14. skupina Flashcards
(8 cards)
Výroba elementárních kovů z jejich rud
Ge: z germanitu
GeS2 + 3O2 → GeO2 + 2SO2
GeO2 + 2H2 → Ge + 2H2O (1000°C, kat. Si)
nebo z popílku při spalování některých uhlí, provází též Zn v jeho rudách
Sn: Cín se získává převážně z cínových rud, jako je kasiterit (SnO2).
b. Nejčastější metodou je redukce cínového oxidu (SnO2) uhlíkem (C) za vysokých teplot (přibližně 1200-1300 °C):
SnO2 + 2C → Sn + 2CO
Pb:
PbS galenit
pražně redukční: PbS + O2 → PbO + SO2
PbO + C → Pb + CO (redukce uhlíkem)
(PbO + CO → Pb + CO2) (CO silnější redukovadlo)
pražně reakční: PbS + O2 → PbO + SO2
PbS + PbO → Pb + SO2
rafinace – elektrolýza
typické oxidační stavy a jejich preference u jednotlivých prvků
typická mocenství – Me2+ a Me4+ (elektronová 20, elektronová 18)
Ge 4+
Sn 4+, méně běžný 2+, neběžný 3+
Pb 2+, 4+, (1+, 3+ specifické slouč.)
stabilita prvků, pasivace, odolnost vůči kys. a zás.
1) Ge a Sn – stálé na vzduchu, Pb – pasivace (PbO + PbCO3)
2) odolné vůči sl. H3O+ resp. sl. OH-
3) + konc HNO3
Ge + HNO3 → prakt. 0
Sn + HNO3 → SnO2 + H2O + NO2
Pb + HNO3 → Pb(NO3)2 + NO2 + H2O
4) reakce s konc. HCl i H2SO4
Sn + HCl → SnCl2 + H2
Sn + H2SO4 → SnSO4 + SO2 + H2
Pb – za studena stálé v důsledku pasivace povrchu
PbCl2 resp. PbSO4 za tepla – obdobné reakce
5) + O2 ( + S) za vyšších teplot
Pb je nejreaktivnější, ale oxiduje se jen na Pb2+ elektronová „20“
Pb → PbO (PbS )
ale
Ge či Sn → GeO2 či SnO2 (GeS2, SnS2) elektronová „18“
7) tavení s OH- na vzduchu
Ge + KOH + O2 → K2GeO3 + H2
Sn, Pb – nereagují
Stabilita a reaktivita oxidů - antikorozní a barevné pigmenty a smalty
O2- a OH-
amfoterní PbO – nejbazičtější
GeO, SnO - ochotně přejdou na Me4+ tj. jsou to redukovadla
Ge(OH)2 + NaOH → Na2GeO3 + H2O + H2 (vodík se redukuje)
Pb(OH)2 + NaOH → Na2[Pb(OH)4] (tetrahydroxoolovnatý)
GeO2, SnO2, PbO2 též amfoterní, kyselejší než MeO
PbO2 – nejméně stabilní → ochotně na Pb2+ tj. oxidovadlo
!!!!! PbO2 + Mn2+ + H3O+ → MnO4- + Pb2+ + H2O !!!!!
všechny kationy Mex+ mají sklon k hydrolýze – nejvíce MeIV, nejméně Pb2+ → hydroxokomplexy → nerozpustné hydratované O2- a OH-
SnO2 – glazury, smalty, vodivé transparentní kontakty
PbO – pro výrobu antikorozních pigmentů (např. Pb3O4), glazur, olovnatých skel
Pigmenty: (PbII + PbIV) - antikorozní nátěry
Pb(OH)2 . 2 PbCO3 olovnatá běloba
PbCrO4 chromová žluť
PbCl2 . 2PbO Turnbullova žluť
Chemické vlastnosti SnCl2 a PbO2
SnCl2:
Lewisova kyselina, redukční činidlo (redukce -NO2 na -NH2)
PbO2:
extrémně silné oxidační činidlo
PbO2 + Mn2+ + H3O+ → MnO4- + Pb2+ + H2O
při zahřívání 2 PbO2 → 2 PbO + O2.
PbO2 + 4 HCl → PbCl4 + 2 H2O (chlad)
PbO2 + 4 HCl → PbCl2 + Cl2+ 2 H2O (teplo)
Chemické procesy v olověném akumulátoru při nabíjení a vybíjení
A: PbO2 + SO4(2-) + 4 H3O+ + 2 e- → PbSO4 + 6 H2O
K: Pb + SO4(2-) → PbSO4 + 2 e-
Pb (s) + PbO2 (s) + 2 SO4(2-) (aq) + 4 H3O+ (aq) ↔ 2 PbSO4 (s) + 6 H2O (l)
nabíjení opačná reakce, →vybíjení
Tetraetylolovo
do olovnatých benzínů dříve
Pb(C2H5)4 – antidetonátor, x klepání motoru
uvolňování do atmosféry ve formě olovnatých oxidů
Sulfidy kovů 14. skupiny.
GeS, GeS2, SnS, SnS2, PbS, NE PbS2
GeS2 - skla pro IR spektráky
SnS2 - fotovoltaika, fotodetektory
PbS - IR detektory, optická zařízení, pigment
