muldmetallide tootmine endotermiline protsess (püsivast ebapüsivasse) Me(n+) + ne() > Me(0) Tuleb leida redutseerija. Põhiline raud (odav) 1. karbotermia (C ja CO) 2C+O2>2CO Fe3O4+4C>3Fe+4CO (v CO2) Fe3O4+4CO>3Fe+4CO2 malm süsiniku sisaldus 25% 2. särdamine väävli väljapõletamine Cu2S+2O2>2CuO+SO2 3. metallotermia (redutseerijana kasutatakse aktiivseid metalle) 3MnO2+4Al>3Mn+2Al2O3 4. redutseerimine vesinikuga WO3+H2>W+H2O (hästi puhastatud metallid. kallis) 5. elektrolüüs Elektrivoolu abil kulgev redoksreaktsioon. Elektrivool on redutseerija. (endotermiline protsess) K: Katioon + e() > Me(0) redutseerumine A: Anioon e() > Mm(0) oksüdeerumine a) Sulatatud elektrolüüdi elektrolüüs (saab toota kõiki metalle) NaCl >(800kraadi) Na(+) + Cl () K: Na(+) + e() > Na
Kordamine kontrolltööks 1.Mitu mooli vesinikku H2 reageerib 5 mooli hapnikuga O2 ? (2H2 + O2 =2 H2O) vastus 10mol 2.Mitu mooli ja mitu grammi Na2SO4 tekib, kui 0,25mooli NaOH reageerib H2SO4 -ga? vastus 0,125mol; 17,75g ( 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O) 3.Mitu kmooli ja m3 hapnikku O2 reageerib 0,54 kg alumiiniumiga?(4Al + 3O2= 2Al2O3) vastus 0,015mol; 0,336m3
METALLIDE SAAMINE MAAKIDEST Maak→rikastatud maak→metallioksiid→metall Kogu protsess on väga energiamahukas. Ühendis sidemete lõhkumiseks tuleb kulutada Energiat. 1. Maagi rikastamine: maak vabastatakse kõrvalainetest kasutades füüsikaliste omaduste erinevust. 2. Särdamine: mitteoksiidsete maakide kuumutamine õhu juuresolekul, et saada oksiidne maak. 2PbS+3O2=2PbO+2SO2 3. Metalli redutseerimine metallioksiidist: Redutseerijana kasutatakse: a) koksi (C) (kõige odavam) Fe3O4+4C=3Fe+4CO b) süsinikmonooksiidi (CO), mis tekib ka koksi kasutamisel Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 c) vesinikku (väga puhaste metallide saamiseks) CuO+H2=Cu+H2O d) alumiiniumi (aluminotermia), kui on metalli vaja toota rasksulavast maagist Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3 Aktiivseid metalle saadakse sulandite elektrolüüsil: Sulatatud keedusoolast elektrivoolu läbijuhtimisel saadakse Na: 2NaCl=2Na+Cl2 Sulatatud boksiidist saadaks...
1) dikloorpentaoksiid- dikloorpentaoksiidCl2 2) süsinikmonooksiid-süsinikmonooksiidCO 3)vääveldioksiid-vääveldioksiidSO2 4) strontsiumoksiid- strontsiumoksiid SrO 5) nikkel(IV)oksiid-nikkel(IV)oksiidNi2O4 6)titaan(II)oksiid-titaan(II)oksiidTiO 5. Lõpeta reaktsioonivõrrandid oksiidide saamise kohta! 1. C+O2 CO2 2. Mg+O2 2MgO 3. Cu+O2 2Cu2O 4. S+O2 2SO3 5. Al+O2 2Al2O3 6. Fe+O2 FeO 7. Zn(OH)2 kuumutamine ZnO+H2O 8. MgCO3 kuumutamine MgO+CO2 9. Cu(OH)2 kuumutamine CuO+H2O 10. CaCO3 kuumutamine CaO+CO2
KEEMIA KT kordamine 1. 1. metall + O2 > metallioksiid 2. metall + hape > sool + H2 3. metall + sool > uus metall + uus sool 4. aktiivne metall + vesi > hüdroksiid + H2 5. keskmise akt. metall + vesi to > oksiid + H2 1. 4Al + 3O2 > 2Al2O3 3Fe + 2O2 > Fe3O4 tri raud tetra oksiid / (Fe2+OFe3+2O3) / raud (II, III) oksiid 2. 3. 4. 2Al + 6H2O > 2Al3+(OH)-3 + 3H2 NB! Reaktsioon toimub juhul, kui Al on puhastatud
ja elektrijuht. Keemilised omadused • Alumiinium peab korrosioonile hästi vastu. • Korrosioonikaitse tõttu on alumiinium üks väheseid metalle, mis säilitab pulbrina oma hõbedase läike. • Alumiiniumi reageerimisel veega on võimalik toota vesinikku. 2 Al + 3 H2O → Al2O3 + 3 H2 • Alumiinium reageerib tõepoolest kiiresti õhus oleva hapnikuga. • Alumiiniumpulber reageerib kuumutamisel kergesti hapnikuga 4Al + 3O2 --->2Al2O3 • Hapetega reageerib alumiinium energiliselt. 2Al + 3H2SO4 ---> Al2(SO4)3 +3H2 Alumiiniumi kasutusala • Alumiiniumil on metalli kohta märkimisväärselt väike tihedus ja hea vastupidavus korrosioonile. • Alumiinium ja selle sulamid on olulised lennunduses ja muudes transpordisektorites. • Kõige kasulikumad alumiiniumiühendid on oksiidid ja sulfaadid. TRANSPORT: • Autod • Lennukid • Veoautod • Rongivagunid • Laevad
