Učební texty k výuce chemie školní rok 2016/2017. Vodík. látkou obsahující volný elektronový pár: H + + H 2 O nebo H + + NH 3

Transkript

1 Vdík Výskyt, charakteristika Na Zemi zejména ve slučeninách, vlný bčas v klí spek nejrzšířenějším prvkem elektrnvá knfigurace 1s 1, jeh atmy mají nejmenší hmtnst, nejmenší plměr 3 iztpy 1 1H (prtium, lehký vdík), 2 1H (D, deuterium, těžký vdík), 3 1H (T, tritium, super těžký vdík) Výrba bezbarvý plyn bez chuti a bez zápachu, nekv vyskytuje se ve frmě účastní se vdíkvých vazeb (můstků) za běžných pdmínek jsu atmy H nestálé - způsby získání stabilnější knfigurace: a) vznikem kvalentní vazby ( H 2, HCl) b) přijetím e - d atmu s malu elektrnegativitu hydridvý anin H - (NaH) c) ztrátu valenčníh e - > vzniká H + (prtn), který je nestálý a hned se váže s látku bsahující vlný elektrnvý pár: H + + H 2 O neb H + + NH 3 přeháněním vdní páry přes rzžhavený kks 1. fáze:... směs se značuje jak vdní plyn (plynné paliv) 2. fáze:... CO 2 se dstraňuje vypíráním vdu reakcí CH 4 s vdní páru, kat Ni + Al 2 O 3, 1100 C elektrlýzu vdy kyselené např. kyselinu sírvu neb elektrlýzu vdnéh rztku NaCl Příprava reakcí kvů s vdným rztkem kyselin neb reakcí s 1 a s 2 prvků s vdu 1

2 Pužití redukční činidl syntéza amniaku paliv (vyská výhřevnst, eklgické) výrba methanlu přeprava tlakvé láhve s červeným pruhem Reakce slučuje se téměř se všemi prvky (krmě vzácných plynů a některých přechd. kvů) mlekulvý vdík není příliš reaktivní reakce s halgeny(s F 2 explzivně, s Cl 2 p světlení také explzivně, s Br 2 a I 2 jen za zvýšené teplty a za přítmnsti katalyzátru) spalvání (hří, sám hření nepdpruje) silné redukční činidl xidační vlastnsti s vysce elektrpzitivními kvy vznikají intvé hydridy WO 3 + 3H 2 3H 2 O + W Ca + H 2 CaH 2 Hydridy dvuprvkvé (binární) slučeniny vdíku s jinými prvky dělení na intvé, kvvé, přechdnéh typu, mlekulvé a plymerní 2

3 Kyslík Výskyt, charakteristika nejrzšířenější prvek na zemi (atmsféra, ve slučeninách např. bezbarvý plyn, tvří dvuatmvé mlekuly (dvjná vazba) přírdní je směsí tří iztpů 16 8O (99,759%), 17 8O (0,0374%), 18 8O (0,2039%) ve vdě puze slabě rzpustný silně elektrnegativní - silné xidační činidl nejčastější x. čísl -II, někdy -I Ozón altrpická mdifikace kyslíku mdrý plyn, prnikavý zápach, prudce jedvatý znvá vrstva velmi reaktivní, silné xidační účinky (rzkládá se na atmární kyslík) směs zn (více než 70%) + vzduch je výbušná Výrba kyslíku destilací zkapalněnéh vzduchu Příprava kyslíku rzkladem některých kyslíkatých slučenin (chlrečnany, manganistany, xid stříbrný, xid rtuťnatý) Katalyzvaný rzklad perxidu vdíku Reakce velmi reaktivní (čast extermní reakce) s většinu prvků xidy 3

4 hření extermická reakce látek s kyslíkem prvázená vývjem světa Slučeniny Oxidy binární slučeniny prvků s kyslíkem dělení xidů pdle jejich chemickéh chvání: kyselé xidy s vdu reagují za vzniku kyselin většina xidů nekvů ( ) a xidy kvů s xidačním číslem větším než V ( ) bazické xidy reagují s vdu za vzniku hydrxidů xidy elektrpzitivních prvků ( ) amfterní xidy reagují s kyselinami i se zásadami za vzniku slí xidy kvů s nižšími xidačními čísly ( ) neutrální xidy nereagují ani s kyselinami ani se zásadami ( ) H 2 O tři skupenství bezbarvá kapalina, bez zápachu při 4 C hustta g.cm -3 v přírdě nikdy čistá, čistí se dle způsbu využití rzpuštědl tvar mlekuly vdy - lmený ( tetraedr, vazebný úhel 104,5 ; plární vazby) H 2 O 2 bezbarvá lejvitá kapalina rzpustná ve vdě plární rzpuštědl silné xidační účinky slabá kyselina, se silnými hydrxidy pskytuje dva typy sli příprava: BaO 2 + H 2 SO 4 (zřeď.) BaSO 4 + H 2 O 2 Rzkládá se na kyslík a vdu 4

