metalli tootmine maagist raua roostetamine Fotosüntees kõdunemine mobiiltelefoni akus toimuvad protsessid haavade puhastamine vesinikperoksiidiga värskete puuviljade tumenemine õhu käes(joonis 1) Mõisted Redoksreaktsioon- protsess, kus elementide oksüdatsiooniastmed muutuvad Redoksreaktsioonist võtavad osa: I) redutseerija-aine, mis loovutab elektrone, oksüdatsiooniaste kasvab Järgmiste näitede abil püüame selgeks teha, millised ained käituvad redutseerijatena Selgituseks kasutame aatomite planetaarseid mudeleid. Näide 1. Naatrium kui metall käitub redutseerijana Joonis 2. Naatrium käitub redutseerijana, sest ta loovutab väliskihist ainsa 1 elektroni Selgitused: Naatriumi väliskihis on 1 elektron. Energeetiliselt on soodsam 1 elektron ära anda, kui 7 elektroni juurde võtta püsiva oleku saavutamiseks- elektronoktett(välises elektronkihis on 8 elektroni) Elektronskeeme võrreldes me näeme, et oksüdatsiooniaste on
Korrosioon on metalli hävimine ümbritseva keskkonna mõjul. Keemiline korrosioon metalli otsene reageerimine ümbritsevas keskkonnas oleva ainega nt O2. 3Fe + 2O2 -> Fe3O4 Elektrokeemiline korrosioon toimub metalli pinnal olevas elektrolüüdi lahuses. Neutraalne keskkond O2+2H2O + 4e- = 4OH- Fe-2e- = Fe2+ Happeline keskkond 2H++2e- = H2 Fe 2e- = Fe2+ Metallid (lihtainena) käituvad reaktsioonides alati redutseerijatena, seega neil on väike elektronegatiivsus ja positiivne laeng ühendites. Metallide saamine : enamasti saadakse metalle maakidest looduslik metalli sisaldav 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
Vees ei lahustu, lahustub orgaanilistes lahustites (benseen ja etanool) Halb elektri- ja soojusjuht Madal sulamistemperatuur (119°C) Temperatuuril 150º - 200ºC värvub pruuniks Keemistemperatuur 445ºC Tihedus 1,96 g/cm³ VÄÄVLI TUNTUMAD ÜHENID Väävlishape H2SO3 - keskmise tugevusega hape, mis tekib vääveldioksiidi reageerimisel veega. Väävlishapet kasutatakse pleegitamiseks ja desinfitseerimiseks. Väävlishappe soolasid kasutatakse redutseerijatena näiteks fotograafias (ilmutite koosseisus) Väävelhape H2SO4 - värvuseta, lõhnata, veest ligi kaks korda raskem õlitaoline, vees väga hästi lahustuv tugev hape. Kasutatakse fosforväetiste tootmiseks, naftaproduktide rafineerimiseks, kemikaalide ja maakide töötlemiseks, tselluloosi ja paberitööstuses, värvide tootmiseks LEIDUMINE · Pilt 3: Fumarooliväli Uus-Meremaal KASUTUSALAD Väävelhappe valmistamisel (kasutatakse akudes)
H2SO4= Na2SO4+ . . . . +H2O SO2 on happeline oksiid reageerides veega tekib ...... . Kasutatakse keldrite, ladude jt hoidlate desinfitseerimiseks (hävitab mikroorganisme), pleegitamiseks 2.H2SO3 omadused ja kasutamine Ebapüsiv hape, laguneb kergesti. Reageerimisel leelisega moodustub kaks rida soolasid esimeses etapis tekib vesiniksulfit ja teises sulfit H2SO3 + NaOH= ...... H2SO3 + NaOH= ...... Väävlishappe soolad leiavad kasutamist redutseerijatena fotograafias (ilmutite koosseisus). 3. H2S omadused ja kasutamine Väga mürgine mädamunalõhnaga gaas Laboris saadakse sulfiidide reageerimisel tugeva happega. Näiteks FeS+HCl=....... Gaasiline H2S põleb õhus sinaka leegiga, oksüdeerides vääveldioksiidiks: H2S + O2= H2S satub atmosfääri vulkaanidest, orgaaniliste ainete kõdunemisel 4. H2SO4 omadused ja kasutamine H2SO4 on värvuseta, lõhnata, veest ligi kaks
MITTEMETALLID Mittemetallideks loetakse elemente, mille välisel elektronkihil on neli kuni 8 elektroni ning mis reageerimisel metallidega käituvad redutseerijatena. Mittemetalli raadiused on väiksemad, kui metallidel ja nad hoiavad elektrone tugevamini kinni ehk nende elektronegatiivsused on suuremad. Üldised füüsikalised omadused: · halvad elektrijuhid (va. süsinik grafiidina) · toatemperatuuril valdavalt kas tahked või gaasilised (8A ehk vääris- inertgaasid 7A vesinik, kloor, fluor, 6A hapnik, 5A lämmastik) ainuke vedelmetall on broom, ülejäänud on tahked.
vahetult elektrienergiaks 1) pliiaku 2)patareid 5. Elektrolüüs- redoksreaktsioon, mis toimub elektrienergia arvel (elektrienergia abil). Elektrolüüs on endotermiline reaktsioon ! 6.Leelismetallid ja leelismuldmetallid 1.A rühma metalle nim leelismetallideks( Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) 2.A rühma (Ca, Sr, Ba, Ra) Need on s-elemendid *Pehmed, kergesti lõigatavad *Kerged, madala sulamistemp *Head elektri-soojusjuhid *Reag aktiivselt veega *Reag tormiliselt hapetega Kasutamine: redutseerijatena org. sünteesis metallorgaaniliste ühendite saamisel, lisanditena sulamites, Na kasut. metallotermias Ti ja Zr tootmisel; Li, Na soojuskandjatena tuumaenergeetikas; K, Rb, Cs fotoelementide valmistamise REAKTSIOONID VIHIKUS 7.P-metallid 1) Alumiinium *hõbehall *kerge, pehme *tihedus 2,7/cm3 *hea soojus-elektrijuht *sulamistemp 660 kraadi * keemistemp 2519 kraadi * reag hapetega, alustega 2) Tina *2 tüüpi-valge, hall *pehme ja madal sulamistemp * hea soojus-elektrijuht
VÕIB PÕHJUSTADA JUBA VÄIKESTE KOGUSTE SISSEHINGAMISEL SURMA. ESINEB MINERAALVETES JA TEKIB VALKUDE LAGUNEMISEL. SAADAKSE KAS VESINIKU JA VÄÄVLI REAKTSIOONIL VÕI LABORIS NA 2S LAHUSE VÕI FES REAGEERIMISEL TUGEVAMA HAPPEGA • VÄÄVLISHAPE H2SO3 - KESKMISE TUGEVUSEGA HAPE, MIS TEKIB VÄÄVELDIOKSIIDI REAGEERIMISEL VEEGA. VÄÄVLISHAPET KASUTATAKSE PLEEGITAMISEKS JA DESINFITSEERIMISEKS. VÄÄVLISHAPPE SOOLASID KASUTATAKSE REDUTSEERIJATENA NÄITEKS FOTOGRAAFIAS (ILMUTITE KOOSSEISUS) • VÄÄVELHAPE H2SO4 - VÄRVUSETA, LÕHNATA, VEEST LIGI KAKS KORDA RASKEM ÕLITAOLINE, VEES VÄGA HÄSTI LAHUSTUV TUGEV HAPE. KASUTATAKSE FOSFORVÄETISTE TOOTMISEKS, NAFTAPRODUKTIDE RAFINEERIMISEKS, KEMIKAALIDE JA MAAKIDE TÖÖTLEMISEKS, TSELLULOOSI JA PABERITÖÖSTUSES, VÄRVIDE TOOTMISEKS VÄÄVELHAPPE TOOTMINE • VÄÄVELHAPE (VALEMIGA H2SO4), VÄRVUSETA VEDELIK
· Need protsessid on redoksreaktsioonid ( ainete o.-a muutub) · Metallide reageerimisel mittemetallidega metall oksüdeerub ja mittemetall redutseerub. · Eksotermiline reaktsioon ühinemisreaktsioon, eraldub soojus. · Endotermiline reaktsioon lagunemisreaktsioon, neeldub soojus. 3. Reageerimine veega, hapete lahustega ja leelistega: 1. IA rühma metallid (leelismetallid): Reageerimisel veega tekivad vees hästi lahustuvad tugevad alused leelised, sest leelismetallid tugevate redutseerijatena on võimelised veest välja tõrjuma vesinikku. 2Na + 2H2O => 2NaOH + H2 Hapete lahustega reageerivad nad veel aktiivsemalt kui veega, aktiivsemate leelismetallide korral võib toimuda plahvatus. 2. IIA rühma metallid: Veega reageerivad aktiivsemalt ka IIA rühma metallid: Ca + 2H20 => Ca(OH)2 +H2 Veest tõrjutakse välja vesinik ja moodustub vastav hüdroksiid. Reaktsioon kulg on vähem aktiivsem kui leelismetallidel, sest väliskihi elektronid on tugevamani tuumaga seotud
veega SO2 + H2O _ H2SO3 H2SO3 on suhteliselt ebapüsiv, lagunedes kergesti vääveldioksiidiks ja veeks, mistõttu on ta püsiv ainult lahjendatud lahustes. Kaheprootonilise happena reageerimisel leelistega moodustab ta kaks rida soolasid vesiniksulfiteid ja sulfiteid. Sulfitid oksüdeeruvad kergesti 2Na2SO3 + O2 _ 2Na2SO4 Väävlishapet kasutatakse pleegitamiseks ja desinfitseerimiseks. Väävlishappe soolasid kasutatakse redutseerijatena näiteks fotograafias (ilmutite koosseisus). H2S2O3 Tioväävelhape . Tioväävelhape on tugev, kuid ebapüsiv hape. Teda saadakse ühe võimalusena sulfitite lahuste keetmisel väävliga ning tekkinud tiosulfaatide käsitlemisel hapetega. Na2SO3 + S _ Na2S2O3 Na2S2O3 + 2HCl _ H2S2O3 + 2NaCl Tiosulfaatioon on tugev redutseerija, mida kasutatakse näiteks mahtanalüüsis joodi määramisel.Naatriumtiosulfaati Na2S2O3 kasutatakse fotograafias kinnistina, meditsiinis tsüaniidi-,arseeni- ja
Kergmetallid: liitium (Li) 0,5 g/cm 3 8. Magnetiseeritavus: ferromagneetilised: raud (Fe), koobalt (Co), nikkel (Ni)- tugevalt magneetiseeritavad paramagneetilised: alumiinium (Al), kroom (Cr)- nõrgalt magnetiseeritavad diamagneetilised: vask (Cu), tina (Sn)- ei magneetu, tõukuvad magnetist Metallide keemilised omadused. Metallid lihtainetena käituvad reaktsioonides alati redutseerijatena (loovutavad elektrone) ja ühendites omandavad alati positiivse laengu. Reageerimine mittemetallidega: Halogeenidega (tekivad fluoriidid, kloriidid, bromiidid jne.: Ca+Cl 2=CaCl2 (Ca0-2e-=Ca2+ ja 2Cl0+2e-=2Cl-) Hapnikuga (tekivad oksiidid): 2Ca+O2=2CaO Väävliga (tekivad sulfiidid): Ca+S=CaS Reageerimine veega: (vt. metallide aktiivsuse rida) Aktiivsed metallid (K-Mg) reag. külma veega, tekivad leelis ja H 2 Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2 Keskm. aktiivsusega metallid reag
redustseerumine – elektronide liitmine, oksüdeerija oksüdatsiooniastme kahanemine sagedased oksüdeerijad: O2, KMnO4, Cl2, H2O2, konts. H2SO4 keemiline element saab käituda ainult oksüdeerijana, kui ta on oma kõrgeimas oksüdatsiooniastmes (st see saab ainult kahaneda). nt: F2, O3 keemiline element saab käituda ainult redutseerijana, kui ta on oma madalaimas oksüdatsiooniastmes (st see saab ainult kasvada). nt: Ca, Fe nii oksüdeerijate kui redutseerijatena käituvad nt K2SO4, FeSO4, CH3CH2OH poolreaktsioonid – redoksreatsiooni osad, mis iseseisvalt ei eksisteeri. osalevad redutseerija ja oksüdeerija moodustavad redokspaari. Fe2+ (aq) →Fe3+ (aq) + e- redokspaar Fe3+ / Fe2+ Redoksprotsessis osaleb kaks redokssüsteemi (poolelementi), kumbki koosneb mingi elemendi oksüdeeritud vormist (st. oksüdeerijast) ja redutseeritud vormist (st. redutseerijast). Redoksprotsessis reageerivad omavahel ühe redokssüsteemi oksüdeeritud vorm ning teise
kroom Cr 8) Millised metallid on heade magnetiliste omadustega? Fe, Co, Ni, Gd 9) Mis tekib enamike metallide pinnale õhuhapnikuga reageerides ? oksiidikiht, selle tekitavad endale: Mg, Zn, Cr, Ni, Al, Fe rauatagi: rauale kaitseks moodustuv oksiidikiht, mismoodustub metalli pinnale kõrgemal temp kuivas hapnikus tekkinud oksiidikiht ei lase metallil edasi reageerida 10) Kas metallid käituvad keemilistes reaktsioonides alati oksüdeerijatena, alati redutseerijatena või mõlemat moodi? redutseerijana 11) Mis on metallide pingerida ning kuidas seda kasutatakse? metallide järjestus keemilise aktiivsuse järgi vesilahustes kulgevates reaktsioonides 12) Pingerida lahjendatud hapetega reageerimisel ainult pingereas vasakul pool H2 olevad elemendid reageerivad 13) Pingerida veega/veearuga reageerimisel Li kuni Mg reageerivad veega, Al kuni Fe reageerivad veega ainult kõrgel temp ja passiivsed metallid (H paremal) ei reageeri veega.