ühend. 1) Metalli rikastamine (lisanditest puhastamine) 2) Metalli redutseerimine maagist a) Koksiga(peamiselt CO või CO2) Fe2O3+3CO -> 2Fe + 3CO2 b) Vesinikuga-(puhaste metallide tootmisel) CuO+H2 -> Cu + H2O c) Aluminotermia-(rasksulavate metallide jaoks) Cr2O3+2Al -> 2Cr+ Al2O3 d) Elektrivooluga-(aktiivsemate metallide jaoks) 2Al2O3----- > 4Al + 3O2 Sulam on kahe või enama metalli või metalli ja mittemetalli kokkulatamisel saadud materjal. Liigitus: 1) ühtlased sulamid(tahked lahused) erinevate aatomite ühine kristallvõre 2)ebaühtlased sulamid erinevate koostisosade väikeste kristallikeste segu Tähtsamad sulamid: 1)Malm(Fe + üle 2%C) 2)Teras(Fe + alla 2% C) 3)Roostevabateras(Fe + Cr)
3)prodektorkaitse->viiakse galvoni element+aktiivsem metall (gaasi toru-maa all,laeva kere) 4)inhibnitorkaitse-> aeglustab ,surub rooste ained maha(kekskkütte vees) Metallide tootmine Metallurgia-tööstus kus töödeldakse metalli maaaki redutseerimiseks 1)H2 (vähemaktiivse metalliga) CuO+H2-> Cu+H2O 2)süsinik või CO PbO2+2C->Pb+2CO 3)Al(vähem aktiivse metalliga) fe2O3+2Al->2Fe+Al2O3 4)elektrolüüs(alalisvooluga)(väga aktiivse metalle) 2Al2O3->4 Al+3O2 Sulatatud soola elektrolüüs Soolalahuste elektrolüüs
*Aktiivsed metallid – reageerivad väga aktiivselt ja kiiresti, võib eralduda nii palju soojust, et metall süttib põlema. 4Na+O2=2Na2O *Keskmise aktiivsusega metallid- reageerivad aeglasemalt. Nende pinnale tekib õhuke ja tihe oksiidikiht, mis takistab edasise oksüdeerumise eest. 4Al+3O2=2Al2O3 *Väheaktiivsed metallid- vastupidavad nii tavatingimustes kui ka kuumutamisel Ag+O2= ei toimu Reageerimine veega 'metalli reageerimine veega sõltub metalli keemilisest aktiivsusest (pingerida). *enamik metalle on vee suhtes küllaltki vastupidavad. *Osa metalle reageerib veega väga aktiivselt (reaktsioon võib kulgeda plahvatusega)
2aatomit - 3 molekuli 2molekuli 3)Mitu hapniku molekuli kulub 4 propaani (C3H8) molekuli põlemiseks? Mitu süsinikdioksiidi ning vee molekuli tekib? (VALE TEKST ON!!) 12aatomit ? x = 5 * 12 = 15 molekuli (O2) 4P + 5O2 ------ P4O10 4 4aatomit 5molekul 1molekul 4)Kas piisab 9 hapniku molekulist, et oksüdeerida 8 alumiiniumi aatomit alumiiniumoksiidiks? 8aatomit ? x = 8 * 3 = 6molekuli (O2) 4Al + 3O2 --- 2Al2O3 4 4aatomit 3molekuli 2molekuli Vastus: 9 O2 molekulist piidab, et oksüdeerida 8 Al aatomit. Joonised.. 1)õhuväljatõrjumine 2)veeväljatõrjumine
Tuhm pind Kergmetall Suhteliselt kergelt sulav Hea elektri-ja soojusjuhtivusega Suhteliselt pehme Kergesti kriimustatav Plastiline Mehaaniliselt hästi töödeldav Keemilised omadused Keemiliselt aktiivne metall Teda katab tihe oksiidikiht Õhus püsib tavalisel temperatuuril muutumatuna Reageerib veega oksiidikihi eemaldamisel või kõrgemate temperatuuride tõttu: 2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2 Reageerimine hapnikuga: 4Al+3O2 -> 2Al2O3 Reageerib kergesti halogeenidega: 2Al+3Cl2=2AlCl3 Ei astu reaktsiooni lämmastikhappega Kasutusalad Vanasti kasutati väärismetallina Alumiiniumsulfaati kasutatakse põletike raviks Peeglites ja reflektorites Alumiiniumpulbrit kasutatakse hõbevärvi pigmendina Alumiiniumnõud Alumiiniumfoolium Elektrijuhtmetes Vahtalumiinium(pildil)-ehituses Leidub deodorantides Alumiiniumsulamid Tuntuim duralumiinium
tormiliselt hapetega. D-metallid: kõvad ja kõrge sulamistemp, keskmise ja vähemaktiivsed metallid, õhu ja vee suhtes vastupidavad. 1.5Tina kasutatakse tinatatud plekist konservikarpide tootmisel, õnnevalamisel ja joodiste tegemisel. Tina on suhteliselt madala sulamistemperatuuriga, tina pole mürgine, reageerib hapetega aeglaselt, suhteliselt pehme metall. 1.6 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl Al(OH)3=temp Al2O3+2H2O 2Al2O3=temp4Al+3O2 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 Fe+HCl=FeCl2+H2 FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2+NaCl Fe(OH)2+H2SO4=FeSO4+2H2O 1.7 Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3 1mol 2mol 0,2mol 0,4mol n=m/M M(Fe2O3)=160 n=32/160=0,2mol m=n*M M(Fe)=56 m=0,4*56=22,4kg 1.8 2Al+3Cl2=2AlCl3 2mol 3mol 0,5mol 0,75mol n=m/M M(Al)=27 n=14/27=0,5mol V:ei piisa, vaja on 0,75mol 1.9 eriti ohtlikud on Hg, Pb ja Sb ühendid, mis kahjustavad organisme juba väga väikse sisalduse korral.
