+ All Categories
Home > Documents > Chimie Anorganica I-curs8

Chimie Anorganica I-curs8

Date post: 21-Nov-2015
Category:
Upload: anca-iovan
View: 258 times
Download: 23 times
Share this document with a friend
Description:
Chimie
51
1 Grupa 2 (Metalele alcalino-pamantoase) Grupa 2 – grupa metalelor alcalino-pamantoase, deoarece oxizii reprezentantilor principali ai grupei ocupa o pozitie intermediara intre oxizii metalelor alcaline si oxizii elementelor grupei 13, cu reprezentant tipic Al care intra in compozitia tuturor argilelor
Transcript
  • 1Grupa 2 (Metalele alcalino-pamantoase)Grupa 2 grupa metalelor alcalino-pamantoase, deoarece oxizii reprezentantilorprincipali ai grupei ocupa o pozitie intermediara intre oxizii metalelor alcaline si oxiziielementelor grupei 13, cu reprezentant tipic Al care intra in compozitia tuturorargilelor

  • 2Beriliul

    (grec. beryllos, de la beril)

    Pana in 1957 numit Glucinium(din grec. dulce)

    Magneziul

    (grec. Magnesia = numele unei regiunidin Tessalia)

    Calciul

    (lat. calx, calcis = var)Strontiul

    (de la numele satului ScotianStrontian, in care a fostdescoperit in 1787 in minereuri de Pb)

    Bariul

    grec. barys=greu

    Radiul

    lat. radius = raza

  • 3Stare naturala

    Se gasesc in natura de obicei combinate cu alte elemente, in minerale.

    Beriliul - in acvamarine, smaralde etc.

    AcvamarinBe3Al2(SiO3)6

    SmaraldBe3Al2(SiO3)6::Cr3+ (impuritate)

    Magneziul in scoarta terestra sub forma de carbonati, halogenuri, sulfati;

    DolomitaCaMg(CO3)2

    - in apele unor izvoare minerale amare (MgSO4 7H2O);- in clorofila

    Clorofila

  • 4Calciul unul dintre cele mai raspandite elemente metalice din natura (in scoarta pamantului aprox. 3,5%)

    - Se gaseste sub forma de minerale simple sau complexe (sub forma de carbonati, sulfati, silicati, borati etc) in sol sau dizolvate in apa

    -Este unul dintre cele mai importante elemente care intra in compozitiapamantului, a organismelor vii, a soarelui, a meteoritilor, a materiilor din spatiile interplanetare

    - In schelet sub forma de ortofosfat tricalcic, carbonat si fluorura de calciu

    -Sarurile de calciu ale acizilor organici au un rol deosebit de important in metabolismul plantelor

    GipsCaSO4 2 H2O

    AragonitCaCO3

    Roci sedimentare

  • 5Strontiul in diferite minerale din scoarta pamantului

    Celestina este cel mai important mineral al Sr, utilizat ca sursa pentruextragerea Sr si prepararea sarurilor acestuia folosite in pirotehnie, in industria chimica, ceramica si in industria sticlei; se gaseste rar in natura.

    CelestinaSrSO4

    StrontianitSrCO3

    Bariul in diferite minerale din scoarta pamantului

    BaritinaBaSO4

    - utilizata in ind. chimica, ind. lacurilor si vopselelor

    WitheritBaCO3

  • 6Radiul se gaseste in cantitati foarte mici in minereurile uraniului

    - este radioactiv; izotopul 226Ra are timpul de injumatatire de 1602 ani

    Uraninit

    Contine UO2, UO3, Ra, oxizi de Pb, Th, Ln

    Schema de dezintegrare radioactiva a 226Ra

  • 7Caracteristici generale ale metalelor alcalino-pamantoase

    - crestere considerabila a energiei de ionizare fata de elementele din grupa 1, in particular datorita volumului mai micsi sarcinii nucleare mai mari => in special la Be, Mg

    - celalalte elemente (Ca, Sr, Ba) ionizeaza relativ usor

    M M2+ +2e-

    E

    n

    e

    r

    g

    i

    a

    d

    e

    i

    o

    n

    i

    z

    a

    r

    e

    (

    e

    V

    )

