Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az oxigéncsoport elemei. Kalkogén elemek (kőzetalkotó) Elektron konfiguráció: ns 2 np 4 Páros rendszámúak nagyszámú izotóp – 16 O, 17 O, 18 O – 32 S,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Az oxigéncsoport elemei. Kalkogén elemek (kőzetalkotó) Elektron konfiguráció: ns 2 np 4 Páros rendszámúak nagyszámú izotóp – 16 O, 17 O, 18 O – 32 S,"— Előadás másolata:

1 Az oxigéncsoport elemei

2 Kalkogén elemek (kőzetalkotó) Elektron konfiguráció: ns 2 np 4 Páros rendszámúak nagyszámú izotóp – 16 O, 17 O, 18 O – 32 S, 33 S, 34 S, 36 S, –Po csak radioaktív izotóp Oxigén, kén: nemfém Szelén, tellúr: félfém Polónium: fémes karakter EN rendszám növekedésével csökken Fémes tulajdonságok erősödnek

3 Fizikai tulajdonságok Oxigén színtelen, szagtalan, íztelen gáz Levegőnél kicsibb nagyobb sűrűségű Igen nehezen cseppfolyósítható (cseppfolyós és szilárd oxigén kék) Allotróp módosulata az ózon (O 3 ) Op, fp alacsony paramágneses Vízben kismértékben oldódik (3 cm 3 /1 dm 3 víz) Apoláris, nehezen polarizálható

4 Kén sárga, üvegfényű, kiskeménység, rideg, szilárd 3 allotróp módosulata va –rombos kén (  ): szobahőmérsékleten stabil –monoklin kén (  ): hosszú, tűszerű kristályok, 95,5 o C felett stabil –amorf (túlhűtött folyadék): rugalmas, nyújtható, metastabil, rombos kénné alakul –pszeudomorfia: kristályszerkezetváltozás, miközben a külső alakjukat megtartják elektromosságot és hőt nem vezetik

5 vízben nem oldódnak CS 2, toluol jól oldja 8 atomos molekulákat alkot  molekularács a 8 atom gyűrűt alkot Op (113 o C), fp (444 o C) alacsony

6 Kémiai tulajdonságai Oxigén Nagy reakcókészség Nagy kötésenergia Nagy EN = 3,5 E a igen nagy Oxidációsszám -2, -1, -1/2, -1/3, 0, +2 Elemekkel közvetlenül reagál

7 Hidrogénnel alkotott vegyületei (H 2 O, H 2 O 2 ) Meggyújtva kék lánggal vízzé ég 2H 2 + O 2 = 2H 2 O (durranógáz) Hidrogén-peroxid színtelen, szagtalan a víznél másfélszer sűrűbb folyadék vízzel minden arányban elegyedik erősen poláros molekulái között H-kötés alakul ki peroxokötés igen bomlékony 2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 (exoterm) vizes oldata is bomlékony

8 Erős oxidálószer –kénessavat kénsavvá H 2 SO 3 + H 2 O 2 = H 2 SO 4 + H 2 O –jodidot jóddá 2KI + H 2 O 2 = I 2 + 2KOH Redukálószerként mindig oxigén felszabadulása közben reagál KIO 4 + H 2 O 2 = KIO 3 + H 2 O + O 2 jó fertőtlenítőszer és színtelenítőszer előállítása laboratóriumban BaO 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + H 2 O 2

9 Halogénekkel közvetlenül nem reagál Kénnel (kék lánggal) S + O 2 = SO 2 Kén-dioxid, kénessav színtelen, szúros szagú, köhögésre ingerlő gáz levegőnél 2,5-ször nehezebb gáz könnyen cseppfolyósítható dipólus molekula kénessav valódi savanhidridje SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3 vízben kitűnően oldódik (35 dm 3 /1 dm 3 víz)

10 Oxigénnel katalizátor jelenlétében kén-trioxiddá oxidálható 2SO 2 + O 2 = 2SO 3 Oxidálószerek könnyen oxidálják (erős redukálószer) SO 2 + I 2 + H 2 O = 2HI + H 2 SO 4 Erősebb redukálószerek kénné redukálják SO 2 + 2H 2 S = 2H 2 O + 3S (vulkáni kéntelepek) előállítása, sóiból erős savakkal (laborban) Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 SO 3 H 2 SO 3 = H 2 O + SO 2 4FeS O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 (iparban)

11 Kénessav

12 Kén-trioxid (SO 3 ), kénsav (H 2 SO 4 ) többféle módosulat –monomer síktrigonális nagysűrűségű, színtelen folyadék könnyen polimerizálódik –trimer - gyűrűvé zárul kénatomokat O hídligandum kapcsolja össze tetraéderes szerkezet kristályos, selyemfényű, rostos –polimer spirális láncszerkezet