~ 660º C) · Hea elektri- ja soojusjuhtivusega · Plastiline ja mehhaaniliselt hästi töödeldav · Suhteliselt pehme, kergesti kriimustatav Al: +13 | 2)8)3) Al 3e- Al3+ Al3+: +13 | 2)8) Alumiinium reageerib kiiresti õhus oleva hapnikuga. Selle tulemusena tekib tema pinnale õhuke, kuid väga tihe oksiidikiht. See oksiidikiht kaitseb metalli edasist oksüdeerumist, muutes ta vastupidavaks nii õhu kui vee suhtes. 4Al + 3O2 2Al2O3 Veega ei reageeri Al kaitsva oksiidikihi tõttu ei tavatingimustes ega ka mõõdukal kuumutamisel. Hapetega reageerib Al energiliselt. Hape reageerib kõigepealt Al pinnal oleva oksiidikihiga ning seejärel metalliga. 2Al + 3H2SO4 Al2 (SO4)3 + 3H2 Oksiidikihist puhastatud Al tõrjub vähemaktiivseid metalle nende soolade lahustest välja, näiteks: 2Al + 3CnSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu Alumiiniumoksiidi on võimalik saada alumiiniumhüdroksiidist (valge värvusega, vees pmts lahustumatu
keemiline aktiivsus mõnevõrra väiksem teda katva tiheda oksiidikihi tõttu. Oksiidikiht kaitseb alumiiniumit edasise oksüdeerumise eest ja see muudab alumiiniumit ka vastupidavamaks nii õhu, vee kui ka mõnede hapete suhtes. Kui alumiiniumeseme panda kraapida mingi terava esemega ja oksiidikiht lõhkuda, siis hakkab paistma selle alt helkiv ja läikiv pind, mis jällegi peadselt õhu käes oksüdeerub ning tuhmistub Reageerimine hapnikuga tº 4Al + 3O2 > 2Al2O3 Reageerimine teiste mittemetallidega tº 2Al + 3Cl2 > AlCl3 tº 2Al + 3S > Al2S3 tº 2Al + N2 > 2AlN Reageerimine sooladega 2Al + 3CuCl2 > 2AlCl3 + 3Cu ALUMINIUMI JA TEMA ÜHENDITE KASUTUSALAD Vanasti oli alumiinium väärismetall, kuna teda osati toota vähe. Seepärast kuni 19. sajandi lõpuni kasutati tänu hõbedale Sarnasusele alumiiniumit erinevate ehete valmistamiseks.
5. Määra aineklassid; anna ainetele nimetused: Cu(OH)2 alus, vask(II)hüdroksiid; NO2 oksiid, lämmastikdioksiid; Na3PO4 sool, naatriumfosfaat; HNO3 hape, lämmastikhape; K2O oksiid, kaaliumoksiid; CuSO4 sool, vask(II)sulfaat; CaCO3 sool, kaltsiumkarbonaat; Cr2O7 oksiid, kroom(VII)oksiid; NaOH alus, naatriumhüdroksiid; HCl hape, vesinikkloriidhape 6. lihtaine+hapnik->oksiid 4Na+O2->2Na2O 4P+5O2->2P2O5 4Al+3O2->2Al2O3 4B+3O2->2B2O3 7. Hape+alus->sool+vesi HCl+NaOH->NaCl+H2O H2SO4+2KOH->K2SO4+2H2O 3HNO3+Fe(OH)3->Fe(NO3)3+3H2O 2H3PO4+3Ba(OH)2->Ba3(PO4)2+6H2O 8. Happeline oksiid + vesi->hape CO2+H2O->H2CO3 SO3+H2O->H2SO4 P2O5+3H2O->2H3PO4 9. Aktiivne aluseline oksiid(I,IIA)+vesi->leelis CaO+H2O->Ca(OH)2 Na2O+H2O->2NaOH BaO+H2O->Ba(OH)2 10. n=M/m=V/Vmol=N/NAvogadro
Saadakse õhust ja mitmesuguste hapnikurikaste ühendite kuumutamisel (2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2) Vesinik peroksiidi lagunemisel katalüsaatori juuresolekul (H2O2=2H2O+O2) Vee elektrolüüsil (2H2O= 2H2+O2) (Joonis) Fotosünteesil (6CO2 + 12H2O + footonid = C6H12O6 + 6O2 + 6H2O) Hapniku keemilised omadused Soodustab ja võimaldab paljude ainete põlemist (C+O2=CO2; S+O2=SO2) Tugev oksüdeerija Metallide oksüdeerumine 4Al + 3O2 = 2Al2O3 Mittemetallide oksüdeerumine S + O2 = SO2 Liitainete oksüdeerumine CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O Hapniku füüsikalised omadused Värvuseta Lõhnata Maitseta Õhust raskem gaas Vees lahustub vähe Ohud Hapnikuga rikastumine, isegi paari protsendi võrra, suurendab märkimisväärselt süttimisohtu. Sädemed, mis on tavatingimustel kahjutud, võivad põhjustada tulekahju ja materjalid, mis ei põle
Gaas B on järelikult O2. Reaktsioonivõrrand on: F2 + 2H2O = 4HF + O2 3) Lilla auru eraldumine viitab joodi osalemisele reaktsioonis, seega C I 2. Põhireaktsioon toimub metalli ja joodi vahel ning moodustub jodiid. Olgu metalli Y molaarmass M(Y) ja n jodiidioonide arv ühes moolis, siis: Sobib n = 3 ja metall Y Al, D AlI3. E on Al2O3, sest alumiinium reageerib kõrgemal temperatuuril hapnikuga. Põhireaktsioon on: 2Al + 3I2 = 2AlI3 Kõrvalreaktsioon on: 4Al + 3O2 = 2Al2O3 2. Rapuntsli õnnetus 3. Juku kimbatus 1) NaCl + AgNO3 = AgClÆ + NaNO3 KCl + AgNO3 = AgClÆ + KNO3 2) Olgu NaCl sisaldus segus x grammi, siis KCl sisaldus on (7,03 - x) grammi. Kui avaldada moodustunud hõbekloriidi mass tundmatu x kaudu, tekib järgmine võrrand: Selle võrrandi lahendamisel x = 4,279 g ja vastavalt: Järelikult %(KCl) = 100 - 60,9 = 39,1. hr size="1"> 4. "Müstilised ained" soodium kloriid naatriumkloriid potassium kaalium hüdrogeen vesinik
