho modifikaci bílý fosfor P 4 je na vzduchu samozápalný a jedovatý, proto musí být uchováván pod vodou červený fosfor není ani samozápalný, ani jedovatý, dodáním energie se přemění na fosfor bílý, čehož se využívá při užívání zápalek (k přeměně dojde při tření hlavičky o škrtátko) černý fosfor má spíše kovové vlastnosti

107 zastoupen například ve fosforitu Ca 3 (PO 4 ) 3 či fluorapatitu Ca 5 (PO 4 ) 3 F součástí látek organického původu bílkoviny, nukleové kyseliny, ATP aj. je důležitým stavebním prvkem kostí (10)

108 (11)

109 Výroba fosforu se vyrábí redukcí fosforečnanů PO 4 3- koksem C v přítomnosti křemenného písku SiO2: 2 Ca 3 (PO 4 ) SiO C P CaSiO CO (12)

110 Kyslíkaté sloučeniny fosforu P O 2 P 4 O 6 (oxid fosforitý) P 4 O O 2 P 4 O 10 (oxid fosforečný) pevný, bílý, hygroskopický (13) P 4 O H 2 O 4 H 3 PO 4 (kyselina trihydrogenfosforečná)

111 Kyselina trihydrogenfosforečná (triviálně kyselina fosforečná) P 4 O H 2 O 4 H 3 PO 4 Středně silná kyselina. Pevná krystalická látka. Nemá oxidační účinky. Většinu kovů nerozpouští (na povrchu vrstvička nerozpustných fosforečnanů) Kondenzuje za vzniku polykyselin. soli Ve vodě rozpustné jsou pouze dihydrogenfosforečnany dihydrogenfosforečnany s 1 a s 2 prvků, hydrogenfosforečnany hydrogenfosforečnany s 1 prvků a fosforečnany s 1 prvků. fosforečnany Užití H 3 PO 4 : potravinářství E338, hnojiva

112 Použití fosforu přidává se do slitin výroba kys. fosforečné, fosfátů červený - výroba zápalek a pyrotechnických výrobků bílý k hubení hlodavců, je součástí zápalných bomb (14)

113 ZDROJE A PRAMENY zsek.webnode.cz Odmaturuj z chemie, Didaktis, (1) (2) (3) _mo%c4%8di (4) (5),(6),(7) (8) (9) %D0%BE%D1%80

114 (10) (11) (12) (13) (14)

115 VY_32_INOVACE_PR_18 _08 Vytvořila: Ing. Bc. Hana Lelková V rámci školního projektu: Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Registrační číslo projeku:cz.1.07/1.5.00/ AKTIVITA JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

116 NEKOVY IV. A (1)

117 Uhlík (2) Výskyt: volný krystaluje ve dvou alotropických modifikacích 1. DIAMANT ( krychlová soustava ), elektricky nevodivý 2. GRAFIT ( hexagonální soustava ), černošedý, kovový lesk, měkký, dobře vede elektrický proud

118 DIAMANT A GRAFIT (3)

119 vázaný - v anorganických sloučeninách nerosty Kalcit CaCO 3 (4) Magnezit MgCO 3 Dolomit CaMg(CO 3 ) 2 v atmosféře a minerálních vodách jako CO 2 - ve všech organických sloučeninách biogenní prvek

120 Vlastnosti a reakce má schopnost řetězení a tvoří násobné vazby málo reaktivní, reaguje za vyšších teplot netvoří vodíkové můstky ( nízká elektronegativita ) k reakcím se používají technické formy uhlíku, např. koks, uhlí (5)

121 Výroba rozkladem organických sloučenin bez přístupu vzduchu uměle (6)

122 Bezkyslíkaté sloučeniny uhlíku Karbidy sloučeniny uhlíku s elektropozitivnějšími prvky (kovy, B, Si), tvrdé, pevné, vysoká teplota tání CaC 2, SiC CaC H 2 O Ca(OH) 2 + CH = CH Sirouhlík CS 2 nepolární rozpouštědlo, jedovatá, snadno zápalná kapalina, vzniká z prvků za zvýšené teploty: 2 S + C CS 2 Halogenidy uhlíku CCl 4 nepolární kapalné rozpouštědlo, nebezpečný jed (7)

123 Kyanidy (C N)- soli kyseliny kyanovodíkové HCN, jsou prudce jedovaté, způsobují ochrnutí dýchacího centra KCN kyanid draselný tzv. cyankáli (8) Hořké i sladké mandle mají podobné složení. Hořké obsahují 5 % amygdalinu, kdežto sladké pouze 0,1 %. Větší množství hořkých mandlí je škodlivé. Produktem rozloženého amygdalinu je totiž kyanovodík (cyankáli). Pro dospělého člověka může být nebezpečná už dávka 10 hořkých mandlí!

124 Kyslíkaté sloučeniny uhlíku CO Vznik nedokonalé spalování uhlíku 2C+O 2 2CO Značně reaktivní plyn, silné red. účinky: Fe 2 O 3 + 3CO 2Fe + 3CO 2 Jedovatý plyn, součást výfukových plynů CO 2 Vznik dokonalé spalování uhlíku C+O 2 CO 2 Vznik při dýchání, kvašení, tlení, hoření Příprava: CaCO 3 + 2HCl CaCl 2 + CO 2 + H 2 O Přispívá ke skleníkovému efektu. Bezbarvý, rozputný ve vodě, těžší než vzduch, nehoří a působí dusivě. Suchý led pevný CO 2 (vznik prudkým ochlazením) H 2 CO 3 Slabá kyselina, vznik CO 2 + H 2 O H2CO 3 hydrogenuhličitany Ve vodě rozpustné uhličitany Ve vodě nerozpustné (kromě Na 2 CO 3 a (NH 4 ) 2 CO 3 )

125 Použití koks a uhlí se používají jako palivo a chemické suroviny diamanty se po vybroušení používají v klenotnictví syntetické diamanty se používají na opracování tvrdých materiálů, v elektrotechnice na výrobu čipů a procesorů grafit se používá jako tuha v psacích potřebách, k výrobě elektrod, žáruvzdorného zboží a kluzných ploch ložisek používá se i jako moderátor do jaderných reaktorů technický uhlík (saze) se používá jako plnivo při výrobě kaučuku a pneumatik aktivní uhlí (uhlík s velkým povrchem) se používá k adsorpci plynů a v lékařství

126 ZDROJE A PRAMENY zsek.webnode.cz Odmaturuj z chemie, Didaktis, 2002 (1) (2) (3) er/mineralensegenskaper.326.html (4) (5) (6) staci-hromadka-kremacniho-popelu-175- /tec_reportaze.aspx?c=a080910_171404_tec_reportaze_kuz

127 (7) (8)

128 VY_32_INOVACE_PR_18 _09 Vytvořila: Ing. Bc. Hana Lelková V rámci školního projektu: Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Registrační číslo projeku:cz.1.07/1.5.00/ AKTIVITA JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

129 CHARAKTERISTIKA KOVŮ, VÝROBY I. (1)

130 Charakteristika Kovový charakter prvku je dán hodnotou jeho ionizační energie. Typickými kovy jsou proto kovy alkalické. (2) Kovový charakter prvků se obecně prohlubuje v periodické tabulce v jednotlivých skupinách směrem dolů.

