1.Tlenki litowców

2.Otrzymywanie LiH

3.Otzrymywanie Na

4.Otrzymywanie NaOH

5.Otzrymywanie sody

6.Otrzymywanie potażu

7.Otrzymywanie KOH

8.Otrzymywanie potasu

9.Związki litowcówna -1 st.utl.

10.Anomalne właściwości litu

11.Anomalne właściwości berylu

12.Zasadowy octan berylu

13.Azotan wapniowy-saletra wapniowa(norweska)

14.Węglik berylu

15.Węglik wapnia

16.Wodorek berylu

17.Otzrymwanie Mg

18.Fluorek wapnia

19.Tlenek wapnia

20.Węglan wapnia

21.Jak usunąć twardość wody

22.Wodorek magnezu

23.Wapno chlorowane

24.Otrzymywanie boru.

25.Odmiany alotropowe boru

26.Struktura hydroboranu berylu

27.Diboran

28.Klasyfikacja boranów

29.Tetrahydroboran sodu

30.Hydroborany

31.Karboborany

32.Klasyfikacja borków

33.Kwasy borowe

34.Sole kwasów borowych(oksoborany)

35.Boraks

36.Perboraks

37.Azotek boru

38.Borazyna

39.Otrzymywanie glinu

40.Termit Goldshmita-Aluminotermia

41.Spinele

42.Korund

43.Ałuny

44.Co to jest zielone złoto

45.Odmiany alotropowe węgla

46.Odmiany węgla bezpostaciowego

47.Metody otrzymywania węglowodorów

48.Tlenek węgla

49.Jakim związkiem wykrywamy CO?

50.Karbonylki

51.Pochodne karbonylków

52.Ditlenek węgla

53.Ponadtlenek węgla

54.Kwas węglowy

55.Fosgen

56.Freon

57.Chlorek tionylu i sulfurylu

58.Cyjanoamid wapnia

59.Dicyjan

60.Kwas pruski

61.Węgliki

62.Otrzymywanie Si

63.Odmiany alotropowe SiO₂

64.Zastosowanie SiO₂

65.Kwasy krzemowe

66.Reakcja kwasu ortokrzemowgo z H₂O

67.Klasyfikacja krzemianów

68.Odmiany alotropowe cyny

69.Cyna

70.Purpura Kasjusza.

71.Roztwarzanie minii

72.Silnay,silkony,siloksany

73.Co jest katalizatorem w reakcji otrzy NH₃

74.Amoniak

75.Hydroksyloamina

76.Hydrazyna

77.Azydek wodoru

78.Tlenek diaazotu

79.Tlenek azotu

80.Tritlenek diazotu

81.Ditlenek azotu

82.Pentatlenek diazotu

83.Kwas diazotowy

84.Kwas azotowy III

85.Kwas azotowy V

86.Woda królewska

87.Pasywacja

88.Tetrazotek Tetrasiarki

89.Termiczny rozkład azotanów

90.Tlen

91.Odmiany alotropowe tlenu

92.Otrzymywanie siarki

93.Otrzymywanie siarki cząsteczkowej

94.Odmiany alotropowe siarki z parzystą licz.at S

95.Dlaczego selen i tellur są trwalsze w wysokich temp

96.Odmiany metaliczne selenu

97.Woda

98.Siarkowodór

99.Selenowodór

100.Tellurowodór

101.Nadtlenek wodoru

102.Trójtlenek siarki

103.Czy H₂O₂ JEST UTLENIACZEM?

104.Czy H₂SO₄ jest utleniaczem?

105.Otrzymywanie H₂SO₄ met.komorową

106.Oleum

107.Masło cynowe

108.Dlaczego nie można gasić magnezu wodą

109.Struktura hydratów helowców

110.Metoda weldona

111.Jak pozbyć się nadmiaru chloru przy produkcji wapna palonego?

112.F₃Cl-hybrydyzacja

113.Złoto mozaikowe

114.Biel litoponowa

115.Wykazać właściwości utleniające i redukujące kw.arsenowego III

116.Wapno chlorowane

117.Kwas tiosiarkowy

118.Woda chlorowa i bromowa

119.Otrzymywanie P

120.Rozkład difosforanu

121.TeCl₄

122.Który kwas z gr15iej ma LK=6?

123.Usuwanie chloru w przem.włókienniczym

124.Antymon wybuchowy

125.Bizmutany

126.BH₃

127.Rozkład termiczny KclO₃

128.Superfostat podwójny

129.Liczba koordynacyjna 6 w 15 grupie

130.Odmiany alotropowe arsenu

131. Siarka rodzima

132. Fosfazeny

133. Otrz. Bromu z wody morskiej

1.Tlenki litowcow- lit spalony na powietrzu daje Li₂O zanieczyszczony małymi ilościami Li₂O₂ podczas gdy pozostale litowce daja M₂O₂. tlenek litu jest bezbarwny 2Na + O₂ = Na₂O₂ nadtlenek sodu (jasnożółty)

K+O₂ = KO₂ podtlenek potasu (zolty)

Rb+O₂=RbO₂ ciemnobrazowy

Cs+O₂=CsO₂ pomaranczowy

Może reagowac wybuchowo z takimi materiałami jak węgiel, wata, proszek aluminiowy. Pod wpływem ditlenku odszczepia tlen i przechodzi w weglan. Na₂O₂+CO₂=Na₂CO₃+1/2O₂ Proces ten wykorzystuje się do oczyszczania powietrza w okretach podwodnych i aparatach do oddychania. Tlenki litowcow można uzyskac redukując nadtlenki i ponad tlenki metalem w podwyższonej temp. Na2O2+2Na=2Na₂O

Na₂O₂ i KO₂ silnie dziala utleniająco. Na₂O₂+CO₂=Na₂CO₃+1/2O₂

KO₂+CO₂=K₂CO₃+1/2O₂

2.Otrzymywanie wodorku litu LiH - jest to wodorek typu soli. Ma strukturę NaCl, temp. top. zbliżona do NaCl, znajduje on zastosowanie jako wygodne źródło wodoru.

- LiH+H₂O=LiOH+H₂

- 4LiH+AlCl₃=(eter bezw) Li[AlH₄]+3LiCl

3.Otrzymywanie sodu Na- bardzo aktywny chemicznie, można go otrzymac przez elektrolize stopionego NaOH w temp. 603 C (proces Castnera) K - 2Na⁺ + 2e = 2Na

A - 2OH^- =H₂O + ½ O₂ + 2e.

- metoda Downa polegajaca na elektrolizie NaCl i CaCl₂ w temp. pk. 870K Sod wydziela się na katodzie żelaznej przed wapniem a chlor na anodzie grafitowej

- rozklad termiczny azydku sodu 2NaN=(T) 2Na+N₂ otrzymany elektrolitycznue sod przetapia się odlewa w formie lasek, blokow. Przechowuje się go w nafcie lub pod proznia.

4.Otrzymywanie NaOH - ług sosowy, soda żrąca, soda kaustyczna.

- dzialanie pary wodnej na metaliczny Na+H₂O=NaOH+1/2H₂

- kaustyfikacja sody Na₂CO₃ + Ca(OH)₂=CaCO₃ + 2NaOH

- elektrochemiczne otrzymywanie NaOH

- elektroliza NaCl: A - 2Cl^- = Cl₂ + 2e

K - 2H2O +2e = 2OH- + H₂

H3O⁺ + e = H2O +1/2H₂

w katodzie powstaje NaOH a siarka zelazna jest przegroda wypelniona BaSO₄, azbestem oddzielającym anode od katody tj. NaCl + H₂O = 1/2Cl₂ + 1/2H₂ + NaOH

- metoda Siemensa-Bilitera(przeponowa) - polega na zastosowaniu elektrolizerze przepony w postaci żelazowej siatki wypełnionej azbestem i BaSO₅, która oddziela przestrzeń anodową od katodowej. Otrzymuje się NaOH zawierający pewne ilości NaCl.

- m.amalgmatowa ( proces Castnera- Kellera) - metoda rtęciowa. Wydzielający się na katodzie sod rozpuszcza się z utworzeniem amalgamatu. W amalgamacie sodu na katodzie występują zw. międzymetaliczne Na2Hg,NaHg Amalgamat w r-cji z woda daje NaOH - pozbawiony jonow Cl-. Rys.

5.Otrzymywanie sody (weglan sodu) Na₂CO₃:

- met Leblanca: Surowcem w tej metodzie jest NaCl ktory pod wplywem dzialania H₂SO₄ przeprowadza sie w siarczan: a nastepnie prazy z dodatkiem wegla i weglanu wapniowego w odpowiednich piecach. Nastepuje redukcja siarczanu do siarczku sodowego a z kolei podwojna wymiana z weglanem wapniowym daje siarczek wapniowy. W celu zmniejszenia rozpuszczalności CaS mieszanine Na₂CO₃+CaS luguje się rozczienczonym roztworem sody.

2NaCl+H₂SO₄→Na₂SO₄+2HCl

Na₂SO₄+4C→Na₂S+4CO

Na₂S+CaCO₃→Na₂CO₃+CaS reakcja wymiany podwojnej

2CaS +2H₂O = Ca(OH)₂ + Ca(SH)₂

Ca(SH)₂ + 2H₂O = Ca(OH)₂ + 2H₂S

Na₂CO₃⋅10H₂O (69%H₂O)

Uzyskujemy produkt toksyczny CaS . Uzyskujemy Na₂CO₃ 10 wodną

- met. Solwaya - polega na nasyceniu NaCl amoniakiem i CO₂. odsaczony NaHCO₃ poddaje się procesowi kalcynacji(prazenia) Co2 wraca z powrotem do reakcji. Także NH₃ zawarty w NH₄Cl można odzyskac przez ogrzanie z wapnem gaszonym CaCl2 stanowi produkt odpadkowy.

NH₃+H₂O+CO₂→NH₄HCO₃

NH₄HCO₃+NaCl→NaHCO₃+NH₄Cl

2NaHCO₃→(T)→Na₂CO₃+H₂O+CO₂

2NH₄Cl+Ca(OH)₂=CaCl₂+2NH₃+2H₂O

źródło CO₂ ; CaCO₃ = CaO + CO₂ żródło NH₃ : CaO+ H₂O = Ca(OH)₂

2NH₄Cl+Ca(OH)₂=CaCl₂+2NH₃+ 2H₂O

Zalety: - amoniak , tlenek weglamozemy zawrocic do procesu. otrzymujemy sode bezwodna, CaCl₂ też może być wykorzystywany. Brak produktu ubocznego

6.Otrzymywanie potażu (K₂CO₃):

K₂CO₃-biały proszek, b. dobrze rozp. w wodzie, z roztworów krystalizuje w postaci hydratów (K₂CO₃⋅2H₂O). Z kwasami rozkłada się dając CO₂. Jest to sól silnie higroskopijni, służy do wyrobu miękkich mydeł i szkła potasowego, ma również zastosowanie do osuszania rozpuszczalników nieorganicznych (bezwodny potaż) oraz do otrzymywania innych soli potasu.

Dawniej potaż otrzymywany był na dużą skalę z popiołu drzewnego. Obecnie najczęściej:

- Z r-ru KCl przez nasycenie CO2 w zawiesinie MgCO3.3H2O 2KCl+3(MgCO₃⋅3H₂O)+CO₂→2(KHCO₃⋅MgCO₃⋅4H₂O)+MgCl₂

2(KHCO₃⋅MgCO₃⋅4H₂O)→333K→K₂CO₃+2(MgCO₃⋅3H₂O)+3H₂O+CO₂ Strącającą się sól podwójną rozkłada się za pomocą CO₂ na MgCO₃-nierozpuszczalne. K₂CO₃rozpuszczalne. Jest to metoda

Engela - Prechta

- 2KOH+CO₂→K₂CO₃+H₂O

- K₂SO₄+Ca(OH)₂+2CO→p=30atm→CaSO₄+2HCOOK

2HCOOK+O₂→K₂CO₃+CO₂+H₂O

- Metoda Lablanca

2KCl+H₂SO₄→K₂SO₄+2HCl

K₂SO₄+4C→K₂S+4CO

K₂S+CaCO₃→K₂CO₃+CaS

K₂CO₃ nie jest otrzymywane met. Solvaya ponieważ jest zbyt mała różnica rozpuszczalności pomiędzy K₂CO₃ a KHCO₃

- metoda mrowczanowa - 2KOH+CO₂=K₂C0₃+H₂O

K₂SO₄+Ca(OH)₂+2CO=CaSO₄+2HCOOK

2HCOOK+2O₂=K₂CO₃+CO₂+H₂O Mrowczan przy dostepie powietrza ulega rozkladowi.

7.Otrzymywanie KOH- elektroliza chlorku potasowego A; Cl^-=1/2Cl₂+e

K; H3O⁺ +e=H₂O+1/2H₂

-kaustyfikacja potażu K₂CO₃+Ca(OH)₂=2KOH+CaCO₃

8.Otrzymywanie potasu(K) - przez redukcje KCl metalicznym sodem lub wapniem w prozni 2KCl+Ca=2K+CaCl₂

- 2KF+CaC₂=(1300-1400K)2K+CaF₂+2C

-2CaO+4KF+Si=(1420K)CaSiO₃+2CaF₂+4K

9.Zw. litowcow na - 1 stop. utl. . - rozpuszczalność litowcow w metyloaminie C₂H₅NH₂ lub etylodwuaminie H2N CH2 CH2 NH2 można zwiększyć wprowadzając do r-ru kryptandow zw. org. Zawierających po 2 atomy azotu polaczone ze soba 3 lancuchami eterowymi jak np.:

CH2 - CH2-O-CH2-CH2

N - CH2 - CH2-O-CH2-CH2 - N

CH2 - CH2-O-CH2-CH2 Związki te tworzą Rb,Cs,K i Na; Li nie tworzy. Do tego rodzaju związków należą kryptaty. Kryptandy tworza trwale kompleksy z kationami litopwcow. Jeseli do r-ru wprowadzi się liczbe atomow np. sodu 2 razy wieksza niż liczba kryptandu, polowa At. Na przechodzi w kationy i ulega skompleksowaniu druga polowa wobec nadmiaru solatywnych elektronow tworzy jednowartościowe aniony np. aniony Na-. Z r-ru tego rodzaju udalo się wydzielic krystaliczny krypta [Na(kryptand)]+[Na]- sodek kryptatosodu (I). ilega on powolnemu rozkładowi w temp. pokojowej i reaguje zywo z tlenem z powietrza oraz z wilgocia.

10.ANOMALNE WŁAŚCIWOŚCI LITU:

temp. top. i wrzeń. Li jest względnie wysoka w porównaniu z temp. wrzen. i top. Pozostałych litowców.

Lit jest dużo twardszy niż pozostałe litowce.

Lit reaguje z tlenem najmniej chętnie i tworzy się tlenek a nie nadtlenek jak w przypadku pozostałych litowców.

Lit jest pierwiastkiem najmniej elektrododatnim, dlatego wiele jego związków jest stosunkowo mało trwałych.

Li z N tworzy Li₃N (azotek litu), co jest cechą charakterystyczną dla pierwiastków grupy II, niż pozostałych litowców.

Następujące sole litu: Li₂CO₃, LiF, Li₃PO₄ są w H₂O stosunkowo trudno rozpuszczalne- analogicznie jak tego samego typu sole Mg, w odróżnieniu od reszty litowców

LiOH jest w wodzie ok. 4 do 5 razy trudniej rozpuszczalny od wodorotlenków pozostałych litowców.

Jony Li są najsilniej hydratowane spośród pozostałych litowców (jony Mg są najsilniej hydratowane spośród berylowców).

LiHCO₃ jest w H₂O łatwiej rozpuszczalny od Li₂CO₃ co jest charakterystyczne dla berylowców w odróżnieniu od pozostałych litowców.

LiHS jest najmniej trwały od wodorosiarczków pozostałych litowców.

LiH jest bardziej trwały od wodorków pozostałych litowców i o wiele lepiej się rozpuszcza się w bezwodnych rozpuszczalnikach organicznych.

Lit tworzy imidek gdy pozostałe litowce nie tworzą imidków.

Lit w odróżnieniu od siarczków pozostałych litowców nie tworzy ałunów.

Związki litoorganiczne są kowalencyjne co jest raczej rzadkością u pozostałych związków organicznych litowców (duża lotność \, rozpuszczalność w węglowodorach, lub w spolimeryzowanych ciałach stałych , czasem niektóre z nich zapalają się w kontakcie z powietrzem).

Lit rozpuszcza się w polarnych rozpuszczalnikach organicznych, pozostałe chlorki litowców w mniejszym stopniu.

lit nie tworzy związków na -1 st. utl.

11.anomalne właściwości berylu

małe rozmiary duży ładunek, tworzy związki o zdecydowanym udziale wiązania kowalencyjnego.

związki berylu rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych, natomiast w H₂O ulegają hydrolizie. sole berylu charakteryzują się wysoką temp. Top. w odróżnieniu od innych berylowców.

przejawia tendencje do tworzenia licznych związków kompleksowych w odróżnieniu od innych berylowców

beryl analogicznie jak glin roztwarza się w wodorotlenkach litowców lub w stopionych wodorotlenkach litowców w odróżnieniu od innych berylowców: Be+2NaOH+H₂O→Na₂[Be(OH)₄]+H₂ Be+2NaOH→T→Na₂BeO₂+H₂

wodorotlenek berylu jest amfoteryczny w odróżnieniu od innych berylowców

beryl pod wpływem stężonego HNO₃ ulega pasywacji pokrywa się warstewką pasywną BeO w odróżnieniu od innych berylowców

wodorek berylu jest wodorkiem kowalencyjnym w odróżnieniu od wodorków Ca, Sr, Ba

tlenek berylu ma sieć przestrzenną typu wurcytu sieć typowa dla związków o wiązaniach kowalencyjnych.

pozostałe tlenki mają wiązanie jonowe i typ sieci NaCl

beryl nie tworzy nadtlenków w odróżnieniu od innych berylowców

sproszkowany beryl i jego sole są silnie toksyczne.

12. Zasadowy octan berylu Be₄O(O₂C^.CH₃)6

Wydziela się w trakcie otrzymywania Be(OH)₂ w kawasie octowym. Topi się w 556K i wrze bez rozkładu w 603K w zimnej wodzie slabo rozpuszczalny. Rozpuszcza się w niektórych rozpuszczalnikach organicznych.

Budowa - Jony berylu zbudowane sa tak rozmieszczone ze ich srodki ciężkości wyznaczaja wierzcholki czworościanu pośrodku którego znajduje się atom tlenu. Każdy z jonow octanowych za pośrednictwem swoich 2 at. O laczy się z 2 jonami Be. Wyrozniomy w strukturze kompleksu 6 pierscieni, z których każdy zawiera 2 at. Be 3 at. O i 1 at.C pierścienie sa ułożone tak,ze każdy atom Be jest otoczony 4 at. O zostaje zachowana liczba koordynacyjna 4. Be(OH)₂+CH₃COOH=Be₄O(CH₃OO)₆

Zastosowanie- przy oczyszczaniu berylu, powstaly kompleks jest kowalencyjny i można go odparowac.