5 17. skupina VII.A skupina (F, Cl, Br, I, At) - halgeny p 5 prvky,elektrnvá knfigurace - valenční vrstvy ns 2 np 5-7 valenčních elektrnů vyská hdnta elektrnegativity, elektrnegativita klesá s rstucím Z Vždy tvří dvuatmvé mlekuly Rzpustné v rzpuštědlech Jejich páry leptají sliznice Flur x. čísl puze I, statní xidační čísla d I d +VII Flur Výskyt: - Žlutzelený plyn - V lidském těle - Kazivec, Na 3 [AlF 6 ], Ca 5 (PO 4 ) 3 F Výrba a využití: - Elektrlýza taveniny KF. nhf (n=1,2,3) - Výrba uranu a separace iztpů uranu Reaktivita: - Nejreaktivnější z halgenů, s většinu prvků se přím slučuje - Měď a nikl jsu vůči půsbení fluru dlné - V reakci většinu xiduje elektrnegativní slžky slučenin H 2 O + NH 3 + F 2 F 2 -- Chlr Výskyt: - Zelenžlutý plyn - V přírdě jak chlridy Příprava a výrba: HCl + MnO 2 -- KMnO 4 + HCl -- 5

6 Reakce Elektrlýza nasycenéh vdnéh rztku NaCl - Velmi reaktivní, neslučuje se puze s kyslíkem, dusíkem a uhlíkem Brm a jd - Brm je červenhnědu kapalinu - Jd je fialvá krystalická látka - Brm zejména jak brmidy - Jd je sučástí Příprava: - Oxidace jdidů a brmidů chlrem Cl 2 + Cl 2 + KBr -- KI -- Slučeniny halgenů Slučeniny HX - halgenvdíky Bezbarvé, stře páchnucí plyny jejich vdné rztky halgenvdíkvé kyseliny výrba přímu syntézu prvků příprava reakcí halgenidu se silnu kyselinu Halgenvdíkvé kyseliny síla kyselin rste d HF k HI síla rste s Z halgenu krmě HF silné kyseliny HCl v prdeji jak vdný rztk chlrvdíku v kncentraci c=0,03-0,15 ml.dm -3 bsažena v příprava (dříve i výrba): NaCl + H 2 SO 4 NaCl + NaHSO 4 reakce s neušlechtilými kvy Zn + HCl HF - 6

7 Halgenidy slučeniny halgenů a prvků s menší elektrnegativitu příprava: přímá syntéza kv + kyselina neutralizace Kyslíkaté slučeniny halgenů xidy Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 7, Br 2 O, BrO 2, I 2 O 5, OF 2, kyseliny HOF, HClO, HClO 2, HClO 3 HClO 4, HBrO, HBrO 3, HBrO 4, HIO, HIO 4, H 5 IO 6 síla kyselin stupá s rstucím xidačním číslem halgenu síla kyselin stupá s rstucím prtnvým číslem halgenu Sli kyslíkatých kyselin Chlrečnan draselný k výrbě třaskavin Chlrečnan sdný herbicid Chlristany pyrtechnika Pužití Cl 2 - výrba plastů, HCl, PVC, bělicí a dezinfekční účinky, zneužit v 1. světvé válce jak bjvá chemická látka F 2 - při výrbě uranu a separaci jeh iztpů Br 2 - výrba barviv I 2 - výrba barviv, jdvé tinktury 5% ethanlvý rztk jdu, k důkazu škrbu (škrb se barví jdem mdře). 7

8 16. skupina VI.A skupina - (O, S, Se, Te, P) - chalkgeny p 4 prvky, elektrnvá knfigurace valenční vrstvy ns 2 np 4, 6 valenčních elektrnů O, S, Se nekvy, Te plkv, P kv Síra Vlná síra se vyskytuje Častěji síra vázaná zejména ve frmě slí - Např. pyrit, sfalerit, rumělka (cinabarit), galenit, chalkzin, chalkpyrit, Glaubertva sůl, sádrvec a baryt Bigenní prvek Žlutá látka, ve vdě, v neplárních rzpuštědlech Oxidační čísla Altrpické mdifikace Ksčtverečná Jednklnná Kapalná Plastická síra Sirný květ Těžba - Frashva metda Rztavení síry v pdzemních lžiscích přehřátu vdní paru vytláčení zkapalněné S na pvrch (stlačeným hrkým vzduchem) velká čistta získané S ( 99,6%) Slučeniny SO 2 bezbarvý plyn, štiplavéh zápachu - sučást, pdpruje krzi vzniká spalváním síry příprava Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 Výrba FeS 2 + O 2 8

9 Výrazné redukční účinky, v některých reakcích však může vystupvat i jak činidl xidační xidace za přítmnsti katalyzátru: 2 SO 2 + O 2 pužití při výrbě H 2 SO 3 SO 2 + H 2 O - tvří dvě řady slí hydrgensiřičitany a siřičitany sli jsu silná redukční činidla Na 2 SO 3 dstraňvání chlru v papírenském a textilním průmyslu, sučást ftgrafických vývjek SO 3 Za běžných pdmínek 3 mdifikace Výrba - Silně hygrskpické účinky SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 Bezbarvá lejvitá kapalina Silné xidační účinky V prdeji jak % Hygrskpická Kncentrvaná reaguje i s ušlechtilými kvy Zředěná reaguje puze s kvy neušlechtilými Výrba: Nitrzní metda v sučasné dbě téměř nepužívaná Kntaktní metda 9

10 Dva typy slí kyseliny sírvé sírany a hydrgensírany Pužití na výrbu barviv, léčiv, výbušnin H 2 S Bezbarvý plyn,, páchne p Ve vdě, ph Příprava FeS + HCl Hří namdralým plamenem Redukční vlastnsti 10

