Anorgaanilise keemia II (0)

1. mangaani tähtsamad oksiidid , valem, värvus, lahustuvus vees, leelistes, hapetes jt omadused.
Tuntakse järgnevaid stabiilseid mangaanoksiide: MnO (hallikas-roheline), Mn2O3 (pruunikas-must), MnO2 (pruunikas-must), Mn3O4 (pruunikas-must), Mn2O7 ( rohekas või pruunikas vedelik). Leiduvad looduses mineraalidena v.a viimane neist.
MnO2 ehk mangaandioksiid on praktikas tähtsaim mangaani oksiid ja levinuim Mn ühend looduses. MnO2 on tugev oksüdeerija, mis juba nõrgal kuumutamisel vesiniku atmosfääris redutseerub:
MnO2 + H2 → MnO + H2O.
MnO2 oksüdeerib ka ammoniaaki:
6MnO2 + 2NH3 → 3Mn2O3 + N2 + 3H2O.
MnO2 on amfoteerne oksiid. Sulatamisel leelistega õhuhapniku juuresolekul moodustuvad manganaadid(VI):
2MnO2 + 4KOH + O2→ 2K2MnO4 + H2O
Soojendamisel hapetega tekivad vaheühendina Mn(IV) soolad , mis kergelt redutseeruvad Mn(II) sooladeks :
MnO2 + 4HCl → MnCl2 +Cl2 + H2O,
millega võib laboris saada vaba kloori.
Mn2O7 ehk mangaan (VII)oksiidi saadakse punakaspruuni plahvatusohtliku õlika vedelikuna rohelisest lahusest, mis tekib konts H2SO4 toimel permanganaatidele. ülitugev oksüdeerija ka toatemperatuuril, kiirel soojendamisel laguneb plahvatusega:
2Mn2O7 → 4MnO2 + 3O2

kromaadid ja dikromaadid: valemid, teineteiseks ülemineku tingimused, tuua konkreetseid näiteid sooladest ja nende kasutamisest.
Kroomhappe H2CrO4 soolad on kromaadid ja dikroomhappe H2Cr2O7 soolad on dikromaadid.
Kromaat- ja dikromaatioonide sisalduse vahekorda lahuses mõjutab lahuse pH. Hapestades kollast kromaadilahust tekib dikromaadi oranzi värvusega lahus:
2CrO4 + 2H → Cr2O7 + H2O.
pH piirkonnas 2 kuni 6 on lahuses ioonide CrO4/Cr2O7 tasakaal. pH suurendamisel suureneb kromaatioonide kontsentratsioon ja väheneb dikromaatide sisaldus. Ph väärtuse vähendamise aga vastupidi. Üldkuju :
2CrO4 (OH↔H+) Cr2O7.
Kroomhapped ja nende soolad kromaadid on tugevad oksüdeerijad, eriti happelises keskkonnas. Laboripraktikas kasutatakse kromaatidest oksüdeerijana peamiselt kaaliumdikromaati. Kaaliumdikromaadi ja kontsentreeritud väävelhappe segu nimetatakse kroomiseguks ja kasutatakse laboris klaas- ja portselannõude efektiivse puhastusvahendina. Rasklahustuvaid kromaate kasutatakse värvipigmentidena: PbCrO4, BaCrO4 – kollased , Fe2(CrO4)3 – oranz, PbCrO4 ja MoCrO4 segu – punane, SnCrO4 – punakaslilla portselani pigment.

kuld : peamised o.-a, tuua näiteid ühenditest (valemid, kasutamine).
Au oksüdiatsiooniaste on piirides -I (CsAu) kuni V, peamiselt III ja I.
Au on valuutametall, mille vanim kasutusala on juveeltoodete valmistamine ja müntide vermimine. 5-10% kullatoodangust kasutatakse hambaproteeside valmistamiseks. Kuldmünte valmistatakse Au.sulamist, milles on 10% Cu. Legeermetallid muudavad kullasulami kõvemaks ja kulumiskindlamaks. Pildiraamide, klaas – ja keraamikaesemete kuldamiseks rakendatakse vedelat kulda, mis kujutab endast kuld(III)ühendite, näiteks tetrakloroauraadi lahust orgaanilistes solventides. Kuningatroonidele ja kandetoolidele anti kulla välimus nii, et liimiti neile peale õhuke kuldfooliumi kiht. Dekoratiivsete ehetena kasutatakse Au-Pt, Au-Bi, Au-Ag sulameid. Tähtsaimaid kullaühendid on kalaveriit AuTe2, sülvaniit AuAgTe4, nagiagiit AuTe2*Pb, krenneriit [(Ag,Au)Te2]Au. Kuldkolloididega värvitakse tehisvääriskive ning klaasi. Kulda kasutatakse ka ravimite koostises. Kuldtsüaniid hävitab tuberkuloosipisikuid. Tänapäeval rakendatakse selleks Au-kompleksühendeid (solganol, ridaura). Au-tiosulfaadiga ravitakse nahahaigusi, Au-tiolaatide ja -tiomalaatidega ravitakse liigestehaigusi ja polüartriiti. Au-kompleksühendid, milles liganditeks on mittemetallide Cl-, N-, S- või P-aatomirühmad on tugeva vähivastase toimega, pidurdades DNA biosünteesi vähirakus.

vanaadium : peamised o.-a, peamised ühendid ja nende kasutusalad.
Vanaadiumile on iseloomulik moodustada erinevatel oksüdatsiooniastmetel eri värvusega ühendeid: II – violetne, III - roheline IV – sinine, V - värvitu või kollakasoranz kuni punane. Vanaadiumühendite oküdatsiooniaste on vahemikus -III … V.
V2O5 - divanaadiumpentaoksiid, tahke ainena tavaliselt helepruun , oranzi varjundiga tahke aine, sadestamisel lahustest kollakasoranz kuni punane. Puhast V2O5 saadakse ammooniumvanadaadi lagunemisel 400-500C juures:
2NH4VO3 →V2O5 + 2NH3 + H2O.
Ta on efektiivne katalüsaator teatud oksüdatsioonireaktsioonides, eriti oluline on see SO2 oksüdeerimisel SO3-ks väävelhappetööstuses. Laialdaselt kasutatakse ka katalüsaatorina orgaanilises keemias. Vaheproduktina ferrovanaadiumi, vanaadiumi ja vanadaatide saamisel, eriklaaside, glasuuride ja luminofooride komponendina. p-tüüpi pooljuht, ehk sulas olekus juhib vastasnimeliste ioonide tekke tõttu elektrivoolu.
VO2 - vanaadiumdioksiid on hügroskoopne kuid vees lahustumatu tahkis , mis reageerib nii hapete kui ka leeliste lahustega.
VO2 + H2SO4 → VOSO4 + H2O
Kasutatakse vanaadiumpronkside tootmisel, pooljuhtmaterjalina termistorites.
V2O3 - divanaadiumtrioksiid on läikivmust kristallaine, mida saadakse V2O5 redutseerimisel:
V2O5 + 2CO → V2O3 + 2CO2
Tugev redutseerija, kasutatakse vanaadiumpronkside saamiseks ja termistorite materjalina.
VO - vanaadium(II)oksiidi saadakse V2O5 redutseerumisel Väga kõrgel temperatuuril, või V2O3 kuumutamisel peenestatud vaba metalliga:
V2O3 + V → 3VO
Hea elektrijuht .

valemid: naatriumvolframaat, volframoksiid, volframkarbiid (kasutus)
naatriumvolframaat Na2WO4 , volfram (VI)oksiid WO3 , volframkarbiid WC – tööpingid, laskemoon, neutronite reflektorina, lõiketerad, trekkingu postid.

kuidas saada tsinkkloriidi ja tsinknitraati (võrrandid)
Zn + 2HCL → ZnCl2 + H2
Zn + 2HNO3 → Zn(NO3)2 + H2

raua biofunktsioonid inimesel.
Siirdemetallidest tähtsaim biometall, oluliseks peetakse rauaühendite kahte funktsiooni:
1) O2/CO2 transporti organismis ja O2 salvestamist,
2) elektronide transport redoksprotsessides. vereloome jm bioprotsessid
Praktiliselt kogu Fe(98%) on jaotunud organismis nelja rühma kuuluvate valgulise iseloomuga ühendite vahel.
Hemoglobiinis (Hb) on peamine Fe kogus (65%). Vere punalibledes sisalduv pigment Hb kannab õhuhapnikku kopsudest kudedesse ja CO2 kudedest kopsudesse.
Müoglobiin on kromoproteiid, mis salvestab nii selgrootute kui ka selgroogsete organismide kudedes hapnikku. Müoglobiin seob hapnikku pöörduvalt.
Tsütokroomid kuuluvad kromoproteiidide hulka. Need on valgustneelavad pigmendid , mis toimivad redokssüsteemides elektronide vaheülekandjatena. Protsessi käigus muutub raua oksüdatsiooniaste. Tsütokroomid esinevad loomorganismides ja mikroobides, valdavalt anaeroobsetes.
Ferritiin on organimisi rauasalvesti. Teiseks rauadepooks on hemosideriin. (25% kokku).
Transferiini abil kantakse raud vabanemiskohtadest maksa, põrna ja luuüdisse.
Fe leidub ka lihastes, nahas ja küüntes ning kuulub juustevärvi määravate pigmentide koostisesse. Rauapuudusel areneb kehvveresus , mida nüüdisajal leevendatakse rauapreparaatidega: orgaaniliste hapete soolade, FeSO4 või redutseeritud rauaga. Hemoglobiinis on peamine Fe kogus. Inimene saab toiduga keskmiselt 6-40 mg Fe päevas.

tähtsamad kroomi oksiidid - värvus, lahustumine , valemid jt omadused
Oksiidides on kroomi oksüdatsiooniaste II kuni VI. Tähtsamad oksiidid on Cr2O3, CrO2, CrO3.
Cr2O3 kroom (III)oksiid on roheline värvusega korundi tüüpi kristallvõrega, suure kõvadusega ja vees praktiliselt lahustumatu tahkis. Keemiliselt inertne: ei reageeri toatemperatuuril hapete ega leelistega. Kroom(III)oksiid tekib Cr põlemisel hapnikus; laboris saadakse ammooniumdikromaadi lagundamisel soojendamisega:
(NH4)2Cr2O7 → Cr2O3 + N2 + 4H2O
Cr2O3 kasutatakse rohelise värvipigmendina ja poleerimisainena.
CrO2 kroomdioksiid on pruunikas-musta värvusega ferromagneetiline ning metallijuhtivusega tahkis. Seda saadakse CrO3 termilisel redutseerimisel. Kuumutamisel üle 250C CrO2 laguneb, andes Cr2O3. Kasutatakse magnetofonilintide valmistamisel.
CrO3 kroomtrioksiid on oranzpunase värvusega hüdroskoopne tahkis. Saadakse dikromaatide lahusest väävelhappega reageerimisel:
K2Cr2O7 + H2SO4 = K2SO4 + H2O + 2CrO3
Väga tugev oksüdeerija, kokkupuutel orgaanilised ained süttivad või plahvatavad. Reageerib veega, moodustades kroomhappeid. CrO3 reageerib veega, moodustades kroomhappeid. Neist tähtsamad on kroom- ja dikroomhape. Kasutatakse suurtes kogustes kroomimiselektrolüüdi komponendina.

mangaanhape ja selle soolad.
Mangaan(VI) hape disproportsieerub kohe:
3H2MnO4 → 2HMnO4 + MnO2 + 2H2O.
Mangaan(VII) hape ehk permangaanhape HMnO4.
Manganaadid on erinevate mangaanhapete soolad. Esinevad kolme tüüpi manganaadid:

Sinine või sinakasroheline manganaat (V) ioon MnO43-,

Roheline või mustjas manganaat(VI)ioon MnO42-.

Tumevioletne manganaat(VII)ioon ehk permanganaatioon MnO4-.
Manganaadid(V) on tuntud Li, Na, K ja Ba puhul, saadakse MnO2 sulatamisel nitritite ja leelistega:
MnO2 + NaNO2 + 2NaOH → Na3MnO4 + NO + H2O
Vesilahustes manganaadid(V) disproportsioneeruvad. Tekib manganaat(VI) ja MnO2)
Manganaat(VI) esineb leelismetallide ja Ba sooladena, saadakse Mn(II)soolade või MnO2 sulatamisel ksüeeriva leelisseguga:
2MnO2 + 4KOH + O2 → 2K2MnO4 + 2H2O
Kuumutamisel manganaadid(VI) lagunevad, aluselises keskkonnas on nad püsivad, vees ja happelises keskkonnas lagunevad.
Manganaat(VII) ioon esineb leelis - ja leelismuldmetallide, ammooniumi-, Ag- ja Al-sooladena. Permanganaadid on tahkelt mustja värvusega kristallid , mis on vees reeglina vähe või mõõdukalt lahustuvad (v.a Ca- ja Ba-permanganaadid), kuid moodustavad sügavvioletse lahuse. Tahked permanganaadid on termiliselt ebapüsivad ja lagunevad väga aeglaselt isegi toatemperatuuril. Manganaadid(VII) on väga tugevad oksüdeerijad; mitmesuguste redutseerijate juuresolekul võivad manganaadid(VII) laguneda plahvatusega.
Olulisim manganaat on kaaliumpermanganaat , KMnO4 on mõõdukalt veeslahustuv mustjasvioletne kristalliline ühend. Toodetakse suurtes kogustes. Kasutatakse gaaside puhastamisel, veepuhastusjaamades, kangaste pleegitamisel, oksüdeerijana orgaanilises keemias, meditsiinis antiseptikuna, keemialaboris, fotograafias. Baariummanganaati(V) Ba3(MnO4)2 kasutatakse sinise pigmendina plastmassides, teatud emailides ja värvides, analoogset Ca-soola Ca3(MnO4)2*5H2O rakendatakse joogivee steriliseerimisel . Hõbepermanganaati AgMnO4 kasutatakse vesiniku absorbeerimiseks. Kaltsiumpermanganaati Ca(MnO4)2 katalüsaatorina vesinikperoksiidi lagunemisel. Baariummanganaati(VI) BaMnO4 kasutatakse rohelise pigmendina, peamiselt freskomaalides.

nioobiumi ja tantaali kasutusalad (peamised o.a-d)
Nioobiumi tüüpiline oksüdatsiooniaste on V, oksüdatsiooniastme IV puhul on esindatud peamiselt halogeniidid . Nioobiumi kasutatakse peamiselt vaba metallina sulamite koostises. 40-50% nioobiumist kasutatase teraste mikrolegeerimiseks, 20-30% vääristerastes. 20-25% toodangust kasutatakse kuumakindlates sulamites Ni või Fe baasil. Kõrgelt hinnatud on Nb sulamite kasutamine agressiivsetes keskkondades nagu keemiatööstus, rakettide põlemiskambrid, tuumareaktorite sisemused. Kõrge hinna tõttu kasutus suhteliselt piiratud, kuid osaliselt asendab veel haruldasemat tantaali.
Tantaali tüüpiline oksüdatsiooniaste on V, kuid esineb ka madalamaid väärtusi, peamiselt IV halogeniidides. Tantaali kasutus on väga piiratud, hinnatud on tema keemiline püsivus mis on võrreldav plaatinaga. Kasutatakse kuumus- ja korrosioonikindlates sulamites. 40% toodangust Ta-pulbrina elektrolüütkondesaatorites ja muus elektroonikas. 20-25% karbiididena kõvasulamites, 15-20% sulamite lisandina. Mehaaniliselt püsiv, talub kõrgeid temperatuure (1500-1600C). Ülejäänud toodangust kasutatakse elektronlampide detailides, keemiatööstuses, meditsiinis proteesimisel, filjeeride ja raketidüüside materjalina, keemialaborite nõude valmistamisel.

lantaan: kust võib saada ja kus seda kasutatakse (peamised o.a-d)
Lantaani peamine oksüdatsiooniaste on III. Lantaan on haruldastest muldmetallidest levinumaid, sisaldub segus nendega monatsiitides, näiteks lantaanmonatsiidis (La, Ce, Nd)PO4, bastnesiitides (La, Ce)CO3F, lopariitides.
Kasutatakse lisandina Al, Mg, Ni ja Co sulamites. Lisandina suurendab terase korrosioonikindlust ning parandab eriteraste omadusi. Lantaanoksiidi kasutatakse optilise klaasi komponendina. La oksosulfiid ja aluminaat on luminofooride koostisosad. LaF3 monokristalle kasutatakse fluoriidselektiivsetes elektroodides. LaCrO3 kasutatakse elektrit juhtiva keraamika valmistamiseks.

elavhõbe: peamised o.-a ja mis nähtus toimub nendes vee lahutumisel
Ühendites on Hg oksüdatsiooniaste I või II. Erinevalt teistest tsingirühma metallidest moodustab elavhõbe iooni Hg22+, milles Hg aatomid on seotud kovalentselt. Ühendid kergesti redutseeruvad, sageli valgustundlikud, lenduvad kuumutamisel. Elavhõbe on raskeim vedelik toatemperatuuril. Vees väga vähe lahustuv. Vees lahustumisel hüdrolüüsuvad (lisades hapet lahuste valmistamisel).

raua hüdroksiidid ja valemid.
Raudhüdroksiidid: Fe(OH)2, FeOOH, ehk FeO(OH)
Fe(OH)2 raud(II)hüdroksiid tekib raud(II)soolade reageerimisel leeliselahusega. Valge värvusega vees praktiliselt lahustumatu tahkis. Oksüdeerub kergesti, isegi lahuses lahustunud O2 toimel ja lahuse pinnal kokkupuutel õhuhapnikuga:
Fe(OH)2 + O2 → 4FeOOH + 2H2O
Kuumutamisel ei moodustu ootuspäraselt FeO.
3Fe(OH)2 → Fe3O4 + H2 + 2H2O
4Fe(OH)2 → Fe3O4 + Fe + 4H2O
Raud(II)hüdroksiidist moodustub leelise ( NaOH ) liias heksahüdroksoferraat(II):
Fe(OH)2 + 4NaOH → Na4[Fe(OH)6]
FeOOH raudoksiidhüdroksiid esineb mitme erimina, tähtsaimaid neist on alfa, beeta ja gamma vormid. Fe(OH)2 sademe oksüdatsioonil õhus moodustub punakas-pruuni värvusega geel gamma-FeOOH, mis on ka pinnase tähtis komponent . Esineb rauamaakidena ja tekib korrosiooniprotsessis. Väga nõrk alus. Amfoteerne. Sulatamisel leelistega või alusel oksiididega saaduseks ferraadid(III). Oksüdeerimisel leelise keskkonnas tugevate oksüdeerijatega tekivad ferraadid(VI).Lagunevad 120-200 C juures. Tugevamad oksüdeerijad kui KMnO4.

valemid: hõbeoksiid, hõbesulfaat, hõbekarbonaat (kasutus)
hõbeoksiid Ag2O , hõbesulfaat Ag2SO4 , hõbekarbonaat AgNO3 – kõige rohkem kasutatavamaid Ag sooli . Millega saadakse teisi Ag ühendeid. Peeglite hõbestamine. Meditsiinis söövitav ja antibakteriaalne vahend. Keemialaborites laialdaselt kasutatud. Kasutatakse ka fotoemulsioonide saamiseks. Hõbehalogeniide kasutatakse fotograafias.