Võtsin tsentrifugaadi sademe pealt ära ning lahustasin sademe lämmastikhappega, lisades veel sademega samas koguses vett. Aurustasin, kuni gaasi enam ei eraldunud. Eemaldasin klaaspulgaga lahuse pealt musta väävli sademe. Saadud lahusele lisasin ammoniaagi vesilahust tugevalt aluselise reaktsioonini (tugeva ammoniaagi lõhnani) ning soojendasin. Sadestusid Bi(OH)3 või Bi(OH)2NO3 ning lahusesse jäid [Cu(NH3)4]2+ ja [Cd(NH3)4]2+ kompleksioonid. Tsentrifuugisin jällegi. 3CuS + 8HNO3 3Cu(NO3) 2 + 2NO + 4H2O + 3S 3CdS + 8HNO3 3Cd(NO3) 2 + 2NO + 4H2O + 3S Bi2S3 + 8HNO3 2Bi(NO3) 3 + 2NO + 4H2O + 3S Bi3+ -ioonide tõestamine Võtsin katseklaasi mõned tahke SnCl2 kristallid ning lisasin 2M NaOH lahust esialgu tekkiva Sn(OH)2 sademe lahustumiseni. SnCl2 + 2NaOH Sn(OH)2 + 2 NaCl Sn(OH)2 + 2 NaOH Na2[Sn(OH4)] Lisasin lahust uuritavale sademele (mida olin pannud veidi teise katseklaasi) ning lahus värvus tumemustaks, mis tõestas Bi3+ -ioonide olemasolu lahuses.
A-alarühma analüüs Sulfiidide sade lahustatakse HNO3-s. Selleks lisatakse pestud sademele tsentrifuugiklaasis lähtuvalt sademe kogusest mõned tilgad konts. HNO3 ja vett (~sademega võrdse mahuni). Soojendatakse vesivannis keemiseni ja keedetakse seni, kuni kogu sade on reageerinud ning pruunikat NO2 enam ei eraldu (järele jääb kollakasvalge või sulfiidide tõttu must väävli sade, mis enamasti tõuseb pinnale). 3CuS + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O + 3S 3CdS + 8HNO3 3Cd(NO3)2 + 2NO + 4H2O + 3S Bi2S3 + 8HNO3 2Bi(NO3)3 + 2NO + 4H2O + 3S Lämmastikhappe liia eraldamiseks aurustatakse lahust mahuni 2-3 tilka, jahutatakse ja lahjendatakse veega ~1,5 ml-ni. Tekkinud väävel püüda klaaspulgaga eraldada. Bi3+ - ioonide eraldamine Cu2+ ja Cd2+- ioonidest Saadud lahusele lisatakse NH3·H2O tugevalt aluselise reaktsioonini, selge ammoniaagi lõhnani, ja soojendatakse. Sadestub valge Bi(OH)3 või Bi(OH)2NO3, lahusesse jäävad
Cu2+ + S2- -> CuS Bi3+ + S2- -> Bi2S3 Sn2+ + S2- -> SnS Sn4+ + S2- -> SnS2 Cd2+ + S2- -> CdS Sb3+ + S2- -> Sb2S3 Sb5+ + S2- -> Sb2S5 P2.3 A- alarühma analüüs Lahustasin sulfiidide sademe lämmastikhappes. Selleks lisasin pestud sademele tsentrifuugiklaasi mõned tilgad konts. HNO3 ja vett. Soojendasin veevannis keemiseni ja ka keetsin seni, kuni kogu sade oli ära reageerinud ja NO2 enam ei eraldunud. Kuumutamise tulemusena kadus must värvus, lahus muutus helekollakaks. 3CuS + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O + 3S 3CdS + 8HNO3 3Cd(NO3)2 + 2NO + 4H2O + 3S Bi2S3 + 8HNO3 2Bi(NO3)3 + 2NO + 4H2O + 3S Lämmastikhappe liia eraldamiseks lasin lahusel mõnda aega kuumas veevannis olla. Seejärel jahutasin lahuse ja lahjendasin veega umbes 1,5 ml-ni. Eraldasin klaaspulgaga tekkinud väävli. Bi3+- ioonide eraldamine Cu2+ ja Cd2+- ioonisest Eelnevalt saadud lahusele lisasin NH3H2O kuni tugeva aluselise reaktsioonini, eraldus ammoniaagi lõhn. Soojendasin lahust
lisatud 2 tilga konts. HCl ja 2 tilga TAA kokkusegamisel, mida on kuumutatud. Pesemiseks lisan sademele 1-2 ml pesuvett, segan ja tsentrifuugin. A-alarühma analüüs Valan tsentrifugaadi pealt ära ja lahustan sademe konts. HNO 3-ga, lisan ka vett. Soojendan lahuse keemiseni ja keedan, kuni kogu sade on reageerinud ja pruunikat NO2 enam ei eraldu. Lahus värvub rohekasvalgeks. Musta väävli sadet tekib väga vähe. 3CuS + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O + 3S 3CdS + 8HNO3 → 3Cd(NO3)2 + 2NO + 4H2O + 3S Bi2S3 + 8HNO3 → 2Bi(NO3)3 + 2NO + 4H2O + 3S Aurustan väävelhapet ja lahjendan seejärel veega. Eraldan tekkinud väävli sademe tsentrifuugimisel. Tsentrifugaadi jätan alles ning sademe viskan ära. Bi3+-ioonide eraldamine Cu2+- ja Cd2+-ioonidest Lisan saadud lahusele konts. NH3H2O kuni ammoniaagilõhnani (tugevalt aluseline keskkond) ja soojendan. Sadestub väga vähe valget Bi(OH) 3 või Bi(OH)2NO3, mille tsentrifuugin