11 15. skupina V.A skupina (N, P, As, Sb, Bi) Dusík p 3 prvky, elektrnvá knfigurace valenční vrstvy ns 2 np 3, 5 valenčních elektrnů N a P nekvy, As, Sb plkvy, Bi kv Výskyt v přírdě vlný (ve vzduchu bj. %) i vázaný (např. bezbarvý plyn bez zápachu, bez chuti tvří dvuatmvé mlekuly N 2, vyská hdnta elektrnegativity xidační čísla nejnižší, nejvyšší Výrba frakční destilace zkapalněnéh vzduchu Příprava Pužití tepelným rzkladem dusitanu amnnéh výrba inertní atmsféra plnění žárvek Slučeniny a reakce NH 3 bezbarvý plyn, štiplavý zápach výrba: je rzpustný ve vdě, vzniklý rztk má zásaditu reakci v prdeji je jak vdný rztk neb zkapalněný v tlakvých lahvích směs NH 3 (16 27%) + vzduch je mlekula amniaku bsahuje vlný pužití chladicí médium, výrba HNO 3, dusíkatých hnjiv amnné sli pevné krystalické látky, většinu připravují se zaváděním (g) d vdnéh rztku kyseliny při zvýšené tepltě se rzkládají, např. pužití : chlrid amnný elektrlyt v suchých článcích dusičnan amnný dusíkaté hnjiv 11

12 N 2 O nejedvatý plyn s narktizačními účinky NO bezbarvý plyn, bsažen ve na vzduchu rychle xiduje na meziprdukt při výrbě HNO 3 NO 2 hnědčervený plyn (jeh dimer N 2 O 4 je bezbarvý), s pklesem teplty rste pdíl dimeru bsažen ve jedna z příčin HNO 2 středně silná kyselina její sůl NH 4 NO 2 se pužívá k přípravě N 2 HNO 3 Výrba dříve: Nyní: v prdeji ve frmě vdnéh rztku xidační činidl pužití výrba výbušnin 12

13 Fsfr v přírdě puze ve slučeninách např. bigenní prvek, sučást nejnižší x. čísl, nejvyšší hdnta elektrnegativity tři mdifikace: bílý - tvřen mlekulami P4 - nejjedvatější, na vzduchu samzápalný (uchváván ) - na vzduchu xiduje na xid fsfrečný červený - získáván - mlekula - nejedvatý, méně reaktivní černý - nejméně reaktivní - krystalický, kvvéh lesku, el. prud a tepl Výrba z v elektrických pecích půsbením uhlíku ( činidl) a SiO 2 (váže CaO): Ca 3 (PO 4 ) 2 + SiO 2 + C CaSiO 3 + P 4 + CO - vzniká bílý fsfr, který se spaluje na P 2 O 5, z něhž se vyrábí H 3 PO 4 a fsfrečnany. Pužití výrba H 3 PO 4 a fsfrečnanů Slučeniny a reakce za labratrní teplty reaguje s kyslíkem a halgeny PH 3 bezbarvý, plyn, zápach ve vdě rzpustný silné činidl - přímá syntéza není mžná 13

14 PX 3, PX 5 halgenidy fsfrité, halgenidy fsfrečné P 4 O 6 P 4 O 10 krystalická bílá látka, vzniká řízeným spalváním fsfru vzniká spalváním fsfru v nadbytku suchéh vzduchu chtně reaguje s vdu má schpnsti pužití k plynů H 3 PO 2 H 3 PO 3 H 3 PO 4 bezbarvá krystalická látka ve vdě, v prdeji jak vdný rztk Pužití v a k antikrzní úpravě Trjsytná kyselina tvří 3 typy slí - všechny rzpustné ve vdě - ve vdě rzpustné puze sli alkalických kvů - ve vdě rzpustné puze sli alkalických kvů - fsfrečnan vápenatý ve vdě, slžka, survina pr výrbu - trifsfrečnan sdný - 14

15 Učební texty k výuce chemie šklní rk 2016/2017 Vzácné (netečné) plyny - VII.A (18-) skupina ( Herbert Nechtěl Armádní Krasavici Xenii Ranit. ) vzácné plyny, v sučasné angl liter ušlechtilé plyny He s2 prvek, statní p6 prvky elektrnvá knfigurace valenční vrstvy He 1s2, statní ns2 np6 He 2, statní 8 valenčních elektrnů Mají zcela zaplněnu vrstvu elektrnů prt jsu mimřádně nereaktivní (d rku 1962 pvažvány za nereaktivní) Bezbarvé, bez chuti a zápachu vzácné plyny tvří asi zemské atmsféry (převládá ), menší mnžství vzácných plynů je ve vyvřelých hrninách Helium je nejrzšířenější prvek ve (76%, 26%, vzniká spjením jader Výrba Ne, Ar, Kr, Xe - frakční destilací zkapalněnéh vzduchu He ze zemníh plynu, pkud je v něm bsah He vyšší než 0,4% Rn malá mnžství Rn, která jsu nyní ptřebná, se získávají jak prdukt radiaktivníh rzpadu 226Ra (z 1g 226Ra se za 30 dní získá 0,64 cm3rn). Reakce d rku 1962 byly pvažvány za nereaktivní Slučeniny dnes již byly připraveny slučeniny Kr, Xe, Rn XeO3 v pevném stavu je velmi explzivní jeh vdný rztk je silným xidačním činidlem další slučeniny xennu: XeO4 (nestabilní plyn), XeF2, XeF4, XeF6 Pužití He chladiv, k přípravě vzduchu pr (jak náhrada ), jak chranný plyn v hutnictví (např. při výrbě titanu), náplň d vzduchldí směs Ne, Ar, Kr, Xe plnění žárvek, světlvacích trubic a výbjek, plnění flurescenčních trubic Ar inertní atmsféra při svařvání Al, Mg, případně jejich slitin a při práci s hřlavinami Rn pužíval se při léčbě rakviny (pr krátký plčas rzpadu není dstatečně vhdný) nejstálejší iztp 222Rn má plčas rzpadu jen 3,825 dne. 15

