Prvky I. a II. B skupiny – prezentace

Téma prezentace: Prvky I. a II. B skupiny

Typ souboru: prezentace PPTX

Přidal(a): Filip Nehasil

 

 

Popis materiálu:

V prezentaci jsou uvedené obecné vlastnosti skupin a zároveň jsou důkladně rozebrané jednotlivé prvky.

 

Osnova:

Prvky I. a II. B skupiny

Filip Nehasil

I. B skupina (přechodné kovy)

Mincovní kovy-Měď, Stříbro, Zlato

Ušlechtilé kovy

Kladná oxidační čísla (0) , až III + (IV +, V+)

Nízká elektronegativita a klesá směrem dolů ve skupině

Reaktivita klesá s rostoucím protonovým číslem

První kovy, které člověk využíval

Vyskytují se v čisté formě

Měď

Cu, Cuprum

Protonové číslo: 29

Molární hmotnost: 63,5

Biogenní prvek, je součástí hemocyaninu (hemoglobin měkkýšů)

Nedostatek u člověka ztráta pigmentů, vypadávání vlasů

Lesklá načervenalá barva

Oxiduje I+,II+, výjimečně III+,IV+

Měď-vlastnosti

Měkká, kujná

Na vzduchu tmavne a přechází do rezavohnědé barvy

V tenkých plátech prosvítá zelenomodře

Rozpouští se jen v oxidujících kyselinách a) nebo v neoxidujících kyselinách s oxidačním činidlem b)

a) 3 Cu + 8 HNO3→ 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O

Cu + 4 HNO3 → Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O

b) 2 HCl + H2O2+ Cu → CuCl2 + 2 H2O

Měď-vlastnosti

Dobře se rozpouští v koncentrovaných roztocích alkalických kyanidů

2 Cu + 2 H2O + 4 CN- → 2 [CuI(CN)2] + 2 OH- + H2

Odolá vůči korozi-měděnka CuCO3 . Cu(OH)2

Vznik za přítomnosti O2, CO2 a H2O

Velmi dobrá tepelná a elektrická vodivost (druhý kov po Ag)

Ale už i při malém obsahu nečistot se vodivost výrazně snižuje

Vodíková nemoc-při teplotě vyšší, než 400°C

H se naváže na O2 a vzniknou v Cu malé trhlinky     zhoršení vlastností

Pokud rozžhavíme měď a dáme ji do vody, tak změkne

Měď-historie

První využití cca 5.000-3.000 BC

Východní Turecko a severní Irán

Využití jako platidlo, zbraně, šperky, nádoby

Významný v době bronzový

Název cuprum se vyvinulo z aes cyprium, tak nazývali Římané měď kterou se těžili Féničané na Kypru

Měď-výskyt

V zemské kůře je přítomna v 55 – 70 ppm

Největší ložisko ryzí Cu se vyskytuje u Hořejšího jezera (SA)

Nejčastěji se nacházíme v sulfidech

Chalkozin Cu2S, bornit Cu3FeS3 a chalkopyrit CuFeS2

Dalšími významnými minerály: kuprit Cu2O, malachit CuCO3 . Cu(OH)2 a azurit 2 CuCO3 . Cu(OH)2.

Těží se hlavně v Chile, Peru a USA

Měď-výroba

Hlavním zdrojem mědi jsou sulfidické rudy, obsahují dost železa

Obsah mědi je kolem 1%

Vytěžená ruda se drtí a koncentruje na 15-20%

Následně je výroba mědi je rozdělena do tří částí

Pražení rudy-změna sulfidů na oxidy (do poměru 1Cu ku 1S)

2 Cu2S + 3 O2 → 2 Cu2O + 2 SO2

Tavení na Cu kámen-odstranění sulfidu železnatého při 1400°C

Přidává se do rce koks nejčastěji jako oxid křemičitý

Struska s Cu se usazuje na dně taveniny

2 CuO + FeS + C + SiO2 → Cu2S + FeSiO3 + CO

Měď-výroba

Zpracování měděného kamene na surovou měď- besemerace mědi

Roztavený Cu kámen se vlije do nádoby s přísunem vzduchu

Zbytky sulfidu železnatého přecházejí na oxid a vytváří strusku

Následně probíhá oxidace Cu2S na Cu2O

A Cu2O se smíchá s Cu2S a vzniká kovová měď

2 Cu2O + Cu2S → 6 Cu + SO2

Surová měď, černá měď se čistí elektrolyticky

Měď-využití

Využití v klenotnictví

Čistý kov

Ochrana proti korozi

Střešní krytiny, okapy trubky na plyn

Elektrický vodiče (elektrická vodivost)