Pesemiseks lisatakse sademele 1-2 ml pesuvett, segatakse ja tsentrifuugitakse. Pesemine on vajalik järgnevate rühmade katioonide väljapesemiseks. P 2.3 A-alarühma analüüs Sulfiide sade lahustatakse HNO3-s.Selleks lisatakse pestud sademele tsentrifuugiklaasis lähtuvalt sademe kogusest mõned tilgad k HNO3 ja vett (sademega võrdse mahuni). Soojendatakse vesivannis keemiseni ja keedetakse seni, kuni kogu seda on reageerinud ning pruunikat NO2 enam ei eraldu. 3CuS + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O + 3S 3CdS + 8HNO3 3Cd(NO3)2 + 2NO + 4H2O + 3S Bi2S3 + 8HNO3 2Bi(NO3)3 + 2NO + 4H2O + 3S Tekkinud väävel püüda klaaspulgaga eraldada. Bi3+-ioonide eraldamine Cu2+ ja Cd2+ ioonidest Saadud lahusele lisatakse NH3H2O tugevalt selge aluselise reaktsioonini selge ammoniaagi lõhnani ja soojendatakse.Sadestub valhe Bi(OH)3 või Bi(OH)2NO3, lahusesse jäävad [Cu(NH3)4]2+ ja [Cd(NH3)4]2+ kompleksioonid. Tsentrifuugitakse. Lahus värvus siniseks. Bi3+ ioonide tõestamine
tekivad sool ja vesi: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 b) pingereas vesinikust paremal olevad metallid ei reageeri lahjendatud hapetega NB! HNO3 ja kontsentreeritud H2SO4 reageerimisel metallidega on oksüdeerijaks happeanioon. Selliste reaktsioonide juures pole oluline metalli asukoht pingereas, ka ei eraldu kunagi vesinikku. Al ja Fe passiveeruvad külma konts. H2SO4 ja HNO3 toimel (ei reageeri): Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + 2H2O Cu + 4HNO3 (konts.) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 3Cu + 8HNO3 (lahj.) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 3. Reageerimine soolalahustega Metall reageerib vees lahustuva soolaga, kui ta on aktiivsem kui soola koostises olev metall, tekivad sool ja metall: Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu Cu + FeSO4 = ei reageeri NB! Metallid, mis reageerivad külma veega (IA ja IIA rühma metallid alates kaltsiumist), ei asenda soola koostises vähemaktiivseid metalle, vaid reageerivad veega ja tekkinud leelis võib reageerida soolaga (kui tekib sade): Na + CuCl2 = 1
(Erandi moodustavad bakterid, liblikõielistel taimedel) Lämmastiku oksiidid N2O dilämmastikoksiid (naerugaas) NO lämmastikoksiid N2O3 dilämmastiktrioksiid NO2 lämmastikdioksiid N2O5 dilämmastikpentaoksiid NO ja NO2 kasutatakse lämmastikhappe saamiseks NO Värvusetu mürgine gaas. Tekib looduses välgu toimel: N2+O22NO Tööstuses saadakse ammoniaagi katal. oksüdeerimisel: 4NH3+5O24NO+6H2O Laboratoorselt saadakse vase reag. ahjendatud HNO3 ga: 3Cu + 8HNO3 2NO+4H2O+ 3 Cu(NO3)2 NO2 Punakaspruuni värvusega terava lõhnaga mürgine gaas. Tekib: 2NO + O2 2NO2 Laboratoorselt saadakse vase reag. konts. lämmastikhappega: Cu + 4HNO3 2NO2 + 2H2O + Cu(NO3)2 N2O Värvusetu lõhnatu gaas. Narkootilise toimega (naerugaas J ). Kasutati narkoosivahendina. Saadakse: NH4NO3 N2O + 2H2O 2 N2O 2N2 +O2 http://www.youtube.com/watch?v=gwWb7QVQ50g Lämmastikhape HNO3 Tähtsaim lämmastikuühend On tugev hape, sest dissotseerub täielikult