elektroni). Kõige vähemaktiivsemad on VIIIA rühma mittemetallid (väärisgaasid) kuna nende väliskihil on 8 elektroni - pole põhjust ei juurde võtta ega ära anda. Nende aatomiraadius on suhteliselt väike ja elektronegatiivsus kõrge. Seetõttu käituvad nad sageli keemilistes reaktsioonides oksüdeerijatena - seda eriti metallide suhtes, kes lihtainena on vaid redutseerijad. Siiski võivad mittemetallid käituda reaktsioonides ka redutseerijatena. Seega on mittemetalliliste elementide oksüdatsiooniastmed ühendites nii positiivsed kui negatiivsed. Mittemetallides (lihtainetes) esineb mittepolaarne kovalentne side enamus on molekulaarsed ained (O2, H2, N2, Hal2, S8, P4) Mõned on atomaarsed ained (C, Si) 1 Faktid Mittemetallid – kuuluvad kõik p-elemendid, mis ei ole metallid ega poolmetallid. Kokku 22. Välisel elektronkihil tavaliselt 4-8 elektroni.
Kõige vähemaktiivsemad on VIIIA rühma mittemetallid (väärisgaasid) kuna nende väliskihil on 8 elektroni - pole põhjust ei juurde võtta ega ära anda. Nende aatomiraadius on suhteliselt väike ja elektronegatiivsus kõrge. Seetõttu käituvad nad sageli keemilistes reaktsioonides oksüdeerijatena seda eriti metallide suhtes, kes lihtainena on vaid redutseerijad. Siiski võivad mittemetallid käituda reaktsioonides ka redutseerijatena. Seega on mittemetalliliste elementide oksüdatsiooniastmed ühendites nii positiivsed kui negatiivsed. Mittemetallides (lihtainetes) esineb mittepolaarne kovalentne side enamus on molekulaarsed ained (O2, H2, N2, Hal2, S8, P4) Mõned on atomaarsed ained (C, Si) Metallidest on nad päris erinevad ja seda peamiselt ehituses, kus kõik aatomid on omavahel ühendatud (ei jää sellist vaba ruumi nagu metalli kristallis, kus elektronid saaksid vabalt liikuda).
veega SO2 + H2O H2SO3 H2SO3 on suhteliselt ebapüsiv, lagunedes kergesti vääveldioksiidiks ja veeks, mistõttu on ta püsiv ainult lahjendatud lahustes. Kaheprootonilise happena reageerimisel leelistega moodustab ta kaks rida soolasid vesiniksulfiteid ja sulfiteid. Sulfitid oksüdeeruvad kergesti 2Na2SO3 + O2 2Na2SO4 Väävlishapet kasutatakse pleegitamiseks ja desinfitseerimiseks. Väävlishappe soolasid kasutatakse redutseerijatena näiteks fotograafias (ilmutite koosseisus). H2SO4 väävelhape Väävelhape on värvuseta, lõhnata, hügroskoopne, veest ligi kaks korda raskem õlitaoline, vees väga hästi lahustuv tugev hape. Väävelhapet toodetakse peamiselt väävlist või mõnest tema ühendist (näiteks püriidist FeS2). Esimeses etapis toimub väävli või tema ühendi põletamine (särdamine) 3FeS2 + 8O2 Fe3O4 + 6SO2. Teises etapis oksüdeeritakse tekkinud vääveldioksiid kõrgemal temperatuuril ja
Raskmetallid: Osmium (Os) 22,5 g/cm3 , plaatina (Pt), volfram (W), kuld(Au), hõbe (Ag) Kergmetallid: liitium (Li) 0,5 g/cm3 8. Magnetiseeritavus: ferromagneetilised: raud (Fe), koobalt (Co), nikkel (Ni)- tugevalt magneetiseeritavad paramagneetilised: alumiinium (Al), kroom (Cr)- nõrgalt magnetiseeritavad diamagneetilised: vask (Cu), tina (Sn)- ei magneetu, tõukuvad magnetist Metallide keemilised omadused. Metallid lihtainetena käituvad reaktsioonides alati redutseerijatena (loovutavad elektrone) ja ühendites omandavad alati positiivse laengu. Reageerimine mittemetallidega: Halogeenidega (tekivad fluoriidid, kloriidid, bromiidid jne.: Ca+Cl2=CaCl2 (Ca0-2e- =Ca2+ ja 2Cl0+2e-=2Cl-) Hapnikuga (tekivad oksiidid): 2Ca+O2=2CaO Väävliga (tekivad sulfiidid): Ca+S=CaS Reageerimine veega: (vt. metallide aktiivsuse rida) Aktiivsed metallid (K-Mg) reag. külma veega, tekivad leelis ja H2 Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2 Keskm. aktiivsusega metallid reag. veeauruga, tekivad oksiid ja H2
Reageerimisel metallidega käituvad mittemetallid alati oksüdeerijatena 2Ca + O2 2CaO oksüdeerija on O, redutseerija on Ca Mittemetallide omavahelistes reaktsioonides on oksüdeerijaks suurema elektronegatiivsusega mittemetall, redutseerijaks väiksema elektronegatiivsusega mittemetall H2 + S H2S oksüdeerija on S, redutseerija on H O2 + S SO2 oksüdeerija on O2, redutseerija on S Ühendite koostises olevad mittemetalliaatomid käituvad ainult redutseerijatena siis, kui neil on minimaalne oksüdatsiooniaste H2S S saab olla ainult redutseerija (S o.a on II) ainult oksüdeerijatena siis, kui neil on maksimaalne oksüdatsiooniaste SO3 S saab olla ainult oksüdeerija (S o.a on VI) vahepealse oksüdatsiooniastmega mittemetalliaatomid võivad käituda nii oksüdeerija kui redutseerijana SO2 S saab olla nii oksüdeerija kui ka redutseerija (S o.a on IV) 73. väävelhappe omadused ja kasutusalad.
Aktiveeritud sulfaat PAPS Väävel mikroobid kasutavad enamasti sulfaatset väävlit, mida tuleb rakuainesse lülitamiseks redutseerida. Söötmetesse pannakse sulfaati ammooniumsulfaadina, mis on nii S- kui ka N-allikaks. Sulfaat transporditakse rakku ATP energia arvel. Et redutseerida sulfaati, tuleb ta esmalt aktiveerida ATP arvel fosfoadenosiinfosfosulfaadiks (PAPS) ja seejärel toimub redutseerimine sulfiidini. Redutseerijatena kasutatakse tioredoksiini ja NADPH-d. Sulfiidi arvel moodustatakse aminohape tsüsteiin, mida kasutatakse edaspidi väävlit sisaldavate orgaaniliste ühendite sünteesil. Kui mikroob ei suuda sulfaati redutseerida, siis peab söötmesse lisama redutseeritud väävlit sulfiidina või tsüsteiinina. Peaks aintama ka pärmiekstrakti ja peptooni lisamine. Sulfiidist moodustatakse aminohape tsüsteiin, mida kasutatakse edaspidi väävlit sisaldavate orgaaniliste ühendite sünteesil.
kasutamine. Fosfori oa hapetes võib olla I kuni V. Fosforil on rohkem anorgaanilisi oksohappeid kui ühelgi teisel elemendil. Ühes happes võib fosfor esineda mitmes oa-s. Fosfor(III)oksiidi P4O6 lahustumisel külmas vees tekib fosforishape H3PO3: P4O6(s) + 6H2O(l) 4H3PO3(aq) Fosforishape on kaheprotoonne hape, kuna üks vesinik on seotud fosforiga ja ei dissotsieeru, tugev redutseerija. Fosforishape on keskmise tugevusega (K1 = 10-2). Fosforishappe soolad on fosfitid, mida kasut redutseerijatena anorgaanilises sünteesis ja polüvinüülkloriidi stabilisaatorina. [PO3H]2 soolad, fosfitid 8NaOH + P4O6 ® 4Na2[PO3H] + 2H2O Fosforhape on värvusetu keskmise tugevusegs tahkis, mis sulab 42 °C juures. Kasutatakse enamasti vesilahusena. P4O6 + 6H2O 3H3PO4 + PH3 (kuum vesi+fosfor(III)oksiid). 85% lahus on siirupitaoline vedelik tänu tugevatele vesiniksidemetele. Kolmeprotoonne hape, mille tõttu moodustab see kolm rida sooli ehk fosfaate, millest
annaabi.ee 
