Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

A hidrogén felfedezése Henry Cavendish (1731  1810) A H 2 összegyűjtése és vizsgálata Cavendish: 1766 Robert Boyle, Pristley, kísérletei (pl. Fe + HCl):

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "A hidrogén felfedezése Henry Cavendish (1731  1810) A H 2 összegyűjtése és vizsgálata Cavendish: 1766 Robert Boyle, Pristley, kísérletei (pl. Fe + HCl):"— Előadás másolata:

1 A hidrogén felfedezése Henry Cavendish (1731  1810) A H 2 összegyűjtése és vizsgálata Cavendish: 1766 Robert Boyle, Pristley, kísérletei (pl. Fe + HCl): „Gyúlékony levegő” Elnevezés: 1783, Lavoisier „hydrogène” (ΰδωρ [hydōr]: víz, γεινομαι (geinomai): nemzés)

2 A hidrogén és vegyületei Izotópok: 1 H, 2 D, 3 T Előfordulás –Világegyetem: főleg H, H 2 (orto- és para-H 2 ) –Föld: H 2 O, szerves vegyületek, hidroxidos ásványok Előállítás: –Labor: Zn(s) + 2HCl(aq) = ZnCl 2 (aq) + H 2 (g) CaH 2 (s) + 2H 2 O(l) = Ca(OH) 2 (aq) + 2H 2 (g) Víz elektrokémiai bontása –Ipar:CH 4 (g) + H 2 O(g) = CO(g) + 3H 2 (g) (Ni-katalizátor, 800  1000ºC, 10  50 bar) Felhasználás: –Redukálószer –Szintetikus vegyipar (pl. ammónia-, metanol-, benzingyártás) –Olajsavak telítése (margaringyártás) –Autogén hegesztés (+ O ºC), fűtés, rakéta-hajtóanyag –Nehézvíz (D 2 O): atomreaktorok

3 A hidrogén és vegyületei Fizikai tulajdonságok: –Színtelen, szagtalan, kétatomos gáz –Apoláris → vízben rosszul oldódik –Alacsony olvadás- (14 K) és forráspont (20 K) –Folyékony állapotban kis sűrűségű (  = 0,09 g/cm 3 ) Kémiai tulajdonságok: –Fluorral, klórral és oxigénnel robbanásszerűen reagál: F 2 (g) + H 2 (g) = 2HF(g), Cl 2 (g) + H 2 (g) =2HCl(g) H 2 (g) + O 2 (g) = H 2 O(g) –Brómmal, jóddal, kénnel lassabban, magasabb hőmérsékleten: Br 2 (g) + H 2 (g) = 2HBr(g), I 2 (g) + H 2 (g) =2HI(g) H 2 (g) + S(g) = H 2 S(g) –Nitrogénnel csak katalizátor jelenlétében, magas hőmérsékleten (ammóniagyártás): 3H 2 (g) + N 2 (g) = 2NH 3 (g) Haber-Bosch szintézis (Fe-katalizátor, 400  600ºC, 150  600 bar) –Néhány száz fokon egyes fémekkel, pl. alkálifémekkel: 2Na(s) + H 2 (g) = 2NaH(s)

4 A hidrogén és vegyületei interszticiális (rácsközi) hidridek katalizátorok

5 1. csoport: Alkálifémek felfedezése Arfvedson lítiumvegyületek: 1817 előállítása Bunsen and Matthiessen 1855 LiCl olvadékának elektrolízise Rubídium: 1861 Bunsen and Kirchhoff spektroszkópia Cézium: 1860 Bunsen and Kirchhoff spektroszkópia Nátrium előállítása: 1807 Sir Humphery Davy NaOH elektrolízise Kálium előállítása: 1807 Sir Humphery Davy NaOH elektrolízise Gustav Kirchhoff (1824–1887) Robert W. Bunsen (1811–1899) Sir Humphry Davy (1778  1829)

6 Az alkálifémek előállítása

7 Az alkálifémek fizikai tulajdonságai Felhasználásuk: Li: felhasználás pl. Li-elem Na: folyékony Na hűtéses atomreaktorok, redukálószer K: redukálószer Rb: frekvenciastandard (atomórák) Cs: infravörös lámpák és detektorok, atomóra