16 IV.A skupina 14. skupina (C, Si, Ge, Sn, Pb) ( C Si Gertrud Snědla? Olv. ) p 2 prvky,elektrnvá knfigurace valenční vrstvy ns 2 np 2, - valenční elektrny n Oxidační čísl C 2 Nekv -IV, II, IV Si 3 Plkv IV, -IV Ge 4 Plkv IV, II Sn 5 Kv IV, II - slučeniny cínaté (redukční činidla) se snadn xidují na slučeniny cíničité Pb 6 kv II, IV - slučeniny lvičité (xidační činidla) se snadn redukují na slučeniny lvnaté Uhlík V přírdě vlný (frma a ) i vázaný (v hrninách -, nerstech -,, v vzduší, v uhlí, rpě, zemním plynu) Hlavní jedntka živé hmty) činidl Altrpické mdifikace a) Tuha ( ) Černšedá, neprůsvitná látka, lesk, el. prud struktura jedntlivé vrstvy putány Van der Waalsvými silami - se p sbě psuvat tuha se Vyrábí se kksu a za nepřístupu vzduchu v elektrické peci Pužití výrba, materiálů, tužek a pigmentů Aktivní uhlí - frma uhlíku s pvrchem k adsrpci (filtry v maskách) neb v lékařství b) přírdní látka, tepelnu vdivst (5x než měď) Každý atm se váže se susedními atmy Pužívá se k výrbě řezných a vrtných nástrjů a ve šperkařství 16

17 c) Připraveny uměle Tvřeny mlekulami slžení tvar mnhstěnů Slučeniny CO Plyn bez a, rzpustný ve vdě Txický váže se na rychleji než - vede k Velmi reaktivní, má vlastnsti Vzniká hřením za vzduchu - Příprava dehydratací kncentrvanu CO 2 Bezbarvý, než vzduch txický, je nedýchatelný Vznik Přepravuje se v tlakvých lahvích s pruhem Pevný nazýván - pužití jak Příprava rzkladem uhličitanů neb jejich reakcí se silnými kyselinami Kapalný pužíván jak náplň, k výrbě Zvýšené mnžství v atmsféře přispívá ke vzniku H 2 CO 3 Vzniká rzpuštěním v Sli uhličitany (ve vdě rzpustné uhličitany alkalických kvů krmě Li) Sli hydrgenuhličitany (ve vdě rzpustné) Na 2 CO 3 -, K 2 CO 3 - (výrba a ), CaCO 3 -, CO(NH 2 ) 2, COCl 2 17

18 NaHCO 3 - Přechdná tvrdst vdy způsbena rzpuštěným. Odstraní se varem: Krasvé jevy: Uhlvdíky Karbidy Slučeniny uhlíku s prvky s hdntu elektrnegativity Např. karbid vápenatý HCN Silně txická bezbarvá kapalina, vůně p blkuje buněčné dýchání Rzpustná ve vdě, vzniká rztk s ph KCN Bílá látka, silně txická (blkuje buněčné dýchání) Půsbením v žaludku vzniká HCN 18

19 Křemík V přírdě puze ve Mdršedá, lesklá, velmi krystalická látka, Nejčastější xidační čísl je a Výrba Redukcí křemene čistým kksem: Reakce Není příliš reaktivní Odlný vůči a - pkrývá se vrstvu Reakce s kyslíkem: Reakce s halgeny: SiO 2 Pevná, těžktavitelná látka V různých mdifikacích, nejčastěji Různé drůdy křemene- H 2 SiO 3 Stálá puze ve frmě vdnéh rztku Sli Silany Slučeniny křemíku s - becný vzrec Velmi, na vzduchu Halgenidy křemičité Ochtně reagují s Chlrid křemičitý - meziprdukt pr výrbu křemíku jak plvdiče Karbid křemíku Velmi tvrdý využití jak 19

20 Vdní skl Obchdní název chemicky rztk křemičitanů Využití jak tmelicí, knzervační a impregnační prstředek Výrba skla Základní surviny - Slžení skel se udává vzrci xidů - Germanium V přírdě puze vzácně ve slučeninách Plvdič Cín V přírdě Více mdifikací Bílý cín Lze válcvat dráty, Stanil Křehký cín Šedý cín Na vzduchu, dlný vůči vdě, zředěným kyselinám a hydrxidům Pužití pvrchvá úprava, v ptravinářství na výrbu (tzv. bílý plech) Slitiny brnzy, klempířské pájky, liteřina Olv ruda šedý,, dbře tvarvatelný kv, výrbky z něj mají pevnst na vzduchu se pkrývá vrstvičku, která h chrání před další xidací páry lva i jeh rzpustné slučeniny jsu pužití k výrbě, chrana prti, výrba lvěných 20