    Grupe principaleGrupe secundare

    Z

    C

    r

    e

    s

    t

    e

    r

    a

    z

    a

    i

    o

    n

    i

    c

    a

    ,

    r

    e

    s

    p

    e

    c

    t

    i

    v

    c

    e

    a

    a

    t

    o

    m

    i

    c

    a

    [pm]

  • 8Be - nu formeaza compusi ionici- Ionul Be2+ nu exista nici macar in BeO sau BeF2 => legaturi covalente ! -favorizate de raza mica + potential de ionizare mare

    CaAlMgNaBBeLi - se aseamana cu aluminiul

    reactivitate redusa fata de acizi se acopera cu un strat

    subtire de oxid

    - solubil in hidroxizi alcalini => berilati: Na2[Be(OH)4]

    - p.t. BeO f. mare (ca si Al2O3)

    Caracter amfoter al Be(OH)2 (ca si Al(OH)3)

  • 9Mg - caracter intermediar

    Ca, Sr, Ba - caracter puternic electropozitiv

    Obtinere

    Be - electroliza BeCl2 in topitura cu NaCl, pt. scaderea p.t.

    - reducere BeF2 + Mg Be + MgF21300oC

    2 (MgO, CaO) + FeSi 2Mg + Ca2SiO4 + Fe1150oCp redusa

    dolomitacalcinata

    Mg - electroliza MgCl2 in topitura

    - proces silicotermal cu aliaj Fe-Si

    Ca, Sr, Ba - electroliza MCl2 in topitura

    - reducere cu Na sau Al a MCl2

    MCl2 (topitura) + 2Na M + 2NaCl

    3MCl2 + 2Al 3M + 2AlCl3 (Sr, Ba in particular)

  • 10

    Proprietati fizice- relativ usoare- culoare alb-argintie

    - Be, Mg isi pastreaza luciul metalic datorita acoperiri cu un strat subtire, transparent, protector de oxid- Ca, Sr, Ba se oxideaza in profunzime si isi pierd luciul

    - p.t. si p.f. > decat metalele alcaline- duritate: Be dur, casant

    Mg + celalalte sunt moi- conductibilitate electrica: Be mica

    celalalte - mare- retele cristaline: Be, Mg hexagonala

    Ca, Sr, Ba cubice

    Element Be Mg Ca Sr Ba Ra p.t. (C) 1278 649 839 768 710 ~ 700 p.f. (C) ~2500 1105 1482 1380 1537 ~ 1140 (g/cm3) 1,85 1,74 1,54 2,63 3,65 5,50-

  • 11

    Proprietati chimice

    - Reactia cu apa si O2

    Be in general nereactiv, mai ales in forma masiva

    Be + H2O sau abur NU reactioneaza (nici chiar incalzit la rosu)

    Be + aer NU reactioneaza< 600oC

    Be (pulbere) + aer BeO + Be3N2arde

    stralucitor

    - reactivitatea creste in grupa de sus in jos

    - se acopera cu un strat protector de oxid care trebuie indepartat pt preparareareactivului Grignard

    Mg (activat) + H2O (abur) Mg(OH)2 si (MgO) + H2

    ardestralucitorMg + aer MgO + Mg3N2

    Mg

  • 12

    Ca, Sr, Ba - trebuie protejate de H2O si O2 (sub petrol)

    M + 2H2O M(OH)2 + H2rece

    M + aer MgO + Mg3N2

    strat poros; formeaza si peroxizi MO2 cu stabilitate mare

    Culoarea flacarilor la arderea metalelor

    Mg Sr Ba

    Ca: portocaliu-rosiatic Ra: rosu-carmin

  • 13

    - Reactia cu alcalii (hidroxizi)

    Be + 2NaOH + 2H2OKOH

    Na2[Be(OH)4] + H2

    - celalate metale din grupa nu reactioneaza

    - Reactia cu H2

    Be - Nu reactioneaza direct

    - indirect BeCl2 + 2LiH BeH2 + 2LiCl

    BeMe2 + LiAlH4 BeH2 + 2CH4 + Li, Al

    tetrahidroxo berilat de sodiu

    BeB2H8 + 2PPh3 2Ph3PBH3 + BeH2 pur !!

