2 metali.pdf

Embed Size (px)

Citation preview

  • Nabroji karakteristina svojstva metala.

    Veina kemijskih elemenata su metali. Metalima je svojstven metalni sjaj. Svi metali dobro provode elektrinu

    struju i toplinu, a srebro najbolje. Metali se mogu kovati, izvlaiti u ice

    ili valjati u limove. Veina metala ima visoko talite. iva je jedini metal koji je pri sobnoj

    temperaturi tekuina.

  • to su zemnoalkalijski metali? Elementi druge skupine periodnog sustava

    elemenata zovu se zemnoalkalijski metali. Nema ih u prirodi u slobodnom stanju nego samo u spojevima.

    Svaka molekula klorofila, na primjer, sadrava ion magnezija, Mg2+.

    Bez klorofila ne bi bilo fotosinteze, a time ni mnogih drugih oblika ivota.

    Kalcijevi ioni, Ca2+, bitan su sastojak kostiju, zuba, bilja, koljaka morskih organizama itd.

  • Zemnoalkalijski metali boje plamen jarkim bojama pa se njihovi spojevi rabe pri izradi raketa za vatromete.

    Kalcijevi spojevi boje plamen ciglastocrveno, stroncijevi crvenoljubiasto, a barijevi zeleno.

  • Kako kalcij reagira s vodom

    Petrijevu zdjelicunapuni do polovicevodom. Ubacikomadi kalcija u zdjelicu i promatrajrazvijanje plina.

    Odmah primakniupaljenu igicumjestu gdje se razvija plin.

  • to se dogaa kad se kalcij ubaci u vodu?

    Je li plin koji nastaje meusobnom reakcijom kalcija i vode zapaljiv? Koji bi to plin mogao biti?

    Kalcij s vodom momentalno reagira uz razvijanje plina. Kad se nastalim mjehuriima plina priblii upaljena igica plin se zapali i uje se mali prasak.

    Smjese vodika i zraka su eksplozivne. Reakcijom kalcija i vode nastaje vodik.

  • Kako kalcij reagira s vodom

    Dodaj u zdjelicu kap otopine fenolftaleina i zabiljei opaanja.

  • to dokazuje promjena boje fenolftaleina u dobivenoj otopini?

    Reakcijom kalcija s vodom nastaje kalcijev hidroksid i vodik prema sljedeoj jednadbi reakcije:Ca + 2 H2O Ca(OH)2 + H2

    U dobivenoj otopini fenolftalein pokazuje crvenoljubiastu boju, a to znai da je otopina kalcijeva hidroksida u vodi lunata.

  • Kako magnezij reagira s vodom

    Komadi magnezijeve vrpce, ne dulji od 2 cm, oisti brusnim papirom. U epruvetu ulij dva do tri mL destilirane vode. Ubaci u epruvetu oienu magnezijevu vrpcu.

    Jesu li vidljive neke promjene?

  • Zagrij sadraj epruvete skoro do vrenja. Uoi promjene.

    U ohlaenu otopinu dodajkap otopinefenolftaleina i zabiljeipromjene.

  • Pokazuje li oiena magnezijeva vrpca metalni sjaj? to se nalazilo na povrine magnezijeve vrpce?

    Oiene povrine kalcija i magnezija pokazuje srebrnasti metalni sjaj, ali se brzo prevuku sivim slojem zbog kemijske reakcije ovih metala sa sastojcima zraka: kisikom, vodenom parom i ugljikovim dioksidom.

    Oiena povrina magnezija sporije, a kalcija bre izgubi metalni sjaj, pa se moe zakljuiti da je kalcij kemijski reaktivniji od magnezija.

  • Reagira li magnezij s hladnom vodom? to se dogaa s magnezijem u vruoj

    vodi? to smo dokazali otopinom fenolftaleina?

    Magnezij vrlo polagano reagira s hladnom, ali znatno bre s vruom vodom. Mg + 2 H2O Mg(OH)2 + H2

    Magnezijev hidroksid je slabo topljiv u vodi, ali i njegova otopina s fenolftaleinom pokazuje lunatu reakciju.

  • to nastaje gorenjem magnezija

    Stavi sunane naoale. Uhvati pincetom

    komadi magnezijevevrpce, zapali naplinskom plameniku i odmah prenesi u smeubocu. Tako e zatititioi od prejake svjetlosti.

  • Dobiveni prah prespina satno staklo, dodajoko 1 mL vode, promijeaj staklenimtapiem i dodaj kapotopine fenolftaleina.

