Pentely

1
Pentely prvky V.A skupiny

• charakteristika
• p prvky, valencní elektrony mají v orbitalech s
  a p
• elektronegativita atomu klesá ve skupine s
  rostoucím protonovým císlem atomu
• atomy mají ve valencních orbitalech 5 elektronu
• dusík a fosfor jsou nekovy, arsen je polokov a
  antimon a bismut jsou kovy

2

• dusík (7N)
• výskyt
• dusík tvorí 78,1 objem. procent zemské atmosféry
• rostliny a živocichové obsahují dusík ve forme
  aminokyselin, které tvorí proteiny
• živocichové vylucují dusík ve forme amoniaku,
  mocoviny ci kyseliny mocové

3

• minerály
• ledek draselný salnitr - KNO3
• ledek sodný chilský ledek - NaNO3
• pri prevozu sodného ledku lodí vznikaly casto
  požáry, nebot ledek byl hašený vodní párou a
  horkou vodou
• ohromná ložiska NaNO3 jsou v pustých neobydlených
  pouštních oblastech severního Chile

4
težba ledku v Chile
5
(No Transcript)
6
(No Transcript)
7
(No Transcript)
8

• prumyslová výroba
• destilací zkapalneného vzduchu ( t.v. 196 C )
• laboratorní príprava
• tepelný rozklad dichromanu amonného (NH4)2Cr2O7
• (NH4)2Cr2O7 ? N2 Cr2O3 4H2O

9
termický rozklad dichromanu amonného sopka na
stole
10

• fyzikální vlastnosti
• bezbarvý plyn bez chuti a zápachu
• lehcí než vzduch
• nehorí a horení nepodporuje
• za nízkých teplot a za vysokého tlaku se dá
  zkapalnit

11

• chemické vlastnosti
• molekulový dusík je za bežné teploty nereaktivní
• vysvetlení
• molekuly jsou tvoreny dvema atomy dusíku vázanými
  velice pevnou trojnou vazbou, štepí se až za
  vysokých teplot

12

• využití
• inertní atmosféra
• huštení pneumatik (plynný dusík)
• výroba amoniaku, kyseliny dusicné, dusíkatých
  hnojiv
• ochrana biologických vzorku krve, spermatu
  (kapalný dusík)

13

• slouceniny
• amoniak
• bezbarvý alkalický plyn, zapáchá, jedovatý
• zkapalnitelný
• snadno se rozpouští ve vode a reaguje s ní
• NH3(aq) H2O ? NH4(aq) OH-(aq)

14

• prumyslová výroba
• Haberova-Boschova vysokotlaká redukce dusíku
  vodíkem
• (p 20 MPa, t 400C, katalyzátor Fe)
• N2 3H2 ? 2NH3

15

• chemické vlastnosti
• reaguje s kyselinami za vzniku amonných
  solí2NH3 H2SO4 ? (NH4)2SO4
• na vzduchu horí žlutým plamenem
• neúplné spalování4NH3 3O2 ? 2N2 6H2O
• úplné spalování4NH3 5O2 ? 4NO 6H2O (Pt, t
  800C)2NO O2 ? 2NO2 (Pt, t 400C)

16

• využití
• výroba kyseliny dusicné
• hnojivo ve forme amonných solí

17

• chlorid amonný salmiak
• príprava - reakcí amoniaku s kyselinou
  chlorovodíkovou
• NH3 HCl ? NH4Cl
• bílá krystalická látka,sublimuje, ve vode
  rozpustný
• využití elektrolyt do suchých clánku

18

• sulfid amonný
• ve vode rozpustný
• využití cinidlo v analytické chemii
• síran amonný
• ve vode rozpustný
• využití - dusíkaté hnojivo

19

• dusicnan amonný
• bílá, krystalická látka, rozpustná ve vode,
  bezpecnostní trhavina, hnojivo
• uhlicitan amonný
• bílá, krystalická látka ve vode rozpustná,
  soucástí kyprícího prášku

20

• oxidy
• oxid dusný
• rajský plyn - bezbarvý plyn, nasládlé chuti
• vdechován pusobí nejprve stavy veselosti (odtud
  název rajský plyn) nebo hysterie, pri vyšších
  dávkách útlum až anestetický spánek
• dlouhodobé nebo intenzivní vdechování však muže
  vést k zástave dýchání, nebo prílišnému útlumu
  srdecní cinnosti, prípadne až k zástave srdce, v
  obou prípadech s následkem smrti
• proto je velmi nebezpecné jeho prípadné zneužití
  cicháním jako drogy
• využití - anestetikum, hnací plyn do bombicek na
  prípravu šlehacky