8 Az alkálifémek fontosabb reakciói

9 Li 2 CO 3 : mániákus depresszió kezelése LiH, LiAlH 4 : laboratóriumi redukálószer NaCl: konyhasó, laboratóriumban HCl fejlesztés cc H 2 SO 4 + NaCl(s) = NaHSO 4 + HCl(g) (cc H 2 SO 4 + 2NaCl = Na 2 SO 4 + 2HCl) Wieliczka sóbánya, Lengyelország Az alkálifémek vegyületei Sóvidék, Erdély

10 NaOH: nátrium-hidroxid, vizes oldata a nátronlúg laboratóriumban lúg, iparban pl. bauxit feltárása, szappangyártás előállítása NaCl vizes oldatának elektrolízise: 2NaCl(aq) + 2H 2 O(l) = 2NaOH(aq) + Cl 2 (g) + H 2 (g) Na 2 SO 4 : nátrium-szulfát, glaubersó laboratóriumban pl. szárítószer (vizet kristályvízként köti meg) iparban pl. papírgyártás Na 2 CO 3 : nátrium-karbonát, szóda, sziksó laboratóriumban pl. CO 2 fejlesztés iparban üveggyártás NaHCO 3 : szódabikarbóna (sütőpor) NaNO 3 : nátrium-nitrát, chilei salétrom: műtrágya, régebben puskaporgyártás Na 3 PO 4 : nátrium-foszfát: vízlágyítás KOH: kálium-hidroxid, vizes oldata a kálilúg KCl:kálium-klorid, ásványként: szilvin felhasználás műtrágyaként K 2 CO 3 : kálium-karbonát, hamuzsír CsOH: alkálielemek Az alkálifémek vegyületei sziksó, Alföld

11 2. csoport: Alkáliföldfémek Be: első előállítás F. Wöhler és A. B. Bussynak 1828, (előtte berill ásvány ism.) Mg, Ca, Sr, Ba első előállítása: Davy 1808 Ra felfedezése: Pierre és Marie Curie 1911

12 Az alkáliföldfémek fizikai tulajdonságai

13 Az alkáliföldfémek fontosabb reakciói M + X 2 → MX 2

14 Az alkáliföldfémek fontosabb vegyületei BeCl 2 : lineáris Lewis-komplex MgO: magnézium-oxid, égetett magnézia tűzálló anyagok (téglák, kemencék) előállítás: MgCO 3 (s) = MgO(s) + CO 2 (g) (hevítés) Mg(OH) 2 : magnézium-hidroxid vizes szuszpenzióját gyomorsav megkötésére használják MgCO 3 : magnézium-karbonát: hintőpor Mg(ClO 4 ) 2 : magnézium-perklorát laboratóriumi szárítószer CaO: kalcium-oxid, égetett mész mészégetés: CaCO 3 (s) = CaO(s) + CO 2 (g) (900ºC) mészoltás: CaO(s) + H 2 O(l) = Ca(OH) 2 (s) Ca(OH) 2 : kalcium-hidroxid, oltott mész építőipar, fertőtlenítés, fémkohászatban salakképző

15 Az alkáliföldfémek fontosabb vegyületei CaSO 4 : kalcium-szulfát, CaSO 4  2H 2 O: gipsz, CaSO 4  1/2H 2 O: égetett gipsz építőipar, gyógyászat Ca 5 (PO 4 ) 3 (F,OH,Cl): apatit foszfortartamú műtrágya előállítása CaC 2 : kalcium-karbid előállítása: CaO(s) + 3C(s) = CaC 2 (s) + CO(g) felhasználása régebben: karbidlámpák CaC 2 (s) + 2H 2 O(l) = Ca(OH) 2 + C 2 H 2 (g) 2C 2 H 2 (g) + 5O 2 (g) = 4CO 2 (g) + 2H 2 O(g) CaCO 3 : kalcium-karbonát, mészkő (pát, kalcit, aragonit) korábban néztük: mészkő oldódása (Ca,Mg)CO 3 : dolomit aragonitkalcit A víz keménysége: állandó és változó ~ Változó: Ca(HCO 3 ) 2 + Mg(HCO 3 ) 2 forralással karbonátok kicsapódnak Állandó: többi Ca- és Mg-só

