Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Vascsoport elemei. Fizikai tulajdonságok Vegyérték elektron konfiguráció Fe3d 6 4s 2 Co3d 7 4s 2 Ni3d 8 4s 2 vízszintes hasonlóság (a belépő elektronok.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Vascsoport elemei. Fizikai tulajdonságok Vegyérték elektron konfiguráció Fe3d 6 4s 2 Co3d 7 4s 2 Ni3d 8 4s 2 vízszintes hasonlóság (a belépő elektronok."— Előadás másolata:

1 Vascsoport elemei

2 Fizikai tulajdonságok Vegyérték elektron konfiguráció Fe3d 6 4s 2 Co3d 7 4s 2 Ni3d 8 4s 2 vízszintes hasonlóság (a belépő elektronok energiaszintje közel azonos)

3 vasnak 4, nikkelnek 5 izotópja van kobalt tiszta elem ezüstösen csillogó fémek (kobalt kékes árnyalatú) puha, jól megmunkálható (a vas ha nem tiszta törékeny) nehéz fémek ferromágnesek op: 1500 o C körül jó elektromos és hővezetők

4 vas allotróp módosulatai –  -vas: tércentrált, stabil (szobahőmérsékleten) –  -vas: az  -vas alakul át a Curie ponton (769 o C) - már nem mágnesezhető –  -vas: 900 o C fölött alakul át, laponcentrált köbös, kemény fém (ausztenit) –  -vas: 1400 o C-on éri el ezt az állapotot, tércentrált, paramágneses

5 Kémiai tulajdonságok Oxidációsszámok –Fe0, +2, +3, +6[FeO 4 ] 2- [ferrát(VI)]-ion –Co0, +2, +3 –Ni0, +2, +3 legreakcióképesebb a vas Halogénekkel melegen reagálnak (víz jelenlétében) –Vas +2 oxidációsszámmal valamennyi halogénnel képeznek vegyületet FeF 2, FeCl 2, … Fe + Cl 2 = FeCl 2 vízben jól oldódnak, vizes oldatban [Fe(H 2 O) 6 ] 2+ halvány zöld

6 –Vas +3 oxidációszámmal FeF 3, FeCl 3, FeBr 3, FeI 3 halványzöldrozsdabarnabarnafekete 2Fe + 3F 2 = 2FeF 3 Vizes oldatban: [Fe(H 2 O) 6 ] 3+ sárga –Kobalt +2 oxidációszámmal CoF 2, CoCl 2, CoBr 2, CoI 2, rózsaszínűkékzöldkékes fekete Vizes oldatban:[Co(H 2 O) 6 ] 2+ rózsaszínű –Kobalt +3 oxidációszámmal CoF 3 világosbarna

7 –Nikkel +2 oxidációsszámmal NiF 2, NiCl 2, NiBr 2, NiI 2, sárgasárgasárgafekete –Vizes oldatban:[Ni(H 2 O) 6 ] 2+ mélyzöld

8 Oxigénnel magas hőmérsékleten reagálnak, de finom eloszlású poruk pirofóros 4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3 MO, M 2 O 3, M 3 O 4 összetételűek Vas oxidok, hidroxidok –FeO fekete por, híg savakban jól oldódik, pirofóros –Fe 2 O 3 vöröses barna, atomrácsos szerkezetű, kemény, vízben, híg lúgban nem oldódik, de tömény lúgok és savak oldják –Fe 3 O 4, fekete, lúgokban nem, tömény savak lassan oldják, jó vezető. Természetes mágneses tulajdonságú

9 –sói nátrium-hidroxiddal csapadékot képeznek FeSO 4 + 2NaOH = Fe(OH) 2 + Na 2 SO 4 zöldesfehér jól oldódik nem oxidáló savakban Levegőn könnyen tovább oxidálódik vas(III)-hidroxiddá 2Fe(OH) 2 + 2H 2 O + 1/2O 2 = 2Fe(OH) 3 vörösbarna

10 Kobalt- oxidok, hidroxidok –CoO olajzöld, por, vízben nem oldódik –Co 3 O 4 (CoO, Co 2 O 3 ) fekete CoCl 2 + NaOH = CoCl(OH) + NaCl kék CoCl(OH) + NaOH = Co(OH) 2 + NaCl rózsaszínű Ammónium-hidroxidban komplexképződés közben oldódik piszkossárga színnel Co(OH) 2 + 6NH 4 OH = [Co(NH 3 ) 6 ](OH) 2 +6H 2 O Hidrogén-peroxiddal kobalt(III)-hidroxiddá oxidálható 2Co(OH) 2 + H 2 O 2 = 2Co(OH) 3

11 Nikkel-oxidok, hidroxidok –NiO szürkésfekete NiSO 4 + 2NaOH = Ni(OH) 2 + Na 2 SO 4 halványzöld Ammónium-hidroxidban komplexképződés közben oldódik világoskék színnel Ni(OH) 2 + 6NH 4 OH = [Ni(NH 3 ) 6 ](OH) 2 +6H 2 O Klóros vízzel nikkel(III)-hidroxiddá oxidálható 2Ni(OH) 2 + Cl 2 + 2H 2 O = 2Ni(OH) 3 + 2HCl

12 Kénnel melegítve, tűztüneménnyel járó heves reakció Fe + S = FeS FeS + 2HCl = FeCl 2 + H 2 S pirit pörkölése 4FeS 2 +11O 2 = 2Fe 2 O 3 +8SO 2 Nitrogénnel magasabb hőmérsékleten sem reagál Szénnel magasabb hőmérsékleten vas-karbidot alkot (Fe 3 C) Hidrogént elnyeli, nem sztöchimetriai összetételű hidridet alkot. Törékennyé, rideggé válik.

