Hapnikuga tekivad oksiidid: 2Ca+O2=2CaO. Väävliga tekivad sulfiidid: Ca+S=CaS. EI REAGEERI!: Plii+Vesi, Vask+Magneesiumkloriid, Hõbe+Väävelhape, Vask+Vesi. 0 I+ V+ II- I+ V+ II- IV+ II- I+ II- As + 5HNO3 H3AsO4 + 5NO2 + H2O As0 5e As5+ 1 N5+ +e N4+ 5 0 I+ V+ II- I+V+II- II+II- I+II- 3Sb + 5HNO3 3HSbO3 + 5NO + H2O 0 5+ Sb 5e Sb 3 N5++3e N2+ 5 0 I+V+II- IV+II- II+II- I+II- 3C + 4HNO3 3CO2 + 4NO + 2H2O C0 4e C4+ 3 N5++3e N2+ 4 I+VII+II- I+III+II- I+ VI+II- II+ VI+II- I+V+ II- I+VI+II- I+ II- 2KMnO4 + 5HNO2 + 3H2SO4 2MnSO4 + 5HNO3 + K2SO4 + 3H2O 7+ 2+ Mn +5e Mn 2 N3+-2e N5+ 5 II+ V+ II- IV+ II- I+ V+II- I+VII+II- II+ V+ II- I+ II- 2Mn(NO3)2 + 5PbO2 + 6HNO3 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H2O 2+ 7+ Mn -5e Mn 2 Pb4++2e Pb2+ 5 III+ I- I+II- II+ I- 0 I+ I- 2FeCl3 + H2S FeCl2 + S + 2HCl
oksüdatsiooniaste III. Halogeniidides on halogeenide oksüdatsiooniaste -I I II III II -I -I Na2O Ca(NO3)2 Al2O3 ZnSO4 KCl NaI 6. Soolades on happejäägi mittemetalli oksüdatsiooniaste sama, kui vastavates hapetes V V V V VI VI KNO3 HNO3 Ca3(PO4)2 2H3PO4 Fe2(SO4)3 3H2SO4 Kolme esimese perioodi elementide elektronegatiivsuste väärtused H 2,1 Li Be B C N O F 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Na Mg Al Si P S Cl 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,5 3,0 Näide 1. Arvutada elementide oksüdatsiooniastmed pliidikromaadis PbCr2O7. Pliidikromaat on dikroomhappe H2Cr2O7 sool. Mõlema ühendi täielikul dissotsieerumisel tekib kahe negatiivse laenguga dikromaatioon Cr2O72-
2( Na,K) 2Mg+O22MgO . , Mg(OH)2 MgO+H2O . 4HNO3 4NO2+H2O+O2 CaCO3 CaO+CO2 ( , ..) : . SO3+H2OH2SO4 Na2O+H2O2NaOH
ei astu (selles näites SO42–ja Na+). Sama reaktsioon ioonvõrrandina 2OH–(aq) + Cu2+(aq) →Cu(OH)2(s) Et eristada erinevates agregaatolekutes olevaid ja lahustunud ühendeid, on korrektne märkida olek ühendi või iooni juurde. aq– ühend lahuses, s– tahke ühend või sade (vahel näidatakse ka noolega ↓), l– vedelik, g– gaas (vahel märgitakse ka noolega ↑). Oksüdatsiooniastmete muutusega kulgevad ehk redoksreaktsioonid Reaktsioone, mis on seotud elektronide üleminekuga ühelt aatomilt teisele, nimetatakse redoksreaktsioonideks. Ainet või iooni, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektrone, nimetatakse redutseerijaks, see aine ise seejuures oksüdeerub (tema oksüdatsiooniaste kasvab). Ainet või iooni, mis seob elektrone, nimetatakse oksüdeerijaks, aine ise seejuures redutseerub (tema oksüdatsiooniaste kahaneb). Ainult redutseerija ja oksüdeerija olemasolu korral ühel ajal ühes ja samas
väheses ulatuses, kuid põhjustavad soolalahuste pH erinevusi. 5. Kompleksühendi teke. Kompleksühendid on keemilised ühendid, mille kristallvõres või lahuses esinevad liitosakesed – kompleksioonid, mis koosnevad tsentraalaatomist (siin näites Cu) ja sellega seotud ligandidest (aatomid, ioonid või molekulid, siin näites NH3 molekulid). Kompleksioonid on üldjuhul lahustes väga püsivad. Oksüdatsiooniastmete muutusega kulgevad ehk redoksreaktsioonid Reaktsioone, mis on seotud elektronide üleminekuga ühelt aatomilt teisele, nimetatakse redoksreaktsioonideks. Ainet või iooni, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektrone, nimetatakse redutseerijaks, see aine ise seejuures oksüdeerub (tema oksüdatsiooniaste kasvab). Ainet või iooni, mis seob elektrone, nimetatakse oksüdeerijaks, aine ise seejuures redutseerub (tema oksüdatsiooniaste kahaneb).
