1 / 32

Az oxigéncsoport elemei

Az oxigéncsoport elemei. Kalkogén elemek (kőzetalkotó) Elektron konfiguráció: ns 2 np 4 Páros rendszámúak nagyszámú izotóp 16 O, 17 O, 18 O 32 S, 33 S, 34 S, 36 S, Po csak radioaktív izotóp Oxigén, kén: nemfém Szelén, tellúr: félfém Polónium: fémes karakter

evette
Download Presentation

Az oxigéncsoport elemei

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Az oxigéncsoport elemei

  2. Kalkogén elemek (kőzetalkotó) • Elektron konfiguráció: ns2 np4 • Páros rendszámúak nagyszámú izotóp • 16O, 17O, 18O • 32S, 33S, 34S, 36S, • Po csak radioaktív izotóp • Oxigén, kén: nemfém • Szelén, tellúr: félfém • Polónium: fémes karakter • EN rendszám növekedésével csökken • Fémes tulajdonságok erősödnek

  3. Fizikai tulajdonságok Oxigén • színtelen, szagtalan, íztelen gáz • Levegőnél kicsibb nagyobb sűrűségű • Igen nehezen cseppfolyósítható (cseppfolyós és szilárd oxigén kék) • Allotróp módosulata az ózon (O3) • Op, fp alacsony • paramágneses • Vízben kismértékben oldódik (3 cm3/1 dm3 víz) • Apoláris, nehezen polarizálható

  4. Kén • sárga, üvegfényű, kiskeménység, rideg, szilárd • 3 allotróp módosulata va • rombos kén (): szobahőmérsékleten stabil • monoklin kén (): hosszú, tűszerű kristályok, 95,5 oC felett stabil • amorf (túlhűtött folyadék): rugalmas, nyújtható, metastabil, rombos kénné alakul • pszeudomorfia: kristályszerkezetváltozás, miközben a külső alakjukat megtartják • elektromosságot és hőt nem vezetik

  5. vízben nem oldódnak • CS2, toluol jól oldja • 8 atomos molekulákat alkot  molekularács • a 8 atom gyűrűt alkot • Op (113 oC), fp (444 oC) alacsony

  6. Kémiai tulajdonságai Oxigén • Nagy reakcókészség • Nagy kötésenergia • Nagy EN = 3,5 • Ea igen nagy • Oxidációsszám -2, -1, -1/2, -1/3, 0, +2 • Elemekkel közvetlenül reagál

  7. Hidrogénnel alkotott vegyületei (H2O, H2O2) Meggyújtva kék lánggal vízzé ég 2H2 + O2 = 2H2O (durranógáz) Hidrogén-peroxid • színtelen, szagtalan a víznél másfélszer sűrűbb folyadék • vízzel minden arányban elegyedik • erősen poláros • molekulái között H-kötés alakul ki • peroxokötés igen bomlékony 2H2O2 = 2H2O + O2 (exoterm) • vizes oldata is bomlékony

  8. Erős oxidálószer • kénessavat kénsavvá H2SO3 + H2O2 = H2SO4 + H2O • jodidot jóddá 2KI + H2O2 = I2 + 2KOH • Redukálószerként mindig oxigén felszabadulása közben reagál KIO4 + H2O2 = KIO3 + H2O + O2 • jó fertőtlenítőszer és színtelenítőszer • előállítása laboratóriumban BaO2 + H2SO4 = BaSO4 + H2O2

  9. Halogénekkel közvetlenül nem reagál Kénnel (kék lánggal) S + O2 = SO2 Kén-dioxid, kénessav • színtelen, szúros szagú, köhögésre ingerlő gáz • levegőnél 2,5-ször nehezebb gáz • könnyen cseppfolyósítható • dipólus molekula • kénessav valódi savanhidridje SO2 + H2O = H2SO3 vízben kitűnően oldódik (35 dm3/1 dm3 víz)

  10. Oxigénnel katalizátor jelenlétében kén-trioxiddá oxidálható 2SO2 + O2 = 2SO3 • Oxidálószerek könnyen oxidálják (erős redukálószer) SO2 + I2 + H2O = 2HI + H2SO4 • Erősebb redukálószerek kénné redukálják SO2 + 2H2S = 2H2O + 3S (vulkáni kéntelepek) • előállítása, sóiból erős savakkal (laborban) Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2SO3 H2SO3 = H2O + SO2 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 (iparban)

