Sinkki on vuorovaikutuksessa kunkin aineen liuoksen kanssa. Sinkki - alkuaineen yleiset ominaisuudet, sinkin ja sen yhdisteiden kemialliset ominaisuudet
Testitehtävät aiheesta: "Happi, rikki ja niiden yhdisteet"
1. Elementti, joka sijaitsee jaksollisessa järjestelmässä kemiallisia alkuaineita D.I. Mendeleevia VIA-ryhmän neljännessä jaksossa kutsutaan:
1) seleeni
2) happi
3) telluuri)
4) rikki
2. Ytimen varaus ja happiatomin valenssielektronien lukumäärä ovat vastaavasti yhtä suuria:
1) +8 ja 6
2)+8 ja 2
3)+16 ja 2
4)+16 ja 6
3 Rikillä on sama valenssi kuin hapen kummassakin kahdessa yhdisteessä:
1)S02,Na2S
2) Al2S3,SO3
3) H2S, CaS
4) MgS,S02
4. Kemiallinen sidos sarjanumeroilla 6 ja 16 olevien alkuaineiden atomien välillä:
1) ioninen
2) kovalenttinen ei-polaarinen
3) vety
4) kovalenttinen polaarinen
5. +6 rikin hapetusaste yhdisteessä on:
1) H2SO4
2) H2SO3
3) H2S
4) CS2
6. Rikkioksidi (IV) on:
1) perus
2) hapan
3) amfoteerinen
4) ei-suolaa muodostava
7. Kaikki sarjassa mainitut aineet ovat vuorovaikutuksessa rikkioksidin (VI) kanssa:
1) H20,02,NaCl
2) Cu(OH)2, NaCl, CaO
3) Ca(OH)2,CO2,K2O
4) NaOH, H2O, BaO
8. Sakan muodostuessa liuosten välillä tapahtuu reaktio:
1) Na2 ja KCL
2) H2SO4 ja BaCl2
3) H2SO4 ja CuCl2
4) CuS04 ja HCl
9. Pelkistimen edessä oleva kerroin rikkivedyn ja hapen välisessä reaktioyhtälössä on:
1)4
2)3
3)2
4)1
10. Ovatko seuraavat arviot rikin ominaisuuksista oikeita:
a) c kemialliset reaktiot rikillä on sekä hapettimen että pelkistimen ominaisuuksia;
b) hapen kanssa rikki muodostaa vain happamia oksideja
1) vain a on totta
2) vain b on tosi
3) molemmat väitteet ovat oikein
4) molemmat tuomiot ovat vääriä
11. Määritä vastaavuus kemiallisen reaktion yhtälön ja sen tyypin välillä:
Reaktioyhtälö:
Reaktiotyyppi:
1) KMnO4 \u003d K2MnO4 + MnO2 + O2 A) ioninvaihto
B) liitännät
B) korvaaminen
D) neutralointi
D) hapetus-pelkistys
2) Pb(NO3)2+K2S=PbS+2KNO3
3) H2S+Ba(OH)2=BaS+2H20
4) S02+CaO=CASO3
12. Määritä vastaavuus kemiallisen reaktiokaavion ja siinä olevan hapettimen hapetusasteen muutoksen välillä.
Reaktiokaavio:
1) H2S+O2=S02+H20
2) H2SO4 (väk.)+Zn=ZnSO4+H2S+H2O
3) CuS04=CuO+S02+02
4) H2SO4 (väk.)+C=H20+CO2+SO2
Muutos hapetusasteessa:
A)S(+6)=S(+4)
B)S(+4)=S(0)
B)S(2)=S(0)
D)S = S
E)S(+4)=S(+6)
E)S(-2)=S(+4)
13. Käytännössä toteutettavissa olevat reaktiot natriumsulfiittiliuoksen ja -liuosten välillä:
A) kalsiumhydroksidi
B) litiumnitraatti
B) natriumkloridi
D) ammoniumnitraatti
D) typpihappo
E) kupari(II)kloridi
14. Muodosta reaktioyhtälöt, joiden kaavio on:
H2SO4()+Fe=Fe2(SO4)3+.....+H2O
Määritä hapetin ja pelkistysaine.
15. Määritä rikkioksidin (IV) massa, joka saadaan antamalla 71 g natriumsulfiittia reagoida 0,5 mol rikkihapon kanssa.
2) Voiko pinta ruostumattomasta teräksestä käsitelty oksidiepäpuhtauksia sisältävällä hiekalla?
3) Rauta- ja sinkkilevyt upotetaan astiaan rikkihappoliuoksella, jotta ne eivät kosketa. Mitä prosesseja tapahtuu levyjen pinnalla, jos: a) levyt eivät ole yhteydessä toisiinsa b) levyt on kytketty, c) levyt on kytketty virtalähteen napoihin 1) sinkkikatodi; 2) sinkkianodi?
Tarkista vastaukset sähkökemiallisilla yhtälöillä
natriumoksidin kanssa?
3. Magnesium vuorovaikuttaa liuoksen kanssa, jossa on 1) NA2SO4 2) CACL2 3) CuSO4 4) KCL
Voiko joku auttaa minua)) Täydelliseen vuorovaikutukseen bariumnitraattiliuoksen kanssa, jonka tilavuus on 28 ml ja molaarinen suolapitoisuus 0,2 mol / lkaliumkarbonaattiliuos, jonka suolapitoisuus on 0,05 mol / l, vaaditaan vähimmäistilavuudella (ml):
A. 20 B. 40 C. 60 D. 80
№1 Aineet X ja Y muunnoskaaviossa Mg + X-> Y + H2S + H2O ovat vastaavasti: 1) H2SO4 (kons.) ja MgSO4.2) H2SO3 ja MgSO3.Nro 2 Butanaali ja metyylietyyliketoni ovat: 1) homologit, 2) rakenneisomeerit, 3) geometriset isomeerit, 4) sama aine 3) buteeni-2,4) 1-metyylipropanoli-1 nro 4 vuorovaikuttavat keskenään: 1) dietyylieetteri ja natrium, 2) etyyliasetaatti ja kloorivety, 3) etanoli ja kuparihydroksidi 2,4) etanoli ja rautakloridi 3 nro 5 Reaktioyhtälö on käytännössä toteutettavissa vesiliuos on muotoa: 1)Ba(NO3)2+2NaOH=2NaNO3+(BaOH)22. NaNO3 + HC1 = NaCl + HNO3 3. CuSO4 + 2KOH = K2SO4 + Cu(OH) 2 4. Fe2(SO4)3 + 6HNO3 = 2Fe(NO3)3 + 3H2SO4
Kemia...Tarkista olenko oikeassa...ja sain parhaan vastauksen
Vastaus henkilöltä Nadezhda Lyutova[guru]
Ei, väite on täysin väärä. Esitetty myös reaktioyhtälöt. Elektronien rekyylin helppouden mukaan metallit sijaitsevat aktiivisuussarjassa. Na, Ca, Mg - ovat aktiivisempia kuin Zn. Siksi vähemmän aktiivinen metalli (Zn) ei voi syrjäyttää aktiivisempaa metallia suolaliuoksesta. Tämä tarkoittaa, että reaktiot 2,3,4 eivät mene.
Reaktio 1 on mahdollinen, koska Cu on vähemmän aktiivinen metalli aktiivisuussarjassa vedyn oikealla puolella. Zn, aktiivisempana metallina, syrjäyttää Cu:n suolaliuoksista.
Zn + CuSO4 = ZnsO4 + Cu.
Muista: 1) Jokainen toimintosarjan metalli syrjäyttää (palauttaa) kaikki sitä seuraavat metallit suolojensa liuoksista.
2) Mitä kauempana vasemmalla metalli on aktiivisuussarjassa, sitä suurempi sen pelkistyskyky...
Vastaus osoitteesta Aleksei Galushko[guru]
vastaus on oikea, mutta täysin harhaanjohtava päättely (ei loukkaa)
Cu/Cu(2+)-potentiaali on suurempi kuin Zn/Zn(2+), ja se, jolla on enemmän potentiaalia, on hapettava aine. Tulee tällainen reaktio:
CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu
Sinkki on tyypillinen metallielementtien ryhmän edustaja, ja sillä on kaikki niiden ominaisuudet: metallinen kiilto, sitkeys, sähkö- ja lämmönjohtavuus. kuitenkin Kemialliset ominaisuudet sinkki eroavat jonkin verran useimpien metallien perusreaktioista. Alkuaine voi tietyissä olosuhteissa käyttäytyä kuin ei-metalli, esimerkiksi reagoida alkalien kanssa. Tätä ilmiötä kutsutaan amfoteeriseksi. Artikkelissamme tutkimme sinkin fysikaalisia ominaisuuksia sekä tarkastelemme metallille ja sen yhdisteille tyypillisiä reaktioita.
Elementin sijainti jaksollisessa järjestelmässä ja jakautuminen luonnossa
Metalli sijaitsee jaksollisen järjestelmän toisen ryhmän sivualaryhmässä. Sinkin lisäksi se sisältää kadmiumia ja elohopeaa. Sinkki kuuluu d-alkuaineisiin ja on neljännessä jaksossa. Kemiallisissa reaktioissa sen atomit luovuttavat aina viimeisen energiatason elektroneja, joten sellaisissa alkuaineen yhdisteissä kuin oksidi, keskisuolat ja hydroksidi metallin hapetustila on +2. Atomin rakenne selittää kaikki sinkin ja sen yhdisteiden fysikaalis-kemialliset ominaisuudet. Maaperän metallin kokonaispitoisuus on noin 0,01 painoprosenttia. %. Se on osa esimerkiksi mineraaleja, kuten keittiön ja sinkkisekoitusta. Koska niiden sinkkipitoisuus on alhainen, kivet rikastetaan ensin kuiluuuneissa. Useimmat sinkkiä sisältävät mineraalit ovat sulfideja, karbonaatteja ja sulfaatteja. Nämä ovat sinkkisuoloja, joiden kemialliset ominaisuudet ovat niiden käsittelyprosessien, kuten esimerkiksi paahtamisen, taustalla.
Metallin vastaanotto
Sinkkikarbonaatin tai sinkkisulfidin voimakas hapetusreaktio johtaa sen oksidiin. Prosessi tapahtuu leijukerroksessa. Tämä on erikoismenetelmä, joka perustuu hienoksi jauhetun mineraalin ja mukana liikkuvan kuuman ilmasuihkun läheiseen kosketukseen suuri nopeus. Seuraavaksi sinkkioksidi ZnO pelkistetään koksilla ja muodostuneet metallihöyryt poistetaan reaktiopallosta. Toinen tapa saada metallia, joka perustuu sinkin ja sen yhdisteiden kemiallisiin ominaisuuksiin, on sinkkisulfaattiliuoksen elektrolyysi. Se on redox-reaktio, joka tapahtuu sähkövirran vaikutuksesta. Erittäin puhdas metalli kerrostetaan sitten elektrodille.
Fyysinen ominaisuus
sinertävä hopea, normaaleissa olosuhteissa hauras metalli. Lämpötila-alueella 100° - 150° sinkki muuttuu joustavaksi ja voidaan rullata levyiksi. Yli 200° kuumennettaessa metalli muuttuu epätavallisen hauraaksi. Ilmakehän hapen vaikutuksesta sinkin palaset peitetään ohuella oksidikerroksella, ja edelleen hapettuessaan se muuttuu hydroksokarbonaatiksi, joka toimii suojana ja estää metallin vuorovaikutuksen ilmakehän hapen kanssa. Sinkin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet liittyvät toisiinsa. Tarkastellaan tätä esimerkkiä metallin vuorovaikutuksesta veden ja hapen kanssa.
Vakava hapettuminen ja reaktio veden kanssa
Ilmassa voimakkaasti kuumennettaessa sinkkilastut palavat sinisellä liekillä muodostaen sinkkioksidia.
Sillä on amfoteerisia ominaisuuksia. Punaisen kuumaan lämmitetyssä vesihöyryssä metalli syrjäyttää vedyn H2O-molekyyleistä, lisäksi muodostuu sinkkioksidia. Aineen kemialliset ominaisuudet osoittavat sen kyvyn olla vuorovaikutuksessa sekä happojen että alkalien kanssa.
Redox-reaktiot, joihin liittyy sinkkiä
Koska metallien aktiivisuussarjan alkuaine tulee ennen vetyä, se pystyy syrjäyttämään sen happomolekyyleistä.
Sinkin ja happojen väliset reaktiotuotteet riippuvat kahdesta tekijästä:
- hapon tyyppi
- sen keskittyminen
sinkkioksidi
Valkoinen huokoinen jauhe, joka muuttuu keltaiseksi kuumennettaessa ja palaa alkuperäiseen väriensä jäähtyessään, on metallioksidia. Sinkkioksidin kemialliset ominaisuudet, sen happojen ja emästen kanssa tapahtuvan vuorovaikutuksen reaktioyhtälöt vahvistavat yhdisteen amfoteerisen luonteen. Joten aine ei voi reagoida veden kanssa, mutta on vuorovaikutuksessa sekä happojen että alkalien kanssa. Reaktiotuotteet ovat keskimääräisiä suoloja (jos kyseessä on vuorovaikutus happojen kanssa) tai kompleksisia yhdisteitä - tetrahydroksosinkaatteja.
Sinkkioksidia käytetään valkoisen maalin valmistuksessa, jota kutsutaan sinkkivalkoiseksi. Dermatologiassa aine on osa voiteita, jauheita ja tahnoja, joilla on tulehdusta ehkäisevä ja ihoa kuivaava vaikutus. Suurin osa tuotetusta sinkkioksidista käytetään kumin täyteaineena. Jatkamalla sinkin ja sen yhdisteiden kemiallisten ominaisuuksien tutkimista, harkitse hydroksidia Zn(OH) 2 .
Sinkkihydroksidin amfoteerinen luonne
Valkoinen sakka, joka saostuu alkalin vaikutuksesta metallisuolojen liuoksiin, on sinkin emäs. Yhdiste liukenee nopeasti happojen tai emästen vaikutuksesta. Ensimmäinen reaktiotyyppi päättyy keskisuurten suolojen muodostumiseen, toinen - sinkaatteihin. Monimutkaisia suoloja - hydroksosinkaatteja - on eristetty kiinteässä muodossa. Sinkkihydroksidin ominaisuus on sen kyky liueta ammoniakin vesiliuokseen muodostaen tetraamminsinkkihydroksidia ja vettä. Sinkkiemäs on heikko elektrolyytti, joten sekä sen keskimääräiset suolat että sinkaatit vesiliuoksissa ovat alttiita hydrolyysille, eli niiden ionit ovat vuorovaikutuksessa veden kanssa ja muodostavat sinkkihydroksidimolekyylejä. Metallisuolojen liuokset, kuten kloridi tai nitraatti, ovat happamia johtuen ylimääräisten vetyionien kerääntymisestä.
Sinkkisulfaatin ominaisuudet
Aiemmin harkitsemamme sinkin kemialliset ominaisuudet, erityisesti sen reaktiot laimean sulfaattihapon kanssa, vahvistavat keskimääräisen suolan - sinkkisulfaatin - muodostumisen. Nämä ovat värittömiä kiteitä, jotka kuumennetaan 600 °C:seen ja sitä korkeampaan, saat oksosulfaatteja ja rikkitrioksidia. Edelleen kuumennettaessa sinkkisulfaatti muuttuu sinkkioksidiksi. Suola liukenee veteen ja glyseriiniin. Aine eristetään liuoksesta 39 °C:n lämpötiloissa kiteisenä hydraatin muodossa, jonka kaava on ZnSO 4 × 7H 2 O. Tässä muodossa sitä kutsutaan sinkkisulfaatiksi.
Lämpötila-alueella 39-70° saadaan heksahydraattisuola, ja yli 70°:n kiteisen hydraatin koostumukseen jää vain yksi molekyyli vettä. Sinkkisulfaatin fysikaalis-kemialliset ominaisuudet mahdollistavat sen käytön valkaisuaineena paperin valmistuksessa, kivennäislannoitteena kasvinviljelyssä, päällysteena kotieläinten ja siipikarjan ruokavaliossa. Tekstiiliteollisuudessa yhdistettä käytetään viskoosikankaiden valmistuksessa, kintsin värjäyksessä.
Sinkkisulfaattia sisältyy myös elektrolyyttiliuoksen koostumukseen, jota käytetään galvanoinnissa rauta- tai terästuotteiden sinkkikerroksella diffuusimenetelmällä tai kuumasinkimällä. Sinkkikerros suojaa tällaisia rakenteita korroosiolta pitkään. Kun otetaan huomioon sinkin kemialliset ominaisuudet, on huomattava, että olosuhteissa, joissa veden suolapitoisuus on korkea, lämpötilan ja ilman kosteuden huomattavia vaihteluita, galvanointi ei anna toivottua vaikutusta. Siksi metalliseokset kuparin, magnesiumin ja alumiinin kanssa ovat löytäneet laajan sovelluksen teollisuudessa.