21 Alkalické kvy (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) prvky 1.A skupiny krmě H Označení alkalické kvy, prtže hydrxidy těcht kvů jsu silně zásadité Elektrnvá knfigurace valenční vrstvy je, ke kvvé vazbě přispívají každý elektrnem V přírdě se vyskytují puze ve slučeninách např. halit (sůl kamenná), -sylvín Nejnižší elektrnegativita - mají silné vlastnsti (rstu se Z) Stříbrlesklé kvy, měkké (dají se krájet nžem), nízké teplty tání, hustta vdiče tepla a elektřiny Barví plamen: karmínvě červeně, žlutě, fialvě Většina slí je ve vdě Ve slučeninách xidační čísl Ochtně reagují se slžkami vzduchu uchvávají se v Výrba Elektrlýzu taveniny své sli (např. NaCl) - vylučují se na Pužití Lithium Sdík Draslík Sučást některých léků v psychiatrii Chladicí médium v jaderných reaktrech Páry sdíku ve výbjkách puličníh světlení Bigenní prvek Bigenní prvek Reakce xidace na vzduchu - vznikají neb, nutnst uchvávat v inertním prstředí (petrlej). Spalvání Li (znečištěný perxidem Li 2 O 2 ) Na vzniká (znečištěný xidem Na 2 O) 21

22 Učební texty k výuce chemie šklní rk 2016/2017 K, Rb, Cs >vznikají bsahují aninty O2-I ( např KIO2-I) reakce s vdu buřlivá reakce, d Li k Cs prudkst reakce reakce s vdíkem > např. reakce se síru vznikají, rzpustné ve vdě reakce s halgeny buřlivá reakce dprvázená světelným efektem neb výbuchem Slučeniny mají silně charakter většinu jsu ve vdě (krmě LiF, Li2CO3, Li3PO4 a KClO4) NaOH a KOH bezbarvé, na vzduchu vlhnu a phlcují CO2, rzpustné ve vdě, leptavé účinky vyrábí se vdnéh rztku pužívají se na výrbu a léčiv NaCl halit, dpručená denní dávka je 3-7 g NaNO3 v ledku (také jdičnan sdný) rzpustný ve vdě pužití jak průmyslvé dusíkaté KNO3 pužití - průmyslvé dusíkaté, výrba střelnéh prachu Na2CO3 pužití - v textilním a papírenském průmyslu, při výrbě NaHCO3 mezeně rzpustná ve vdě 22

23 pužití d, k žaludečních šťáv při překyselení žaludku KCl K 2 CO 3 KCN KI výrba a ftgrafických emulzí txická dávka 15 g pužití pr výrbu draselných a chemickéh Smrtelná dávka 0,25 g Využití k kvů Využití jak KClO 3 Jedvatý, využití v 23

24 II.A skupina (2. skupina) - Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra Bežela Magda Caňnem, Srážela Banány Ramenem prvky, valenční elektrny teplty tání a hustta než alkalické kvy, jsu a reaktivní než alkalické kvy Zásaditst hydrxidů s prtnvým číslem Be(OH) 2 amfterní, Mg(OH) 2 slabě zásaditý, Ca(OH) 2 a Sr(OH) 2 silné zásady, Ba(OH) 2 velmi silná zásada (blíží se alkalickým hydrxidům) Ve slučeninách mají xidační čísl Rzpustnst jejich síranů a uhličitanů s prtnvým číslem rzpustnst síranů a uhličitanů klesá se Z ve slučeninách mají xidační čísl II Beryllium výskyt v přírdě zřídka, ruda Be 3 Al 2 Si 6 O 18 drůdy, pvrchvá těžba Brazílie, Afrika, v ČR, křehký kv, hustta jeh slučeniny jsu jedvaté uchvává se v vdič Pužití v mderátrvých tyčích v ( prpustnst RTG záření) a jak kénka RTG lampy Slitiny Be + se p užívají v elektrtechnice Oxid berylnatý se pužívá v keramice na výrbu a žáruvzdrných materiálů Hřčík Magnezit, dlmit, v mřské vdě v pdbě chlridu, brmidu a síranu Bigenní prvek bsažen v, v těle prti, stříbrlesklý, měkký a kujný kv, xidační čísl ve slučeninách nemusí se uchvávat v petrleji na vzduchu hří jasným plamenem 24

25 Pužití výrba příprava Grignardvých činidel k jiných kvů (Be, Ti, Zr, U,..) z jejich slučenin Slučeniny MgO MgO pužití jak materiál (vyzdívka metalurgických pecí) Mg(OH) 2 bílá látka ve vdě reaguje puze s kyselinami Využití při překyselení žaludku a k výrbě gelů na spáleniny MgCO 3 pužití k výrbě žáruvzdrných cihel, přidává se d MgSO 4 způsbuje tvrdst vdy pužití jak prjímadl, zdrj hřčíku Kvy alkalických zemin (Ca, Sr, Ba, Ra) název pdle vlastnstí hydrxidů a xidů, které se zásaditstí pdbají hydrxidům alkalických kvů, ale jsu mál rzpustné, pdbně jak Al(OH) 3, který se značval jak zemina. Výskyt, charakteristika Vápník je 5. nejrzšířenější prvek, prvek, CaCO 3, CaSO 4.2 H 2 O, Ca 3 (PO 4 ) 2, CaF 2 baryt, radn se vyskytuje splečně s - např. ve stříbrlesklé, kvy barví plamen - cihlvě červeně, karmínvě červeně, zeleně běžné xidační čísl II rzpustné sli Sr a Ba jsu jedvaté 25

26 Výrba Ca elektrlýzu taveniny Sr, Ba z jejich xidů hliníkem Výskyt a pužití Vápník Bigenní prvek sučást,,, vaječných skřápek ptáků, a lastur u měkkýšů Nedstatek způsbuje křivici neb steprózu Strncium Využití v, průmyslu, výrba brazvek Reakce se slžkami vzduchu - uchvávat v. Jsu než alkalické kvy S vdu reagují za vzniku - např. S vdíkem reagují za vzniku - např. S kyslíkem reagují za vzniku - např. Slučeniny rzpustné slučeniny strntnaté a barnaté jsu jedvaté. CaO vyrábí se z vápence - využití ve a jak přísada d (E529) Ca(OH) 2 výrba hašením pálenéh vápna dráždivá bílý prášek, mál rzpustný ve vdě. Vdný rztk nazývaný tvrdnutí malty - CaSO 4 * 2 H 2 O Výrba sádry 26

27 CaCO 3 v přírdě pálení vápence Krasvé jevy - Uhličitan vápenatý je mál R v H 2 O. Pkud však je v H 2 O prtékající přes vápencvé skály bsažen CO 2, dchází k rzpuštění CaCO 3. Vdný rztk Ca(HCO 3 ) 2 pak p malých kapkách dpadá na skálu, pmalu se z něj dpařuje H 2 O splečně s CO 2 a při pklesu kncentrace CO 2 : Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O hydridy vznikají přímu syntézu prvků (při mírném zahřátí) bílé pevné látky, buřlivě reagují s vdu za vzniku např. CaH 2 - pužití jak silné redukvadl CaC 2 pužití pr výrbu ethynu, dříve princip: Ca(NO 3 ) 2 dusíkaté průmyslvé hnjiv Ca 3 (PO 4 ) 2 pr výrbu superfsfátu Šťavelan vápenatý způsbuje tvrbu BaSO 4 ve vdě pužití jak kntrastní látka při vyšetřeních na zachytávání röntgenvých paprsků, např. v mítkách místnstí se zářiči neb při vyšetření v medicíně sli strncia pužití v pyrtechnice 27

28 13. skupina (B, Al, Ga, In, Tl) Byl Aljša Gagarin Indická Tlama? p 1 prvky s elektrnvu knfigurací valenční vrstvy valenční elektrny n x. čísl zásaditst xidů rste B 2 nekv III (II, I) B 2 O 3 kyselý Al 3 kv III (I, II) Al 2 O 3 amfterní Ga 4 kv III, I (II) Ga 2 O 3 amfterní In 5 kv III, I (II) In 2 O 3 zásaditý Tl 6 kv I, III (II) Tl 2 O silně zásaditý, TlOH silný hydrxid Br Vzácný na Zemi i ve vesmíru Vyskytuje se puze ve slučeninách - Odlný, pdbné chemické vlastnsti jak, výskyt v různých mdifikacích, základní strukturní jedntku je Amrfní Krystalický Vyrábí se, redukcí hřčíkem, termickým rzkladem Pužití v a technice, v pdbě je sučástí ( účinky), k výrbě a skel, k výrbě smaltů a herbicidů Reakce za labratrní teplty reaguje puze s F 2, s O 2 jen na pvrchu (spalvání B 2 O 3 a BN) za vyských teplt se slučuje s většinu prvků (krmě H, Ge, Fe, vzácných plynů) 28

29 Slučeniny B 2 O 3 bezbarvá, sklvitá látka, vzniká hřením B na vzduchu H 3 BO 3 perleťvě bílé, šupinkvité krystaly, ve vdě velmi slabá kyselina pužití (vdný rztk H 3 BO 3 ) účinky brax ktahydrát tetrabritanu disdnéh Na 2 [B 4 O 5 (OH) 4 ]. 8 H 2 O pužití příprava glazur, smaltů, speciálních ptických skel BX 3 halgenidy brité (X = F, Cl, Br, I) bezbarvé látky (BF 3 a BCl 3 plyny, BBr 3 kapalina, BI 3 pevná látka) BF 3 nejsilnější známá jednduchá vazba Lewisvské kyseliny (příjemci el. párů) Brany slučeniny B a vdíku Hliník alumen = hřká sůl (hřku slí byl ve st. Řecku a Římě nazýván ddekahydrát síranu draseln-hlinitéh KAl(SO 4 ) H 2 O, který byl v lékařství užíván jak stahující látka při krvácení) nejrzšířenější prvek za Zemi (p O 2 a Si) v přírdě (hlinitkřemičitany a, ruda AlO(OH) - xid-hydrxid hlinitý, Na 3 [AlF 6 ] - hexaflurhlinitan trisdný, Al 2 O 3 ) stříbrbílý, lehký kv, nízká hustta, bd tání 660 C 29

30 Výrba 1. Rzpuštění v rztku NaOH 2. Oddělení nerzpustných nečistt 3. Izlace, reakce 4. taveniny směsi a (služí jak tavidl) Pužití materiál, předměty denní ptřeby, slitina ( Al+Si+Mg+Mn) jak materiál, alumintermická výrba z jejich Reakce Na vzduchu díky pasivaci vrstvu Odlný vůči vdě díky pasivaci Tzv. amalgamvání pvrchu (účinkem ) zabraňuje tvrbě chranné vrstvy hliník pak rychle reaguje s vlhkstí a vzniká vrstva - pdle rvnice Elxvání umělé vytvření vrstvy andicku (pmcí ) dlnst prti Amfterní prvek Reakce s kyselinami Se zředěnu vzniká a Např. S kncentrvanu, dchází k pasivaci Reakce s hydrxidy Vznikají Reakce s kyslíkem Alumintermie Metda přípravy z jejich za teplty Zalžena na vyské afinitě Al ke Např. 30

31 Slučeniny Al 2 O 3 prášek, ve vdě Připravuje se práškvéh hliníku na vzduchu Vyskytuje se v různých mdifikacích Mdifikace α V přírdě jak Pužití jak činidl Mdifikace γ Žíháním přechází na mdifikaci α Al(OH) 3 látka charakteru AlX 3 bezbarvé, krystalické látky všechny bezvdé halgenidy snadn na vlhkém vzduchu se t prjevuje AlCl 3 VL pr výrbu, Al 2 (SO 4 ) 3 za labratrní teplty krystalizuje ve frmě ktadekahydrátu síranu hlinitéh příprava reakcí Al(OH) 3 a H 2 SO 4 pužití a průmysl; úprava vdy čiřením čiření dstranění nečistt klidníh charakteru, které prchází filtry klidní částice se zachycují na pvrchu ( ) čerstvě vytvřených vlček, které vznikají hydrlýzu hlinitých slí, např. ze 31

32 Výskyt a zpracvání kvů Asi všech prvků jsu kvy z 10 nejrzšířenějších prvků na Zemi jsu kvy Většina kvů patří mezi prvky V přírdě (např. Au, Ag, Pt, Cu) neb ve slučeninách Těžba rud a výrba kvů je nárčná a čast spjena s riziky Vlastní výrbě čast předchází separační pstupy např.,, neb reakce Tepelný rzklad Nejčastěji z kvů Např. Čast také k kvů Redukční pchdy VL nejčastěji neb Redukčním činidlem bývá, neb elementární kv např. Redukci uhlíkem nelze pužít, tvří-li uhlík s prvkem - např. Např. Elektrlýza Kvy se na Elektrlýza tavenin se pužívá pr výrbu 32

33 Přechdné prvky (kvy), d-prvky Vlastnsti Valenční elektrny umístěny v rbitalech mechanická pevnst, teplty tání, prvky II.B skupiny ( ) mají pdbné vlastnsti jak statní d-prvky, ale nenazýváme je přechdné (d- rbitly zcela zaplněny) velká rzmanitst čísel (mají neúplně bsazeny d-rbitaly) slučeniny i některé d-prvků jsu. Jen inty s neb d-rbitaly jsu bezbarvé vytváří slučeniny Výskyt a se vyskytují ryzí III.B VIII.B prvky jsu - vyskytují se zejména v VII.B II.B prvky jsu reaktivní vyskytují se zejména v Názvslví kmplexních slučenin Obecně platí: Ve vzrci vlev je psán, vprav V názvu nejdříve, pté Kmplexní částice je psána v závrce např. Název kmplexních slučenin: Nejdříve název, pté V kmplexu v přadí, pté 33

34 Ligandy jsu řazeny v přadí Katint je zaknčen kncvku pdle čísla ný, natý, itý Anint má zaknčení - LIGANDY - PŘEHLED anintvé ligandy neutrální ligandy hydrid- H -I aqua H 2 O flur (flurid)- F -I ammin NH 3 chlr (chlrid)- Cl -I karbnyl CO brm (brmid)- Br -I nitrsyl NO jd (jdid)- I -I x (xid)- thi- perx (perxid)- O -II S -II (O 2 ) -II hydrx (hydrxid)- (OH) -I kyan (kyanid)- CN -I thikyanat- SCN -I acetat CH 3 COO -I sulfat- sulfit- (SO 4 ) -II (SO 3 ) -II thisulfat- (S 2 O 3 ) -II karbnat- (CO 3 ) -II nitrat- (NO 3 ) -I nitrit- (NO 2 ) -I fsfat- (PO 4 ) -III 34

35 35

36 36

37 Titan. skupina ( ), 4. perida 7. nejrzšířenější kv zemské kůry, kujný, v čistém stavu připmíná cel, je však vůči krzi a má husttu nejstálejší xidační čísl je pužití materiál např. v, v TiO 2 (titanvá bělba), bílý pigment d barev s velku krycí schpnstí. Vanad. skupina ( ), 4. perida výskyt puze ve, čast dprvází rudy celvě šedý kv nejstabilnější xidační čísl pužití se k zušlechťvání ( větší ) V 2 O 5 ranžvá krystalická látka, pužívá se jak xidace SO 2 na SO 3 při průmyslvé výrbě H 2 SO 4 Chrm. skupina ( ), 4 perida častý výskyt v přírdě, většinu splu se za běžné teplty je na vzduchu, prtže dchází k jeh pvrchu pužívá se k chraně pvrchů kvů prti (pvrch kvu je elektrlyticky pkvván chrmem). nejstálejší xidační čísl slučeniny chrmu jsu, např. Cr 2 O 3 je pigmentem, chrman lvnatý (chrmvá žluť) je žlutým pigmentem, dichrmany jsu. Chrmany a dichrmany mají účinky slučeniny chrmu s xidačním číslem jsu 37

38 Wlfram pužití vlákna, výrba nástrjů Mangan. skupina ( ), 4. perida velmi rzšířen v přírdě, bvykle prvází nejstálejší xidační čísl, je pměrně stabilní i v, případně pužívá se k legvání celi MnO 2 ( ) šedčerná látka, pužívá se v (bateriích), ve sklářství k skla. KMnO 4, látka, ve vdě, má účinky. Pužívá se k a v chemické analýze. TRIÁDA ŽELEZA TRIÁDA LEHKÝCH PLATINOVÝCH KOVŮ TRIÁDA TĚŽKÝCH PLATINOVÝCH KOVŮ Fe, C, Ni Ru, Rh, Pd Os, Ir, Pt.,. A. skupina ( skupina) Želez nejrzšířenější prvek na Zemi v přírdě výjimečně (většinu meterickéh půvdu) rudy Fe 2 O 3, FeO.Fe 2 O 3 ( Fe 3 O 4 ), FeS 2 ( ) Vypčítej, klik prcent železa bsahují jedntlivé rudy nejběžnější xidační čísl (stálejší) neb Výrba železa Vyská pec průměr asi m, výška m. Tvar vyské pece dpvídá pstupným změnám bjemu vsázky. Pracuje nepřetržitě řadu let. 38