13. Azotan wapniowy Ca(NO₃)^.4H₂O - saletrwa wapniowa(norweska)

Stosowany jako nawóz sztuczny. Otrzymuje się ja przez rozpuszczenie możliwie czystego wapniaka w kw. azotowym, odparowanie i granulacje. Jest higroskopijny. Latwo rozp w wodzie i w alkoholu

14. Weglik berylu- Be₂C

Temp. top 243K struktura antyfluorowa, która odroznia go od węglików Ca, Sri Ba o skladzie MC₂. otrzymuje się go ogrzewając w wysokich temp, metale lub ich tlenki z weglem. Ma strukture typu NaCl. Otrzymywany z tlenku berylu z weglem: 2Be+3C=Be₂C+2CO Weglik zaliczany do metankow Be₂C + 4H₂O = 2Be(OH)₂+CH₄

Beryl w reakcji z acetylenem tworzy weglik zaliczany do acetylenkowBe+C₂H₂=BeC₂+H₂

BeC₂+2H₂O=Be(OH)₂+C₂H₂

15.Weglik wapnia - CaC₂ (karbid)

Wytwarzany z wapienia i koksu przez ogrzewanie ich mieszaniny w lukowych piecach elektrycznych CaO+3C=CaC₂+CO

CaC₂+2H₂O=Ca(OH)₂+C₂H₂

Stosowany gl. Do otrzymywania acetylenu. Ogrzewany w strumieniu azotu przechodzi w cyjanamid wapania CaCN₂(azotniak): CaC₂+N₂=CaCN₂+ C CaCN₂+3H₂O=CaCO₃+2NH₃

16.Wodorek berylu - BeH₂

Otrzymywanie - BeCl₂+2LiH=BeH₂+2LiCl

2Be(CH₃)₂+LiAlH₄=2BeH₂+LiAl(CH₃)₄ Substancja bezbarwna trudno lotna, rozpada się na pierwiastki w temp. 570K reaguje latwo z H₂O. w sieci przestrzennej wodorku berylu występują polimeryczne łańcuchy w których beryl związany jest kowalencyjnie wiazaniami trojcentrowymi Be-H-Be. Układ atomow wokół każdego at.Be jest tetraedryczne. Hybrydyzacja sp3 orbitali berylu wiazania trojcentrowe Be-H-Be zdelokalizowane tworzy Sue orzez nakładanie hybrydyzowanych orbitali dwoch sąsiednich at. Be na orbital 1s mostkowego atomu H₂. LK Be = 4 Be Be Be Be

17. .Otrzymywanie Mg

1.MgO+Cl₂+C=MgCl₂+CO elektroliza MgCl₂ w T ok.1000K, anoda-Fe a katoda -grafit. Reakcję przeprowadza się w atmosferze gazu inertnego w tej T stopiony Mg wypływa na pow. elektrolitu I możemy go zbierać czerpakiem (czystość 99,8%)

2.MgO+ C= Mg+CO (T=2300K) karboredukcja kosztowna

3.2(MgO*CaO) + Si=2CaO*SiO₂+2Mg

4.MgO+ CaC₂=Mg+CaO+2C

18. Fluorek wapnia CaF₂ (fluoryt)

Często zabarwiony na żółto zielono, niebiesko lub fioletowo na skutek obecności roznych zanieczyszczen. Trudno rozpuszczalny w wodzie, łatwo stracic w postaci białego osadu po zmieszaniu r-rów zawierających jony Ca²⁺ i jony F^-.

19 .Tlenek wapnia (wapno palone) - CaO

Otzym przez rozklad wapieni CaCO₃=CaO+CO₂

CaO+H₂O₂=CaO₂+H₂O znajduje zastowanie w budownictwie, przemysle chemicznym, do celow nawozowych. W laboratorium czysty tlenek wapnia otrzymuje się przez prazenie szczawianu wapnia Ca(COO)₂=CaCO₃+CO CaCO₃=CaO+CO₂

Trudno topliwy, biale cialo stale. Reaguje z H2O z wydzieleniem znacznych ilości ciepla: CaO+H₂O=Ca(OH)₂ (gaszenie wapna)

20.Weglan wapnia CaCO₃

Wystepuje jako heksagonalny kalcyt i jako rombowy argonit trudno razp. W wodzie wykazuje dobra rozpuszczalność w roztworach NH₄Cl: CaCO3+2NH4CL=CaCl₂+2NH₃+H₂O+CO₂

CaCO₃+H₂0+CO₂=Ca(HCO₃)₂ Ca(HCO₃)₂ obecny w wodzie do picia nadaje jej dobry smak. W wodzie przeznaczonej do celow przemysłowych oraz uzytku w gospodarstwie domowym jest nieporzadany gdyz zwieksza twardosc wody. Twardosc wody jest spowodowana sola Ca i Mg przede wszystkim wodorowęglanów oraz siarczanow i chlorkow. Twardosc wody przejawia się tym, ze wody twarde daja z mydlem obfity bialy osad Oli wapniowych kwasow palmitynowego i stearynowego. Podczas gotowania twardej wody Ca(HCO₎₃ przechodzi w CaCO₃ zmniejsza się twardosc- twardosc przemijajaca. Da się ja usunąć przez zagotowanie twatrodsc trwala pochodzi gl od CaSO₄ można usunąć przez dodanie do wody malej ilości Na₂CO₃

CaSO₄+Na₂CO₃=CaCO₃+Na₂SO₄ jony wapnia ulegaja straceniu w postaci trudno rozpuszczalnego CaCO₃. twardosc wody zmniejsza znacznie dodatek poifosforanow sodu, gl Na5P3O10 stosowanyprzy wyrobie proszkow do prania Ca(HCO₃)₂=CaCO₃+CO₂+H₂O woda twarda powstaje wskutek wymywania zw z podloza(siarczany, chlorki) twardosc przemijajaca jest skutkiem wietrzenia skal osadowych CaCO₃+CO₂+H₂O=Ca(HCO₃)₂

21. Jak usunąć twardosc wody?

- przemijajaca - przez gotowanie lub przez alkalizowanie Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=CaCO3+2H2O

Mg(HCO3)2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCO3+CO2

-ogolna wytracenie Mg i Ca w postaci trudno rozpuszczalnych osadow np.; dodanie Na2CO3,Na3PO4,Na2SiO3 (szklo wodne) lub mydla(C17H35COONa)Można także usunąć stosując wymieniacze jonowe, które dzielimy na kationity i anionity.

22. Wodorek magnezu. MgH₂- ma wł. wodorków jonowych i kowalencyjnych .Można go otrzymać na drodze bezpośredniej syntezy z pierwiastków przy zwiększonym ciś. wodoru.

Oraz : 1)Mg(C₂H₅)₂ -^temp-= MgH₂+2C₂H_4. 2)piroliza C₂H₅MgI=MgH₂+C₂H₃I. 3)2Mg(CH₃)₂+Li[AlH₄]-^eter-= 2MgH₂+Li[Al(CH₃)₄]. 4) Mg+H2= MgH2 W czasie ogrzewania ulega łatwo rozpadowi na pierwiastki, dzięki temu znalazł zastosowanie w prototypach samochodów napędzanych wodorem.

Bezbarwne cialo stale, ekologiczne paliwo

23. Wapno chlorowe

Ca(OH)₂+Cl₂=CaCl(ClO)+H₂O stosowane jako srodek bielacy. Nawet pod dzialaniem slabych kwasow w reakcji wydziela się chlor. CaCl(ClO)+H₂CO₂=CaCO₃+Cl₂+H₂0

CaCl(ClO)+H₂O₂=CaCl₂+O₂+H₂O

24. Otrzymywanie boru B

- rozklad chlorku boru za pomoca iskry elektronowej 2BCl₃+3H₂=2B+6HCl

- 2BBr₃+3H₂=2B+6HBr

- redukcja tlenku borowego B2O₃ etalicznym magnezem lub aluminium B₂O₃+Mg=2B+3Mg0

- rozklad termiczny (1100-1300K) 2BJ₃=2B+3J₂

25. odmiany alotropowe boru:

Romboedryczna alfa i beta, tetragonalna. Podstawowym elementem struktury we wszystkich 3 odmianach sa 12-atomowe zespoly at B rozmieszczonych w narozach regularnego dwudziestościanu czyli ikosaedru. IKOSAEDR - każdy at B wiaze się w nim z 5 innymi at. liczba elektronow walencyjnych(3.12=36) jest znacznie mniejsza od liczby elektronow jaka bylaby potrzebna gdyby w ikosaedrze były obecne wiazania zdelokalizowane (28 wiazan z 56 elektronami) opisywane za pomaca orbitali dwucentowych. Zachowanie się elektronow opisuja w tym przypadku orbitale czastczkowe zdelokalizowane

- romboedryczna alfa - otrzymuje sie w temp. do 1400K srodki ciężkości ikosaedrow tworza nieco zdeformowana siec regularna plasko centrowana. Wiazania pomiedzy ikosaedrami sa dwojakiego rodzaju I - wiazania trojcentrowe powstaja na skutek nakładania się hybrydyzowanych orbitali atomowych sp2 trzech at. B należących do trzech sąsiadujących ze soba ilosaedrow B12 i rozmieszczonych w wierzcholkach trojkatu równobocznego. Nakładanie się tych orbitali at. ptowadzi do powstania 3 trojcentrowych orbitali zdelokalizowanych wiążącego, niewiążącego i antywiazacego. Wiazanie tworzy się dzieki zajeciu pierwszego z nich przez 2 elektrony. Wiazania te o znacznej dl wynoszącej 202pm sa stosunkowo slabe. Rys

II - wiazania mocne, dwucentowe B-B które wytwarzaja się pomiedzy ikosaedrami w sąsiednich warstwach, sa one odpowiednio krótsze a ich dl wynosi 171 pm Sa one skierowane wzdłuż niektórych pięciokrotnych osi symetrii ikosaedrow w taki sposób ze każdy z nich zyskuje 6 sasiadow bezpośrednich. B12

- romboedryczny beta - jest odmiana powstajaca w temp ponad 1800K można go otrzymac także przez ogrzewanie boru bezpostaciowego bez dostępu powietrza. W strukturze tej można wyroznic ikosaedry B12 laczace się z 6 innymi ikosaedrami oraz ikosaedry sąsiadujące tylko z dwoma takimi samymi zespołami i zespoly At. boru nie tworzące ikosaedrow

- tetragonalny bor- dawniej na kazde 4 ikosaedry B12 przypadalu 2 at. B spełniające funkcje pomidzy nimi. Obecnie ta odmiana B uchodzi za produkt zanieczyszczony, w którym lacznikiem pomiedzy ikosaedrami sa jednostki C2 lub N2.

- bor krystaliczny (czysty) ma barwe czerwonoszara wykazuje duza twardosc wysoka temp top. i jest zlym przewodnikiem elektryczności. Bardzo malo aktywny. Nie dzial na niego wrzacy HCl ani HF. B bezpostaciowy otrzymywany w potaci lużnego proszku spala się w powietrzu na tlenek zanieczyszczony azotkiem, BN. Pod wpływem ogrzewania reaguje z halogenami, a z licznymi metalami daje borki za pommoca stez HNO3 można go utlenic do kw borowego. Struktura gr B12:

26. Struktura hydroboranu berylu - wł.

Be(BH₄)_{2 .} Hyd.ber., glinu i niektórych pierwiastków przejściowych są lotne, przy czym lotność wzrasta w szeregu Na, Be, Al. Hydroboran berylu wykazuje budowę kowalencyjną (wiązania pomiędzy metalem a gr.BH₄). W związku tym występują mostki wodorowe utworzone przez wiązania analogiczne do wiązań trójcentrowych B-H-B. Bor wykazuje hybryd. sp³

BeH₂+B₂H₆ = Be(BH₄)₂ rys.

27. Diboran-B₂H₆

Synteza: 4BCl₃+3Li[AlH₄]→2B₂H₆+3LiAlCl₄

B₂O₃+Al.+AlCl₃+H₂→480K,75MPa→B₂H₆+Al₂O₃+AlCl₃

6LiH+8(C₂H₅)₂O∙BF₃→6LiBF₄+8(C₂H₅)₂O+B₂H₆

diboran-(dwuborowodór)-należy do najprostszych boranów, przypisuje mu się strukturę, w której dwa atomy wodoru tworzą mostek pomiędzy obu atomami boru (hybryd.sp³) rys.

Zew. at H oraz obydwa at B leza na spolnej płaszczyźnie po której obu stronach znajduja się atomy wodoru tworzące mostek. Srodki ciężkości at i H tworza wokół każdego z at B czworościan nieco zdeformowany. Zew st H można np.: latwo podstawic rodnikiem metylowym uzyskując B₂H₂(CH₃)₄

Reakcje:B₂H₆+6H₂O→2H₃BO₃+6H₂

B₂H₆+2NaH→2NaBH₄

B₂H₆+6NH₃→2BCl₃+6H₂

B₂H₆+4CH3→B2H₂(CH3)4+2H₂

28. KLASYFIKACJA Boranów.

Znanych jest 5 klas boranów typu: B_NH_M i B_nH_m^x_.

1)klaso-borany (klatka) -Wykazuja strukture wieloscienna o charakterze zamkniętego wieloscnianu. Struktura ta jest tylko znana dla anionow B_nH_n^2­_. Sa najtrwalsze. Typowa reakcja jest elektrofilowe podstawienie np. reakcja z Cl2 lub H+. rys B₇H₇^2-

Struktury maja postac zamkniętych klasterow poliedrycznych zawierających n at boru .

2)Nido-borany (gniazda) - o częściowo otwartych strukturach w których klaster B_n zajmuje n naroży wielościanu mającego n+1 naroży np. B_nH_n+4, B_mH_n+3^_. Struktury pozbawione jednego atomu boru

Rys. B₆H¹⁰

3)Arachno-borany (sieć pajęcza) - o bardziej niż nido-borany otwartych klasterach, w których at. B zajmują n naroży wielościanu mającego n+2 naroży. Rys.

4)hifo-borany (sieć) - o najbardziej otwartych klasterach w których at zajmują n narożymacierzystego wielościanu np. B₈H_16.

5)Concjuncto - borany (łącze) o strukturach utworzonych poprzez połączeni dwóch lub więcej klastrów przestrzennych poprzenich klas. np. B_nH_n

29. Tetrahydroboran sodu NaBH4

Otrzymywanie - w czasie ogrzewania NaOH z B₂O₃

- 4NaOH + 2B₂O₃=NaBH₄+3NaBO₂

- B₂H₆+2NaH=2NaBH₄

-B(OCH₃)₃+4NaH=NaBH₄+3NaOCH₃

- ogrzewanie pod cis i w temp 720-770K mieszaniny boraksu i kwarcu z sodem elementarnym oraz wodorem Na₂B₄O₇+7SiO₂+16Na+8H₂=4NaBH₄+8Na₂SiO₃

Trwały do temp 670K. ma strukture typu NaCl. Stosowany jako reduktor uzywany przede wszystkim do wydzielania dobrze przylegających twardych i odpornych warstewek niklu na pow przedmiotow polimerowych mas plastycznych 10 NiCl₂+8NaBH₄+17NaOH+3H₂O=3Ni₃B+Ni+5NaB(OH)₄+20NaCl+17,5H₂

30.HYDROBORANY - maja kowalencyjny charakter pomiedzy grupa BH₄ a metalem. W tych zw. czynne sa mostki wodorowe utworzone przez wiazania analogiczne do wiązań trojcentrowych B-H-B. jako przykład mogą posłużyć Be(BH4)2 i Al.(BH4)3 zawierajace trojcentrowe wiazania B-HBe i B-H-Al. Rys. *

31.KARBOBORANY- ich wzory można wyprowadzic z hydroboranow przez wymiane ujemnej grupy BH- na izoelektronowa, obojetna grupe C-H. Otrzymywanie:

- działając acetylenem na odpowiednie borany w temp. rzedu 600-900K zaleznie od rodzaju borowodoru B₁₀H₁₄+2(C₂H₅)₂S=B₁₀H₁₂^.2S(C₂H₅)₂+H₂

B₁₀H₁₂^.2S(C₂H₅)₂+C₂H₂=B₁₀C₂H₁₂+2S(C₂H₅)₂+H₂

B₁₀C₂H₁₂ ma struk ikosaedru jak B₁₂H₁₂^2- z tym, ze at C zajmujące pozycje at boeu maoga się znajdowac w bezpośrednim(pozycje 1i2) w dalszym(pozycje 1i 7) lub najdalszym sąsiedztwie(pozycje 1i 12).

32. Klasyfikacja borków - polaczenia boru z metalami MnBm *

33. Kwasy borowe:

*ORTOBOROWY H₃BO₃ - slaby jednoprotonowy kwas, który w r-rach wodnych dziala nie jako donor protonow lecz jako akceptor jonow wodorotlenkowych. Wykazuje właściwości kwasu Lewisa. H₃BO₃+2H₂O=H₃O⁺+[B(OH)₄]^-

Krystalizuje w ostaci bezbarwnych lśniących lusek , niezbyt obficie rozpuszczalnych w wodzie w temp. pokojowej lepiej na goraco. Lotny z para wodna czasteczki H2BO3 sa plaskie w stanie stalym lacza się wiazaniami wodorowymi tworząc warstwy powiazane miedzy soba tylko wskutek dzialania sil międzycząsteczkowych. Z alkoholami w obecności srodkow odciągających wode np. stezony H2SO4 tworzy estry H₃BO₃+3CH₃OH=B(OCH₃)₃+3H₂O W stanie stałym czasteczki łączą się ze sobą za pośrednictwem wiązań wodorowych tworząc warstwy powiązane między sobą tylko w skutek działania sił międzycząsteczkowych.

w temp powyżej 400K traci czesc H₂O i przechodzi w HBO₂

H₃BO₃=HBO₂+H₂O

*METABOROWY HBO2 - wystepuje w 3 odmianach: - pierscieniowa alfa -sklada się z pierścieniowych czastk (HBO₂)₃ rys

- długości łańcucha beta- z czastek lancuchowych

- trojwymiarowa gamma- ma strukture trojwymiarowa

Otrzymywanie - tylko w stanie stalym gdyz w obecności H20 przechodzi w kwas ortoborowy HBO₂ + H₂O = H₃BO₃

34. Sole kwasow borowych (oksoborany):

. Większość Oksoboranów wywodzi się od skondensowanych kwasów borowych nieznanych w stanie wolnym . struktura oksoboranów wykazuje pewne anologie do struktury krzemianów i fosforanów. Aniony oksoboranów składają się z prostych trójkątnych grup [BO₃] połączonych ze sobą za pośrednictwem atomów tlenu, podobnie jak łączą się tetraedryczne grupy [SiO₄] w krzemianach i [PO₄] w skondensowanych fosforanach. Struktura anionów oksoboranowych jest jednak o tyle bardziej skomplikowana, że obok grup [BO₃] pojawiają się w nie także tetraedryczne grupy [BO₄].

a)w ortooksoboranach - tworzone tylko przez metale trójwartościowe (ScBO₃0, InBO₃, występują płaskie aniony BO₃^3_.

Rys.

b) w pirooksoboranach (pentaoksodiboranach) np. w Ca₂B₂O₅, anion tworzony jest przez dwie grupy [BO₃] łączy się za pośrednictwem jednego wspólnego atomu tlenu.

Rys

c)w metaoksoboranach - anion o składzie (BO₂)_n^3_ występuje w postaci sześcioczłonowych pierścieni (np. w metaoksoboranie sodu) lub w postaci długich łańcuchów (np. w metaoksoboranie wapnia).

Rys

d) Ortopolioksoborany np. boraks

35.BORAKS

Na₂B₄O₇*10 H₂O-dobry środek antyseptyczny jest to str. skomplikowana [B₄O₅(OH)₄]^2-, dwa atomy B są o liczbie koordynacyjnej LK=4, a dwa o o LK=3. Wzór boraksu [Na(H₂O)₄]₂ [B₄O₅(OH)₄]

Rys.

Aniony takie lacza się za pośrednictwem wiązań wodorowych w łańcuchy. Równocześnie oktaedryczne kationy [Na(H2O)6]+ lacza się ze soba w łańcuchy w taki sposób ze sasiadujce jednostki maja po dwie czasteczki H₂O wspolne. Na jeden Na+ przypadaja srednio 4H₂O.

Właściwości boraksu - tworzy duze bezbarwne krysztaly wietrzejące w suchym powietrzu

- przy powolnym ogrzewaniu stopniowo traci wode

- przy szybkim wzrosci temp topi się dajac r-r zawierający przewazajaca czesc wody krystalicznej

- w temp 600-700K traci całkowicie wode i przechodzi w biala bezwonna sol o temp top 1151K

- stopiony boraks rozpuszcza liczne tlenki metali ciezkich

Zastosowanie:

-stopionego boraksu uzywa się do oczyszczania powierzchni metalicznych w procesie lutowania ze względu na jego zdolność rozpuszczania tlnkow metali ciezkich

-zmiękczanie wody,

-klarowanie szkła, dodatek do masy szklanej, do wyrobu szkliw na porcelanie i emalii

-oczyszczanie powietrza,

-substrat dla innych zw

-perly boraksowe

36.Perboraks

Na₂B₄O₇*H₂O₂*9H₂O- należy do perboraksów które są uwodnionymi boranami, w których część cząsteczek wody zastąpiona została cząsteczkami H₂O₂. Otrzym:

4H₃PO₃+Na₂O₂+4H₂O=Na₂B₄O₇*H₂O₂*9H₂O.

Preboraks zawiera dimeryczny anion kw tetrahydrksodi-(μ-prokso)-diborowego, w którym wydtepuja 2 mostki nadtlenkowe (μ-prokso). Rys.

Perboraks ma właś. utleniające i stosuje się go jako środek bielący, dodawany do proszków do prania, środek rozjaśniający włosy w kosmetyce, a także jako środek dezynfekcyjny. Wytstępuje w postaci trimerów : (Na-O-O-B-O)_3.

37.Azotek boru BN

Odmiane heksagonalna tzw BIALY GRAFIT otrzymuje się na drodze bezpośredniej syntezy z pierw. W wysokich temp. sklada się z warstw w których aromy azotu i boru ułożone sa w taki sam sposób jak atomy wegla w graficie rys

Właściwości - różni się od grafitu tym że nie przewodzi prądu elekt., duża odporność chem., stosowany jako wysoko temperaturowy smar. W temp czerwonego żaru reaguje z parą wodną dając kw. ortoborowy: BN+3H₂O=H₃BO₃+NH₃, topi się w temp 3300K, sublimuje w temp ponad2200K

Podobna odporność chemiczna wykazuje odmiana regularna odznaczajaca się bardzo duza trwałością nawet wieksza os trwałości diamentu. Odmiana regularna powstaje pod wysokim cisniem o strukturze analogicznej do blendy cynkowej

38. Borazyna B₃N₃H₆ strukturalny, reakcje z CH₃OH.

Borazyna B₃N₃H₆ - tzw. nieorganiczny benzen . Powstaje w czasie ogrzewania diboranu z amoniakiem 3B₂H₆+NH₃→-3H₂,T→3[H₂B(NH₃)₂]⁺+[BH₄]^-→-9H₂→2B₃N₃H₆ związek ten jest izostrukturalny i izoelektronowy z benzenem w wykazuje podobne właściwości fizykochemiczne. Jest bardziej aktywny od benzenu ze względu na większą elektroujemność.

Rys.

Właściwości - bezbarwna ciecz o temp wrzenia 328,2K

- ze względu na polarność wiązań pomiedzy borem a bardziej elektroujemnym azotem borazyna jest bardziej reaktywna od benzenu

- pod dzialaniem NaBH₄ można ja latwo uwodornic otrzymując anolog cykloheksanu B₃N₃H₁₂

- przylacza po 3 czast H₂O HCl CH₃OH lub CH₃J:

B₃N₃H₆+3CH₃OH =

39. Otrzymywanie Al

- redukcja chlorku glinu metalicznym potasem AlCl₃+3K→T→Al.+3KCl

- elektrolize r-ru Al2O3 w stopionym kriolicieNa₃AlF₃ i fluorytu CaF₂ w temp 1220K

Al₂O₃=2Al3⁺+3O^2- Rys.

K(-) 2Al³⁺+6e=2Al

A(+) 3O₂—6e=3/2O₂

3/2O₂+2C=CO+CO₂

- przerobka rudy na tlenek glinu, a nastepnie tlenku glinu na metal. Ma na celu usuniecie zanieczyszczen tlenkami żelaza i krzemionka

-OCZYSZCZANIE BOKSYTOW:

* alkaliczne(sucha lub mokra):

a) mokra - polaga na tym ze boksyty zmielone poddaje się dzialaniu NaOH (trawienie). Przy trawieniu za pomoca NaOH glin przechodzi do r-ru w postaci glinianow NaAlO2, a żelazo pozostaje w fazie stalej FeO(OH). Wydzielenie Al.(OH)3 z roztworu glinianu nastepuje pod dzialaniem CO2.

2NaAlO₂+CO₂+3H₂0=Al.(OH)₃+Na₂CO₃

Al₂O₃=(T)Al₂O₃

b) sucha - polega na tym ze każdy boksyt stapia się z soda i wapniem, wodorotlenek glinu przechodzi w glinian

2AlO(OH)+NaCO₃=2NaAlO₂+CO₂+H₂O z otrzymanego spieku luguje się glinian sodu woda

*kwasna- polega na trawieniu boksytow za pomoca H₂SO₄=Al₂(SO₄)₃ który dalej możemy przerabiac na wodorotlenek glinu ewentualnie termicznie rozkładać. Al₂(SO₄)₃ wykrystalizuje w postaciAl₂₍SO₄)₃^.18H₂O

2Al+2OH^-+6H₂0=2[Al.(OH)₄]^-+3H₂

2Al+CO₃^2-+7H₂0=2[Al(OH)_4]^-+CO₂+3H₂

Al₂O₃+2OH^-+3H₂O=2[Al(OH)₄]^-

40. Termit Goldschmita - Aluminotermia

2Al+3/2O₂=Al₂O₃ duze cieplo spalania świadczy o duzym powinowactwie do tlenu. Metaliczny glin laczy Sue nie tylko z wolnym tlenem ale również z tlenem zawartym tlenkach wielu innych metali. Reagująca mieszanina drobnych ziaren aluminiowych z tlenkiem żelaza: 3Fe₃O₄+8Al→4Al₂O₃+9Fe do zapoczątkowania reakcji potrzebne jest lokalne podgrzanie mieszaniny. Reakcja przebiega z wydzieleniem dużych ilości ciepła takich że wydzielone wolne żelazo ulega stopieniu. ΔH=-3396kJ/mol. Termit G. Jest stosowny również do otrzymywania niektórych metali z ich tlenków.

41. Spinele AB₂O₄

Gdzie Ai B oznaczaja st metali o wartociowosciach AII - BIII AIII- BII AIV-BI Otrzymuje się przez ogrzewaniue Al₂O₃ z tlenkami metali dwuwartościowych (np.MgO) Al₂O₃+MgO=MgAl₂O₄

W spinelach jony tlenkowe tworza siec regularnaplasko centrowana anionami tlenkowymi o2- w takiej sieci występują 2 rodzaje luk - tetraedryczne otoczone 4 jonami O^2-

- oktaedryczne otoczone 6 jonami O²-. Komorka elementarna spinelu obejmuje 32 at tlenu.

42. Korund

Ma wysoka temp. top. w stanie czystym bezbarwny, chrom barwi go na czerwono, tlenki tytanu i żelaza na niebiesko, jest bardzo odporny, nie ulega dzialaniu stez kw i zasad. Z niego bezpośrednio wytwarza się metaliczny glin. Do wyrobu materiałów ogniotrwałych i szlifierskich. Po przetopieniu w plomieniu tlenowodorami z odpowiednimi dodatkami otrzymuje się z niego sztuczne rubiny i szafiry. Przy konstruowaniu laserow.

43.Ałuny

Podwojne siarczny metali troj- i jednowartościowych o ogolnym wzorze M₂^ISO₄^.M₂^II(SO)₃^.24H₂O metale jednowartościowe Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺, Tl⁺, NH₄⁺

Metale trójwartościowe Al³⁺, Cr³⁺, Fe³⁺, Co³⁺, Ga³⁺, In³⁺, Ti³⁺, V³⁺, wszystkie aluny krystalizuja w układzie regularnym i mogą tworzyc ze soba roztwory stale. Czast wody krystalizacyjnej sa rozmieszczone w sieci przestrzennej po 6 wokół każdego z kationow. Najbardziej znanym alunem jest alun zelazow glinowy :

K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O

44. Co to jest zielone złoto?

Zielone złoto to stop 75%Au, 20%Ag, 5%In -stosowany w jubilerstwie.

45.Odmiany alotropowe wegla

* DIAMENT - w stanie czystym tworzy bezbarwne przezroczyste krysztaly bardzo twarde silnie lamiace światło nie przewodzące pradu elektrycznego. Krysztaly diamentu bywaja zabarwione na zolto niebiesko czerwono brunatno lub fioletowo, czarne diamenty (karbonado)oszlifowane zw brylantami. Diamentow uzywa się do celow technicznych, szlifowania bardzo twardych cial ciecia szkla wyrobu ostrzy do świdrów górniczych, łożysk do soi precyzyjnych przyrządach. Ogrzewany bez dostępu powietrza przechodzi w grafit

Diamenty wyprodukowane w najniższych temp sa czarne w wyższych zielone lub zolte w najwyższych bezbarwne. Odznacza się duza twardością w skali Mosha -10. jest kruchy można go latwo sproszkowac w stalowym moździerzu w tlenie spala się bez reszty na CO₂. struktura sieci przestrzennej: każdy st C otoczony jest 4 at znajdującymi Si w rownej od niego odległości. Siec traktujemy jako 2 sieci regularne plasko centrowane nawzajem się przenikające w ten sposób ze jedna z nich jest przesunieta w stosunku do drugiej wzdłuż przekatnej o jedna czwarta jej dl. Diament nie ulega dzialaniu kw ani zasad. Atakuje go natychmiast stopiona saletra i stopiony weglan sodu. Dory przewodnik cieplajest izolatorem nie przewodzi pradu elektrycznego.

*GRAFIT - w postaci mineralu. Jest cialem czarnoszarym o slabym polysku metalicznym tłustawym w dotknieciu.miekki odznacza się znaczna łupliwością dobrze przewodzi elektryczność i cieplo. Siec przestrzenna sklada się z równoległych pplaskich warstw w obrebie których atomy C wykazuja liczbe koordynacyjna 3. dl. wiaz. C-C=142pm Hybrydyzacja sp2. wykazuje mala twardosc Zastosowanie :

- grafit z drobnym dodatkiem gliny jako srodka wiążącego uzywa się do wyrobu tygli do topnienia metali

- dzieki dobremu przewodnictwu stosuje się go do wyrobu elektrod dla przemyslu elektrochemicznego elektrometalurgicznego

- do wyrobu ołówków

- w formie zawiesiny w oleju maszynowym stosowany jako smar do mechanizmow pracujących w podwyższonych temp

- jako moderator w reaktorach jadrowych

Grafit jest substancja malo aktywna w powietrzu zaczyna się spalac po ogrzaniu do temp. ok. 1000K Tworzy szerg polaczen określanych jako zw grafitu, w których zostaje zachowana warstwowa struktura sieci przestrzennej a obce At rozmieszczone sa pomiedzy warstwami. Przemiana strukturalna grafitu w diament jest możliwa tylko w wyniku dzialania wysokiego cisnienia i temp.

* Fullereny - to nowa odmiana cząsteczkowego węgla, posiadająca strukturę cząsteczkową. Są one pierwszą i jedyną trwałą odmianą czystego węgla, bo fulereny nie potrzebują nie potrzebują żadnych dodatkowych atomów wysycających wiązania ni ich powierzchni w doróżnieniu od diamentu i grafitu, które po przełupaniu natychmiast pokrywają się wodorkiem wysycającym ich zerwane wysycenia. Fuleren łatwo krystalizuje dając pólprzezroczyste brązowe sześciokątne płytki gwiazdki o metalicznym połysku. Nie rozpuszczają się w wodzie ani w eterze rozpuszczając się natomiast w węglowodorach i CCl₄. Cząsteczki C₆₀ (klastery o budowie piłki futbolowej) o unikalnym stabilnym kształcie można uzyskać dzięki odparowaniu grafitu w silnym strumieniu helu. Cząsteczki te mają wyjątkowa trwałość co zawdzięczają doskonale symetrycznemu kształtowi piłki futbolowej. Cząsteczka C₆₀ zawiera 20 sześciokątów natomiast C₇₀ ma 25 i przypomina piłkę do rugby każda z nich ponadto musi zawierać 12 pierścieni pięcioczłonowych. W środku cząsteczki fulerenu (wewnątrz pustej) można umieścić atom metalu np. K, Cs, Za, V, itd. Fuleren C₆₀ zdołano uwodnić w dwóch etapach: C₆₀+9H₂→C₆₀H₁₈ , C₆₀H₁₈+9H₂→C₆₀H₃₆.

Najbardziej interesujące możliwości zastosowania fulerenów pojawiają się w elektrotechnice. Wielka różnorodność tych materiałów umożliwia ułożenie ich w postaci izolatorów, przewodników, półprzewodników i nadprzewodników (odpowiednie domieszkowanie). Łączac C₆₀ z potasem można otrzymać nową fazę metaliczną. C₆₀F₆₀ są to tzw. Piłki teflonowe, mogą być najlepszymi na świecie smarami. Fulereny łatwo wchodzą w reakcje z fluorem dając związki charakteryzujące cię parzystą liczbą atomów fluoru w cząsteczce np. C₆₀F₃₆, C₆₀F₆₀. Fulereny tworzą związki addytywne. Działając na zredukowane fulereny jodkiem metlu otrzymujemy jasnobrunatne ciało stałe składające się z mieszaniny polietylowych fulerenów zawierających od 1 do 24 grup metylowych. Etylowanie C₆₀ i C₇₀ stwarza możliwość wprowadzenia do cząsteczki fulerenów także innych grup funkcyjnych co umożliwia wykorzystanie pochodnych fulerenów jako odczynników w syntezach chemicznych.

* CHAOIT (KARBIN) - biale krysztaly malo reaktywne odmiana slavo zbadana. at. C w tej odmianie tworza ze soba dlugie łańcuchy. Znane sa dwa ich rodzaje o podwojnym i mieszanym wiazaniu. W pierwszym przypadku pomiedzy at. C występują podwojne wiazania. W drugim naprzemianlegle pojedyncze u podwojne. Karbiny towegle o hybrydyzacji sp.

*NANORURKI- struktury wyglądające jak bardzo rozciągnięte fullereny. Kształt ich przypomina tube (pudty walec). Ich zakończenia przypominaja fullereny(sa kuliste) czest mowi się ze nanorurka to zwinieta plaszczyzna grafitu sklejona brzegami. Rurki o sredn. 2-20nm Dl. ich wyraza się w μm. Powstaja one w luku elektrycznym wytworzonym pomiedzy elektrodami weglowymi. Duza wutrzymalos na rozrywanie. Znakomite przewodniki cieplaPowstaja przez zwiniecie warstw grafowych budowanych z regularnych sześciokątów z pow. Cylindryczna bez szwu. Końcówki rurek sa zamykane przez”beret” składający się z 6 pieciokatow czyli przykładowo polowka polkuli C60.jest idealnym wloknem molekularnym o sieci zbudowanej z silnych wiązań kowalencyjnych C-C które naleza do najmocniejszych w przyrodzie. Dobra wytrzymałość mechaniczna, sztywna, dobrze przewodzi prad elektryczny i cieplo, odporne na dzialanie chemikaliow. Wykorzystywane w medycynie jako dozowniki lekarstw do scisle określonych miejsc komorek czy membran.

- NANOKOMPOZYTY - kompozyty które zawieraja nanorurki weglowe w matrycy polimeru staja się przewodnikami elektryczności. W ten sposób zostalo wyeliminowane zjawisko gromadzenia ładunku elektrycznego. Zastosowanie nanokompozytu weglowego zamiast stali w karoserii samochodu nie wymaga zmian w technologii lakierowania

- NANOEKEKTONIKA - posiadaja duze przewodnictwo cieplne. Można nini zastąpić miedziane bądź diamentowe odbiorniki ciepla.

46. Odmiany wegla bezpostaciowego

*SADZA- produkt rozkaldu termicznego licznych węglowodorów a także niezupełnego spalania roznych substancji organicznych. Otrzymuje się ja w wyniku dzialanie sienie kopcącego plomienia na pow. Metalowa chlodzona od wew. woda. Znajduje zastosowanie przy wyrobie farb drukarskich, malarskich a także do wypelniania kauczuku.

* KOKS - powstaje w procesie suchej destylacji wegla kamiennego w temp. 1200-1440K Koks poli się plominiem niebieskawym bez wydzielania sadzy i jego cieplo spalania wynosi ok. 7000 kcal/kg. Rozroznia się koks gazowniczy i koks hutniczy. Koks gazowniczy otrzymuje się z gatunkow wegli specjalnie nadających się do produkcji gazu switlnego a wiec bogatych w składniki lotne. Jest on porowaty. Koks hutniczy otrzymuje się z odmiennych gatunkow wegli. Koks jest mniej porowaty i ma wieksza wytrzymałość chemiczna. Przy suchej destylacji wegla poza koksem powstaja dalsze produkty: gaz świetlny, woda amoniakalna, smola pogazowa. Koks wytwarzany w gazowniach dostarczających gazu miejskiego znajduje zastosowaniegl do celow opalowych. Kok dla hutnictwa zaelaza odznacza się zwiekszona wytrzymałością chemiczna jest wytwarzany ze specjalnych gatunkow wegla

*WEGIEL DRZEWNY - produkt ogrzewania drewna bez dostępu powietrza(sucha destylacja) miał on dawniej pewne znaczenie jako material opalowy oraz jako jeden ze składników prochu dymnego. Odznacza się dobrymi wl adsorpcyjnymi. Adsorbuje gazy jak również wiele sub. Z r-row wodnych i niewodnych. Przy suchej destylacji otrzymuje się - wegiel drzewny, ocet drzewny, smole drzewna, gaz drzewny

*WEGIEL KOSTNY- podobne wl do wegla dzrewnego powstaje przez zwęglenie kosci,krwi cukru itp. substancje te zwegla się w możliwie niskich temp. wraz z dodatkiem(ZnCl2) które przeciwdzialaka spiekaniu się malych krystalitow w wieksze. Otrzymany w ten sposób wegiel aktywny ma bardzo silnie rozwinieta powierzchnie i bywa uzywany jako srodek odbarwiający odwadniający, material do wypelniania pochłaniaczy w maskach przeciwgazowych.

47. Metody otrzymywania węglowodorów:

CH₄(METAN):

- CH₃COONa+NaOH=CH₄+Na₂CO₃

- Al₄C₃+12H₂O=3CH₄+4Al(OH)₃

- CH₃Cl+HCl=(Zn)=CH₄+Cl₂

- CH₃COOH=CH₄+CO₂ +CO+3H₂=CH₄+H₂O+Q

C₂H₆(ETAN):

- 2CH₃COO^—-2e=C₂H₆+2CO₂

- 2CH₃Cl+2Na=C₂H₆+2NaCl

C₂H₄(ETYLEN):

- C₂H₅OH-H₂0=C₂H₄

- C₂H₅OH =(620K,Al₂O₃)= C₂H₄+H₂0

C₂H₂(ACETYLEN);

• 2C+H₂=C₂H₂

• -CaC₂+2H₂O=Ca(OH)₂+C₂H₂

• 6CH₄+O₂=2C₂H₂+2CO+10H₂

48. Tlenk wegla CO

Wytwarzany na wielka skale jako składnik roznych gazow przemysłowych na drodze przerobki paliw gazowych ciekłych lub stalych.

Otrzymywanie:

- składnik gazu generatorowego i gazu wodnego. Gaz generatorowy otrzymuje się przepuszczając powietrze przez warstwe rozzarzonego koksu. W dolnej czesci warstwy nastepuje spalenie C do CO₂ C+CO₂=CO₂ w wyższych warstwach w których panuje T=1300K CO2 reaguje wg następującego rownania: C+CO₂=2CO bilans: 2C+O₂=2CO

- w wyniku spalania wegla C+1/2O₂=CO

- gaz wodny uzyskuje ue przez zdmuchiwanie pary wodnej na warstwe rozrzazonego koksu w T=1500K C+H2O=CO+H² powoduje to stopniowe oziębienie koksu i spadek wydajności reakcji

- redukcja CO₂ za pomoca Zn CO₂+Zn=ZnO+CO

- redukcja CO₂ za pomoca C (r. Boudouarda) CO₂ + C=2CO

- przez odwodnienie kw. mrowkowego HCOOH=(stez. H₂SO₄)=H₂O+CO

-przez odwodnienie kw. szczawiowego H₂C₂O₄=(stez. H₂SO₄)=H₂O+CO +CO₂

Budowa i wlsciwosci:

Jest bezbarwnym,bezwonnym silnie trującym. Jego gęstość jest nieco mniejsza od gęstości powietrza. Skrapla się w temp. 81,65K. w wodzie slabo się rozpuszcza. CO jest izoelektronowa z N₂. Hybrydyzacja dygonalna tzn ze ulega wymieszaniu orbital 2s oraz jeden z orbitali 2p. z dwu orbitali zhybrydzowanych jeden skierowany na zew. Czast. Zostaje obsadzony niewiazaca para elektronowa, drugi natomiast pokrywa się z orbitalem px at O, co prowadzi do utworzenia orbitalu cząsteczkowego sigma wiążącego oraz antywiazacego. rownoczecnie orbitale py i pz at.C nakładające się bokami z orbitalami py i pz at O tworza 2 wiazace orbitale pi oraz 2 zntywiazace orbitale pi*. Niewiazaca para elekt znajdujaca się na obitalu hybrydyzowanym t wysuwającym się na zew czast wzdłuż osi x roznowazy bowiem mament dipolowy powstający na skutek przyciągania elektronow wiążących przez at O dzieki tej prze czasteczka CO może tworzyc wiazania koordynacyjne np. w karbonylkach, w których spelnia on role donora elektronow.

Zastosowanie:

-ulega redukcji wodorem w obecności N: CO+3H₂=(Ni)=CH₄+H₂O

- możemy otrzymac alkohol metylowy w wyniku ogrzania CO w obecności katalizatora i pod zwiekszonym cisnieniem CO+2H₂=(Ni)=CH₃OH

-reaguje z amoniakiem dajac formamid CO+HN₃=HCONH₂

- w syntezach aldehydow, ketonow i innych zw. org

- z niektórymi metalami Fe, Ni, Co, W, Cr, Mo tworzy karbonylki Ni+4CO=Ni(CO)₄

- reaguje z S w temp. 300C 2CO+2S=2COS

2COS=CS₂+CO₂

49. Jakim związkiem wykrywamy CO w chemii analitycznej?

I₂O₅+5CO→5CO₂+I₂ , I₂O₅-służy do wykrywania i oznaczania CO ponieważ utlenia CO do CO₂, przy czym powstaje jod elementarny.

PdCl₂+H₂O+CO→Pd+2HCl+CO₂ , PdCl₂∙2H₂O-również znajduje zastosowanie w chemii analitycznej do wykrywania CO.

50. Karbnylki

Karbonylki-zw.met. gr. przejści. z tlenkiem węgla. Zw. Kompleksowe, w których met. jest na 0 st.utl. Mogą być 1. jednordzeniowe M(CO)y,

2.dwurdzeniowe M2(CO)y,

3. wielordzeniowe Mx(CO)y.

Karbon. proste są tworzone przez metale o parzystej liczbie elekt. walencyj., wyj. karb. wanadu V(CO)₈. karbonylki jako typowe zw. kowalencyjne rozpuszczają się dobrze w rop. organicznych.

SYNTEZA:

1. bezpośrednia synt. Met. i CO: najłatwiej otrzymać czterokarbonylek niklu

Ni + 4CO = Ni(CO)₄: reakcja zachodzi w temp pokoj. i pod ciś. atmosf. jeżeli użyjemy metalu rozdrobnionego świeżo otrzymanego przez redukcje.

2. synteza Co₂(CO)₈: 2CoCO₃ + 2H₂ + 8CO = Co₂(CO)₈ + 2CO₂ + 2H₂O

3. działanie CO pod ciś 20-30 MPa na zawiesinę halogenków odpowiednich metali w rozpuszczalnikach organicznych w obecności reduktorów np.: synteza heksakarbonylku chromu Cr(CO)₆ przeprowadzona z CrO₃ i CO w obecności Al₂O₃ i sproszkowanego Al w zawiesinie benzenu.

4. Redukcja tlenków metali przejściowych przeprowadzona za pomocą CO pod wysokim ciśnieniem.

Re₂O₇ + 17CO = Re₂(CO)10 + 7CO2

5. Karbonylki wielordzen. otrzym. przez ogrzewanie lub naświetlanie np. światłem nadfioletowym karbonylków prostych.

6. z chlorkow lub fluorkow metali w wyniku dzialania CO 2IrCl₃+11CO=Ir₂(CO)₈+3COCl₂

STRUKTURA:

- w karbonylkach jednordzeń. wiązanie H-C-O jest liniowe, heksakarbonylki wykazują strukture oktaedryczną. Przyjmuje się że orbital `sigma' powstaje na skutek pokrywania się orbitalu hybrydyzowanego atomu węgla zajętego przez parę elektronową w cząsteczce CO z pustym orbitalem dx<sup>2</sup>y<sup>2</sup> atomu centralnego. Równoczesne pokrywanie się obsadzonych elektronami orbitali np. dxy z pustymi antywiążącymi, orbitalami `pi*' cząsteczki CO prowadzi do powstania orbitali `sigma'.

- W karbonylkach wielordzeniowych obok liniowo związanych cząsteczek CO występują również cząsteczki CO tworzące mostek pomiędzy dwoma atomami metalu.

W tym przypadku przyjmuje się zmianę hybrydyzacji atomu węgla z sp3 na sp2. Jeden z orbitali zhybrydyzowanych tworzy teraz wiązanie w kombinacji liniowej z odpowiednim orbitalem atomu tlenu. Dwa pozostałe zostają wykorzystane do utworzenia wiązań z atomami metalu. W ligandzie CO mogą utworzyć się zamiast dwóch tylko jedno wiązanie `pi' , a mianowicie przy użyciu niezhybrydyzowanego orbitalu atomu węgla. Wiązanie węgiel-tlen staje się teraz wyraźnie słabsze niż w wolnej cząsteczce CO.

51. Pochodne karbonylków - otrzym.

Przeniesienie elektronów dostarczanych przez litowce umożliwia uzyskanie w bezwodnym środowisku anionów karbonylowych , którym odpowiadają sole kompleksowe np.

Fe(CO)₅+2Na=[Fe(CO)₄]^-2+2Na⁺+CO

Tetrakarbonylożelazian(II) sodowy Na₂[Fe(CO)₄]

Można je tez otrzymać w reakcjach redoks działając stężoną zasad Fe(CO)₅+4OH^-=[Fe(CO)₄]^2-+CO₃^2-+2H₂O

Aniony karbonylkowe: [Fe(CO)₄]^-,[Fe(CO)₈]^2-,[Fe(CO)₁₁],[Fe(CO)₁₃]^2-

[V(CO)₆]^-,[Cr(CO)₅]^2-,[Mn(CO)₅],[Ni₃(CO)₉]^2-

Sole kompleksowe karbonylków traktowane mocnym kwasem bez dostępu powietrza przechodzą w hydroksykarbonylki metali

Na₂[Fe(CO)₄]+2HCl=H₂[Fe(CO)₄]+2NaCl są to lotne nietrwałe silnie redukujące ciecze stosowane jako przenośniki wodoru i tlenku węgla

Halogenokarbonylki otrzymuje się najczęściej przez działanie X₂ na odpowiedni karbonylek Fe(CO)₅+X₂ =Fe(CO)5X2 gdzie: X-fluorowiec

52.Ditlenek wegla CO2

Otrzymywanie

- spalając C przy dostępie powietrza C+O₂=CO₂

- produkt wypalania wapieni w temp. powyżej 1200K CaCO₃=CaO+CO₂

-spalanie koksu, oczyszczanie gazow

- spalanie zw. organicznych

-w procesie oddychania

-w procesie fermentacji

- rozklad termiczny lub chemiczny węglanów

- w aparacie Kippa w wyniku dzialania HCl na marmur CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂

- 2ZnO+C=(T)=2Zn+CO₂

- ZnO+CO=Zn+CO₂

Właściwości:

Bezbarwny gaz, bez zapachu nie pali się o kwaskowatym smaku. Rozpuszcza się dosc dobrze ze względu na stosunkowo wysoka temp, krytyczna skroplony CO2 to bezbarwna ruchliwa ciecz. Zestalony CO₂ biala krystaliczna masa sublimujaca w temp 149,7K. CO2 staly zw. suchym lodem wykorzystuje się w mieszaninie z CH₃OH,CH₃COCH₃ itp. jako srodek oziębiający.

Sub. Malo aktywna pod względem chemicznym. Dziala utleniająco tylko wobec szczególnie silnych reduktorownp. Zapalona wstazka magneowa wprowadzona do atmosfery CO₂ pali się dalej i wydziela wegiel w postaci sadzy. CO₂+2Mg=2MgO+C

CO2 jest bezwodnikiem kw. H₂CO₃.

Budowa:

CO2 ma budowe liniowa. Hyb sp at C. oprocz orbitali At o osiach równoległych do osi x nakładają się orbitale o osiach prostopadłych do soi x. orbital 2pz at C naklada się z orbitalami 2pz at O powstaja orbitale czast pi. Równocześnie nakładają się 3 robitale powoduje to ze powstające orbitale sa zdelokalizowanymi orbitalami wielocentrowymi, a ich liczba wynosi 3.

53. .Ponadtlenek węgla

Jest to bezbarwna substancja gazowa (temp. Wrzenia 280K) tworząca się w czasie odwadniania kwasu malonowego za pomocą P₄O₁₀ w próżni: H₂C(COOH)₂→P₄O₁₀→O=C=C=C=O

dlatego uważany jest za bezwodnik kw malonowego H₄C₃O₄. pod normalnym ciśnieniem ulega on polimeryzacji na bezwonny produkt. W czasie hydrolizy tworzy ponownie kw malonowy. Cząsteczka C₃O₂ ma krztałt liniowy, hybrydyzacja sp. C₃O₂ bezbarwny gaz o nieprzyjemnym zapachu, spala się niebieskim płomieniem dając CO₂.

54.Kwas weglowy H₂CO₃

Slaby kw i tworzy dwa szeregi soli: sole kwasne(wodorowęglany) i sole obojętne Struktura anionu CO32- jest plaska. Kat pomiedzy wiazaniami C-O wynosi 120hybr sp2 at C Dl wiazania C-O=127pm Jon CO₃^2- jest izoelektronowy z jonem NO3- oraz z czast SO₃ wykazujacymi taki sam kształt.

55. Fosgen COCl₂

CO+Cl²=COCl₂

Zastosowanie;

- w syntezie org jako nosnik chloru, silnie toksyczny.

- Z parami siarki daje tlenosiarczek wegla CO+S=(T)=COS.

- W reakcji pomiedzy CO i H2 przy uzyciu katalizatora (ZnO,Cr₂O₃) CO+2H₂=CH₃OH

- mieszanina CO i H2 jest surowcem wyjściowym do produkcji benzyny syntetycznej (m. Fischera i Tropscha) CO+H₂=(kat Co,Ni)=BENZYNA SYNTETYCZNA

56. Freon CCl2F2

Zastosowanie w technice chłodniczej. W dolnych warstwach atm sa trwale. Obok łańcuchowych fluorkow wegla takich jak C₄F_2n+2 (n=2-7) stanowiących fluoroweglowe odpowiedniki węglowodorów nasyconych znane sa fluorki łańcuchowe zawierające wiazania podwojne.

Najważniejszym z nich jestC₂F₄ który pod zwiekszonym cisnieniem ulega polimeryzacji z utworzeniem bezbarwnej stalej masy zawierającej dlugie łańcuchy rys.

W ten spob otrzymany poli(tetrafluoroetylen) odznacza się duza odpornością na dzialanie czynnikow chemicznych i stanowi bardzo cenne tworzywo sztuczne(teflon).

57. Chlorek tionylu SOCl₂ i sulfurylu SO₂Cl₂- otrzymywanie i hybrydyzacja:

SOCl₂ stosowany w chemii organicznej do wprowadzania grup tionylowych.PCl₅+SO₂=POCl₃+SOCl₂. Struktura -kształt bipiramidalny, hybrydyzacja sp³. Jest bezbarwna cieczy o przenikliwej woni. Chlorek sulfurylu SO₂+Cl₂ =SO₂Cl₂ kształt tetraedryczny hybryd sp³, bezbarwna ciecz o ostrej woni.

58. Cyjanamid wapnia CaCN₂

-zast., mech.działaniaCaCN₂ : CaC₂+N₂=CaCN₂+C (T=1500K). Pod wpływem wody wydziela amoniak :CaCN₂+3H₂O=CaCO₃+2NH₃.(Dawniej metoda otrzymywania amoniaku). Zast.: jako nawóz sztuczny (azotniak)wprowadzający do gleby N i Ca (obecnie zużycie maleje ze względu na koszty.

59. .Dicyjan (CN)₂

Otrzymywanie

- przez ogrzewanie cyjanku rtęci (II) Hg(CN)₂=Hg+(CN)₂

- ogrzewając mieszanine Hg(CN)₂ z HgCl₂

Hg(CN)₂+HgCl₂=Hg₂Cl₂+(CN)_2.

- ze stez r-row siarczanu miedzi (II) do których wprowadzono cyjanek potasu. Strącający się zolty osad cyjanku miedzi (II) ulega szybko rozkładowi na CuCN z wydzieleniem (CN)2: Cu²⁺+2CN^-=Cu(CN)₂=CuCN+0,5(CN)₂.

- w beposredniej syntezie z C i N w temp luku elektrycznego lub przy katalitycznym utlenianie cyjanowodoru

4HCN+O₂=2(CN)₂+2H₂O

- 2HCN+NO₂=(CN)₂+NO+H₂O

Właściwości

Dwucyjan jest bezbarwnym gazem o zapachu gorzkich migdałów, silnie toksyczny. rozpuszcza się dobrze w wodzie i w alkoholu. Pali się niebieskim plomieniem z czerwona otoczka. (CN)₂ wprowadzony do KOH daje mieszanine cyjankow i cyjanianow (CN)₂+2KOH=KCN+KCNO+H₂O.

Struktura Dwucyjan ma budowę liniową
:N ≡ C-C ≡ N: dl. C-N=116pm C-C=138pm. Orbitale pi czynnew wiazaniach N-C ulegaja delokalozacji i tworza układ rozciągający się na cala cząsteczkę.

60. Kwas Pruski. Cyjanowodór. HCN.

Otrzymywanie

- przez destylację mieszaniny cyjanku potasu lub heksacyjanożelazian(II) potasu z kwasem siarkowym średniostężonym:2KCN+H₂SO₄= K₂SO₄ + 2HCN.

- na przepuszczeniu H₂S z cyjankiem rtęci (II): H₂S+Hg(CN)₂ = 2HCN + HgS.

- podczas syntezy z NH₃ i CO w obecności katalizatora NH₃+CO=HCN+H₂O

-katalitycznespalanie mieszaniny metanu z amoniakiem CH₄+NH₃+3/2O₂=HCN+3H₂O

-bezposrednia synteza z pierwiastkow N₂+H₂+2C=2HCN Właściwości

Cyjanowodór jest cieczą bezbarwną o zapachu gorzkich migdałów, należy do szybkodziałających trucizn, dawka śmiertelna wynosi ok. 50mg. Cząsteczka cyjanowodoru wykazuje duży moment dipolowy i w związku z tym ciekły HCN odznacza się dużą przenikalnością elektr. Z wodą, alkoholem, eterem, cyjanowodór miesza się w każdym stosunku. Ulega dysocjacji: HCN + H₂O = H₃O⁺ + CN^-. Występuje w postaci 2 izomerów będących z sobą w równowadze: H-C≡N:=:C≡N-H. Znane są jego liczne sole - cyjanki. Cyjanki litowców, berylowców są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Cyjanki metali ciężkich trudno rozpuszczalne (wyjątek stanowi Hg(CN)_2. Roztwory cyjanków litowców ulęgają silnej hydrolizie, wykazują przy tym zasadowy odczyn, a wydzielające się z nich pary HCN mają zapach gorzkich migdałów. Jony cyjankowe mają zdolność do tworzenia kompleksów z metalami ([Fe(CN)₆]^4-, [Fe(CN)₆]^3-). Spośród cyjanków na skalę techniczną produkowany jest cyjanek sodu: NH₃ + Na = NaNH₂ + 0,5 H_2.

Zastosowanie - w produkcji niektórych tworzyw sztucznych szczególnie akrylowych. W syntezie org do ekstrakcji metali z prod. Rafinacji ropy naftowej.

61. WĘGLIKI - PODZIAŁ I WŁAŚCIWOŚCI

węgliki dzielimy na :

-jonowe typu soli

zawierające aniony C^4_, C₂^2_, lub C₃^4_, otrzymuje się je przez ogrzanie odpowiedniego metalu lub jego tlenku z węglem lub węglowodorem. Węgliki jonowe tworzą węgiel z pierwiastkami grup IA, IIA, IIIB. Węgliki jonowe dzieli się na 3 typy:

acetylenki CaC₂+2H₂O→C₂H₄+Ca(OH)₂

metanki Al₄C₃+12H₂O→3CH₄+4Al(OH)₃

allilki Mg₂C₃+4H₂O→CH₃C≡CH+2Mg(OH)₂ CaC₂ - karbid ma zastosowanie do produkcji acetylenu oraz cyjanoamidu wapnia CaCN₂: CaC₂+N₂→T→CaCN₂+C CaCN₂+3H₂O→CaCO₃+2NH₃

-międzywęzłowe (metaliczne) powstają w wyniku bezpośredniego działania węgla na metale IVB, VB, VIB. Są to substancje trudnotopliwe, twarde a jednocześnie kruche i bierne chemicznie - ulegają tylko działaniu silnych środków utleniających. Wykazują one pewne cechy metaliczne: połysk metaliczny i dobre przewodnictwo elektryczne. Atomy metali tworzące ten typ węglików mają z reguły znacznie większe promienie atomowe r>130pm niż węgiel r=77pm. Sieci przestrzenne tych węglików zbudowane są z atomów metali oraz atomów węgla znajdujących się w przestrzeniach międzywęzłowych: MoC, WC, TiC. Ze względu na dużą twardość i ogniotrwałość węglików tytanu, i wolframu znajdują one zastosowanie do wyrobu materiałów, którymi pokrywa się ostrza do szybkościowego ścierania metali do wyrobu matryc.

- kowalencyjne węglikami tego typu są związki węgla z pierwiastkami o zbliżonej elektroujemności np. SiC, B₄C, SiC SiO₂+3C→2200K→SiC+2CO Twardość jego jest zbliżona do twardości diamentu. Znajduje zastosowanie jako materiał szlifierski, do wyrobu tygli i ogniotrwałych elementów grzewczych do pieców elektrycznych. SiC stosuje się do wyrobu pojemników paliwowych wysoko temperaturowychchłodzonych gazem reaktorów jądrowych.

węgliki typu węgliki żelazowe - metale o promieniach atomowych mniejszych od 130pm, Fe, Cr, Co, Ni, tworzą węgliki o właściwościach pomiędzy węglikami jonowymi i międzywęzłowymi. Od węglików międzywęzłowych różnią się strukturą sieci przestrzennej oraz większą reaktywnością chemiczną. Węgliki te reagują z H₂O, rozcieńczonymi kwasami np. Fe₃N, Ni₃C są zbudowane w ten sposób, że at węgla znajdują się wewnątrz słupów trygonalnych utworzonych przez at metali, natomiast w Cr₃C₂ atomy C tworzą łańcuchy. Fe₃C - cement, występujący w postaci oddzielnej fazy krystalicznej w żelazie surowym.

62. Otrzymywanie Si

- SiO₂+2Mg=MgO+Si wydzielony krzem zawiera domieszki B i P pozbywamy się ich dodając HCl

- 3SiO₂+4Al=2Al₂O₃+3Si

- przeprowadzając Si w trichlorosilan Si+3HCl=SiHCl₃+H₂ następnie oczyszczamy poprzez destylację frakcjonowaną .Trichlorosilan rozkłada się w T = 1500K drobnokrystaliczny Si poddajemy dalej stopnieniu strefowemu w wysokiej próżni SiHCl₃=Si+HCl+C_l2

- SiF₄+4K=4KF+Si

- redukcje weglikiem wapnia lub weglem

SiO₂+CaC₂=2CO+Si+Ca

SiO₂+2C=2CO +Si

-3K2SiF6+4Al=3Si+2KAlF₄+2K₂AlF₅

- 3SiF₄+4Al=3Si+4AlF₃

- O wysokiej czystości

- SiO₂+2C+2Cl₂=2CO+SiCl₄

- SiI₄=2I₂+Si

- O dużej aktywności - 3CaSi₂+2SbCl₃=6Si+2Sb+3CaCl₂

63.Odmiany alotropowe SiO₂

Kwarc- odmiana krystaliczna pojedyncze dobrze wykształcone bezbarwne krysztaly kwarcu zw sa inaczej krysztalem gorskim, zabarwione na fioletowo - ametystem. Wystepuje jako składnik licznych skal.w formie bezpostaciowej jako opal wykzujacy pewna zawwartosc wody. Istnioeja 3 zasadnicze odmiany czystego kwarcu:

1) kwarc-odmiana trwala ponnizej temp 870C (ukl heksagonalny)

2) trydymit - odmiana trwala 870-1470C (ukl heksagonalny)

3) krystobalit - odmiana trwala 1470-1705C (ukl regularny)

Kazda z tych odmian wystepuje w dwoch odmianach α i β. Odmiana α tworzy się w temp. niższej a odmiana B w wyższej. Krysztaly kwarcu niskotemp wykazuja enancjomorfizm tzn. zdolność do wystepowania w dwoch postaciach których kształty maja się do siebie jak kształt reki prawej do lewej. Niskotemp odmiany α i B wykazuja zjawisko aktywności optycznej polega ona na zdolności skrecaania płaszczyzny swiatla spolaryzowanego liniowo o pewien charakterystyczny kat dla danej substancji. Trydymit α i krystobait α nie wykazuja w zadnym zakresie temp. prężności pary niższej od innych odmian występują tylko w stanie pozornej roznowagi. Stopiony kwarc w czasie powolnego oziębiania krzepnie na mase krystaliczna. Najczęściej zastyga on w bezpostaciowe szklo kwarcowe. W tych odmianach każdy At Si otoczony jest 4 at O. sa one rozmieszczone wokół niego w narozach czworościanu umiarkowanego. Każdy atO jest wspolny dla 2 takich tetraedrow i wobec tego sasiaduje z 2 at Si. Oprocz tych odmian znane sa jeszcze 3 odmiany powstające pod wysokim cisnieniem

- Cezyt - odmiana o sieci heksagonalnej zbudowana z pierścieni tetraedrycznych która powstaje pod cisnieniem 4000atm i w temp 700C nie ulega dzialaniu stez w-row HF

- Keatyt - trwaly w zakresie ciśnień lezacych pomiedzy zakresem cienieni w których trwaly jest kwarc a zakresem ciśnień odpowiadającym cezytowi. Ma on siec tetragonalna która zbudowanna jest z poczwornych spirali złożonych z tetraedrow SiO4.

- Stiszowit zostal otrzymany w temp 1570K przy cisnieniu 12,2GPa tworzy sieci typu rutylu w której w odróżnieniu od wszystkich innych odmian SiO2 krzem wykazuje LK=6 (hyb d2sp3)

- wloknista powstaje przez łagodne ogrzewanie SiO2. obecne sa w niej łanuchy rys.

64. Zastosowanie SiO₂

- plytki kwarcowe stosuje się do niektórych aparatow optycznych

- kule do młynów kulowych

- w stanie sproszkowanym sluzy do szlifowania szkla i metali

- krysztaly kwarcu w elektronice sa uzywane jako stabilizatory częstości drgan obwodow elektrycznych oraz w technice wytwarzania ultradźwięków jako generatory tych drgan

-szklo kwarcowe znajduje zastosowani do wyrobu naczyn lab tygli parownic, kolb destylacyjnych, lamp kwarcowych.

- kwarc, trydymit i krystobalit sa malo aktywne. W temp pokojowej nie regauja z zadnym kwasem oproczHF. W podwyższonej temp SiO2 ulega powolnemu dzialaniu H3PO4 i H3PO3.ulega dzialaniu stopionych wodorotlenkow lub węglanów litowcow:

SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂0

SiO₂+Na₂CO₃=Na₂SiO₃+CO₂

SiO₂+4NaOH=Na₄SiO₄+2H₂O

SiO₂+2Na₂CO3=Na4SiO₄+2CO₂

CaSiO₃+Na₂CO₃=Na₂SiO₃+CaCO₃

KAlSi₃O₈+3Na₂CO₃=3Na₂SiO₃+KAlO₂+3CO₂

65.KWASY KRZEMOWE

*ORTOKRZEMOWY H₂SiO4; Na₄SiO₄+4H₂O=H₄SiO₄+4NaOH

bardzo slaby kwas wykazuje tendencje do odszczepiania H₂O i kondensowania się z utworzeniem kw. polikrzemowych:

Kondensacja prowadzi także do wytworzenia rozgałęzionych lancochow -Si-O-Si- np.

W wyniku wielokrotnego powtarzania procesu kondensacji mogą się tworzyc nawet struktury trójwymiarowe. Jedynie H₄SiO₄ i H₆Si₂O₇ tworza r-ry rzeczywiste. Wyższe kw tluszczowe daja tylko r-ry koloidalne jeszcze wyższe wydzielaja się w postaci galaretowatego osadu przy czym caly roztwor może zakrzepnąć w jednolity zel.

*METAKRZEMOWY H₂SiO₃ - Na₂SiO₃+2HCl=NaCl+H₂SiO₃

Bardzo slaby kwas.

Kwasy krzemowe sa bardzo slabe i tworza zole z których wydzielaja się zele zawierające związane ogromne ilości wody. Stosuje się jako srodek suszacy pod nazwa silikażel uzywa się go do adsorbowania par osuszania gazow, oczyszczania cieczy jako katalizatorow oraz srodki odwadniające.

66. Reakcja kwasu ortokrzemowego z H₂O :

nie ma takiej reakcji(nie hydrolizuje)

Hydrolizie ulegają sole kw. ortokrzemowego Na₄SiO₄+4H₂O=H₄SiO₄+4NaOH

Kwas ten wykazuje tędęcję do odszczepiania H₂O i kondensowania się w układy wielokrzemowe (powstaje kwas ortodikrzemowy)

67. Klasyfikacja krzemianow

-ortokrzemiany tj.krzeminy zawierające oddzielny jon [SiO₄]^4_

wywodzą się od kw ortokrzemowego H₄SiO₄ i zawierają jony SiO₄^4_ w postaci czterościanów, które nie mają żadnych naroży wspólnych z innymi czterościanami w sieci przestrzennej. Typowymi przykładami są fenakity Be₂SiO₄, willemity Zn₂SiO₄ oraz olwin Mg(Fe)₂SiO₄ .

-krzemiany wyspowe zawierają bardziej skomplikowane aniony stanowiące oddzielne zespoły tetraedów krzemotlenowych: w metalitach spotykamy aniony [Si₂O₇]^6_kladajace się z grup krzemotlenowych rys

W wollastonicie [SiO₃]^9_ anion sklada się z 3 grup krzemotlenowych tworzących jon pierścieniowy rys

Znane sa także aniony pierścieniowe cztero- szescio-, ośmioczłonowe o wzorach [Si₄O₁₂]^6_ ,[Si₆O₁₈]^12_ [Si₈O_24]^{16_ np.} [Si₆O₁₈]^12_ rys

-krzemiany o anionach łańcuchowych i wstęgowych - maja postac łańcuchów składających się z dowolnie dużej liczby grup krzemotlenowych, ciągnących się przez caly krysztal. Łańcuchy mogą być pojedyncze lub podwojne o roznym wzajemnym ułożeniu tetraedrow [SiO4]. Rys

[SiO₃]^2-∞ [Si₂O₅]^2_∞ [Si₄O₄]^6_∞ [Si₆O₁₇]^10_

Do krzemianow o strukturze łańcuchowej naleza:

* pirokseny (polimetakrzemiany). Równoległe łańcuchy są ze sobą połączone przez takie aniony jak Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, a czasem Na⁺ lub Al³⁺. Przykłady: enstatyt (Mg,Fe)₂Si₂O₆, diopsyd (Ca,Mg)Si₂O₆

* amfibole (politetrakrzemiany). Każda wstęga związana jest jonami dodatnimi z sąsiednimi. Ponadto między wstęgi wbuduwuje się jony OH^_ lub F^_ np. tremolit, CoMgSi₂O₆

-krzemiany o anionach warstwowych - krzemiany w których występują warstwy utworzone przez czworościany krzemotlenowe [SiO₄] w taki sposób, że każdy z nich ma trzy naroża wspólne z trzema innymi czworościanami a wolne wierzchołki znajdują się po jednej stronie płaszczyzny. Odznaczaja się dobra łupliwością gdyz sily łączące z soba poszczególne warstwy sa na ogol slabe np. miki, talk - Mg3Si4O10(OH)2 rys

[Si₂O₅]^2-∞

-krzemiany o trójwymiarowej (szkieketowej) strukturze anionu - czasami czworościany krzemotlenowe [SiO₄] łączą się ze sobą w ten sposób, że każdy z nich ma cztery naroża wspólne z innymi czworościanami. W rezultacie powstaje ciągła struktura trójwymiarowa tzw. szkieletowa (kwarc, krystobalit). Na każdy atom krzemu przypadają w niej . struktury tego typu wykazują wszystkie odmiany polimorficzne SiO₂.

Najwazniesze grupy krzemianow szkieletowych to :

* SKALENIE - tworza dwa szeregi kryształow mieszanych czyli szereg skaleni sodowo-wapniowych( z alibitrm i anorytem) oraz szereg potasowo-borowy( z ortoklazem i celsjanem)

Na(AlSi₃O₈) albit K(AlSr₃O₈) ortoklaz

Ca(Al₂Si₂O₈) anortyt Ba(Al₂Si₂O₈) celsjan

Powstaly z sieci SiO2. w albicie i ortoklazie co 4 at Si a w anortycie i celsjanie co 2 at Si zostal zasapiony jonem Al3+.

* ZEOLITY- sa to glinokrzemiany naturalne szkieletowe wykazujące w porównaniu ze skaleniami budowe luzniejsza siec przestrzenna mniej zwarta poprzecinana kanalami o wymiarach molekularnych.syntetyczne zeolity tego rodzaju zaleznie od stosunku Si:Al. Określane sa symbolami zeolitX (SiO₂:Al₂O₃<5) lub zeolit Y(SiO₂:Al₂O₃>5) w szkielecie glinokrzemianowym tego rodzaju zeolitow można wyroznic tzw jednostke sodalitowa zbudowana z czworościanów krzemo- i glinotlenowych [SiO₄] i [AlO₄]. Zeolity otrzymane sztucznie tzw sita molekularne stosuje się miedzy innymi do oddzielania węglowodorów o prostych łańcuchach weglowych od węglowodorów o łańcuchach rozgałęzionych. Zeolity znalazly zastosowanie w budownictwie, w przemysle chemicznym, ochronie rodowiska, energetyce, medycynie, mikroelektronice, jako katalizatory, dodatek do proszkow do prania, jako srodek zmiękczający wode, usuwania rozp. org.

- PERMUTYTY - pewne rodzaje zeolitow maja zdolność wymieniania w sposób ciągły swych składników kationowych np. analcym (Na[AlSi₂O₆]^.H₂O) permutyty otrzymuje się syntetycznie przez prazenie mieszaniny kaolinu z kwarcem i soda stosuje Sue je do odtwarzanie wody naturalnej.

*ZWIAZKI TYPU ULTRAMARYNY- (Na₈Al₆Si₆O₂₄) sa zabarwione i sluza do wyrobu farb m ineralnych. Podobnie jak skalenie nie zawieraja one w swej sieci czast wody odznaczaja się natomiast obecnością jonow dodatnich i ujemnych rozmieszczonych w lukach trójwymiarowego szkieletu ginokrzemotlenowego. Zarówno aniony jak i kationy mogą w odpowiednich warunkach ulegac wymianie.

68. Odmiany alotropowe cyny (Sn)

* szara - ma strukture typu diamentu, szary proszek. Jest polprzeodnikiem. Trwala w temp niższej niż 286,4 K przejscie cyny szarej (α) w cyne biala (β) krystalizujaca w układzie tetragonalnym, polaczone jest ze zwiekszeniem gęstości z 5,75 do 7,31 g/cm3.

*biala - ma At ułożone gęściej niż cyna szara. Przejscie struktury luzniejszej w gęściej ulozona sprzyja przemianie wl półprzewodnikowych cyny szarej we wl metaliczne cyny bialej. Jest metalem srebrzytobialym, ciągliwym, kowalnym, dojącym się walcowac na cienkie blaszki(cynfolia). Cyna biala jest odmiana trwala powyżej 286,4K.

* odmiana γ - trwala powyżej 434K wykazuje ułożenie at nieco luzniejsze nic cyna biala(zanik plastyczności, przy przejsciu cyny B w cyne γ) jest tak krucha ze w temp 470 K udaje się ja bez trudu sproszkowac.

69. Cyna Sn

Zastosowanie

- pierwotnie do wyrobu naczyn stolowych

- znaczne ilości Sn przerabiano na cynfolie stosowana do opakowania produktow spożywczych, do wyrobu tubek na pasty do zębów

- do cynowania blachy żelaznej przezaczonej do wyrobu puszek konserwowych(blacha biala)

- stopy cyny z olowiem stosowane jako luty i stopy czcionkowe.

Stopy miedzi z cyna maja cenne wl mechaniczne i nosza nazwe brazow(lozyska dzwony sprężyny)

-3Sn+4HNO₃+H₂0=3H₂SnO3+4NO na goraco

- 4Sn+10HNO₃=4Sn(NO₃)₂+NH₄NO₃+3H₂0 na zimno

-Sn+HCl=SnCl₂++H₂ na goraco

- Sn+S=SnS₂ na goraco

- Sn+H₂SO₄=SnSO₄+SO₂+2H₂0Otrzymywanie

-SnO₂+2C=Sn+2CO

70. Purpura Kasjusza:

SnO₂ - absorbuje na swojej pow. cząsteczki złota dając żel o czerwonej barwie - Purpur Kasjusza. Stosuje się ją jako farbę do barwienia szkła i porcelany. 2Au³⁺+3Sn²⁺+6H₂O=12H⁺+3SnO₂+2Au.

71. Roztwarzanie minii

Pb₃O₄ otrzymujemy przez utlenianie PbO tlenem atmosferycznym w temp. 770K. Minie można uważać za ortoołowian ołowiu (II) Pb₂PbO₄ gdyż zawiera ona 2 at. Ołowiu na drugim st. utl. i. jeden atom na IV st. utl. Podziałaniem HNO₃ rozpuszcza się tylko częściowo a częściowo przechodzi w PbO₂. Pb₃O₄+4HNO₃→2Pb(NO₃)₂+PbO₂+2H₂O. minia ma barwę czerwoną i służy do ochrony żelaza przed korozją. Pb₃O₄+8CH₃COOH→2Pb(CH₃COO)₂+ Pb(CH₃COO)₄+4H₂O. Rozpuszczalność Pb(CH₃COO)₄ jest 4 razy mniejsza niż rozpuszczalność Pb(CH₃COO)_2.. Pb(CH₃COO)₄jest utleniaczem.

72. Silany, silikony, siloksany.

Krzem tworzy z wodorem połączenia zwane salinami (dawniej krzemowodory) Ich struktura jest analogiczna do węglowodorów nasyconych i wyrażają się wzorem: Si_nH_2n+2. salinami o największej masie cząsteczkowej jest dekasilan Si₁₀H₂₂ oraz pentadekasilan Si₁₅H₃₂. Najprostszy spośród krzemowodorów, to monosilan SiH₄.

SiCl₄ + LiAIH₄ = SiH₄ + LICI + AlCl₃

Mg2Si + 4HCl = SiH₄ + 2MgCl2

W analogiczny sposób z sześciochlorku dwukrzemu, Si₂Cl₆, wytwarza się disilan, Si₂H₆:

2Si₂Cl₆ + 3LiAlH₄ = 2Si₂H₆ + 3LiCl + 3AICl₃

Metoda otrzymywania SiH₄ polega na bezpośrednim uwodornianiu SiO₂ pod p=49MPa w temp 450K lub krzemianów w eutektycznej mieszaninie stopionych soli NaCl+AlCl₃ zawierających rozdrobniony Al. Przypuszcza się, że jako produkt pośredni tworzy się b. nietrwały związek AlH_xCl_3-x , a proces uwodornienia przebiega zgodnie ze schematem:

Al.+AlCl₃→H₂→AlH_xCl_3-x→SiO₂→SiH₄

Silany wykazują mniejszą odporność od alkanów:

Si₅H₁₂→T→Si₂H₆+SiH₄+2/x∙(SiH)_x

Ca₂S₄+bezwodny CH₃COOH→(SiH₂)_n - produkt stały zwany posilanem.

Rys

wszystkie silany - reagują gwałtownie z tlenem, a ich pary zapalają się w zetknięci z powietrzem (samorzutnie i wybuchowo rozkładają się na powietrzu na SiO₂ i H₂O) z wodą czystą lub zakwaszoną nie reagują. W obecności śladów alkalidów ulegają szybkiej hydrolizie, dając uwodornioną krzemionkę i wodór: SiH₄+(n+2)H₂O=SiO₂ ∙nH₂O+4H₂

Silany są silnymi reduktorami: MnO₄^¯→MnO₂

Hg^(II)→Hg⁽⁰⁾

Silany w temp. pokojowej reagują wybuchowo z fluorowcami (pochodne silanów-halogenosilany).

SiH₄+HCl→Al₂Cl₆→SiH₃Cl+H₂ (SiH₂Cl₂,SiHCl₃)

Jodek sililu SiH₃I daje z sodem reakcję typu Wurtza

2SiH₃I+2Na→Si₂H₆+2NaI,

2SiH₃X→SiH₂X₂+SiH₄ - r. dysproporcjonowania

Halogenosilany w obecności wody ulegają kondensacji z odszczepieniem odpowiedniego fluorowcowodoru HX.

H₃-Si-Cl+H-O-H+Cl-Si-H₃+H₃Si-O-SiH₃+2HCl

Produkty kondensacji zwane siloksanami-zawierające łańcuch złożony z atomów tlenu i krzemu, są bardziej odporne chemicznie niż silany. Odporność chemiczną siloksanów można znacznie zwiększyć zastępując atomu wodoru organicznymi rodnikami alkilowymi-CH₃ lub arylowymi C₆H₅ W ten sposób uzyskuje się silikony-odznaczające się małą aktywnością chemiczną dużym zastosowaniem. Otrzymywanie:

1) Materiałem wyjściowym z którego otrzymuje się silikony są alkilochlorosilany. Substancje te otrzymuje się zw. Grignarda na SiCl₄ :

RMgCl+SiCl₄→RSiCl₃+MgCl₂

RMgCl+RSiCl₃→R2SiCl₂+MgCl₂

RMgCl+R2SiCl₂→R3SiCl+MgCl₂

2) (CH₃)3SiCl+H₂0=HEKSAALKILODISILOKSAN

3) hydroliza dialkilodichlorosilanu

4)skomplikowane układy w wyniku hydrolizy alkilotrichlorosilanow np. (CH₃)SiCl₃ sa to polimery o poprzecznie powiazanych łańcuchach

5) poddając hydrolizie dialkilochlorosilany otrzymujemy czast silikonow o bardzo dlugich łańcuchach. Jeżeli dodamy pewna ilość trialkilochlorsilanu R3SiCl którego cczast może utworzyc tylko jedno wiazanie Si-O-Si to przyłączenie takiej czast w czasie kondensacji do łańcucha uniemożliwi jego dalsza rozbudowe i lancuch zostanie przerwany

Silikony zależnie od warunków ich otrzymywania produkuje się w postaci oleju i żywic.Duza odporność chemiczna i termiczna powoduje że stosuje się je jako np. smary do sprzętu laboratoryjnego pracującego pod zwiększonym ciśnieniem. Trimetylochlorosilan (CH₃)₃-żywice silikonowe-są skomplikowanymi produktami kondensacji i dobrym materiałem do wyrobu izolacji elektrycznej.

73. Co jest katalizatorem w reakcji otrzymywania NH₃?

synteza amoniaku prowadzi się na katalizatorze żelaznym. Otrzymywanie katalizatora żelaznego polega na przetopieniu syntetycznego magnetytu Fe₃O₄ z dodatkami Al₂O₃ oraz CaO i K₂O jako promotorów. w reaktorze tlenek żelaza ulega redukcji do żelaza metalicznego i w tej dopiero postaci jest katalitycznie czynny 2NH₄Cl+Ca(OH)₂→Fe_(metaliczne)→CaCl₂+2NH₃+2H₂O

74. Amoniak NH3

Otrzymywanie - r. soli amonowej z wodorotlenkami litowca NH₄Cl+OH^-=NH₃+H₂0+HCl

- metoda Habera i Boscha w obecności żelaznego katalizatora pod cicsnieniem 20-100MPa w tepm 400-500C

N2+3H2=2NH3 zrodlo N2 : - gaz generatorowy C+O₂=2CO źródło H2: - gaz wodny C+H₂0=CO+H₂, -gaz ziemny CH₄+H₂O=CO+3H₂O

- mocna zasada na sole amonowe NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+2NH3

- hydroliza azotkow np. w procesie preparowania ciezkiego amoniaku MgN₂+6D₂O=3Mg(OD)₂+3ND₃

Struktura - siec regularnie centrowana, zew, zawiera 4 czast NH₃. Czasteczka NH₃ zbudowana jest w kształcie ostroslupana którego Wierzchowu znajduje się at N a na narozach trójkąta podstawy umieszczone sa at wodoru. Kat HNH =106 hybrydyzacja sp3 o kształcie tetraedrycznym.jeden orbitalN obsadzony jest przez swobodna pare elektronowa. Wzor elektronowy wykazuje na obecność jednej wolnej pary elektronowej rys.

Właściwości - bezbarwny gaz, o char zapachu, drażniącym blony sluzowe, latwo ulega skropleniu na ciecz bezbarwna silnielamiaca światło. Znajduje zastosowanie w technice chłodniczej. W wodzie rozpuszcza aie Obrze- jest wynikiem silnego oddziaływania pomiedzy czast NH₃ a czast H₂O i wytworzenia się pomiedzy nimi wiązań wodorowych NH₃+H₂O=NH₄⁺OH^-

Wodne roztwory NH₃ zachowuja się jak r-ry slabej zasady. Gazowy NH₃ z gazowym HCl tworzy biale dymy chlorku amonu: NH₃+HCl=NH₄Cl (salmiak). Mocne zasady wypieraja NH₃ z soli amonowych: (NH₄)₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O+2NH₃. podczas oziębiania wodnych r-row NH₃ wydzielaja się zaleznie od składu r-ru hydraty : NH3.H2O lub 2NH3.H2O. w czystym tlenie NH₃ spala się jasnożółtym plomieniem przy czym powstaje azot i woda: 4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O w obecności katalizatora platynowego lub platynowo-rodowego produktami spalania sa woda i tlenek azotu: 4NH₃+5O₂=4NO+6H₂O (m Ostwalda). W wysokich temperaturach NH₃ dziala silnie redukujaco co jest spowodowane obecnością H₂ powstajacego jako produkt termicznego rozpadu NH₃. NH₃ spala so w Cl2 tworzac chlorek i azot : 8NH₃+3Cl₂=6NH₄Cl+N₂ Amidki berylowcow przechodza w wyniku ogrzewania w amidki: Ca(NH₂)₂=CaNH+NH₃ silniejsze ogrzewanie prowadzi do zaotkow: 3Ca(NH₂)₂=Ca₃N₂+4NH₃. Dzieki swej wolnej parze elektronowej NH₃ wykazuje zdolności wiazania sie z kationami jako ligand w kompleksie: AgCl+2NH₃=[Ag(NH₃)₂]Cl.

75.Hydroksyloamina NH₂OH

Otrzymywanie - w postaci soli, które są bardziej trwałe od wolnej hydroksylaminy ulegającej łatwo rozkładowi. Siarczan hydroksylaminy (NH₃OH)₂SO₄, powstaje w czasie katodowej redukcji mieszaniny 50%-owego kw azotowego z 50%-owym kw siarkowym. Produktem redukcji zachodzącej na katodzie ołowianej jest hydroksylamina: HNO₃+6H₂→NH₂OH+2H₂O która następnie z kw siarkowym tworzy siarczan hydroksylaminowy: 2 NH₂OH+H₂ SO₄→(NH₃OH)⁺+SO₄^2-→(NH₃OH)₂SO₄

- elektrolityczna redukcja kwasu azotowego: HNO3+3H2=NH2OH+2H2O 2NH2OH+H2SO4=(NH3OH)SO4

Właściwości: NH₂OH-wydzielina z soli substancja krystaliczna o temp top 306K , jest ona nietrwała-trwalsze są jej sole. Hydroksylamina w roztworach wodnych a zwłaszcza w obecności kwasów wykazuje właściwości zasadowe jest jednak słabsza zasadą od NH₃:

NH₂OH+H₂O→NH₃⁺+OH^¯

Hydroksylamina zawiera azot na -1 st utl zależnie od warunków może przyjmować właściwości redukujące a niekiedy także utleniające. Redukuje się sole rtęci(II) do rtęci(I), a następnie rtęci(I) do rtęci(0). Wydziela Cu₂O z płynu Fehlinga, w roztworach kwaśnych utlenia ona jodowodór do jodu, jony cyny(II) do cyny(IV).

76.Hydrazyna (diazan) N₂H₄

- pozostaje w takim samym stosunku do N_­H_­3 ­jak H_­2­O_­2­ do H_­2­O.

Otrzymywanie: 1). Metoda Rashinga (temp.=450K,p=5Mpa) NH₃+NaClO=NaOH+NH₂Cl

NH₂Cl+NH₃=N₂H₄+HCl, chloramina może reagować z hydrazyną pogarszając w ten sposób wydajność procesu: 2NH₂Cl+N₂H₄=2NH₄Cl+N₂

2).przez dzialanie podchlorynow i zasad na mocznik w temp 100C CO(NH₂)₂+NaClO+2NaOH=N₂H₄+Na₂CO₃+H₂O+NaCl

3).metoda radiacyjna, czyli naświetlenie strumienia gazowego amoniaku uchodzącego z dyszy w obecności ciezkich gazow szlachewtnych: NH₃=H₂+NH₂ , 2NH₂=N₂H₄

Wlasciwosci: Grupy aminowe w hydrazynie nie mają swobody obrotu. Oba at. N mają hybryd. sp² hydrazyna charakteryzuje się znacznym momentem dipolowym,jest silnie toksyczna. W roztworach ­­­_­wodnych w obecności kwasów zachowuje jak słaba zasasda. Z wodą tworzy hydrat N₂H₄*2H₂O, z kwasami -sole. Hydrazyna jak i jej sole są silnymi reduktorami ,redukują sole Fe³⁺do Fe²⁺,wydzielają metale szlachetne z roztworów ich soli. W roztworach kwaśnych hydrazyna wykazuje właśc. utl: N₂H₅⁺+3H⁺+2e=2NH₄⁺

N₂H₄+H₂O=[N₂H₅]⁺OH^- - jon hydrazoniowy. N₂H₄*H₂SO₄- siarczan hydrazyny N₂H₄*HCl- chlorek hydrazyny. Hydr. Stosowana jest jako paliwo rakietowe N₂H₄+O₂=N₂+H₂O. jako czynnikow utleniających uzywa się w rakietach stężonego nadtlenku wodoru, cieklegotlenu lub dymiącego kwasu azotowego. Produktami utleniania N2H4 sa azot i para wodna

77. Azydek wodoru (kwas azotowodorowy) HN₃

Otrzymywanie - NH₂+N₂→T→NaN₃+H₂O

2NaN₃+H₂SO_4(rozc)→Na₂SO₄+2HN₃

• N₂H₄+HNO₂=HN₃+2H₂O

• N₂O+NaNH₂=HN₃+NaOH

Wlasciwosci:

HN₃ jest to kwas o mocy podobnej do CH₃COOH jest to ciecz bezbarwna silnie trująca o niemiłym zapachu.

Bezwodny HN3 jest bezbarwna ciecza o przenikliwym zapachu. Sole kw azotowodorowego nosza nazwe azydkow. Wykazuje wlasc kwasowe. Wolny HN3 uzyskuje się przez dodanie azydku sodu do rozcieńczonego r-ru H2SO4 i oddestylowania atwo lotnego NH3. HN3 rozp się w wodzie z odczynem kwasowym.

Budowa: HN₃ ma budowę liniową H-N-N-N co świadczy o hybrydyzacji sp środkowego at. (orbitalu) jon N₃^_ podobnie jak CN^_ ,SCN^_ zaliczamy do pseudohalogenków jest on izoelektryczny z CO₂. azydki litowców i berylowców mają budowę jonową, w czasie ogrzewania ulegają rozkładowi na metal i azot (dys. termiczna) bez wybuchu. Azydki srebra, ołowiu i rtęci (I) sa nierozpuszczalne w wodzie. Można je otrzymac działając na r-r azydku sodu odpowiednia sola.

reakcje charakterystyczne 2HN₃+I₂→3N₂+HI

3HN₃→Pt→4N₂+NH₃

7HN₃+6Me→N₂H₄+NH₃+6MeN₃.

78. Tlenek diazotu (podtlenek azotu) N₂O

Otrzymywanie - ogrzewając azotan amonu NH₄NO₃=N₂0+2H₂O

- w reakcji kw sulfaminowego z czystym kw azotowym HNO₃+H₂NSO₃H=N₂O+H₂O

-Budowa: strukturalna liniowa N-N=O można ja zapisac dwoma wzorami elektronowymi

Hybrydyzacja sp centralnego at N tworzy 2 orbitale zdelokalizowane sigma wiążące at centralny z at skrajnymi oraz 2 zdelojkalizowane trojcentrowe orbitale pi.

Właściwości: bezbarwny gaz o słodkawym zapachu ulega latwo rozkładowi z wydzieleniem tlenu podczas przepuszczania N₂O nad amidkiem sodu w podwyższonej temp powstaje azydek sodu. N₂O nie reaguje z woda, ale rozpuszcza się. R-ry takie maja odczyn obojętny. N₂O wdychany dziala podniecająco i oszałamiająco a równocześnie znieczulająco(gaz rozwesalajacy) znalazł zastosowanie jako srodek znieczulający w zabiegach dentystycznych. Obecnie uzywa się go niekiedy w prostych zabiegach chirurgicznych.

79. Tlenek azotu NO

Otrzymywanie: - synteza z pierw N₂+O₂=2NO

- redukcja kw azotowego miedzia 8HNO3+3Cu=3Cu(NO₃)₂+4H₂O+2NO 3Cu+2NO³+8H⁺=3Cu²⁺+4H₂O+2NO

- M. Ostwalda - m. katalitycznego spalania amoniaku 4NH₃+5O₂=4NO+6H₂O

Właściwości: - jest bezbarwnym gazem ulegajacym skropleniu w temp 121K z wytworzeniem ciemnoniebieskiej cieczy. Czast maja nieparzysta liczbe elekt walencyjnych, trwaly moment magnetyczny, odpowiadający obecności jednego niesparowanego elektronu. NO latwo wstepuje w reakcje chemiczne. W zetknieciu z tlenem atmosferycznym przechodzi w brunatny NO₂ 2NO+O₂=2NO₂ NO tworzy ZW. NITROZYLOWE., w których pojawia się grupa NOMoże być ona związana kowalencyjnie np. halogenek nitrozylu NOCl, NOF, powstają w wyniku bezpośredniej syntezy. Może występować w postaci jonu jednoujemnego np. nitrozyl sodu NaNO -powstaje w wyniku działania NO na roztwór sodu metalicznego w ciekłym azocie. Może też w postaci kationu nitrozylowego NO+ np. w nadchloranie nitrozylu (NO)ClO₄ kw nitrozylosiarkowy NOHSO₄. w stanie ciekłym i stałym NO ulega polimeryzacji. Cząsteczki pojedyncze (monomery) łączą się w cząsteczki podwójne (dimery).

80. Tritlenek diazotu N₂O₃

Otrzymywanie - lagodna redukcja kw azotowego za pomoca arszeniku

As₂O₃+2HNO₃+2H₂O=N₂O₃+2H₃AsO₄ azot reddukuje Sue z +5 do +3 zas arszenik utlenia się z+3 na +5 stop. utl. Jako reduktora można uzyc także skrobii

Właściwości - w stanie ciekłym ma on barwe intensywnie niebieska która krzepnie w temp -

C tworząc niebieskie krysztaly. W temp wyższej od K N2O3 ulega czesciowemu rozkładowi na NO i NO₂.

Budowa: - ma plaska struktura rys

Obecne jest tylko wiazanie sigma brak natomiast oddziaływań prowadzacych do powstania wiazania pi. N₂O₃ jest bezwodnikem kwasu zaotowego (III) który powstaje wtedy gdy mieszanima NO i NO₂ wprowadza się do H2O. drobne ilości zawartego w niej N₂O₃ reaguje z H₂O: N₂O₃+H₂O=2HNO₃

81. Ditlenek azotu NO₂

Otrzymywanie - utlenianie NO 2NO+O₂=2NO₂

- rozklad niektórych azotanow np. 2Pb(NO₃)₂=2PbO+4NO₂+O₂

Właściwości: - gaz o barwie czerwonobrunatnej charakterystycznym nieprzyjemnym zapachu, silnie trującym. W temp. poniżej ulega polimeryzacji z utworzeniem bezbarwnego tetratlenku diazotu 2NO₂=N₂O4

Budowa: - trojkatna , obecność 1 niesparowanego e na niewiazacym orbitalu zdelokalizowanym ( pi* ) powoduje paramagnetyzm NO₂. Przyczynia się także do wzmożenia aktywności chemicznej i umozliwia polimeryzacje. NO₂ wykazuje właściwości utleniające. Utlenia Cu,Fe,Co,Ni: 2Cu+NO=Cu2O+NO oraz liczne zw nieorg, CO+NO₂=CO₂+NO SO₂+NO₂=SO₃+NO z Cl₂ i F tworzy zw nitrofilowe zawierające gr N₂O₃ zwiazana kowalencyjnie Cl₂+2NO₂=2NO₂Cl (chlorek nitroilu)

82.Pentatlenek diazotu N₂O₅

Otrzymywanie: -utlenianie dwutlenku azotu za proca ozonu 2NO₂+O₂=N₂O₅+O₂

- odwadnianie kw azotowego za pomoca silnych srodkow odwadniających2HNO₃+P₂O₅→N₂O₅+2HPO₃

Wlasciwosi: - jest to ciało stałe, bezbarwne o temp topnienia 314K, łatwo ulega rozkładowi na N₂O₄ i tlen. N₂O₅→N₂O₄+1/2O₂. Z wodą łączy się energicznie dając kw. azotowy, jest, więc bezwodnikiem tego kwasu.

N₂O₅-rozpuszcza się w stężonym kw. siarkowym, w którym ulega dysocjacji: N₂O₅+3H₂SO₄→2NO₂⁺+3HSO₄^¯+H₃O⁺. Cząsteczce w stanie gazowym przypisuje się budowę O₂N-O-NO₂, w stanie stałym pięciotlenek dwuazotu ma strukturę jonową [NO₂]⁺[NO₃]^¯ i można go nazwać azotanem nitroilu.

83. Kwas diazotowy H₂N₂O₂

Otrzymywanie: - red azotanow silnymi srodkami red( amalgamat sodowy) 2NaNO₂+4Na+2H₂O=Na₂H₂O₂+4NaOH

- utl hydroksyloaminy tlenkiem srebra miedzi lub rtęci 2Ag₂O+2NH₂OH=H₂N₂O₂+2H₂O+4Ag

Czysty kw tworzy biale blaszkowate krysztaly które bardzo latwo wybuchaja. Roztwor wodny rozklada się już na zimno z wydzieleniem N2O H₂N₂O₂=H₂O+N₂O H₂N₂O₂ jest slabym kw dwuprotonowym który tworzy latwo rozkładające się wodoropodazotany HN2O2- i nieco trwalsze podazotany N₂O₂^2-

Izomerem strukturalnym kw podazotowego jest amid kw azotowego (nitramid) NH₂NO₂. związek ten tworzy sublimujące biale krysztaly topiace się w temp 72-75C.

84. Kwas azotowy (III) HNO₂

Jest kw nietrwałym występującym tylko w postaci rozcieńczonych r-row. W miare jak wzrasta jego stezenie ulega on rozkładowi na kw azotowy (V) i tlenek azotu 3HNO2=HNO3+H2O+2NO bardzo rozcieńczony HNO2 można otrzymac przez dzialanie rozcieńczonego kw solnego na r-r azotynu srebrowego AgNO2+HCl=AgCl+HNO2 anion azotynowy NO2- jest izoelektronowy z ozonem i nie ma kształtu liniowego( budowa trojkatna). Wobe silniejszych utleniaczy (KMnO4) HNO2 jest reduktorem gdyz azot może się utleniac do stopnia utl +5, a względem reduktorow (HI) dziala utleniająco, może redukowac się do st. Utl +2. 5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO30+2Mn2++3H2O

2NO2-+2I-+4H+=J2+2NO+2H2O

Wprowadzenie mieszaniny NO i NO2 do w-row wodorotlenkow lub węglanów litowcow prowadzi do powstania znacznie bardzije trwałych soli tego kw azotanow (III) 2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O

Azotwny(III) można także otrzymac przez lagodna redukcje azotanoe (V) np. dzilajac stopionym azotanem sodu na metaliczny olow: NaNO3+Pb=NaNO2+PbO

85. Kwas azotowy (V) HNO3

Otrzymywanie - dzialanie H2SO4 na saletre chilijska NaNO3 + H2SO4=NaHSO4+HNO3

- z tlenkow azotu uzyskanych syntetycznie z amoniaku 3NO2+H2O=2HNO3+NO

2NO+O2=2NO2

- rozpuszczanie N2O4 w rozc. HNO3 pod cisnieniem w obecności tlenu 2N2O4+2H2O+O2=4HNO3

- spalanie amoniaku 4NH3+5O2=4NO+6H2O

-utlenianie NO do NO2 który pod wpływam wody przechodzu w kw azotowy i tlenek azotu

2NO+O2=2NO2 NO2+H2O-HNO2+NO

- N2O4+H2O=HNO3+HNO2 3HNO2=HNO3+2NO+H2O

Właściwości: HNO3 bezwodny jest bezbarwna ciecza o temp krzepniecia 332K wrzaca w temp 356K ulega powolnemu rozkładowi. Rozklad ten jest przyspieszony przez swatko i prowadzi do powstania tlenkow azotu nadających cieczy zabarwienie zolte lub w przypadku większych stezen czerwonozolte 4HNO3=4NO2+2H2O+O2 HNO3 miesza się z H2O w każdym stosunku tworzy z nia 2 hydraty: HNO3.H2O i HNO3.3H2O

HNO₃ jako akceptor i donor - Cząsteczki HNO₃ w zależności od warunków mogą spełniać role akceptora i donora protonów. Właściwości akceptorowe przejawia tylko bezwodny kwas HNO₃ oraz jego stężone roztwory. Bezwodne HNO₃ ul erga autodysocjacji a następnie dehedratacji: 2HNO₃→H₂NO₃⁺+NO₃^_

H₂NO₃⁺→NO₂⁺+H₂O

2HNO₃→NO₂⁺+NO₃^_+H₂O (w temperaturze 230K dysocjacji takiej ulega 3/5 kwasu). HNO₃ działa jako akceptor protonów również w tedy gdy wprowadza się go do bezwodnych lub stężonych silniejszych od niego kwasów np. HclO₄ lub H₂SO₄

HNO₃+2HClO₄→NO₂⁺+2ClO₄^_+H₃O⁺

HNO₃+2H₂SO₄→NO₂⁺+2HSO₄^_+H₃O⁺

w rozcięczonych roztworach wodnych oraz w obecności słabszych od siebie kwasów HNO₃ jest donorem protonów. i wykazuje silne właściwości kwasowe: HNO₃+H₂O→H₃O⁺+NO₃^_

HNO₃ jest silnym utleniaczem:

3Cu+8HNO₃→3Cu(NO₃)₂+2NO+4H₂O

woda królewska HNO₃+3HCl→Cl₂+2H₂O+NOCl

zastosowanie: - przemysl chemiczny

- do wytwarzania azotanow, które można otrzymac przez wysycenie zasad tleku azotu

- saletrzak (NH4NO+CaCO3) i saletra wapniowa( Ca(NO3)2)- nawozy sztuczne saltra sodowa(NaNO3) i potasowa (KNO3)

- dymiący HNO stosowany jest jako srodek utleniający przy napedzie rakietowym

- duze ilości HNO3 uzywane sa do nitrowania zw org HNO3+H2SO4=NO2++HSO4-+H2O

86. Woda krolewska -mieszanina stężonego kw. solnego i azotowego w stosunku 3:1, która swe bardzo silne właściwości utleniające zawdzięcza wydzielającemu się chlorowi i chlorkowi nitrozylu. 3HCl+HNO₃→CL₂+2H₂O+NOCl Woda królewska działa na metale w następujący sposób: Hg+4Cl^_+NO₃^_+4H⁺→HgCl₄^2⋅_+NO+2H₂O. Wodę królewską możemy zastąpić mieszaniną H₂SeO₄ i HCl. H₂SeO₄ jest kwasem mocniejszym od H₂SO₄ różni się od niego silnymi właściwościami utleniającymi. H₂SO₄ ma zdolności do wydzielania chloru z HCl, co powoduje, że ma podobne właściwości do wody królewskiej.

87.Pasywacja - polega na wytworzeniu napowierzchni metalu cienkiej powloki tlenkowej, która nie dopuszcza do zaatakowania głębszych warstw metalu.

