Download Chemistry revision - elements and more Summaries Chemistry in PDF only on Docsity!
Anorganická chémia
Zlúčeniny v zemskej kôre V dvoch formách: Hornina – rôznorodá anorganická prírodnina zložená z jedného alebo viacerých minerálov a jej zloženie neviem popísať chemickým vzorcom Minerál – prírodné anorganické látky, rovnakého zloženia alebo rýdze prvky, majú jednoznačnú štruktúru, špecifické chemické zloženie a dajú sa zapísať značkou alebo vzorcom Ruda – minerál využívaný na výrobu kovov Minerály sa vyskytujú vo forme kryštálov Biogénne prvky – nevyhnutné pre život Makroelementy – C, H, O, N, P, S, Ca, Mg, Na, Cl, K, Fe Mikroelementy – Cu, Zn, Mn, I, Co, Mo, B,F, Br, Se, As, Si, Li, Al, Ti, V S-prvky V atómoch sa valenčné elektróny nachádzajú len v orbitáloch s 1.skupina (s1-prvky), 2. skupina (s2-prvky) a hélium Vodík a hélium majú iné vlastnosti ako ostatné s prvky Tlakové nádoby s červeným pruhom Vodík Prvý člen PSP Elektrónová konfigurácia – 1s Najmenšia hmotnosť, najmenší polomer 3 izotopy, ktoré sa líšia počtom neutrónov Fyz. a chem. vlastnosti Bezfarebný, bez zápachu, zložený z dvoch atómov Najľahší plyn Málo rozpustný vo vode Dobre rozpustný v niektorých kovoch – Mg, Ni, Pd, Pt – automobilový priemysel Molekulový vodík je málo reaktívny Reaguje pri vyšších teplotách, ožiarení alebo za prítomnosti katalyzátora Reakcia s kyslíkom – výbušná zmes H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (l) uvoľnenie tepla Využitie vodíkovo-kyslíkový plameň, raketové Palivo Príprava vodíka Reakciou neušľachtilých kovov s kyselinami alebo hydroxidmi Zn + 2HCl → ZnCl2 + H Kippov prístroj Ľahká obsluha Plynulá príprava plynu, napr.vodíka Jednoduché prerušenie Výskyt a význam Najrozšírenejší prvok (91% všetkých atómov)vo vesmíre
- najrozšírenejší prvok na Zemi Výskyt – voľný (obal hviezd) a viazaný (voda) Makrobiogénny prvok – H2O, biel. ,sach. ,lipidy Významný prvok v chemickom priemysle Redukčné činidlo
Voda 3 skupenstvá – tuhé, kvapalné, plynné Fyzikálne a chemické vlastnosti vody Bezfarebná kvapalina Bez chuti a zápachu Teploty topenia a varu tvoria základné body Celziovej stupnice Ľad má väčší objem ale menšiu hustotu ako voda Najväčšiu hustotu má voda pri teplote 3,98 C Molekula vody – veľký rozdiel elektronegativít Silne polárna molekula Dobré rozpúšťadlo polárnych látok Vodíkové väzby medzi molekulami Roztoky iných chem. Látok Klasifikácia vody Pôvod – atmosférickú, povrchová, podpovrchová Účel – pitná, úžitková, prevádzková Použitá voda – odpadová (splašková, priemyslová, poľnohospodárska) Pitná voda Určená na konzumáciu Anorganické soli, rozpustené plyny, humínové látky a baktérie Musí spĺňať limity Zdravotne bezchybná, bez zápachu Testuje sa chemicky aj bakteriologicky Z podzemných a povrchových vôd, z morskej Vody Destilovaná voda Zbavená skoro všetkých rozpustených látok Príprava destiláciou a použitím špeciálnych filtrov Chemický priemysel, výroba liečiv, laboratória Chladiče automobilov, žehličky Nie je určená na konzumáciu Odpadová voda Znečistená voda Čistiarne vody Stupne čistenia:
- Mechanicky