16 A 13. csoport elemei Felfedezésük: B: 1808 Sir Humphry Davy, J.L Gay-Lussac (név: Borax-carbon) Al: 1825 Hans Christian Oersted Ga Paul Emile Lecoq de Boisbaudran In: 1863 Ferdinand Reich (név: indigó színű sáv a spektrumában) Tl: 1861 Sir William Crookes

17 A 13. csoport elemeinek fizikai tulajdonságai Felhasználásuk: B: bórszálas kompozitok Al: szerkezeti anyagok, ötvözetek, Al-dobozok Ga: félvezetőgyártás In: kemény csapágyak bevonata Tl: mérgek, infravörös szenzorok

18 A 13. csoport elemeinek főbb vegyületei B x H y : boránok – koordinatívan telítetlen, elektronhiányos vegyületek → változatos H-hídas szerkezetek (két elektronos három centrumos kötés) NaBH 4 : nátrium-tetrahidrido-borát: erős redukálószer BX 3 : (X: halogén) bór-halogenidek korábban szerepelt: BF 3 és BCl 3 (Lewis adduktok pl. NH 3 -mal) B 2 O 3 : bór-oxid, B égetése során: 4B(s) + 3O 2 (g) = 2B 2 O 3 (s) H 3 BO 3 : bórsav, savas hatás: B(OH) 3 + H 2 O = B(OH) 4  + H + tűzálló zománcok BN: bór-nitrid, fehér, gyémántnál is keményebb módosulata is létezik B 12 C 3 : bór-karbid, kemény, csiszolóporként alkalmazzák AlH 3 : elektronhiányos → Lewis adduktos dimerek, trimerek (H-híddal) LiAlH 4 : lítium-alumínium-hidrid: erős redukálószer AlX 3 : AlF 3 : fehér, vízben oldhatatlan AlCl 3 : fehér, vízben hidrolizál: AlCl 3 + H 2 O = Al(OH) 3 + 3HCl iparban katalizátor Al 2 O 3 : alumínium edényeken bevonat (eloxálás), polírozószer, kromatográfiás töltet KAl( SO 4 ) 2  12H 2 O: timsó: kozmetikaipar, bőrcserzés

19 Boránok

20 A 14. csoport elemei Felfedezésük: Si: 1823 Jons Berzelius (név: a latin ’silex’: kovakő szóból) Ge: 1886 Clemens Winkler

21 A 14. csoport elemeinek fizikai tulajdonságai Felhasználásuk: C: gyémánt – csiszolópor, grafit – pl. kompozitok, amorf szén – energiahardozó, szerves vegyipar fullerének, nanocsövek – pl. szerkezeti anyagok Si: félvezetőgyártás Ge: félvezetőgyártás Sn: bronz (20% Sn, 80% Cu) forrasztóón (60% Sn, 40% Pb) vaslemezen védőréteg (passzív korrózióvédelem!) Pb: akkumulátorok, régebben vízvezetékcsövek

22 Fullerének és nanocsövek

23 A 14. csoport elemeinek főbb vegyületei C x H y : szénhidrogének – energiahordozók CCl 4 : szén-tetraklorid, mérgező, jó oldószer CHCl 3 : triklór-metán, oldószer, altató hatású CFCl 3, CF 2 Cl 2 : freonok: hűtőgépekben, légkondicionálókban, de a magas légkörben bontja az ózonréteget CO: szén-monoxid, erősen mérgező, szerves szintézisek kiinduló vegyülete CO 2 : szén-dioxid, szilárd formában hűtésre használják C 3 O 2 : O=C=C=C=O H 2 CO 3 : csak híg vizes oldatban létezik, könnyel elbomlik vízre és CO 2 -re sói a karbonátok (lsd. korábban) CS 2 : szén-diszulfid: jellegzetes szagú, mérgező illékony folyadék, előállítás: 2CH 4 (g) + 4S(s) = CS 2 (g) + 2H 2 S(g)(600 ºC) SiH 4 : gáz, levegőn spontán meggyullad SiCl 4 : színtelen folyadék, levegőn hidrolizál SiO 2 : kvarc (lásd korábban) üveg (+Na) különböző szilikátok alumínium szilikátok (+Al) SiC: szilícium-karbid, kemény, csiszolóanyagként PbO: sárga, PbO 2 : fekete (akkumulátor), Pb 3 O 4 : mínium, narancssárga (védőfesték) Pb(C 2 H 5 ) 4 : ólom-tetraetil: ólmozott benzin adalékanyaga