suureneb nende oksüdatsiooniaste ning nad on redutseerijad, reageerides oksüdeerijatega. Redutseerija oksüdeerus tema oksüdatsiooniaste kasvas. 3.1 Reageerimine hapnikuga: metall + hapnik oksiid IA, IIA ja Al oksüdatsiooniaste ühendis on võrdne rühmanumbriga, tsingil II, hõbedal I, raual II või III, vasel eelistatult II (aga ka I). II -II III -II 2Ca + O2 2CaO 4Al + 3O2 2Al2O3 Raud roostetab niiskes õhus: III -II 4Fe + 3O2 2Fe2O3 Raua reaktsioonil hapnikuga kõrgemal temperatuuril kuivas õhus tekib aga rauatagi Fe3O4, mida võib vaadelda kui FeOFe2O3. 3Fe + 2O2 Fe3O4 Aktiivsed metallid (leelis- ja leelismuldmetallid ehk IA ja IIA alates Ca-st) reageerivad
Alumiinium 1.Alumiiniumi kasutusalad-Peeglites, oma hea peegeldumise tõttu, foolium, juhtmed. 2. Alumiiniumi füüsikalised omadused-Hõbevalge värvus, kergmetall, hästitöödeldav 3.Millest alumiiniumi tööstuslikult toodetakse. Nimeta üks alumiiniumi sulam-Boksiidist. Magnaalium(lehtmetall, cocacola purgid jne) 4.Veeaur+Alumiinium- Al+3H2O >2Al2O3+3H Kuld 1. vastused: 1) kuld on väga pehme väärismetall, kollaka värvusega, hea soojus ja elektrijuhtija - füüsikalised om 2) kuld ei reageeri peaaegu millegiga peale 1 happe ( seleenhape) ja kuningveega- keemilised om 3) Kuningvesi on konsetreeritud HCl : konsetreeritud HNO3( 3:1) 4) Kulda leidub kõige rohkem USAs, liskas sellele Venemaal, väheses koguses inimeses 5) kasutusalad raha, juveelid jne Elavhõbe 1
pulbrina. Sellepärast on alumiinium oluline komponent hõbedastes värvides. Alumiinium reageerib kiiresti õhus oleva hapnikuga. Selle tulemusena tekib tema pinnale õhuke, kuid väga tihe oksiidikiht. See oksiidikiht takistab metalli edasist oksüdeerumist, muutes ta vastupidavaks nii õhu kui ka vee suhtes. Alumiiniumpulber reageerib kuumutamisel kergesti hapnikuga, moodustades alumiiniumoksiidi (Al2O3) : 4Al + 3O2 2Al2O3 Veega ei reageeri alumiinium kaitsva oksiidikihi tõttu ei tavatingimustes ega ka mõõdukal kuumutamisel. Hapetega reageerib alumiinium energiliselt. Hape reageerib kõigepealt alumiiniumi pinnal oleva oksiidikihiga ning seejärel metalliga. 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 +3H2 Sulamid: Alumiiniumi sulamid leiavad palju erinevat kasutust erinevates konstruktsioonides. Alumiiniumi sulamite tugevus ja vastupidavus erineb palju. Erinevused ei tulene ainult
Andmed: m(vesi)=300g; m(sool)=40g; pm=? pm=m(aine)/m(lahus)x100%=11,8=12% m(lahus)=m(aine)+m(lahusti) Kui suur on 32g kloori V? Andmed: m(Cl2)=32g; V(Cl2)=? n=m/M V=n x Vm Vm=22,4dm3/mol M(Cl2)=35,5x2=71g/mol; n(Cl2)=0,45mol V(Cl2)=10dm3 Kui suur on 2,8dm3 vesiniku mass? Andmed: V(H2)=2,8dm3; m(H2)=?; n=V/Vm m=nxM Mitu mol oksiidi tekib 4,8dm3 hapniku reageerimisel Al? Mitu g see on? Andmed: V(O2)=4,8dm3; n(Al2O3)=? m(Al2O3)=? n=V/Vm; 4Al+3O2->2Al2O3 n(O2)=2mol; n(Al2O3)=2/3n(O2)=2molx2/3= 4/3mol; m=nxM Mitu mol oksiidi tekib 80 dm3 hapmiku reageerimisel Ca? Mitu g see on? Andmed: V(O2)=80dm3 n(CaO)=? m(CaO)=? n=V/Vm; 2Ca+O2->2CaO n(O2)=3,6mol n(CaO)= 2n(O2)=3,6molx2=7,2mol; m=nxM happeline oksiid+vesi->hape: SO2+H2O->H2SO3 aluseline oksiid+vesi->alus(leelis):BaO+H2O->BaOH alus+sool->nõrgem alus+sool: LiOH+MgCl2->Mg(OH)2+2LiCl hape+sool->nõrgem hape+sool: H2SO4+MgCl2->MgSO4+2HCl hape+metall->sool+vesinik: 3H2SO4+2Al->Al2(SO4)+3H2
Hüdraatumine aineosakeste seostumine veemolekulidega Hüdraatumisel energia vabandeb (eksotermiline protsess) Aineklasside dissotseerumine: 1) Soolad NaCl Na+ + Cl 2) Alused KOH K+ + OH Mg(OH)2 OH + MgOH+ 2OH + Mg2+ 3) Happed HCl H+ + Cl H2SO4 H+ + HSO4 2H + SO42 METALLIDE KEEMILISED OMADUSED 1) REAGEERIMINE LIHTAINETEGA (mittemetallid) 4Al + 3O2 2Al2O3 3Fe + 2O2 Fe3O4 2) REAGEERIMINE VEEGA NB! Toimub pingerea alusel · Väga aktiivsed metallid reageerides veega, annavad saadustesse leelis + H2 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 · Keskmise aktiivsusega metallid reageerivad kõrgel temperatuuril veeauruga oksiid + H2 Zn + H2O ZnO + H2 · Väheaktiivsed metallid ei reageeri veega 3) REAGEERIMINE HAPETEGA NB! Toimub pingerea alusel
Oksiid on hapniku (o.a. II) ja mingi teise keemilise elemendi ühend. Oksiide liigitatakse keemiliste omaduste põhjal (aluselised, happelised, amfoteersed, neutraalsed). Aineklasside tähtsamad keemilised omadused 4 (koos skeemidega) Oksiidid on ühendid, mis koosnevad kahest elemendist, millest üks on hapnik. Oksiide saadakse: 1) liht- või liitainete oksüdeerimisel (reageerimisel hapnikuga) 4Al + 3O2 = 2Al2O3 P4 + 5O2 = P4O10 4NH3 + 5O2 6H2O + 4NO 2) Hapete, aluste või soolade lagundamisel H2SO4 = H2O + SO3 Cu(OH)2 = CuO + H2O MgCO3 = MgO + CO Happelised oksiidid reageerivad alati aluseliste oksiididega ja alustega ning peaaegu alati veega. SO2 + H2O = H2SO3 (väävlishape) SO3 + H2O = H2SO4 (väävelhape) CO2 + H2O = H2CO3 (süsihape) P4O10 + 6H2O = 4H3PO4 (ortofosforhape) 2NO2 + H2O = HNO2 (lämmastikushape) + HNO3 (lämmastikhape) CrO3 + H2O = H2CrO4 (kroomhape)
kui ka vee toimele? Alumiinium reageerib tõepoolest kiiresti õhus oleva hapnikuga. Selle tulemusena tekib tema pinnale õhuke, kuid väga tihe oksiidikiht. See oksiidikiht takistab metalli edasist oksüdeerumist, muutes ta vastupidavaks nii õhu kui ka vee suhtes. · Alumiiniumpulber reageerib kuumutamisel kergesti hapnikuga, moodustades alumiiniumoksiidi. Al2O3 : 4Al + 3O2 2Al2O3 · Veega ei reageeri alumiinium kaitsva oksiidikihi tõttu ei tavatingimustes ega ka mõõdukal kuumutamisel. · Hapetega reageerib alumiinium energiliselt. Hape reageerib kõigepealt alumiiniumi pinnal oleva oksiidikihiga ning seejärel metalliga. Seepärast tuleb igapäevaelus vältida happeid sisaldavate toiduainete(mahlad, hapukapsad jms.) pikemaajalist kokkupuutumist alumiiniumnõudega. 2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 +3H2
tekkinud kindla koostisega keemiline ühend või lihtaine Saamise protsess on endotermiline 1. Redutseerimine süsinikuga ja vingugaasiga - odavaim, kuid ei teki puhtaid metalle Fe3O4 + 4C ->t 3Fe + 4CO Fe3O4 + 4CO -> 3Fe + 4CO2 2. Redutseerimine vesinikuga - kallis, kuid saadakse väga puhtaid metalle WO3 + 3H2 ->t W +3H2o 3. Redutseerimine aktiivse metalliga, nt Al 3MnO2 + 4Al ->t 3Mn + 2Al2O3 4. Elektrolüüs-meetod, milles elektrienergia muudetakse keemiliseks energiaks. Redutseerija on elekter a) Sula elektrolüüdi elektrolüüs-saadakse puhtad metallid NaCl -> Na + Cl K-katood(-): Na+ + e- -> Na0 - redutseerimine A-anood(+): 2Cl- -2e- -> 2Cl -> Cl2 - oksüdeerumine Summaarne: 2NaCl >t, el 2Na + Cl2 b) Vesilahuse elektrolüüs NaCl ->(H2O) Na +Cl K(-): 2H2O +2e- -> H2 + 2OH- redutseerumine:vesi on tugevam oksüdeerija kui Na+ ioonid
Kuidas saab alumiinium kui üsna aktiivne metall üldse lihtainena püsida ja miks peab ta hästi vastu nii hapniku kui ka vee toimele? Alumiinium reageerib tõepoolest kiiresti õhus oleva hapnikuga. Selle tulemusena tekib tema pinnale õhuke, kuid väga tihe oksiidikiht. See oksiidikiht takistab metalli edasist oksüdeerumist, muutes ta vastupidavaks nii õhu kui ka vee suhtes. Alumiiniumpulber reageerib kuumutamisel kergesti hapnikuga, moodustades alumiiniumoksiidi Al2O3 : 4Al + 3O2 --->2Al2O3 Veega ei reageeri alumiinium kaitsva oksiidikihi tõttu ei tavatingimustes ega ka mõõdukal kuumutamisel. Hapetega reageerib alumiinium energiliselt. Hape reageerib kõigepealt alumiiniumi pinnal oleva oksiidikihiga ning seejärel metalliga. 2Al + 3H2SO4 ---> Al2(SO4)3 +3H2 Seepärast tuleb igapäevaelus vältida happeid sisaldavate toiduainete(mahlad, hapukapsad jms.) pikemaajalist kokkupuutumist alumiiniumnõudega.
eriterased: vastutusrikaste autoosade, metallkonstruktsioonide, katelde, torude jne. valmistamiseks. roostevaba teras: kahvlid, noad, potid 12) Metallide saamine elektrolüüsi abil Elektrolüüs toimub kas sulatatud ühendis või soolalahuses.Nii toodetakse enamasti aktiivseid metalle.Nt alumiiniumoksiidi elektrolüüs (õp lk 166) Protsess toimub sulatatud boksiidis (Al2O3) katoodil eraldub alumiinium,anoodil hapnik summaarne võrrand 2Al2O3 4Al + 3O2 13) Tähtsamad sulamid ja kasutamine (pronks, messing, melhior, roostevaba teras, joodis, duralumiinium, malm, invar, amalgaam, ehtekuld ja ehtehõbe) pronks: vasesulam, mille põhilisandiks on tina, skulptuurid, medalid messing ehk valgevask: vasesulam, mille põhilisandiks on tsink, vaskpillid melhior: vasesulam, lisanditeks: Ni, Fe, Mn mündid roostevaba teras: rauasulam, lisandiks Cr, kodumasinad, kahvlid, noad jne
b) süsinikmonooksiidi (CO), mis tekib ka koksi kasutamisel Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 c) vesinikku (väga puhaste metallide saamiseks) CuO+H2=Cu+H2O d) alumiiniumi (aluminotermia),kui on metalli vaja toota rasksulavast maagist Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3 Aktiivseid metalle saadakse sulandite elektrolüüsil: Sulatatud keedusoolast elektrivoolu läbijuhtimisel saadakse Na: 2NaCl=2Na+Cl2 Sulatatud boksiidist saadakse elektrivoolu abil alumiiniumi: 2Al2O3=4Al+3O2 Korrosioon Korrosioon on metallide iseeneslik hävinemine ümbritseva keskkonna mõjul. Metall oksüdeerub keskkonnas oleva oksüdeerija toimel metalliühendiks. See on energeetiliselt soodne protsess. Korrosiooni liigid: Keemiline korrosioon toimub kuivas gaasis kõrgel temperatuuril või mitteelektrolüüdi lahuses. Toimub metalli otsene reageerimine ümbritsevas keskkonnas oleva ainega.