13 Kénsav nagy sűrűségű, színtelen, viszkózus folyadék vízzel minden arányban elegyedik (exoterm!!) erős sav

14 Foszfor oxidjai, oxosavai Difoszfor-trioxid, foszforossavak P 2 O 3 fehér, viasz lágyságú, könnyen olvadó P 4 + 3O 2 = P 4 O 6 levegőn könnyen meggyullad, foszfor-pentaoxiddá ég el erősen mérgező foszforossavak valódi savanhidridje P 4 O 6 + 6H 2 O = 4H 3 PO 3 ortofoszforossav P 4 O 6 + 2H 2 O = 4HPO 2 metafoszforossav P 4 O 6 + 4H 2 O = 2H 4 P 2 O 5 pirofoszforossav

15 Foszforossav színtelen, higroszkópos, könnyen olvadó vízben jól oldódik közepesen erős, kétbázisú sav erősen redukáló hatású sói a foszfitok Difoszfor pentaoxid, foszforsavak P 4 + 5O 2 = P 4 O 10 fehér, pelyhes szilrárd anyag könnyen szublimál legerősebb nedvszívó vízben hevesen oldódik (exoterm)

16 valódi savanhidrid P 4 O H 2 O = 4HPO 3 metafoszforsav P 4 O H 2 O = 4H 3 PO 4 ortofoszforsav P 4 O H 2 O = 2H 4 P 2 O 7 pirofoszforsav Ortofoszforsav színtelen, könnyen olvadó kristályos anyag vízben kítűnően oldódik híg vizes oldata savanykás ízű (nem mérgező) higroszkópos vizes oldata közepesen erős három bázisú sav sói a foszfátok

17 Szén oxidjai, szénsav Szén- monoxid (CO) színtelen, szagtalan, a levegőnél kicsit könnyebb gáz apoláris molekula alacsony op, fp nehezen cseppfolyósítható vízben alig oldódik szobahőmérsékleten passzív klórral fény harására reagál CO + Cl 2 = COCl 2 karbonil-klorid meggyújtva kék lánggal szén-dioxiddá ég 2CO + O 2 = 2CO 2 erélyes redukálószer Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2

18 Átmenetifémekkel komplexet képez 5CO + Fe = [Fe(CO) 5 ] hangyasav valódi savanhidridje (erős vízelvonás cc H 2 SO 4 ) HCOOH = CO + H 2 O előállítása –szén-dioxid redukálása szénnel magas hőmérsékleten CO 2 + C = 2CO –laboratóriumban - hangyasavból (vagy sóiból) tömény kénsavval Szén-dioxid (CO 2 ) színtelen, szagtalan, savanykás ízű gáz levegőnél nehezebb folyadékként önthető nagy nyomáson cseppfolyósítható szilárd szén-dioxid - szárazjég - szublimál

19 Vízben 1 : 1 arányban oldódik etanolban háromszor jobban oldódik Vízzel szénsavat alkot, valódi savanhidrid CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3 az égést nem táplálja legnagyobb standard redoxipotenciálú fémek redukálják CO 2 + 2Mg = C + 2MgO ammóniával ammónium-karbamátot képez (fehér füst) NH 3 + CO 2 = NH 2 COONH 4 előállítása –iparban mészégetéssel CaCO 3 = CaO + CO 2 –laborbanmészkőből sósavval CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 +CO 2 + H 2 O

20 Szénsav (H 2 CO 3 ) csak híg vizes oldatban létezik gyenge, kétbázisú sav karbonátion könnyen polarizálható sói a karbonátok vízben csak az alkálifém karbonátok oldódnak a többi karbonát vízben oldhatatlan karbonátokból sósav hatására CO 2 fejlődik Szilícium-dioxid (SiO 2 ) térhálós szerkezetű atomrács minden Si atomhoz 4 O atom kapcsolódik kovalens kötéssel nagy kötésenergia SiO 4 -tetraéderek

21 Színtelen, átlátszó, üvegfényű Nagy keménységű magas op, fp oldhatatlan piezoelektromos tulajdonság negatív redox potenciálú fémekkel elemi szilíciummá redukálható SiO 2 + 2Mg = 2MgO + Si 2Mg + Si = Mg 2 Si magnézium-szilicid Mg 2 Si + 4HCl = MgCl 2 + SiH 4 SiH 4 + 2O 2 = SiO 2 + 2H 2 O csak a HF támadja meg a savak közül (üvegmaratás) SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O SiF 4 + 2HF = H 2 [SiF 6 ]