Elektromotory, obvody, rozvod el. proudu v bytech

Tepelné věci (tepelná vodivost)

Kotly, chladiče, kuchyňského nádobí

Měď-využití

Slitiny mědi

Bronz(ob2)

Cu s Sn a dalšími prvky

Medaile, součástky čerpadel, lodí, ponorek, nádoby a pružinová péra

Mosaz(ob1)

Cu a Zn

Hudebních nástrojů, dekorativních předmětů, drobné bytové doplňky,  bižuterie

Měď-sloučeniny

Velké množství sloučenin

Oxid měďný Cu2O-vyskytuje se jako nerost kuprit

Oxid měďnatý CuO-barvení skla a smaltů na zeleno, modro nebo červeno

Modrá skalice(ob) CuSO4.5 H2O

Sulfid měďnatý CuS-vede dobře elektrický proud

Stříbro

Ag, Argentum

Protonové číslo: 47

Molární hmotnost: 107,9

Nejlepší elektrická a tepelná vodivost ze všech kovů

Stříbřitě lesklý

Oxiduje I+,II+,III+

Stříbro-vlastnosti

Měkký a velmi tažný lesklý kov

Dobře se zpracovává – dobrá kujnost a dobrá zatékavost

Nejlepší elektrická a tepelná vodivost ze všech kovů

Vysoká chemická stabilita

Je rozpustné v kys. dusičné a koncentrované kys. sírové (dobře)

3 Ag + 4 HNO3 → 3 AgNO3 + NO + 2 H2O

Čisté je stálé, až na H2S, s kterým jeho povrch bouřlivě reaguje

Stříbro-výskyt, výroba

V zemské kůře je 0,075 ppm

Vyskytuje se ryzí

Argentit Ag2S, pyrargyrit Ag3[SbS3], freibergit Ag12Sb4S13

Získávání z rud Pb, Cu, Ni a Zn

Většinou pomocí elektrolýzy

Největšími producenty jsou Mexiko, Kanada, Peru, Austrálie a USA

Kdysi v ČR-Kutná Hora (Groše)

Stříbro-využití

Desinfekční prvek

Součástí vojenských pohotovostních souprav- k získání pitné vody

Čisté stříbro

CD a DVD, zrcadla, klenotnictví, mince, medaile, katalyzátory, ve vysoce účinných miniaturních elektrických článků (baterií) a na likvidaci vlkodlaků

Slitiny stříbra

V klenotnictví doplňuje zlato, a je samo doplňováno mědí

Zubní medicína- amalgámy- rtuť, slitiny stříbra s mědí a cínem

Do pájek (výkonnějších)

Platidlo

Stříbro-sloučeniny

Dusičnan stříbrný AgNO3-zdroj stříbrných iontů

Sulfid stříbrný Ag2S

Chlorid stříbrný AgCl-používá se ve fotografickým průmyslu

Bromid stříbrný AgBr-stejně jako AgCl

Jodid stříbrný AgI-při pokusech o umělé vyvolání deště

Zlato

Au, Aurum

Protonové číslo: 79

Molární hmotnost: 197,0

Žlutý kov

Oxiduje I+,II+, III+ a V+

Zlato-vlastnosti

Chemicky odolný – malá reaktivita

Velmi dobře tepelně i elektricky vodivý

Měkký a odolný proti korozi

Reaguje s lučavkou královskou (HNO3]−:HCl)

Rozpouští se v přítomnosti kyanidových iontů (za přítomnosti O2)

Rozpouštění zlata v elementární rtuti je amalgám (roztok)

Schopný být v tenké destičce-prosvítá zeleně

Zlato-výskyt

V zemské kůře je 0,004 ppm

Vyskytuje se jako ryzí kov, nebo ve slitině se stříbrem (elektrum)

Často v rozptýlený v žilném křemeni

Zlato-získání

JAR, USA, Austrálie, Čína, Peru

Dříve rýžováním

Tři způsoby získání zlata- teď

Pomocí amalgámů- toxikuje okolí

Teď pomocí hydrometalurgického procesu

Nadrcení horniny, louhování (kyselý roztok s vysokým obsahem chloridových iontů v oxidačním prostředím)

Z roztoku se Au získá redukcí, kdy se kovové zlato se vyloučí na katodě

Zlato-využití

Šperky, pozlacování

Používá se k výrobě šperků většinou ve formě slitin se Ag, Cu, Zn, Pd a Ni

Čistota zlata- karáty (max. 24 karátů)

Medaile, pamětní mince, pozlacování (ochranný a estetický obal)

Z 1g zlata lze vyrobit folii o velikosti až 1m²

Průmysl

V mikroelektronice v mobilech a počítačích

Na barvení skel

Zlato-využití

Zubní lékařství

Součástí většiny dentálních slitin

Kvůli protikorozním vlastnostem

Bankovnictví a finančnictví

Možné používat jako investiční nástroj

Zlaté cihly

Je vytěženo kolem 160.000 tun zlata

Roentgenium

Rg, Roentgenium

Protonové číslo: 111

Molární hmotnost: (284)

Radioaktivní

První vyrobení 8. listopadu 1994

20983Bi + 6428Ni → 272111Rg + 10n

I. B skupina (přechodné kovy)

Zinek, Kadmium, Rtuť

Oxidační čísla 0, až II +

Nízká elektronegativita a klesá směrem dolů ve skupině

Zaplněný celý d orbital

Nízké body tání, které s rostoucím protonovým číslem klesá

Zinek

Zn, Zincum

Protonové číslo: 30

Molární hmotnost: 65,4

Biogenní prvek – ve více než 200 enzymech

Modrobílý kovový prvek se silným leskem

Oxiduje 0 ,I+,II+

Zinek-vlastnosti

Svůj lesk na vlhkém vzduchu ztrácí

Za normální teploty je křehký, mezi 100–150 °C je tažný a nad 200 °C je opět křehký

Na vzduchu je stálý

Bouřlivě reaguje s kys. za vzniku molekuly H2

Rozpouští se v hydroxidech

Ochrana proti korozi-pasivace (jako u Cu měděnka)

Zinek-vlastnosti

Hoří jasně svítivým modrozeleným plamenem

Vzniká bílý oxid zinečnatý

S halogeny reaguje zinek velmi neochotně

Pouze za přítomnosti vlhkosti

Sirovodík, za zvýšené teploty se sírou a fosforem.

Nereaguje vůbec s dusíkem, vodíkem a uhlíkem

Tvoří slitiny s velkým množstvím kovů a někdy tvoří i sloučeniny

Zinek-historie

První použití v Egyptě okolo roku 1.400 BC

V podobě mosazi z rudy kalamín ZnCO3

Čínské mince za dynastie Ming v letech 1368–1644

Protektorátní 10–, 20–, 50haléře a 1koruny

Do Evropy se dostal až 17. století

Zinek-výskyt

V zemské kůře je zastoupen v 76 ppm

Hlavním rudou pro výrobu je sfalerit ZnS

Kalamín uhličitý ZnCO3, zinkit ZnO (ruda zinková)

Výjmečně se vyskytuje čistý

Kanadě, USA a Austrálii

Při výrobě železa

Zinek-výroba

Ze sulfidických rud se vyrábí 90 %

  1. a) Nejdříve se zkoncentruje sedimentací, nebo flotací
  2. b) 2 ZnS + 3 O2→ 2 ZnO + 2 SO2

SO2 se zachycuje a používá pro výrobu kyseliny sírové

c1) Zpracovává elektrolyticky (H2SO4)

c2) Tavením s koksem (probíhají mezi reakce)

2 ZnO + C ↔ Zn + CO2 (plyn ZnO)

Produkce se pohybuje okolo 6 milionů tun za rok

Zinek-využití

Antikorozní ochranný materiál

Vyrábí se kovové součástky, které jsou dobře odolné vůči atmosférickým vlivům (ale musí být málo namáhaný)

Instalatérské součástky,  vany, střešní okapy, hudební nástroje

Bílá a červená mosaz (měď)

Různé druhy bronzu

Někdy k výrobě klenotnických slitin

Nátěrové barvy

Zinek-sloučeniny

Používá se ‘‘skoro na všechno‘‘

Oxid zinečnatý(ob) ZnO (zinkit) – bílý pigment do barviv, do kaučuku, v odolných sklech, glazurách a emailech