Sinkkiä sisältävien metalliseosten käyttö
Monien kemikaalien, kuten ammoniakin, kuljettamiseen putkistojen kautta vaaditaan erityisiä vaatimuksia sen metallin koostumukselle, josta putket valmistetaan. Ne on valmistettu raudan seoksista magnesiumin, alumiinin ja sinkin kanssa, ja niillä on korkea korroosionkestävyys aggressiivisen kemiallisen ympäristön vaikutuksilta. Lisäksi sinkki parantaa metalliseosten mekaanisia ominaisuuksia ja eliminoi epäpuhtauksien, kuten nikkelin ja kuparin, haitallisia vaikutuksia. Kupari- ja sinkkiseoksia käytetään laajalti teollisissa elektrolyysiprosesseissa. Säiliöautoja käytetään jalostettujen tuotteiden kuljettamiseen. Ne on rakennettu alumiiniseokset sisältää magnesiumin, kromin ja mangaanin lisäksi suuren osan sinkkiä. Tämän koostumuksen materiaaleilla ei ole vain korkeat korroosionesto-ominaisuudet ja lisääntynyt lujuus, vaan myös kryogeeninen kestävyys.
Sinkin rooli ihmiskehossa
Zn-pitoisuus soluissa on 0,0003 %, joten se luokitellaan hivenaineeksi. Sinkin ja sen yhdisteiden kemiallisilla ominaisuuksilla, reaktioilla on tärkeä rooli aineenvaihdunnassa ja homeostaasin normaalin tason ylläpitämisessä sekä solun että koko organismin tasolla. Metalli-ionit ovat osa tärkeitä entsyymejä ja muita biologisesti aktiivisia aineita. Tiedetään esimerkiksi sinkin vakavasta vaikutuksesta miesten lisääntymisjärjestelmän muodostumiseen ja toimintaan. Se on osa testosteronihormonin koentsyymiä, joka on vastuussa siemennesteen hedelmällisyydestä ja toissijaisten seksuaalisten ominaisuuksien muodostumisesta. Toisen tärkeän hormonin - insuliinin - ei-proteiiniosa, jota tuottavat haiman Langerhansin saarekkeiden beetasolut, sisältää myös hivenaine. Kehon immuunitilanne on myös suoraan yhteydessä Zn +2 -ionien pitoisuuteen soluissa, joita löytyy kateenkorvahormonista - tymuliinista ja tymopoietiinista. Suuri sinkin pitoisuus rekisteröidään ytimen rakenteissa - kromosomeissa, jotka sisältävät deoksiribonukleiinihappoa ja osallistuvat solun perinnöllisen tiedon siirtoon.
Artikkelissamme tutkimme sinkin ja sen yhdisteiden kemiallisia toimintoja ja määritimme myös sen roolin ihmiskehon elämässä.
Kupari (Cu) kuuluu d-alkuaineisiin ja sijaitsee D.I. Mendelejevin jaksollisen järjestelmän IB-ryhmässä. Perustilassa olevan kupariatomin elektroninen konfiguraatio kirjoitetaan muodossa 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 odotetun kaavan 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 9 4s 2 sijaan. Toisin sanoen kupariatomin tapauksessa havaitaan niin sanottu "elektronihyppy" 4s-alatasolta 3d-alatasolle. Kuparille nollan lisäksi hapetustilat +1 ja +2 ovat mahdollisia. Hapetusaste +1 on altis epäsuhtautumiseen ja on stabiili vain liukenemattomissa yhdisteissä, kuten CuI, CuCl, Cu20 jne., sekä monimutkaisissa yhdisteissä, esimerkiksi Cl ja OH. Hapetustilassa +1 olevilla kupariyhdisteillä ei ole tiettyä väriä. Joten kupari(I)oksidi voi kiteiden koosta riippuen olla tummanpunaista (isot kiteet) ja keltaista (pienet kiteet), CuCl ja CuI ovat valkoisia ja Cu 2 S on musta-sininen. Kemiallisesti vakaampi on kuparin hapetusaste, joka on +2. Suolat, jotka sisältävät kuparia tietyssä hapetustilassa, ovat väriltään sinisiä ja sinivihreitä.
Kupari on erittäin pehmeä, muokattava ja sitkeä metalli, jolla on korkea sähkön- ja lämmönjohtavuus. Metallisen kuparin väri on puna-vaaleanpunainen. Kupari on metallien aktiivisuussarjassa vedyn oikealla puolella, ts. viittaa matala-aktiivisiin metalleihin.
hapen kanssa
Normaaleissa olosuhteissa kupari ei ole vuorovaikutuksessa hapen kanssa. Lämpöä tarvitaan, jotta niiden välinen reaktio etenee. Riippuen hapen yli- tai puutteesta ja lämpötilaolosuhteista, se voi muodostaa kupari(II)oksidia ja kupari(I)oksidia:
rikin kanssa
Rikin reaktio kuparin kanssa, riippuen suoritusolosuhteista, voi johtaa sekä kupari(I)sulfidin että kupari(II)sulfidin muodostumiseen. Kun jauhemaisen Cu:n ja S:n seos kuumennetaan 300-400 °C:n lämpötilaan, muodostuu kupari(I)sulfidia:
Rikin puuttuessa ja reaktio suoritetaan yli 400 °C:n lämpötilassa, muodostuu kupari(II)sulfidia. Kuitenkin enemmän yksinkertaisella tavalla kupari(II)sulfidin saaminen yksinkertaisista aineista on kuparin vuorovaikutus hiilidisulfidiin liuenneen rikin kanssa:
Tämä reaktio tapahtuu klo huonelämpötila.
halogeenien kanssa
Kupari reagoi fluorin, kloorin ja bromin kanssa muodostaen kanssa halogenideja yleinen kaava CuHal 2, jossa Hal on F, Cl tai Br:
Cu + Br 2 = CuBr 2
Jodin, halogeenien heikoimman hapettimen, tapauksessa muodostuu kupari(I)jodidia:
Kupari ei ole vuorovaikutuksessa vedyn, typen, hiilen ja piin kanssa.