    Otopinu moe ispitati i crvenim lakmusovimpapirom.

  • Kakve je boje plamen gorueg magnezija?

    Napii jednadbu reakcije gorenjamagnezija u kisiku.

    Zapaljen na zraku magnezij gori uz pojavu intenzivne bijele svjetlosti.

    Pritom nastaje magnezijev oksid.2 Mg + O2 2 MgO

  • to nastaje kad se produkti gorenja magnezija pomijeaju s vodom?

    Napii jednadbu reakcije.

    Magnezijev oksid s vodom daje magnezijev hidroksid. MgO + H2O Mg(OH)2

    Magnezijev hidroksid je vrlo slabo topljiv u vodi.

    U vodenoj otopini magnezijeva hidroksida fenolftalein pokazuje crvenoljubiastu boju svojstvenu lunatim otopinama.

  • to nastaje gorenjem kalcija

  • to nastaje kad se produkti gorenja kalcija pomijeaju s vodom?

    Kalcijev oksid s vodom daje kalcijev hidroksid. CaO + H2O Ca(OH)2

    Kalcijev hidroksid je u vodi topljiviji od magnezijeva hidroksida.

    U vodenoj otopini kalcijeva hidroksida (vapnena voda) fenolftalein pokazuje crvenoljubiastu boju, svojstvenu lunatim otopinama.

  • arenje kalcijeva karbonata

    Stavi koljku u vodu i dodaj kap otopine fenolftaleina.

    Kakve je boje otopina? to zakljuuje?

    Kalcijev karbonat je netopljiv u vodi i ne reagira s otopinom fenolftaleina.

  • Malu koljku uhvati pincetom i unesi u utei plamen plinskog plamenika.

    Zagrijavaj na istom mjestu sve dok ne uoi bijeli ar na rubu koljke.

  • Pusti da se koljka malo ohladi, a zatim ju ponovno uroni u vodu s malo fenolftaleina.

    Kakve je boje otopina? Napii jednadbu reakcije.

  • arenjem kalcijeva karbonata dobije se kalcijev oksid.

    CaCO3 CaO + CO2

    Kalcijev oksid reagira s vodom pri emu nastaje kalcijev hidroksid.

    CaO + H2O Ca(OH)2

    Kalcijev hidroksid je slabo topljiv u vodi, a njegova otopina djeluje lunato.

  • Kako se dobivagaeno vapno

    U au od 100 mL stavi grumen kalcijeva oksida veliine oraha.

    Kapalicom dodaj samo onoliko vode koliko je grumen kalcijeva oksida moe upiti.

  • au popipaj rukom, ili termometrom ustanovi je li se reakcijska smjesa ugrijala.

    Na dobiveni prah dodaj veu koliinu vode, razmuti tapiem i pusti da se talog slegne.

  • Kapalicom prenesi nekoliko kapi bistre otopine na satno staklo. Ispitaj otopinu fenolftaleinom.

  • Kau dobivenu reakcijom kalcijeva oksida i vode profiltriraj u Erlenmeyerovu tikvicu. Dobivena bistra otopina naziva se vapnena voda.

    Pomou plastine cjevice (slamke) pui zrak iz plua kroz vapnenu vodu.

  • Koje plinove sadrava zrak izdahnut iz plua.

    Jednadbom reakcije obrazloi promjene do kojih dolazi u vapnenoj vodi kad se kroz nju pue zrak iz plua.

    Bistra se vapnena voda zamuti kad se u nju pue zrak iz plua, jer nastaje netopljiv kalcijev karbonat. Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O

    Na toj se kemijskoj reakciji temeljivezivanje i otvrdnjavanje buke.

  • buka je smjesa pijeska, kalcijeva hidroksida i vode.

    Svjea buka upija ugljikov dioksid iz zraka, pa nastaje voda i netopljiv kalcijev karbonat koji povezuje zrnca pijeska.

  • Je li kalcijev karbonat ipak topljiv u vodi? Kalcijev karbonat se slabo otapa u vodi

    koja sadrava ugljikov dioksid. CaCO3 + H2O + 2 CO2 Ca(HCO3)2

    Kad takva tvrda voda dospije u podzemne upljine ona polagano isparava, a kalcijev hidrogenkarbonat se raspada.Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + 2 CO2

    Kalcijev karbonat se pritom istaloi na stropu ili podu podzemne upljine. Tako u piljama nastaju sige.

  • A zna li kako se nazivaju te sige?

    One to vise sa stropa nazivaju se stalaktiti, a one to se izdiu s dna pilje nazivaju se stalagmiti.