- Chemicky 3. Biologicky s1 prvky Prvky prvej skupiny okrem H Alkalické kovy Li, Na, K, Rb, Cs, Fr Majú jeden valenčný electron Fyzikálne a chemické vlastnosti Ľahko tvoria katióny Na – e- → Na+ Ox.č. I Striebrolesklé kovy, dajú sa krájať Nízka teplota topenia, nízka hustota Najnižšia elektronegativita Ich soli sú rozpustné vo vode Najreaktívnejšie kovy Reaktivita rastie smerom nadol Uchovávané v petroleji Silné redukovadlá S vodou – búrlivé a výbušné reakcie 2Na + 2H2O → 2NaOH + H Typicky farbia plameň: Hydroxidy Hydroxid sodný – NaOH Hydroxid draselný – KOH Biele kryštalické, pohlcujú vlhkosť – hygroskopické Najsilnejšie zásady, silné žieraviny NaOH(s) + H2O → Na+(aq) + OH- (aq) Chemický priem., výroba mydiel a liečiv Uhličitan sodný Na2CO Sóda Rozpustný vo vode Výroba mydla, skla, zmäkčovanie vody, textilný a papierensky priem., v minulosti na pranie Na2CO3.10H2O – hasiaca látka s2 prvky
kruhov Najguľatejšie molekuly v prírode Supravodivé, nanotechnológie Transport liečiv Koks Vzniká karbonizáciou uhlia Vo vysokých peciach ako redukčné činidlo Využitie – filtrácia vody a pri výrobe čiernej farby Sadze V minulosti výroba atramentu Vznik – neúplné spaľovanie uhľovodíkov Gumenársky priemysel, atrament, farby, papier, plasty Drevené uhlie Zahrievaním dreva bez prístupu kyslíka Ľahko sa zapaľuje a dlhú dobu tlie Čistenie medi, ošetrovanie rán, medicína Aktívne uhlie – z tvrdého dreva, jemnej štruktúry V cukrovarníctve, ako filter, katalyzátor Vo farmácii aktívne uhlie – živočíšne uhlie Kostné uhlie Spaľovaním kostí Odfarbovanie a odstraňovanie nečistôt z roztokov Čierne farbivo – kostná čerň, krémy na topánky Krvné a živočíšne uhlie Jatočný odpad + K2CO Lekárstvo – výborné adsorbčné vlastnosti Odstraňovanie toxínov a plynov z čriev, pri zažívacích ťažkostiach Oxid uhoľnatý Bezfarebný, bez chuti a zápachu Ľahší ako vzduch Toxický – krvný jed Súčasť generátorového alebo vodného plynu – ako palivo Silné redukčné činidlo Oxid uhličitý Bezfarebný, nehorľavý Nepríjemný zápach a mierne kyslá chuť Rozpustný vo vode
CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3
Nedýchateľný, ale nie je toxický (do 10%) Ospalosť, strata vedomia, smrť Sviečková kontrola Hasiace prístroje (snehové a penové) Tlakové nádoby so sivým pásom Tuhý – suchý ľad (sublimuje pri teplote -78,5C) NaHCO 3 + HCl → NaCl + CO 2 + H 2 O Kremík Fyz. a chem. vlastnosti 14. skupina, 3. perióda 2. najrozšírenejší prvok zemskej kôry Tmavosivý, veľmi tvrdý, ale krehký Štruktúrou podobný diamantu Schopnosť reťaziť sa- dlhé reťazce Polokov, polovodič Výroba SiO2 + 2C → Si + 2CO Málo reaktívny Neoxiduje sa vzduchom ani vodou Odolný voči väčšine kyselín Rozpúšťa sa v zásaditých roztokoch Biogénny prvok – kosti, chrupavky, sklovina Elektronika Oxid kremičitý SiO 2 Tuhý, ťažko taviteľný Nie je tvorený jednoduchými molekulami Väzba cez kyslík Silikagél – vysušený hydratovaný SiO Kremeň – modifikácia Bezfarebný (krištáľ), fialový (ametyst), ružový (ruženín), hnedý (záhneda), žltý (citrín) Reaguje s kyselinou fluorovodíkovou SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O – leptanie skla Využitie v klenotníctve Výroba skla Oxid kremičitý, vápenec, sóda + staré sklo Tavenie (1400-1500C) následne chladenie a tuhnutie Obyčajné sklo – Na2O.CaO.6SiO Chemické sklo – B2O Zafarbenie skla – prídavkom oxidov kovov Kremenné sklo Čistý SiO 2 Prepúšťa UV lúče Tvrdé, opticky čisté Výroba šošoviek a zrkadiel
Dusík Fyz. a chem. vlastnosti dusíka Dvojatómové molekuly N Veľmi stabilná molekula Dusík je 4-väzbový+donorovo-akceptorová Bezfarebný plyn, bez zápachu, ľahší ako vzduch Menej rozpustný vo vode ako kyslík Frakčná destilácia vzduchu Tlakové fľaše s čiernym pásom Dusík vzniká ako produkt rozkladu (napr. (NH4)2Cr2O7) Pri normálnych podmienkach skoro nereaktívny So stúpajúcou teplotou stúpa reaktivita Dusík vie tvoriť vodíkové väzby 78% objemu vzduchu V prírode – amoniak, dusičnanoch, dusitanoch, bielkovinách Čílsky liadok – NaNO Biogénny prvok Aminokyseliny a nukleové kyseliny Vytváranie inertnej atmosféry Pri výrobe amoniaku, umelých hnojív, kyseliny dusičnej Amoniak NH 3 Vodný roztok – čpavok Bezfarebný plyn, nepríjemného štipľavého zápachu Leptá sliznicu, toxický, silná žieravina Dobré rozpúšťadlo Príprava Haberovou-Boschovou metódou za vysokého tlaku a teploty za prítomnosti Fe N2 + 3H2 → 2NH Polárne väzby Zásaditý charakter Vďaka voľnému elektrónovému páru schopnosť vytvárať NH4+ H+ + NH3 → NH4+ Amonné soli – zavedením NH3 do roztoku kyseliny Amonné soli dobre rozpustné vo vode Chladiace médium, výroba polymérov Salmiak – chlorid amonný – liečivá Síran a dusičnan amonný – hnojivá Oxid dusný N 2 O Bezfarebný plyn, príjemnej vône Anestetikum Rajský plyn V motore zvyšuje výkon Oxid dusnatý NO Bezfarebný plyn Na vzduchu oxiduje na oxid dusičitý Medziprodukt pri výrobe kyseliny dusičnej Oxid dusičitý NO 2 Plyn červenohnedej farby Veľmi toxický Kontaminant prostredia S vodou vytvára kyselinu 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO Všetky oxidy – priemyselné a automobilové emisie – vznik kyslých dažďov ( Oxidy dusíka a síry) Kyselina dusičná HNO 3 Bezfarebná kvapalina, dlhším státím sa farbí do hneda Silná kyselina s oxidačnými vlastnosťami Lúčavka kráľovská – HCl:HNO3 3:1- zoxiduje zlato Výroba výbušnín a farbív Fosfor 15. perióda, 3. skupina Viac ako 4 väzby (zapojenie d orbitálu) Biogénny makroprvok V prírode – soli H3PO4 (fosforit Ca3(PO4)2, apatit Ca5F(PO4) 3 alotropické modifikácie – biely, červený a Čierny
Príprava SO3 + H2O → H2SO Kyslé dažde Znečistenie ovzdušia NOx a SOx Vznik kyselín pH 2,0 – 5, Vznikajú nad priemyselnými oblasťami Ohrozujú život, poškodzujú budovy, umelecké diela, kultúrne pamiatky Kyslík Najrozšírenejší prvok na Zemi Makroprvok Fotosyntéza 2. najelektronegatívnejší prvok V prírode ako dikyslík (O2) a trikyslík (O3) O 3 - ozón Bezfarebný plyn, pri vysokých koncentráciách modrastý Charakteristický zápach Kvap. – modrý, tuhý – čiernomodrý Toxický pri vysokej koncentrácii Zápal spojiviek, dráždi dýchacie cesty Rozpustný vo vode Dezinfekčné účinky Sterilizácia vody, olejov, prístrojov Dezinfekcia vzduchu Vzniká pri elektrických výbojoch a pôsobením UV O2 → 2O O2 + O → O O 2 Bezfarebný plyn Rozpustný vo vode Frakčná destilácia vzduchu Nádoby s bielym alebo svetlomodrým pásom Lab. Príprava- Elektrolýza Silné oxidačné činidlo Priamo reaguje skoro so všetkými prvkami Výnimka halogény, vzácne plyny a ušľachtilé kovy Reakcia prebieha ako horenie Oxidácia, spaľovanie, dýchacie prístroje, zváranie, rezanie kovov, pohon rakiet Oxidy Dvojprvkové zlúč. Kyslíka a menej elektronegatívneho prvku Kyselinotvorné – Prvky s ox. č. III až VII (CO2, NO2, SO3, CrO3) SO3 + H2O → H2SO Zásadotvorné – prvky s ox. č. I až IV (CaO, Na2O, BaO, MgO) CaO + H2O → Ca(OH) Amfoterné – reag. aj s kys. aj so zásadami, ox. kovov s nižším ox. č. Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2O ZnO + NaOH + H2O → Na2[Zn(OH) Neutrálne – nereagujú ani s H2O, ani s kyselinami ani so zásadami Peroxidy Dvojprvkové zlúčeniny Peroxid vodíka H-O-O-H Olejovitá, bezfarebná kvapalina Rozpustný vo vode, slabá kyselina, nestály 2H 2 O 2 → 2H2O + O Silné ox. činidlo 3% roztok - dezinfekcia