+9| 2)7) +17| 2)8)7) +35| 2)8)18)7) +53| 2)8)18)18)7) 2 5 2 5 2 5 2s 2p 3s 3p 4s 4p 5s25p5 Max o.a. on VII Min o.a. on I · Cl keemilised omadused 1. Cl2 + 2NaBr = 2NaCl + Br2 2. 3Cl2 + 2Fe = 2FeCl3 3. Cl2 + 2Na = 2NaCl 4. Cl2 + H2 = 2HCl 5. Cl2 + H2O = Kloorivesi · HCl keemilised omadused 1. 2HCl + Fe = FeCl2 + H2 2. 2HCl + CaO = CaCl2 + H2O 3. HCl + NaOH = NaCl + H2O · Indikaatorid (H2 määramine) Happeline keskkond (pH<7; [H+]>[OH-]) mo= punane lakmus = punane ff
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 ↑ Zn – 2e → Zn2+ redutseerija 2H0 + 1e → 2H+ *2 oksüdeerija Cu + HCl → reaktsiooni ei toimu Esimeses reaktsioonis eraldus H 2 mullidena. Teises reaktsiooni ei toimu kuna Cu on vähem aktiivsem kui H, asetsedes metallide pingereas vesinikust vasakul pool. 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 + 2NO ↑+ 2H2O 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO ↑ +4H2O Segu muutus järjest rohelisemaks kuni oli tumeroheline, samal ajal eraldus pruunikas NO gaas, mis on mürgine. Reaktsiooni lõppedes, lõppes ka pruuni gaasi eraldumine. Cu – 2e → Cu2+ redutseerija 2N + 3e → 2N4+ *2 oksüdeerija Katse 9. Võtta katseklaasi tükk metallilist tsinki ja lisada 1...2 ml CuSO4 lahust. Millised muutused toimuvad? Millise metalli kiht sadestub tsingitüki pinnale?
mullikestena. Kas reaktsioon toimub mõlemas katseklaasis? Põhjendada, lähtudes metallide pingereast. Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 Cu + HCl = reaktsiooni ei toimu Esimeses reaktsioonis eraldus H2. 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
väheses ulatuses, kuid põhjustavad soolalahuste pH erinevusi. 5. Kompleksühendi teke. Kompleksühendid on keemilised ühendid, mille kristallvõres või lahuses esinevad liitosakesed – kompleksioonid, mis koosnevad tsentraalaatomist (siin näites Cu) ja sellega seotud ligandidest (aatomid, ioonid või molekulid, siin näites NH3 molekulid). Kompleksioonid on üldjuhul lahustes väga püsivad. Oksüdatsiooniastmete muutusega kulgevad ehk redoksreaktsioonid. Reaktsioone, mis on seotud elektronide üleminekuga ühelt aatomilt teisele, nimetatakse redoksreaktsioonideks. Ainet või iooni, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektrone, nimetatakse redutseerijaks, see aine ise seejuures oksüdeerub (tema oksüdatsiooniaste kasvab). Ainet või iooni, mis seob elektrone, nimetatakse oksüdeerijaks, aine ise seejuures redutseerub (tema oksüdatsiooniaste kahaneb). Ainult
pingereast. Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2(gaas) Cu + HCl = reaktsiooni ei toimu Zn2++Cl- ZnCl2 reaktsioon toimub, sest Zn asub vesinikust vasakul(aktiivsem). Reaktsiooni käigus eraldub H2. . 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, 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
Lõppliide hape. Nt. Propaanhape. H H OH CH3 CH2 COOH | | | C2H5COOH H -- C -- C -- C = O | | H H · Valemid Glükoos/Fruktoos C6H12O6 Sahharoos C12H22O11 Glükoosi käärimine - C6H12O6 > 2C2H5OH + 2CO2 Ained : glükoos etanool süsihappegaas Tärklis/Tselluloos (C6H10O5)n · Redoksreaktsioonid Oksüdeerija oksüdatsiooniaste väheneb, ta võtab elektrone juurde. Redutseerija oksutatsiooniaste auureneb, ta annab elektrone ära. 3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO P0 > P5 redutseerija P 5e- | 5 N5 > N2 oksüdeerija N + 3e- | 3 · Reaksioonirida S > SO2 > H2SO3 > K2SO3 > KOH > KCl S + O2 = SO2 SO2 + H2O = H2SO3 H2SO3 + K2O = K2SO3 + H2O K2SO3 + RbOH = Rb2SO4 + 2KOH KOH + HCL = KCl + H2O · Elektronskeem
mullikestena. Kas reaktsioon toimub mõlemas katseklaasis? Põhjendada, lähtudes metallide pingereast. Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 oksüdeerija H redutseerija Zn 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
n=3 vastab Mn(OH)3). Mn(OH) 4 tekib Mn(OH) 2 oksüdeerumisel õhus või H2O2 toimel. Mn(OH) 4 on amfoteerne. Reageerimisel kontsentreeritud HCL-ga tekib MnCl4, mis kergesti laguneb, andes MnCl2 ja Cl2. 5.3 Mangaanhapped (2) MnO2 sulatamisel leelistega õhuhapniku manulusel või oksüdeerijatega (KClO3, NaNO3) Moodustuvad mangaan(VI) happe soolad manganaadid(VI) 2MnO2 + 4KOH + O2 2K2MnO4 + 2H2O, 3MnO2 + KClO3 + 6KOH 3K2MnO4 + KCl + 3H2O. Mangaatioon MnO2-4 on rohelise värvusega. Mangaan(VI)happe soolad (manganaadid) on aluselises keskkonnas püsivad, vees ja happelises keskkonnas nad lagunevad 3K2MnO4 + 2H2O MnO2 + 2KMnO4 + 4KOH. Manganaatide reageerimisel happega või manganaatie hüdrolüüsil tekkiv mangaan(VI)hape kohe dismuteerub 3H2MnO4 2HMnO4 + MnO2 + 4KOH, millele osutab rohelise värvuse (MnO2-4) muutumine violetseks (MnO-4). Mangaan(VII)
Üliõpilase nimi:_________________________ Õpperühm:____________________________ Kuupäev:____________________________ YKI0031 Anorgaaniline keemia I LABORATOORNE TÖÖ 5 Redoksreaktsioonid. Metallide korrosioon Praktiline osa 1. Redoksreaktsioonid NB! Kirjeldada võimalikult täpselt toimuvaid muutusi, märkides ära reaktsiooniks võetud ja tekkivate ühendite värvused. Esitada kõiki muutusi kirjeldavad reaktsioonivõrrandid ning tasakaalustamiseks vajalikud elektronide bilansid või vastavad poolreaktsioonide võrrandid. Märkida, milline ühend on oksüdeerija, milline redutseerija. Kirjutada oksüdeerija ja redutseerija juurde nende ühendite nimetused. Halogeenid Katse 1
MITTEMETALLID 1. Mittemetallidest üldiselt · Mittemetallid on... koondunud perioodilisussüsteemis üles paremale: · IIIA VIIA rühm (VIIIA väärisgaasid) välisel elektronkihil palju elektrone (4-7) aatomiraadius suhteliselt väike elektronegatiivsus võrdlemisi kõrge Keemilistes reaktsioonides nii redutseerijad kui ka oksüdeerijad (va fluor ja tavaliselt hapnik) oa ühendites võib olla nii positiivne kui negatiivne · Va: F alati I; O tavaliselt II 1. Mittemetallidest üldiselt · Mittemetallilised omadused tugevnevad: Rühmas alt üles Perioodis vasakult paremale · See on ühtlasi ka OKSÜDEERIVATE omaduste tugevnemise tendents 1. Mittemetallidest üldiselt · Mittemetallides lihtainena esineb kovalentne mittepolaarne side Molekulaarsed: VIIA, N2, O2, H2, S8... Aatomvõrega: C (teemant), Si, B · Allotroopia keemilise elemendid esinemine mitme erineva lihtainena: Erinev
