11. Vodík, kyslík, voda Flashcards
VODÍK
Základná charakteristika
1) latinský názov a označenie
- kto ho objavil
- ako veľmi je rozšírený v celom vesmíre?
- ako veľmi je rozšírený na Zemi?
2) Protónové číslo
3) Atómová hmotnosť: 12,001
4) Umiestnenie v PSP
5) Elektrónová konfigurácia:
6) jeho oxidačné čísla
7) Elektronegativita:
Hydrogenium H (z gr. Hydór = voda, gennaó = vytváram)
Objavil ho Henry Cavendish v roku 1766
najrozšírenejší prvok v celom vesmíre
3. najrozšírenejší prvok na Zemi
Protónové číslo: 1
Atómová hmotnosť: 1,008
Umiestnenie v PSP
I.A (1.) skupina
1. perióda
Elektrónová konfigurácia: 1s1
Oxidačné číslo: - I 0, I
Elektronegativita: 2,1
VODÍK
Výskyt
v akých dvoch formách sa vyskytuje?
Voľný aj viazaný (v zlúčeninách)
VODÍK
Voľný
tvorí obal čoho?
kde sa ho vyskytuje vo veľkých množstvách?
Voľný
Plynný obal hviezd
Medzihviezdny priestor (75%)
VODÍK
Viazaný
kde sa vyskytuje iba v zlúčeninách? Najväčšie množstvo: 1) v\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ 2) v o\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ z\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ (p\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_, s\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_, l\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_) V\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ b\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ p\_\_\_\_\_\_\_\_
Viazaný Na Zemi = iba v zlúčeninách Najväčšie množstvo Vo vode V oganických zlúčeninách (bielkoviny, sacharidy, lipidy) Významný biogénny prvok
VODÍK
Izotopy
koľko má izotopov?
ako sa volajú 3 najznámejšie izotopy vodíka?
Má 3 izotopy
Prótium
Deutérium
Tritium
VODÍK
Prótium
ako sa nazýva triviálne?
najviac rozšírený vo kde?
Obsahuje aké častice?
čo sa nenachádza v atómovom jadre?
Prótium
“ľahký vodík”; najviac rozšírený vo vesmíre a na Zemi
Obsahuje v atóme 1 p+ a 1 e-
Neobsahuje n0 v atómovom jadre
VODÍK
Deutérium
ako sa nazýva triviálne? ako sa nazýva jadro? Súčasťou akej molekuly čoho? Významné využitie v akom priemysle? Štruktúra atómu?
Deutérium “ťažký vodík” Jadro deutéria = deuterón Súčasťou molekuly ťažkej vody D2O Významné využitie v jadrovom priemysle Štruktúra atómu 1 p+ 1 e- 1 n0
VODÍK
Tritium
aký vodík?
Vzniká
1) účinkom k___________ ž_________ na ___________ deutéria
2) výbuchom v___________ b___________
Používa sa na z___________ o___________ l__________ pri v___________
Štruktúra atómu?
Tritium Rádioaktívny vodík Vzniká a) účinkom kozmického žiarenia na atóm deutéria b) výbuchom vodíkovej bomby Používa sa na značkovanie organických látok pri výskumoch Štruktúra atómu 1 p+ 1 e- 2 n0
VODÍK
Fyzikálne vlastnosti
(aká farba, chuť, zápach?) plyn
akú váhu má vodík? (koľkokrát ľahší ako vzduch?)
rozpustný vo vode?
aké veľké sú molekuly?
Preto ľahko prechádzajú akými látkami? napr.?
Dobre pohlcovaný akými kovmi?
Fyzikálne vlastnosti
Bezfarebný plyn bez chuti a zápachu
Najľahší plyn vôbec (14,5-krát ľahší ako vzduch)
Vo vode = takmer nerozpustný
Molekuly sú extrémne malé
Preto ľahko prechádzajú poréznymi látkami (korok)
Dobre pohlcovaný kovmi Pt, Ni
VODÍK
Chemické vlastnosti
Tvorí aké molekuly? sú reaktívne?
So v___________ tvorí akú zmes = po i___________ čo robí?
2 H2 () + O2 () → _ _ _ _ ()
Atomárny vodík poznáme aj ako? “vodík v ____________ ____________”
čo je reaktívnejšie? atomárny či molekulárny vodík?
Väčšinou sa viaže k____________ väzbou, ktorá môže byť
1) P____________ ( _ )
2) N____________ ( _)
aké kovové vlastnosti má vodík? čo tvorí s d_________, k___________ a f_______
Významné sú aké vlastnosti vodíka?
Využívajú sa pri výrobe niektorých k_______ z iných o________
CuO + H2 → _ _ + _ _ _
Chemické vlastnosti
Tvorí molekuly H2 ktoré sú málo reaktívne
So vzduchom tvorí traskovú zmes = po iniciácii vybuchuje
2 H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (l)
Atomárny vodík (“vodík v stave zrodu”)
Atomárny Reaktívnejší než molekulárny
Väčšinou sa viaže kovalentnou väzbou, ktorá môže byť
Polárna (HCl)
Nepolárna (H2)
Vodík je typický nekov, tvorí vodíkové mostíky s
Dusíkom
Kyslíkom
Fluórom
Významné sú redukčné vlastnosti vodíka
Využívajú sa pri výrobe niektorých kovov z iných oxidov
CuO + H2 → Cu + H2O
VODÍK
Príprava
1) V laboratóriu sa môže vodík pripravovať reakciou akých kovov s čím a v akom prístroji?
_ _ + 2 HCl → _ _Cl2 + _ _
2) Môžeme pripraviť aj dvoma typmi chemických reakcií (prvá s vodou, druhá so soľou) - akých? Prvá reakcia sa uskutočňuje v akom prístroji? Čo sa deje s vodíkom?
Príprava
1) V laboratóriu sa môže vodík pripravovať reakciou neušľachtilých kovov s kyselinami alebo hydroxidmi v tzv. Kippovom prístroji
Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2
2) Môžeme pripraviť aj elektrolýzou vody alebo vodného roztoku NaCl
elektrolýza vody sa uskutočňuje v Hoffmanovom prístroji, kde sa vodík vylučuje na katóde
VODÍK
Výroba
Priemyselne sa môže vodík (tak ako v laboratóriu) vyrábať rôznymi metódami:
1) T___________ rozkladom m________ pri veľmi v___________ t___________
CH4 → _ + _ _ _
2) Reakciou v___________ p___________ s horúcim k___________ = vzniká “v__________ p__________”
C () + H2O () → _ _ () + 2 _ _ ()
3) Ako vedľajší produkt pri výrobe h___________ s___________ (_ _ _ _) - elektrolýzou v___________ r___________
Výroba
Priemyselne sa môže vodík (tak ako v laboratóriu) vyrábať rôznymi metódami
1) Termickým rozkladom metánu pri veľmi vysokej teplote (1 200 oC)
CH4 → C + 2 H2
2) Reakciou vodnej pary s horúcim koksom (1 000 C) = vzniká “vodný plyn”
C (s) + H2O (g) → CO (g) + 2 H2 (g)
3) Ako vedľajší produkt pri výrobe hydroxidu sodného (NaOH) - elektrolýzou vodného roztoku
VODÍK
Využitie
1) Výroba _ _ _, a___________
2) Výroba s___________ b___________
3) S___________ tukov
4) Výroba m___________
5) Z___________ a r___________ kovov (v___________-k___________ plameň, _ _ _ _ C)
6) Výroba k___________ redukciou z iných o___________
Využitie
Výroba HCl, amoniaku Výroba syntetického benzínu Stužovanie tukov Výroba metanolu Zváranie a rezanie kovov (vodíkovo-kyslíkový plameň, 3000C) Výroba kovov, redukciou z iných oxidov
VODÍK
Význam
Tekutý v___________
1) raketové p___________
2) Môže byť z___________ e___________ i pre iné zariadenia
3) “Palivo b___________”
Význam Tekutý vodík raketové palivo Môže byť zdrojom energie i pre iné zariadenia “Palivo budúcnosti”
VODÍK
Vodík a ľudský organizmus
Súčasť
1) z___________ o___________ zlúčenín
a) S___________
b) L___________
c) P___________
d) ___________
2) A___________ z___________
3) v___________
Vodík a ľudský organizmus
Súčasť základných organických zlúčenín Sacharidy Lipidy Proteíny NK
Anorganických zlúčenín
voda
VODÍK
Bezkyslíkaté zlúčeniny
Zlučuje sa s čím? ako sa volajú jeho zlúčeniny?
1) I___________ (_ H, K, _ H2)
2) K___________ ( S, H )
3) K___________ ( H2, Al _)
Bezkyslíkaté zlúčeniny
Zlučuje sa takmer so všetkými prvkami = hydridy
Iónové (NaH, KH, CaH2)
Kovalentné (H2S, HCl)
Kovové (MgH2, AlH3)
VODÍK
Kyslíkaté zlúčeniny
___________ ___________ H2O2
Molekula má akú štruktúru?
Za bežných podmienok je to aká kvapalina? (2)
V ktorom stave je výbušná?
Je peroxid vodíka vo vode rozpustný? správa sa ako aký typ kyseliny?
nakresli štrukturovaný vzorec
Peroxid vodíka H2O2
Molekula má zalomenú štruktúru
Za bežných podmienok olejovitá, bezfarebná kvapalina
V bezvodovom stave = výbušná
Vo vode je peroxid vodíka rozpustný = správa sa ako veľmi slabá kyselina
VODÍK
Soli peroxida vodíka
Odvodzujeme koľko radov solí
1) Peroxidy _ _ _ 2
2) ______________ MHO2
Soli
Odvodzujeme dva rady solí
Peroxidy M2O2
hydrogenperoxidy MHO2
VODÍK
Použitie peroxida vodíka
Na odfarbovanie v___________, k___________, t___________
V lekárstve ako veľmi zriedený na d___________ r______
Použitie
Na odfarbovanie vlasov, kožušín, textílií
V lekárstve ako veľmi zriedený na dezinfekciu rán
KYSLÍK Základná charakteristika 1) latinský názov a označenie - kto ho objavil - čo si o ňom sprvoti mysleli? 2) Protónové číslo 3) Atómová hmotnosť: 4) Umiestnenie v PSP 5) Elektrónová konfigurácia: 6) jeho oxidačné čísla 7) Elektronegativita:
Základná charakteristika Oxygenium O (súčasť kyselín) Objavil ho v r. 1774 nezávisle od seba dvaja chemici J. Priestley a C.W. Scheele ako plyn, ktorý podporuje horenie Protónové číslo: 8 Atómová hmotnosť: 15,999 Umiestnenie v PSP VI.A (16.) skupina 2. perióda Elektrónová konfigurácia: [He]2s2 2p4 Oxidačné číslo: - II, -I, 0 Elektronegativita: 3,5
KYSLÍK
Výskyt
ako veľmi rozšírený na Zemi?
Celkový obsah kyslíka v v ktorých 3 sférach dosahuje aké percento?
Aký kyslík sa nachádza v atmosfére a koľko?
Podstatne väčšie množstvo je viazané
1) Vo v________
2) V h____________ (u________, o________)
3) V ž________ o_____________ ktorých je s________ a n____________ súčasťou (ktoré dva bio prvky?)
Výskyt
najrozšírenejší prvok na Zemi
Celkový obsah kyslíka v litosfére, hydrosfére a atmosfére = 58%
Molekulový kyslík sa nachádza v atmosfére = 21%
Podstatne väčšie množstvo je viazané
Vo vode (H2O)
V horninách (uhličitany, oxidy)
V živých organizmoch, ktorých je stálou a nevyhnutnou súčasťou (sacharidy, bielkoviny)
KYSLÍK
Vlastnosti 1
Pri bežných podmienkach je to aký plyn?
Tvorí koľko izotopov? ktoré sú to?
Tvorí 2 koľko-atómové molekuly kyslíka? ako sa volajú po slovensky?
Pri bežných podmienkach bezfarebný plyn bez chuti a zápachu Tvorí 3 izotopy 16O 17O 18O Tvorí dvojatómové O2 (dikyslík) Trojatómové O3 (ozón = trikyslík)
KYSLÍK
Vlastnosti 2
Reaguje s mnohými látkami s akými (ne)kovovými vlastnosťami?
o aký typ reakcie sa pri tom jedná?
ako rýchlo môžu prebiehať? vymenuj na každý typ reakciu a jej chemickú rovnicu:
1) Prebiehajú ___________
napr. K___________ ž___________
_ Fe + _ O2 + _ _ _ _ → 2 _ _ _ _ _ . n_ _ _ (___________)
2) Prebiehajú ___________
napr. O___________ m___________
CH4 + _ O2 → _ _ _ _ + _ _ _
Reaguje s mnohými kovmi a nekovmi Väčšinou redoxné reakcie 1) Prebiehajú pomaly Korózia železa 4 Fe + 3 O2 + nH2O → 2Fe2O3 . nH2O (hrdza) 2) Prebiehajú rýchlo Oxidácia metánu CH4 + 2 O2 → 2 H2O + CO2
KYSLÍK
Vlastnosti 3
Niektoré sú sprevádzané akým fyzikálno-chemickým faktorom?
Pôsobí ___________ na mnoho zlúčenín, čo sa využíva kde
= Oxidácia _ _ _ na _ _ _ pri výrobe kyseliny ___________
V_______ r___________ má aj negatívnu stránku - pred o___________ musíme chrániť množstvo látok a produktov (príklad takej reakcie)
Niektoré sú sprevádzané vývojom tepla = horenie
Pôsobí oxidačne na mnoho zlúčenín, čo sa využíva vo viacerých výrobách
Oxidácia SO2 na SO3 pri výrobe kyseliny sírovej
Veľká reaktívnosť má aj negatívnu stránku, pred oxidáciou musíme chrániť množstvo látok a produktov (korózia Fe)
KYSLÍK
Atómový kyslík
je reaktívny?
aké má účinky?
vďaka tomu ničí čo?
Rozpúšťa sa v čom? (_ _ _ mg/l pri 10C)
Atómový kyslík veľmi reaktívny Dezinfekčné účinky Ničí mikroorganizmy Rozpúšťa sa vo vode (7,9 mg/l pri 10oC)
KYSLÍK
V zlúčeninách
tvorí väzby:
1) K___________ väzby ___________ (_ _ )
2) K___________ väzby ___________ ( )
3) I___________ väzby ( _ _ )
4) V___________ väzby ( _ _ - _ _ _)
V zlúčeninách Kovalentné väzby polárne (H2O) Kovalentné nepolárne (O2) Iónové (Na2O) Vodíkové (H2O - H2O)
KYSLÍK
Oxidy
_________prvkové zlúčeniny
jeho reakcie delíme podľa toho, s čím reagujú (2)
Oxidy
Dvojprvkové zlúčeniny
1) Podľa reakcie s vodou
2) Podľa reakcie s kyselinami a hydroxidmi
KYSLÍK
1) Podľa reakcie s _________
a) Z\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ S vodou vzniká \_\_\_\_\_\_\_\_\_ napr. _ _ _O, _ _O, _ _O _ _O + H2O → _ _ (OH)2 Použitie: o\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_ l\_\_\_\_\_\_\_\_\_
b) K__________________
S vodou vzniká _________
napr. _ O3, _ O2, _ O2
_ _ _ + H2O H2 _ O3
Podľa reakcie s vodou
Zásadotvorné S vodou vzniká hydroxid Na2O, CaO, BaO CaO + H2O → Ca(OH)2 Použitie: oprašovanie lesov
Kyselinotvorné
S vodou vzniká kyselina
SO3, SO2, CO2
CO2 + H2O H2CO3
KYSLÍK
2) Podľa reakcie s _____________ a _____________
a) K_____________
Reagujú s h_____________
napr. C_ , S _
CO2 + Ca(_ _)2 → _ _ CO3 + _ _ _
b) Z_____________
Reagujú s k_____________
napr. _ _ O, _ _ O
CaO + _ H_ _ → _ _ Cl2 + H2O
c) A_____________
Reagujú s h_____________ aj k_____________
napr. _ _ , _ _ _ _ _
ZnO + H2SO4 → _ _ _ _ _ + H2O
ZnO + Na _ + H2O → _ 2[ _(OH)4] (tetrahydroxozinočnatan sodný
d) n_____________
Nereagujú s v________, k_____________ ani z_____________
napr. _ _ , _ _
Podľa reakcie s kyselinami a hydroxidmi
Kyslé
Reagujú s hydroxidom
CO2, SO3
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
Zásadité
Reagujú s kyselinou
CaO, BaO
CaO + 2 HCl → CaCl2 + H2O
Amfotérne Reagujú s hydroxidom aj kyselinou ZnO, Al2O3 ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O ZnO + NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4] (tetrahydroxozinočnatan sodný
Neutrálne
Nereagujú s vodou, kyselinami ani zásadami
CO, NO
KYSLÍK
Význam oxidov
_ _ _ O3 - výroba ž________
_ _O2 - výroba c________
_ O2, _ O3 - výroba k________
_ _ O - výroba h__________ v________
Význam oxidov Fe2O3 - výroba železa SnO2 - výroba cínu NO2, SO3 - výroba kyselín CaO - výroba haseného vápna
KYSLÍK
Príprava
Tepelný rozklad čoho? _ _ _ _ → _ Hg + O2 Aký rozklad peroxidu vodíka (_ _ _ _) čo slúži ako dôkaz? _ _ _ _ _ → _ H2O + O2
Príprava
Tepelný rozklad oxidov 2HgO → 2Hg + O2 Katalytický rozklad peroxidu vodíka (MnO2) Dôkaz: tlejúca špajdla sa rozhorí 2H2O2 → 2H2O + O2
KYSLÍK
Výroba
a) akou destiláciou čoho vyrábame vzduch?
b) elektrolýzou čoho? (aký typ kyslíka vzniká?)
Výroba
Frakčná destilácia skvapalneného vzduchu
Elektrolýzou vody (veľmi čistý)
KYSLÍK
Kyslík ako biogénny prvok
Nevyhnutný pri akom životne dôležitom deji?
V priebehu dýchania sa viaže s čím? čo vzniká?
kde v tele sa odštepuje kyslík a vzniká spätne čo?
čo ho prenáša kam v tele? aké látky sa oxidujú na čo? čo s nimi robí naše telo?
Pri tomto procese sa uvoľňuje čo a čo udržuje v našom ľudskom tele?
Človek v pokoji spotrebuje koľko litrov O2 za hodinu?
Kyslík je vo veľkom množstve akých Látok? (4 príklady)
Kyslík ako biogénny prvok
Nevyhnutný na dýchanie organizmov
V priebehu dýchania sa viaže s hemoglobínom = oxyhemoglobín
V rôznych častiach tela odštepuje kyslík a vzniká späť hemoglobín
Krv prenáša kyslík do jednotlivých orgánov (org. látky sa oxidujú na H2O a CO2)
Ktorý potom vydychujeme
Energia uvoľnená pri tomto procese udržuje teplotu ľudského tela na 37C
Človek v pokoji spotrebuje asi 20l kyslíka za hodinu
Kyslík je vo veľkom množstve org. Látok
Sacharidy
Lipidy
Proteíny
NK
KYSLÍK
Zlučovanie kyslíka so železom
2 H2O2 → (kat. _ _ _ _) _ _ _ _ + O2
4 Fe + _ _ _ → _ _ _ _ _ _
2 H2O2 → (kat. MnO2) 2 H2O + O2
4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3