lendumise järgi. Katse 5: kompleksühendi saamine 2Al + 2NaOH + 6H2O 2Na[Al(OH)4 ] + 3H2 Lisades alumiiniumile naatriumhüdroksiidi (tugev alus) ning vett, on saadusteks kompleksühend naatriumtetrahüdroksüaluminaat ning vesinik, mille sattumisel õhku tekib paukgaas, mis on H 2 ning O2 segu, suhtudes vastavalt 2:1 ehk kaks osa vesinikku ning üks osa hapnikku. Katse 6: lämmastikhappe reageerimine metalliga Katse 6.1.: lahjendatud lämmastikhappe reageerimine metalliga 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O Pannes vase (metall, punakas) reageerima lahjendatud lämmastikhappega (hape), tekib sool vask(II)nitraat, mis lahustub vees, värvuseta lämmastikoksiid, mis lendub ning vesi. Tegemist on redoksreaktsiooniga, kus lähteainetes olevas lämmastikhappes on lämmastiku oksüdatsiooniaste V, pärast reaktsiooni toimumist tekkinud lämmastikoksiidis aga II. Vase o-a on enne reaktsiooni 0, kuid pärast reaktsiooni toimumist omandab laengu II
Nt: metallid, H2, O2. Liitaine- aine, mis koosneb mitme erineva keemilise elemendi aatomitest. Nt: oksiidid, happed, alused, sulamid. Neutralisatsioonireaktsioon- aluse ja happe vaheline reaktsioon, milles tekivad sool ja vesi. Nt: 2LiOH + H2SO4 Li2SO4 + 2H2O Ca(OH)2 + H2CO3 CaCO3 + 2H2O Redoksreaktsioon- keemiline reaktsioon, milles toimub elektronide üleminek ühteldelt osakestelt teistele; sellega kaasneb elementide oksüdatsioonastme muutus. Nt: 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O Redutseerija- aine, mille osakesed loovutavad elektrone (ise oksüdeerudes). Nt: metallid 2Na + 2HCl 2NaCl + H2 Oksüdeerija- aine, mille osakesed liidavad elektrone (ise redutseeruvad). Nt: O2 NO + O2 2NO2 Redutseerumine- elektronide liitumine redoksreaktsioonis; sellele vastab elemendi oksüdatsiooni astme vähenemine. Nt: S + O2 SO2 O2 redutseerub Oksüdeerumine- elektronide loovutamine redoksreaktsioonis; sellele vastab elemendi
Võrrandid (tasakaalustamine) 0 I VI -II 0 II VI II I -II 3Zn + 4H2S O4(k) > S + 3ZnS O4 + 4H2O Zn(0) > -2 elektroni > oksüdeerumine> Zn(II) 2 1 3 S(VI) > +6 elektroni > redutseerumine > S(0) 6 3 1 I -I I V II II II 0 I V II I -II 6KJ + 8HNO3 > 2NO + 3J2 + 6KNO3 +H2O J(-I) > -2 elektroni > oksüdeerumine > J(0) 2 3 =6 N(V) > +3 elektronid > redutseerumine > N(II) 3 2 9 0 I V II II II II V II I -II
kontsentreeritud väävelhappes on happe anioonid tugevamad kui vesinikuioon. Seetõttu ei teki vesinikku. Reaktsiooni tulemuseks on tavaliselt sool + vesi + vastavalt väävli või lämmastiku madalama o-a'ga ühend või lihtaine, sest metalli loovutatud elektronid liidab endaga anioonis olev lämmastik või väävel ja seetõttu tema o-a kahaneb. Reaktsioonivõrrand vaja teha elektrobilansi meetodil. Nt: 1) 3Pb + 8HNO3 -> 2NO + 4H2O + 3Pb(NO3)2 2) 5Co + 12HNO3 -> N2 + 5Co(NO3)2 + 6H2O 0 2 3Pb 2 6e -> 3Pb *3 5Co0 2 10e -> 5Co2 *5 5 2 2N + 3 6e -> 2N *2 N5 + 10 e -> 2N0 1. Panna 3-ed vasakule ja paremale poole Pb ette 2. Panna 2 paremal oleva N ette 3. Lugeda paremal N kokku ja tasakaalustada N vasakul 4. Tasakaalustada H Metallide aktiivsuse võrdlus:
Lämmastik(II)oksiid on värvuseta, õhust raskem, vees lahustumatu, veega mittereageeriv neutraalne oksiid ja mürgine gaas. Ainsa lämmastiku oksiidina võib ta tekkida lämmastiku ja hapniku reageerimisel väga kõrgel temperatuuril näiteks sädelahendusel välgulöögil või kaarleegis laboris: N2 + O2 2NO Lisaks on veel lämmastikoksiidi laboris saada näiteks metallide reageerimisel lahjendatud lämmastikhappega ja ammoniaagi katalüütilisel oksüdatsioonil. // 3Cu + lahj. 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O Reageerimisel erinevate ühenditega, võib käituda nii oksüdeerijana kui ka redutseerijana. NO toetab põlemist. Õhus oksüdeerub lämmastik(II)oksiid pruunikaks lämmastik(IV)oksiidiks. // 2NO + O2 2NO2 NO2 lämmastikdioksiid ehk lämmastik(IV)oksiid NO2 on punakaspruuni värvusega, terava, lämmatava lõhnaga, väga mürgine gaas. Temperatuuril üle 140 °C (normaalrõhul) esineb NO2-na, kuid temperatuuril alla - 11°C esineb ta dimeerina N2O4. Vahepealsetel
Aktiivssema metalli aatomid loovutavad oma elektronid vähemaktiivsema metalli katioonile Fe + CuSO4 -> FeSO4 + Cu Fe + Cu -> Fe + Cu NB! Metallidega reageerivad ainult vees lahustuvad soolad 3) Reageerivad hapetega a) Kontsentreeritud hapetega (H2SO4 JA HNO3) Pingerida ei kehti! Hg + 2H2SO4(konts) -> HgSO4 + SO2 + 2H2O Hg + 4HNO3(konts) -> Hg(NO3)2 + NO2 +2H2O b) Lahjendatud hapetega - vaata pingerida 6Na + 2H3PO4 -> 2Na3PO4 + 3H2 NB! Erand lahja HNO3 2Hg + 8HNO3(lahj.) -> Hg(NO3)2 + 2NO + 4H2O 4) Reageerivad veega Aktiivselt reageerivad veega tavatingimustes leelis- ja leelismuldmetallid 2Na + 2H2O -> 2NaOH + H2 Tina veega ei reageeri 5) Reageerivad mittemetalliga Tekivad binaarsed ühendid. Metall reageerib seda aktiivsemalt, mida metallilisem ta on a) Aktiivne metall 2Na + Cl2 -> 2NaCl b) Vähemaktiivne metall 2Al + 3S ->(temperatuur) Al2S3 c) Väärismetallid ei reageeri, sest elektronkihid täidetud NB
Kas reaktsioon toimub mõlemas katseklaasis? Põhjendada, lähtudes metallide pingereast. Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 Zn on oksüdeerija ja H on reutseerija Cu + HCl Cu soolhappega ei reageeri, kuna Cu on H2 pingereas tagapool. Katse 8 Kuiva katseklaasi panna tükk vaske ja lisada ~1 ml kontsentreeritud lämmastikhapet. Millised muutused toimuvad? Mis on eralduv pruunikas gaas (mürgine!)? 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO2)2 + 2NO2 + 4H20 3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO +4H20 Tekkis roheline lahus. Mürgine gaas on NO2 Katse 9 Võtta katseklaasi tükk metallilist tsinki ja lisada 1...2 ml CuSO4 lahust. Millised muutused toimuvad? Millise metalli kiht sadestub tsingitüki pinnale? Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu Cu on oksüdeerija ja Zn on redutseerija Tsingi pinnale tekib vase kiht. Katse 10
Lisasin pesemiseks sademele 2 ml pesuvett, segasin ja tsentrifuugisin. Pesemine oli vajalik järgnevate rühmade katioonide väljapesemiseks. Lahustasin sulfiidide sademe HNO3-s. Selleks lisasin pestud sademele mõned tilgad konts. HNO3 ja vett. Soojendasin vesivannis keemiseni ja keetsin seni, kuni kogu sade oli reageerinud ja NO2 eraldumine lõppenud. Katseklaasi jäi must väävli sade, mille eemaldasin klaaspulgaga. Lahjendasin järelejäänud lahust veega 1,5 ml-ni. 3CuS + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O + 3S Kuna tekkinud sulfiidide sade oli musta värvi, siis võis lahuses kahtlustada kas CuS või Bi2S3 olemasolu, mis annavad musta sademe. Kuna saadud soola lahus oli vasele omase sinise värvusega, siis tegin esmalt vase tõestusreaktsiooni. Selleks lisasin eelnevalt saadud lahusele hapestamiseks mõned tilgad HCl-i, lisasin paar tilka K4[Fe(CN)6] lahust. Tekkis punakaspruun sade, mis tõestas Cu2+- ioonide olemasolu lahuses. [Cu(NH3)4]2+ + 4H+ Cu2+ + 4NH4+
Cu + HCl = reaktsiooni ei toimu, kuna Cu on vesikikust passiivsem (pingerea põhjal). Esimeses reaktsioonis eraldus H2. Katse 8. Kuiva katseklaasi panna tükk vaske ja lisada ~1 ml kontsentreeritud lämmastikhapet. Millised muutused toimuvad? Mis on eralduv pruunikas gaas (mürgine!)? Cu + 4HNO3 = Cu(NO2)2 + 2NO2 + 2H20 3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO +4H20 Segu muutub erkroheliseks, hakkab eralduma pruunikas gaas. Eralduv gaas on NO2. 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO2)2 + 2NO + 4H20 redutseerija - Cu oksüdeerja - N Katse 9. Võtta katseklaasi tükk metallilist tsinki ja lisada 1...2 ml CuSO4 lahust. Millised muutused toimuvad? Millise metalli kiht sadestub tsingitüki pinnale? Zn muutub süsimustaks, pinnale sadestub Cu kiht. Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu CuSO4 + Zn = Zn2+ + SO42- + Cu oksüdeerija - Cu redutseerija - Zn KMnO4 ja K2Cr2O7 reaktsioone Katse 10.