22 Erős lúgokban lassan oldódik SiO 2 + 2NaOH = Na 2 SiO 3 + H 2 O alkáli-karbonátokkal is szilikátot alkot (alkáli ömlesztés) Na 2 CO 3 + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + CO 2 kovasav (H 2 SiO 3 ) anhidridje Kovasavak elvileg a szilícium-dioxidból származtathatók változatos összetétel formálisan orto- és metakovasav a legegyszerűbb SiO 2 + H 2 O = H 2 SiO 3 SiO 2 + 2H 2 O = H 4 SiO 4 polikovasavakaz orto- és metakovasavakból vízleadással származtathatók 2H 4 SiO 4 = H 6 Si 2 O 7 + H 2 O

23 Fémek oxidjai bázis anhidridek 2Na + O 2 = Na 2 O 2 Na 2 O 2 + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 O 2 CaO + H 2 O = Ca(OH) 2

24 Ózon Oxigéngáz allotrop módosulata Átható szagú (ozein: bűzleni) gáz Diamágneses Kék színű Vízben jól oldódik ( 0,5 dm 3 / 1 dm 3 víz) Kémiai tulajdonságai Bomlékony  erélyes oxidálószer O 3 = O 2 + O Fémeket oxidálja 2Ag + 2O 3 = Ag 2 O 2 + 2O 2 PbS + 4O 3 = PbSO 4 + 4O 2 Fekete fehér

25 Kimutatása KI-os szűrőpapírral 2KI + H 2 O + O 3 = I 2 + 2KOH + O 2 Szerves vegyületeket oxidálja előfordulása: légkör magasabb rétegeiben előállítása –iparban ozonizátorokban –laboratóriumban 2KMnO 4 + H 2 SO 4 = 2HMnO 4 + K 2 SO 4 2HMnO 4 = Mn 2 O 7 + H 2 O Mn 2 O 7 = 2MnO 2 + O 3 felhasználás –fertőtlenítés –ivóvíz sterilizálása

26 Kén kémiai tulajdonságai reakciókészsége szobahőmérsékleten nem nagy hőmérséklet növelésével fokozódik a reakciókészség Fémekkel szulfidokat alkot (kivétel, Au, Pt, Ir) heves tűztüneménnyel járó reakciók Fe + S = FeSfekete Zn + S = ZnSfehér Hidrogénnel 400 o C-on egyensúlyi reakcióban kén-hidrogénné egyesül H 2 + S = H 2 S záptojás szagú, levegőnél nehezebb, mérgező gáz vízben elég jól oldódik igen gyenge sav

27 Oxigénnel SO 2, SO 3 (lsd oxigén vegyületek) Fémekkel szulfidokat alkot (kivétel, Au, Pt, Ir) heves tűztüneménnyel járó reakciók Fe + S = FeSfekete Zn + S = ZnSfehér FeS + 2HCl = FeCl 2 + H 2 S savakkal nem reagál erős lúgokkal poliszulfidot képez 12S + 3Ca(OH) 2 = 2CaS 5 + CaS 2 O 3 + 3H 2 O (mészkénlé)

28 Előállítás Oxigén Ipari előállítás: Levegő cseppfolyósítása  desztillálás  nemesgázok, N 2, O 2 Vízbontás (elektrolitikusan, termikusan) Laboratóriumi előállítás: Kálium-permanganát termikus bontása 2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 Higany(II)-oxid termikus bontása (Priesley) 2HgO = 2Hg + O 2 2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 (Fe 3+ katalizátor)

29 KClO 3 = KClO 4 + KCl + O 2 KClO 4 = KCl + 2O 2 Víz elektrolízisével (Pt elektródokkal) 2H 2 O = 2H 2 + O 2 Kén kibányászott kén, olvasztása, desztillálása szulfidos ércek levegőtől elzártan hevítik 3FeS 2 = Fe 3 O 4 + S

30 Előfordulás Oxigén levegő 21%-a vegyületeiben (víz, kőzetalkotó ásványok, szilikátok Kén elemi állapotban, vulkáni vidékeken szulfidos ércekszulfátok FeS 2 piritgipszCaSO 4.2H 2 O szfaleritZnSkeserűsóMgSO 4.7H 2 O galenitPbsbaritBaSO 4 cinnabaritHgSanhidritCaSO 4

31 Felhasználás Oxigén magas hőmérsékletű lángok (hegesztőipar) salétromsavgyártás (ammónia oxidálása) vasgyártás gyógyászat Kén kénsavgyártás gumigyártás (vulkanizálás) növényvédő szer kénes hintőpor, krém készítése

32 Oxigén bioszervetlen kémiája


Letölteni ppt "Az oxigéncsoport elemei. Kalkogén elemek (kőzetalkotó) Elektron konfiguráció: ns 2 np 4 Páros rendszámúak nagyszámú izotóp – 16 O, 17 O, 18 O – 32 S,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések