Téma prezentace: Prvky I. a II. B skupiny
Typ souboru: prezentace PPTX
Přidal(a): Filip Nehasil
Popis materiálu:
V této prezentaci jsou uvedené obecné vlastnosti skupin a zároveň jsou důkladně rozebrané jednotlivé prvky. Byla vytvořena do hodin chemie.
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 %
- a) Nejdříve se zkoncentruje sedimentací, nebo flotací
- 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