21

• oxid dusnatý bezbarvý, jedovatý plyn, dusivého
  zápachu
• príprava - reakcí medi se zredenou kyselinou
  dusicnou3Cu 8HNO3 ? 3Cu(NO3)2 2NO 4H2O
• vzdušným kyslíkem se oxiduje na oxid dusicitý
• 2NO O2 ? 2NO2

22

• oxid dusicitý
• príprava - reakcí medi s koncentrovanou
  kyselinou dusicnou
• Cu 4HNO3 ? Cu(NO3)2 2NO2 2H2O
• nebo termickým rozkladem dusicnanu olovnatého
• 2Pb(NO3)2 ? 2PbO 4NO2 O2
• hnedocervený, silne jedovatý, zapáchající plyn
• ochlazením pod t -11 C tuhne na ledový dimér
  N2O42NO2 ? N2O4

23

• oxidy NO a NO2 hrají spolu s oxidy síry hlavní
  roli pri tvorbe kyselého dešte
• v Evrope zpusobují asi 1/3 okyselení deštových
  srážek
• oxid dusicitý navíc zpusobuje snižování odolnosti
  vuci virovým onemocnením, bronchitide a zápalu
  plic

24

• kyselina dusitá
• slabá kyselina, stálá jen ve zredených roztocích
• využití príprava / výroba diazoniových solí
• soli dusitany - rozpustné ve vode, nekteré
  hygroskopické (NaNO2, KNO2)
• oxidují se manganistanem draselným (KMnO4 na
  dusicnany )
• dusitan sodný
• príprava/výroba diazoniových solí

25

• kyselina dusicná
• výroba 50 60 kyseliny se uskutecnuje
  katalytickou (Pt) oxidací amoniaku
• 2NH3 5/2O2 ? 2NO 3H2O2NO O2 ? 2NO22NO2
  H2O O2? HNO2 HNO3
• bezvodá se získá destilací koncentrovaného
  roztoku kyseliny v prítomnosti oxidu fosforecného
  nebo bezvodé kyseliny sírové za sníženého tlaku

26

• bezbarvá kapalina, silná kyselina, oxidacní
  vlastnosti, maximální konc. 68
• uchovává se v tmavých lahvích, ponevadž se
  pusobením svetla rozkládá
• 4HNO3 ? 4NO2 2H2O O2
• koncentrovaná pasivuje nekteré kovy (vytvárí
  filmy oxidu, které brání další reakci kovu s
  kyselinami, napr. pasivuje Al, Cu, Fe)

27
(No Transcript)
28

• lucavka královská smes HNO3 a HCl (v pomeru
  13) rozpouští i Au a platinové kovy
• využití
• výroba hnojiv,výbušnin, plastu, léciv, barviv
• soli dusicnany
• rozpustné ve vode
• dusicnany alkalických kovu se zahrátím rozkládají
  na dusitan a kyslík2KNO3 ? 2KNO2 O2
• dusicnan sodný konzervant masných výrobku E
  251

29
fosfor (15 P)

• historie
• Poprvé izolován alchymistou H. Brandtem v roce
  1669 - nechal nekolik dní rozkládat moc, pak ji
  varem silne zahustil a nakonec destiloval pri
  vysokých teplotách za neprístupu vzduchu. Z par
  po kondenzaci pod vodou získal fosfor jako
  voskovitou látku, která na vzduchu ve tme
  svetélkovala.
• název phosphorus (recky phos svetlo, phoros
  nesoucí )
• ceský název kostík se neujal, jako chemický prvek
  byl oznacen až Lavoisierem

30
bílý fosfor
31
za laboratorní teploty se bílý fosfor vznítí, je
samozápalný
32
cervený fosfor
33

• výskyt
• apatit težba poloostrov Kola ( výroba fosforu )
  
• fluoroapatit
• vyskytuje se v živých organismech - kosti, zuby -
  apatit karbonátový 3Ca3(PO4)2CaCO3 H2O
• DNA, RNA, lipidy
• prumyslová výroba
• redukcí fosforecnanu kremenným pískem a koksem v
  elektrické peci2Ca3(PO4)2 6SiO2 ? 6CaSiO3
  P4O10P4O10 10C ? P4 10CO (t 1500C)