13 Híg ásványi savakban oldódnak vas(II) vegyületek képződése közben Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 Tömény oxidáló savakban passziválódnak (acél tartályokban szállíthatók). A védő oxidréteg savakkal (pl.sósav) eltávolítható. Vízzel reagálnak Fe + H 2 O = FeO + H o C felett 3Fe + 4H 2 O = Fe 3 O 4 +4H o C alatt Ammóniával nitrideket képez 6Fe + 2NH 3 = 2Fe 3 N + 3H 2 Kén-hidrogénnel szulfidot képez hidrogén fejlődés közben Fe + H 2 S = FeS + H 2

14 szén-monoxiddal nagy nyomáson, 200 o C-on karbonil komplex képződése mellett Fe + 5CO = [Fe(CO) 5 ] Ni + 4CO = [Ni(CO) 4 ] szén-monoxiddal magas hőmérsékleten karbidokat képez 3Fe + 2CO = Fe 3 C + CO 2

15 Komplex vegyületek +2 ox. állapot: [CoCl 4 ] 2-, [CoF 4 ] 2-, [Co(NH 3 ) 6 ] 2+, [Co(H 2 O) 6 ] Cl - = [CoCl 4 ] 2- oktaéderestetraéderes rózsaszínűkék 4Fe K 4 [Fe(CN) 6 ] = Fe 4 [Fe(CN) 6 ] K + Turnbull-kék +3 ox. állapot: [Co(CN) 6 ] 3-, 3Fe K 3 [Fe(CN) 6 ] = Fe 3 [Fe(CN) 6 ] 2 + 6K + berlini-kék

16 Vas rozsdásodása Rozsda: Fe(OH) 3, FeOOH összetételű Elektrokémiai folyamat víz, oxigén és elektrolit jelenlétében Katódos redukció:3O 2 + 6H 2 O + 12e -  12OH - Anódos oxidáció:4Fe  4Fe 2+ +8e - 4Fe 2+  4Fe 3+ 4e - Bruttó reakció:4Fe + 3O 2 + 6H 2 O = 4Fe OH - 4Fe(OH) 3 vagy 4FeOOH + 4H 2 O

17 Korrózióvédelem –festék bevonat –egy másik fém bevonat (cink, ón) –inhibitorokkal való kezelés (kromát) –passziválás (összefüggő védő oxidréteg kialakítása) –anódos fémvédelem (magnézium, cink)

18 Előfordulás Meteorotokban, vulkanikus vastelepeken elemi állapotban hematitFe 2 O 3 magnetitFe 3 O 4 szideritFeCO 3 piritFeS 2 kobaltinCoAsS gersdorfitNiAsS nikkelinNiAs

19 Előállítás Oxiddá alakítani  szenes redukció vasgyártás tiszta vas előállítása karbonilek termikus bontásával vas(III)-klorid oldat elektrolízise vas-oxalát hevítése Fe(COO) 2  Fe + 2CO 2 Nikkel: NiS + CuS ásványok SiO 2 -vel való pörkölése  kén és vastartalom csökken  az olvadék lehűlése után a NiS és CuS elválik  elektrolízis

20 Vasgyártás nagyolvasztóban: vasérc (hematit), koksz, mészkő  forró levegő 2Fe 2 O 3 + 3C = 4Fe + 3CO 2 SiO 2 + CaCO 3 = CaSiO 3 + CO 2 A cseppfolyós vas tetején úszik a megolvadt salak, ami megvédi az oxidációtól. Nyersvas  kovácsvas (olvadt vasat hematittal keverve kiégetik a fölös szenet)  acél (nyersvas széntartalmának csökkentése) - Bessemer vagy Siemens eljárás

21

22 Felhasználás Vas –Legfontosabb szerkezeti anyag –vasötvözetek –acél –mágnesacél Kobalt –ötvözetek (permanens mágnes) –magas hőmérsékletű acélok (turbinagyártás) –kerámia-, üveggyártás – 60 Co ,  sugárzó - rosszindulatú daganatos betegségek kezelése Nikkel –ötvözetek (Ni - Cu - Zn alpakka) –nikkel bevonat (védő, díszítő) –margaringyártás katalizátora

23 Vas biológiai szerepe Legnagyobb mennyiségben előforduló mikroelem vizes oldatokban Fe 2+, Fe 3+ Fe 2+ könnyen oxidálódik Fe 3+ -má Fe 3+ kemény Pearson sav Fe 2+ közepesen kemény Pearson sav Fe 3+ vizes oldatban savasan hidrolizál [Fe(H 2 O) 6 ]  [Fe(OH)(H 2 O) 5 ] 2+ + H + vízvesztéssel dimerizálódik

24 Terápia Vas(II)-sók FeSO 4 vagy FeCl 2 formában C-vitaminnal vagy folsavval védik az oxidációtól Oxigén transzport oxigén csak kismértékben oldódik vízben átmenetifémek harmincszorosára növelik az O 2 oldékonyságát oxigénkötő fehérjék –hemoglobin –mioglobin transzport fehérjék –hemoeritrin –hemocianin (réz tartalmú)

25 Hemoglobin és mioglobin hem - proteinek prosztetikus (nem fehérje jellegű) csoportja a hem (protoporfirin IX és a vas(II)-komplexe) protoporfirin IX síkszerű molekula feladata: oxigén megkötése

26 mioglobin


Letölteni ppt "Vascsoport elemei. Fizikai tulajdonságok Vegyérték elektron konfiguráció Fe3d 6 4s 2 Co3d 7 4s 2 Ni3d 8 4s 2 vízszintes hasonlóság (a belépő elektronok."

Hasonló előadás


Google Hirdetések