131 Převážná většina prvků vykazuje vlastnosti kovů. Uvažujeme-li prvních 100 prvků v periodickém systému, kovů je 74. Nejrozšířenějším kovovým prvkem v zemské kůře je hliník (8 hmotn. %), železo (5 hmotn. %), vápník (3 hmotn. %). (3)

132 Rozdělení kovů (4) podle hustoty lehké ( např. Na, Mg, Al) těžké ( např. Fe, Cu, Pb, Hg) podle stálosti na vzduchu ušlechtilé (např. Pt, Au, Ag) neušlechtilé (např. Mg, Fe, Zn) podle dostupnosti a ceny drahé (např. Pt, Au, Ag) ostatní (např. Al, Fe, Zn)

133 Vlastnosti kovů Mechanické - pevnost, tvrdost a pružnost. Fyzikální - vodivost elektrického proudu tepla, působení magnetu, barva a lesk. Chemické - chování kovů ve vlhkém prostředí, působení kyselin a plynů. Technologické - chová materiálu při zpracování na výrobek ( svařování, kování, obrábění ).

134 Mechanické vlastnosti kovů Vyjadřují chování materiálu při působení vnějších sil. Jsou to: - pružnost - pevnost - houževnatost - plasticita (5)

135 Fyzikální vlastnosti kovů Vyplývají z typu kovové vazby,chemického složení, ze struktury Hustota Elektrické vlastnosti - elektrická vodivost - supravodivost (6)

136 Tepelné vlastnosti - tepelná vodivost - teplotní roztažnost - teplota tání Magnetické vlastnosti látky: - diamagnetické měď, zlato ( Vložením diamagnetické látky do vnějšího magnetického pole dojde v látce k zeslabení magnetického pole. ) - paramagnetické hliník, baryum, vápník, mangan,.. - feromagnetické - železo, nikl, kobalt (7)

137 Doplňte chybějící slova: 1. Ve 3. periodě leží.kovové prvky. Jejich elektronegativita se s protonovým číslem. 2. Ve II.A skupině leží Jejich elektronegativita se s protonovým číslem.. 3. Kationty kovů mají náboj Nejmenší hodnotu náboje mají kationty kovů a..skupiny, největší hodnotu náboje mají kationty kovů. a..skupiny.

138 Kovy se vyrábějí z rud. Jejich složení vyjadřujeme chemickými vzorci a označujeme je obvykle triviálními názvy. V tabulce jsou uvedeny nejvýznamnější kovy. Doplňte ji. KOV Fe Al Cu Pb Zn Sn NÁZEV RUDY CHEMICKÉ SLOŽENÍ RUDY

139 ZDROJE A PRAMENY Odmaturuj z chemie, Didaktis, 2002 zsek.webnode.cz Znáte anorganickou chemii?, Prospektrum, Praha, 2001 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)

140 VY_32_INOVACE_PR_18 _10 Vytvořila: Ing. Bc. Hana Lelková V rámci školního projektu: Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Registrační číslo projeku:cz.1.07/1.5.00/ AKTIVITA JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

141 CHARAKTERISTIKA KOVŮ, VÝROBY II. (1)

142 Obecné metody přípravy a výroby kovů Metody přípravy a výroby kovů lze rozdělit do tří skupin. Jsou to: - redukční pochody, - tepelné rozklady, - elektrolýza. (2)

143 (3)

144 Redukční pochody Mezi redukční pochody patří např.redukce halogenidu nebo oxidu kovu vodíkem, např. 2 AgCl + H 2 2 Ag + 2 HCl WO H 2 W + 3 H 2 O nebo redukce oxidu uhlíkem nebo hliníkem Fe 2 O Al 2 Fe + Al 2 O 3 (aluminotermie)

145 Vytěsňování kovů z roztoků jejich solí (4)

146 Řada reaktivity kovů (a vodíku) (5)

147 Kovy zařazené vpravo od mědi se mohou v přírodě vyskytovat jako prvky a označují se jako ušlechtilé kovy. Ostatní kovy se v přírodě vyskytují ve sloučeninách. Z postavení kovů v řadě reaktivity se dá odvodit, že: daný kov je schopen vytěsnit (vyredukovat) z roztoku všechny kovy umístěné v řadě reaktivity vpravo od něj (popřípadě i vodík); kov může být z roztoku své soli vytěsněn kterýmkoliv kovem umístěným v řadě reaktivity od něj nalevo.

148 Technologicky významným pochodem je pražně-redukční, za přítomnosti redukující látky uhlíku. Tento proces se uplatňuje při výrobě olova z galenitu PbS. PbS + 3/2 O 2 PbO + SO 2 PbO + C Pb + CO PbO + CO Pb + CO 2

149 Tepelné pochody Mezi důležité tepelné rozklady patří rozklady např.oxidů HgO Hg(l) + ½ O 2 Oxid vápenatý (pálené vápno) se vyrábí ve vápenkách kalcinací (tepelným rozkladem při teplotě 900 C). (6)

150 Elektrolýza Elektrolýzou lze získávat kovy buď z vodných roztoků jednoduchých solí a komplexních sloučenin, nebo z tavenin. Na katodě dochází k redukčním dějům, tj. k vylučování kovu. (7)

151 Některé kovy se na katodě z vodného roztoku nevylučují. Jsou to alkalické kovy, kovy alkalických zemin. Elektrolýza tavenin se uskutečňuje při vyšších teplotách. Z tavenin lze pak získávat i neušlechtilé kovy, např. alkalické kovy, kovy alkalických zemin.