88. Tetraazotek terrasiarki N₄S₄

Wydziela się w postaci żółto -pomarańczowych kryształów wtedy gdy do r-ru S₂Cl₂ w bezwodnym eterze wprowadzimy suchy amoniak. 6S₂Cl₂+16NH₃=S₄N₄+12NH₄Cl+8S. 10S + 16NH₃=S₄N₄+6(NH₄)₂S. Związek silnie endotermiczny S₄N₄=2N₂+4S+128 kcal, w cząsteczce S₄N₄ atomy siarki tworzą 8-oczłonowy wygięty pierścień (ma kształt dwufenoidu, w którym tylko atom N leż w jednej płaszczyźnie) tworzy złoto żółte kryształy o T_top.=178 ^oC

89. Termiczny rozkład azotanów

1)2AgNO₃=2Ag+2NO₂+O₂

2)Ba(NO₃)₂=BaO+NO+NO₂+O₂

3)Ca(NO₃)₂=CaO+NO+NO₂+O₂

4)2KNO₃=2KNO₂+O₂ W reakcji 4) azotany litowców rozkładają się na azotyny tracąc tlen.

5)2Pb(NO₃)₂=2PbO+4NO₂+0₂.

90. Tlen O₂

Otrzymywanie - 2KClO3=(Mn2,750C)=2KCl+3O2

- HgO=(T)=Hg+1/2O2

-3MnO2=(T)=Mn3O4+O2

-2PbO2=(T)=2PBo+O2

- 2CrO3=(T)=Cr2O3+3/2O2

-H2O2+CaOCl2=CaCL2+H2O+O2

-2KMnO4+3H2SO4+5H2O2=K2SO4+2MNSO4+8H2O+5O2

-4KMnO4=(T)=2K2MNO3+2MnO2+3O2

-2BaO+O2=(550C,800C)=2BaO2+Q

-Frakcyjna destylacja skroplonego powietrza

-elektroliza roztworow zasad soli (K) 2H2O+2e=2OH-+H2 (A) 2OH-=H2O++1/2O2+2e

Właściwości: - bezbarwny gaz bez zapahu i smaku. Można go skroplic na niebieskawa ciecz która wrze w temp -183C i krzepnie temp 219C tworząc jasnoniebieskie regularne krysztaly. Jest paramagnetyczny (zawiera 2 niesparowane elektrony) o2 zawiera 1 wiazanie sigma i 2 wiazania pi. -O2+S=SO2

- 3O2+4Fe=2Fe2O3

P4+5O2=P2O5

- 2Na+O2=Na2O2

Zastosowanie: - w hutnictwie w procesach świeżenia stali w piecach martenowskich - w górnictwie wegiel aktywny nasycony ciekłym tlenem stosowany jest jako bezpieczny srodek wybuchowy - w medycynie do ulatwiania procesow oddychania - do otrzymywania wysokich temp w palnikach wodorotlenowych lub acetylotlenowych uzywanych do spalania i ciecia metali

91. Odmiany alotropowe tlenu

O2 - diolen,zwykly tlen. W ciekłym O2 obecne sa także diamagnetyczne czast o podwojnej masie cząsteczkowej O4. czastO2 sa paramagnetyczne 2 niesparowane elekt antywiazace na orbitalach pi* twirzy tryplet, jest gazem bezbarwnym bez zapchu nieco ciezszym od powietrza. Temp Wrz=9015K, temp krz=54,36K temp krytyczna=154,4K procz izotopu 16O zanae sa jeszcze 2 inne trwale izotopy 17O i18O występujące w malych ilościach w tlenie mineralnym. Tlen rozpuszcza ie w h2o tworzy hydrat O2.H2O któremu przypisuje Sue strukture rys

*O3- tritlenek, ozon , można go wydzielic w stanie czystym przez frakcjonowana destylacje skroplonej mieszaniny tlenu w ozonie gaz barwy niebieskiej skraplający się w temp 161K na ciemnoniebieska ciecz temp krz=80K, cialo barwy fioletowoniebieskiej. O23 ma budowe rys

Nie zawiera niesmarowanych elekt, jest diamagnetyczny.

92. Otrzymywanie Siarki S

Siarkę elementarną otrzymuje się za pomocą siarki rodzimej.

metoda Frasha polega na wytapianiu siarki pod ziemią przy użyciu przegrzanej pary wodnej i wypychaniu cieczy na powierzchnię za pomocą sprężonego powietrza. Zarówno przegrzaną parę wodną jak i powietrze wprowadza się przez specjalny układ rur umieszczonych w otworach wiertniczych. Siarka wydobyta w ten sposób zawiera tylko drobne ilości zanieczyszczeń i nie jest poddawana dalszej rafinacji.

znaczne ilości siarki elementarnej uzyskuje się przy okazji oczyszczania gazu ziemnego od siarkowodoru. wydzielenie siarki z siarkowodoru polega na jego katalitycznym utlenieniu - metoda Clausa. H₂S+1/2O₂→H₂O+S.

zastosowanie siarki elementarnej: do wytwarzania SO₂ jako produktu wyjściowego do otrzymywania kwasu siarkowego, jako środek dezynfekujący (przemysł fermentacyjny) i bielący, znaczna ilość siarki stosuje się do wulkanizowania kauczuku, do otrzymywania dwusiarczku węgla, ultramaryny i niektórych barwników organicznych. Preparaty siarkowe znajdują także zastosowanie w medycynie przy leczeniu chorób skórnych a w rolnictwie do zwalczania pasożytów roślin.

93. Otrzymywanie siarki cząsteczkowej.

Siarke taką otrzymujemy w reakcji wodorków polisiarki H₂S_n z chlorkami polisiarki Cl₂S_n. Np.: H₂S₈ +S₄Cl₂ = 2HCl+S₁₂

94. odmiany alotropowe siarki z parzystą liczbą atomów siarki . otrzymywanie.

Siarka elementarna zależnie od warunków może tworzyć cząsteczki o pierścieniowym lub łańcuchowym układzie at powoduje to, że siarka wykazuje wyjątkowe bogactwo odmian w stanie stałym i ciekłym.

1)siarka rombowa - to odmiana trwała w temp pokojowej, o barwie jasnożółtej. Siarka rombowa złożona jest z cząsteczek ośmioatomowych S₈ (cyklo siarka), w których atomy ułożone są w formie zygzatowanego pierścienia. Siarka rombowa jest trudno rozpuszczalna w alkoholu i benzynie, dobrze natomiast w dwusiarczanie węgla CS₂. po ogrzaniu do temp 368,8K siarka rombowa ulega przemianie w siarkę jednoskośną.

2)Siarka jednoskośna - zwana siarką β topiąca się w temp 392K. Ciekła siarka już powyżej temp topnienia jest ruchliwą cieczą barwy jasnożółtej złożoną z cząsteczek cyklo-oktasiarki, która pozostaje w równowadze z siarką łańcuchową również ośmioatomową. Obydwie odmiany odmiany rombowa i jednoskośna zawierają powyginane pierścienie S₈ i różnią się tylko ułożeniem pierścienia w krysztale.

3)trzecia odmiana znana jest jako siarka Engela jest nietrwała i zawiera pierścień S₆ o konformacji krzesłowej. Otrzymuje je się poprzez wlanie roztworu Na₂S₂O₃ do stężonego HCl, a następnie ekstrakcję siarki toluenem.

4)Siarka plastyczna, czyli bezpostaciowa, powstaje w wyniku wlania ciekłej siarki do wody i zawiera łańcuchy atomów siarki . Otrzymano siarkę o dużych pierścieniach (S₁₀ i S₁₂) : H₂S₈+S₄Cl₂→2HCl+S₁₂ Wszystkie odmiany siarki mają charakter niemetaliczny.

95. DLACZEGO SELEN I TELLUR SĄ TRWALSZE W WYSOKICH TEMP.

Tellenowodór i selenowodór są związkami powstającymi w reakcjach endotermicznych z równoczesnym pochłonięciem ciepła. H_2(g)+1/2Se_2(s)→H₂Se(g) ΔH=+85kJ/mol H_2(g)+1/2Te_2(s)→H₂Te(g) ΔH=+154,4kJ/mol W związku z tym w miarę podwyższania temp równowaga reakcji jest przesunięta w kierunku tworzenia produktów - dlatego są trwalsze w wysokich temp.

96. Odmiany metaliczne Se selenu, metody otrzymywania i właściwości.

Selen tworzy dwie odmiany bezpostaciowe i cztery krystaliczne, podobnie jak siarka może tworzyć ośmioatomowe cząstki pierścieniowe,Se₈, oraz cząsteczki łańcuchowe o bardzo znacznej długości.

Cząsteczki pierścieniowe Se₈wystepują w trzech nietrwałych krystalicznych odmianach: selen α, β i γ.Odmiany te mają barwę czerwoną, Są one produktami przemian czerwonego selenu bezpostaciowego otrzymywanego przez kondensację par selenu.

Cząsteczki łańcuchowe - o znacznej długości, stanowiące odpowiednik siarki, występują w stopionym selenie wykazującym na skutek tego znaczną lepkość. Przez nagłe ostudzenie takiego stopu uzyskuje się szary selen bezpostaciowy.

Selen szklisty - zawierający „zamrożone” cząsteczki łańcuchowe i stanowiący odpowiednik siarki plastycznej.

Selen szary (niekiedy zwany metalicznym ze względu na swój wygląd)- występują tu także cząsteczki łańcuchowe, najtrwalsza odmiana selenu, Odmianę tą otrzymuje się jako ostateczny produkt ogrzewania innych odmian w temp. 470K. Selen szary wykazuje w ciemności bardzo słabe przewodnictwo elektryczne. Wzrasta ono jednak o kilka rzędów pod wpływem naświetlania (fotoprzewodnictwo). Zjawisko to stanowi podstawę działania fotokomórek selenowych. Selen w stanie gazowym występuje w postaci cząsteczek dwuatomowych.

97. Woda (oksydan) H₂O

Gl składnik powierzchni Ziemi Oczyszczanie:-za pomoca destylacji w aparaturze kwarcowej platynowej lub srebnej. -Podwojna destylacja wody w atmosferze pozbawionej CO2. - przepuszczaniu jej przez warstwe ogr wymieniaczy jonowych, kationity i anionitu wykazujących zdolnsc wymieniania kationow zawartych w r-rze na jony wodrowe oraz Aninowi na jany wodorotlenkowe tworzące z jonami H+ obojętne czasteczki H2O.

Budowa: - katowa kat pomiedzy wiazaniami 104,5 hybrd sp3 polaryzacja wiazania H-O moment dipolowy=1,86D duza wzgledna przenikalność elektryczna H2O. pomiedzy czast H2O powstaja wiazania wodorowe. Znane sa rozne struktury lodu. Z cieklej H2O powstaje w temp. 0C pod p=1000hPa zwykly lod,lodI o luznej strukturze z wygiętych pierścieni sześcioczłonowych., kazda czast H2O jest tetraedryczne otoczona przez 4 inne czast. W sieci występują niesymetryczne mostki wodorowe.

98. Siarkowodor (sulfan) H₂S

Otrzymywanie: - przy gniciu bialka - bezposrednia synteze z pierw w podwyższonej temp H2+S=H2S - przez dzialanie kwasow na siarczki tzn sole kw siarkowodorowego FeS+2H+=Fe2++H2S (CaS,Bas)

WŁAŚCIWOŚCI : - bezbarwny gaz o przykrym zapachu toksyczny można go skroplic na bezbarwna ciecz nie tworzy wiązań wodorowych w syanie ciekłym praktycznie nie przewodzi prade elektrycznego, dziala slabo dysocjujaco na inne zw. w nim rozpuszczone. W wyższych temp rozpada się na swe składniki jest gazem palnym

Budowa: - katowa katHSH jest mniejszy niż w H2O=90 moment dipolowy=0,93D hebryd sp3. w powietrzu spala się po zapaleniu niebieskim plomieniem2H2S+3O2=2H2O+2SO2 nieznacznie rozpuszcza się w H2O, rozklada się w powietrzu pod dzialaniem swiatla z wydzieleniem S. ma chartka słabego dwuprotonowego kwasu H2S+H2O=H3O++SH-

SH-+H2O-H3O++S2- jest reduktoremnp H2SO4+H2S=H2SO3+S+H2O w wyniku reakcji z fluorowcami wydziela się siarka H2S+Cl2=S+2HCl stosowany jest do rozdzialu jonow metali - w analizie jakościowej.

99. Selenowodor (selan) H2Se

Otrzymywanie : - Se +H2=H2Se ;-ZnSe+2HCl=ZnCl2+H2Se; - MgSe+2HCl=MgCl2+H2Se; - Al2Se3+6HCl=2AlCl3+3H2Se właściwości: - bezbarwny gaz palny, czosnkowym zapachu trujacy. Płomień jego jest zabarwiony na granatowo. W roztworze wodnym jest on silniej zdysocjowany niż H2S H2Se+H2O=H3O++HSe-; HSe-+H2O=H3O++Se2-, latwo się skrapla, gwałtownie atakuje blone sluzowa, rozklada się na pierwiastki w wyniku naswiatlania jako kwas dwuprotonowy H2Se tworzy wodorowselenki i selenki. Podczas pozostawienia na powietrzu wodnego r-ru H2Se wydziela ie z niego w wynikuutlenienia czerwony selen. Ma budowe katowa, hybryd sp3, spala się w powietrzu slabym plomeniem H2Se+3/2O2=H2O+SeO2

100. Tellurowodror (tellan) H₂Te

Otrzymywanie: - Al2Te3+6HCl=3H2Te+2AlCl3; - H2+Te=H2Te budowa katowa hybryd sp3 właściwości: - można go latwo skroplic na bezbarwna ciecz. Wodny roztwor kw H2Te ulega na powietrzu natychmiastowemu rozkładowi z wydzieleniem Te, bezbarwny gaz o nieprzyjemnym zapachu, rozpuszcza się w wodzie (odczyn kwasny) H2Te+H2O=H3O++HTe-; -HTe-+H2O=H3O++Te2-

101. NADTLENEK WODORU (WODA UTLENIONA) H₂O₂

Metoda antrachinonowa- 2-etyloantrachinon rozpuszczony w mieszaninie odpowiednich rozpuszczalników organicznych redukuje wodę w obecności katalizatora Ni do 2-etylo-9,10-antracenodiolu. Przez roztwór przepuszczamy powietrze co powoduje regenerację 2-etyloantrachinonu i wydzielenie H₂O₂ (rys)

Elektroliza 2(NH₄)HSO₄→(NH₄)₂S₂O₈+H₂

(NH₄)₂S₂O₈+H₂O→T→2(NH₄)HSO₄+H₂O₂

kwas + nadtlenek BaO₂+H₂SO₄→BaSO₄+H₂O₂

Na₂O₂+H₂SO₄→Na₂SO₄+H₂O₂

- 2H2+O2=H2O2

-BaO2+H2O=Ba(OH)2+H2O2

-H2S2O8+2H2O=2H2SO4+H2O2

H₂O₂ ma słabe właściwości kwasowe: H₂O₂+H₂O→H₃O⁺+OH¯, szybko się rozkłada 2H₂O₂→2H₂O+O₂

Silny środek utleniający świadczy o tym duży potencjał standardowy elektrod na których zachodzą procesy: H₂O₂+2H⁺+2e→2H₂O E¯=+1,77V

H₂O¯+ H₂O+2e→3OH¯ E¯=+0,87

Właściwości kwasowe: - redukujące 2MnO₄^_+6H⁺+5H₂O₂→2Mn²⁺+8H₂O+5O₂ PbO₂+2H⁺+H₂O₂→Pb²⁺+2H₂O+O₂ utleniajace KI. I^_+H₂O₂+H⁺→I₂+H₂O+1/2O₂

Właściwości zasadowe: redukujące Ce4++H2O2+OH-=Ce3++H2O+O2 2Fe3++H2O2+OH-=2Fe2++2H2O+O2 UTLENIAJACE MnO₄^_+OH⁺+H₂O₂→MnO2+H₂O

H₂O₂-perhydrol-30% roztwór wody utl. Otrzymywany przez destylację frakcyjną pod zmniejszonym ciśnieniem.

Czysty H2O2 jest ciecza o konsystencji syropu w grubych warstwach niebieskawa. Kat pomiedzy wiazaniami H-O a wiazaniami O-O=97 obydwa wiazania O-H nie leza w tej samej płaszczyźnie duza wzgledna przenikalosc elektryczna silnie endotermiczne nietrwaly w temp pokojowej 2H2O2=2H2O+O2 stosoowany jako srodek utleniający, w procesach oddzielenia ligniny i celulozy, technice rakietowej, do napedu torped, w medycynie do dezynfekcji.

102. Trojtlenek siarki SO₃

Otrzymywanie - SO2+1/2O2=SO3; - H2SO4+P2O5+2HPO3+SO3; K2S2O7=K2SO4+SO3; - 2NaHSO4=NA2S2O7+H2O Na2S2O7=Na2SO4+SO3

STRUKTURA SO₃ W STANIE GAZOWYM I STAŁYM.

W stanie gazowym SO₃ występuje w postaci pojedynczych cząsteczek. Mają one kształty płaskie, a kąt pomiędzy wiązaniami O-S-O wynosi 120° świadczy to o hybrydyzacji sp². Po skropleniu gazowego SO₃ ciekły So₃krzepnie z utworzeniem ciała stałego przypominającego lód. Jest to odmiana stała złożona z pierścieniowych cząsteczek (SO₃)₃

Rys

Hybrydyzacja sp³. po dłuższym przechowywaniu γ-SO₃ przechodzi w α-SO₃ i β-SO₃. cząsteczki tych odmian polimorficznych łączą się w długie łańcuchy.

Rys

SO3 ma duza aktywność chemiczna utlenia S do SO2, SCl2 do SOCl2 i SO2Cl2 rownoczesnie stanowi mocny kwas Lewisa P do P4O10 tworzy kompleksy donorow-akceptorowe z zasadami Lewisa H2O+SO3=[ ] = [ ] w temp. pokojowej wykazuje duza lotnosc a jego pary w zetknieciu z wilgocia tworza mgle kw siarkowego.

103. . Czy H₂O₂ jest utleniaczem?

nadtlenek wodoru w którym tlenowi przypisuje się stopień utl. -1 jest silnym środkiem utl. o czym świadczą potencjały standardowe elektrod na których zachodzą procesy: H₂O₂+2H⁺+2e→2H₂O₂ E=+1,77V HO₂^_+H₂0+2e→3OH^_ E=+0,87V. Pod jego działaniem wydziela się jod z zakwaszonych roztworów KI. Utlenia także liczne barwniki organiczne I^_+H₂O₂+H⁺→I₂+H₂O+1/2O₂ (TiO)SO₄-Siarczan tytanylu bezbarwny pod wpływem H₂O₂ zmienia barwę na żółtą. W niektórych przypadkach nadtlenek wodoru wykazuje własciwości redukujące obawiają się one w obecności niektórych substancji silnie utleniających np. nadmanganian potasu w rozt. kwaśnym, dwutlenek ołowiu lub tlenek rtęci w środ. zas. 2MnO₄^_+6H⁺+5H₂O₂→2Mn²⁺+8H₂O+5O₂ HgO+H₂O₂→Hg+H₂O+O₂ PbO₂+2H⁺+H₂O₂→Pb²⁺+2H₂O+O₂

104. Czy H₂SO₄ jest utleniaczem?

Stężony kwas siarkowy w podwyższonej temp. wykazuje wyraźne zdolności utlen. Roztwarza wówczas niektóre metale szlachetne np. Cu lub Hgredukując się równocześnie do SO₂ Hg+2H₂SO₄→HgSO₄+SO₂+2H₂O Gorący kw. siarkowy utlenia również niemetale np. C i S. 2H₂SO₄+C→CO₂+2SO₂+2H₂O 2H₂SO₄+S→3SO₂+2H₂O W rozcieńczonych roztw. wodnych kw. siarkowy nie działa utlen.

105. Otrzymywanie H₂SO₄ met. komorową.

Produkcja kw. siarkowego w skali technicznej polega na otrzymaniu dwutlenku siarki, utlenianiu go do SO₃ i związaniu z wodą w H₂SO₄. SO₂+1/2O₂→SO₃ Reakcja ta jest procesem egzoterm. w związku z czym równowaga w miarę podwyższania temp. przesuwa się w kierunku rozkładu trójtlenku siarki. Im wyższa temp. tym mniej SO₂ może się połączyć z tlenem. Utlenianie SO₂ do SO₃ może się więc odbywać z dobrą wydajnością tylko w temp. niezbyt wysokich. W zakresie temp. 650-850K szybkość tego procesu jest jednak mała i staje się konieczne użycie katalizatorów. W stosowanej dawnej metodzie komorowej rolę katalizatora odgrywały tlenki azotu wprowadzone do mieszaniny gazów. Zasada działania: (komory ołowiane obecnie zastępowane wieżami), 1. Piece pirytowe-otrzymywanie SO₂ ze spalania siarczków metali, 2. odpylacze-oczyszczanie SO₂ z pyłów, 3. w wieży Glovera wypełnionym materiałem kwasoodpornym zraszanej nitrozy czyli mieszaniny stężonego HNO₃ i stężonego H₂SO₄ kwas nitrozylosiarkowy tlenki azotu oczyszczone i gorące produkty z pieców pirytowych łączą się z tlenkami azotów i powstaje część H₂SO₄ 4. w komorach ołowianych powstaje główny H₂SO₄ (najmniej 3) 5. wieże Guy-Zussacca zawracanie tlenków azotu do obiegu.

