1. Na układznie okresowym wg Wernera zaznacz pierwiastki tworzące kwasy ewentualnie aniony EOx

B, C, S, N, P, I, O, As, Si, Cl, Al., Cr, Mn

2. Zastosowanie praw Roulta do wyznaczania mas cząsteczkowych

Prawo Raoulta dosłownie mówi, że prężność pary danego składnika ciekłej mieszaniny nad roztworem jest proporcjonalna do ułamka molowego tego składnika w roztworze:

p_x = p_ox_i

gdzie p_o - prężność par składnika i nad czystym składnikiem, x_i - ułamek molowy składnika i w roztworze, p_x - prężność pary składnika i nad roztworem. Ponieważ proces krzepnięcia i wrzenia jest silnie powiązany z prężnością par nad krzepnącą lub wrzącą cieczą, stąd pochodna od prawa Raoulta zasada zmian temperatury wrzenia i krzepnięcia. Reguła ta w praktyce służyła do wyznaczania masy cząsteczkowej nieznanej substancji metodą ebulioskopową (wrzenie) lub krioskopową (krzepnięcie) poprzez badanie wielkości zmian temperatury wrzenia (krzepnięcia) po rozpuszczeniu znanej ilości nieznanej substancji w rozpuszczalniku o znanej stałej ebulioskopowej (krioskopowej). Prawo Raoulta jest słuszne dla roztworów idealnych (brak oddziaływań międzycząsteczkowych) a dla roztworów rzeczywistych stosuje się w zasadzie tylko w przypadku roztworów rozcieńczonych. Dla wielu przypadków, szczególnie, gdy mamy do czynienia z roztworami stężonymi (kilkuprocentowymi) i o silnych oddziaływaniach (np. etanol-woda) występują silne odstępstwa od prawa (azeotropia).

3. Kwasy fosforu

Fosfor tworzy dwa szeregi kwasów: kwasy fosforowe i fosforawe. W kwasach fosforowych fosfor znajduje się na stopniu utlenienia +V i związki te mają właściwości utleniające.

Kwasy fosforawe zawierają fosfor na stopniu utlenienia +III i są reduktorami. We wszystkich przypadkach gdy to jest możliwe fosfor ma liczbę koordynacyjną 4 i jest tetraedrycznie otoczony przez 4 atomy tlenu.

Atomy H w grupach -OH mogą tworzyć jony, mają więc charakter kwasowy, natomiast wiązania P-H w kwasach fosforawych mają właściwości redukujące, nie kwasowe.

Kwasy fosforowe:

Najprostszy: H3PO4 kwas ortofosforowy

Kwasy fosforowe powstają w wyniku uwspólnienia atomów tlenu

H4P2O7 kwas pirofosforowy (ortodwufosforowy)

H5P3O10 kwas ortotrójfosforowy

H6P4O13 kwas ortoczterofosforowy

Na5P3O10 jest stosowany do zmiękczania wody i stanowi składnik niektórych detergentów.

Można go otrzymać np. przez stopienie Na2O z P4O10

10Na2O + 3P4O10 -> 4Na5P3O10

Kwas podfosforowy H4P2O6 zawiera fosfor na stopniu utleniania +IV, ma o 1 atom tlenu mniej niż kwas pirofosforowy (H4P2O7).

Kwas ten nie zawiera wiązań P-H, nie jest więc reduktorem. Szczególna cecha kwasu podfosforawego polega na obecności wiązania P-P, jest ono silniejsze niż wiązanie P-O-P, hydroliza kwasu przebiega powoli.

Kwasy fosforawe:

Mają wiązania P-H, są reduktorami. W wyniku hydrolizy P2O6 powstają dwuprotonowe kwasy: pirofosforawy (H4P2O5) i ortofosforowy (H3PO3), wykazujące właściwości redukujące.

Kwas podfosforawy H3PO2 zawiera fosfor na stopniu utlenienia +I i ma o 1 atom tlenu mniej niż kwas ortofosforowy. Jest to kwas o silnych właściwościach redukujących. Jego sole noszą nazwę podfosforynów; NaH2PO2 jest stosowany do bielenia drewna i produkcji papieru.

Fosforany są stosowane do:

Produkcji nawozów, jako składniki detergentów, składniki karm dla zwierząt, do produkcji artykułów farmaceutycznych, do zmiękczania wody i do ochrony metali przed korozją.

4. HNO3, HNO2, H2N2O2

(patrzyłam do Lee, ale nie ma tam nic godnego zainteresowania, więc przepisałam wcześniejsze opracowanie tego puntku)

Kwas HNO3 - jego bezwodnikiem jest N2O5 (ciało stałe).

N2O5 + H2O -> 2HNO3

3N2O3 + H2O -> 4NO + 2HNO3

Produkuje się go też metodą Oswalda.

HNO3 można zagęścić przez odwodnienie ST. H2SO4. Jest cieczą bezbarwną, jest silnym utleniaczem. Utlenia PbS -> SO4 2-, roztwarza się w nim wiele metali z wyjątkiem Au i platynowców. Cu + HNO3 -> Cu2+ +NO + H2O

Wraz z HCl tworzy wodę królewską (3HCl, 1HNO3) 3HCl + HNO3 -> Cl2 + H2O + NOCl

Wiele pierwiastków nie reaguje z HNO3, bo ulegają pasywacji: Al, Zn, Cr

Estryfikacja: C2H5OH +HNO3 C2H5NO3 + H2O

Bierze udział w nitrowaniu C6H6 + HNO3 -H2SO4-> C6H5NO2 + H2O

Zastosowanie: w celach przemysłowych, do produkcji saletry, nawozów azotowych

Niektóre metale (np. stop Dewarda redukują jony azotowe do amoniaku

Kwas HNO2 - kwas azotowy III, znacznie słabszy od HNO3; jego bezwodnikiem jest N2O3

N2O3 + H2O -> 2HNO2; jest to kwas nietrwały, występuje w rozcieńczonych roztworach

Kwas H2N2O2 - kwas nietrwały, bezwodnik: N2O. Łatwiej jest otrzymać sole tego kwasu

2NaNO2 + 4Na + 2H2O -> Na2N2O2 + 4NaOH HO-N=N-OH

5. Cyna

[Kr] 4d10 5s2 5p2 Cyna jest odporna na korozję, stąd zastosowania do pokrywania naczyń. Występuje w odmianach alotropowych:

• szara (alfa) struktura podobna do diament, nie wykazuje właściwości metalicznych

• biała (beta) struktura krystaliczna, kowalna, przechodzi pod wpływem temperatury w cynę szarą

• rombowa (gamma) krucha, daje się ścierać na proszek

Otrzymywanie: flotacja, prażenie (usunięcie siarki) , redukcja C

SnO2 + C -> Sn + CO2

Właściwości: metal, mało aktywny, odporny na czynniki atmosferyczne, łatwopalny, nie rozpuszcza się w HCl, dopiero po ogrzaniu przechodzi w SnCl2; występuje na +2 i +4 stopniu utlenienia, na +4 jest bardziej trwała

Związki cyny: SnO - amfoter z przewagą kwasowych właściwości; SnO2 (kasyteryt) -

amfoter z przewagą właściwości kwasowych; Sn(OH)2 - amfoter z przewagą wł zasadowych; Sn(OH)4 - tak samo; SnS - nierozpuszczalny w KOH, SnS2 - rozpuszczalny w KOH

Zastosowanie: Ze względu na niską temperaturę topnienia stosuje się do lutowania metali, bardzo cienkie blaszki cynkowe mają zastosowanie jako opakowania do czekolad, używa się jej do wyrobu stopów Sn+Cu = brąz; z rtęcią tworzy amalgamat dawniej stosowany do pokrywania zwierciadeł; SnO2 - do wyrobu glazury

6. Czynniki wpływające na liczbę koordynacyjną

Liczbę koordynacyjną przyłączonych ligandów nazywa się liczbą koordynacyją (LK) atomu centralnego. Liczba ta jest zależna od rozmiaru atomu centralnego i rozmiarów ligandów. Dla pierwiastków z 2 okresu układu okresowego liczba koordynacyjna atomów centralnych zazwyczaj wynosi 4, np. KBF4 z okresu 3 i 4 - LK wynosi 6 np. K3AlF6, a z okresu 5 i 6 LK osiąga wartość 8, np. K4Mo(CN)8.

Bardzo ważnym czynnikiem określającym wartość liczby koordynacyjnej jest tendentcja do utworzenia konfiguracji gazu szlachetnego. Tworzenie związków kompleksowych jest bowiem spowodowane tendencją to uzupełniania elektronami niezapełnionych orbitali i osiągania ten sposób trwalszej konfiguracji elektronowej najbliższego gazu szlachetnego. Mogą też istnieć związki kompleksowe, w których atom centralny nie osiągnął konfiguracji gazu szlachetnego.

zestaw XXIII

3. Porównać właściwości tlenków pierwiastków II okresu.

Li2O - zasadowy

BeO - amfoteryczny

B2O3 - kwasowy

CO2 - kwasowy , CO - obojętny

N2O5, NO2, N2O3 - kwasowe, NO, N2O - amfoteryczne

OF2 - kwasowy

Li2O reaguje z wodą tworząc mocną zasadę Li2O + H2O -> 2LiOH

LiOH jest nierozpuszczalny w wodzie

BeO jest kowalencyjny i ma strukturę siarczku cynku 4:4; jest nierozpuszczalny w wodzie, ale rozpuszcza się w kwasach tworząc sole oraz w zasadach tworząc berylany, z roztworów berylanów wytrąca się po pewnym czasie wodorotlenek berylu

B2O3 otrzymuje się przez odwodnienie kwasu borowego

H3BO3 -100stopni-> HBO2-temp.czerwonego żaru-> B2O3

Ogrzewany z tlenkami metali tworzy metaoksoborany, które często mają charakterystyczne zabarwienie, na tym polega próba perły boraksowej.

CoO + B2O3 ->Co(BO2)2 (metaoksoboran kobaltu)

B2O3 może reagować z tlenkami mocno zasadowymi, wtedy zachowuje się jak zasada np.

B2O3 +P2O5 -> 2BPO4

Tlenki C różnią się od tlenków innych pierwiastków obecnością wielokrotnych wiązań ppi-ppi między C a O. Znanych jest 5 tlenków: CO, CO2, C2O3, C5O2, C12O9.

CO - trujący gaz, słabo rozpuszczalny w wodzie, charak. obojętny, powstaje w wyniku spalania węgla w ograniczonej ilości powietrza. Tlenek węgla można otrzymać przez odwodnienie CH3COOH za pomocą H2SO4:

CH3COOH -- H2SO4 -> CO + H2O

CO spala się w powietrzu z wydzieleniem dużej ilości ciepła, stanowi więc ważne paliwo:

2CO + O2 -> 2CO2 + Q

Jest skutecznym reduktorem redukującym wiele tlenków metali do czystego metalu.

Jest ważnym ligandem, który może udostępniać swoją parę elektronowątworząc wiązanie koordynacyjne.

CO2 powstaje w wyniku działania rozcieńczonymi kwasami na węglany lub spalanie węgla w nadmiarze powietrza. Na skalę przemysłową: przez prażenie CaCO3 (wapienia). Stały CO2 sublimuje tworząc bezpośrednio parę, z pominięciem stanu ciekłego.

CO2 jest bezwodnikiem kwasu H2CO3. Budowa CO2 jest liniowa

N: Wszystkie tlenki azotu zawierają wielokrotne wiązania ppi-ppi.

N2O jest trwałym, niereaktywnym gazem, otrzymywany przez łagodne ogrzewanie azotanu amonu. Jest stosowany jako środek znieczulający, propelent do lodów śmietankowych i otrzymywania azydków.

NO jest bezbarwnym gazem, jest paramagnetyczny

NO2 kondensuje na brunatną ciecz

OF2 jest bladożółtym gazem; był stosowany jako paliwo rakietowe; silny utleniacz reagujący energicznie z metalami S, P i fluorowcami z utworzeniem fluorków i tlenków. Otrzymywanie:

2F2 + 2NaOH -> 2NaF + H2O + OF2

---