152 (8)

153 ZDROJE A PRAMENY Odmaturuj z chemie, Didaktis, %202.htm (1) (2) 456c656b bfd f7564h&key=407 (3) (4) vu%202.htm (5) (6) (7) (8) a3.html

154 VY_32_INOVACE_PR_18 _11 Vytvořila: Ing. Bc. Hana Lelková V rámci školního projektu: Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Registrační číslo projeku:cz.1.07/1.5.00/ AKTIVITA JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

155 PRVKY I.A SKUPINY (1)

156 Charakteristika (2) elektronová konfigurace : ns 1 jsou to typické kovy, kovová vazba se vyskytuje i v kapalném stavu velká elektrická vodivost, která klesá s rostoucí teplotou dobrá tepelná vodivost silný kovový lesk, tažnost, kujnost a další mechanické vlastnosti jsou měkké dají se krájet nožem nízká teplota tání (klesá od Li k Cs)

157 malá hustota velké atomové poloměry (vždy největší z prvků v periodě) v základním stavu jsou velmi reaktivní reagují s kyslíkem na peroxidy a superoxidy (vyjma Li) - (uchovávají se pod petrolejem, neboť na vzduchu oxidují), s halogeny, sírou jedná se o biogenní prvky jako ionty hrají důležitou roli v živých organismech nejrozšířenější jsou Na, K, ostatní jsou vzácnější (3)

158 s vodou reagují bouřlivě a redukují z ní vodík: 2 M + 2 H 2 O 2 MOH + H 2 Reakce draslíku s vodou (4) 2 K + 2 H 2 O 2 KOH + H 2

159 Reakce sodíku s vodou (5)

160 Hoření sodíku v chloru (6)

161 charakteristickým způsobem barví plamen ( využívá se v kvalitativní analýze ) Li karmínově červeně Na žlutě K světle fialově (7)

162 Výskyt vyskytují se pouze ve formě svých sloučenin sodík: Kamenná sůl NaCl Glauberova sůl Na 2 SO H 2 O Chilský ledek NaNO 3 draslík: Draselný ledek KNO 3 Sylvín KCl (8)

163 Sylvín Kamenná sůl (9)

164 Výroba sodík a lithium se vyrábějí elektrolýzou tavenin svých chloridů: 2 Na e - 2 Na ( redukce na katodě ) 2 Cl - Cl e - ( oxidace na anodě ) draslík se vyrábí redukcí KCl sodíkem a následnou destilací draslíku ze směsi

165 (10) Sodík

166 Sloučeniny mají silně iontový charakter většinou jsou rozpustné ve vodě (kromě LiF, Li 2 CO 3, Li 3 PO 4 a KClO 4 ) úplná disociace na ionty kationty alkalických kovů jsou bezbarvé (případnou barevnost sloučenin způsobují anionty)

167 NaOH a KOH - bezbarvé, na vzduchu vlhnou a pohlcují CO 2, rozpustné ve vodě, leptavé účinky - vyrábí se elektrolýzou vodného roztoku NaCl, příp. KCl - používají se na výrobu mýdel, léčiv (11)

168 NaNO 3 NaCl+AgNO 3 --->NaNO 3 +AgCl - v chilském ledku - bezbarvý, oxidační účinky - při vyšší teplotě se rozkládá na dusitan a kyslík: 2 NaNO 3 2 NaNO 2 + O 2 - použití - průmyslové dusíkaté hnojivo KNO 3 NaNO 3 + KCl KNO 3 + NaCl (12) - oxidačníčinidlo, při vyšší teplotě se rozkládá na dusitan a kyslík - použití - průmyslové dusíkaté hnojivo, výroba střelného prachu

169 Na 2 CO 3 soda - z vodného roztoku krystalizuje jako krystalová soda Na 2 CO 3.10H 2 O (na vzduchu vodu ztrací větrá) - výroba Solvayovým způsobem do solanky (nasycený vodný roztok NaCl) nasycené amoniakem se za studena zavádí CO2 málo rozpustný NaHCO3 (odstraňuje se filtrací) NaCl + H 2 O + NH 3 + CO 2 NaHCO 3 + NH 4 Cl 150 C: 2 NaHCO 3 Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 - použití - v textilním a papírenském průmyslu, při výrobě skla

170 NaHCO 3 jedlá-zažívací soda - omezeně rozpustná ve vodě - použití do kypřících prášků do pečiva, k neutralizaci žaludečních šťáv při překyselení žaludku K 2 CO 3 potaš (13) -použití pro výrobu draselných mýdel a chemického skla

171 Použití Li - složka slitin hliníku, zinku a hořčíku pro zvýšení jejich tvrdosti a odolnosti - jako tzv., okysličovací prostředek v metalurgii mědi Na - při výrobě peroxidu, NaCN, amidu,... - složka některých slitin Pb - výroba sodíkových lamp Na + K - chladící směs v některých typech jaderných reaktorů Cs - na výrobu cesiových fotočlánků (využívá se schopnost lehce uvolňovat e - účinkem světla)

172 ZDROJE A PRAMENY zsek.webnode.cz Odmaturuj z chemie, Didaktis, (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) cka/07_pr9_multi_neros%20nebohornina_poznavacka.htm (10) (11) (12) (13)

173 VY_32_INOVACE_PR_18 _12 Vytvořila: Ing. Bc. Hana Lelková V rámci školního projektu: Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Registrační číslo projeku:cz.1.07/1.5.00/ AKTIVITA JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

174 PRVKY II.A SKUPINY (1)

175 Charakteristika s 2 prvky, el. konfigurace val. vrstvy ns 2, 2 valenční elektrony beryllium, hořčík a kovy alkalických zemin srovnání s s 1 prvky: s 2 prvky mají menší atomové poloměry, vyšší teploty tání a hustoty, jsou tvrdší a křehké, méně reaktivní, mají větší ionizační energie

176 zásaditost oxidů a síla hydroxidů roste se Z rozpustnost síranů a uhličitanů klesá se Z ve sloučeninách mají oxidační číslo II

177 charakteristickým způsobem barví plamen ( využívá se v kvalitativní analýze ) Ca cihlově červeně Sr karmínově červeně Ba - zeleně (2)

178 Výskyt vyskytují se pouze ve formách svých sloučenin Beryllium: BERYL ( hlinitokřemičitan ), jeho odrůdou je např. zelený smaragd Hořčík: MAGNEZIT MgCO 3, DOLOMIT CaCO 3. MgCO 3, součást chlorofylu Vápník: VÁPENEC CaCO 3, SÁDROVEC CaSO 4, KAZIVEC (fluorit) CaF 2, v kostech a zubech jako fosforečnan vápenatý Stroncium: CELESTIN SrSO 4 Baryum: BARYT BaSO 4 Radium: nepatrná součást smolince UO 2 vápník a hořčík jsou biogenní prvky (3)

179 Magnezit Dolomit (4) Celestin Kazivec

180 Výroba nejčastěji elektrolýzou tavenin chloridů redukcí příslušných halogenidů sodíkem: CaCl Na 2 NaCl + Ca (5)

181 (6) Sloučeniny MgO bílá, pevná látka, s H 2 O Mg(OH) 2 (krystalický MgO s vodou nereaguje) použití jako žáruvzdorný materiál (vyzdívka metalurgických pecí) Mg(OH) 2 bílá látka NR ve vodě, minerál brucit připravuje se srážením hořečnatých solí alkalickými hydroxidy reaguje pouze s kyselinami (není amfoterní)

182 MgCO 3 magnezit, dolomit MgCO 3. CaCO 3 (uhličitan hořečnato-vápenatý) použití k výrobě žáruvzdorných cihel (7)

183 CaCO 3 vápenec pálení vápna CaCO 3 CaO + CO 2 hašení vápna CaO + H 2 O Ca(OH) 2 tvrdnutí malty Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O krasové jevy CaCO 3 + CO 2 + H 2 O Ca(HCO 3 ) 2

