D prvky

Question 1

Charakteristika d-prvků

Answer 1

přechodné prvky
společné vlastnosti ve skupinách i periodách
elektronegativita: neliší se příliš
elektropozitivní: snadno tvoří kationty

Question 2

Elektronová konfigurace

Answer 2

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.

Question 3

III. B skupina

Answer 3

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

Question 4

IV. B skupina

Answer 4

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)

Question 5

V. B skupina

Answer 5

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

Question 6

VI. B skupina

Answer 6

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.

Question 7

VI. B skupina. Chrom

Answer 7

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

Question 8

VIII. B skupina. Pt kovy

Answer 8

triáda železa (Fe, Co, Ni) – neušlechtilé kovy, pouze ve sloučeninách
lehké platinové kovy (Ru, Rh, Pd)
těžké platinové kovy (Os, Ir, Pt)

Question 9

VII. B skupina

Answer 9

Mn (Mangan), Tc (Technecium), Re (Rhenium)
Prvky mají 7 valenčních elektronů v orbitalech ns a (n-1)d.
Mají vysoké teploty tání. Jsou reaktivní.

Question 10

Jak se vyrábí mangan?

Answer 10

Mangan se vyrábí aluminotermickou redukcí:

3 MnO2 → Mn3O4 + O2

3 Mn3O4 + 8 Al → 4 Al2O3 + 9 Mn

Question 11

kde se železo objevuje v přírodě?

Answer 11

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

Question 12

Výroba surového železa

Answer 12

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.

Question 13

Co probíhá v dolní části pece při výrobě železa?

Answer 13

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

Question 14

Co probíhá v horní části pece při výrobě železa?

Answer 14

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

Question 15

Použití železa

Answer 15

Čisté železo nemá výhodné vlastnosti, takže se používá jen v laboratořích a na jádra elektromagnetů. Vyrábí se zněj ocel, která má široké využití.

Question 16

Heptahydrát síranu železnatého

Answer 16

(zelená skalice) FeSO4∙7 H2Oje zelená krystalická látka, na vzduchu se oxiduje na síran železitý a hnědne.

Question 17

Kdy vzniká berlínská modř?

Answer 17

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

Question 18

Charakteristika kobaltu

Answer 18

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.

Question 19

sloučeniny kobaltu

Answer 19

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

Question 20

Charakteristika niklu

Answer 20

Nikl je stříbrolesklý kov, tažný a kujný, nekoroduje. Toho se využívá, když se přidává do nekorodujících ocelí.

Question 21

slitiny

Answer 21

• homogenní látky s kovovými vlastnostmi
• pevné roztoky
• vzn. sleváním kovů
• mají lepší vlastnosti než čisté kovy

Question 22

Příklady slitin

Answer 22

Ni+Zn+ Cu= slitina alpaka
Mg+ Mn+ Ca+ C= dural (konstrukční materiál)
Sn+ Po= pájky

Question 23

Co je pasivace?

Answer 23

pasivace je tvorba ochranné vrstvy na povrchu kovu, zabr. porušení kovů