  11. Kénessav

  12. Kén-trioxid (SO3), kénsav (H2SO4) • többféle módosulat • monomer • síktrigonális • nagysűrűségű, színtelen folyadék • könnyen polimerizálódik • trimer - gyűrűvé zárul • kénatomokat O hídligandum kapcsolja össze • tetraéderes szerkezet • kristályos, selyemfényű, rostos • polimer • spirális láncszerkezet

  13. Kénsav • nagy sűrűségű, színtelen, viszkózus folyadék • vízzel minden arányban elegyedik (exoterm!!) • erős sav

  14. Foszfor oxidjai, oxosavai Difoszfor-trioxid, foszforossavak • P2O3 fehér, viasz lágyságú, könnyen olvadó P4 + 3O2 = P4O6 • levegőn könnyen meggyullad, foszfor-pentaoxiddá ég el • erősen mérgező • foszforossavak valódi savanhidridje P4O6 + 6H2O = 4H3PO3 ortofoszforossav P4O6 + 2H2O = 4HPO2 metafoszforossav P4O6 + 4H2O = 2H4P2O5 pirofoszforossav

  15. Foszforossav • színtelen, higroszkópos, könnyen olvadó • vízben jól oldódik • közepesen erős, kétbázisú sav • erősen redukáló hatású • sói a foszfitok Difoszfor pentaoxid, foszforsavak P4 + 5O2 = P4O10 • fehér, pelyhes szilrárd anyag • könnyen szublimál • legerősebb nedvszívó • vízben hevesen oldódik (exoterm)

  16. valódi savanhidrid P4O10 + 2H2O = 4HPO3 metafoszforsav P4O10 + 6H2O = 4H3PO4 ortofoszforsav P4O10 + 4H2O = 2H4P2O7 pirofoszforsav Ortofoszforsav • színtelen, könnyen olvadó kristályos anyag • vízben kítűnően oldódik • híg vizes oldata savanykás ízű (nem mérgező) • higroszkópos • vizes oldata közepesen erős három bázisú sav • sói a foszfátok

  17. Szén oxidjai, szénsav Szén- monoxid (CO) • színtelen, szagtalan, a levegőnél kicsit könnyebb gáz • apoláris molekula • alacsony op, fp • nehezen cseppfolyósítható • vízben alig oldódik • szobahőmérsékleten passzív • klórral fény harására reagál CO + Cl2 = COCl2 karbonil-klorid • meggyújtva kék lánggal szén-dioxiddá ég 2CO + O2 = 2CO2 • erélyes redukálószer Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2

  18. Átmenetifémekkel komplexet képez 5CO + Fe = [Fe(CO)5] • hangyasav valódi savanhidridje (erős vízelvonás cc H2SO4) HCOOH = CO + H2O • előállítása • szén-dioxid redukálása szénnel magas hőmérsékleten CO2 + C = 2CO • laboratóriumban - hangyasavból (vagy sóiból) tömény kénsavval Szén-dioxid (CO2) • színtelen, szagtalan, savanykás ízű gáz • levegőnél nehezebb • folyadékként önthető • nagy nyomáson cseppfolyósítható • szilárd szén-dioxid - szárazjég - szublimál

  19. Vízben 1 : 1 arányban oldódik • etanolban háromszor jobban oldódik • Vízzel szénsavat alkot, valódi savanhidrid CO2 + H2O = H2CO3 • az égést nem táplálja • legnagyobb standard redoxipotenciálú fémek redukálják CO2 + 2Mg = C + 2MgO • ammóniával ammónium-karbamátot képez (fehér füst) NH3 + CO2 = NH2COONH4 • előállítása • iparban mészégetéssel CaCO3 = CaO + CO2 • laborban mészkőből sósavval CaCO3 + 2HCl = CaCl2 +CO2 + H2O

  20. Szénsav (H2CO3) • csak híg vizes oldatban létezik • gyenge, kétbázisú sav • karbonátion könnyen polarizálható • sói a karbonátok • vízben csak az alkálifém karbonátok oldódnak • a többi karbonát vízben oldhatatlan • karbonátokból sósav hatására CO2 fejlődik Szilícium-dioxid (SiO2) • térhálós szerkezetű atomrács • minden Si atomhoz 4 O atom kapcsolódik kovalens kötéssel • nagy kötésenergia • SiO4-tetraéderek

  21. Színtelen, átlátszó, üvegfényű • Nagy keménységű • magas op, fp • oldhatatlan • piezoelektromos tulajdonság • negatív redox potenciálú fémekkel elemi szilíciummá redukálható SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si 2Mg + Si = Mg2Si magnézium-szilicid Mg2Si + 4HCl = MgCl2 + SiH4 SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O • csak a HF támadja meg a savak közül (üvegmaratás) SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O SiF4 + 2HF = H2[SiF6]