184 Reakce vápníku s vodou (8)

185 (9)

186 CaSO 4. 2H 2 O výroba sádry 2 CaSO 4. 2H 2 O 130 C 2 CaSO 4. 1/2H 2 O + 3 H 2 O sádra (hemihydrát síranu vápenatého) sádra + voda zpětný průběh reakce Ca(NO 3 ) 2 dusíkaté průmyslové hnojivo Ca 3 (PO 4 ) 2 pro výrobu superfosfátu (10)

187 BaSO 4 NR ve vodě použití jako kontrastní látka při vyšetřeních zažívacího traktu na zachytávání rentgenových paprsků, např. v omítkách místností se zářiči nebo při vyšetření v medicíně (protože je to NR látka obsahující prvek s velmi vysokým atomovým číslem) (11)

188 Uhličitany Tvrdost vody přechodná způsobují ji Ca(HCO 3 ) 2 a Mg(HCO 3 ) 2, povařením vznikají NR CaCO 3 a MgCO 3 trvalá způsobují ji CaSO 4 a MgSO 4

189 ZDROJE A PRAMENY zsek.webnode.cz Odmaturuj z chemie, Didaktis, 2002 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) Use_heegnuhyy.html

190 VY_32_INOVACE_PR_18 _13 Vytvořila: Ing. Bc. Hana Lelková V rámci školního projektu: Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Registrační číslo projeku:cz.1.07/1.5.00/ AKTIVITA JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

191 PRVKY III.A SKUPINY 2 (1)

192 Bor (Borum( Borum) 5 B prvek III.A (13.) skupiny p 1 -prvek valenční el. konfigurace: 5 B: [ 2 He] 2s 2 2p 1 oxidační čísla: -III, 0, III přírodní bor tvořen 2 izotopy: 10 B (18,83%) 11 B (81,17%) je to jediný nekov ve III. skupině 3

193 Borax byl znám již ve Starověku; užíval se k výrobě ů a tvrdých borosilikátových skel. Velmi dlouhou dobu je znám též jako tavidlo W. Homberg zahříváním boraxu s kyselinou sírovou uvolnil kyselinu boritou; ta se začala používat v lékařství jako sal sedativum J. L. Gay-Lussac, L. J. Thénard připravili nečistý elementární bor redukcí oxidu boritého draslíkem, brzy na to jej připravil H. Davy elektrolyticky. 4

194 H. Davy navrhl název boron, aby vyjadřoval zdroj prvku i jeho podobnost s uhlíkem; tedy bor(ax + carb)on H. Moissan získal redukcí B 2 O 3 hořčíkem vzorky o čistotě 95 % až 98 % W. Weintraub získal čistý krystalický bor tavením amorfního boru ve vakuu. Velmi čistý bor (> 99%) je produktem našeho století a různé krystalové formy byly získány teprve během několika posledních desetiletí. 5

195 Ve vesmíru je bor poměrně vzácný. V zemské kůře se vyskytuje v rozsahu asi do 9 ppm. Je mnohem vzácnější než lithium (18 ppm) nebo olovo (13 ppm). Je rozšířen podobně jako praseodym (9,1 ppm) a thorium (8,1 ppm). 6

196 Bor se v přírodě nevyskytuje nikdy volný, nýbrž je vždy vázaný na kyslík! Téměř výhradně se vyskytuje v boritanových minerálech nebo borosilikátech. 7

197 Minerály: H 3 BO 3 sassolin Na 2 [B 4 O 5 (OH) 4 ].8H 2 O borax, tinkal Na 2 [B 4 O 5 (OH) 4 ].2H 2 O kernit 2Mg 3 B 8 O 15.MgCl 2 boracit MgB 2 O 4.3H 2 O pinnoit NaCa[B 5 O 6 (OH) 6 ].5H 2 O ulexit Na 2 CaB 6 O 11.7H 2 O franklandit CaB 4 O 7.4H 2 O borokalcit Ca 2 B 6 O 11.5H 2 O colemanit Ca 2 B 6 O 11.3H 2 O pandermit 8

198 Ulexit NaCa[B 5 O 6 (OH) 6 ].5H 2 O (2) 9

199 Sassolin H 3 BO 3 Kyselina boritá se vyskytuje ve vodě horkých pramenů a ve vulkanických krajinách, jako je např. Sasso v Toskánsku (Itálie) => odtud název sassolin. (3) 10

200 Boracit 2Mg 3 B 8 O 15.MgCl 2 Hojně se vyskytuje ve Strassfurtských ložiscích (Německo). (4) 11

201 Borax, tinkal Na 2 [B 4 O 5 (OH) 4 ].8H 2 O (5) 12

202 Kernit Na 2 [B 4 O 5 (OH) 4 ].2H 2 O Roku 1928 nalezen v obrovských ložiscích v Kalifornii. => jedna z nejdůležitějších surovin pro výrobu boraxu a kyseliny borité. (6) 13

203 1.) Redukcí kovů za vysoké teploty: - např. silně exotermickou reakcí: 2.) Elektrolytickou redukcí roztavených boritanů či tetraflouoroboritanů: - například KBF 4 v roztavené směsi KCl/KF při teplotě 800 C - postup je levný - poskytuje však pouze práškový bor 14

204 3.) Redukcí těkavých sloučenin boru vodíkem (od roku 1992): - např. BBr 3 + H 2 na žhavém tantalovém vlákně - je to nejúčinnější obecná příprava velmi čistého boru (> 99,9%) 4.) Tepelný rozklad hydridů a halogenidů boru: - borany amorfní bor při t do 900 C - BI 3 krystalický bor při t = 800 až 1000 C 15

205 Strukturní jednotkou tvořící základ různých alotropických modifikací boru je ikosaedr B 12. Ikosaedr tvoří základ i četných boridů kovů nebo některých derivátů hydridů boru. (7) 16

206 Amorfní bor Hnědý prášek bez chuti a bez zápachu. Může být připraven redukcí B 2 O 3 hořčíkem a důkladným promýváním takto získaného materiálu louhem, HCl (aq) a HF (aq). Přetavením s hliníkem lze z amorfního boru získat krystalický produkt (dříve nazývaný kvadratický bor), který lze také získat přímou redukcí oxidu boritého hliníkem. Hustota: 1,73 g/cm 3 17

207 Krystalický bor obecná charakteristika Barva: černošedá Tvrdost: 9 Má malou elektrickou vodivost; se vzrůstající teplotou elektrická vodivost roste => krystalický bor je polovodič. Je chemicky mimořádně inertní. Nepůsobí na něj vroucí HCl ani HF; pouze zvolna se oxiduje horkou konc. HNO 3, je-li rozpráškován. 18

208 (8) 19

209 Přímým slučov ováním m prvků: - nejrozšířenější postup Redukcí oxidů kovů borem: - plýtvání drahým elementárním borem 20

210 Koredukcí směsí těkavých hlaogenidů s vodíkem na žhavém m vlákn kně: - nejrozšířenější postup Redukcí BCl 3 (nebo BX 3 ) kovem nebo H 2 : 21

211 Elektrolytickým vylučov ováním m z roztavených solí: - oxid kovu a B 2 O 3 nebo borax se rozpustí ve vhodné tavenině solí a elektrolyzuje se při teplotě 700 C až C s grafitovou anodou - borid se vylučuje na grafitové nebo ocelové katodě Koredukcí oxidů uhlíkem při p i t aža C: 22

212 Redukcí oxidu kovu (nebo M + B 2 O 3 ) karbidem boru: Koredukcí smíš íšených oxidů kovy (Mg či Al) v reakcích ch termitového typu: - většinou poskytuje nečisté produkty 23

213 ve sklářství jako přísada do skelných vláken a borokřemičitanových skel, které mají vysokou tepelnou odolnost => výroba chemického i kuchyňského nádobí (Pyrex, Simax) v keramice k výrobě ů a glazur, k výrobě porcelánových polev a smaltů při výrobě čistících prostředků, detergentů a mýdel (peroxoboritan sodný - bělicí účinky) a kosmetiky při výrobě syntetických herbicidů a hnojiv příprava směsí pro pyrotechnické účely (bor barví plamen intenzívně zeleně) 24

214 (9) 25

215 k výrobě řídicích tyčí a neutronových zrcadel v jaderných reaktorech; bor přichází do úvahy i jako palivo pro nukleární fúzi ve formě ferroboru v ocelářském průmyslu, kde slouží ke zvýšení kalitelnosti oceli jako dezoxidační činidlo při odlévání mědi karbid boru B 4 C je pro svou neobyčejnou tvrdost užíván jako brusivo a leštič kovů; najdeme jej i v obložení brzd a spojek; je součástí neprůstřelných vest a ochranných štítů bojových letadel 26

216 ZDROJE A PRAMENY zsek.webnode.cz Odmaturuj z chemie, Didaktis, 2002 Anorganická chemie I (Heinrich Remy, SNTL, Praha 1972) Anorganická chemie (F. A. Cotton, G. Wilkinson, ACADEMIA, Praha 1973) Chemie prvků I (N. N. Greenwood, A. Earnshaw, INFORMATORIUM, Praha 1993) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) 27

217 VY_32_INOVACE_PR_18 _14 Vytvořila: Ing. Bc. Hana Lelková V rámci školního projektu: Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Registrační číslo projeku:cz.1.07/1.5.00/ AKTIVITA JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

218 PRVKY IV.A SKUPINY 2 (1)

219 14. skupina (IV.A skupina) Uhlík křemík germanium cín olovo Symbol: Mezinárodní název: carboneum silicium germanium stannum plumbum Počet valenčních elektronů: 4 Elektronová konfigurace: Oxidační čísla -IV, II, IV -IV, IV (II), IV II, IV II, (IV) nekov nekov polokov kov kov 3

220 Jak prvky 14. skupiny získají stabilní konfiguraci (tzn. Konfiguraci nejbližšího vzácného plynu)? a) V základním stavu - vytvořením dvou kovalentních vazeb C 1s 2s 2p O 1s 2s 2p b) V excitovaném stavu Mohou tvořit až šest vazeb (uhlík pouze čtyři) C * 1s 2s 2p H 1s H H 1s H 1s 1s 4

221 3d orbitaly Si mohou přispět ke tvorbě dalších vazeb Na 2 [SiF 6 ] F F F Si 2- F F F Si * 1s 2s 2p 3s 3p 3d F 1s 2s 2p F 1s 2s 2p F 1s 2s 2p Koordinačně kovalentní vazby F 1s 2s 2p - F 1s 2s 2p - F 1s 2s 2p Červeně zvýrazněné elektrony poskytl 5sodík Vznik 2 Na +

222 c) V iontových sloučeninách (např. SnCl 2 ) 2+ Sn [ 36 Kr] - Cl [ 10 Ne] - Cl [ 10 Ne] 5s 3s 3s 5p 3p 3p Vznik iontů (cínatý kation a chloridové anionty) 6

223 výskyt: Uhlík a) volný: 2 alotropické modifikace: diamant a grafit (=tuha) (2) Krychlová soustava 4 kovalentní vazby Šesterečná soustava Slabé interakce Měkký a vede elektrický proud 7

224 b) ve sloučeninách: biogenní prvek organické sloučeniny (zemní plyn, ropa, uhlí, vše organické) anorganické sloučeniny: Kalcit CaCO 3 (z něho je tvořená hornina vápenec) Magnezit MgCO3 Dolomit CaCO 3.MgCO 3 (3) 8

225 vlastnosti: Uhlík je málo reaktivní Pro reakce se používají technické formy koks a uhlí Koks redukční činidlo, přímá redukce kovů (v koksárnách) Fe 2 O 3 + 3C 3CO + 2 Fe (jeden z kroků výroby železa) užití: Koks a uhlí palivo Diamant klenotnictví (brilianty), opracování tvrdých materiálů Grafit elektrody, tuhy, tavící kelímky, tužky Aktivní uhlí adsorpce plynných látek (má mikropóry) Živočišné uhlí lékařství (choroby trávicího ústrojí) Technický uhlík (saze prachový nános nespálených palivových zbytků) plnidlo pneumatik a plastů (4) 9

226 Bezkyslíkaté sloučeniny uhlíku Karbidy Uhlík s elektropozitivnějšími prvky (kovy, B, Si) CaC 2, SiC Sirouhlík CS 2 Nepolární rozpouštědlo, Jedovatá, snadno zápalná kapalina. Halogenidy uhlíku CCl 4 nepolární kapalné rozpouštědlo, Nebezpečný jed. Kyanidy (C N) - (5) Soli kyseliny kyanovodíkové HCN Jsou prudce jedovaté. 10

227 Kyslíkaté sloučeniny uhlíku CO Vznik nedokonalé spalování uhlíku 2C+O 2 2CO Značně reaktivní plyn, silné red. účinky: Fe 2 O 3 + 3CO 2Fe + 3CO 2 Jedovatý plyn, součást výfukových plynů CO 2 Vznik dokonalé spalování uhlíku C+O 2 CO 2 Vznik při dýchání, kvašení, tlení, hoření Příprava: CaCO 3 + 2HCl CaCl 2 + CO 2 + H 2 O Přispívá ke skleníkovému efektu. Bezbarvý, rozputný ve vodě, těžší než vzduch, nehoří a působí dusivě. Suchý led pevný CO 2 (vznik prudkým ochlazením) H 2 CO 3 Slabá kyselina, vznik CO 2 + H 2 O H2CO 3 hydrogenuhličitany Ve vodě rozpustné uhličitany Ve vodě nerozpustné (kromě Na 2 CO 3 a (NH 4 ) 2 CO 3 ) 11