Teist reaktsiooni ei toimu kuna Cu on vähem aktiivsem kui H (pingerida) Katse 8. Kuiva katseklaasi panna tükk vaske ja lisada ~1 ml kontsentreeritud lämmastikhapet. Millised muutused toimuvad? Mis on eralduv pruunikas gaas (mürgine!)? Cu + 4HNO3 = Cu(NO2)2 + 2NO2 + 2H20 3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO +4H20 Segu muutub roheliseks, hakkab eralduma pruunikas gaas. Reaktsiooni lõppedes, lõppes ka pruuni gaasi eraldumine. Gaas oli NO2. 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO2)2 + 2NO + 4H20 Cu 2e = Cu2+ redutseerija 2N + 3e = 2N4+ *2 oksüdeerja Katse 9. Võtta katseklaasi tükk metallilist tsinki ja lisada 1...2 ml CuSO 4 lahust. Millised muutused toimuvad? Millise metalli kiht sadestub tsingitüki pinnale? Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu Zn värvub mustaks, pinnake sadestub Cu kiht. CuSO4 + Zn = Zn2+ SO4 + Cu Cu2+ + 2e = Cu oksüdeerija Zn 2e = Zn2+ redutseerija
Lisada katseklaasidesse lahjendatud vesinikkloriidhapet. Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 Zn + 2H+ + 2Cl- ZnCl2 Zn redutseerja H oksüdeerija' Cu + HCl ei toimu Kommentaar: Tsingi ja soolhappe reaktsioonis eraldub vesinik, vase ja soolhappe kokku- panemisel reaktsiooni ei toimu, sest vask pole piisavalt aktiivne metall (Zn on metallide pingereas Cu-st eespool). Katse 8. Kuiva katseklaasi panna tükk vaske ja lisada kontsentreeritud lämmastikhapet. 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 3Cu + 8H+ + 8NO3- 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O Cu-redutseerija N-oksüdeerija Kommentaar: Lähteaineteks on tükk vaske ja vedel HNO3, saadusteks on roheline Cu(NO3)2 ja pruun gaasina eralduv NO ning vesi. Katse 9. Võtta katseklaasi tükk metallilist tsinki ja lisada CuSO4 lahust. Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu Zn + Cu2+ + SO42- Zn2+ + SO42- + Cu Zn redutseerija Cu oksüdeerija Kommentaar: kuna tsink on vasest aktiivsem vahetavad nad kohad ja vask sadestub tsingitüki
Katse 8. Kuiva katseklaasi panna tükk vaske ja lisada ~1 ml kontsentreeritud lämmastikhapet. Millised muutused toimuvad? Mis on eralduv pruunikas gaas (mürgine!)? Cu + 4HNO3 = Cu(NO2)2 + 2NO2 + 2H20 3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO +4H20 Segu muutub roheliseks, hakkab eralduma pruunikas gaas, katseklaas muutus soojaks. Reaktsiooni lõppedes, lõppes ka pruuni gaasi eraldumine. Gaas oli NO2. 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H20 Cu 2e = Cu2+ redutseerija 2N + 3e = 2N4+ *2 oksüdeerja Katse 9. Võtta katseklaasi tükk metallilist tsinki ja lisada 1...2 ml CuSO 4 lahust. Millised muutused toimuvad? Millise metalli kiht sadestub tsingitüki pinnale? Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu(sade) Zn värvub mustaks, pinnake sadestub Cu kiht. CuSO4 + Zn = Zn2+ SO4 + Cu Cu2+ + 2e = Cu oksüdeerija Zn 2e = Zn2+ redutseerija
Tsink on maakoores suhteliselt levinud element, ei esine aga ehedal kujul vaid erinevate maakide koostises (sulfiidid, karbonaadid). Keemilised omadused Reageerimine õhukomponentidega: · Kompaktne Zn tuhmub aeglaselt õhus · Niiskes õhus metall hävineb aeglaselt · Tugeval kuumutamisel õhus põleb Reageerimine hapetega (reageerib kergesti) : · Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 · Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 · 3Zn + 8HNO3(lahj) 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O · Zn + 4HNO3(konts) Zn (NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Reageerimine leelistega (eraldub samuti H2 · Zn + 2NaOH + 2H2O Na2[Zn(OH)4] + H2 Vesinikuga otseselt ei reageeri Halogeenidega toatemperatuuril ei reageeri Lämmastikuga ei reageeri Fosforiga reageerib kuumutamisel C, Si ja B-ga ei reageeri -9-
toatemperatuuril Hbr, HI ja H2Se-ga. · Hg reageerib HNO3-ga, kuuma kontsentreeritud H2SO4-ga ja kuningveega. Elavhõbe asub metallide pingereas vesinikust paremal ega tõrju seega happeist vesinikku välja. 4 Reaktsioonil hapetega tekivad olenevalt Hg ja happe vahekorrast Hg2 ²+ või Hg ²+ -soolad: 3Hg + 8HNO3 3Hg(NO3)2 + 2NO + 4H2O elavhõbe(II)nitraat 6Hg + 8HNO3 3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H2O elavhõbe(I)nitraat Hg + 2H2SO4 HgSO4 + SO2 + 2H2O elavhõbe(II)sulfaat 2Hg + 2H2SO4 Hg2SO4 + SO2 + 2H2O