34

• fosfor vzniká ve forme par, které jsou chlazeny
  pod vodou, vzniká tak fosfor v pevném skupenství

35
apatit využití ve šperkarství
36

• bílý fosfor
• žlutobílá látka
• mekký jako vosk, lze jej krájet nožem
• nerozpouští se ve vode
• rozpouští se v benzenu, etheru
• molekula je tetraatomická, krystalizuje v kubické
  soustave

37

• velmi reaktivní,samozápalný, na vlhkém vzduchu
  svetélkuje (fosforescence) páry fosforu reagují
  s kyslíkem za vzniku oxidu fosforecného a svetla
• velmi silný jed 0,05g je pro cloveka smrtelná
  dávka
• páry vdechované v malých množstvích po delší dobu
  zpusobují odumrení celistních a nosních kostí
  fosforová nekróza

38

• cervený fosfor
• získává se zahrátím bílého fosforu za neprístupu
  vzduchu pri teplote 270C
• má vrstevnatou strukturu, nefosforeskuje,není
  jedovatý
• méne reaktivní
• nerozpustný ve všech rozpouštedlech

39

• cerný fosfor
• vzniká zahríváním bílého fosforu na 220C za
  tlaku 1,2 GPa
• cerná látka s kovovým leskem
• má polymerní strukturu
• nejméne reaktivní
• tepelne i elektricky vodivý
• není jedovatý

40

• využití
• cervený - výroba zápalek, pyrotechniky
• bílý - jed na krysy, bomby Korejská válka,
  válka ve Vietnamu,Cecenský konflikt, Americané
  použili fosforové bomby v Iráku proti povstalcum
  byly použity fosforové granáty pro osvetlení
  bojového prostoru
• bílý fosfor zpusobuje rozsáhlé popáleniny, které
  se špatne hojí,odev zustává nepoškozený,
  nebezpecný je i oxid fosforecný, který vzniká v
  plynném skupenství pri výbuchu fosforové bomby

41
havárie vagónu prevážející bílý fosfor (Ukrajina
), mrak oxidu fosforecného zamoril 14 obcí
42

• oxidy
• oxid fosforecný
• príprava - spalováním fosforu v nadbytku suchého
  vzduchu a ochlazením parP4 5O2 ? P4O10
• existuje v ruzných formách (krystalické, amorfní,
  kapalné)
• po osvetlení silne zelene fosforeskuje,
  hygroskopický
• využití - v laboratori pri sušení plynu a kapalin
  (dehydratacní cinidlo)

43

• kyselina trihydrogenfosforecná (ortofosforecná)
• výroba - spalováním rozprášeného roztaveného
  fosforu ve smesi vzduchu a páry v nerezové
  nádobeP4 5O2 6H2O ? 4H3PO4nebo reakcí
  prírodního fosfátu s kyselinou sírovouCa5(PO4)3F
  5H2SO4 10H2O ? 3H3PO4 5CaSO42H2O
  HFsíran se odfiltruje, HF se odstraní v podobe
  nerozpustného Na2SiF6
• tvorí bezbarvé krystaly
• dobre rozpustná ve vode
• bežne 75 - 85
• trojsytná, stredne silná kyselina

44

• využití
• prípravky proti korozi
• okyselení nápoju sycených oxidem uhlicitým (napr.
  Coca cola)
• výroba hnojiv

45

• soli dihydrogenfosforecnany, hydrogenfosforecnany
  , fosforecnany
• príprava - reakcí kyseliny s hydroxidy nebo
  uhlicitanyH3PO4 3NaOH ? Na3PO4 3H2O H3PO4
  Na2CO3 ? Na2HPO4 CO2 H2OH3PO4 Na2HPO4 ?
  2NaH2PO4
• fosforecnan trisodný - soucást prášku na praní

46

• fosforecná hnojiva
• výroba superfosfátu
• (skládá se z dihydrogenfosforecnanu vápenatého a
  síranu vápenatého )
• Ca3(PO4)2(nerozp.) 2H2SO4 ? Ca(H2PO4)2(rozp.)
  2CaSO4
• hydrogenfosforecnan diamonný a dihydrogenfosforecn
  an amonný jsou také obsaženy ve fosforecných
  hnojivech