Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

A hidrogén felfedezése

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "A hidrogén felfedezése"— Előadás másolata:

1 A hidrogén felfedezése
Robert Boyle, Pristley, kísérletei (pl. Fe + HCl): „Gyúlékony levegő” A H2 összegyűjtése és vizsgálata Cavendish: 1766 Henry Cavendish (17311810) Elnevezés: 1783, Lavoisier „hydrogène” (ΰδωρ [hydōr]: víz, γεινομαι (geinomai): nemzés)

2 A hidrogén és vegyületei
Izotópok: 1H, 2D, 3T Előfordulás Világegyetem: főleg H, H2 (orto- és para-H2) Föld: H2O, szerves vegyületek, hidroxidos ásványok Előállítás: Labor: Zn(s) + 2HCl(aq) = ZnCl2(aq) + H2(g) CaH2(s) + 2H2O(l) = Ca(OH)2(aq) + 2H2(g) Víz elektrokémiai bontása Ipar: CH4(g) + H2O(g) = CO(g) + 3H2(g) (Ni-katalizátor, 8001000ºC, 10 50 bar) Felhasználás: Redukálószer Szintetikus vegyipar (pl. ammónia-, metanol-, benzingyártás) Olajsavak telítése (margaringyártás) Autogén hegesztés (+ O2 2500ºC), fűtés, rakéta-hajtóanyag Nehézvíz (D2O): 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 (r = 0,09 g/cm3) Kémiai tulajdonságok: Fluorral, klórral és oxigénnel robbanásszerűen reagál: F2(g) + H2(g) = 2HF(g), Cl2(g) + H2(g) =2HCl(g) H2(g) + O2(g) = H2O(g) Brómmal, jóddal, kénnel lassabban, magasabb hőmérsékleten: Br2(g) + H2(g) = 2HBr(g), I2(g) + H2(g) =2HI(g) H2(g) + S(g) = H2S(g) Nitrogénnel csak katalizátor jelenlétében, magas hőmérsékleten (ammóniagyártás): 3H2(g) + N2(g) = 2NH3(g) Haber-Bosch szintézis (Fe-katalizátor, 400600ºC, 150 600 bar) Néhány száz fokon egyes fémekkel, pl. alkálifémekkel: 2Na(s) + H2(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 Nátrium előállítása: 1807 Sir Humphery Davy NaOH elektrolízise Sir Humphry Davy (17781829) Kálium előállítása: 1807 Sir Humphery Davy NaOH elektrolízise Gustav Kirchhoff (1824–1887) Rubídium: 1861 Bunsen and Kirchhoff spektroszkópia Cézium: 1860 Bunsen and Kirchhoff spektroszkópia Robert W. Bunsen (1811–1899)

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 Az alkálifémek vegyületei
Li2CO3: mániákus depresszió kezelése LiH, LiAlH4: laboratóriumi redukálószer NaCl: konyhasó, laboratóriumban HCl fejlesztés cc H2SO4 + NaCl(s) = NaHSO4 + HCl(g) (cc H2SO4 + 2NaCl = Na2SO4 + 2HCl) Sóvidék, Erdély Wieliczka sóbánya, Lengyelország

10 Az alkálifémek vegyületei
NaOH: nátrium-hidroxid, vizes oldata a nátronlúg laboratóriumban lúg, iparban pl. bauxit feltárása, szappangyártás előállítása NaCl vizes oldatának elektrolízise: 2NaCl(aq) + 2H2O(l) = 2NaOH(aq) + Cl2(g) + H2(g) Na2SO4: nátrium-szulfát, glaubersó laboratóriumban pl. szárítószer (vizet kristályvízként köti meg) iparban pl. papírgyártás Na2CO3: nátrium-karbonát, szóda, sziksó laboratóriumban pl. CO2 fejlesztés iparban üveggyártás NaHCO3: szódabikarbóna (sütőpor) NaNO3: nátrium-nitrát, chilei salétrom: műtrágya, régebben puskaporgyártás Na3PO4: nátrium-foszfát: vízlágyítás KOH: kálium-hidroxid, vizes oldata a kálilúg KCl: kálium-klorid, ásványként: szilvin felhasználás műtrágyaként K2CO3: kálium-karbonát, hamuzsír CsOH: alkálielemek 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 + X2 → MX2