    MgMg + H2 MgH2

    570oC200 atm

    Ca, Sr, Ba + H2 MH2Ca, Sr, Ba mai stabile

  • 14

    - Reactia cu halogenii

    - reactioneaza cu toti halogenii, uneori energic

    Be + X2 BeX2600oC

    - Mg arde in halogeni, mai ales daca sunt umezi

    - Reactia cu sulful

    Be + X ( S, Se, Te) BeXt >600oC BeS retea covalenta tip blenda

    Mg + X MgXcald

    Ca, Sr, Ba + X MX (CaS retea ionica tip NaCl)usor

    - Reactia cu N2

    - la cald, cel mai usor Ba => M3N2

    - Reactia cu C

    Be + C Be2C1700oC si celalate reactioneaza insa mai usor

  • 15

    se dizolva in NH3 lichid => solutii albastre- negre => asemanare cu metalele alcaline

    - Reactia cu NH3

    3Be + 2NH3 Be3N2 + 3H21200oC

    NU se dizolva in NH3 lichid

    3Mg + 2NH3 Mg3N2 + 3H2t oC

    Ca, Sr, Ba

    Be, Mg

    solutie in NH3 lichid M(NH3)6 (s) M(NH3)2 (s) + 4NH3 (g) + H2 (g)evaporare desc. in timp

    catalizatori

    - Reactia cu acizi

    toate reactioneaza => H2

    Be + HNO3 conc., rece => pasivareBe

    + HCl, HNO3, H2SO4 diluat => H2 dizolvare

  • 16

    Mg Mg + RX RMgX Reactivi Grignard

    Mg + 2MeOH Mg(OMe)2 + H2200oC

    Mg + 2EtOH Mg(OEt)2 + H2temp. cam.

    Mg(OEt)2 + H2O Mg(OH)2 + 2EtOH anhidrificare MeOH, EtOH

    Utilizari

    Be

    Mg

    - aliaje cu Cu, Ni mareste rezistenta-masini, electronica, instrumente de precizie- reactoare nucleare moderator de neutroni- ferestre pentru raze X

    - aliaje dure echipament optic, fotografie, anticoroziv- chimie organica sinteze GRIGNARD

    -foarte toxic metal si compusi

    - viata plantelor - clorofila

  • 17

    Ca - aliaje- indepartare de O2, N2 in industria otelului- agent reducator (Cr, Th, Zr, U)- CaH2 sursa de H2

    - viata animalelor - schelet (fosfat)

    Sr, Ba - Aliaje speciale- Ba medicina - bariopasaj

    - Ba foarte toxic

    Metale din blocul p Gr. 15Gr. 14Gr. 13

    BiPbTlSbSnIn

    GaAl(B)

    ns2 npx

  • 18

    Grupa 13

  • 19

    Aluminiu din lat. alumen = alaun

    Galiu - din lat. Gallia, adica Franta de azi

    Indiu de la linia albastru-indigo din spectrul de flacara

    lat. indicum

    Taliu - de la linia verde din spectrul sau (lat. thalles = mugur(ramur) verde)

  • 20

    Stare naturala

    Se gasesc in scoarta terestra, sub forma de saruri in diverse minerale

    Aluminiul cel mai raspandit metal din scoarta terestra, se gaseste mai ales sub forma de alumino-silicati (urmat de Fe si Ca si precedat de O si Si)

    CorindonAl2O3 pur

    BauxitaAlOx(OH)3-2x

    SafirAl2O3 impurificat cu Co

  • 21

    Galiul, indiul, taliul rar intalnite in minereuriGaliul apare in unele minereuri de Al, Zn, Fe, in sori si meteoriti

    Indiul apare in concentratii mici in minereuri de Zn

    Taliul apare in in minerale proprii, cat si in alumino-silicati, alaturi de metale alcaline sau in sulfuri. Mineralele proprii sunt raritati mineralogice