hapettamattomien happojen kanssa
Lähes kaikki hapot ovat ei-hapettavia happoja, paitsi väkevä rikkihappo ja minkä tahansa pitoisuuden typpihappo. Koska ei-hapettavat hapot pystyvät hapettamaan vain metalleja, jotka ovat aktiivisuussarjassa vetyyn asti; tämä tarkoittaa, että kupari ei reagoi tällaisten happojen kanssa.
hapettavien happojen kanssa
- väkevä rikkihappo
Kupari reagoi väkevän rikkihapon kanssa sekä kuumennettaessa että huoneenlämpötilassa. Kuumennettaessa reaktio etenee yhtälön mukaisesti:
Koska kupari ei ole vahva pelkistävä aine, rikki pelkistyy tässä reaktiossa vain hapetustilaan +4 (SO 2:ssa).
- laimealla typpihapolla
Kuparin reaktio laimean HNO 3:n kanssa johtaa kupari(II)nitraatin ja typpimonoksidin muodostumiseen:
3Cu + 8HNO3 (diff.) = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2O
- väkevällä typpihapolla
Väkevä HNO 3 reagoi helposti kuparin kanssa normaaleissa olosuhteissa. Ero kuparin ja väkevän typpihapon välisen reaktion ja laimean typpihapon kanssa tapahtuvan vuorovaikutuksen välillä on typen pelkistymisen tuotteessa. Väkevän HNO 3:n tapauksessa typpi pelkistyy vähemmässä määrin: typpioksidin (II) sijasta muodostuu typpioksidia (IV), mikä liittyy väkevän hapon typpihappomolekyylien suurempaan kilpailuun pelkistimen elektroneista ( Cu):
Cu + 4HNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
ei-metallioksidien kanssa
Kupari reagoi joidenkin ei-metallioksidien kanssa. Esimerkiksi oksideilla, kuten NO2, NO, N20, kupari hapettuu kupari(II)oksidiksi ja typpi pelkistyy hapetusasteeseen 0, ts. muodostuu yksinkertainen aine N 2:
Rikkidioksidin tapauksessa muodostuu yksinkertaisen aineen (rikin) sijasta kupari(I)sulfidia. Tämä johtuu siitä, että kupari rikin kanssa, toisin kuin typpi, reagoi:
metallioksidien kanssa
Sintrattaessa metallista kuparia kuparioksidilla (II) lämpötilassa 1000-2000 °C, kuparioksidia (I) voidaan saada:
Myös metallinen kupari voi pelkistää rauta(III)oksidin kalsinoituessaan rauta(II)oksidiksi:
metallisuolojen kanssa
Kupari syrjäyttää vähemmän aktiivisia metalleja (sen oikealla puolella aktiivisuussarjassa) niiden suoloista:
Cu + 2AgNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + 2Ag ↓
Myös mielenkiintoinen reaktio tapahtuu, jossa kupari liukenee aktiivisemman metallin - raudan suolaan hapetustilassa +3. Ristiriitoja ei kuitenkaan ole, koska kupari ei syrjäytä rautaa suolastaan, vaan vain palauttaa sen hapetustilasta +3 hapetustilaan +2:
Fe 2 (SO 4) 3 + Cu \u003d CuSO 4 + 2FeSO 4
Cu + 2FeCl 3 = CuCl 2 + 2FeCl 2
Jälkimmäistä reaktiota käytetään mikropiirien valmistuksessa kuparilevyjen syövytysvaiheessa.
Kuparin korroosio
Kupari syövyttää ajan myötä joutuessaan alttiiksi kosteudelle, hiilidioksidille ja ilmakehän hapelle:
2Cu + H 2 O + CO 2 + O 2 \u003d (CuOH) 2 CO 3
Tämän reaktion seurauksena kuparituotteet peitetään löysällä sinivihreällä kupari(II)hydroksokarbonaattipinnoitteella.
Sinkin kemialliset ominaisuudet
Sinkki Zn kuuluu IV jakson IIB-ryhmään. Kemiallisen alkuaineen atomien valenssiorbitaalien elektroninen konfiguraatio perustilassa 3d 10 4s 2 . Sinkille vain yksi hapetusaste on mahdollinen, yhtä suuri kuin +2. Sinkkioksidilla ZnO ja sinkkihydroksidilla Zn(OH) 2 on selvät amfoteeriset ominaisuudet.
Sinkki tummuu, kun sitä varastoidaan ilmassa ja peittyy ohuella ZnO-oksidikerroksella. Hapetus etenee erityisen helposti korkeassa kosteudessa ja hiilidioksidin läsnä ollessa reaktion seurauksena:
2Zn + H 2 O + O 2 + CO 2 → Zn 2 (OH) 2 CO 3
Sinkkihöyry palaa ilmassa ja ohut sinkkikaistale polttimen liekissä hehkumisen jälkeen palaa siinä vihertävällä liekillä:
Kuumennettaessa metallisinkki on myös vuorovaikutuksessa halogeenien, rikin ja fosforin kanssa:
Sinkki ei reagoi suoraan vedyn, typen, hiilen, piin ja boorin kanssa.
Sinkki reagoi hapettamattomien happojen kanssa vapauttaen vetyä:
Zn + H 2SO 4 (20 %) → ZnSO 4 + H 2
Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H2
Teollisuussinkki liukenee erityisen helposti happoihin, koska se sisältää muiden vähemmän aktiivisten metallien, erityisesti kadmiumin ja kuparin, epäpuhtauksia. Erittäin puhdas sinkki kestää happoja tietyistä syistä. Reaktion nopeuttamiseksi saatetaan näyte erittäin puhdasta sinkkiä kosketuksiin kuparin kanssa tai happoliuokseen lisätään pieni määrä kuparisuolaa.