lämmastikhappega. Kontsentreeritud väävelhape reageerib elavhõbedaga kuumutamisel. Hg asub metallide pingereas vesinikust vasakul ega tõrju seepärast hapetest vesinikku välja. Ta reageerib vaid nende hapetega, mille anioonid on tugevad oksüdeerijad. Tekkida võivad nii Hg(II) kui ka Hg(I) ühendid. Näiteks tekib kontsentreeritud HNO3 toimel elavhõbedasse Hg(NO3 )2: Hg + 4HNO3 = Hg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O. Kui Hg liiasse toimida lahjendatud lämmastikhappega, tekib Hg2(NO3)2: 6Hg + 8HNO3 = 3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H2O. Õhus on elavhõbe püsiv. Õhus kuumutamisel ühineb ta hapnikuga, andes kollakaspunase elavhõbeoksiidi HgO, mis veidi kõrgemal temperatuuril laguneb taas lihtaineteks 2Hg + O2 2HgO2Hg + O2. Elavhõbe lahustab hästi paljusid metalle, moodustades nn amalgaame (elavhõbedasulamid). Elavhõbedaühendid: Fluoriidid: HgF2, Hg2F2 Kloriidid: HgCl2, Hg2Cl2 Bromiidid: HgBr2, Hg2Br2 Jodiidid: HgI2, Hg2I2
Keemilised omadused: On tugev hape, sest dissotseerub täielikult, väga tugev oksudeerija. HNO 3 ® H+ + NO3- Reageerib: 1) metalloksiididega 2) alustega 3) sooladega (peale kloriidide ja sulfaatide) Nenede reaktsioonide poolest on ta sarnane teiste hapetega. NB! Erandlikult on reaktsioonid metallidega, mille puhul ei eraldu H 2 ja reageerida võivad metallid sõltumata pingereast. Cu + 4HNO3 (konts.) => Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 3Cu + 8HNO3 (lahj.) => 3Cu(NO3) + 2NO2 + 4H2O Olenevalt metalli aktiivsusest ja happe kontsentratsioonist võivad H 2 asemel tekkida järgmised gaasid: N2O, NO, NO2, N2 või NH3. Kontsentreeritud lämmastikhappe (külm) ei reageeri: Ca, Al, Fe. Ei reageeri üldse Au ja Pt. Nende väärismetallide "lahustamiseks" kasutatakse nn. kuningvett: · 3 mahuosa konts. HCl · 1 mahuosa konts. HNO3 NB! Kontsentreeritud lämmastikhape võib reageerida ka mittemetallidega (C,S). Kasutamine:
Lämmastik(II)oksiid on värvuseta, õhust raskem, vees lahustumatu, veega mittereageeriv neutraalne oksiid ja mürgine gaas. Ainsa lämmastiku oksiidina võib ta tekkida lämmastiku ja hapniku reageerimisel väga kõrgel temperatuuril näiteks sädelahendusel välgulöögil või kaarleegis laboris: N2 + O2 2NO Lisaks on veel lämmastikoksiidi laboris saada näiteks metallide reageerimisel lahjendatud lämmastikhappega ja ammoniaagi katalüütilisel oksüdatsioonil. 3Cu + lahj. 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O Reageerimisel erinevate ühenditega, võib ta käituda nii oksüdeerijana kui ka redutseerijana. NO toetab nagu ka naerugaaski põlemist. Õhus oksüdeerub lämmastik(II)oksiid pruunikaks lämmastik(IV)oksiidiks. 2NO + O2 2NO2 NO2 lämmastikdioksiid ehk lämmastik(IV)oksiid NO2 on punakaspruuni värvusega, terava, lämmatava lõhnaga, väga mürgine gaas. Temperatuuril üle 140 °C (normaalrõhul) esineb NO2-na, kuid temperatuuril alla - 11°C esineb ta dimeerina N2O4
Vask on vähemaktiivsem, kui vesinik metallide pingereas, seega vask ei saa vesikikioone asendada HCl'is. Reaktsiooni ei toimu. Kõik on tasakaalustatud kujul. Katse 8. Vasetükile lisades 1 ml kontsentreeritud lämmastikhapet lahuse värvus roheline, vasepealt eraldub silmaga nähtavalt mullikesi, gaasi, mis suundub vedelikust välja ning teeb katseklaasi seinad pruuniks. Reaktsiooni lõppedes vasetükki enam pole lahuses. Molekulaarne võrrand: 3Cu (s)+ 8HNO3 (aq) 3Cu(NO3)2 (aq)+ 2NO (g) +4H2O (l) 0 V II II Ioovrõrrand: Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO Eralduv mürgine pruunikas gaas on lämmastikoksiid NO. Cu+2 (redutseerija) N+5+3e- N+2 (oksüdeerija) Katse 9. Lisades CuSO4 lahust tsingi värvus on must- lähedalt vaadates on näha pisikesi mullikese tsingitüki pinnal. Lahus läbipaistev-helesinine. Hiljem tsingitükki eemaldades oli tsingi puhul märgata väga aeglast lagunemist (mõningad mustad tükid eraldusid vasetüki pinnalt).