24 A 15. csoport elemei Felfedezésük: N: 1772 Daniel Rutherford P: 1669 Hennig Brand

25 A 15. csoport elemeinek tulajdonságai Felhasználásuk és kémiai tulajdonságaik : N 2 : inert atmoszféra, cseppfolyósítva hűtőközeg P: P 4 (sárga vagy fehér foszfor) reaktív levegőn meggyullad P(vörös) kevésbé reaktív, de jó oxidálószerekkel könnyen reagál: gyufagyártás P(fekete) vörös foszforból nagy nyomáson (hexagonális rétegek, grafithoz has. szk.) As: félvezetőgyártás Sb: félvezetőgyártás, ólom-ötvöző (keményebb fém) Bi: (olvadóbiztosíték)

26 Vörös- és fehérfoszfor

27 A 15. csoport elemeinek főbb vegyületei NH 3 : ammónia, szúrós szagú gáz,  33ºC-on cseppfolyósodik 3H 2 (g) + N 2 (g) = 2NH 3 (g) Haber  Bosch szintézis (Fe-katalizátor, 400  600ºC, 150  600 bar) HN 3 : hidrogén-azid, gáz, robban N 2 H 4 : hidrazin: színtelen, olajszerű folyadék, jó redukálószer NF 3 : nitrogén-trifluorid, stabilis NI 3 : nitrogén-trijodid, „jódnitrogén”, ((((„jódazid”))))); képződés és bomlás: 3I 2 (s) + 5NH 3 (aq) = 3NH 4 I (aq) + NH 3  NI 3 (s) 2NH 3  NI 3 (s) = 5N 2 (g) + 6NH 4 I (s) + 9I 2 (g) FN 3, ClN 3, BrN 3, IN 3 Nitrogénoxidok:

28 A 15. csoport elemeinek főbb vegyületei N 2 O: „kéjgáz”: színtelen, édeskés, előállítása: NH 4 NO 3 (s) = N 2 O(g) + 2H 2 O(g) (hevítés) felhasználás: gyógyászat (fájdalomcsillapító), habpatron töltete NO: színtelen gáz, levegőn oxidálódik: 2NO(g) + O 2 (g) = 2NO 2 (g) képződése elektromos kisülésben: N 2 (g) + O 2 (g) = 2NO(g) laboratóriumban: 3Cu(s) + 2 NO 3  (aq) + 8H + (aq) = 3Cu 2+ (aq) + 4H 2 O(l) + 2NO(g) iparban: 4NH 3 (g) + 5O 2 (g) = 4NO(g) + 6H 2 O(g) NO 2 : barna, maró, mérgező gáz; páratlan elektronja miatt monomer-dimer egyens.: 2NO 2 (g) N 2 O 4 (g) vízben oldva diszproporcionálódik: 3NO 2 (g) + H 2 O(l) = 2HNO 3 (aq) + NO (g) előállítás iparban NO oxidációjával, laborban pl.ólom-nitrát hevítésével: 2Pb(NO 3 ) 2 (s) = 4NO 2 (g) + 2PbO(s) +O 2 (g) N 2 O 3 :  20ºC alatt NO és NO2 dimerizációjával keletkező kék folyadék: NO + NO 2 N 2 O 3 N 2 O 5 : szobahőmérsékleten szilárd, ionos (NO 2 + NO 3  ), melegítve bomlik, robban: 2N 2 O 5 (g) = 4NO 2 (g) + O 2 (g)