800-900 o C:n lämpötilassa (punalämpö) sulassa tilassa oleva metallisinkki on vuorovaikutuksessa tulistetun vesihöyryn kanssa vapauttaen siitä vetyä:
Zn + H 2 O \u003d ZnO + H 2
Sinkki reagoi myös hapettavien happojen: väkevän rikki- ja typpihapon kanssa.
Sinkki aktiivisena metallina voi muodostua väkevän rikkihapon kanssa rikkidioksidi, alkuainerikki ja jopa rikkivety.
Zn + 2H 2SO 4 \u003d ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
Typpihapon pelkistystuotteiden koostumus määräytyy liuoksen pitoisuuden mukaan:
Zn + 4HNO 3 (konsentr.) = Zn(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
3Zn + 8HNO 3 (40 %) = 3Zn(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2O
4Zn + 10HNO 3 (20 %) = 4Zn (NO 3) 2 + N 2 O + 5 H 2 O
5Zn + 12HNO 3 (6 %) = 5Zn(NO 3) 2 + N 2 + 6H 2 O
4Zn + 10HNO3 (0,5 %) = 4Zn(NO 3) 2 + NH4NO3 + 3H 2O
Prosessin suuntaan vaikuttavat myös lämpötila, hapon määrä, metallin puhtaus ja reaktioaika.
Sinkki reagoi alkaliliuosten kanssa muodostaen tetrahydroksosinkaatit ja vety:
Zn + 2NaOH + 2H 2O \u003d Na2 + H2
Zn + Ba (OH) 2 + 2H 2 O \u003d Ba + H 2
Vedettömän alkalin kanssa sinkkiä muodostuu sulatettuna sinkittää ja vety:
Erittäin emäksisessä ympäristössä sinkki on erittäin voimakas pelkistävä aine, joka pystyy pelkistämään nitraateissa ja nitriiteissä olevan typen ammoniakiksi:
4Zn + NaNO3 + 7NaOH + 6H2O → 4Na2 + NH3
Kompleksoitumisen vuoksi sinkki liukenee hitaasti ammoniakkiliuokseen pelkistäen vetyä:
Zn + 4NH 3 H 2 O → (OH) 2 + H 2 + 2 H 2 O
Sinkki palauttaa myös vähemmän aktiivisia metalleja (sen oikealla puolella aktiivisuussarjassa) niiden suolojen vesiliuoksista:
Zn + CuCl 2 \u003d Cu + ZnCl 2
Zn + FeSO 4 \u003d Fe + ZnSO 4
Kromin kemialliset ominaisuudet
Kromi on jaksollisen järjestelmän VIB-ryhmän elementti. Kromiatomin elektroninen konfiguraatio kirjoitetaan muodossa 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1, ts. kromin ja kupariatomin tapauksessa havaitaan ns. "elektronin liukuminen"
Kromin yleisimmin esiintyvät hapetustilat ovat +2, +3 ja +6. Ne on syytä muistaa, ja kemian USE-ohjelman puitteissa voimme olettaa, että kromilla ei ole muita hapetustiloja.
Normaaleissa olosuhteissa kromi kestää korroosiota sekä ilmassa että vedessä.
Vuorovaikutus ei-metallien kanssa
hapen kanssa
Yli 600 o C:n lämpötilaan lämmitetty jauhemainen metallikromi palaa puhtaassa hapessa muodostaen kromi(III)oksidia:
4Cr + 3O 2 = o t=> 2Cr 2 O 3
halogeenien kanssa
Kromi reagoi kloorin ja fluorin kanssa alhaisemmissa lämpötiloissa kuin hapen kanssa (250 ja 300 o C:ssa):
2Cr + 3F 2 = o t=> 2CrF 3
2Cr + 3Cl 2 = o t=> 2CrCl 3
Kromi reagoi bromin kanssa punaisessa lämpölämpötilassa (850-900 o C):
2Cr + 3Br 2 = o t=> 2CrBr 3
typen kanssa
Metallinen kromi on vuorovaikutuksessa typen kanssa yli 1000 o C:n lämpötiloissa:
2Cr + N2 = ot=> 2CrN
rikin kanssa
Rikin kanssa kromi voi muodostaa sekä kromi(II)sulfidia että kromi(III)sulfidia rikin ja kromin suhteista riippuen:
Cr+S= o t=> CRS
2Cr+3S= o t=> Cr 2 S 3
Kromi ei reagoi vedyn kanssa.