39 Kychta tvr, jímž se vyská pec plní vsázku (nepřetržitě řadu let), kychtu je dváděn tzv. Vsázka železná ruda (nejčastěji hematit) + + strusktvrná přísada ( ). Vsázka se vysuší ( C) a klesá dlů. D části pece (nad výpustí pr strusku) se vhání vzduch bhacený C + O 2 CO 2 + C Oxid uhelnatý pak v redukčním pásmu pstupně redukuje rudu redukce (d 900 C): 3 Fe 2 O 3 + CO Fe 3 O 4 + CO FeO + CO Ve spdní části pece prbíhá redukce: Největší část Fe vzniká přímu redukcí. FeO + C 39

40 Struska (přibližný vzrec ) vzniká při redukci rudy reakcí příměsí ( ) se přísadami (Při tepltě C: CaCO 3 ) Nemísí se se železem, a chrání Fe před hrkým vzduchem. Vypuští se výpustí, pužívá se ve stavebnictví na výrbu Plyny kychtvé plyny (CO, CO 2, H 2, CH 4, N 2 )- stupající vysku pecí vsázkvu směs a dcházejí z vyské pece. se a získané tepl se využívá k předehřívání vzduchu vháněnéh d vyské pece. Survé Fe =, bsahuje asi 3 10 % příměsí tvrdé,, není ani Výrba celi regulace bsahu C, dstranění P a S Zušlechtění celi a) kalení chlazení > velmi a cel b) ppuštění zahřívání na 250 C až 300 C > dstraní se, ale zůstává c) legvání přidání přísad > ušlechtilé celi žádaných vlastnstí (tvrdst, pevnst, dlnst prti krzi, žáruvzdrnst) Krze rzrušvání látky vlivem - chemická krze půsbení vzdušnéh na kvy. Ušlechtilé kvy (Au, Pt) s kyslíkem a neztrácejí lesk. Méně ušlechtilé kvy (Fe, Al, Cr) s kyslíkem a na jejich pvrchu vzniká vrstvička. Pkud je suvislá a dbře ulpívá na pvrchu (např. Al 2 O 3, Cr 2 O 3 ), chrání kv před další krzí 40

41 Fe 2 O 3 suvislu vrstvičku netvří, vrstva hydratvanéh Fe 2 O 3 ( ) dpadává a krze pkračuje. chrana prti krzi, pkvvání (, ), fsfatace (vytvření vrstvy fsfrečnanu železnatéh) Slučeniny železa heptahydrát síranu železnatéh ( skalice) napuštění dřeva prti,, výrba inkustu xid železitý, pužití k výrbě pásek chlrid železitý, pužití - při výrbě tištěných spjů (k leptání mědi), syntéza barviv hexakyanželeznatan draselný ( krevní sůl) hexakyanželezitan draselný ( krevní sůl), splu se žlutu krevní slí se pužívá na výrbu pigmentu ( mdři) (NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2.6H 2 O hexahydrát síranu amnn-železnatéh ( sůl) Měď. skupina ( ), 4. perida nejstabilnější xidační čísl, čast ryzí v přírdě, slučeniny Cu 2 O, CuFeS 2 měkký, huževnatý, kv, vede elektrický prud slitiny (Zn + Cu), (Sn + Cu) přidává se d mincvníh Ag, Au, Ni půsbení vlhkéh vzduchu (O 2, CO 2, H 2 O,...) vrstvička pentahydrát síranu měďnatéh ( skalice), kmplexní slučenina ([Cu(H 2 O) 4 ] 2+ ) 41

42 Stříbr. skupina ( ), 5. perida nejstabilnější xidační čísl v přírdě ryzí i ve slučeninách - argentit bílý, lesklý kv, kujný, tažný, na vzduchu černá účinkem pužití materiál, amalgám halgenidy (AgCl, AgBr, AgI) ve vdě, citlivé na světl (vzniká kvvé Ag) Zlat. skupina ( ), 6. perida nejstabilnější xidační čísl rzpustný jen v ( + pměr 3:1) měkký, žlutý kv, ze všech kvů ryzí zlat karátů, ve karátvé zlat (bsahuje % Au) Zinek. skupina (.B), 4. perida stálé xidační čísl v přírdě výskyt ve slučeninách, sfalerit prvek, kv pužití k plechů a předmětů ze železa ZnO zinkvá ZnSO 4.7H 2 O skalice Kadmium. skupina (.B), 5. perida výskyt - jak příměs zinkvých rud stálé xidační čísl kv pdbnst vlastnstí se Cd může zasáhnut d metablismu slučeniny jsu txické (hrmadí se v a selhání ) pužití (! Pzr na styk s ptravinami), výrba 42

43 Rtuť. skupina (.B), 6. perida výskyt ryzí i ve slučeninách, cinabarit nebli rumělka stálé xidační čísl, také x. č. za nrmálních pdmínek (tuhne při C), kv páry Hg jsu pužití, elektrdy, slitiny (Hg + Na, K, Ag, Au, Zn, Cd, Sn, Pb ) nepužívají se. Jsu využívány v a k Hg 2 Cl 2, dříve jak (může být znečištěn HgCl 2, který je txický) Kbalt Sučást vitamínu Nikl Sučást Platina, paladium Platina využívána ve, výrba chemických 43