    Crookesita(Cu,Tl,Ag)2Se

    LoranditaTlAsS2

    CilindritPb3Sn4FeSb2S14

    contine pana la 1% In

    GalitCuGaS2

    GermanitCu26Fe4Ge4S32 cu

    impuritati de Ga

  • 22

    ns2 np1Caracterizare generala

    - stare de oxidare principala 3+

    - exista si compusi in stare de oxidare 2+, continlegaturi M-M

    [Cl3MMCl3]2- M = Ga, In

    -stabilitatea starii de oxidare 1+ creste pe masura ce coboram in grupa

    Stabilitate E+

    Stabilitate E3+

    Caracter metalic

    Al Ga In Tl

    [Ne]

    [Ar]

    [Kr]

    [Xe]

    ComproportionareDisproportionare

  • 23

    v/c1mm 0

    2

    20

    0

    me4r

    efecte relativiste

    mo masa de repausc viteza luminiiv- viteza particulei (e-)

    ro raza Bohr

    Consecinte

    - contractia radiala si stabilizarea

    energetica a orbitalilor s si p

    - expansiunea radiala si destabilizarea

    orbitalior d si f exteriori

    - efectele cresc odata cu Z2

    - aparitia unei stari de oxidare cu doua unitati mai mica decat valenta grupei mai estedenumita si efectul perechii de electroni inerti consecinata a efectelor relativiste

    - in cazul compusilor covalenti EX3 (X = halogen), ER3, EH3 exista unele asemanariintre metalele din grupa 13 si capul de serie, borul- nemetal

    - acesti compusi cu deficit de e- pot functiona ca acizi Lewis si sa acceptee- de la molecule donoare neutre sau anioni => specii tetraedrice

    NaCl + AlCl3 Na[AlCl4] Na[BF4]

  • 24

    similar Li[AlH4] Na[BH4]

    - Al orbitali d => Na3[AlF6]3-]

    - capacitatea acceptoare scade de la Al > Ga > In, pozitia Tl fiind incerta

    Exista si diferente importante intre B si metale, datorate in principal de:- capacitatii reduse a metalelor de a forma legaturi multiple- abilitatii metalelor de a-si mari N.C. prin utilizarea orbitalilor d vacanti

    [Me2AlNMe2]

    legatura dubla interna

    Al, Ga, InB

    AlMeMe

    NMe Me

    N

    Al

    Me Me

    Me

    Me

    Me2B NMe2

  • 25

    (Me3N)2AlH3

    bipiramida trigonalageometrie tetraedrica

    (MX3)2 dimereBX3 (X = halogen) monomere-deficitul de e- este compensat prin legaturi (p-p)

    BX

    X

    X

    AlClCl

    Cl

    Cl

    AlCl

    ClF B FF

    F

    F

    legaturi mai scurtedecat asteptate

    BF3 solid raze X (-131oC) retea tridimensionala

    R3N BH3

    Metode de obtinere

    Al -electroliza topiturii Al2O3 (bauxita) / Na3AlF6 (criolita)-Halogenurile de Al sunt covalente iar Al2O3 pur are p.t. foarte ridicat

    Industrial se efectueaza electroliza unei topituri de bauxita deshidratata (Al2O3) ncriolita (Na3AlF6), la 940-980oC. Initial se utiliza criolita naturala extrasa din Groenlanda(ca. 30.000 tone/an), dar n prezent se utilizeaza criolita sintetica

  • 26

    Al(OH)3 + 3 NaOH + 6 HF Na3AlF6 + 6 H2O

    Topitura electrolit

    Al topit

    Captuseala refractara

    Catod grafit

    AnodBlocuri grafit

    Na+ + F-NaF

    NaAlF4 + 2 NaFNa3AlF6

    3NaAlOF2Na3AlF6 + Al2O3

    la catod (-): 6 Na+ + 6 e-

    6 Na + 2 NaAlF4 2 Al + 8 NaF

    6 Na (n stare nascnda)

    la anod (+): 6 F- - 6 e-

    6 F + 3 NaAlOF2

    6 F (n stare nascnda)

    3 NaAlF4 + 3/2 O2

    obtinerea criolitei sintetice

    disocierea criolitei

    asigura conductibilitatea topiturii

    dizolvarea bauxitei in criolit

  • 27

    Pentru a obtine 1t Al se consuma:- 4 t bauxita- 0,4-0,8 t grafit- 4 kg criolit- 15-20 kg AlF3- 13000-16000 kWh energie electrica (randament de 85-95%)

    Daca se foloseste Al reciclat se reduce consumul la doar 800kWh (6%) !!