Vuorovaikutus monimutkaisten aineiden kanssa
Vuorovaikutus veden kanssa
Kromi kuuluu keskiaktiivisiin metalleihin (sijaitsee alumiinin ja vedyn välisessä metallien aktiivisuussarjassa). Tämä tarkoittaa, että reaktio etenee kuuman kromin ja tulistetun vesihöyryn välillä:
2Cr + 3H20 = o t=> Cr 2 O 3 + 3H 2
Vuorovaikutus happojen kanssa
Kromi passivoituu normaaleissa olosuhteissa väkevällä rikki- ja typpihapolla, mutta se liukenee niihin kiehuessaan hapettuessaan hapetustilaan +3:
Cr + 6HNO3 (konsentr.) = t o=> Cr(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O
2Cr + 6H2S04 (väk.) = t o=> Cr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O
Laimean typpihapon tapauksessa typen pelkistyksen päätuote on yksinkertainen aine N 2:
10Cr + 36HNO 3 (razb) \u003d 10Cr (NO 3) 3 + 3N 2 + 18H 2 O
Kromi sijaitsee aktiivisuussarjassa vedyn vasemmalla puolella, mikä tarkoittaa, että se pystyy vapauttamaan H2:ta hapettamattomien happojen liuoksista. Tällaisten reaktioiden aikana ilmakehän hapen puuttuessa muodostuu kromi(II)suoloja:
Cr + 2HCl \u003d CrCl 2 + H 2
Cr + H 2 SO 4 (razb.) \u003d CrSO 4 + H 2
Kun reaktio suoritetaan ulkoilmassa, kaksiarvoinen kromi hapettuu välittömästi ilman hapen vaikutuksesta hapetusasteeseen +3. Tässä tapauksessa esimerkiksi yhtälö kanssa suolahappo tulee muodossa:
4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl3 + 6H2O
Kun kromimetallia sulatetaan vahvojen hapettimien kanssa alkalien läsnä ollessa, kromi hapettuu hapetusasteeseen +6, jolloin muodostuu kromaatit:
Raudan kemialliset ominaisuudet
Rauta Fe, kemiallinen alkuaine ryhmässä VIIIB ja jonka sarjanumero on 26 jaksollisessa taulukossa. Rautaatomin elektronien jakautuminen on seuraava: 26 Fe1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 eli rauta kuuluu d-alkuaineisiin, koska d-alataso täyttyy sen tapauksessa. Se on tyypillisin kahdelle hapetusasteelle +2 ja +3. FeOoksidilla ja Fe(OH)2-hydroksidilla on emäksiset ominaisuudet hallitsevia, Fe 2 O 3 -oksidi ja Fe(OH) 3 -hydroksidi ovat selvästi amfoteerisia. Joten raudan oksidi ja hydroksidi (lll) liukenevat jossain määrin keitettäessä konsentroituihin alkaliliuoksiin ja reagoivat myös vedettömien alkalien kanssa fuusion aikana. On huomattava, että raudan hapetusaste +2 on erittäin epävakaa ja siirtyy helposti hapetustilaan +3. Rautayhdisteet tunnetaan myös harvinaisessa hapetustilassa +6 - ferraatit, olemattoman "rautahapon" H 2 FeO 4 suolat. Nämä yhdisteet ovat suhteellisen stabiileja vain kiinteässä tilassa tai voimakkaasti alkalisissa liuoksissa. Väliaineen riittämättömällä alkaliteetilla ferraatit hapettavat nopeasti jopa veden vapauttaen siitä happea.
Vuorovaikutus yksinkertaisten aineiden kanssa
Hapen kanssa
Puhtaassa hapessa poltettuna rauta muodostaa ns rauta- mittakaavassa, jolla on kaava Fe 3 O 4 ja edustaa itse asiassa sekaoksidia, jonka koostumus voidaan ehdollisesti esittää kaavalla FeO∙Fe 2 O 3. Raudan palamisreaktio on muotoa:
3Fe + 2O 2 = t o=> Fe3O4
Rikin kanssa
Kuumennettaessa rauta reagoi rikin kanssa muodostaen rautasulfidia:
Fe+S= t o=> FeS
Tai rikkiylimäärällä rauta disulfidi:
Fe + 2S = t o=> FeS2
Halogeeneilla
Kaikilla halogeeneilla jodia lukuun ottamatta metallinen rauta hapettuu hapetusasteeseen +3, jolloin muodostuu rautahalogenideja (lll):
2Fe + 3F 2 = t o=> 2FeF 3 - rautafluoridi (lll)
2Fe + 3Cl 2 = t o=> 2FeCl 3 - rautakloridi (lll)
Jodi, halogeenien heikoin hapetin, hapettaa raudan vain hapetusasteeseen +2:
Fe + I 2 = t o=> FeI 2 - rautajodidi (ll)
On huomattava, että ferrirautayhdisteet hapettavat helposti jodidi-ioneja vesiliuoksessa vapaaksi jodiksi I 2 samalla kun ne palautuvat hapetustilaan +2. Esimerkkejä vastaavista FIPI-pankin reaktioista:
2FeCl 3 + 2KI = 2FeCl 2 + I 2 + 2KCl
2Fe(OH)3 + 6HI = 2FeI2 + I2 + 6H2O
Fe 2 O 3 + 6HI \u003d 2FeI 2 + I 2 + 3H 2 O
Vedyn kanssa
Rauta ei reagoi vedyn kanssa (vain alkalimetallit ja maa-alkalimetallit reagoivat metallien vedyn kanssa):
Vuorovaikutus monimutkaisten aineiden kanssa
Vuorovaikutus happojen kanssa
Ei-hapettavilla hapoilla
Koska rauta sijaitsee aktiivisuussarjassa vedyn vasemmalla puolella, tämä tarkoittaa, että se pystyy syrjäyttämään vetyä hapettamattomista hapoista (melkein kaikki hapot paitsi H 2 SO 4 (konsentr.) ja HNO 3, minkä pitoisuuden tahansa):
Fe + H 2 SO 4 (diff.) \u003d FeSO 4 + H 2
Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2
Tällaiseen temppuun on kiinnitettävä huomiota kokeen tehtävissä, kysymyksenä aiheesta, mihin hapetusasteeseen rauta hapettuu, kun se altistuu laimealle ja väkevälle suolahapolle. Oikea vastaus on molemmissa tapauksissa +2.
Loukku tässä piilee intuitiivisessa odotuksessa raudan syvemmästä hapettumisesta (jopa s.o. +3) sen vuorovaikutuksessa väkevän suolahapon kanssa.
Vuorovaikutus hapettavien happojen kanssa
Rauta ei normaaleissa olosuhteissa reagoi väkevän rikki- ja typpihapon kanssa passivoitumisen vuoksi. Se kuitenkin reagoi niiden kanssa keitettäessä:
2Fe + 6H2S04 = o t=> Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O
Fe + 6HNO 3 = o t=> Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O
Huomaa, että laimea rikkihappo hapettaa raudan hapetusasteeseen +2 ja väkevöityy +3:een.
Raudan korroosio (ruoste).