  • Obrazloite mi razliku izmeu hidroksidai luina?

    Osim magnezijeva i kalcijeva hidroksida, koji su u vodi slabo topljivi, svi ostali hidroksidi alkalijskih i zemnoalkalijskih metala u vodi su dobro topljivi.

    Vodene otopine hidroksida nazivamo luine.

  • Koje su otopine neutralne?

    Ve smo kazali da i najia voda sadrava vrlo malo iona OH i H3O+. 2 H2O H3O+ + OH

    Destilirana voda sadrava jednakbrojevni udio iona H3O+ i OH.

    Otopine u kojima su koncentracijeiona H3O+ i OH jednake nazivamoneutralnim otopinama.

  • Kakva je razlika izmeu kiselih i lunatih otopina?

    Kisele su sve vodene otopine u kojima je koncentracija iona H3O+vea od koncentracije iona OH.

    Luinate su sve vodene otopine u kojima je koncentracija iona OHvea od koncentracije iona H3O+.

  • Provode li lunate otopineelektriu struju

    Sloi pribor za mjerenje elektrine vodljivosti kao na slici.

    Preklopnik instrumenta postavi u poloaj 200 mAu mjernom podruju ACA

  • Usporedi jakost struje koja prolazi kroz destiliranu vodu i razrijeenu otopinu natrijeva hidroksida.

    U destiliranu vodu dodaj samo jednu, a potom jo jednu kap otopine natrijeva hidroksida.

    Zabiljei jakost struje u sva tri sluaja. Rezultate prikai u obliku tablice.

  • Ovisi li jakost struje kroz otopinu o koliini dodane otopine natrijeva hidroksida?

    Svaka kap dodane otopine natrijeva hidroksida uzrokovala je poveanje jakosti struje.

    Otopina natrijeva hidroksida sadrava natrijeve ione, Na+, i hidroksidne ione, OH, koji prenose elektrini naboj kroz otopinu.

  • Prema kojoj elektrodi putuju ioni Na+ a prema kojoj ioni OH?

    Pozitivno nabijeni ioni, Na+, putuju prema negativno nabijenoj elektrodi.

    Negativno nabijeni ioni, OH, putuju prema pozitivno nabijenoj elektrodi.

    Otopina koja sadrava vie iona bolje provodi elektrinu struju.

  • Kako se mjeri kiselost i lunatostotopina?

    Kiselost ili lunatost otopina iskazuje se pH-skalom (itaj pe-ha) od 1 do 14.

    Neutralna je ona otopina koja ima pH = 7.

    Sve otopine koje imaju pH manji od 7 su kisele.

    Sve otopine koje imaju pH vei od 7 su lunate.

  • Destilirana voda nije neutralna ve ima pH oko 6.

    To je zato to se ugljikov dioksid iz zraka otapa u destiliranoj vodi pri emu nastaje vrlo malo slabe ugljine kiseline, H2CO3. H2O + CO2 H2CO3

  • Za odreivanje pH otopina u kolskimlaboratorijimanajee se rabiuniverzalni indikator.

    To je papirnata trakaimpregniranasmjesom razliitihindikatora kojipokazuju razliitu boju pri razliitim pH-vrijednostima.

  • eljezo Zna li ti da se eljezo dobiva iz razliitih

    ruda, hematita, Fe2O3, siderita, FeCO3, magnetita, Fe3O4, i jo nekih?

    Znam. eljezo se iz tih ruda dobiva redukcijom s koksom (ugljikom) u visokoj pei.

    Pogledaj sljedeu shemu.

  • Kako se kali elik

    Uzmi obinu nelakiranu ukosnicu. Izraena je od elika. Uvjeri se u njezinu elastinost. Takva svojstva ukosnice dobivena su odreenim postupkom u proizvodnji.

    Uhvati ukosnicu za jedan kraj pincetom i unesi u utei plamen plinskog plamenika. Kad se ukosnica uari, polagano ju izdii iz plamena tako da se to polaganije ohladi.

  • Pokuaj saviti ukosnicu. Kakva su joj svojstva? Je li elastina?

    Nakon arenja i polaganog hlaenja ukosnica je izgubila elastina svojstva.

    Postala je mekana i moe se savijati prstima.

    Takvu termiku obradu primjenjuju pri proizvodnji tzv. paljene ice koju rabe u graevinarstvu.

  • Istu ukosnicu, ponovno uari do crvenog usijanja u plamenu plinskog plamenika.

    Usijanu ukosnicu naglo, bez oklijevanja, baci u hladnu vodu. Taj se postupak naziva kaljenje.

  • Pokuaj sada saviti ukosnicu. to opaa?

    Ovise li svojstva elika o nainu toplinske obrade?

    Uarena i naglo ohlaena (kaljena) ukosnica je krta i puca poput stakla. Iz rezultata pokusa moe zakljuiti da osim kemijskog sastava, vanu ulogu ima i nain toplinske obrade elika.

    Kaljenje se primjenjuje pri izradi alata kad se zahtjeva velika tvrdoa.

  • to je hra

    Na vlanu zraku na povrini eljeza stvara se eljezov(II) hidroksid, Fe(OH)2, koji se postupno s kisikom iz zraka oksidira i prelazi u crvenosmeu hru promjenjiva kemijskog sastava.

    Hra sadrava veinom trovalentne spojeve eljeza, primjerice Fe(OH)3.

  • Ispitivanje uvjeta hranja eljeza.Izgled uzorka nakon 7 dana

  • Koji uvjeti pogoduju hranju eljeza?

    Najjae hranje izraeno je na granicivoda zrak.

    U suhu zraku eljezo ne hra. Ako se eljezo nalazi u doticaju s

    nekim plementijim metalom, bakromnpr., hranje se pojaava.

    eljezo u doticaju s manje plementimmetalom, kao to je cink, manje hra.

  • Po emu se razlikuju spojevi dvovalentnog i trovalentnog eljeza

    Ulij u au 10 mL razrijeene sumpornekiseline i dodaj to vie eljezne vune takoda sva bude potopljena kiselinom.

    Priekaj desetak minuta, odnosno dok neuoi da se vodik vie ne razvija.

    Profiltriraj dobivenu otopinu u epruvetu. Filtrat sadrava ione Fe2+.

  • eljezo se otapa u razrijeenoj sumpornoj i klorovodinoj kiselini.

    Vodik se izluuje u oblikusitnih mjehuria, a eljezoprelazi u otopinu u oblikuiona Fe2+

  • Filtratu zelene boje, koji sadrava ione Fe2+, kapaljkom dodaj kap po kapotopinu amonijaka sve do prestanka stvaranja taloga.

    Uoi promjene boje i pretpostavi zato se mijenjaboja taloga.

  • eljezov(II) hidroksid, Fe(OH)2, bijele je boje, ali se najee dobiva prljavozeleni talog koji vrlo brzo potamni i nakon nekog vremena postane crvenosme.

    To je zato to se Fe(OH)2 s kisikom iz zraka brzo oksidira u eljezov(III) hidroksid, Fe(OH)3, koji je crvenosmee boje.

  • Po emu se razlikuju spojevi dvovalentnog i trovalentnog eljeza

    Ulij u epruvetu malo razrijeene otopine eljezova(III) klorida.

    Kapaljkom dodaj kap po kap razrijeenu otopinu amonijaka sve do prestanka stvaranja taloga.

    Uoi boju taloga. Napii jednadbu reakcije Fe3+ iona i OH iona.

  • eljezo u spojevima moe biti dvovalentno i trovalentno. Soli u kojima je eljezo dvovalentno imaju zelenu boju.

    Soli u kojima je eljezo trovalentno su crvenosmee, a s otopinom amonijaka i drugim luinama daju crvenosmei eljezov(III) hidroksid.Fe3+ + 3 OH Fe(OH)3

    U vodi iznad ispranog taloga fenolftalein ne mijenja boju. eljezov(III) hidroksid u vodi je netopljiv i ne stvara luine.

  • Jeftini digitalni instrumenti nemaju mjerno podruje za jakost izmjenine struje.

    Da bi se takav instrument mogao iskoristiti treba u jednu granu izmjenine struje serijski umetnuti ispravlja u Grtzovom spoju, (cijena elementa 1 A i 24 V = 2 kune) a instrument prikljuiti na + i pol Grtzova spoja, kao na sljedeoj shemi:

  • Kako kalcij reagira s vodom Kako kalcij reagira s vodomKako magnezij reagira s vodomto nastaje gorenjem magnezijato nastaje gorenjem kalcija arenje kalcijeva karbonata Kako se dobiva gaeno vapno Provode li lunate otopine elektriu struju eljezoKako se kali elik to je hra Ispitivanje uvjeta hranja eljeza. Izgled uzorka nakon 7 danaPo emu se razlikuju spojevi dvovalentnog i trovalentnog eljezaPo emu se razlikuju spojevi dvovalentnog i trovalentnog eljeza