1 / 64

2. CSOPORT (iIa CSOPORT)

Vegyészeti-élelmiszeripari Középiskola CSÓKA. 2. CSOPORT (iIa CSOPORT). Készítette: Varga István. EN Ei. Be Mg Ca Sr Ba Ra. A vegyértékelektronok általános elektronszerkezete. cs ö k k e n. cs ö k k e n. A fémes jellem erősödik. n s 2. Be Mg Ca Sr Ba Ra.

langer
Download Presentation

2. CSOPORT (iIa CSOPORT)

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. Vegyészeti-élelmiszeripari Középiskola CSÓKA 2. CSOPORT(iIa CSOPORT) Készítette: Varga István

  2. EN Ei Be Mg Ca Sr Ba Ra A vegyértékelektronok általános elektronszerkezete cs ö k k e n cs ö k k e n A fémes jellem erősödik ns2

  3. Be Mg Ca Sr Ba Ra alkáliföldfémek

  4. AZ ALKÁLIFÖLDFÉMEK FONTOSABB ADATAI

  5. MAGNÉZIUM (magnesii, magnesium, magnezijum, магний )

  6. A 8. leggyakrabban előforduló elem. Nagy reakcióképessége miatt csak vegyületei (ásványai) alakjában fordul elő a természetben.

  7. A magnéziumot először Antoine Bussyfrancia kémikus állította elő 1828-ban, a magnézium-klorid redukciójával. Fontosabb ásványai: • dolomit CaMg(CO3)2 • magnezit MgCO3 • karnalit KMgCl3·6H2O • ensztatit MgSiO3 • kainitKCl∙MgSO4·3H2O Antoine Bussy (1794-1882)

  8. A magnézium ezüstfehér színű, erős fémfényű, puha könnyen nyújtható könnyűfém. • Levegőn állva a felülete már szobahőmérsékleten vékony, a további oxidációtól védő, fakó színű oxidréteggel vonódik be.

  9. A magnézium izotópjai • A magnéziumnak 3 stabil és több radioaktív izotópja van. Stabil izotópjai a következők: • 24Mg – 78,99%-ban, • 25Mg – 10%-ban és • 26Mg – 11,01%-ban fordul elő a természetben.

  10. Emissziós színképe a látható tartományban

  11. Ipari előállítása Megolvasztott sóinak, például MgCl2 elektrolízisével Dow-féle cellákban. A cellák belülről fűthető vaskádak. A tartály fala katódként működik, az anódot pedig fölülről az olvadékba nyúló grafitrudak alkotják. Újabban a magnéziumot karbonátjai hevítésekor keletkező oxidjának karbotermiás vagy szilikotermiás redukciójával állítják elő.

  12. Élettani jelentősége • A magnézium életfontosságú anyag. Nélkülözhetetlen több száz enzim megfelelő működéséhez, szükséges minden energiaigényes folyamathoz, a fehérje- zsír- és szénhidrát-anyagcsere számos lépéséhez, az inzulintermeléshez. • A szervezetbenmintegy25-30 grammmagnéziumtalálható, melynek csaknem fele a csontokban koncentrálódik.

  13. A magnézium a klorofillban is megtalálható. • A klorofillporfinvázasmagnézium-tartalmúkomplexvegyület, amely a napsugárzás energiáját elnyeli, és szén-dioxidból és vízből glükózt képes létrehozni a zöld növények sejtjeiben a fotoszintézis által. • Szintetikusan először Woodwardnak sikerült előállítania 1960-ban.

  14. A klorofill-Aszerkezete A klorofill-Bszerkezete

  15. Felhasználása • Kis sűrűségű és viszonylag nagy szilárdságú ötvözetek (magnálium, elektronfém, duralumínium) előállítására, főleg a repülőgépiparban. • Nehezen redukálható fémek (V, U, Zr, Ti) kinyerésére, • Villanófényporok, világító rakéták, víz alatti fáklya, gyújtóbombák készítésére, • Szerves szintéziseknél gyakran használt Grignárd-reagens, azaz alkil-magnézium-halogenid (RMgX) készítésére, • Fluor előállítására alkalmas edények gyártására (a felületén képződő MgF2 jó védőréteg).

  16. Kémiai tulajdonságai Levegőn állva a felülete már szobahőmérsékleten vékony, a további oxidációtól védő, összefüggő oxidréteggel vonódik be. Meggyújtva, vakító fehér lánggal magnézium-oxiddá ég el: 2Mg + O2 → 2MgO A forró vizet az alábbi egyenlet szerint bontja: Mg + H2O → MgO + H2

  17. Híg savakkal reagálva H2-gázt fejleszt a következő reakció szerint: Mg + 2HCl → H2 + MgCl2 Erős redukálószer. Ezt a tulajdonságát a titán előállításánál is kihasználják. Titán(IV)-kloridból elemi titánt állítanak elő a következő egyenlet szerint: TiCl4 + 2Mg → Ti + 2MgCl2

  18. Alkil-, és aril-halogenidekkel dietil-éter jelenlétében kötésbe lép és megfelelő magnéziumtartalmú szerves alkil- vagy arilvegyület képződik. Ezeket a vegyületeket feltalálójukról Victor Grignard-ról nevezték el Grignard-vegyületeknek.

  19. Fontosabb vegyületei Vegyületeiben a magnézium oxidációs száma +2. • Magnézium-oxid (égetett magnézia) – MgO: laza, fehér tapadós por. A természetben zöldes színű periklász ásvány formájában fordul elő vasoxiddal együtt. • Ipari előállítása a magnezit 500°C-on való égetésével (kalcinálásával) történik a következő reakció szerint: • MgCO3 → MgO + CO2

  20. A magnézium-oxidot leginkább tűzálló tégelyek és téglák készítésére használják.

  21. Magnézium-hidroxid - Mg(OH)2: Fehér, száraz, porszerű anyag. A természetben is előfordul ásványa a brucitformájában. Előállítása vízben oldható magnéziumsókból történik kalcium-hidroxiddal. A reakció során fehér, laza csapadék formájában válik ki a magnézium-hidroxid:MgCl2 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 (s) + CaCl2A keletkezett magnézium-hidroxid gyenge bázis. Vízben rosszul oldódik (oldhatósága 20°C-on kb. 9 g/L).

  22. Magnézium-karbonát(magnezit) - MgCO3: A természetben is előfordul mint a dolomit ásvány egyik alkotója. Fehér trigonális kristályokat alkot.

  23. Vízben nem oldódik, de már a gyenge ásványi savak is jól oldják. A híg szénsavoldat, lassan feloldja a következő reverzibilis reakció szerint:

  24. Magnézium-szulfát-heptahidrát (keserűsó) – MgSO4 · 7H2O: • Színtelen, keserű ízű, vízben jól oldódó vegyület. A természetben oldott állapotban is előfordul az ún. keserűvizekben. Gyapotszövetek kikészítéséhez, ásványvizek készítéséhez és enyhe hashajtóként használják.

  25. Magnézium-klorid-hexahidrát – MgCl2 · 6H2O: Színtelen, monoklin kristályos, erősen higroszkópos vegyület. A természetben a tengervízben és a karnalit (KCl ·MgCl2 · 6H2O) nevű ásványban fordul elő. • Előállítása a KCl-gyártás során keletkező hulladéklúg bepárlásával történik. • A magnézium-kloridot a különleges cementek, tűzálló faimpregnálószerek előállítására használják, továbbá a magnézium-előállításfontos kiindulási anyaga.

  26. kalcIUM (calcium, calcium, kalcijum, кальций)

  27. A 3. leggyakrabban előforduló elem.

  28. A kalciumot először Humphry Davy angol kémikus állította elő 1807-ben, és ugyancsak ő nevezte el a mész = calxlatin neve után kalciumnak. Lengyel Béla (1844-1913) Nagyobb mennyiségű tiszta kalcium előállítására azonban legelőszörLengyel Bélamagyar vegyész, dolgozott ki eljárást 1896-ban.

  29. Nagy reakcióképessége miatt csak vegyületei (ásványai) alakjában fordul elő, mint amilyenek a: • CaCO3 (kalcit-, mészkő-, kréta-formájában) • CaMg(CO3)2 (dolomit) • Ca3(PO4)2 (foszforit) • CaF2 (fluorit) • CaSO4 · 2H2O (gipsz) • CaSO4 (anhidrit)

  30. A kalcium ezüstfehér színű, erős fémfényű, puha (késsel vágható) paramágneses fém. • Elektromos vezetőképessége a rézének kb. 10%-a. • Levegőn gyorsan oxidálódik, ezért levegőtől elzárva tárolják. • Kisebb mennyiségű kalciumot általában petróleumban célszerű tárolni.

  31. A kalcium izotópjai • A kalciumnak 9 izotópja ismert. • Ezek közül csak a: 40, 42, 43, és a 44-es tömegszámú izotópok stabilak, míg a többi kalciumizotóp radioaktív.

  32. Emissziós színképe a látható tartományban

  33. Ipari előállítása • CaCl2 és CaF2 vagy KCl keverékének olvadékából állítják elő elektrolízissel. • Az elektrolízishez grafit anódot és vas katódot használnak. A Cl2 vagy az F2 az anódon, míg a kalcium a vas katódon válik ki. • A kapott kalciumot átolvasztással tisztítják meg a szennyezőanyagoktól.

