Název SŠ: SŠ-COPT Uherský Brod Autoři: Ing. Edita NAĎOVÁ Název prezentace 17. Prvky a sloučeniny VI. skupiny Název sady: Obecná a anorganická chemie (pro 3.ročník oboru Mechanik seřizovač a Technik - puškař) Číslo projektu: CZ.1.07./1.5.00/ Datum vzniku: Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak, jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR

ANOTACE: Záměrem této sady výukových materiálů Obecná a anorganická chemie (pro 3.ročník oboru Mechanik seřizovač a Technik - puškař) je představit žákům, kteří se v této oblasti vzdělávají, obecnou a anorganickou chemii. Jednotlivé prezentace v této sadě popíší postupně tematické oblasti, které jsou probírány v běžné výuce chemie na naší SŠ. Konkrétně tato prezentace je zaměřena na prvky a sloučeniny 6. skupiny.

Charakteristika Mezi prvky VI. B skupiny (nově 6. skupiny) periodické tabulky prvků patří chrom (Cr), molybden (Mo), wolfram (W) a seaborgium (Sg). Všechny prvky této skupiny patří mezi přechodné kovy, jsou elektropozitivní a vytvářejí sloučeniny v maximálním oxidačním čísle VI. Reaktivita prvků klesá se vzrůstajícím protonovým číslem. Žádný z těchto prvků nereaguje s vodíkem. Molybden je součástí enzymů mnoha živých organismů a wolfram se vyskytuje v enzymech bakterií.

Chrom (Cr, Chromium) je světle bílý, lesklý, velmi tvrdý a zároveň křehký kov používá se v metalurgii při výrobě legovaných ocelí a dalších slitin, tenká vrstva chromu chrání povrch kovových předmětů před korozí a zvyšuje jejich tvrdost vyznačuje se mimořádně vysokou chemickou odolností a nízkou reaktivitou

Výskyt v přírodě se chrom vyskytuje velmi často současně s rudami železa například jako ruda chromit - podvojný oxid železnato-chromitý FeO. Cr 2 O 3 dalším důležitým minerálem chromu je krokoit - chroman olovnatý PbCrO 4 malá množství chromu přispívají k zabarvení drahokamů smaragdu a rubínu

Výroba metalurgické získávání chromu je redukce chromitu uhlíkem (koksem) ve vysoké peci: FeCr 2 O C → Fe + 2 Cr + 4 CO výsledkem je přitom slitina chromu se železem – ferrochrom, který lze dále přímo používat při legování speciálních ocelí a slitin s obsahem Fe a Cr výroba čistého chromu je komplikovanější, z chromové rudy působením roztaveného NaOH je připraven dichroman sodný Na 2 Cr 2 O 7, který je uhlíkem redukován na oxid chromitý Cr 2 O 3 redukce oxidu chromitého hliníkem nebo křemíkem za vzniku elementárního chromu: Cr 2 O Al → 2 Cr + Al 2 O 3

Využití v metalurgii při výrobě legovaných ocelí obsah chromu ve slitině určuje především její tvrdost a mechanickou odolnost možnost kalitelnosti a korozivzdornosti ocelí legovaných Cr se využívá u chirurgických nástrojů, v potravinářském průmyslu, vodních strojích (odlitky vodních turbín) atd. chromované předměty často nalezneme ve vybavení koupelen nebo součást luxusních autodoplňků soli trojmocného chromu slouží také ve sklářském průmyslu k barvení skla a kožedělném průmyslu při činění kůží

Molybden, Mo (Molybdaenum) je to stříbřitý až šedobílý, tvrdý a křehký kov se značně vysokým bodem tání krystaluje v těsně centrované kubické mřížce na vzduchu je za normální teploty stálý, stejně tak je odolný i vůči působení vody

Výskyt a výroba nejvýznamnější rudou je molybdenit (sulfid molybdeničitý - MoS 2 ), dalšími rudami jsou wulfenit - molybdenan olovnatý (PbMoO 4 ) a powellit (Ca(Mo,W)O 4 ) výroba: MoS 2 se pražením převede na oxid molybdenový podle rovnice: 2 MoS O 2 → 2 MoO SO 2 čistý molybden se vyrábí redukcí oxidu molybdenu vodíkem MoO H 2 → Mo + 3 H 2 O

Využití využití nalézá hlavně jako složka vysoce legovaných ocelí a při výrobě průmyslových katalyzátorů malé množství molybdenu ve slitině výrazně zvyšuje její tvrdost, mechanickou a korozní odolnost z molybdenových ocelí se vyrábějí silně mechanicky namáhané součásti strojů: hlavně děl, geologické vrtné hlavice a nástroje pro kovoobrábění

Wolfram (W, Wolframium) je šedý až stříbřitě bílý, velmi těžký a mimořádně obtížně tavitelný kov (jeho teplota tání je nejvyšší ze všech kovů a po uhlíku druhá nejvyšší z prvků) hlavní uplatnění nalézá jako složka různých slitin, v čisté formě jsme s ním běžně setkávali jako s materiálem pro výrobu žárovkových vláken

Výskyt a výroba Hlavními minerály wolframu v přírodě jsou wolframit – wolframan železnato-manganatý (Fe,Mn)WO 4, wolframan vápenatý - scheelit CaWO 4 a stolzit - wolframan olovnatý PbWO 4. Výrobě wolframu se obvykle frakce rudy taví s hydroxidem sodným (NaOH). Tavenina se louží vodou, do níž přechází vzniklý wolframan sodný Na 2 WO 4. Okyselením tohoto roztoku vypadává sraženina hydratovaného oxidu wolframového WO 3. Čistý wolfram (podobně jako molybden) se získá redukci oxidů vodíkem při vyšších teplotách: WO H 2 → W + 3 H 2 O

Využití při svařování kovů elektrickým obloukem za použití wolframových elektrod (tzv. metoda TIG, tungsten inert gas) způsobuje elektrický proud procházející mezi elektrodami v inertní atmosféře (obvykle argon) roztavení zpracovávaných kovů bez úbytku materiálu elektrod ze slitin s přídavkem wolframu se vyrábí kovoobráběcí nástroje, vrtné hlavice geologických nástrojů, turbíny a další vysoce teplotně a mechanicky namáhané součástky díky své vysoké hustotě slouží jako materiál penetračních projektilů (penetrátorů)

Prvky VI. A skupiny prvky VI. A neboli 16. skupiny periodické soustavy prvků – tedy kyslík (O), síra (S), selen (Se), tellur (Te), polonium (Po) a livermorium (Lv) se nazývají taky chalkogeny tento název znamená rudotvorné

Kyslík (O, Oxygenium) je plynný chemický prvek, tvořící druhou hlavní složku zemské atmosféry biogenní prvek a jeho přítomnost je nezbytná pro existenci většiny živých organizmů na této planetě autorem jeho českého a slovenského názvu je Jan Svatopluk Presl při dýchání vzduchu o obsahu kyslíku větší než 75% však dochází většinou k nenávratnému poškození plic

Vlastnosti je velmi reaktivní permanentní plyn slučování kyslíku s ostatními prvky se nazývá hoření, pokud je látka zahřátá na zápalnou teplotu - jde prakticky vždy o exotermní reakci, která vede k uvolnění značného množství tepelné energie produkty hoření se nazývají oxidy (dříve kysličníky)

Výskyt, výroba v atmosféře tvoří plynný kyslík 21objemových % voda oceánů, které pokrývají 2/3 zemského povrchu, je hmotnostně složena z 90 % kyslíku v zemské kůře je kyslík majoritním prvkem, je přítomen téměř ve všech horninách získává se destilací zkapalněného vzduchu kyslík se uchovává buď ve zkapalněném stavu ve speciálních Dewarových nádobách nebo plynný v ocelových tlakových lahvích

Využití v medicíně se čistý kyslík používá při operacích potápěči, vysokohorští horolezci, letci a kosmonauti využívají k dýchání kyslík nebo směsi kyslíko-acetylenový plamen využívá k řezání oceli a tavení kovů s vysokým bodem tání při výrobě oceli se vhání čistý kyslík do roztaveného železa, kde dochází k oxidaci přítomného uhlíku na plynné oxidy kapalný kyslík slouží jako okysličovadlo raketových motorů při letech kosmických lodí kyslík se používá jako jedna ze složek pro náplň některých typů palivových článků

Síra (S, Sulphur) je nekovový chemický prvek žluté barvy, poměrně hojně zastoupený v přírodě síra se vyskytuje v několika alotropických modifikacích: kosočtverečná, jednoklonná, homocyklické formy, sírný květ…

Výskyt jako čistý prvek se vyskytuje především v oblastech s bohatou vulkanickou činností nebo v okolí horkých minerálních pramenů významný je výskyt síry v různých rudách na bázi sulfidů: sulfid zinečnatý – sfalerit, disulfid železnatý – pyrit, sulfid olovnatý - galenit, sulfid rtuťnatý – cinabarit (rumělka) a chalkopyrit – směsný sulfid mědi a železa nebo minerál na bázi síranů je sádrovec – dihydrát síranu vápenatého síra se vyskytuje v uhlí a ropě v atmosféře je síra přítomna ve formě svých oxidů, především siřičitého a sírového

Využití jedna ze složek střelného prachu jako součást různých výbušnin a zábavní pyrotechniky vulkanizace kaučuku základní surovina pro výrobu kyseliny sírové je významnou složkou různých fungicidů, tedy prostředků působících proti růstu hub a plísní síření sklepů i sudů pro uchovávání vína či piva efektivně brání množení nežádoucích plísní a mikroorganizmů

Selen (Se, Selenium) vyskytuje v několika krystalických formách, jejichž barva je buď šedá nebo tmavě červená vyskytuje nejméně v šesti alotropických modifikacích, ve třech červených moniklinických (jednoklonných) formách, v krystalické šedé, hexagonální (šesterečné) formě pak jako černý sklovitý selen

Výskyt a výroba obvykle doprovází síru a tellur v jejich rudách je získáván z odpadů po spalování síry při výrobě kyseliny sírové nebo ze zbytků po elektrolytické výrobě mědi ze sulfidických rud relativní zastoupení selenu v zemské kůře i ve vesmíru je velmi nízké selen je v potravě nejvíce obsažen v ořeších, vnitřnostech a mořských rybách

Využití výroba fotočlánků fotočlánky s obsahem selenu se používají i pro měření intenzity dopadajícího světla jako expozimetry, například ve fotoaparátech a kamerách většina kopírovacích a reprodukčních přístrojů je osazena selenovými fotočlánky pravidelný snížený příjem selenu v potravě nepříznivě ovlivňuje především kardiovaskulární systém

Úkol Popište chemickou reakci vzniku tzv. kyselého deště. Vysvětlete rozdíl mezi O 2 a O 3

Zdroje pro textovou část KLIKORKA, J., HÁJEK, B., VOTINSKÝ, J. Obecná a anorganická chemie, SNTL/ALFA, Praha: 1985 KOTLÍK, B., RŮŽIČKOVÁ, K., Chemie I v kostce, Fragment, Havlíčkův Brod: 1996: ISBN X

Seznam zdrojů pro použité obrázky Snímek 4 - [ cit ]. Dostupný pod licencí Public Domain na WWW: Snímek 8 - [ cit ]. Dostupný pod licencí Public Domain na WWW: Snímek 11 - [ cit ]. Dostupný pod licencí Public Domain na WWW: Snímek 14 - [ cit ]. Dostupný pod licencí Public Domain na WWW: Snímek 19 - [ cit ]. Dostupný pod licencí Public Domain na WWW: Snímek 22 - [ cit ]. Dostupný pod licencí Public Domain na WWW: