D prvky – maturitní otázka

Proč nejde kopírovat?  💾 Stáhnout materiál  ✖ Nahlásit chybu

chemie

 

Otázka: D-prvky

Předmět: Chemie

Přidal(a): tomas.cech

 

Obecné vlastnosti

  • Kovy
  • Mohou tvořit řadu sloučenin s různými oxidačními čísly – s rostoucím oxidačním číslem roste kyselinotvornost – kyselina 1-3
  • Jsou jejich sloučeniny až na výjimky barevné ­ barva přitom závisí nejen na daném d prvku, ale i na jeho oxidačním čísle
  • Tvoří komplexní sloučeniny – komplexy jsou rozpustné ve vodě – těžba zlata
  • D prvky a jejich oxidy mají často katalytické účinky

 

Prvky triády železa

  • Fe, Co a Ni se vyskytují takřka výhradně ve sloučeninách.
  • Kovy se vyrábějí z rud vždy redukcí, nejčastěji uhlíkem.

 

Železo

  • Kovy se vyrábějí z rud vždy redukcí, nejčastěji uhlíkem.
  • Koroze
  • Železo je 4. nejrozšířenější prvek zemské kůry
  • ZPŮSOBY OCHRANY ŽELEZA PŘED KOROZÍ:
    • ­ korozivzdorná ocel ­ hlavní legovací příměsi Cr, Ni, příp. Mo
    • ­ nátěry
    • ­ pokovování nekorodujícím kovem ­ nejčastěji Zn, Cr, Ni
    • ­ obětovaná anoda ­ obvykle z Al, Mg, Zn

 

Kobalt

  • je poměrně vzácný kov, jeho výroba je komplikovaná, proto je drahý téměř jako stříbro.
  • Hlavní použití:
    • velmi tvrdé a odolné slitiny pro turbíny,
    • obráběcí nástroje, vrtné hlavice apod.
    • zdroj gama záření k ozařování nádorů
    • barvení skla a keramiky na modro

 

Nikl

  • bílý, lesklý, dobře tažný a chemicky odolný kov
  • Hlavní použití: ochrana železa proti korozi (poniklování nebo legování oceli), slitiny na výrobu přesných elektrických odporů (konstantan, nikelin), výroba dobíjecích elektrických článků (Ni­Cd, Ni­MH), katalyzátor hydrogenací

 

Výroba železa

  • Rudy železa: magnetit Fe3O4, hematitFe2O3
  • Litina
    • Surové železo není kujné, zpracovává se odléváním do forem – příčina – uhlík 2%
    • Použití: mříže, rošty, sloupky, ozubená kola, radiátory, pumpy
  • Ocel
    • Kujné železo
    • Odstraněním přebytečného uhlíku a dalších nežádoucích prvků, zejména fosforu a síry (běžné oceli mají obvykle pod 1,5% uhlíku). Uhlík se odstraňuje reakcí s kyslíkem na CO2, ostatní látky reakcemi s dalšími přísadami nebo s vyzdívkou.
    • Ocel je příliš měkká ­ proto je nutno ji zušlechtit
  • Legování – chemická metoda
    • Je to tvorba slitin železa s jinými kovy, nejčastěji s Ni, Cr, V, Mn, W, Co.
  • Kalení – fyzická metoda
    • Zahřátí oceli na vysokou teplotu a následné prudké ochlazení čímž dojde ke změně
    • krystalické struktury oceli a tím k výraznému zvýšení tvrdosti.
    • Zvýšení tvrdosti je doprovázeno zvýšením křehkosti – nebezpečí zranění

 

Platinové kovy

  • Dělí se na ­
    • lehké platinové kovy: ruthenium, rhodium, palladium
    • těžké platinové kovy: osmium, iridium, platina
  • Všechny platinové kovy jsou ušlechtilé a málo reaktivní, nacházejí se tedy ryzí, často společně, obvykle jako příměsi v jiných kovech nebo jejich rudách – těžké oddělit od sebe.
  • Vlastnosti:
    • Katalické účinky, ušlechtilé ­ v Beketovově řadě leží napravo od vodíku, vysoká hustota, vysoká teplota tání, mechanicky i chemicky vysoce odolné, nepodléhají korozi