  34. Élettani jelentősége • Az élő szervezetek számára nélkülözhetetlen. • A gerincesek testében a csontok és a fogak alapját a kalcium-sók alkotják. • Előfordul azonban az izmokban, a vérben és más szervekben is. • A modern táplálkozástudományi ajánlások szerint 800 - 1000 mg/nap kalciumbevitel elegendő az ember kalcium-szükségletének fedezésére.

  35. Felhasználása • A kalcium igen erős redukálószer, a finoman szétoszlatott kalciumot szerves redukciókhoz használják, de fontos szerepet kap egyes fémek redukciójánál is (például, urán, cirkónium, tórium). • Kalcium segítségével történik a kén és az oxigén kisebb mennyiségének eltávolítása a vas olvadékból az acélgyártás során. • Adalékanyag az üveggyártás során. • Gyógyszeriparban. • Alkoholok vízmentesítésére, stb.

  36. Kémiai tulajdonságai Reakcióképesebb a magnéziumnál. Levegőben elégetve oxiddá és nitriddé ég el: 2Ca + O2 → 2CaO 3Ca + N2 → Ca3N2 Hideg vízzel exoterm reakció közben kalcium-hidroxid keletkezik és H2-gáz fejlődik: Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

  37. Híg savakkal reagálva H2-gázt fejleszt a következő reakció szerint: Ca + 2HCl → CaCl2 + H2 A halogén elemekkel szintén reagál, miközben megfelelő kalcium-halogenid keletkezik. Ca + Cl2 → CaCl2

  38. Magas hőmérsékleten (1600°C-on) a szénnel kalcium-karbiddá, a kénnel kalcium-szulfiddá, a foszforral kalcium-foszfiddá egyesül: Ca + 2C → CaC2 Ca + S → CaS 3Ca + 2P → Ca3P2 A kalcium és vegyületei a lángot téglavörösszínűrefestik.

  39. Fontosabb vegyületei Vegyületeiben a kalcium oxidációs száma +2. • Kalcium-oxid(égetett mész) – CaO: fehér, kemény, maró hatású anyag. • Iparilag mészkőből állítják elő úgy, hogy a mészkövet ún. körkemencében vagy aknás kemencében hevítik 900-1200°C-on. Hevítéskor a mészkő termikus disszociációja megy végbe: • CaCO3 → CaO + CO2

  40. Az égetett mész fontos ipari nyersanyag. Felhasználása: habarcskészítés, kalcium-karbid előállítása, kerámiaipar, üveggyártás, szódagyártás.

  41. Kalcium-hidroxid(oltott mész) - Ca(OH)2 : Fehér, száraz, porszerű anyag. • Előállítása égetett mészből történik vízzel (mészoltás) a következő exoterm reakció szerint: CaO + H2O → Ca(OH)2 • Az oltott mész erős bázis, amely vízben rosszul oldódik. • Telített oldatát meszesvíznek, vízzel alkotott szuszpenzióját pedig mésztejnek nevezzük.

  42. Ca2+ OH–

  43. Kalcium-karbonát - CaCO3: A természetben kalcit, mészkő, márvány, kréta formájában fordul elő. • Két kristálymódosulata létezik, a kalcités az aragonit. • A mészkő, márvány, kréta egyaránt kalcit, az igazgyöngy pedig aragonitkristályokból áll. • A tiszta, áttetsző kalcitot izlandi pát néven ismerik.

  44. A mészkő szennyezett kalcium-karbonát fontos ipari nyersanyag. Főleg égetett mész gyártására használják, de a cement- és az üvegiparban is nyersanyagul szolgál. • A kalcium-karbonát vízbengyakorlatilag oldhatatlan, de az esővíz, amely híg szénsavoldatnak is tekinthető, lassan feloldja. • Szervetlen és szerves savakban, a sav erősségétől függően, különböző sebességgel oldódik.

  45. A kalcit kristályszerkezete

  46. Fluorit (lila) éskalcit (fehér) kristályai

  47. Kalcium-szulfát–CaSO4: A természetben anhidrit és gipsz alakjában fordul elő. Színtelen vagy szürke, rombos kristályokat képez. Vízben alig oldódik. • Az építőiparban kötőanyagként, a festékiparban nyersanyagként használják nagyobb mennyiségben.

  48. Kalcium-foszfát–Ca3(PO4)2: Színtelen, amorf anyag, amely vízben oldhatatlan. Híg sósavban és salétromsavban jól oldódik. • A természetben a foszforit és apatit nevű ásványokban fordul elő. A csontok és a fogzománc fontos alkotórésze. • Az iparban üveg, zománc és porcelán gyártására használják.

More Related