14 Az alkáliföldfémek fontosabb vegyületei
BeCl2: lineáris Lewis-komplex MgO: magnézium-oxid, égetett magnézia tűzálló anyagok (téglák, kemencék) előállítás: MgCO3(s) = MgO(s) + CO2(g) (hevítés) Mg(OH)2: magnézium-hidroxid vizes szuszpenzióját gyomorsav megkötésére használják MgCO3: magnézium-karbonát: hintőpor Mg(ClO4)2: magnézium-perklorát laboratóriumi szárítószer CaO: kalcium-oxid, égetett mész mészégetés: CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) (900ºC) mészoltás: CaO(s) + H2O(l) = Ca(OH)2(s) Ca(OH)2: kalcium-hidroxid, oltott mész építőipar, fertőtlenítés, fémkohászatban salakképző

15 Az alkáliföldfémek fontosabb vegyületei
CaSO4: kalcium-szulfát, CaSO42H2O: gipsz, CaSO41/2H2O: égetett gipsz építőipar, gyógyászat Ca5(PO4)3 (F,OH,Cl): apatit foszfortartamú műtrágya előállítása CaC2: kalcium-karbid előállítása: CaO(s) + 3C(s) = CaC2(s) + CO(g) felhasználása régebben: karbidlámpák CaC2(s) + 2H2O(l) = Ca(OH)2 + C2H2(g) 2C2H2(g) + 5O2(g) = 4CO2(g) + 2H2O(g) CaCO3: kalcium-karbonát, mészkő (pát, kalcit, aragonit) korábban néztük: mészkő oldódása (Ca,Mg)CO3: dolomit A víz keménysége: állandó és változó ~ Változó: Ca(HCO3)2 + Mg(HCO3)2 forralással karbonátok kicsapódnak Állandó: többi Ca- és Mg-só aragonit kalcit

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
BxHy: boránok – koordinatívan telítetlen, elektronhiányos vegyületek → változatos H-hídas szerkezetek (két elektronos három centrumos kötés) NaBH4: nátrium-tetrahidrido-borát: erős redukálószer BX3: (X: halogén) bór-halogenidek korábban szerepelt: BF3 és BCl3 (Lewis adduktok pl. NH3-mal) B2O3: bór-oxid, B égetése során: 4B(s) + 3O2(g) = 2B2O3(s) H3BO3: bórsav, savas hatás: B(OH)3 + H2O = B(OH)4 + H+ tűzálló zománcok BN: bór-nitrid, fehér, gyémántnál is keményebb módosulata is létezik B12C3: bór-karbid, kemény, csiszolóporként alkalmazzák AlH3: elektronhiányos → Lewis adduktos dimerek, trimerek (H-híddal) LiAlH4: lítium-alumínium-hidrid: erős redukálószer AlX3: AlF3: fehér, vízben oldhatatlan AlCl3: fehér, vízben hidrolizál: AlCl3 + H2O = Al(OH)3 + 3HCl iparban katalizátor Al2O3: alumínium edényeken bevonat (eloxálás), polírozószer, kromatográfiás töltet KAl( SO4)212H2O: 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
CxHy: szénhidrogének – energiahordozók CCl4: szén-tetraklorid, mérgező, jó oldószer CHCl3: triklór-metán, oldószer, altató hatású CFCl3, CF2Cl2: freonok: hűtőgépekben, légkondicionálókban, de a magas légkörben bontja az ózonréteget CO: szén-monoxid, erősen mérgező, szerves szintézisek kiinduló vegyülete CO2: szén-dioxid, szilárd formában hűtésre használják C3O2: O=C=C=C=O H2CO3: csak híg vizes oldatban létezik, könnyel elbomlik vízre és CO2-re sói a karbonátok (lsd. korábban) CS2: szén-diszulfid: jellegzetes szagú, mérgező illékony folyadék, előállítás: 2CH4(g) + 4S(s) = CS2(g) + 2H2S(g) (600 ºC) SiH4: gáz, levegőn spontán meggyullad SiCl4: színtelen folyadék, levegőn hidrolizál SiO2: kvarc (lásd korábban) üveg (+Na) különböző szilikátok alumínium szilikátok (+Al) SiC: szilícium-karbid, kemény, csiszolóanyagként PbO: sárga, PbO2: fekete (akkumulátor), Pb3O4: mínium, narancssárga (védőfesték) Pb(C2H5)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 : N2: inert atmoszféra, cseppfolyósítva hűtőközeg P: P4 (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
NH3: ammónia, szúrós szagú gáz, 33ºC-on cseppfolyósodik 3H2(g) + N2(g) = 2NH3(g) HaberBosch szintézis (Fe-katalizátor, 400600ºC, 150600 bar) HN3: hidrogén-azid, gáz, robban N2H4: hidrazin: színtelen, olajszerű folyadék, jó redukálószer NF3: nitrogén-trifluorid, stabilis NI3: nitrogén-trijodid, „jódnitrogén”, ((((„jódazid”))))); képződés és bomlás: 3I2 (s) + 5NH3 (aq) = 3NH4I (aq) + NH3NI3(s) 2NH3NI3 (s) = 5N2 (g) + 6NH4I (s) + 9I2 (g) FN3, ClN3, BrN3, IN3 Nitrogénoxidok:

28 A 15. csoport elemeinek főbb vegyületei
N2O: „kéjgáz”: színtelen, édeskés, előállítása: NH4NO3(s) = N2O(g) + 2H2O(g) (hevítés) felhasználás: gyógyászat (fájdalomcsillapító), habpatron töltete NO: színtelen gáz, levegőn oxidálódik: 2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g) képződése elektromos kisülésben: N2(g) + O2(g) = 2NO(g) laboratóriumban: 3Cu(s) + 2 NO3(aq) + 8H+(aq) = 3Cu2+(aq) + 4H2O(l) + 2NO(g) iparban: 4NH3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) + 6H2O(g) NO2: barna, maró, mérgező gáz; páratlan elektronja miatt monomer-dimer egyens.: 2NO2(g) N2O4(g) vízben oldva diszproporcionálódik: 3NO2(g) + H2O(l) = 2HNO3(aq) + NO (g) előállítás iparban NO oxidációjával, laborban pl.ólom-nitrát hevítésével: 2Pb(NO3)2(s) = 4NO2(g) + 2PbO(s) +O2(g) N2O3: 20ºC alatt NO és NO2 dimerizációjával keletkező kék folyadék: NO + NO N2O3 N2O5: szobahőmérsékleten szilárd, ionos (NO2+NO3), melegítve bomlik, robban: 2N2O5(g) = 4NO2 (g) + O2(g)

29 A 15. csoport elemeinek főbb vegyületei
H2N2O2: szilárd, bomlékony: H2N2O2(s) = H2O(l) + N2O(g) HNO2: salétromossav: gyenge egyértékű sav, természetben a sói (nitritek) képződés: N2O3(l) + H2O(l) = 2HNO2(aq) (csak vizes oldata létezik) szobahőmérsékleten is bomlik: 2HNO2(aq) = NO2(g) + NO(g) + H2O(l) HNO2(aq) + NO(g) = HNO3(aq) + NO(g) enyhén mérgező (nitrites kutak!), régebben élelmiszer tartósításra használták HNO3: salétromsav, választóvíz: színtelen folyadék aranyat nem, de ezüstöt oxidáció közben oldja: Ag(s) + 2HNO3(aq) = Ag+(aq) + NO3(aq) + H2O(l) + NO2(g) levegőn könnyen bomlik NO és NO2 keletkezése közben, aromás oldalláncú aminosavakat nitrálja → elsárgásodás (xantoprotein próba) salétromsav és a sósav elegye a királyvíz, amely az aranyat oldja : HNO3(aq) + 3 HCl(aq) = NOCl(aq) + 2Cl + 2H2O(l) Au(s) + 2Cl(aq) + NOCl(aq) = AuCl3(aq) + 2H2O(l) + NO(g) vízmentes HNO3 autoprotolízise: HNO3 + HNO H2NO3+ + NO3 NaNO3: nátrium-nitrát, chilei salétrom NH4NO3: ammónium-nitrát, robbanékony, CaCO3-mal keverve műtrágya: pétisó

30 A 15. csoport elemeinek főbb vegyületei
PH3: foszfán: fokhagymaszagú, mérgező, reaktív gáz, levegőn spontán meggyullad, foszfortartalmú fehérjék bomlásterméke, laboratóriumi előállítás: Ca3P2(s) + 6H2O(l) = PH3(g) + 3Ca(OH)2(s) P2H4: difoszfin PF3: színtelen gáz PCl3: színtelen, nedves levegőn hidrolizáló folyadék PBr3: színtelen, nedves levegőn hidrolizáló folyadék PI3: vörös, hidrolizáló, szilárd anyag PX3 + 3H2O(l) = H3PO3(aq) + 3HX(aq) PF5: kovalens (trigonális bipiramis) PCl5, PBr5: ionos: PCl4+PCl6 és PBr4+PBr6 PX5(s) + 4H2O(l) = H3PO4(aq) + 5HX(aq) P4O6: keletkezése fehér fehérfoszfor égetése kevés oxigénben P4O10: fehér, szilárd anyag fehérfoszfor sok oxigénben való égetésekor keletkezik POX3: foszforil-trihalogenidek, hidrolizálnak P4O6 P4O10

31 A 15. csoport elemeinek főbb vegyületei
H3PO2: hipofoszforossav és foszfinsav: vízben jól oldódó, egyértékű erős sav, erős redukálószer (HPO3)n: metafoszforsav H4P2O7: hipofoszforsav H4P2O5: pirofoszforsav H3PO3: (orto)foszforossav és foszfonsav: színtelen, nedvszívó szilárd anyag vízben jól oldódik, közepesen erős kétértékű sav, redukálószer képződése: P4O6(s) + 6H2O(l) = 4H3PO3(aq) H3PO4: foszforsav: fehér, alacsony o.p-jű, nedvszívó szilárd anyag, közepesen erős háromértékű sav, enyhe oxidálószer képződése, pl.: P4O10(s) + 6H2O(l) = 4H3PO4(aq) ipari előállítás: fluorapatitból kénsavval felhasználás: élelmiszeripar, vízkőoldó, műtrágyagyártás (szuperfoszfát) foszforossav foszfonsav

32 A 16. csoport elemei Felfedezésük: O2: 1774 Joseph Priestley
Se: 1817 Jakob Berzelius Te: 1782 Müller Ferenc Po: 1898 Pierre és Marie Curie Müller Ferenc (1742 – 1825)

33 Izland, Myvatn

34 A 16. csoport elemeinek tulajdonságai
Felhasználásuk és kémiai tulajdonságaik : O2: színtelen, szagtalan paramágneses gáz; hegesztés, gyógyászat és O3: jellegzetes szagú gáz, jó oxidálószer; alsó- és felsőlégköri ózon S: legstabilabb módosulat a sárga S8 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 Se8 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 szürke szelén vörös szelén S8 Po szürke tellúr

36 A 16. csoport elemeinek főbb vegyületei
H2O: korábban szerepelt: autoprotolízis, amfoter, vízkeménység, … H2O2: hidrogén-peroxid, színtelen, sűrű folyadék, vízzel minden arányban elegyedik, többnyire 30%-os vizes oldatát forgalmazzák, képződése pl.: BaO2(s) + H2SO4(aq) = H2O2(aq) + BaSO4(s) iparban szerves vegyületek, katalizátorok segítségével O2-ből és H2-ből gy. oxidáló és redukálószerként is viselkedhet, pl. korábban szerepelt: 2Ni(OH)2(s) + H2O2(aq) = 2Ni(OH)3(s) 2Ni(OH)3(s) + H2O2(aq) = 2Ni(OH)2(s) + O2(g) +2H2O(l) oxidok, poroxidok, szuperoxidok: lásd korábban OF2: oxigén-difluorid: sárga, mérgező gáz, H2, CH4 vagy CO2 elegye robban O2F2: dioxigén-difluorid: narancssárga szilárd anyag, O2-ből és F2-ből keletkezik elektromos kisülés hatására H2S: kén-hidrogén: rendkívül mérgező, záptojásszagú gáz, laboratóriumi előállítása: FeS(s) + 2HCl(aq) = H2S(g) + FeCl2(aq) fontosabb szulfidok: Ag2S, PbS, CuS, FeS (FeS2 pirit), HgS (cinóber, vörös) CuFeS2 (kalkopirit) torjai büdös barlang

37 Szulfidos ásványok auripigment, As2S3 pirit, FeS2 kalkopirit, CuFeS2
galenit, PbS cinnabarit, HgS argentit, Ag2S

38 A 16. csoport elemeinek főbb vegyületei
SF6: inert gáz, jó elektromos szigetelő, nagyfesz. transzformátorokban töltőgáz S2Cl2: dikén-diklorid: kellemetlen szagú sárga folyadék, S és Cl2 direkt reakciójában képződik, gumi vulkanizálására használják SCl2: kén-diklorid, kellemetlen szagú vörös folyadék, előállítható S2Cl2 klórozásával Fe3+ katalizátor mellett, C2H4-gyel reagáltatva mustárgáz (ClC2H4SC2H4Cl) keletk.

39 A 16. csoport elemeinek főbb vegyületei
SO2: színtelen, szúrósszagú gáz, kén pörkölésekor (égetésekor) keletkezik, vízben jól oldódik: SO2(g) + H2O(l) = H2SO3(aq) H2SO3: kénessav: bomlékony sav, vizes oldatában is csak kis mennyiségben fordul elő, lehet oxidáló- és redukálószer is SO3: kén-trioxid: illékony folyadék, vízelvonó, lánc- vagy gyűrűszerűen polimerizálódhat előállítása V2O5 katalizátorral, 300C-on SO2-ből: 2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g) vízben elnyeletve kénsav képződik: SO3(g) + H2O(l) = H2SO4(l, aq) (vízmentes H2SO4 is oldja: óleum) H2SO4: kénsav: olajszerű, maró folyadék, jó oxidáló- és vizelvonószer, forrón oxidálja pl.: S, P, C H2S2O7: pirokénsav H2S2O8: peroxi-dikénsav H2S2O3: tiokénsav, sói redukálószerek H2S2O4: ditionossav SOCl2: kén-diklorid-oxid, szulfinil-diklorid SO2Cl2: 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 : F2: halványsárga, rendkívül reaktív gáz, fluorozásra használják: UF6, SF6, teflon e.á. Cl2: sárgászöld, szúrósszagú gáz; fertőtlenítőszer: pl. víztisztítás Br2: vörösbarna, szúrósszagú folyadék; iparban brómozásra használják, ill. hagyományos fekete-fehér fényképezéshez AgBr előállítása I2: 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<HCl<HBr<HI irányban nő előállítás: HF és HCl felszabadítás sókból nemillékony savval, pl. cc. H2SO4: CaF2(s) + H2SO4(aq) = CaSO4(s) + HF(g) 2NaCl(s) + H2SO4(aq) = Na2SO4(s) + 2HCl(g) H2SO4 oxidálja a Br és I ionokat, ezért ezek esetében más savat kell használni, pl.: KI(s) + H3PO4(aq) = KH2PO4(s) + HI(g) HCl vizes oldata a sósav HF rendkívül mérgező, csontrákot okozhat; felhasználás pl. üvegmaratás: 4HF(aq) + SiO2(s) = SiF4(g) + 2H2O

44 A 17. csoport elemeinek főbb vegyületei

45 A 17. csoport elemeinek főbb vegyületei

46 A 17. csoport elemeinek főbb vegyületei
Interhalogének: ICl, IBr, BrF, BrCl, ClF ClF3, BrF3, ICl3, IF3 ClF5, BrF5, IF5 IF7 előállítás elemekből, direkt szintézissel IF5 IF7 IF3 I2F6 Cl2O: sárgásbarna bomlékony, cseppfolyósítható, bomlékony gáz, előállítás: HgO(s) + 2Cl2(g) = Cl2O(g) + HgCl2(s) ClO2: sárgászöld bomlékony, könnyen cseppfolyósítható, robbanékony gáz, előáll.: 2NaClO3(aq) + SO2 + H2SO4(aq) = 2ClO2(g) + 2NaHSO4(aq) Br2O, BrO2: I2O5: színtelen kristályos anyag, hevítve bomlik, oxidálószerként használható

47 A 17. csoport elemeinek főbb vegyületei
HOCl: NaOCl és NaCl oldata a hypo HClO2: csak oldatban stabil, de vannak stabil sói pl. AgClO2 HClO3: KClO3 nagyon erős oxidálószer (kísérletek!!!), pl. gyufában HClO4: erős sav, kevésbé erős oxidálószer, mint a HClO3

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) KrF2: Kr és F2-ből elektromos kisüléssel; illékony, bomlékony szilárd anyag KrF: exciplex XeF2, XeF4, XeF6: színtelen kristályos anyagok, Xe és F2 közvetlen reakciója XeO3, XeO4: színtelen, kristályos, rendkívül robbanékony anyagok XeOF4, XeO2F2, XeO3F2 HXeCCH XeF, XeCl: exciplexek

50 Néhány fontosabb átmenetifém és vegyületeik
Ti: nagy szilárdságú fém, korrózióval szemben ellenálló szerkezeti anyagként használják TiCl4: Levegőn hidrolizál, AlR3-mal együtt katalizátorként használják (műanyag polimerizáció) TiO2: fehér festék V: nagykeménységű, jó acélötvöző V2O5: kénsavgyártásnál katalizátor Cr: acélötvöző Cr2O3: zöld színű, polírozó anyag Cr2O72, CrO42: jó oxidálószerek, savasságtól függően: 2CrO42 + 2H+ = Cr2O72 + H2O Mn: elsősorban ötvöző MnO2: szárazelemek gyártása KMnO4: oxidálószer, redoxititrálások (lásd korábban) Fe: szerkezeti elem, ásványok: FeS2 (pirit) Fe2O3 (vörösvasérc) Fe3O4 (magnetit) Co: roszdamentes acél (CoFeW ötvözet) Ni: acélbevonatok, hidrogénező katalizátor Cu: elektromos vezetékek, fő ötvözetei: sárgaréz (+2045% Zn), bronz (+ Sn<14%) CuSO45H2O: rézgálic: kékszínű mérgező kristály, permetezőszer

51 Néhány fontosabb átmenetifém és vegyületeik
Hg:elektród, amalgámok Hg2Cl2: kalomel elektród Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt: katalizátorok (hidrogénezés, tüzelőanyag cellák) Ag: fémes vezetők, tükrök AgNO3: 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. MnSO4 oldása vízben kétmagvú komplex klaszter

52 Fémorganikus vegyületek
ferrocén: Fe(C5H5)2 Ernst Otto Fischer (1918–2007) Geoffrey Wilkinson (1921–1996) „Szendvics” vegyületek előállítása, vizsgálata Kémiai Nobel-díj: 1973 kromocén: Cr(C6H6)2

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

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


Letölteni ppt "A hidrogén felfedezése"

Hasonló előadás


Google Hirdetések