Sulfid zinečnatý ZnS (sfalerit) – světélkující nátěry hod. ručiček

Hydroxid zinečnatý Zn(OH)2

Chlorid zinečnatý ZnCl2 – impregnační prostředek, deodoranty, v lékařství

Kadmium

Cd, Cadmium

Protonové číslo: 48

Molární hmotnost: 112,4

Jedovatý

Stříbřitě lesklý kov

Oxiduje I +,II +

Kadmium-vlastnosti

Byl objeven v roce 1817

Vyskytuje se spíš jako Cd II+, sloučeniny Cd I+ jsou nestabilní

Dobře se rozpouští v silných minerálních kyselinách

Na vzduchu je čisté Cd stálé, ale jde zapálit

Za teploty nad 480 °C začíná těkat

Kadmium-výskyt, výroba

V zemské kůře je 0,13 ppm

Indie, Čína a Austrálie

Získává se z rud zinku a olova

Získává se destilací (nízký bod varu)

Ohrožené oblastí Cd jsou Japonsko a Střední Evropa

Ze západoevropských zemí do ovzduší dostává okolo 350 t ročně

Kadmium-využití

Tendence nahrazování jinými kovy

Dříve antikorozní ochrana, galvanické články

Velmi významné při výrobě pájek

Na nikl-kadmiové akumulátory

Sulfid (sirník) kademnatý CdS(ob) – v malířství kadmiová žluť, luminofory (CRT obrazovky)

Kadmium-zdravotní rizika

Jedovatý

Usazuje se v organismech (kumulativní jed) – ledviny a játra

Nejohroženější skupina jsou kuřáci-ledviny kuřáka=10× více Cd

Projev otravy: řídnutí kostí, chudokrevnost, větší riziko srdečních onemocnění, zvyšuje riziko vzniku rakoviny…

Rtuť

Hg, Hydrargyrum

Protonové číslo: 80

Molární hmotnost: 112,4

Teplota tání -38,83 °C – za normální teploty kapalina

Stříbřitě lesklý kov

Oxiduje I+,II+ výjimečně VI+

Rtuť-vlastnosti

Rtuť je kapalný kovový prvek

Těžká (ρ=13,534 g·cm−3)

Dobře vede elektrický proud

Vyskytuje v mocenství Hg+I a Hg+II

Rozpouští se v kyselině dusičné

Rtuť-vlastnosti

Na vzduchu je nereaguje

Tvoří kapalné i pevné slitiny- amalgámy

Amalgám zlata-alchymisté věřili, že s její pomocí vytvoří zlato z jiných prvků pomocí tzv. transmutace

Rtuť-výskyt, výroba

V zemské kůře je 0,067 ppm

Hlavním zdrojem pro výrobu je sulfid rtuťnatý(ob) HgS (rumělka)

Španělsko, Slovinsko, Itálie, USA a Rusko

1) Pražení za přístupu vzduchu:

HgS + O2 → Hg + SO2

2) Redukce s kovovým železem

3) Pražením  s oxidem vápenatým:

4 HgS + 4 CaO → 4 Hg + 3 CaS + CaSO4

Hg páry jsou ochlazovány a destilovány

EU se snaží o eliminaci rtuťových výrobků

Rtuť-využití

Nejvýznamnější ve formě svých slitin s jinými kovy

hlavně s Au, Ag, Cu, Zn, Cd

Zubní amalgámy, sodíkový amalgám- rtuťové katody

Fyzikální přístroje- teploměry, tlakoměry, na měření at. tlaku

Výbojky a zářivky- v luminoforu

Vakcíny proti některým bakteriálním, virovým onemocněním (hepatitidě typu B, menigitidě, tetanu)

Na výrobu Cl

Rtuť-sloučeniny

Chlorid rtuťný Hg2Cl2 (kalomel)

Chlorid rtuťnatý HgCl2 (sublimát)-extrémně jedovatý

Sulfid rtuťnatý HgS (rumělka)

Fulminát rtuťnatý Hg(ONC)2 (třaskavá rtuť)-pyrotechnika

Rtuť-zdravotní rizika

Kumulativní jed

Zasahuje ledviny, méně játra a slezina

Projevy otravy bývají různé- studené končetiny, vypadávání vlasů, zažívací poruchy, psychické potíže

Jedovaté spíše sloučeniny

Rtuť škodí životnímu prostředí

Kopernicium

Cn, Copernicium

Protonové číslo: 112

Molární hmotnost: (285)

Radioaktivní

První vyrobení 1996

20882Pb + 7030Zn → 278112Cn → 277112Cn + 10n

poločas rozpadu 277112Cn  je asi 0,2 ms

Zdroje

Internetové:

http://www.prvky.com

http://cs.wikipedia.org

Knižní:

MAREČEK, Aleš. Chemie 2.díl. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 1998

GREENWOOD, N. N. a A. EARNSHAW. Chemie prvků: svazek 2. 1993

Děkuji za pozornost