NH4Cl -> (temp.) NH3 + HCl NH4Cl + NaOH -> NH3 x H2O + NaCl NH4Cl + NaOH -> (temp.) NH3 + H2O + NaCl 4 NH3 + 3O2 -> (temp.) 2 N2 + 6 H2O 4 NH3 + 5 O2 -> (temp) 4 NO + 6 H2O (NH4)2CO3 -> (temp.) 2 NH3 + CO2 + H2O Lämmastiku hapnikuühendeid: 2 NO + O2 -> 2 NO2 2 NO2 + H2O -> HNO3 + HNO2 2 KNO3 -> (temp) 2 KNO2 + O2 2 Pb(NO3)2 -> (temp.) 2 PbO + 4 NO2 + O2 Lämmastiku tootmise põhimõtted: N + H2 -> (kat) NH3 + O2 -> (kat) NO + O2 -> NO2 + H2O, O2 -> HNO3 Lämmastikhape: 3Cu + (lahj.)8HNO3 -> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 6H2O Cu + (konts.) 4HNO3 -> Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O KI + HNO3 -><- H2 + I2 + KNO3 Süsiniku keemilised omadused: ZnO + C -> (temp.) Zn + CO C + CO2 -> (temp.) 2 CO Süsiniku oksiidid: 2CO + O2 -> 2 CO CO2 + CaO -> CaCO3 + NaOH -> NaHCO3; Na2CO3 + H2O -> H2CO3 Süsihape ja karbonaadid: CO2 + H2O <-> H2CO3 Ränioksiid: SiO2 + 2 NaOH -> (temp.) Na2SiO3 + H2O Na2SiO3 + 2 HCl -> H2SiO3 + 2NaCl
mangaanisse madalal temperatuuril väga aeglaselt, kuumutamisel kiiremini. Ta on väliselt sarnane rauaga, ollest tast kõvem ja läikivam. (2, 4, 8) Mangaan reageerib kergesti sool- ja lahjendatud väävelhappega: Mn + 2HCl MnCl2 + H 2 Kontsentreeritud väävelhape lahustab teda ainult soojendamisel: Mn + 2H2SO4 MnSO4 + SO2 + 22 Mangaan lahustub lämmastikhappes, redutseerides viimast oksiidini või isegi dilämmastikoksiidini: 3Mn + 8HNO3 3Mn(NO3) 2 + 2NO + 4H2O 4Mn + 10HNO3 4Mn(NO3) 2 + N2O + 5H2O (4) Mn reageerib peenestatult hapnikuga, kuumutamisel ka lämmastikuga, väävliga ning süsinikuga: 3Mn(s) + 2O2(g) Mn3O4(s) 3Mn(s) + N2(g) Mn3N2(s) mangaan(II)nitriid Mangaan reageerib halogeenidega, tekivad Mn(II)halogeniidid Mn(s) + Cl2(g) MnCl2(s) Pingereas vesinikust eespool asuva metallina reageerib lahjendatud hapetega Mn(s) + H2SO4(aq) Mn2+(aq) + SO4
2) Koostame nuud vorrandid, mis naitavad elektronide uleminekut: Cu0 – 2e- = CuII (redutseerija Cu0) NV + 3e- = NII (oksudeerija NV) 3) Et loovutatud ja liidetud elektronide arv oleks vordne, korrutame esimest vorrandit 3-ga, teist 2-ga: 3Cu0 – 6e- = 3CuII 2NV + 6e- = 2NII 3Cu + 2HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO Vorrandist nahtub, et lammastikhapet kulub ka vasknitraadimoodustamiseks, 3 mooli Cu(NO3)2 saamiseks kulub 6 mooli NHO3,jarelikult kulub uldse kokku 6+2 mooli HNO3: 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO 4) Vorrandi vasakul poolel on 8 vesiniku aatomi sumbolit, selle arvelt tekib 4 mooli vett: 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 53. Mis on standardpotentsiaal? Kuidas on seotud standardpotentsiaalid ja oksüdeerijad (redutseerijad)? Standardpotentsiaal defineeritakse standardse vesinikelektroodi kui ANOODI suhtes ehk kui redutseerumisreaktsiooni potentsiaal. Mida positiivsem on standardpotentsiaal, seda tugevam
Cu0 CuII NV NII 2) Koostame nuud vorrandid, mis naitavad elektronide uleminekut: Cu0 2e- = CuII (redutseerija Cu0) NV + 3e- = NII (oksudeerija NV) 3) Et loovutatud ja liidetud elektronide arv oleks vordne, korrutame esimest vorrandit 3-ga, teist 2-ga: 3Cu0 6e- = 3CuII 2NV + 6e- = 2NII 3Cu + 2HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO Vorrandist nahtub, et lammastikhapet kulub ka vasknitraadimoodustamiseks, 3 mooli Cu(NO3)2 saamiseks kulub 6 mooli NHO3,jarelikult kulub uldse kokku 6+2 mooli HNO3: 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO 4) Vorrandi vasakul poolel on 8 vesiniku aatomi sumbolit, selle arvelt tekib 4 mooli vett: 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O Lopuks kontrollime, kas hapniku aatomite sumbolite arv vorrandi molemal poolel on vordne: 8*3=3*6+2+4; 24=24 11. Mis on elektrolüüt ja elektrolüütiline dissotsiatsioon? · Elektrolüüt on aine, mis vesilahustes ja sulatatud olekus jaguneb taielikult voi osaliselt ioonideks. Elektroluudid on polaarsed ained, mis koosnevad ioonidest voi tugevasti