Kosteassa ilmassa rauta ruostuu hyvin nopeasti:
4Fe + 6H 2O + 3O 2 \u003d 4Fe (OH) 3
Rauta ei reagoi veden kanssa ilman happea normaaliolosuhteissa eikä keitettynä. Reaktio veden kanssa etenee vain punaisen lämpölämpötilan yläpuolella (> 800 °C). nuo..
Sinkki on toisen ryhmän sivualaryhmän, D. I. Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollisen järjestelmän neljännen jakson elementti, atominumerolla 30. Sitä merkitään symbolilla Zn (lat. Zincum). Yksinkertainen sinkki on normaaleissa olosuhteissa hauras sinertävä siirtymämetalli valkoinen väri(tummuu ilmassa, peittyy ohuella sinkkioksidikerroksella).
Neljännellä jaksolla sinkki on viimeinen d-alkuaine, sen valenssielektroni 3d 10 4s 2 . Koulutuksessa kemialliset sidokset vain ulkoisen energiatason elektronit ovat mukana, koska d10-konfiguraatio on erittäin vakaa. Yhdisteissä sinkin hapetusaste on +2.
Sinkki on reaktiivinen metalli, sillä on selvät pelkistävät ominaisuudet, sen aktiivisuus on huonompi kuin maa-alkalimetallit. Näyttää amfoteeriset ominaisuudet.
Sinkin vuorovaikutus ei-metallien kanssa
Kun sitä kuumennetaan voimakkaasti ilmassa, se palaa kirkkaalla sinertävällä liekillä muodostaen sinkkioksidia:
2Zn + O2 → 2ZnO.
Sytytettynä se reagoi voimakkaasti rikin kanssa:
Zn + S → ZnS.
Se reagoi halogeenien kanssa normaaleissa olosuhteissa vesihöyryn läsnä ollessa katalyyttinä:
Zn + Cl2 → ZnCl2.
Fosforihöyryn vaikutuksesta sinkkiin muodostuu fosfideja:
Zn + 2P → ZnP2 tai 3Zn + 2P → Zn3P2.
Sinkki ei ole vuorovaikutuksessa vedyn, typen, boorin, piin tai hiilen kanssa.
Sinkin vuorovaikutus veden kanssa
Reagoi vesihöyryn kanssa punaisessa lämmössä muodostaen sinkkioksidia ja vetyä:
Zn + H 2 O → ZnO + H 2.
Sinkin vuorovaikutus happojen kanssa
Metallien sähkökemiallisessa jännitesarjassa sinkki on ennen vetyä ja syrjäyttää sen hapettamattomista hapoista:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2;
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2.
Reagoi laimean typpihapon kanssa muodostaen sinkkinitraattia ja ammoniumnitraattia:
4Zn + 10HNO3 → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O.
Reagoi väkevien rikki- ja typpihappojen kanssa muodostaen sinkkisuolan ja hapon pelkistystuotteita:
Zn + 2H 2SO 4 → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2O;
Zn + 4HNO 3 → Zn(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
Sinkin vuorovaikutus alkalien kanssa
Reagoi alkaliliuosten kanssa muodostaen hydroksokomplekseja:
Zn + 2NaOH + 2H 2O → Na 2 + H2
sulautuessaan se muodostaa sinkkiä:
Zn + 2KOH → K2 Zn02 + H2.
Vuorovaikutus ammoniakin kanssa
Kaasumainen ammoniakki 550–600 °C:ssa muodostaa sinkkinitridiä:
3Zn + 2NH3 → Zn3N2 + 3H2;
liukenee ammoniakin vesiliuokseen muodostaen tetraamminsinkkihydroksidia:
Zn + 4NH3 + 2H 2O → (OH) 2 + H2.
Sinkin vuorovaikutus oksidien ja suolojen kanssa
Sinkki syrjäyttää metallit sen oikealla puolella olevassa jännitysrivissä suolojen ja oksidien liuoksista:
Zn + CuS04 → Cu + ZnS04;
Zn + CuO → Cu + ZnO.
Sinkki(II)oksidi ZnO
- valkoiset kiteet saavat kuumennettaessa keltaisen värin. Tiheys 5,7 g/cm3, sublimaatiolämpötila 1800°C. Yli 1000 °C:n lämpötiloissa se pelkistetään metalliseksi sinkiksi hiilen, hiilimonoksidin ja vedyn avulla:
ZnO + C → Zn + CO;
ZnO + CO → Zn + CO 2;
ZnO + H2 → Zn + H2O.
Ei ole vuorovaikutuksessa veden kanssa. Näyttää amfoteerisia ominaisuuksia, reagoi happojen ja emästen liuosten kanssa:
ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H20;
ZnO + 2NaOH + H2O → Na 2.
Kun se sulautuu metallioksidien kanssa, se muodostaa sinkkihappoja:
ZnO + CoO → CoZnO 2 .
Kun se on vuorovaikutuksessa ei-metallioksidien kanssa, se muodostaa suoloja, joissa se on kationi:
2ZnO + SiO 2 → Zn 2 SiO 4,
ZnO + B 2 O 3 → Zn(BO 2) 2.
Sinkki(II)hydroksidi Zn(OH)2
- väritön kiteinen tai amorfinen aine. Tiheys 3,05 g / cm 3, yli 125 °C:n lämpötiloissa hajoaa:
Zn(OH)2 → ZnO + H2O.
Sinkkihydroksidilla on amfoteerisia ominaisuuksia, se liukenee helposti happoihin ja emäksiin:
Zn(OH)2 + H2S04 → ZnS04 + 2H20;
Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2;
liukenee myös helposti vesipitoiseen ammoniakkiin muodostaen tetraamminsinkkihydroksidia:
Zn(OH)2 + 4NH3 → (OH)2.
Se saadaan valkoisen sakan muodossa, kun sinkkisuolat reagoivat alkalien kanssa:
ZnCl2 + 2NaOH → Zn(OH)2 + 2NaCl.