  22. Erős lúgokban lassan oldódik SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O • alkáli-karbonátokkal is szilikátot alkot (alkáli ömlesztés) Na2CO3 + SiO2 = Na2SiO3 + CO2 • kovasav (H2SiO3) anhidridje Kovasavak • elvileg a szilícium-dioxidból származtathatók • változatos összetétel formálisan orto- és metakovasav a legegyszerűbb SiO2 + H2O = H2SiO3 SiO2 + 2H2O = H4SiO4 • polikovasavakaz orto- és metakovasavakból vízleadással származtathatók 2H4SiO4 = H6Si2O7 + H2O

  23. Fémek oxidjai bázis anhidridek 2Na + O2 = Na2O2 Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2 CaO + H2O = Ca(OH)2

  24. Ózon • Oxigéngáz allotrop módosulata • Átható szagú (ozein: bűzleni) gáz • Diamágneses • Kék színű • Vízben jól oldódik ( 0,5 dm3/ 1 dm3 víz) Kémiai tulajdonságai • Bomlékony  erélyes oxidálószer O3 = O2 + O • Fémeket oxidálja 2Ag + 2O3 = Ag2O2 + 2O2 PbS + 4O3 = PbSO4 + 4O2 Fekete fehér

  25. Kimutatása KI-os szűrőpapírral 2KI + H2O + O3 = I2 + 2KOH + O2 • Szerves vegyületeket oxidálja • előfordulása: légkör magasabb rétegeiben • előállítása • iparban ozonizátorokban • laboratóriumban 2KMnO4 + H2SO4 = 2HMnO4 + K2SO4 2HMnO4 = Mn2O7 + H2O Mn2O7 = 2MnO2 + O3 • felhasználás • fertőtlenítés • ivóvíz sterilizálása

  26. Kén kémiai tulajdonságai • reakciókészsége szobahőmérsékleten nem nagy • hőmérséklet növelésével fokozódik a reakciókészség Fémekkel szulfidokat alkot (kivétel, Au, Pt, Ir) • heves tűztüneménnyel járó reakciók Fe + S = FeS fekete Zn + S = ZnS fehér Hidrogénnel • 400 oC-on egyensúlyi reakcióban kén-hidrogénné egyesül H2 + S = H2S • záptojás szagú, levegőnél nehezebb, mérgező gáz • vízben elég jól oldódik • igen gyenge sav

  27. Oxigénnel SO2, SO3 (lsd oxigén vegyületek) Fémekkel szulfidokat alkot (kivétel, Au, Pt, Ir) • heves tűztüneménnyel járó reakciók Fe + S = FeS fekete Zn + S = ZnS fehér FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S • savakkal nem reagál • erős lúgokkal poliszulfidot képez 12S + 3Ca(OH)2 = 2CaS5 + CaS2O3 + 3H2O (mészkénlé)

  28. Előállítás Oxigén Ipari előállítás: • Levegő cseppfolyósítása  desztillálás  nemesgázok, N2, O2 • Vízbontás (elektrolitikusan, termikusan) Laboratóriumi előállítás: • Kálium-permanganát termikus bontása 2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 • Higany(II)-oxid termikus bontása (Priesley) 2HgO = 2Hg + O2 • 2H2O2 = 2H2O + O2 (Fe3+ katalizátor)

  29. KClO3 = KClO4 + KCl + O2 KClO4 = KCl + 2O2 • Víz elektrolízisével (Pt elektródokkal) 2H2O = 2H2 + O2 Kén • kibányászott kén, olvasztása, desztillálása • szulfidos ércek levegőtől elzártan hevítik 3FeS2 = Fe3O4 + S

  30. Előfordulás Oxigén • levegő 21%-a • vegyületeiben (víz, kőzetalkotó ásványok, szilikátok Kén • elemi állapotban, vulkáni vidékeken • szulfidos ércek szulfátok FeS2 pirit gipsz CaSO4.2H2O szfalerit ZnS keserűsó MgSO4.7H2O galenit Pbs barit BaSO4 cinnabarit HgS anhidrit CaSO4

  31. Felhasználás Oxigén • magas hőmérsékletű lángok (hegesztőipar) • salétromsavgyártás (ammónia oxidálása) • vasgyártás • gyógyászat Kén • kénsavgyártás • gumigyártás (vulkanizálás) • növényvédő szer • kénes hintőpor, krém készítése

  32. Oxigén bioszervetlen kémiája

More Related