106. Co to jest oleum?Oleum czyli kwas dymiący jest to roztwór ok. 20% SO₃ (w postaci H₂S₂O₇) w H₂SO₄(98%) H₂SO₄+SO₃→H₂S₂O₇ w wyniku jego hydrolizy otrzymujemy H₂S₂O₇+H₂O powstaje 2H₂SO₄.

107. Masło Cynowe

Niektóre czterohalogenki wydzielają się z roztworów tworząc krystalohydraty np. hydrat czterochlorku cyny wydziela się jako SNCl₄⋅5H₂O w postaci miękkiej masy zwanej masłem cynowym.

108. Dlaczego nie można gasić magnezu wodą?

ponieważ magnez pali się nadal po umieszczeniu go w atmosferze pary wodnej. Magnez rozkłada wodę z wydzieleniem H₂. Mg+2H₂O→Mg(OH)₂+H₂ podczas tej reakcji wydziela się duża ilość ciepła dlatego tworzy się MgO i pewne ilości Mg₃N₂.

109. Struktura hydratów helowców (metoda z hydrohinonem)

Klatraty stanowią specyficzny typ połączeń, w którym substancje macierzyste: hydrohinon, fenol, anilina, itd. krzepnąc okludują we wnękach obecnych w sieci przestrzennej, cząsteczki obce np. SO₂,H₂S, HCl itd. Wnęki te mają zazwyczaj rozmiar średnicy kilkuset pm. Cząsteczki obce zostają w nich uwięzione czysto mechanicznie be wytworzenia jakichkolwiek wiązań chemicznych. Najbardziej znanymi przykładami klatratów tworzących się z udziałem helowców są Klatraty, których sieć macierzysta tworzy hydrohinon C₆H₄(OH)₂. powstają one podczas krystalizacji hydrochinonu z roztworów benzenowego lub wodnego, nasyconych argonem, kryptonem, lub ksenonem pod zwiększonym ciśnieniem. Zawierają one nieco mniej niż jeden atom helowca na trzy cząsteczki hydrohinon.

Klatraty argonu uzyskany pod ciśnieniem 4MPa ma skład odpowiadający wzorowi: [C₆H₄(OH₂]₃∙0,8Ar

Klatraty ksenonu uzyskujemy pod ciśnieniem 1,4 MPa :[(C₆H₄(OH)₂]₃∙0,88Xe Gazy te można łatwo odzyskać rozpuszczając Klatraty np. w alkoholu metylowym lub ogrzewając go do temp. 390K Klatraty tworzone są przez wszystkie gazy szlachetne z wyjątkiem helu.

Związkami typu klatratów są również hydraty helowców. W hydratach o wzorze Y∙5,75H₂O (Y-at. helowca) cząsteczki wody krzepnącej w obecności helowca układają się w taką strukturę krystaliczną że komórka elementarna zawiera 46 cząsteczek wody na 8 atomów helowca. Pomiędzy uwięzionymi atomami helowca a cząsteczkami wody tworzącymi sieć przestrzenną kryształu, nie tworzą się wiązania a są tylko słabe siły międzycząsteczkowe.

110. Metoda weldona

MnO₂+4HCl→MnCl₂+Cl₂+2H₂O do technicznego otrzymywania chloru

MnCl₂+Ca(OH)₂→Mn(OH)₂+CaCl₂

Mn(OH)₂+1/2O₂→MnO(OH)₂

111. Jak pozbyć się nadmiaru chloru przy produkcji wapna palonego?

CaCO₃→T→CaO+CO₂ dodajemy H₂S Cl^¯+H₂S→Cl₂+

Wapno palone otrzymujemy przez spalanie CaCO₃:

CaCO₃→T→CaO+CO₂

Na tlenek działa się NH₄Cl i wodą otrzymując CaCl₂, po czym poddaje się skroplony chlorek elektrolizie.

112. F₃Cl-hybrydyzacja.

W związkach międzyhalogennych AX₃, AX₅, AX₇- fluor nigdy nie obejmuje roli atomu A, a wynika to stąd ze powłoka walencyjna fluoru (powłoka L) nie zawiera orbitali d, które są nieodzowne do tworzenia tych związków.

ClF₃- cząsteczka ta ma kształt litery T, atom chloru wykazuje w stanie podstawowym konfigurację elektronową 3s²p⁵ ulega hybrydyzacji sp³d, w którym bierze udział jeden z pustych orbitali 3d. łaczna liczba elektronów walencyjnych walencyjnych walencyjnych cząsteczce ClF₃ wynosi 28. (rysunek)

113. Złoto mozaikowe

Otrzymuje się na drodze suchej SnS₂

Sn+S₂→T→SnS₂ (złote płatki)

SnCl₄+2H₂S→SnS₂+4HCl

Złoto mozaikowe w postaci złotych łusek znajduje zastosowanie jako złota farba malarska-używana do dekoracji.

114. Biel litoponowa

BaS+ZnSO₄→BaSO₄+ZnS

Zastosowanie:

Jako biała farba malarska (Do bielenia ścian), materiał kontrastowy do wypełniania żołądka i jelit w badaniach rentgenologicznych i jako materiał do wypełniania masy papierowej.

115. Wykazać właściwości utleniające i redukujące kw. arsenowego(III)

H₃AsO₃-zależnie od warunków może zachowywać się jak utleniacz lub reduktor. Właściwości utleniające - w roztworze kwaśnym utlenianiu kw. arsenowym ulegać będą wszystkie układy redoks o potencjale standardowym niższym niż potencjał standardowy układu: H₃AsO₃+3H⁺+3e→As+3H₂O E^¯=+0,2476V

Tak, więc kw arsenowy będzie ulatniać cynk metaliczny do Zn²⁺ , wodór do H⁺, oraz jony Sn²⁺ do Sn⁴⁺ . równocześnie nastąpi redukcja H₃AsO₃do wolnego arsenu: Zn²⁺+2e→Zn, 2H⁺+2e→H₂, Sn⁴⁺+2e→Sn²⁺

Właściwości redukujące kw arsenowego ukazuje reakcja: H₃AsO₃+H₂O→H₃AsO₄+2H⁺+2e

Kwas arsenawy ulega utlenianiu pod wpływem HNO₃, O₂, H₂O₂, w roztworze obojętnym lub zasadowym kw arsenawy ulega także utlenianiu pod działaniem roztworu jodu w jodku potasu. Reakcja ta znajduje zastosowanie w chemii analitycznej.

116. Wapno chlorowane-otrzymywanie, wzór rzeczywisty.

Wapno chlorowane jest to produkt działania chloru no wodorotlenek wapnia, tani środek dezynfekcyjny, był uważany za sól mieszaninę kwasu solnego i podchlorawego.

Cl₂+Ca(OH)₂→CaCl(ClO)+H₂O W rzeczywistości stanowi on mieszaninę podchlorynu wapnia Ca(ClO)₂∙4H₂O z zasadowym chlorkiem wapnia o składzie zbliżonym do CaCl₂∙Ca(OH)₂H₂O

117. Kwas tiosiarkowy

Kwas tiosiarkowy w stanie bezwodnym został otrzymany działaniem chlorowo­doru na tiosiarczan sodu w roztworze eteru dietylowego w temp. 195 K (-78°C)

Na₂S₂0₃ + 2HCl = H₂S₂0₃ + 2NaCl

Jest to substancja bardzo nietrwała, która w czasie ogrzewania już poniżej 273,15 K ulega rozkładowi:H₂S₂0₃→H₂S+S0₃

Trwałe są natomiast sole tego kwasu - tiosiarczany. Otrzymuje się je najdogod­niej przez ogrzewanie roztworu odpowiedniego siarczynu z siarką, np.: Na₂S0₃ + 1/8S₈ = Na₂S₂0₃

lub też przez utlenianie wielosiarczków tlenem z powietrza: Na₂S₂+ 30₂ = Na₂S₂0₃

Pod wplywem kwasów tiosiarczany ulegają rozkładowi, który zwykle jest przedsta­wiany za pomocą reakcji: Na₂S₂0₃ + 2HCI = 2NaCl + 1/xS_x + SO₂+ H₂0

W rzeczywistości proces ten jest bardziej skomplikowany, gdyż zależnie od warun­ków tworzy się także siarkowodór, polisiarczki wodoru, kwas siarkowy, politionia­ny. Na uwagę zasługuje fakt, że siarka wydziela się częściowo w formie cyklo­-oktasiarki, S₈a częściowo w formie cyklo-heksasiarki, S₆. Spośród soli kwasu tiosiarkowego największe znaczenie ma tiosiarczan sodu, Na₂S₂0₃ ∙5H₂O, bezbarwna substancja krystaliczna używana w fotografii jako utrwalacz. Znajduje on także zastosowanie w przemyśle włókienniczym jako substancja służąca do usuwania resztek chloru użytego do bielenia tkanin:

S₂O₃^2-+ 4CI₂ + 5H₂0 = 2S0₄^2- + 8CI¯ + 1OH⁺

Słabiej od chloru utleniający jod utlenia tiosiarczan do czterotionianu:

I₂ + 2Na₂S₂0₃ = 2NaI + Na₂S₂0₆

Reakcja ta stanowi podstawę działu analizy miareczkowej zwanego jodometrią. Jon tiosiarczanowy ma strukturę analogiczną do struktury jonu siarczanowego z tą tylko różnicą, że zamiast jednego atomu tlenu zawiera atom siarki (rys)

W związku z tym centralnemu atomowi siarki przypisujemy stopień utlenienia VI, a skrajnemu atomowi -II.

118. Woda chlorowa i bromowa

Chlor i brom rozpuszczają się w wodzie dosyć dobrze w temp 298K w 1 objętości wody rozpuszcza się 2,26 objętości chloru, a w 100 cz. mas. Wody rozpuszcza się 3,55 cz. mas. bromu dając wodę bezbarwną chlorową i brunatną wodą bromową używaną w laboratorium jako utleniacz. W czasie krzepnięcia tych roztworów wydzielają się kryształy hydratów Cl₂∙8H₂O, i Br₂∙10H₂O.

119. Otrzymywanie P.

1. Ogrzewanie Ca₃(PO₄)₂ z piaskiem i koksem w piecach elektr. (T=ok.1600K) Ca₃(PO₄)₂ +3SiO₂+5C=CaSiO₃+5CO+0,5P₄ proces odbywa się bez dostępu powietrza fosfor wydziela się w postaci pary, ulega kondensacji podczas przepuszczania gazów płynących z pieca przez warstwę wody. Zestalony fosfor oczyszczamy przez destylację. Otrzymany produkt stanowi odmianę fosforu-fosfor biały-

przez ogrzewanie go bez dostępu powietrza przemienia się w fosfor czerwony (używany do wyrobu zapałek). 2. 6NaPO₃+3SiO₂+10Al=3NaSiO₃+Al₂O₃+1,5P₄

3. 6P₂H₄=8PH₃+P₄

120. Rozkład difosforanu P₂H₄

:difosforan powstaje jako produkt uboczny podczas otrzymywania fosfanu (PH₃). Jest cieczą o silnych właściwościach redukujących , zapala się w zetknięciu z powietrzem. W odróżnieniu od hydrazyny nie wykazuje właściwości zasadowych. Rozpada się pod wpływem światła: 6P₂H₄=8PH₃+P₄

121. .TeCl₄-struktura, hybrydyzacja

TeO₂+2SCl₄+2SOCl_2. Tetrachlorektelluru wykazuje strukturę zdeformowanego sześcianu, atomy Te hybrydyzują w sp³d, osie orbitali zhybrydyzowanych są skierowane ku narożom bi-piramidy trygonalnej. Tetrachlorek teluru reaguje z HCl tworząc jon kompleksowy [TeCl₆]^2- . TeCl₄+2HCl=H₂[TeCl₆] . TeCl₄+2H₂O=TeO₂+4HCl.

122. Który kwas z grupy 15-ej ma LK=6 ?

H[Sb(OH)₆] -kw. sześciohydroksoantymonowy w odróżnieniu od kwasów fosforowych i arsenowych w których P i As mają LK=4

123. Usuwanie chloru w przem. włókienniczym:

Cl₂+S₂O₆^-+H₂O=2Cl^-+4H⁺+2SO₄^2-

124. Antymon wybuchowy - otrzym.:

jest to czarny osad wydzielający się na katodzie w czasie elektrolizy zakwaszonego roztworu SbCl₃ prądem o dużej gęstości. Wystarczy lekkie zadrapanie lub podgrzanie by spowodować przemianę bezpostaciowej masy w metaliczny antymon. Przemianie tej towarzysz wydzielenie dużych ilości ciepła. Sb wybuchowy zapala się po ogrzaniu do temp. 470K.

125. Bizmutany

BiH₃ (bizmutan) do nielicznych zw. bizmutu (V) należą bizmutany litowców: bizmutany sodu(NaBiO₃-żółty,Na₃BiO₄-brunatny). Powstają w czasie utleniania zawiesiny Bi(OH)₃ w roztworze NaOH za pomocą Cl₂ lub KMnO₄ , a także przez stapianie Bi₂O₃+2Na₂O₂=NaBiO₃+Na₃BiO₄. Kwas azotowy wydziela z nich czerwono- brunatny Bi₂O₅. Bizmutany i Bi₂O₅ działają silnie utl. wydzielają Cl₂ z HCl , utleniaja sole Mn²⁺ do MnO_4.

126. BH₃

BH₃ nie występuje osobno tylko w postabi adduktów w których odgrywa rolę kwasu Lewisa, Jako przykład mogą posłużyć addukty BH₄¯ i (CH₃)₃N∙BH₃ z jonem wodorowym oraz trimetyloaminą stanowiącymi zasady Lewisa. Badania termochemiczne wykazują że entalpia dimeryzacji BH₃ na B₂H₆ wynosi ΔH=-150 kJ/mol, co wyjaśnia termodynamiczne przyczyny znacznie większej trwałości B₂H₆ niż BH₃.

127. Rozkład termiczny KClO₃ bez i z katalizatorem

2KClO₃→MnO₂→2KCl+3O₂

4KClO₃→3KClO₄+KCl -r. dysproporcjonowania

128. . Superfosfat podwójny - metody otrzymywania.

W wyniku działania kw. siarkowego na fosforyt uzyskuje się produkt zwany superfosfatem, zawierający siarczan wapnia stanowiący niepotrzebny balast. Ca(PO₄)₂+2H₂SO₄→Ca(H₂P)₄)₂+2CaSO₄ korzystniejszy z tego względu jest superfosfat podwójny - nie zawierający gipsu otrzymany w reakcji kw. fosforowego z fosforytem Ca₃(PO₄)₂+4H₃PO₄→3Ca(H₂PO₄)₂

129. LICZBA KOORDYNACYJNA 6 W xv GRUPIE.

Azotowce tworzą na ogół związki o wiązaniach kowalencyjnych. Trzy niesparowany elektrony tworzą wiązanie z innymi atomami, a powstająca cząsteczka jest tetraedryczna, przy czym jedno połozenie zajmuje wolna para elektronowa. Liczba koordynacyjna 4 zostaje osiągnięta poprzez oddanie tej wolnej pary elektronowej innemu atomowi lub jonowi np. w jonie amonowym. Azot niemający orbitali d nie wytwarza nigdy więcej niż 4 wiązania kowalencyjne. Inne azotowce mogą mieć liczby koordynacyjne 5 np. PCl₅ lub 6 np. [PCl₆]^_; można to wytłumaczyć udziałem jednego lub dwóch orbitali d w tworzeniu wiązania i hybrydyzacji sp³d lub sp³d².

130. ODMIANY ALOTROPOWE ARSENU - MET. OTRZYM. WŁAŚC. FIZYKOCHEM.

Istnieją dwie odmiany alotropowe - szara i żółta. Arsen szary uzyskuje się przez termiczny rozkład arsenopirytu. Jest to odmiana trwała, przewodzi prąd elektryczny, krystalizuje w układzie heksagonalnym, ma strukturę warstwową, kruchy. Znane są odmiany arsenu szarego, które różnią się tylko stopniem rozdrobnienia. As - czarny i As - brązowy. As - czarny można otrzymać poprzez termiczny rozkład AsH₃. As - brunatny powstaje w wyniku reakcji jego związków za pomocą SnCl₄. W wyniku szybkiego oziębiania powstałego arsenu otrzymuje się As żółty. Jest to odmiana nietrwała. Jest to przezroczyste ciało stałe krystalizujące w układzie regularnym. As rozpuszcza się w CS₂, nie przewodzi prądu, reaguje z O₂ dając As₂O₃. nie rozpuszcza się w H₂SO₄, HCl, tworzy arsenki: FeAsS→T→FeS+1/4As₄ As₄O₆+6C→As₄+6CO

131.Siarka rodzima może gromadzić się jako produkt sublimacji ekshalacji wulkanicznych (Pozzuoli pod Neapolem, na Etnie, Yellowstone Park w Ameryce Północnej). Większe znaczenie gospodarcze ma jednak siarka pochodzenia osadowego, powstająca na drodze redukcji siarczanów: 2CaSO₄ + C + H₂O = CaSH₂ + CaCO₃ + 2CO₂, 2CaSH₂ + 2CaSO₄ + 5CO₂ + H₂O = 5CaCO₃ + 6H₂O + 8S

Takie powstawanie siarki odbywa się przy współudziale bakterii beztlenowych

(anaerobowych), zwanych bakteriami siarkowymi. Bakterie te na drodze redukcji siarczanów przeprowadzają procesy oddychania komórkowego. Niektóre bakterie mogą również asymilować siarkę z wód siarkowodorowych. Gromadząc ją w swoich komórkach, dają początek złożom siarki. Osadowe złoża siarki, powstałe dzięki działalności bakterii znajdują się m.in. w Ameryce Północnej (Luizjana i Teksas), na Sycylii (prowincje Girgenti i Caltanisette) oraz w Polsce (rejon Tarnobrzegu)

132. fosfazeny - chlorek fosforu(V) reaguje z chlorkiem amonu tworząc szereg związków o wzorze ogólnym (PNCl₂)_n. Przez destylację frakcyjną lub metodami chromatograficznymi wydziela się białe, krystaliczne substancje stałe. Są to pierścieniowe związki typu (PNCl)_n gdzie n= 3-7. (PNCl₂)₃ topi się w temperaturze 388K i wrze w 526K. Niektóre fosfazeny stosuje się do wyrobu niepalnych tkanin hydrofobowych. W wyniku ogrzewania heksachlorocyklotrifosfazenu w temperaturze 573K powstaje polimer o dużej masie cząsteczkowej charakteryzujący się właściwościami zbliżonymi do kauczuku. Pod działaniem wody chlorofosfazeny ulegają hydrolizie, której produktami pośrednimi są hydroksycyklofosfazeny, kwasy polifosforowe i w ostateczności kwas ortofosforowy

132.Brom może być w zasadzie wydzielony z bromków za pomocą którejkolwiek z metod stosowanych do otrzymywania chloru. Najczęściej jednak wypiera się go działaniem chloru:

2Br^- + Cl₂ → Br₂ + 2Cl^-

Metodę tę stosuje się między innymi w celu otrzymania bromu z wody morskiej. Chlor wprowadza się do wody zakwaszonej do pH=3,5 a wydzielony w bardzo małym stężeniu brom usuwa się przedmuchując roztwór strumieniem powietrza. Pary bromu pochłaniane są następnie w roztworze Na₂CO₃ w którym zachodzi reakcja:

3Na₂CO₃ + 3Br₂⁰ → 5NaBr^-I + NaBr^VO₃ + 3CO₂

Uzyskuje się wówczas roztwór o stężeniu bromu kilka tysięcy razy wiekszym niż w wodzie morskiej. Po zakwaszeniu wydziela się brom elementarny (który oddzielany jest za pomocą destylacji):

HBr^VO₃ + 5HBr^-1 → 3H₂O + 3Br₂⁰

---