29 A 15. csoport elemeinek főbb vegyületei H 2 N 2 O 2 : szilárd, bomlékony: H 2 N 2 O 2 (s) = H 2 O(l) + N 2 O(g) HNO 2 : salétromossav: gyenge egyértékű sav, természetben a sói (nitritek) képződés: N 2 O 3 (l) + H 2 O(l) = 2HNO 2 (aq) (csak vizes oldata létezik) szobahőmérsékleten is bomlik: 2HNO 2 (aq) = NO 2 (g) + NO(g) + H 2 O(l) HNO 2 (aq) + NO(g) = HNO 3 (aq) + NO(g) enyhén mérgező (nitrites kutak!), régebben élelmiszer tartósításra használták HNO 3 : salétromsav, választóvíz: színtelen folyadék aranyat nem, de ezüstöt oxidáció közben oldja: Ag(s) + 2HNO 3 (aq) = Ag + (aq) + NO 3  (aq) + H 2 O(l) + NO 2 (g) levegőn könnyen bomlik NO és NO 2 keletkezése közben, aromás oldalláncú aminosavakat nitrálja → elsárgásodás (xantoprotein próba) salétromsav és a sósav elegye a királyvíz, amely az aranyat oldja : HNO 3 (aq) + 3 HCl(aq) = NOCl(aq) + 2Cl + 2H 2 O(l) Au(s) + 2Cl(aq) + NOCl(aq) = AuCl 3 (aq) + 2H 2 O(l) + NO(g) vízmentes HNO 3 autoprotolízise: HNO 3 + HNO 3 H 2 NO NO 3  NaNO 3 : nátrium-nitrát, chilei salétrom NH 4 NO 3 : ammónium-nitrát, robbanékony, CaCO 3 -mal keverve műtrágya: pétisó

30 A 15. csoport elemeinek főbb vegyületei PH 3 : foszfán: fokhagymaszagú, mérgező, reaktív gáz, levegőn spontán meggyullad, foszfortartalmú fehérjék bomlásterméke, laboratóriumi előállítás: Ca 3 P 2 (s) + 6H 2 O(l) = PH 3 (g) + 3Ca(OH) 2 (s) P 2 H 4 : difoszfin PF 3 : színtelen gáz PCl 3 : színtelen, nedves levegőn hidrolizáló folyadék PBr 3 : színtelen, nedves levegőn hidrolizáló folyadék PI 3 : vörös, hidrolizáló, szilárd anyag PX 3 + 3H 2 O(l) = H 3 PO 3 (aq) + 3HX(aq) PF 5 : kovalens (trigonális bipiramis) PCl 5, PBr 5 : ionos: PCl 4 + PCl 6  és PBr 4 + PBr 6  PX 5 (s) + 4H 2 O(l) = H 3 PO 4 (aq) + 5HX(aq) P 4 O 6 : keletkezése fehér fehérfoszfor égetése kevés oxigénben P 4 O 10 : fehér, szilárd anyag fehérfoszfor sok oxigénben való égetésekor keletkezik POX 3 : foszforil-trihalogenidek, hidrolizálnak P4O6P4O6 P 4 O 10

31 A 15. csoport elemeinek főbb vegyületei H 3 PO 2 : hipofoszforossav és foszfinsav: vízben jól oldódó, egyértékű erős sav, erős redukálószer (HPO 3 ) n : metafoszforsav H 4 P 2 O 7 : hipofoszforsav H 4 P 2 O 5 : pirofoszforsav H 3 PO 3 : (orto)foszforossav és foszfonsav: színtelen, nedvszívó szilárd anyag vízben jól oldódik, közepesen erős kétértékű sav, redukálószer képződése: P 4 O 6 (s) + 6H 2 O(l) = 4H 3 PO 3 (aq) H 3 PO 4 : foszforsav: fehér, alacsony o.p-jű, nedvszívó szilárd anyag, közepesen erős háromértékű sav, enyhe oxidálószer képződése, pl.: P 4 O 10 (s) + 6H 2 O(l) = 4H 3 PO 4 (aq) ipari előállítás: fluorapatitból kénsavval felhasználás: élelmiszeripar, vízkőoldó, műtrágyagyártás (szuperfoszfát) foszforossavfoszfonsav

32 A 16. csoport elemei Müller Ferenc (1742 – 1825) Felfedezésük: O 2 : 1774 Joseph Priestley Se: 1817 Jakob Berzelius Te: 1782 Müller Ferenc Po: 1898 Pierre és Marie Curie

33 Izland, Myvatn

34 A 16. csoport elemeinek tulajdonságai Felhasználásuk és kémiai tulajdonságaik : O 2 : színtelen, szagtalan paramágneses gáz; hegesztés, gyógyászat és O 3 : jellegzetes szagú gáz, jó oxidálószer; alsó- és felsőlégköri ózon S: legstabilabb módosulat a sárga S 8 gyűrűkből felépülő rombos kén, felmelegítve és lassan lehűtve monoklin, gyorsan hűtve amorf kén keletkezik; kénsavgyártás, vulkanizálás Se: több allotróp módosulata van, legstabilabb a szürke, láncokból felépülő Se, mellette a vörös Se 8 gyűrűkből felép. változat is; szervezetben nyomelem, üvegek színezése (vörös), katalizátor, fénymásolók (fotokondoktív) Te: több módosulat, legstabilabb a sötét szürke; ötvözőelem, félvezetőgyártás Po: fémrács

35 A 16. csoport elemeinek szerkezete ózon Po vörös szelén szürke szelén szürke tellúr S8S8

36 A 16. csoport elemeinek főbb vegyületei H 2 O: korábban szerepelt: autoprotolízis, amfoter, vízkeménység, … H 2 O 2 : hidrogén-peroxid, színtelen, sűrű folyadék, vízzel minden arányban elegyedik, többnyire 30%-os vizes oldatát forgalmazzák, képződése pl.: BaO 2 (s) + H 2 SO 4 (aq) = H 2 O 2 (aq) + BaSO 4 (s) iparban szerves vegyületek, katalizátorok segítségével O 2 -ből és H 2 -ből gy. oxidáló és redukálószerként is viselkedhet, pl. korábban szerepelt: 2Ni(OH) 2 (s) + H 2 O 2 (aq) = 2Ni(OH) 3 (s) 2Ni(OH) 3 (s) + H 2 O 2 (aq) = 2Ni(OH) 2 (s) + O 2 (g) +2H 2 O(l) oxidok, poroxidok, szuperoxidok: lásd korábban OF 2 : oxigén-difluorid: sárga, mérgező gáz, H 2, CH 4 vagy CO 2 elegye robban O 2 F 2 : dioxigén-difluorid: narancssárga szilárd anyag, O 2 -ből és F 2 -ből keletkezik elektromos kisülés hatására H 2 S: kén-hidrogén: rendkívül mérgező, záptojásszagú gáz, laboratóriumi előállítása: FeS(s) + 2HCl(aq) = H 2 S(g) + FeCl 2 (aq) fontosabb szulfidok: Ag 2 S, PbS, CuS, FeS (FeS 2 pirit), HgS (cinóber, vörös) CuFeS 2 (kalkopirit) torjai büdös barlang

37 Szulfidos ásványok kalkopirit, CuFeS 2 pirit, FeS 2 galenit, PbS cinnabarit, HgSargentit, Ag 2 S auripigment, As 2 S 3

38 A 16. csoport elemeinek főbb vegyületei SF 6 : inert gáz, jó elektromos szigetelő, nagyfesz. transzformátorokban töltőgáz S 2 Cl 2 : dikén-diklorid: kellemetlen szagú sárga folyadék, S és Cl 2 direkt reakciójában képződik, gumi vulkanizálására használják SCl 2 : kén-diklorid, kellemetlen szagú vörös folyadék, előállítható S 2 Cl 2 klórozásával Fe 3+ katalizátor mellett, C 2 H 4 -gyel reagáltatva mustárgáz (ClC 2 H 4 SC 2 H 4 Cl) keletk.

39 A 16. csoport elemeinek főbb vegyületei SO 2 : színtelen, szúrósszagú gáz, kén pörkölésekor (égetésekor) keletkezik, vízben jól oldódik: SO 2 (g) + H 2 O(l) = H 2 SO 3 (aq) H 2 SO 3 : kénessav: bomlékony sav, vizes oldatában is csak kis mennyiségben fordul elő, lehet oxidáló- és redukálószer is SO 3 : kén-trioxid: illékony folyadék, vízelvonó, lánc- vagy gyűrűszerűen polimerizálódhat előállítása V 2 O 5 katalizátorral, 300C-on SO 2 -ből: 2SO 2 (g) + O 2 (g) = 2SO 3 (g) vízben elnyeletve kénsav képződik: SO 3 (g) + H 2 O(l) = H 2 SO 4 (l, aq) (vízmentes H 2 SO 4 is oldja: óleum) H 2 SO 4 : kénsav: olajszerű, maró folyadék, jó oxidáló- és vizelvonószer, forrón oxidálja pl.: S, P, C H 2 S 2 O 7 : pirokénsav H 2 S 2 O 8 : peroxi-dikénsav H 2 S 2 O 3 : tiokénsav, sói redukálószerek H 2 S 2 O 4 : ditionossav SOCl 2 : kén-diklorid-oxid, szulfinil-diklorid SO 2 Cl 2 : kén-diklorid-dioxid, szulfonil-diklorid: színtelen, szúrósszagú, füstölgő folyadék mindkettőt klórozásra használják

40

41 A 17. csoport elemei Felfedezésük: F: 1886 Ferdinand-Frédéric-Henri Moissan (elnevezés Davy) Cl: 1774 Carl Wilhelm Scheele Br: 1826 Antoine-Jérôme Balard I: 1811 Bernard Courtois At: 1940 Dale R. Corson, Kenneth R. Mackenzie, Emilio Segrè

42 A 17. csoport elemeinek tulajdonságai Felhasználásuk és kémiai tulajdonságaik : F 2 : halványsárga, rendkívül reaktív gáz, fluorozásra használják: UF 6, SF 6, teflon e.á. Cl 2 : sárgászöld, szúrósszagú gáz; fertőtlenítőszer: pl. víztisztítás Br 2 : vörösbarna, szúrósszagú folyadék; iparban brómozásra használják, ill. hagyományos fekete-fehér fényképezéshez AgBr előállítása I 2 : sötétszürke, könnyen szublimálható kristályos anyag; oxigénmentes oldószerben lilás, oxigéntartalmú oldószerben barna színnel oldódik; alkoholos oldatát fertőtlenítőszerként (oxidálószer) alkalmazzák

43 A 17. csoport elemeinek főbb vegyületei Hidrogénhalogenidek: HF, HCl, HBr, HI színtelen, szúrósszagú gázok (HF 19ºC alatt folyadék) erős savak, saverősség HF

44 A 17. csoport elemeinek főbb vegyületei

45

46 IF 3 IF 5 IF 7 I2F6I2F6 Interhalogének: ICl, IBr, BrF, BrCl, ClF ClF 3, BrF 3, ICl 3, IF 3 ClF 5, BrF 5, IF 5 IF 7 előállítás elemekből, direkt szintézissel Cl 2 O: sárgásbarna bomlékony, cseppfolyósítható, bomlékony gáz, előállítás: HgO(s) + 2Cl 2 (g) = Cl 2 O(g) + HgCl 2 (s) ClO 2 : sárgászöld bomlékony, könnyen cseppfolyósítható, robbanékony gáz, előáll.: 2NaClO 3 (aq) + SO 2 + H 2 SO 4 (aq) = 2ClO 2 (g) + 2NaHSO 4 (aq) Br 2 O, BrO 2 : I 2 O 5 : színtelen kristályos anyag, hevítve bomlik, oxidálószerként használható

47 A 17. csoport elemeinek főbb vegyületei HOCl: NaOCl és NaCl oldata a hypo HClO 2 : csak oldatban stabil, de vannak stabil sói pl. AgClO 2 HClO 3 : KClO 3 nagyon erős oxidálószer (kísérletek!!!), pl. gyufában HClO 4 : erős sav, kevésbé erős oxidálószer, mint a HClO 3

48 A 18. csoport elemei Felfedezésük: He: (Helios: nap) 1869 Sir Norman Lockyer Ne: (Neos: új, fiatal) 1898 Sir William Ramsay és Morris W. Travers Ar: (Argos: lusta) 1894 Lord Rayleigh és Sir William Ramsay Kr: (Kriptos: rejtett) 1898 Sir William Ramsay és Morris W. Travers Xe: (Xenos: idegen) 1898 Sir William Ramsay és Morris W. Travers Rn:1899 Pierre és Marie Curie Felhasználásuk: He: inert atmoszféra, folyékony He-os kriogén hűtés Ne  Xe: kisülési csövek, izzólámpák töltése