228 výskyt: Křemík Po kyslíku je 2. nejrozšířenějším prvkem na zemi Pouze vázaný ve sloučeninách: Především ve sloučeninách s O a Al (SiO 2 - Křemen, křemičitany a hlinitokřemičitany základ zemské kůry) Celá řada odrůd: čirý křišťál Fialový ametyst růžový růženín žlutý citrín (6) achát hnědá záhněda 12

229 vlastnosti: Elementární křemík hnědý prášek či temně šedá krystalická látka Má diamantovou strukturu Polovodič Velmi málo reaktivní užití: (7) Surový křemík hutnický (výroba slitin) a chemický průmysl (např. výroba silikonových polymerů) Velmi čistý křemík polovodiče, sluneční baterie 13

230 Bezkyslíkaté sloučeniny křemíku Silany Si n H 2n+2 (n = 1, 2, 3, 4, 6) Reaktivní nestálé látky Halogenidy křemíku SiX 4 Silicidy Si 4- Těkavé, SiF 4 + H2O H 2 SiF 6 (k. hexafluorokřemičitá) Velmi silná kyselina Sloučeniny křemíku s kovy Kyslíkaté sloučeniny křemíku Základní jednotka čtyřstěn o složení SiO4 (8) 14

231 SiO 2 Pevná látka s polymerní strukturou. 3 základní modifikace: 870 ºC 1470 ºC Křemen tridymit cristobalit Jedna z nejstálejších látek. Odolný vůči vodě, kyselinám (kromě HF) Řada barevných odrůd. Součást písku (tj. hornina s převahou SiO 2 ), použití ve stavebnictví Roztavením a prudkým ochlazením zisk křemenného skla. (9) SiO2 Křemenné sklo Sodnokřemičité sklo 15

232 H 4 SiO 4 Křemičitany (silikáty) Existuje jen ve zředěných vodných roztocích Z nich se vylučuje polymerní sol. Z něho vznik rosolovitého gelu vysušením zisk silikagelu. Užití silikagelu: sušidlo a odstraňovač pachu Vlastnosti jsou závislé na struktuře. Potaš K 2 CO 3 Soda Na 2 CO 3 Náhradou některých atomů Si hliníkem vznikají hlinitokřemičitany. Nejznámnější hlinitokřemičitany jsou tzv. živce. Zvětráváním živců vznik kaolinitu (obsažen v hornině kaolínu) na výrobu porcelánu. (10) Hlinitokřemičitany vápenaté hlavní složkou cementu. 16

233 Vodní sklo Roztok (mono-, di-, tri- hydrogen) křemičitanů alkalických kovů, (hl. Na a K). Vznik tavením písku se sodou nebo s potaší. Polysiloxany (Silikony) R R R-Si-O-Si-R R R (R 2 SiO) n R R -O-Si-O-Si- R R n Organokřemičité látky, chemicky a tepelně odolné (11) 17

234 Sklo a sklářský průmysl Sklo vzniká tavením křemenného písku se směsí uhličitanů alkalických kovů (např. soda, potaš - pro snížení teploty tání) a dalších přísad (např. CaO pro odolnost vůči vodě) a ztuhnutím taveniny, která je amorfní (nepravidelná struktura). Sodnovápenaté sklo Obyčejné měkké sklo (tabulové, lahvové) Na 2 O.CaO.6SiO 2 Vznik tavením křem. písku, Na 2 CO 3 a CaCO 3 Draselné sklo Křemenné sklo Chemické sklo Varné sklo (SIMAX) Tepelně odolná Obsahuje B 2 O 3 Křemenné sklo pouze SiO 2 (12) Olovnaté sklo Speciální skla Barevná skla Optické přístroje a dekorační skla Velmi čisté křem. sklo, optická vlákna (obor optoelektronika) Přídavky oxidů a některých prvků (Au) způsobení barevnosti. Sklářský průmysl Sodnodraselné sklo = český křišťál 18

235 Stavebnictví, porcelán a keramika Jíly horniny komplikovaného složení (hl. křemičitany a hlinitokřemičitany) Použití (s hlínou a kaolínem): na výrobu keramiky, kameniny a stavebních materiálů. Zpracování této směsi: vypálení (ztráta vody, zvyšuje se pevnost, odolnost ) Porcelán Výroba: směs kaolínu, rozemletého živce a křemene výrobky se vypalují v pecích, Nanáší se glazura (ochrana, vzhled). Cement Rozemletá směs dehydratovaných hlinitanů, křemičitanů a hlinitoželezitanů vápenatých. Výroba: Pálením směsi vápence nebo vápna s křemičitany (hl. vápenaté) nebo hlinitokřemičitany a rozemletím s dalšími přísadami Beton Cement po smísení s pískem (nebo štěrkem) a vodou tvrdne v beton. Vznikají polymerní hydráty s vazbami Si-O-Si-O-Si-O-. 19

236 Cín a olovo výskyt: SnO 2 - kasiterit PbS - galenit (13) vlastnosti a užití: Cín Stříbrolesklý měkký kov, tažný a kujný (staniol). Odolný (pocínování předmětů) i proti korozi. Užití: pocínování železných předmětů (bílý plech), Slitiny (bronz), pájecí kov (Sn + Pb) Olovo Šedomodrý kujný kov, lze válcovat na plechy. Olovnaté sloučeniny jsou jedovaté. Užití: slitiny, akumulátory, organokovové sloučeniny, ochranné štíty proti rtg 20

237 ZDROJE A PRAMENY zsek.webnode.cz Odmaturuj z chemie, Didaktis, 2002 (1) (2) (3) tml (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) 21

238 VY_32_INOVACE_PR_18 _15 Vytvořila: Ing. Bc. Hana Lelková V rámci školního projektu: Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Registrační číslo projeku:cz.1.07/1.5.00/ AKTIVITA JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

239 PRVKY I.B SKUPINY (1)

240 Měď (Cu) Latinský název : Cuprum Protonové číslo 29 Ušlechtilý kovový prvek načervenalé barvy Velmi dobrá elektrická a tepelná vodivost, dobře se mechanicky zpracovává a je odolný proti atmosférické korozi. (2) Plamenová zkouška měďnaté soli

241 Fyzikálně-chemické vlastnosti Přechodný prvek, valenční elektrony v d vrstvě, patří do I.B skupiny. Vlastnostmi podobná prvkům VIII.B skupiny-nikl, paladium, platina Historie Známá od prehistorických dob. Využití hlavně v podobě bronzu (pzn.doba bronzová ) Feničané měli na Kypru měděné doly, proto nazývali Římané měď cyprium=>cuprum. (3)

242 Výskyt V zemské kůře je vzácná, ve vesmíru se podle předpokladu ve vesmíru na 1 atom mědi připadá 1miliarda atomů vodíku Na Zemi se vyskytuje převážně ve sloučeninách, nejčastěji ve formě sulfidů např. chalkopyrit (kyz měděný) CuFeS 2, kuprit CuO 2, azurit 2 CuCo 3. Cu(OH) 2

243 (4) Kuprit Chalkopyrit

244 Výroba 1. Pražení -2 Cu 2 S + 3 O 2 2 Cu 2 O + 2 SO 2 2. Tavení na měděný lech (kamínek) -2 CuO + FeS + C SiO 2 Cu 2 S + FeSiO 3 + CO 3. Zpracování měděného lechu na surovou měď -2 Cu 2 O + Cu 2 S 6 Cu + SO 2

245 Využití Měď je odolná proti korozi, na vzduchu oxiduje a pokrývá se nazelenalou vrstvičkou uhličitanu měďnatého. Využívá se tedy jako střešní krytina, materiál pro výrobu okapů. Vysoká el. vodivost - elektromotory, elektrické generátory, rozvody el. energie v bytech. Tepelná vodivost - kotle, kuchyňské nádobí, chladiče v počítačích, automobilech.

246 Slitiny Bronz - Slitina mědi a cínu Mosaz -Slitina mědi a zinku Sloučeniny Modrá skalice CuSO 4.5 H2O Oxid měďnatý CuO Sulfid měďný Cu 2 S Oxid měďný Cu 2 O (5)

247 Stříbro- (Ag) Chemická značka - Ag (lat. Argentum) Protonovéčíslo - 47 Skupenství - pevné Oxidačníčíslo - 1, 2, 3 Tvrdost - 2,5 (Mohsova stupnice tvrdosti) (6)

248 Výskyt V zemské kůře se stříbro vyskytuje pouze vzácně. Předpokládá se, že ve vesmíru připadá na jeden atom stříbra přibližně 1 bilion atomů vodíku. V přírodě se stříbro obvykle vyskytuje ve sloučeninách, vzácně však i jako ryzí kov. Téměř vždy je stříbro příměsí v ryzím přírodním zlatě.

249 Z minerálů stříbra je nejvýznamnější akantit a jeho vysokoteplotní modifikace (nad 179 C) argentit Ag 2 S. (7)

250 Výroba Jako zdroj pro průmyslové získávání stříbra jsou však rudy olova, niklu, mědi nebo zinku. Nejvíce používanou metodou pro získávání i čištění ryzího stříbra je elektrolýza, z halogenidů Je však možno jej jako ryzí získat i pyrometalurgicky přímým tavením.

251 Využití Kovové stříbro - Velmi tenká vrstva se využívá jako záznamové médium na CD a DVD. Stříbro jako drahý kov je materiálem pro výrobu pamětních mincí, medailí a šperků. (8)

252 Vysoké optické odrazivosti stříbra se již po dlouhou dobu využívá při výrobě kvalitních zrcadel. Jeho sloučeniny jsou základním prvkem vysoce účinných miniaturních elektrických článků (baterií). V organické syntetické chemii jsou stříbro a jeho sloučeniny využívány jako katalyzátory některých oxidačních reakcí.

253 Sloučeniny Sirník (sulfid) stříbrný Ag 2 S Chlorid stříbrný AgCl Bromid stříbrný AgBr AgCl a AgBr -používají se při výrobě fotografických filmů a papírů Jodid stříbrný AgI -umělé vyvolání deště (9)

254 Zlato (Au) Latinsky - Aurum protonovéčíslo 79 Skupenství -pevné Ušlechtilý kovový prvek žluté barvy (10)

255 Výskyt v přírodě a získávání V horninách se díky inertnosti vyskytuje prakticky pouze jako ryzí kov. Tvoří plíšky a zrna uzavřená nejčastěji v křemenné výplni žil. Vyskytuje se ryzí nebo ve slitině se stříbrem. Zlato v křemeni (11)

256 Kov je z horniny získáván hydrometalurgicky => namletí horniny => kontakt s loužicím roztokem=> s vysokým obsahem chloridových iontů. Amalgamační způsob těžby zlata - byl používán v minulosti pro těžení náplavů. (12) Přírodní kovové zlato

257 Využití Používá se zejména k výrobě šperků - ve formě slitin se stříbrem, mědí, zinkem, palladiem či niklem. Příměsi palladia a niklu navíc zbarvují vzniklou slitinu vzniká tak v současné době dosti moderní bílé zlato. Obsah zlata v klenotnických slitinách neboli ryzost se vyjadřuje v karátech (ryzí zlato je 24karátové).

258 Vzhledem ke své vynikající elektrické vodivosti a inertnosti je často používáno v mikroelektronice. Zlato se využívá i ve sklářském průmyslu k barvení nebo zlacení skla. Zlato je již dlouhou dobu součástí většiny dentálních slitin. (13)

259 Bankovnictví a finanční spekulace Po dlouhou dobu sloužilo zlato uložené ve státních bankách jako zlatý standard. Zlato je možné používat jako investiční nástroj zlaté slitky (cihly). Zlato a mince z něj ražené byly po tisíciletí rozšířeným platidlem. (14)

260 Sloučeniny Chlorid zlatitý - AuCl 3 Chlorozlatité soli (15) AuCl 3 > AuCl + Cl 2 3AuCl > AuCl 3 + 2Au

261 ZDROJE A PRAMENY zsek.webnode.cz Odmaturuj z chemie, Didaktis, 2002 (1) (2) (3) (4) (5) (6) radime-jak-na-nem-vydelat-1im- /inv.aspx?c=a080624_201809_inv_jjj (7) (8) (9) (10) (11)

262 (12) %BDdne/2008 (13) (14) (15)

263 VY_32_INOVACE_PR_18 _16 Vytvořila: Ing. Bc. Hana Lelková V rámci školního projektu: Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Registrační číslo projeku:cz.1.07/1.5.00/ AKTIVITA JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

264 PRVKY II.B SKUPINY (1) 2

265 Zinek Charakteristika šedomodrý kov křehký, tažný, snadno tavitelný ve sloučeninách se vyskytuje pouze v mocenství Zn +2 na vzduchu se pokrývá vrstvičkou ZnO ( 100 % ochrana před korozí ) při teplotách pod 0,875 K je supravodivý patří mezi přechodné prvky biogenní prvek (2) 3

266 za normální teploty je křehký, v rozmezí teplot C je tažný a dá se válcovat na plech a vytahovat na dráty, nad 200 C je opět křehký a dá se rozetřít na prach je velmi snadno tavitelný a patří k nejsnáze těkajícím kovům (3) 4

267 Výskyt bohatě zastoupen v zemské kůře hlavním minerálem a rudou pro průmyslovou výrobu zinku je sfalerit neboli blejno zinkové ZnS smithsonit neboli kalamín uhličitý ZnCO 3 kalamín křemičitý Zn 2 SiO 4.H 2 O willemit Zn 2 SiO 4 troosit (Zn, Mn) 2 SiO 4 zinkit neboli červená ruda zinková ZnO (4) franklinit (Zn, Mn)O.Fe 2 O 3 zinečnatý spinel ZnO.Al 2 O 3 a hemimorfit Zn 4 Si 2 O 7 (OH) 2 5

268 Naleziště: Kanada, USA, Austrálie,... u nás: Příbram, Horní Benešov,... (5) 6

269 Výroba a) pražením z 90 % se vyrábí ze svých sulfidických rud proces výroby začíná koncentrací rudy sedimentačními nebo flotačními technikami a následným pražením rudy za přístupu kyslíku vznikající oxid siřičitý se přitom obvykle zachycuje a používá následně pro výrobu kyseliny sírové oxid zinečnatý se dále zpracovává elektrolyticky nebo tavením s koksem 7

270 pražně - redukční proces 1. pražení ZnS ZnS + O 2 ZnO 2. redukce uhlíkem ZnO Zn ( 2ZnO + C Zn + CO 2 ) (6) 8

271 (7) Tavící pece ve výrobní hale divize zinku 9

272 b) elektrolyticky při elektrolytickém způsobu se oxid zinečnatý rozpouští v kyselině sírové a z výluhu se cementací zinkovým prachem získává kadmium roztok síranu zinečnatého se elektrolyzuje a kov s čistotou 99,95 % se vylučuje na hliníkové katodě. (8) 10

273 Elektrolýza roztoku jodidu zinečnatého ZnI2. Roztok ZnI2 + uhlíkové elektrody (9 12V) ZnI2 Zn I 1- Anoda: 2 I e- I2 0 oxidace Katoda: Zn e- Zn 0 redukce 11

274 (9) 12

275 Galvanizace (10) Galvanizace kovů je elektrolytické vylučování povlaku, které se používá na ochranu kovů proti korozi. 13

276 Galvanizace (11) Neutralizační jednotka 14

277 Použití pokovování pozinkovaný plech okapy, konve, vany slitiny Cu + Zn = mosaz objímky žárovek elektrody pletiva (12) 15

278 Sloučeniny ZnO = zinková běloba - s HgS bílý ZnS (nečerná; PbSčerná) - využívá se při výrobě pryže (zkracuje dobu vulkanizace) ZnSO 4. 7H 2 O = bílá skalice ZnS bílý prášek - pokovování - součást bílého pigmentu Lithoponu ZnS + BaSO 4 - rozpustný v silných kyselinách (13) 16

279 ZnCl 2 chlorid zinečnatý - impregnační prostředek pro ochranu dřeva před plísněmi a hnilobou - používá se také při výrobě deodorantů, v lékařství, v tisku tkanin, při výrobě organických barviv a například při naleptávání kovů při pájení (14) 17

280 Biologický význam zinku významný vliv na správný vývoj všech živých organizmů rostlinných i živočišných nezbytná podmínka pro správné fungovánířady enzymatických systémů nejvýznamnější je inzulínový nedostatečné množství zinku v potravě způsobuje úbytek na váze, pomalé hojení ran, zhoršování paměti a smyslové poruchy především zrakové, čichové je přítomen v poměrně značném množství ve spermatu a jeho dostatek v potravě je podmínkou pro správný pohlavní vývoj i dokonalou funkci pohlavních orgánů mužů 18

281 Zdroje zinku Zdroje zinku a jejich průměrný obsah zinku (mg/100g) Ústřice 25 Maso (zejména červené) 5,2 Ořechy 3 Drůbež 1,5 Vejce 1,3 Mléčné výrobky 1,2 Obilniny 1 Chléb, pečivo 1 Ryby 0,8 Cukr, marmeláda 0,6 Konzervovaná zelenina 0,4 Čerstvá zelenina 0,4 Brambory 0,3 (15) Čerstvé ovoce 0,09 19

282 Doporučená denní dávka 10mg pro děti 12mg pro ženy 15mg pro muže (16) Mléko, jeden z hlavních zdrojů zinku v lidské potravě 20

283 ZDROJE A PRAMENY zsek.webnode.cz Odmaturuj z chemie, Didaktis, 2002 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)Fotoarchiv autora (8) (9) 21

284 (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) 22

285 VY_32_INOVACE_PR_18 _17 Vytvořila: Ing. Bc. Hana Lelková V rámci školního projektu: Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Registrační číslo projeku:cz.1.07/1.5.00/ AKTIVITA JE SPOLUFINANCOVÁNA EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

286 Technicky významné prvky IV. VIII.B skupiny ( 1 ) (1) 2

287 Železo, jeho zpracování a využití Železná ruda dnes zpracovávaná obsahuje velké množství hematitu (Fe 2 O 3 ) a někdy malé množství magnetitu (Fe 3 O 4 ). (2) Ve vysoké peci se tyto složky postupně redukují a přecházejí přes nižší oxidy (FeO) až k částečně redukované podobě pevného železa. Nakonec se vsazka železa taví, reakce spěje do závěrečného stupně a horká tavenina kovu a struska se shromažďují u dna. Redukující uhlík přechází na CO a CO 2. 3

288 Tavidla a přísady se přidávají proto, aby se snížil bod tavení hlušiny, zlepšil se přechod síry do strusky, zajistila se požadovaná jakost tekutého surového železa a umožnilo se další zpracovaní strusky. (3) Vysokopecní struska 8-16 mm 4

289 Jak se vsázka vysoké pece pohybuje směrem dolů (klesá), stoupá její teplota, tudíž se usnadňují redukční reakce oxidů a tvorba strusky. Nastává řada změn ve složení vsázky: oxid železitý ve vsázce se postupně redukuje za vzniku železné houby až ke konečnému roztavenému surovému železu kyslík ze železné rudy reaguje s koksem za vzniku CO, nebo s CO za vzniku CO2, který se hromadí ve vrcholu pece 5

290 složky hlušiny se spojují s tavidly a tvoří strusku, tato struska je souborem směsi silikátů o nižší hustotě než je roztavené železo koks slouží především jako redukčníčinidlo, ale také jako palivo a opouští pec v podobě CO, CO 2, nebo uhlíku obsaženém v surovém železe jakýkoliv přítomný vodík reaguje také jako redukční činidlo a reakcí s kyslíkem dává vodu. 6

291 (4) Vysoká pec je uzavřený systém, do kterého se zavážejí materiály obsahující Fe :kusová železná ruda ( aglomerát nebo pelety), aditiva (struskotvorné přísady jako je vápenec) a redukčníčinidla (koks) a to plynule vrcholem pecní šachty pomocí zavážecího systému. 7