  • 28

    Ga - produs secundar rezultat la obtinerea Al, sau prin electroliza Ga(OH)3- ultrapur => prin topire zonara

    In - prin electroliza sarurilor solubile, dupa concentrare si indepartarea Pb, Zn

    Tl - prin electroliza Tl2SO4 (purificat) / H2SO4 diluat

    Tl2SO4 in concentrat + H2SO4 PbSO4 + alti sulfati insolubili

    filtrat+ HCl

    TlCl (precipitat)

    Proprietati fizice

    - usoare, alb-argintii

    - Ga p.t. scazut, - Al p.t. ridicat

    11,857,315,912,70 (g/cm3)1453207024032330p.f. (C)303,5156,6129,78660,37p.t. (C)

    TlInGaAlElement

  • 29

    E

    n

    e

    r

    g

    i

    a

    d

    e

    i

    o

    n

    i

    z

    a

    r

    e

    (

    e

    V

    )

    Grupe principaleGrupe secundare

    - Energie de ionizare mare in treapta a II si a III (2500-3600 kJ/mol)

  • 30

    Proprietati chimice

    Al - se combina cu majoritatea nemetalelor la incalzire

    - Reactia cu O2

    - exoterma, pulberea arde in aer cu degajare mare de caldura si lumina

    - sarma de Al nu arde in O2 => conductibilitate termica f. buna

    - afinitate mare pentru O2 => aluminotermie (se aplica pentru oxizii care la reducerea cu carbune formeaza carburi)

    reactia termitului(t pana la 3000oC)

    - desi cu potential de oxidare mare (apropiat de cel al Na) Al este f. rezistent la coroziune => strat protector de oxid f. subtire- in HNO3 conc. se pasiveaza => se poate transporta in cisterne de Al

    - Reactia cu acizi

  • 31

    - Solubil in solutii diluate de acizi (HCl, H2SO4) => saruri si se degaja H2

    - Reactia cu apa

    - daca stratul de oxid (Al2O3) este indepartat prin amalgamare reactioneaza rapid =>H2

    - Reactia cu alcalii

    Al + NaOH + 3H2O Na[Al(OH)4] + 3/2 H2tetrahidroxo aluminat de sodiu

    - Reactia cu halogeni

    - cu Cl2 si Br2 reactioneaza la temperatura camerei

    - cu I2 reactioneaza la temperatura ridicata

  • 32

    alchilare

    acilare

  • 33

    - Reactia cu sulf

    Al2S3 + H2O Al(OH)3 + H2S

    Al (topit) + S (vapori) Al2S3 (stabila doar in stare anhidra)

    hiroliza

    - Reactia cu N2, P

    - la incalzire la rosu => AlN (retea tip wurtzita)

    - cu P => AlPcompusi covalenti

    foarte stabili

    - Reactia cu acizi organici

    - in general nu reactioneaza- cu acidul acetic rectioneaza la cald

    - Al + NaCl - reactioneaza => nu se poate folosi Al la vase maritime

    Ga, In - f. asemanatori cu Al

    - se dizolva in acizi

    - Indiu (In) spre deosebire de Al nu se dizolva in alcalii

  • 34

    - cu X2, sulf reactioneaza la temp. camerei sau la incalzire

    Ga + S GaS (similar cu Se, Te)Exista legaturi Ga-Ga in structura cristalina

    Ga2O3 + H2S Ga2S3 + H2O

    In + Cl2 InCl3

    GaCl3 GaCl2temp

    In + HCl (gaz) InCl2

    instabila In faza apoasa disproportioneaza

    InCl + InCl4 In + InCl3temp in sol.