 

Platina

  • Platina je nejrozšířenější a nejpoužívanější platinový kov.
  • Kromě šperkařství a mincovnictví má velké využití v technice: chem. Nádobí, optická vlákna…

 

Ostatní

  • Katalyzátory – Najdeme je v automobilech, v potravinářství

 

Prvky skupiny mědi

  • Vlastnosti: výborně kujné a tažné, těžké, jejich ionty jsou tedy jedovat, lesklé, vysoké světelné odráží světlo, ušlechtilé nejvíce reaktivní měď

 

Měď

  • Rudy: Chalkopyrit CuFeS2, malachit.
  • Výroba
  • pražení ­ v žáru se většina sulfidů mědi převede na oxidy
  • ­ tavení s křemenem ­ železo vytvoří křemičitanovou strusku
  • ­ reakce zbylých sulfidů se vzniklými oxidy mědi
  • ­ přečištění surové mědi elektrolýzou
  • Vlastnosti
    • Měď je červený lesklý těžký kov, odolný protikorozní, výborný vodič tepla a elektřiny.
    • Ionty měďnaté barví plamen do zelena, v roztoku jsou modré. Jsou jedovaté!
    • Koroze – mění se na zelenou
    • Slitiny:
      • Bronz – Cu + Sn
      • Mosaz – Cu+ Zn
    • Modrá skalice – Jedovatá – ochrana dřeva

 

Stříbro

  • Stříbro je bílý, lesklý, poměrně měkký těžký kov, výborný vodič tepla i elektřiny.
  • V přírodě se vyskytuj i ryzí, většinou však ve formě sulfidů.
  • Kromě mincovnictví a šperkařství se stříbro používá: ­
    • ­ v elektrotechnice (vodiče, výroba miniaturních článků)
    • ­ k výrobě zrcadel, ale i CD a DVD (vysoká odrazivost)
    • ­ na kožní masti, k čištění studní (baktericidní účinky)
  • Na světle černá – fotografie

 

Zlato

  • Žlutý, lesklý, měkký, těžký kov.
  • Vzhledem ke své nízké reaktivitě se obvykle nachází ryzí, v podobě nugetů.
  • Využití:
    • Šperkařství – měkké – příměsi – max 24 karátů
    • Elektronika – kontakty
    • Sklářství

 

Prvky skupiny zinku

  • Vlastnosti
    • jsou bílé (Zn s modrým nádechem) a lesklé
    • nepodléhají korozi
    • jsou špatně kujné
    • mají nízkou teplotou tání (Hg pod bodem mrazu)
    • ve sloučeninách mají oxidační číslo II (Hg také I)
    • jejich rozpustné sloučeniny jsou jedovaté

 

Zinek

  • Výroba
  • Hlavní rudou zinku je sfalerit
  • nejprve se pražením na vzduchu převede na oxid:
  • ­ ten pak má dvě možnosti dalšího zpracování:
    1. buď se rozpustí v H2SO4 a ze vzniklého ZnSO4 se zinek získá elektrolýzou
    2. nebo se redukuje koksem
  • Využití: Ochrana oceli před korozí – nástřiky
  • Výroba galvanických článků
  • Sloučeniny:
    • ZnO = oxid zinečnatý – zinková běloba
    • Zn3P2 = fosfid zinečnatý – jed na krysy

 

Kadmium

  • Jedovatý kov nepodléhající korozi, vyrábí se z rud zinku nebo olova, ve kterých se vyskytuje jako příměs.
  • POUŽITÍ:
    • ochrana oceli před korozí (galvanické pokadmiování)
    • do slitin (zejm. pájky)
    • výroba Ni­Cd dobíjecích baterií
  • SLOUČENINY:
    • CdS = sulfid kademnatý ­ kadmiová žluť
    • Jedovaté

 

Rtuť

  • Rtuť je stříbrolesklý kapalný kov nepodléhající korozi, ušlechtilý, těžký, jedovatý, dobrý vodič.
  • S řadou kovů (včetně zlata, ale ne železa) tvoří slitiny zvané amalgámy.
  • Ve sloučeninách má oxidační čísla I a II.
  • V přírodě se vzácně vyskytuje i ryzí, ale prakticky jediným jejím zdrojem je minerál cinnabarit (rumělka) HgS.
  • Vyrábí se z ní pražením na vzduchu – poté destilace
  • Použití
    • Teploměry, tlakoměry, polarograf – Heyrovský
    • Amalgámy – těžba zlata, zuby, NaOH
    • Úsporné žárovky
  • Sloučeniny
    • Hg2Cl2 = chlorid rtuťný ­ kalomel
    • HgCl2 = chlorid rtuťnatý ­ sublimát

 

Titan

  • Šedý, lehký, tvrdý a odolný kov, za normální teploty prakticky nereaktivní
  • Jeho nejdůležitější sloučeninou je TiO2 ­ titanová běloba ­ netoxická, s vysokou bělostí a kryvostí.

 

Vanad

  • Jeho nejdůležitější sloučeninou je V2O5 ­ katalyzátor při výrobě kyseliny sírové.

 

Chrom

  • Bílý, výrazně lesklý, tvrdý, křehký, korozivzdorný, chemicky odolný kov.
  • Používá se k legování oceli ­ zvyšuj její tvrdost, korozi­ a žáruvzdornost.
  • Pochromování chrání povrch oceli – před korozí – auta
  • Cr2O3 = oxid chromitý

 

Molybden

  • Šedobílý, lesklý, tvrdý, křehký, korozivzdorný, chemicky odolný kov s vysokou teplotou tání.
  • Používá se k legování oceli ­ zvyšuje tvrdost a odolnost

 

Wolfram

  • Šedý, velmi těžký (asi jako zlato), vysoce chemicky i mechanicky odolný, ze všech kovů s nejvyšší teplotou tání – žárovky
  • Legování

 

Mangan

  • MnO2 = oxid manganičitý = burel ­ šedý prášek, katalyzátor, dříve součást nejstaršího komerčně vyráběného typu galvanického článku
  • KMnO4 = manganistan draselný = hypermangan ­ tmavě fialová krystalická látka rozpustná ve vodě na světle růžový až sytě fialový roztok, silné oxidační činidlo užívané v lékařství k dezinfekci
  • Legování

 

Aktinoidy

  • stříbrolesklé, těžké, toxické, radioaktivní kovy. Praktický význam mají jen Th, U a Pu.

 

Uran

  • Hlavní rudou uranu je uraninit (smolinec) ­ UO2 s příměsí řady dalších prvků, které buď uran doprovázejí, nebo vznikají jeho rozpadem.
  • Těžba: povrchové i hlubinné doly ­ hrozba znečištění prostředí radioaktivním prachem
  • chemické loužení ­ hrozba znečištění spodní vody
  • Využití
    • jako zátěž do lodí, letadel, gyroskopů aj.
    • na výrobu vysoce průrazné munice

 

Thorium ­

  • potenciální náhrada uranu v jaderných reaktorech
  • jeho výskyt je zhruba 3x vyšší než výskyt uranu

 

Plutonium

  • jediný transuran vyráběný v průmyslovém měřítku
  • vyrábí se z uranu v jaderných reaktorech
  • převážně pro výrobu atomových bomb
  • palivo v jaderných reaktorech

 

Lanthanoidy

  • Všechny lanthanoidy jsou měkké stříbrolesklé kovy, poměrně
  • Reaktivní
  • Výskyt: vzácné v přírodě, ve sloučeninách, komplikovaná výroba
  • Použití: metalurgie, sklářství


Další podobné materiály na webu:

💾 Stáhnout materiál   🎓 Online kurzy