minutit vesivannil. Seejärel tsentrifuugin sademe ja pesen seda sooja NH 4Cl lahusega. Tsentrifuugin sademe ja lisan sellele võrdse mahu 2M HCl lahust ja segan. Tsentrifuugin uuesti ja säilitan nii sademe kui tsentrifugaadi edasiseks analüüsiks. Sademe CoS ja NiS analüüs Lisan sademele 1-2 tilka konts. HCl ja 1-2 tilka konts. HNO 3. Lahus värvus roheliseks. CoS ja NiS reageerivad vastavalt võrrandile. 3CoS + 2HNO3 + 6HCl → 3CoCl2 + 2NO + 4H2O + 3S Kuumutan hapete liia eraldamiseks nii kaua, kuni pruuni NO-d enam ei eraldu ja lahjendan veega 1-1,5 ml. Lahus värvub rohelisest kollaseks. Ni2+-ioonide tõestamine Kannan filterpaberile tilga lahust ja lisan sellele tilga dimetüülglüoksiimi (Tšugajevi reaktiiv). Hoian filterpaberit avatud NH3 H2O pudeli kohal. Kuna Ni2+-ioonide tõestamiseks peaks tekkima filterpaberile roosakas laik, kuid seda ei tekkinud. Seega ei sisalda lahus nikli ioone.
Al3+ - värvitu Zn2+ - värvitu 3.3 Analüüsi käik Kui analüüsitavas lahuses puuduvad I ja II rühma katioonid, siis võetakse tsentrifuugiklaasi 1-1,5 ml alglahust, lisatakse 5...6 tilka NH4Cl lahust, seejärel 6M NH3 H2O aluselise reaktsioonini ja soojendatakse vesivannis. Kui analüüsitavas lahuses sisalduvad Fe3+, Cr3+ või Al3+ -ioonid, siis tekivad ammoniaakhüdraadi lisamisel nende ioonide hüdroksiidid. Kindlasti kontrollida sadenemise täielikkust. Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+ punakaspruun Cr3+ + 3H2O Cr(OH)3 + 3H+ määrdunudroheline Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ valge Samas tuleb arvestada, et sademeid on segus mitu ning nad võivad üksteise värvusi maskeerida. Lahus värvus oranzikas-pruuniks, ilmselt sadenes Fe(OH)3 Lisatakse ~1 ml 1M tioatseetamiidi (CH3CSNH2, TAA) lahust ja hoitakse keevas vesivannis 5 min. Sadenevad sulfiidid CoS, NiS, FeS, MnS ja ZnS. Jälgida moodustuvate sademete värvusi.Tekkis must sade, muid värvusi ei näinud
või lahuses esinevad liitosakesed- kompleksioonid, mis koosnevad tsentraalaatomist ja sellega seotud ligasnditest. Need on üldjuhul lahustes väga püsivad. Redoksreaktsioonid on reaktsioonid, mis on seotud elektronide üleminekuga ühelt aatomilt teisele. Redutseerija on aine või ioon, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektrone, aine ise seejuures oksüdeerub. Oksüdeerija on aine või ioon, mis seob elektrone, aine ise seejuures redutseerub. Redoksreaktsioonid toimuvad ainult siis, kui reaktsioonis on nii oksüdeerija kui ka redutseerija. Oksüdatsiooniastme kindlakstegemisel lähtutakse järgmistest üldreeglitest: 1. Aine valemis olevate elementide aatomite oksüdatsiooniastmete algebraline summa on null. 2. Lihtaine o-a loetakse nulliks (O2, H2, Fe) 3. Hapniku o-a ühendites on üldjuhul -2, tuntumateks eranditeks on peroksiidid ning ühendid F2-ga. 4
Ainet või iooni, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektrone, nimetatakse redutseerijaks, see aine ise seejuures oksüdeerub (tema oksüdatsiooniaste kasvab). Ainet või iooni, mis seob elektrone, nimetatakse oksüdeerijaks, aine ise seejuures redutseerub (tema oksüdatsiooniaste kahaneb). Ainult redutseerija ja oksüdeerija olemasolu korral ühel ajal ühes ja samas süsteemis (näiteks katseklaasis), loob võimaluse redoksreaktsiooni toimumiseks. Lihtsad ja enam levinud redoksreaktsioonid on põlemine ja metallide reageerimine hapetega. Kompleksühendid on keemilised ühendid, mille kristallvõres või lahuses esinevad liitosakesed kompleksioonid, mis koosnevad tsentraalaatomist (siin näites Cu) ja sellega seotud ligandidest (aatomid, ioonid või molekulid, siin näites NH3 molekulid). Kompleksioonid on üldjuhul lahustes väga püsivad. Reaktsioonivõrrandeid võib esitada kahel viisil molekulaarkujul ja ioonvõrrandina.
tahket Na2SO3 kuni värvi valastumiseni (värvituks muutumiseni). 2KMnO4(aq)+5Na2SO3(s)+ 3H2SO4(aq) 2MnSO4(aq)+5Na2SO4(aq)+K2SO4(aq)+3 H2O(l) MnO4- (aq)+ SO42- (aq)+ H+ (aq) MnSO4 (aq)+ H2O(l) Mn+7 + 5e- Mn+2 (oksüdeerija) S+4 2e- S+6 (redutseerija) Katse 11. Lisades ~0,5 ml väävelhappelahusele 2tilka KmnO4 lahust muutub lahus punaseks, lisades nüüd veel tilkhaaval FeSO4 lahust muutus lahus värvituks. 8H2SO4 (aq)+ 2KMnO4 (aq)+ 10FeSO4 (aq)2MnSO4 (aq)+ 5Fe2(SO4)3(aq) + K2SO4 (aq)+ 8H2O(l) Mn+7 + 5e- Mn+2 (oksüdeerija) 2Fe+2 2·1e- 2Fe+3 (redutseerija) MnO4(aq) + Fe2+(aq) + H+(aq) Mn2+(aq) + Fe3+(aq) + H2O(l) Katse 12. K2Cr2O7 lahusele H2SO4 lahust muutub uus lahus oranziks, lisades veel FeSO4 omandab lahus roheka värvuse. K2Cr2O7(aq) + 6FeSO4(aq) + 7H2SO4 (aq) Cr2(SO4)3(aq) + 3Fe2(SO4)3(aq) + K2SO4 (aq)+ 7H2O(l) 2Cr26+ +2·3e-2Cr23+ (oksüdeerija) 2Fe2+ -2·1e- 2Fe23+ (redutseerija) Cr2O72(aq) + Fe2+(aq) + H+(aq) Cr3+(aq) + Fe3+(aq) + H2O(l)
..................................................................................4 Jootmine. Joodis......................................................................................................................5 Loeng 3........................................................................................................................................6 Reaktsioonid metallidega........................................................................................................6 Redoksreaktsioonid.................................................................................................................6 H2SO4 (konts.)....................................................................................................................... 6 HNO3...................................................................................................................................... 6 Metallide reageerimine leeliste lahustega..............................................................
Redoksreaktsioonid- toimub elektronide ülekanne ühelt ainelt teisele. Ce4+ + Fe2+ = Ce3+ + Fe3+ · Oksüdeerija Ce4+ -võtab elektroni · Redutseerija Fe2+ - annab elektroni. · Poolreaktsioonid · Ce4+ + e- = Ce3+ · Fe2+ - e- = Fe3+ Elektrokeemiline ahel Katood reaktsioonid - Elektrood, millel toimub redutseerimisreaktsioon Tüüpilised katoodreaktsioonid: Ag+ + e- = Ag Fe3+ + e- = Fe2+ NO3 - + 10H+ + 8e- = NH4+ + 3H2O Anood reaktsioonid - Elektrood, millel toimub oksüdatsioonireaktsioon Tüüpilised anoodreaktsioonid: Cu 2e- = Cu2+ 2Cl- -2e- = Cl2 Fe2+ - 2e- = Fe3+ Galvaani- ja elektrolüüsiahel Galvaanilised: Reaktsioon kulgeb iseenesest, elektronid anoodilt katoodile Elektrolüütilised: Vajab reaktsiooni toimumiseks välist pingeallikat · Ag elektrood on positiivne anood · Cu elektrood on negatiivne katood
(Fe, Co, Ni) 9)temp. tõustes paisuvad – soojuspaisumine. Aatomi ehitus. Metalliaatomite väliskihil on enamasti 1-3 elektroni. Metall on seda aktiivsem,mida kergemini ta loovutab väliskihi elektrone. Aktiivsus perioodis vasakult paremale väheneb ja A-rühmades ülalt alla suureneb. Keemilistes reaktsioonides metallid lihtainetena alati loovutavad väliskihi elektrone- nad on redutseerijad, mis oksüdeeruvad. IA → leelismetallid →väliskihil 1 elektron → o -a. alati I. N. Na2O, K2SO4, LiOH II A → leelismuldmetallid→väliskihil 2 elektroni → o.-a. alati II. N. CaO, CaCl2, Ba(OH)2 III A väliskihil 3 elektroni → o.-a. alati III. N. Al2O3, Al(OH)3 Üljäänud metallide o.-a. on muutuv. Näit. Sn ja Pb - II ja IV; Fe - II ja III; Cu I ja II Keemilised omadused: 1.metallid reageerivad aktiivsete mittemetallidega. toimub liitumisreaktsioon, mis on ühtlasi redoksreaktsioon a) metall+ O2 → oksiid. N. 2Mg +O2 → 2MgO Mg -2e →
Anorgaaniliste ainete klasside vahelised seosed Ülesanded (2018/2019 õa) 1. Kirjutage ja tasakaalustage reaktsioonide võrrandid (iga alapunkti kohta 4), mille tulemusena: a) tekib vesi (lähtudes ERINEVATE aineklasside esindajatest); V: 2HCl+Mg(OH)2- MgCl2+2H2O MgO+2HCl- MgCl2+H2O Al(OH)3+3HNO3- Al(NO3)3+3H2O Cu(OH)2 (kuumutamisel)- CuO + H2O b) tekib SO2 (lähtudes ERINEVATE aineklasside esindajatest); Na2SO3+2HCl-2NaCl+H2SO3-2NaCl+H2O+SO2 S+O2-SO2 H2SO3(t)-H2O+SO2 Cu+2H2SO4-CuSO4+SO2+2H2O c) reageerib SO2 (ERINEVATE aineklasside esindajatega); SO2+CuO-CuSO3 SO2+Cu(OH)2-CuSO3+H20 SO2+H2O-H2SO3 2SO2+O2-2SO3 d) tekib CuO (lähtudes ERINEVATE aineklasside esindajatest); Cu+O2-CuO 2Cu2O+O2-4CuO Cu(OH)2(t)-CuO+H2O CuCO3(t)-CuO+CO2 e) reageerib CuO (ERINEVATE aineklasside esindajatega). CuO+H2SO4-H2O+CuSO4 CuO+SO3-CuSO4 CuO+Fe-Fe2O3+Cu CuO+MgSO3-MgO+CuSO3 2. Järgnevalt on toodud erinevate oksiidide loetelu: N2O, SiO2, MgO, SO3, FeO, CO, Na2O, ZnO, K2O, Al2O3 a) Andke kõikide oksiidide
Oksiidid Oksiidid koosnavad kahest elemendist, millest üks on hapnik. Liigitus: Metallioksiidid Mi ttemetallioksiidid Aluselised oksiidid Amfoteersed oksiidid Happelised oksiidid Neutraalsed oksiidid K2O, CaO, MgO, Al2O3, ZnO, Cr2O3 SO2, SO3, CO2, P4O10, NO2, NO, N2O, CO Na2O, FeO, BaO N2O5, N2O3, SiO2,(CrO3, Mn2O7) Keemilised omadused: Saamin e: I Aluseline oksiid+ HAPE = sool+ vesi 1.)Lihtainete põlemisel Aluseline oksiid+HAPPELINE OKSIID =sool 2.)Liitainete põlemisel Aluseline oksiid+vesi =LEELIS 3
Struktuurvalemid K2O CaO Fe2O3 PbO2 2 Keemilised omadused a) aluseline oksiid + vesi = ALUS (B rühma metalli oksiidid üldiselt ei reageeri veega) CaO + H2O = Ca(OH)2 [kustutamata lubja ,,kustutamine"] b) aluseline oksiid + hape = SOOL + VESI CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O c) aluseline oksiid + happeline oksiid = SOOL K2O + CO2 = K2CO3 d) aluseline oksiid + aluseline oksiid MgO + K2O alus K2O + Fe(OH)3 sool CaO + Na2SO4 metall Saamine: a) otseselt: 2Ca + O2 = 2CaO b) kaudselt: CaCO3 = CaO + CO2 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O 2. Happelised oksiidid Nomenklatuur
Zn 2 Cu + HCl -> , , , . , , . 8 ~1 . . : u HNO3 - , , . . 9 2 3 CuSO4 , , , , . CuSO4 + Zn = Cu + ZnSO4 Zn u 10 KMnO4 K2Cr2O7 ~0,5 KMnO4 Na2SO3 5Na2SO3+3H2SO4+2KMnO4=5Na2SO4+2MnSO4+K2SO4+3H2O : MnO4-+ 8H++ 5e- Mn2++ 4H2O : SO32- + H2O - 2e- SO42- + 2H+ 2MnO4- + 6H+ + 5SO32- 2Mn2+ + 3H2O + 5SO42- 11 ~0,5 2 KMnO4 . Fe2+. MnO4- . 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O 10 MnO4- (aq)+ 10 Fe2+ (aq)+ 8 H+(aq) 2Mn2+(aq) +5 Fe3+(aq) + 28H2O (l) Mn 7+ +5e- Mn 2+ 1 Fe2+ - 1e- Fe3+ 5 12 K2Cr2O7 (1-2 ) ~ 1 Fe2+. . : 6 FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 --> 3 Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Fe2+- 1 e- --> Fe3+ 3 6 Cr6+ + 3 e- -> Cr6+ 1 2
· (et vältida Co3O4 moodustumist) · on ka palju teisi meetodeid CoO saamiseks · (soolade ja hüdroksiidi lagunemine jt) · CoO + happed Co(II) soolad · CoO kasutatakse sinise värvipigmendina õlivärvides · portselani- ja klaasitööstuses · (sinine koobaltklaas) · · Co2O3 tekib Co(NO3)2 lagunemisel (180 C) · madalamal t -l tekib CoO · reageerimisel hapetega Co(II) soolad · (mistõttu ta on tugev oksüdeerija) : · Co2O3 + 6HCl 2CoCl2 + Cl2 + 3H2O · · Co(OH)2 saadakse Co2+ + 2OH- Co(OH)2 - roosa sade · oksüdeerub aegl õhus, kiiremini oksüdeerijate mõjul: · CoO(OH) koobaltoksiidhüdroksiid · CoCl2 - esineb erin krist-hüdraatidena (taval on heksahüdraat) · n = 6 - roosakaslilla · kui n 0, värvused sinakaks (veevaba CoCl2 - helesinine) · Na3Co(NO2)6 - naatriumheksanitrokobaltaat(III) · tumekollane krist vees lahustuv ühend · K+ -ioonidega K3Co(NO2)6 · rasklahustuv (0,02% vees) kollane
2 min. Tsentrifuugitakse. Tekkinud sulfiidide sademete värvused: CoS, NiS, FeS - mustad MnS - roosakasvalge ZnS - valge Sademele lisatakse sademega võrdne maht 2M HCl lahust ja segatakse. Mitte kuumutada! Sademes: NiS ja CoS. Lahuses: Fe2+, Mn2+, Cr3+, Al3+ ja Zn2+ - ioonid. Sademe CoS ja NiS analüüs: Sademele lisatakse 1...2 tilka konts. HCl ja 1...2 tilka konts. HNO3. CoS ja NiS reageerivad vastavalt võrrandile 3CoS + 2HNO3 + 6HCl 3CoCl2 + 2NO + 4H2O + 3S Hapete liia eraldamiseks kuumutatakse vesivannis kuni pruuni lämmastikdioksiidi enam ei eraldu ja lahjendatakse veega 1-1,5 ml-ni. Saadud lahust kasutatakse Co2+ ja Ni2+ -ioonide tõestamiseks. Ni2+- ioonide tõestamine 4...5 tilgale lahusele lisatakse 6M NH3· H2O lahust kuni leelisese reaktsioonini ja 2...3 tilka dimetüülglüoksiimi lahust. Ni2+ -ioonide olemasolul lahuses tekib roosakaspunane nikkeldimetüülglüoksimaadi sade.
Arvutame puuduoleva oksüdatsiooniastme, lähtudes sellest, et kõigi aatomite oksüdatsiooniastmete summa on 0. Näited: III II I VI -II Fe2O3 H2SO4 +6 -6 +2+6-8 3.1 Ülesandeid. Leia perioodilisussüteemi abil järgmiste elementide oksüdatsiooniastmed: Ba, Li, P, S, Cl, Ni, Hg. Määra järgmistes ainetes kõigi elementide oksüdatsiooniastmed: CH4, N2O3, NO2, NH3, CrO3, HNO3, HNO2, H2CO3, CaCO3, Al(NO3)3. 4 Redoksreaktsioonid. Redoksreaktsioonid on reaktsioonid, mille käigus muutub elementide oksüdatsiooniaste. Redoksreaktsioonis toimuvad alati korraga oksüdeerumine ja redutseerumine. Oksüdeerumine on elektronide loovutamine (o-a suureneb). Redutseerumine on elektronide liitmine (o-a väheneb). Oksüdeerija on element, mis liidab elektrone (o-a väheneb). Redutseerija on element, mis loovutab elektrone (o-a suureneb). Elektronide üleminekuid näidatakse elektronvõrranditega. Näide: 0 I -I II -I 0 0 +II
Oksüdatsiooniaste muutub klooril ja väävlil järgmiselt:ClV + 6e Cl-I 8 4 S-II - 8e SVI 6 3 Seega on kloorhape oksüdeerija, divesiniksulfiid aga redutseerija. Et oksüdeerija poolt liidetavate elektronide arv peab võrduma redutseerija poolt loovutatavate elektronide arvuga, tuleb esimest elektronvõrrandit korrutada neljaga, teist kolmega. Pärast leitud koefitsientide asetamist reaktsiooni skeemi omandab võrrand järgmise kuju: 4HClO3 + 3H2S = 4HCl + 3H2SO4.Näide 2. Vase reageerimisel lahjendatud lämmastikhappega on redoksreaktsiooni produktideks vask(II)nitraat Cu(NO3)2 ja lämmastikoksiid NO: Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO.Neutraalne vase aatom reaktsiooni tulemusel oksüdeerub, loovutades kaks elektroni, lämmastiku aatom (o.a. = V) redutseerub, omandades kolm elektroni:Cu0 - 2e CuII 3...NV + 3e NII 2 Järelikult kulub kolme vase aatomi oksüdeerimiseks kaks molekuli lämmastikhapet ja
MITTEMETALLID Mittemetallide üldiseloomustus. Mittemetalle on 22. Lihtainetena esinevad nad gaaside (H2, O2, N2, F2, Cl2, väärisgaasid), vedeliku (Br2) või tahketena (B, Si, C, P, S, I2 jt.). Perioodilisuse süsteemis paiknevad mittemetallid perioodide lõpus. Mittemetallide aatomite väliselektronkihil on enamikul juhtudesl üle kolme elektroni. Mittemetalli aatomitele on iseloomulik liita keemiliste reaktsioonide käigus elektrone. Seejuures aktiivsemad mittemetallid moodustavad negatiivselt laetud ioone (halogeniidioonid). Neil juhtudel esinevad mittemetallid oksüdeerijatena. Elementide aatomite omadus liita elektrone suureneb perioodis väärisgaasi suunas; rühmas suureneb alt ülespoole (aatomiraadiuse vähenemise suunas). Kõige aktiivsem mittemetall on fluor. Mittemetallide elektronnegatiivsus ning keemiline aktiivsus väheneb reas: F, O, Cl, N, Br, I, S, C, H, P, Si, Xe Tüüpiliste mittemetallide reageerimisel metallidega m
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
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