    - halogenuri de Ga si In

    In + InCl2 InCltemp

  • 35

    Tl - starea de oxidare cea mai stabila Tl1+

    -comportament chimic asemanator cu cel al metalelor alcaline-nu se dizolva in alcalii

    -se dizolva in acizi minerali- cu HNO3 usor-- HCl, H2SO4 mai lent, datorita solubilitatii scazute in apa a sarurilor rezultate

    2Tl + H2SO4 Tl2SO4 + H2

    - reactioneaza cu alcooli !!

    4Tl + 4EtOH Tl(OEt)4 + 2H2

    - Tl3+ are caracter puternic oxidant (se reduce usor)

    TlCl3 TlCl + Cl2

    TlBr3 TlBr + Br2(TlBr2)2

    De fapt Tl(I)[Tl(III)Br4]

    40oC

    < 40oC

  • 36

    Utilizari

    - ambalaje, folii- vase casnice si industriale- obiecte casnice, mobilier

    -Aliaje :-Duraluminiul: 3-5% Cu, 1% Mg, 0,5-0,8% Mn => rezistenta mecanica, usoare=> avioane, pistoane-Magnaliu: 3-20% Mg => dur, se prelucreaza bine la strung- silumin 12-14% Si => piese turnate

    Al

    Ga - semiconductori, GaAs izoelectronic cu Ge => diode- termometre temp. ridicata

    In - aliaje cu p.t. scazut (Bi, Cd, Pb, Sn)- tranzistori in ind. Electronica (InAs, InSb)- reactoare nucleare pentru captura de neutroni

    Tl- elementul si combinatii f. toxice (Tl2SO4 era folosit ca otrava pt. sobolani)- ferestre transparente la IR (TlBr, TlI)

  • 37

    Metale din blocul p

    Gr. 15Gr. 14Gr. 13

    BiPbTlSbSnIn

    GaAl(B)

    ns2 npx

    Grupa 14 : Sn, Pb

    ns2 np2

    Caracterizare generala- stare de oxidare: 2+, 4+- diferente mari in caracterul chimic al elementelor din grupa 14:

    C, Si nemetale

    Ge metaloid

    Sn, Pb -metaleDiferentele in caracterul chimic sunt reflectate in p.t.

    p.t. (C)Element

    3272329451420> 3500 (4100)

    PbSnGeSiC

  • 38

    - Prezinta tendinta de concatenare

    - Sn, Pb legaturi M-M apar doar in compusi organometalici (R3M MR3)

    Me2SnCl2Na / NH3 [SnMe2]n, n = 12-20

    liniari Ciclici

    [SnMe2]6Sn Sn

    Sn

    SnSn

    Sn

    SnSn

    - tendinta de concatenare scade in grupa de sus in jos:

    C >> Si > Ge > Sn >> Pb

    Acest lucru poate fi explicat prin scaderea tariei legaturii M-M

  • 39

    -Efectul perechii de electroni inerte

    R2C: - carbene instabile

    R2M: R voluminos

    :MX2 capacitate donoare

    Sn, Pb starea de oxidarea 2+ - cea mai stabila

    ObtinereStare naturala: SnO2 casiterita

    PbS galena utilizata pentru obtinerea Pb

    PbCO3 - cerusita

    SnO2 + C Sn + CO2PbS + 3/2O2 PbO + SO2

    PbO + C Pb(l) + COPbO + CO Pb(l) + CO2

    2PbO + PbSproaspata 3Pb(l) + SO2(g)Purificare finala (dupa indepartarea altormetale) prin electroliza cu anozi de Pb

  • 40

    Proprietati fizice

    Sn - metal alb, lucios, densitate mica- rezistenta mecanica slaba

    - foarte ductil

    - prezinta 3 forme polimorfe (, , )

    Staniul alb -Sn tetragonal

    - se obtine prin solidificarea topiturii sau electroliza

    - d = 7,265 g/cm3 (cu 26% mai mare)

