D prvky Flashcards
Charakteristika d-prvků
přechodné prvky
společné vlastnosti ve skupinách i periodách
elektronegativita: neliší se příliš
elektropozitivní: snadno tvoří kationty
Elektronová konfigurace
valenční elektrony v orbitalech ns (n-1)d
stabilní konfigurace (z poloviny, nebo zcela zaplněna d slupka)
3-12 valenčních elektronů
U některých d-prvků existují odchylky od očekávaného obsazení valenčních orbitalů podle výstavbového pravidla (např. Cr, Mo, Pt, Cu, Ag, Pd). Tyto odchylky lze vysvětlit větší stabilitou z poloviny obsazených nebo úplně obsazených d-orbitalů.
III. B skupina
Sc (Skandium), Ac (Aktinium) : radioaktivní
Y (Yttrium) : základ luminoforů (vrstvy schopné absorbovat světlo) – dřív v Tv červená barva, zpomalení neutronů v jaderných reaktorech
La (Lanthan) : kamínky v zapalovačích, optická skla
IV. B skupina
Ti (Titan) : nejrozšířenější, lehký >konstrukční materiály (letadla, motory), endoprotézy, TiO2 – titanová běloba – krycí schopnosti – potravinářství, malířství
Zr (Zirkonium) : korozivzdorná ocel, klenotnictví – ZrSiO4 – zirkon
Hf (Hafnium), Rf (Rutherfordium)
V. B skupina
V (Vanad) : tvrdý, chemicky odolný kov, přísada do oceli > zjemňuje strukturu (zušlechtění – legování) > větší odolnost – nože, kleště, vrtáky, V2O5 – katalizátor při výrobě H2SO4
Nb (Niob) : šedý, tvrdý kov, přidává se do slitin
Ta (Tantal) : mechanicky a chemicky odolný kov, pro chirurgické nástroje a trysky
Nb a Ta > inertní kovy – nereagují > slitiny, odolnost proti chemikáliím – trysky a trubky
VI. B skupina
Všechny kovy VI.B skupiny mají vysoké teploty tání, za běžné teploty jsou stálé. Při vyšších teplotách reagují s halogeny, sírou, uhlíkem a dusíkem.
Sloučeniny chromu s oxidačním číslem VI jsou silná oxidační činidla, sloučeniny molybdenu a wolframu ne.
VI. B skupina. Chrom
Nejběžnějšími minerály, ve kterých se vykytuje chrom, jsou chromit FeO.Cr2O3 (oxid železnatochromitý) a krokoit (PbCrO4).
Chrom se vyrábí aluminotermickou redukcí oxidu chromitého:
Cr2O3 + 2 Al → 2 Cr + Al2O3
Je to tvrdý, stříbřitě lesklý kov, odolný proti vzdušnému kyslíku i vodě, proto se využívá ke galvanickému pochromování kovů
Reaguje se zředěnou kyselinou sírovou i chlorovodíkovou, koncentrovaná kyselina dusičná ho pasivuje
VIII. B skupina. Pt kovy
triáda železa (Fe, Co, Ni) – neušlechtilé kovy, pouze ve sloučeninách
lehké platinové kovy (Ru, Rh, Pd)
těžké platinové kovy (Os, Ir, Pt)
VII. B skupina
Mn (Mangan), Tc (Technecium), Re (Rhenium)
Prvky mají 7 valenčních elektronů v orbitalech ns a (n-1)d.
Mají vysoké teploty tání. Jsou reaktivní.
Jak se vyrábí mangan?
Mangan se vyrábí aluminotermickou redukcí:
3 MnO2 → Mn3O4 + O2
3 Mn3O4 + 8 Al → 4 Al2O3 + 9 Mn
kde se železo objevuje v přírodě?
Vpřírodě se vzácně objevuje ryzí – meteorické, běžné je ve sloučeninách: magnetit (magnetovec) FeO ∙ Fe2O3, hematit (krevel) Fe2O3, limonit(hnědel) Fe2O3∙ n H2O, siderit (ocelek) FeCO3, pyrit FeS2(krychlová soustava), markazit FeS2(kosočtverečná soustava). Železo (II)jesoučástí červeného krevního barviva hemoglobinu
Výroba surového železa
Výroba probíhá ve vysoké peci redukcí rud koksem (uhlíkem) při teplotě 1 600 °C-2 000 °C za přítomnosti struskotvorných přísad (vápenec, dolomit) a vzduchu.
Co probíhá v dolní části pece při výrobě železa?
V dolní části pece probíhá hoření koksu:
C + O2→ CO2Qm= – 393 kJ∙mol–1
Apřímá redukce:
Fe2O3+ 3 C → 2 Fe + 3 CO
Fe3O4+4 C → 3 Fe + 4 CO
FeO + C → Fe + CO
Co probíhá v horní části pece při výrobě železa?
Vhorní části pece se oxid uhličitý redukuje na oxid uhelnatý:
CO2+ C → 2 CO Qm= 172 kJ∙mol–1
Aprobíhá nepřímá redukce:
3 Fe2O3+ CO → 2 Fe3O4+ CO2
Fe3O4+ CO → 3 FeO + CO2
FeO + CO → Fe + CO2
Použití železa
Čisté železo nemá výhodné vlastnosti, takže se používá jen v laboratořích a na jádra elektromagnetů. Vyrábí se zněj ocel, která má široké využití.
Heptahydrát síranu železnatého
(zelená skalice) FeSO4∙7 H2Oje zelená krystalická látka, na vzduchu se oxiduje na síran železitý a hnědne.
Kdy vzniká berlínská modř?
Hexakyanoželeznatan draselný (ferrokyanid draselný, žlutá krevní sůl) K4[Fe(CN)6]se používá v analytické chemii k důkazu železitých iontů, vzniká sraženina berlínské modři:
Fe3++ [Fe(CN)6]4-→Fe4[Fe(CN)6]3
Charakteristika kobaltu
Kobalt je obsažen vminerálu kobaltin CoAsS, ze kterého se vyrábí pražením a následnou aluminotermickou redukcí. Kobalt je rovněž součástí vitamínu B12(kobalaminu).
Je to tvrdý, kujný kov, který nekoroduje. Používá se jako přísada do ocelí.
sloučeniny kobaltu
Ve sloučeninách má kobalt nejčastějioxidační čísla II,III.
Oxid kobaltnatý CoOmá šedozelenou barvu a používá se kbarvení skla namodro.
Hexahydrát chloridu kobaltnatého CoCl2∙6 H2Omá růžovou barvu, bezvodý chlorid kobaltnatý je modrý. Roztok chloridu kobaltnatého nanesený na papír po vysušení ztrácí krystalovou vodu, zmodrá. Tento efekt je podstatou kouzelnického triku sneviditelným písmem, které se po zahřátí nad plamenem svíčky zviditeln
Charakteristika niklu
Nikl je stříbrolesklý kov, tažný a kujný, nekoroduje. Toho se využívá, když se přidává do nekorodujících ocelí.
slitiny
- homogenní látky s kovovými vlastnostmi
- pevné roztoky
- vzn. sleváním kovů
- mají lepší vlastnosti než čisté kovy
Příklady slitin
Ni+Zn+ Cu= slitina alpaka
Mg+ Mn+ Ca+ C= dural (konstrukční materiál)
Sn+ Po= pájky
Co je pasivace?
pasivace je tvorba ochranné vrstvy na povrchu kovu, zabr. porušení kovů