ENAMIK METALLE REAGEERIB ÕHUHAPNIKUGA REAKTSIOONI KIIRUS SÕLTUB METALLI KEEMILISEST AKTIIVSUSEST (PINGERIDA) METALLI PINNALE TEKIB OKSIIDIKIHT + · AKTIIVSED METALLID - REAGEERIVAD VÄGA AKTIIVSELT JA KIIRESTI, VÕIB ERALDUDA NII PALJU SOOJUST, ET METALL SÜTTIB PÕLEMA 4Na + O2= 2Na2O · KESKMISE AKTIIVSUSEGA METALLID-REAGEERIVAD AEGLASEMALT. NENDE PINNALE TEKIB ÕHUKE JA TIHE OKSIIDIKIHT, MIS TAKISTAB EDASISE OKSÜDEERUMISE EEST 4Al+ 3O2= 2Al2O3 · VÄHEAKTIIVSED METALLID-VASTUPIDAVAD NII TAVATINGIMUSTES KUI KA KUUMUTAMISEL Ag + O2 REAGEERIMINE VEEGA · METALLI REAGEERIMINE VEEGA SÕLTUB METALLI KEEMILISEST AKTIIVSUSEST (PINGERIDA) · ENAMIK METALLE ON VEE SUHTES KÜLLALTKI VASTUPIDAVAD. · OSA METALLE REAGEERIB VEEGA VÄGA AKTIIVSELT (REAKTSIOON VÕIB KULGEDA PLAHVATUSEGA!) · AKTIIVSED METALLID-REAGEERIVAD VÄGA ENERGILISELT. TEKIVAD HÜDROKSIIDID JA
A-alumiinium, B- väävel, C- SO2 vääveldioksiid, D-Al2S3 alumiinium(III)sulfiid, E- Al2O3 alumiinium(III)oksiid, F-H2S vesiniksulfiid, G-Al(OH)3 alumiinium(III)hüdroksiid, H-SO3 vääveltrioksiid, I/J-H2SO4 väävelhape b) Kirjutage tasakaalustatud reaktsioonivõrrandid: i) A + B D, ii) A + O2 E, iii) B + O2 C, iv) D + H2O F + G, v) F + O2 C + H2O, vi) C + O2 H (Pt-katalüsaator), vii) H + H2O I. 1) 2Al(III)+3S-Al2S3 2) 6Al+3O2-2Al2O3 3) S+O2-SO2 4) Al2S3+H2O-H2S+Al(OH)3 5) 2H2S+3O2-2SO2+2H2O 6) SO2+O2-SO3 7) SO3+H2O-H2SO4 6. Õpilaste kollektiiv soovis uurida ainete keemilisi omadusi. Nende õpetaja võttis siis laborist tahket CuO, tahket Fe, Ba(HCO3)2 vesilahust, AgNO3 vesilahust ja lahjendatud H2SO4 vesilahust. Siis andis õpetaja need õpilastele kodeeritud kujul nii, et ei olnud teada, mis kood vastab mis ainele. Seejärel ütles õpetaja, et õpilased võivad kasutada
660ºC), hea elektrijuhtivusega (umbes 60 % vase elektrijuhtivusest), hea soojusjuhtivusega (ligi 3 korda parem kui raud), suhteliselt pehme, kergesti kriimustatav, plastiline ja mehhaanilselt hästi töödeldav (traadiks venitatav, õhukesteks lehtedeks valtsitav) Keemilised omadused Alumiiniumi kattev oksiidikiht kaitseb edasise oksüdeerumise eest ja see muudab vastupidavamaks nii õhu, vee kui ka mõnede hapete suhtes. 1) Reageerimine hapnikuga (4Al + 3O2 > 2Al2O3) Alumiiniumoksiid veega ei reageeri ning on küllaltki vastupidav nii hapete kui ka leeliste suhtes. 2) Reageerimine teiste mittemetallidega ( 2Al + 3Cl2 > 2AlCl3 ) Enamike halogeenidega reageerib alumiinium toatemperatuuril, kuid joodi, väävli ja teiste mittemetalidega toimub reaktsioon ainult kuumutamisel. 3) Reageerimine veega ( 2Al + 6H2O > 2Al(OH)3 + 3H2 ) Reaktsioon hakkab kulgema alles kõrgemal temperatuuril (üle 180 ºC), kuid peagi
o Füüsikalised omadused Nagu H-l (v.a. kergus) o Keemilised omadused - F järel tugevuselt teine oksüdeerija · Allotroopia nt O2 ja O3 METALLID Füüsikalised omadused · Tahked (v.a elavhõbe) · Metalne läige · Elektrijuhtivus · Soojusjuhtivus · Plastilisus Alumiiniumi ja raua keemilised omadused Alumiinium (Al) Raud (Fe) 1. O2 4Al + 3O2 2Al2O3 Niiske õhk: 4Fe + 3O2 2Fe2O3 Põlemine: 3Fe + O2 Fe3O4 (rauatagi) 2. H2O Tavatingimustes ei toimu Tavatingimustes ei toimu Veeauruga: 4Al + 3H2O Al2O3 + Veeauruga: 3Fe + 4H2O Fe3O4 + H2 4H2 3. Hape 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 Fe + 2HCl FeCl2 + H2
1. korrosioon on oksüdatsioonireaktsioon- metalli aatom muutub iooniks (vt. Ioonid). 2. korrosioon on peamiselt metalli pinnal toimuv protsess 3. korrosiooni lõpptulemus sõltub sellest, milliste omadustega ühendikiht tekib protsessi käigus metalli pinnale 4. korrosioon on iseeneslik protsess. Korrosiooni liigid Keemiline korrosioon toimub kuivade gaaside (hapnik jne.) reageerimisel metalliga. Tegemist on tegelikult metalli ühinemisega keskkonnas olevate gaasidega. 4Al + 3O2 2Al2O3 5 Alumiiniumi korrodeerumisel õhuhapnikus tekib tema pinnale üliõhuke, kui väga tugev oksiidikihe, mis takistab metalli edasist korrodeerumist. Raua korrodeerumisel (roostetamisel) tekkiv oksiidikiht on aga väga poorne ning metall hävineb täielikult. Elektrokeemiline korrosioon toimub elektrolüütides (vt. Elektrolüütide lahused). See korrosiooniliik toimub siis, kui kaks erinevat metalli on kontaktis elektrolüüdi lahusega.
hapnik. 1) Metallioksiidid tahked kristalsed ained (Na2O, K2O, CaO, CuO, Al2O3, Fe2O3, MgO) 2) Mittemetallioksiidid gaasid, vedelikud või tahked ained (SO2, CO2, P4O10 N2O5) Oksiidide saamine: 1) Lagunemisreaktsioonil CaCO3 = CaO + CO2 Rasklahustuvate hüdroksiidide lagunemisel Cu(OH)2 = CuO + H2O 2) Oksüdeerimisel e. hapnikuga reageerimisel 4Al + 3O2 = 2Al2O3 C + O2 = CO2 Keemilised omadused: 1) Metallioksiidid a) Leelismetalli oksiid reageerib aktiivselt veega, tekib leelis CaO + H2O = Ca(OH)2 b) Reageerib happelise oksiidiga, tekib sool CaO + CO2 = CaCO3 c) Reageerib happega, tekib sool ja vesi CaO + H2CO3 = CaCO3 + H2O 2) Mittemetallioksiidid a) Reageerib veega, tekib hape CO2 + H2O = H2CO3 b) Reageerib aluselise oksiidiga, tekib sool
4. Reageerimine mittemetallidega Peaaegu kõik metallise reageerivad mittemetallidega. 2K + Cl2 ---> 2KCl Metallide saamine. 1. Maagi rikastamine (lisanditest puhastamine) 2. Metalli redutseerimine maagist 2) Koksiga Fe2O3 + 3CO ---> 2Fe + 3CO2 b) Vesinikuga Puhaste metallide tootmisel. CuO + H2 ---> Cu + H2O c) Alumiiniumiga rasksulavate metallide tootmisel Cr2O3 + 2Al ---> 2Cr + Al2O3 d)Elektrivooluga aktiivsemate metallide tootmisel. 2Al2O3 elektrolüüs--> 4Al + 3O2 NaCl keedusool Na2CO3 Pesusooda NaHCO3 Söögisooda CaO Kustutamata lubi e. põletatud lubi Ca(OH)2 Kustutatud lubi CaCO3 Lubjakivi(paas), kriit, marmor CaCO3 * MgCO3 Dolomiit Ca3(PO4)2 fosforiit CaSO4 * 2H2O kips CuSO4 * 5H2O Vaskvitriol Fe3O4 Magnetiit. Sulamid: Ehituse põhjal: 1. Ühtlased sulamid e. tahked lahused läbisegi paiknevate erinevate aatomite ühine kristallvõre. 2
pingereas vesinikust vasakul olevad metallid, oksüdeerijaks on H2 ioon, leelistega reageerimisel on oksüdeerijaks OH (NaOH) ning tuleb vaadata aluste ja soolade lahustuvust vees(NaCl). Veega reageerivad aktiivsed metallid (K - Mg) tekivad hüdroksiid ja H2 - 2Na + 2H2O 2NaOH + H2; keskmised metallid (Al - Fe) reageerivad veeauruga (kõrgel to) - tekivad oksiid ja H2, Zn + H2O ZnO +H2; väheaktiivsed metallid (Ni-Au) ei reageeri veega. Hapnikuga reageerimisel tekivad oksiidid: 4Al+3O2=2Al2O3. Enamik metalle reageerib ka väävliga: Fe + S = FeS. Kloor on halogeen ( 7 A rühm) 2Na+Cl2=2NaCl. Lahjendatud hapetega reageerimine vastavalt elektrokeemilisele pingereale. Enne H2 tõrjub H2 välja ja peale vesinikku ei tõrju välja. Na + OH NaOH ???. Sooladega: Fe + CuSO4=FeSO4 + Cu. Veega 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 6.Metallide elektrokeemilise aktiivsuse rida ja selle kasutamine keemias Näited. Mida enam vasakul metall pingereas asub, seda:
temperatuuri) 2Na + Cl2 = 2NaCl naatriumkloriid [ Na - 1e = Na+ ja Cl + 1e = Cl- ] 2Al + 3Br2 = 2AlBr3 alumiiniumbromiid [ Al - 3e = Al3+ ja Br +1e = Br-] Vesinik reageerib aktiivsemate metallidega andes hüdriide Ca + H2 = CaH2 kaltsiumhüdriid [Ca -2e = Ca2+ ja H + 1e = H- ] -I pole vesinikule just tavapärane oks.aste ] Hapnikuga reageerib valdav enamus metalle ( va väärismetallid) 4Al + 3O2 =2Al2O3 alumiiniumoksiid [ Al -3e = Al3+ ja O + 2e = O2-] Väävliga reageerib enamus metalle vaid kuumutamisel. Lihtainetevahelisel reaktsioonil oksüdeerib väävel, kui suhteliselt nõrk oksüdeerija, metalle madalamate oks.astmeteni Fe + S = FeS raud(II)sulfiif [ Fe - 2e = Fe2+ ja S + 2e = S2-] Väärisgaasidega ( 8 VIIIA: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) metallid ei reageeri Muude mittemetallidega reageerivad kõrgel temperatuuril Al + P = AlP alumiiniumfosfiid [ Al - 3e = Al3+ ja P +3e = P3- ]
Fe3O4+4C=3Fe+4CO b) süsinikmonooksiidi (CO), mis tekib ka koksi kasutamisel Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 c) vesinikku (väga puhaste metallide saamiseks) CuO+H2=Cu+H2O d) alumiiniumi (aluminotermia),kui on metalli vaja toota rasksulavast maagist Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3 Aktiivseid metalle saadakse sulandite elektrolüüsil: Sulatatud keedusoolast elektrivoolu läbijuhtimisel saadakse Na: 2NaCl=2Na+Cl2 Sulatatud boksiidist saadakse elektrivoolu abil alumiiniumi: 2Al2O3=4Al+3O2 Korrosioon Korrosioon on metallide iseeneslik hävinemine ümbritseva keskkonna mõjul. Metall oksüdeerub keskkonnas oleva oksüdeerija toimel metalliühendiks. See on energeetiliselt soodne protsess. Korrosiooni liigid: Keemiline korrosioon toimub kuivas gaasis kõrgel temperatuuril või mitteelektrolüüdi lahuses. Toimub metalli otsene reageerimine ümbritsevas keskkonnas oleva ainega. 3Fe + 2O2=Fe3O4 või 2Fe+3Cl2=2FeCl3