    - semiconductor

    Staniul cenusiu -Sn structura cubica de diamant

    - pulbere fina cu aspect metalic

    - d = 5,769 g/cm3

    - casant => ciuma staniului (odata instalata progreseazain toata masa metalului)

    Temp. joase

    13,2C

  • 41

    Pb - in taietura proaspata are luciu metalic cenusiu albastrui, care disparerepede in aer datorita oxidarii- moale, foarte ductil, maleabil- deformare plastica la temperatura camerei- densitate mare (11,3 g/cm3)- conductibilitate electrica (7,8% fata de Ag) si termica (8,5% fata de Ag) relativ mici

    Proprietati chimice

    Sn

    - Stabil fata de aer si apa la temperatura camerei

    Sn + H2O(vapori) SnO2 + H2Sn + O2(aer) SnO2

    Reactia cu oxigenul din aer si cu apa

    Reactia cu halogenii

    Sn + 2X2 SnX4 X = Cl, Br la receX = F, I la cald

  • 42

    Reactia cu sulful, seleniul, telurul

    Sn + HNO3dil Sn(NO3)2 + NO

    Sn + Te SnTe

    Sn + E SnE

    Sn + 2E SnE2

    E = S, Se

    Reactia cu acizii

    - cu acizii slabi - nu reactioneaza

    - cu HCl, H2SO4 diluati - nu reactioneaza

    - HNO3 diluat

    - HCl conc., fierbinte: Sn + HCl SnCl2 + H2- H2SO4 conc., fierbinte: Sn + H2SO4 SnSO4 + SO2

    Reactia cu hidroxizii alcalini

    Sn + 2NaOH + 4H2O Na2[Sn(OH)6] + 2H2

  • 43

    Reactia cu metalele alcaline

    - strat de oxid protector, la temperatura camerei

    Pb

    Reactia cu aerul

    Pb + H2O PbO + H2+ O2

    Pb(OH)2

    +CO2+ SO2

    PbCO3PbSO3

    - fin divizat - piroforic

    Pbtopit + O2(aer) PbO

    2Sn + N a N a2SnN H 3lichid

  • 44

    Reactia cu halogenii

    Pb + F2 PbF2t.c.

    Pb + Cl2 PbCl2Reactia cu calcogenii

    E = S, Se, TePb + E PbEReactia cu acizii

    3Pb + 8H+ + 8NO3 3Pb2+ + 6NO3 + 2NO + 4H2Omediuumed

    Pb + CH3COOH Pb(OCOCH3)2 + H2

    Reactia cu metalele alcaline

    Pb + Na Na4Pb9NH3lichid

    UtilizariSn - tabla alba (Fe acoperit cu staniu protectie anticoroziva); cutii de

    conserve- aliaje: bronz (Sn/Cu); Sn/Pb (aprox. 40%Sn) pentru lipit

  • 45

    -Compusi organometalici:

    -stabilizatori pentru poliolefine (Bu2SnX2 laurat OCOC11H23)

    -pesticide: Ph3SnOAc (BRESTAN), Ph3SnOH (DU-TER), Cy3SnOH (CYHEXATIN)

    - Sticle speciale

    - Nb3Sn magneti superconductori

    Pb - Tabla captusiri anticorozive in ind. chimica- Aliaje: Sb litere de tipar plumb tare

    Sb, Sn; Ca, Na lagare pentru masini

    -Acumulatoare

    -Oxizi pigmenti sticle, emailuri

    Activitate biologicaSn - netoxic

    - compusi: insecticide, acaricide, fungicide

    Pb - foarte toxic poate provoa saturnism, intoxicatii cronice

    - greu de eliminat din organism

  • 46

    Metale din blocul p

    Gr. 15Gr. 14Gr. 13

    BiPbTlSbSnIn

    GaAl(B)

    ns2 npx

    Grupa 15 : Sb, Bi

    ns2 np3

    Caracterizare generalaN, P compusi covalenti

    (As), Sb, Bi creste capacitatea de ionizare

    Ioni 5+ nu exista

    Ioni 3+ - Sb, Bi

    - BiF3 predominant ionica

    - Sb2(SO4)3, Bi(NO3)3 5H2O

    Oxospecii: SbO+ (antimonil sau stibil), BiO+ (bismutil)

    Stari de oxidare: 3+, 5+

  • 47

    Stabilitatea starii de oxidare 3+ creste in grupa de sus in jos

    Bi2O5 putin stabil, greu de preparat

    SbF

    F F

    FF

    ..

