Život je džungle. Člověk se pořád za něčím honí.

Maturitní otázky-9 (2.část)

2. března 2007 v 8:55 |  Maturitní otázky z chemie

Chemické vlastnosti vody

Ø chemicky patří voda mezi nejstálejší sloučeniny
Ø bouřlivě reaguje za běžné teploty s vysoce reaktivními alkalickými kovy a kovy alkalických zemin: 2 Na(s) + 2 H2O(l) 2 Na+(aq) + 2 OH-(aq) + H2(g)
Ø za vysokých teplot vzniká reakcí vodní páry s některými kovy vodík a odpovídající oxid: 3 Fe(s) + 4 H2O(g) Fe3O4(s) + 4 H2(g)
Ø přijme-li mol. vody proton, vzniká hydroxoniový kation H3O+: H2O + H+ H3O+
Ø uvolní-li se proton, vzniká hydroxidový anion OH-: H2O OH- + H+
Ø disociaci kapalné vody (protolýzu) vyjadřuje rovnice: 2 H2O H3O+ + OH-
Ø s kyselinotvornými oxidy reaguje za vzniku kyselin: SO3(g) + H2O(l) H2SO4(l)
Ø se zásadotvornými oxidy vznikají hydroxidy: CaO + 2 H2O Ca(OH)2
Ø je produktem reakce při neutralizaci solí hydroxidem: HCl + NaOH NaCl + H2O

Hydráty

Ø mnohé krystalické látky, zejména anorganické soli a minerály (např. sádrovec CaSO4.2 H2O obsahují ve svých strukturách vázané molekuly vody - takové sloučeniny se nazývají hydráty
Ø obvykle vznikají krystalizací příslušných solí z vodných roztoků (CuSO4. 5 H2O) nebo pohlcováním vzdušné vlhkosti bezvodou solí, např.: CaCl2(s) + 6 H2O(g) CaCl2. 6 H2O(s)

Čistota vody a její význam

Ø v přírodě není voda nikdy čistá - vždy obsahuje určité množství rozpuštěných látek, plynů a nerozpuštěných pevných látek, v mořské vodě jsou rozpuštěné hlavně sodné a hořečnaté soli
Ø čistá voda se získává destilací nebo pomocí ionexů
Ø ionexy - přírodní křemičitany nebo syntetické pryskyřice, které mají schopnost zachycovat z roztoků kationty nebo anionty a uvolňovat do rozt. ionty H3O+ nebo OH-
Ø nezávadná pitná voda se získává působením chlóru nebo ozónu, popř. UV záření na předem vyčištěnou vodu
Ø tvrdost vody může být přechodná nebo trvalá - způsobují ji především některé rozpustné vápenaté a hořečnaté soli
Ø přechodnou tvrdost způsobují hydrogenuhličitany, např. Ca(HCO3), které lze odstranit převařením
Ø trvalou tvrdost způsobují zejména sírany, které lze odstranit přidáním uhličitanu sodného -vzniknou nerozpustné uhličitany - vápenatý, hořečnatý, popř. železnatý
Ø ke změkčování vody se používají také ionexy a detergenty

Prvky p

Vlastnosti p-prvků

Ø jejich atomy obsahují ve valenčním orbitalu s 2 elektrony a v orbitalech p 1 až 6 el.
Ø celkový počet valenčních elektronů se shoduje s číslem skupiny
Ø celkový počet valenčních elektronů také určuje největší hodnotu kladného oxidačního čísla (III až VII), záporná oxidační čísla mají p-prvky VII.A až IV.A skupiny
Ø s rostoucím protonovým číslem stoupá v periodách elektronegativita a nekovový charakter prvků, ve skupinách však oboje klesá

Prvky p6 - vzácné plyny

Ø prvky VIII.A skupiny, valenční orbitaly mají plně obsazeny elektrony: He 1s2, ostatní ns2np6 (n je 2 až 6)
Ø za běžných podmínek jsou plynné a jsou složeny z jednotlivých atomů
Ø dlouhou dobu byly považovány za nereaktivní (inertní), v 60. letech 20. století byly připraveny první sloučeniny xenonu (později i kryptonu a radonu) a prvků s velkou elektronegativitou (např. fluorid xenonatý XeF2, oxid xenoničelý XeO4, kyselina xenonová H2XeO4)
Ø sloučeniny helia, neonu a argonu nejsou dosud známy

Výskyt a použití vzácných plynů

Ø v nepatrných množstvích se vyskytují v atmosféře Země, nejvíce je zastoupen argon, nejméně xenon a radon
Ø získávají se jako vedlejší produkt při frakční destilaci kapalného vzduchu, ve vesmíru je z nich nejrozšířenější helium
Ø helium - má ze všech známých plynů nejnižší teplotu tání a varu a v kapalném stavu (při velmi nízkých teplotách pod -270°C) má pozoruhodné vlastnosti: výborně vede elektrický proud a má velmi malou viskozitu (supravodivost a supratekutost)
Ø spolu s argonem se helium používá v chemii a speciálním hutnictví jako ochranný plyn, spolu s dalšími vzácnými plyny jako náplně do výbojek a laserových trubic
Ø radioaktivní radon se v silně zředěných roztocích používá k léčebným účelům

Prvky p5 - halogeny

Ø prvky VII.A skupiny, mají 7 valenčních elektronů o konfiguraci ns2np5 (n je 2 až 6)
Ø v přírodě se vyskytují v halogenidech nejrozšířenějších prvků (Na, K, Mg, Ca), např. fluorid vápenatý CaF2,…, značné množství rozpustných halogenidů je v mořské vodě

Vlastnosti a použití halogenů

Ø atomy halogenů mají největší elektronegativity, přijímají snadno elektron a tvoří halogenidové anionty X- nebo jednu kovalentní vazbu v kovalentních sloučeninách a získávají tak stálejší konfiguraci následujícího vzácného plynu, jsou velmi reaktivní
Ø ze všech prvků má největší elektronegativitu fluor a je proto velmi silným oxidačním činidlem - jeho atomy přijímají po jednom elektronu a mají ve sloučeninách jen oxidační číslo -I
Ø ostatní halogeny však mohou využívat nd orbitaly (n je 3 až 6) na vytváření více vazeb s prvky s větší elektronegativitou, zejména s kyslíkem, mají proto také kladná oxidační čísla, např. v Cl2O7, HClO4, IF7)
Ø halogen existují za standardních podmínek jako dvouatomové molekuly X2 s jednoduchými vazbami
Ø nazelenalý fluor a žlutozelený chlor jsou plyny, hnědočervený brom kapalina a jod fialověčervená pevná látka
Ø fluor je nejtypičtější nekov ze všech prvků
Ø slučují se s většinou kovů i nekovů na halogenidy, s vodíkem vznikají halogenovodíky
Ø stálost halogenidových aniontů klesá se stoupajícím Z, lehčí halogen vytěsňuje těžší halogen, např. 2 KI + Cl2 2 KCl + I2
Ø volné halogeny se připravují oxidací halogenidů nebo halogenovodíků, např. 4 HCl + MnO2 Cl2 + MnCl2 + 2 H2O
Ø průmyslově se halogeny vyrábějí vesměs oxidací halogenidů, např. chlor se vylučuje při elektrolýze solanky na grafitové anodě: 2 Cl- Cl2 + 2 e-
Ø nejvíce se používá chlor - při výrobě plastů (PVC), insekticidů, HCl nebo jako bělící a desinfekční prostředek
Ø brom a jod se uplatňují v barvářství, 5 % etanolový roztok jodu - jodová tinktura se používá k ošetření malých povrchových zranění

Halogenovodíky a halogenidy

Ø halogenovodíky - pronikavě páchnoucí bezbarvé plyny, všechny je lze připravit přímou syntézou z prvků: H2 + Cl2 2 HCl, vznikají též působením silných netěkavých kyselin na halogenidy
Ø halogenovodíkové kyseliny - vodné roztoky halogenovodíků - s výjimkou kys. fluorovodíkové HF jsou velmi silné, ve zředěném vodném roztoku zcela disociované
Ø kyselina fluorovodíková HF - středně silná kyselina (v důsledku silných vodíkových vazeb molekuly asociují), leptá sklo
Ø kyselina chlorovodíková HCl - známá pod názvem kyselina solná, používá se v chemickém průmyslu a v laboratořích, jako složka žaludečních šťáv má významnou funkci při trávení
Ø halogenidy - sloučeniny halogenů a prvků s menší elektronegativitou, existují iontové, kovalentní a molekulové halogenidy, připravují se přímým slučováním prvků nebo reakcí neušlechtilých kovů, oxidů, hydroxidů nebo uhličitanů kovů s příslušnými halogenovodíkovými kyselinami, např.: Fe + Cl2 FeCl2, většina halogenidů se dobře rozpouští ve vodě
Ø fluorouhlíky - zvláštní skupina kovalentních fluoridů, odvozují se od uhlovodíků náhradou všech atomů vodíků fluorem (např. polytetrafluorethylen - teflon)
Ø freony - chlorofluorouhlíky (např. dichloriddifluorid uhličitý CCl2F2 - freon), používají se jako chladicí kapaliny v ledničkách a mrazácích a jako hnací plyny ve sprejích, ohrožují atmosférický ozon

Kyslíkaté sloučeniny halogenů

Ø oxidy halogenů jsou nestálé, rozkládají se za obyčejné teploty, nejstálejší je I2O5
Ø většina oxokyselin halogenů existuje pouze ve vodném roztoku, v bezvodném stavu jsou známé pouze kyselina chloristá a pevné kyseliny - jodičná, pentahydrogenjodistá a jodistá
Ø kyselina chlorná HClO - v malé míře vzniká při zavádění chloru do vody (chlorování): Cl2(g) + H2O(l) HCl(aq) + HClO(aq), je nestálá, za běžné teploty se rozkládá: HClO(aq) HCl(aq) + O, uvolněný atomový kyslík . O. (biradikál s dvěma nepárovými elektrony) ničí svou aktivitou baktérie - má dezinfekční účinky, využívá se podobným způsobem jako bělícího činidla
Ø chlornany - vznikají reakcí chloru s hydroxidy s-prvků ve vodném prostředí, např.: Cl2 + 2 NaOH NaClO + NaCl + H2O, směs chloridu a chlornanu sodného se nazývá bělící louh, slouží k bělení vláken stejně jako směs chloridu a chlornanu vápenatého - chlorové vápno
Ø chlorečnany - vznikají tepelným rozkladem chlornanů nebo reakcí chloru s hydroxidy alkalických kovů: 3 Cl2 + 6 KOH KClO3 + 5 KCl + 3 H2O, používají sek výrobě třaskavin, střelivin a zápalek, jejich směsi s organickými látkami jsou explozivní
Ø kyselina chloristá HClO4 - je jednou z nejsilnějších kyselin, ve styku s organickými látkami se explozivně rozkládá
Ø chloristany kovů - ve vodě jsou dobře rozpustné, výjimkou je málo rozpustný chloristan draselný KclO4, používají se v pyrotechnice místo nebezpečnějších chlorečnanů

Prvky p4 - chalkogeny

Ø prvky VI.A skupiny, jejich atomy mají ve valenčních orbitalech šest elektronů - ns2np4 (n je 2 až 6)
Ø kyslík se od ostatních liší svými vlastnostmi, za běžných podmínek je to plyn, zatímco další p4-prvky jsou pevné látky, do stabilní konfigurace nejbližšího vzácného plynu ns2np6chybí p4-prvkům dva elektrony - mohou je získat buď v iontových sloučeninách s aniontem X2- (x je zde chalkogen), nebo v kovalentních sloučeninách vznikem dvou jednoduchých kovalentních vazeb nebo jedné dvojné (např. H2S, CO2)
Ø kyslík má ve sloučeninách oxidační číslo -II (s výjimkami: II ve fluoridu kyslíku OF2 a -I v peroxidech)
Ø ostatní p4-prvky mají ox. číslo -II až VI, protože se může počet vazeb na jejich atomy zvýšit za přispění nd-orbitalů (n je 3 až 5) až na šest (např. SF6, H2SO4)
Ø stejně jako u ostatních p-prvků klesá ve skupině s rostoucím Z elektronegativita a reaktivita a stoupá jejich kovový charakter
Ø kyslík a síra jsou typické nekovy, selen a tellur jsou polokovy a radioaktivní Po je kov
Ø stálost aniontů X2- a sloučenin s oxidačním číslem -II klesá s rostoucím Z
Ø kyslík - je nejrozšířenější prvek na Zemi, tvoří izotopy: 16O (99,76 %), 17O, 18O, je biogenní prvek
Ø síra - v přírodě se vyskytuje volná (elementární) nebo vázaná v sulfidech (např. FeS2, ZnS, PbS), v síranech (např. CaSO4. 2 H2O), v zemním plynu (H2S), v sopečných plynech (H2S, SO2), v uhlí (jako produkt rozkladu zbytků rostlin, je biogenní prvek - vázána v bílkovinách
Ø selen a tellur - jsou v přírodě vzácné, velmi vzácné je i radioaktivní polonium - obsaženo v uranitu (smolinci)
 

Buď první, kdo ohodnotí tento článek.

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama