9-10. előadás

9 - 10. előadás

12-09-16

1

A szén allotróp módosulatai a. gyémánt, tetraéderes sz. sp3 áll b. grafit, sík, hexagonális, sp2 áll. c. Lonsdaleite grafitból, hexagonális és tetraéderes sz. d. fullerén, C60 e. fullerén, C540 f. fullerén, C70 g. amorf szén (faszén, korom fő alkotórésze h. nanocső

Grafén, tulajdonképpen egy grafitréteg, jó hő és elektromos vezető (az Agvel összemérhető)

a Lonsdaleite szerkezete

A szén oxidjai

12-11-12

Általános kémia 2011/2012. I. fé

7

12-11-12


8

12-11-12


9

Kalcit (CaCO3)

Aragonit (CaCO3)

12-11-12


12

12-11-12


13

Kvarc

12-11-19


16

12-11-19


17

B12

12-11-19


18

(boránok)

Karborán

12-11-19


19

12-11-19


20

A kevésbé nemes fémek (Cu, Ag , Hg) salétromsavban oldhatók:

A forró tömény kénsav is oxidáló hatása révén oldja ezeket a fémeket: A levegő oxigénjének hatására a kevésbé nemes fémek lassan oldódhatnak nem oxidáló savakban is, pl.:

A Zn, Al, Sn elemi állapotban is amfoter tulajdonságú, tömény NaOH-ban feloldható, pl:

A fémek általános jellemzése

12-11-19


22

12-11-19


23

12-11-19


25

12-11-19


26

12-11-19


27

Az ón előállítása: Az ón amfoter elem:

Az ólom előállítása kétféleképpen történhet:

illetve:

12-11-19


34

A d-mező elemei (n-1)d(1-10)ns2; Cr: d5s1; Cu: d10s1; W: d4s2; Pt: d9s2 Átmeneti fémek: EN= 1,0∼ 1,8; Ar fém kontrakció)

r

(átmeneti

Tulajdonságok Kemények Nagy Top és ρ Nagy számú oxidációs állapot Savképzők Komplex kationok [TiO]2+; [NiO]3+ Komplex vegyületek Ni(CO)4; [Fe(H2O)6]3+ 12-11-19


35

Szkandium csoport d1s2 EN= 1,1∼ 1,3; La utáni 14 elem (Z=58÷71) a ritka földfémek (RFF)

Monacit homok Szupravezetés UV-elnyelő üveg 12-11-19

Y-Ba-Cu-oxid La 36

Ti-csoport

Hevessy György, 1922

12-11-19


37

Ti-csoport Karbid és nitrid-képzők Oxidjaik stabilisak, nehezen oldhatók Előállítás KROLL-eljárás Ti(IV) színtelen (3d0); Ti(III) : ibolya (3d1) 950 oC

2TiO2 + 3C + 4Cl2 TiCl4 + 2 CO + CO2 W, 600 C TiCl4 Ti + Cl2 Zr: neutronbefogó képessége kicsi Hf: neutronbefogó képessége nagy Kémiai tulajdonságaik nagyon hasonlóak, elválasztás ioncserés kromatográfia Előállítás: KROLL /vagy napkohó (3500 oC)/ Felhasználás: ötvöző (Zr), atomtechnika (Hf) o

12-11-19


38

V-csoport

12-11-19


39

Termit-redukció Al-al 12-11-19

Királyvíz; cc. HNO3+ HF


40

12-11-19


41

12-11-19


42

Króm (1797) Igen kemény, de jól kovácsolható Karbidképző, vegyül: halogének, S, N Korrózióálló (passziválódik), krómozás, kromátozás Termites redukció: Cr2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Cr; ∆ H < 0 Elektrotermikus redukció: FeO*Cr2O3 + 4C = Fe +2Cr + 4 CO (ferroötvözet)

Molibdén (1782) Oxidáló savak oldják, cc. HNO3 passziválja Érceiben: MoS2 v. PbMoO4 Pörkölés: 2MoS2 +5O2 = 2MoO3 + 2SO2 ; red: Al vagy H2

Hőtágulás ~ üveg (átvezetők) Tankok páncéljának ötvözője (1,5÷2 %)

Volfrám (1781) Passziválódik, oldatbavitel alkalikus ömlesztéssel 12-11-19 Általános kémia 2011/2012. I. fé

43

12-11-19


44

Mangán Ezüstfehér, kemény, rideg fém  Mn + 2H+ = Mn2+ + H2 Oxidációs fokozatai: +2, +3, +4, +6, +7 Érceiben: MnO2, MnCO3, tengerfenéken Fe+Mn rögök Előáll: 3MnO2 = Mn3O4 +O2 3Mn3O4 + 8 Al = 9 Mn + 4 Al2O3 Hidrometallurgia: kénsavas lúgzás Alkalmazás: acélötvöző (szívós acél: váltócsúcsok) Mágnesek Al-Mn ötvözet: korrózióálló Mn-bronz (5 % Mn) 12-11-19


45

12-11-19


46

Vas- és platina csoport Vízszintes hasonlóság 3 db triád (kémiai tulajdonságok hasonlóak) Fe

Co

Ni

Ru

Rh

Pd

Os

Ir

Pt

 OsO4, RuO4 oxidációs szám +8 !!! ρ Os= 22,5 g/cm3 /legnehezebb!!) 108Hs (Hassium) 109Mt (Meitnerium) 12-11-19


47

VAS

12-11-19


49

VAS Közepesen reakcióképes Halogének csak vízgőz jelenlétében támadják meg Oxigén könnyen oxidálja (pirofóros vas): 3Fe + 2O2 = Fe3O4 Korrodeál (víz, CO2, halogenidek segítik) Szulfidok: kénnel C: Fe3C

(cementit)

Si: szilicidek; B: boridok cc. HNO3 passziválja; öntöttvasat: cc. H2SO4 Vizet T>550 oC-on H2 fejlődés közben bontja 12-11-19


50

VAS

Előfordulás Színállapot Ércek: hematit (vörösvasérc) Fe2O3 magnetit (mégnesvasérc) Fe3O4 sziderit (pátvasérc) FeCO3

Előállítás Nagyon tiszta vas: vegyületek bontásával Fe(COO)2*8H2O →

Fe(COO)2 →

Fe

Fe(HCOO)2 = Fe + CO2 +H2

Ipari Nyersvasgyártás: 2Fe2O3 + 3C = 6Fe + 3CO2 Acélgyártás: oldott C csökkentése: Cold + O2 = CO2 12-11-19


51

NIKKEL

ρ Ni ~ ρ Co: 8,9 g/cm3; Ni2+; komplexek; Ni(CO)4 Előfordulás Színfém (meteorit) SZULFID

kéneskő

NiO

redukció C-nal

Alkalmazás: korrózióálló bevonat, ötvözés (Fe, Cu), katalizátor

KOBALT Co2+ (rózsaszín); kristályvíz nélkül kék; Co3+ (kék) Érce nincs; Cu-, Ni-ércben (CoAsS, Co3S4) Alkalmazás: ötvöző; mágnes; 60Co: gyógyászat; „kinai kék” festék 12-11-19


52

PLATINAFÉMEK

12-11-19


53

PLATINAFÉMEK Királyvízben (3:1 cc. HCl/HNO3 ) oldódnak (H2[PtCl6]) 3Pd + 16HNO3 = 3Pd(NO)3 + 4NO + 8H2O

Pt ötvöződik C-nal/rideg, törékeny alkalmazás: laboreszközök, katalizátorok, nanomedicinák Hőelemek Pt_PtRh

Ir-IrRh

300-1600 oC

- 2000 oC

W-WRe - 2800 oC

Os-Ir ötvözet nagyon kemény/nagy kopásállóság 12-11-19


54

12-11-19


55

RÉZCSOPORT Kiváló hő és elektromos vezetők Jól oldják egymást Ar nő / nemesfém jelleg nő Oxidációs számok: +1; +2; +3

RÉZ Előfordulás: Cu2S; CuFeS2; Cu2O; CuCO3*Cu(OH)2 Előáll.: kéneskő Cu2S+2Cu2O = 6Cu + SO2 Használata: színréz: építőipar, műtárgyak,edények ötvözetek: alpakka: Cu-Ni bronz:

Cu-Sn

sárgaréz: Cu-Zn

12-11-19


57

12-11-19


58

EZÜST Legjobb hő- és elektromos vezető 4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O 3Ag + 4HNO3 = AgNO3 + 2H2O + NO Hg + Ag+ Ag(Hg) + ½ Hg22+ 2Ag + 4NaCN +H2O + ,O’ = 2Na[Ag(CN)2] + 2NaOH AgNO3 + Cl- = AgCl + (NO)3- (Cl- kimutatás) Előfordulás: Ag2S; Pb-, Cu-ércekben Előállítás: lásd reakciók Pb-érc + Zn (Zn-olvadékban oldódik) Cu-érc: anódiszapba kerül

Nemesfém kémlészet 12-11-19


59

12-11-19


60

LANTANOIDÁK

E4f ~ E5d Eu : 4f76s2

63

7 1 2 Gd : 4f 5d 6s 64

12-11-19

Yb : 4f146s2

70

14 1 2 Lu : 4f 5d 6s 71


62

LANTANOIDÁK A páros rendszámúak gyakoribbak, mint a páros rendszámúak: HARKINS-szabály Lantanoida-kontrakció

12-11-19


63

12-11-19


64

9-10. előadás

Recommend Documents