    Cresterea numarului de coordinare orbitali d

    [SbF5]2- - izoelectronic cu BiF5- pereche de electroni stereochimic activa

    Obtinere

    - Din minereuri: Sb2S3 stibnita cel mai important (China, Mexic, Bolivia, Chile, Africa de Sud);

    - minereuri complexe (Pb, Cu, Ag etc)

    Sb

    Sb2S3 + 9/2O2 Sb2O3 + 3SO2

    Sb2O3 + 3/2C 2Sb + 3/2CO2Sb2S3 + 3Fe 2Sb + 3FeS

    Electroliza Na3SbS4 (tioantimonat de sodiu)

  • 48

    Bi Bi2S3 bismutina raraBi nativ (Pb, Ag, Cu) - rar

    - Produs secundar la producerea Pb, Zn, Cu

    Bi2S3 + O2 Bi2O3 + SO2C Fe

    Bi Bi

    Proprietati fiziceSb - Doi izotopi in abundenta aproximativ egala: 121Sb 57%, 123Sb 43%

    - 6 forme alotropice: forma - cea mai stabila la temperatura camerei- plane de atomi legati covalent

    Sb galben instabila peste -90CSb negru se obtine prin racirea Sb gazos

    o forma (impura), exploziva, obtinuta electrochimic

    alte doua forme obtinute prin tehnici de inalta presiune

    Bi - Mai multe forme polimorfe, cea mai importanta fiind forma

  • 49

    Sb si Bi prezinta puncte de topire mai scazute decat As

    p.t. (C)Element

    271,4630,7817 (28 atm),613 sublima

    As4 358 (desc.)

    BiSbAs

    Ambele sunt sfaramicioase, formeaza cristale:

    Sb alb-albastrui

    Bi alb, cu tenta roz

    Rezistivitate electrica mare

    22

    Pb

    41,7

    Sb

    Rezistivitateelectrica

    (ohm / cm)

    Element

    12011,52,821,721,59

    BiSnAlCuAg

    Intra in compozitia aliajului NICROM 100

    Bi isi mareste volumul la solidificare din topitura (ca si Ga, Ge)

  • 50

    Proprietati chimice

    - Mai putin reactiv decat As

    - Stabil la aer si umezeala la temperatura camerei

    - Cu O2, la incalzire, in functie de conditii formeaza oxizii: Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5

    Sb

    Reactia cu halogenii

    2Sb + 3X2 2SbX3 X = Cl (viguros), Br, I (mai putin violent)

    Reactia cu sulful2Sb + 3S Sb2S3

    Reactia cu acizii

    - Diluati nu reactioneaza

    - concentrati reactioneaza cu HNO3, H2SO4, apa regala:

    Sb + H2SO4 Sb2(SO4)3 + H2

    Bi - Mai electropozitiv decat SbReactia cu oxigenul, sulful

    2Bi + 3/2O2 Bi2O3

    2Bi + 3/2S Bi2S3

    - are loc la temperaturi ridicate

  • 51

    Reactia cu halogenii

    2Bi + 3X2 2BiX3 X = F, Cl, Br, I

    Reactia cu oxoacizii

    - Are loc usor

    Bi + 3HNO3 Bi(NO3)3 + 3/2H2

    Bi5+ - nu se obtine direct, ci doar din Bi3+

    - mai putin stabil decat Sb5+

    Utilizari

    - electronica: AlSb, GaSb, InSb

    -- aliaje - baterii Sb/Pb

    - tipar

    Sb

    Bi - aliaje usor fuzibile- produse farmaceutice (peptobismol, sub forma de subsalicilat, citrat, nitrat- in tratarea ulcerului )

    -Bi2O3 in creme pentru hemoroizi


Recommended