9. Keemilised reaktsioonid metallidega reageerimine hapete, leeliste ja veega. 1. Reageerimine hapetega A. Pingereas vesinikust vasakul olevad metallid reageerivad lahjendatud hapetega. Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 B. Pingereas vesinikust paremal olevad metallid ei reageeri lahjendatud hapetega. C. Lämmastikhape ja kontsentreeritud H2SO4 reageerimisel metallidega pole oluline metalli asukoht pingereas vesiniku suhtes. 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 2Ag + 2konts. H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 + H2O 2. Reageerimine leelistega 2Al + 6H2O + 6OH- = 2[Al(OH)6]3- + 3H2 3. Reageerimine veega A. Aktiivsed metallid (K-Mg) reageerivad veega. 2Na + H2O = 2NaOH + H2 B. Keskmise aktiivsusega metallid (Al-Fe) reageerivad veearuga. Zn + H2O = ZnO + H2 C. Väheaktiivsed metallid (Ni-Au) ei reageeri veega. 10. Loetle erinevaid keemilisi reaktsioone. 1
a. = V) redutseerub, omandades kolm elektroni:Cu0 - 2e CuII 3...NV + 3e NII 2 Järelikult kulub kolme vase aatomi oksüdeerimiseks kaks molekuli lämmastikhapet ja redoksreaktsiooni tulemusel tekib kolm vask(II)iooni, mis lähevad Cu(NO3)2 koostisse, ja kaksNO molekuli:3Cu + 2HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO.Tuleb arvestada, et kolme molekuli Cu(NO3)2 tekkimiseks kulub täiendavalt kuus molekuli HNO3 ning reaktsiooni käigus tekib neli molekuli vett. Seega on võrrandi lõplik kuju: 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O.Kontroll hapniku aatomite arvu järgi näitab, et võrrand on koostatud õigesti. Vesilahustes kulgevate redoksvõrrandite kordajate leidmiseks on otstarbekas koostada iooniliselektroonsed abivõrrandid, milles näidatakse elektronide ülekanne ühtedelt aatomitelt või ioonidelt teistele ning arvestatakse keskkonna iseloomu (aluseline, happeline, neutraalne), milles reaktsioon kulgeb. Oksüdeeruvate ja redutseeruvate ioonide ning molekulide koostisse
Võtab ära org. ainetelt vee koostiselemendid. Lämmastikhape: tugev ühealuseline hape, suitsev värvuseta vedelik. Kontsentr.-tud on 65 %-ne. Väga tugev oksüdeerija, reageerides redutseerub läm.oksiidideks, vabaks lämmastikuks või ammoniaagiks. Vähesed metallid ei reageeri l.-ga; mittemet. Oksüdeerivad tema toimel vastavateks hapeteks. Paljud org. ained võivad l.-ga kokkupuutes süttida. Redoksreaktsioonid: Ca2++H2SO42-àCa2+SO42-+H20h 3Ni0+8HNO3=3Ni2+(NO3)2-+2NO3+6H2O Ca0- 2eàCa2+ Ni0 2eàNi2+2H+2eà2H0àH2h N5++3eàN2+Hapete peamise sarnased ja erinevad omadused: mõlemad on tugevad oksüdeerijad, reageerivad hüdroksiididega, moodustavad soolasid... 40. Aluseks nimet keemilist ühendit, mis sisaldab hüdroksiidrühma –OH ja dissotseerub vesilahuses, moodustades hüdr.ioone. Happega reageerides annab soola. Hapete ja aluste teooria kohaselt on a. aine, mis seob prootoneid või annab teisele happele elektronpaari.
5. Lämmastiku oksiidid. Lämmastik moodustab hapnikuga 9 oksiidi, neist tähtsamad on 5, milles lämmastiku o.-a. on I kuni V: N2O, NO, N2O3, NO2 ja N2O5. Neist omakorda on praktiliselt tähtsamad lämmastikoksiid (NO) ja lämmastikdioksiid (NO2). Eespool nägime, et NO saadakse vastavate lihtainete otsesel ühinemisel või NH3 katalüütilisel oksüdatsioonil. Laboratooriumis valmistatakse NO vase reageerimisel lahjendatud lämmastikhappega: 3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O Looduses moodustub NO välgu toimel õhus. NO on värvuseta mürgine gaas, õhust on ta veidi raskem. Õhus oksüdeerub lämmastikoksiid lämmastikdioksiidiks: 2NO+O2=2NO2 Lämmastikdioksiid moodustab ka väheaktiivsete metallide (vase) reageerimisel kontsentreeritud lämmastikhappega: Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O Cu-2e=CuII 1 Nv+e=NIV 2 NO2 on punakaspruuni värvusega, terava lõhnaga mürgine gaas. Tema reageerimisel veega
2PbCO3 · Pb(OH)2 (aluseline karbonaat) Vees pikaajaliselt püsiv, kui seal pole lahustunud palju CO2, vastasel korral korrodeerub ja lahustub → Pb(HCO3)2 (vesi muutub mürgiseks) Kuuma veeauruga reageerib: Pb + H2O ↔ PbO + H2 Happed (reageerib, kui ei teki happes vähelahustuvat soola) lahj. HCl ja lahj. H2SO4 (kuni 80%) – ei reageeri (konts. hapetega moodustuvad vastavalt H4[PbCl6] ja Pb[HSO4)2] HNO3-ga (paremini lahj.): 3Pb + 8HNO3 → 3Pb(NO3)2 + 2NO + 4H2O CH3COOH-ga (õhu juuresolekul): 2Pb + 4CH3COOH + O2 → 2Pb[CH3COO]2 + 2H2O plii(II)etanaat (pliiatsetaat) Leeliste konts. lahused: Pb + 2KOH + 2H2O → K2[Pb(OH)4] + H2 kaaliumtetra- hüdroksoplumbaat(II) Vesinikühendid pole iseloomulikud (PbH4, värvitu gaas, laguneb kergesti) Halogeenidega → PbHal2
annaabi.ee 