kaaliumpermanganaadist tehakse väike kuhi kuiva segu peale, kuhja tuppi tehakse väike auk kuhu tilgutatakse 3 5 tilka glütserooli [7]. Joonis 5. Kaaljumpermanganaadi põlemine. Vaja mineva alumiiniumpulbri saab alumiinuim nõudest viilides millegi peale, et pulber kaduma ei läheks. Kaaljumpermanganaati ja glütserooli on võimalik osta apteegist, ilma et oleks vaja mingit retsepti. 4Al + 302 2Al2O3 Kaaliumpermanganaadi (KMnO4) kuumutamisel laguneb ta kaaliummanganaadiks (K2MnO4), mangaanoksiidiks (MnO2) ja hapnikuks (O2). Alumiinium süttib kaaliumpermanganaadi põlemisel. Katse ohutus kaugus on vähemalt 25 meetrit, sest reaktsioon on väga energiline. Segu süütamiseks peab kindlasti kasutama aegsütikut Katse ei ole teostatav vana alumiiniumpulbriga, sest alumiinium on siis oksuteerunud ja ei reageeri enam hapnikuga.
Kuidas saab alumiinium kui üsna aktiivne metall üldse lihtainena püsida ja miks peab ta hästi vastu nii hapniku kui ka vee toimele? Alumiinium reageerib tõepoolest kiiresti õhus oleva hapnikuga. Selle tulemusena tekib tema pinnale õhuke, kuid väga tihe oksiidikiht. See oksiidikiht takistab metalli edasist oksüdeerumist, muutes ta vastupidavaks nii õhu kui ka vee suhtes. Alumiiniumpulber reageerib kuumutamisel kergesti hapnikuga, moodustades alumiiniumoksiidi Al2O3 : 4Al + 3O2 --->2Al2O3 Veega ei reageeri alumiinium kaitsva oksiidikihi tõttu ei tavatingimustes ega ka mõõdukal kuumutamisel. Hapetega reageerib alumiinium energiliselt. Hape reageerib kõigepealt alumiiniumi pinnal oleva oksiidikihiga ning seejärel metalliga. 2Al + 3H2SO4 ---> Al2(SO4)3 +3H2 Seepärast tuleb igapäevaelus vältida happeid sisaldavate toiduainete(mahlad, hapukapsad jms.) pikemaajalist kokkupuutumist alumiiniumnõudega.
osas paiknevaid metalle. Nt: Vanaadium V on pehme, hõbehall metall, mida saadakse vastava oksiidi või kloriidi redutseerimisel: V2O5(s) + 5Ca(l) 2V(s) + 5CaO(s) Kroom Cr on hele, läikiv, korrosioonikindel metall, mida saadakse mineraali kromiidi FeCr2O4 redutseerimisel söega elektriahjus FeCr2O4(s) + 4C(s) Fe(l) + 2Cr(l) + 4CO(g) või aluminotermiliselt Cr2O3(s) + 2Al(s) Al2O3(s) + 2Cr(l) Mangaani toodetakse aluminotermiliselt pürolusiidist MnO2: 3MnO2(s) + 4Al(s) 3Mn(l) + 2Al2O3(s) Nt: 1) Skandiumoksiid Sc2O3 saadakse hüdroksiidi, nitraadi, oksalaadi jt ühendite termilisel lagundamisel 2) TiO2, FeTiO3, (FeTiO3 + Fe3O4), (CaTiO3) 64. Kuidas on redutseerimisvõime/oksüdeerimisvõime seotud d-elementide erinevate oksüdatsiooniastmetega ühendites? Tooge näide mõne elemendi kohta, tuues ära vastavad poolreaktsioonid. Märkige ära redutseerija ja oksüdeerija ning oksüdatsiooniastmed. 65. Nimetage tuntud ferromagnetilisi d-metalle. 66
) Reageerimine lihtainetega Õhus kattub pind tiheda, läbipaistva õhukese (10 -5 mm) oksiidikihiga – kaitseb metalli edasise oksüd. eest (kui kiht pidevalt eemaldada, oksüdeerub Al õhus energiliselt) Kui Al pinnal ei oleks tihedat oksiidikelmet, siis oleks Al oma aktiivsuse tõttu õhus ebapüsiv (oksüdeeruks kiiresti, ei saaks metallesemetena kasutada) Tugeval kuumutamisel oksüdeerub (süttib) õhus ka kaitsekihiga metall, peenike pulber süttib leegis: 4Al + 3O2 → 2Al2O3 ∆H = - 3344 kJ Reakts. - väga eksotermiline Pimestava valguse tõttu kasutatakse põlemisreaktsiooni valgustussegudes (segus oksüdeerijatega); Al + NH4ClO4 – raketikütus Reageerib energiliselt (süttides) kõigi halogeenidega, isegi I2-ga (ka Br2-ga) toatemperatuuril. Reaktsiooni joodiga katalüüsib vesi. F2-ga reageerib alles 600ºC juures. 2Al + 3Hal2 → 2AlHal3 Kõrgemal tº-l reageerib Al väävliga → Al2S3 alumiiniumsulfiid
annaabi.ee 