49 A 18. csoport elemeinek vegyületei He és Ne: nincs ismert vegyülete HArF: első ismert (alapállapotú) Ar- vegyület, előállítás 2000-ben 10 K-es Ar-ban ArF: elektron-alapállapota nem kötött, gerjeszett állapot kötött (excimerek és exciplexek: alkalmazás lézerekben) KrF 2 : Kr és F 2 -ből elektromos kisüléssel; illékony, bomlékony szilárd anyag KrF: exciplex XeF 2, XeF 4, XeF 6 : színtelen kristályos anyagok, Xe és F 2 közvetlen reakciója XeO 3, XeO 4 : színtelen, kristályos, rendkívül robbanékony anyagok XeOF 4, XeO 2 F 2, XeO 3 F 2 HXeCCH XeF, XeCl: exciplexek

50 Néhány fontosabb átmenetifém és vegyületeik Ti: nagy szilárdságú fém, korrózióval szemben ellenálló szerkezeti anyagként használják TiCl 4 : Levegőn hidrolizál, AlR 3 -mal együtt katalizátorként használják (műanyag polimerizáció) TiO 2 : fehér festék V: nagykeménységű, jó acélötvöző V 2 O 5 : kénsavgyártásnál katalizátor Cr: acélötvöző Cr 2 O 3 : zöld színű, polírozó anyag Cr 2 O 7 2 , CrO 4 2  : jó oxidálószerek, savasságtól függően: 2CrO 4 2  + 2H+ = Cr 2 O 7 2  + H 2 O Mn: elsősorban ötvöző MnO 2 : szárazelemek gyártása KMnO 4 : oxidálószer, redoxititrálások (lásd korábban) Fe: szerkezeti elem, ásványok: FeS 2 (pirit) Fe 2 O 3 (vörösvasérc) Fe 3 O 4 (magnetit) Co: roszdamentes acél (Co  Fe  W ötvözet) Ni: acélbevonatok, hidrogénező katalizátor Cu: elektromos vezetékek, fő ötvözetei: sárgaréz (+20  45% Zn), bronz (+ Sn<14%) CuSO 4  5H 2 O: rézgálic: kékszínű mérgező kristály, permetezőszer

51 Néhány fontosabb átmenetifém és vegyületeik Hg:elektród, amalgámok Hg 2 Cl 2 : kalomel elektród Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt: katalizátorok (hidrogénezés, tüzelőanyag cellák) Ag: fémes vezetők, tükrök AgNO 3 : ezüst-nitrát, lápisz, pokolkő: fekete-fehér fényképezés, gyógyászat Au: ékszerek („24” karát tiszta Au, többi Ag ötvözet) elektronikai ipar, tükrök Átmenetifém vegyületek: Fémek és szervetlen vagy szerves vegyületek (ligandumok) Lewis-típusú komplexei: Fémorganikus vegyületek: fém-szén kötést tartalmazó vegyületek átmeneti fémek fémorganikus vegyületei jó katalizátorok pl. MnSO 4 oldása vízben kétmagvú komplex klaszter

52 Fémorganikus vegyületek Kémiai Nobel-díj: 1973 Ernst Otto Fischer (1918–2007) Geoffrey Wilkinson (1921–1996) „Szendvics” vegyületek előállítása, vizsgálata ferrocén: Fe(C 5 H 5 ) 2 kromocén: Cr(C 6 H 6 ) 2

53 Fémorganikus vegyületek alkalmazása Ziegler  Natta katalízis Kémiai Nobel-díj: 1963 Karl Ziegler (1898–1973) Giulio Natta (1903–1979)

54 Fémorganikus vegyületek alkalmazása Olefin metatézis Kémiai Nobel-díj: 2005


Letölteni ppt "A hidrogén felfedezése Henry Cavendish (1731  1810) A H 2 összegyűjtése és vizsgálata Cavendish: 1766 Robert Boyle, Pristley, kísérletei (pl. Fe + HCl):"

Hasonló előadás


Google Hirdetések