II.B skupina Zinek, Kadmium, Rtuť

Zinek

Výskyt ZnS sfalerit ZnCO3 smithsonit dospělý člověk má obsaženy 2 g Zn v enzymech smithsonit sfalerit

Výroba rudy uhličitanové se žíháním zbaví CO2, rudy sfaleritové se praží, tak se převedou na oxid: ZnCO3 ZnO + CO2 2 ZnS + 3 O2  2 ZnO + 2 SO2 takto upravené rudy se redukují koksem (1000°C) ZnO + C  Zn + CO vyredukovaný zinek se oddestiluje a přetavením se čistí

Výroba Elektrolyticky ze ZnSO4 anoda = hliník katoda = olovo

Fyzikální vlastnosti lesklý šedobílý kov, křehký

Zn + 2 NaOH + 2 H2O  Na2[Zn(OH)4] + H2 Chemické vlastnosti na vlhkém vzduchu se pokrývá vrstvou oxidu, hydroxidu nebo uhličitanu slučuje se s kyslíkem na ZnO v neoxidujících kyselinách se rozpouští za vývoje H2 Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2 rozpouští se ve vodných roztocích alkalických hydroxidů za vzniku iontu [Zn(OH)4]2- Zn + 2 NaOH + 2 H2O  Na2[Zn(OH)4] + H2

Využití slitiny (mosaz) zinkový plech - střechy výroba článků v laboratoři k přípravě vodíku redukční činidlo (granulovaný nebo práškový)

Sloučeniny zinku

Halogenidy ZnBr2, ZnI2 - bílé rozpustné látky ZnCl2 nejdůležitější impregnace dřeva úprava textilií čištění povrchu kovů před pájením ZnBr2, ZnI2 - bílé rozpustné látky

Další sloučeniny ZnS ZnO směs ZnS + BaSO4 - bílá barva spalováním Zn na vzduchu: 2 Zn + O2  2 ZnO bílý, nerozpustný v H2O rozpustný v kyselinách i zásadách - typicky amfoterní oxid: ZnO + 2HCl  ZnCl2 + H2O ZnO + NaOH + H2O  Na[Zn(OH)3] ZnO + 2 NaOH + H2O  Na2[Zn(OH)4]

Využití ZnO výroba pryže - zkracuje dobu vulkanizace pigment ve výrobě barev, má výhodu nad tradiční olovnatou bělobou v tom, že je netoxický, nevýhodou je, že má menší krycí schopnost (zinková běloba) lékařství - zinkové masti a zásypy

Další sloučeniny ZnSO4 Zn(OH)2 bílá sraženina nepatrně rozpustný v H2O amfoterní charakter: Zn(OH)2 + H2SO4  ZnSO4 + 2 H2O Zn(OH)2 + NaOH Na[Zn(OH)3] ZnSO4 krystaluje z roztoku jako heptahydrát ZnSO4· 7 H2O = bílá skalice konzervační činidlo na dřevo mořidlo v textilním průmyslu velmi čistý v očním lékařství

Kadmium

Výskyt a výroba Výskyt: CdS greenockit zinkové rudy s obsahem 0,2 - 0,4% Cd Výroba: při výrobě zinku, oddestiluje se dříve než Zn (Cd je těkavější) destilace v přítomnosti C (brání oxidaci na CdO) rafinace elektrolýzou

Vlastnosti Fyzikální vlastnosti: stříbrný, tažný kov s namodralým leskem měkký (dá se krájet nožem) Chemické vlastnosti: méně reaktivní než zinek (nereaguje s alkalickými hydroxidy)

Využití výroba článků slitiny atomové reaktory - bezpečnostní a regulační tyče

Sloučeniny kadmia

katalyzátor hydrogenačních a dehydrogenačních reakcí CdO využití: Ni-Cd akumulátory katalyzátor hydrogenačních a dehydrogenačních reakcí CdS žlutá barva (kadmiová žluť) přidáním CdSe, ZnS, HgS k CdS - tepelně stálé pigmenty zářivých barev od světle žluté do tmavě červené, koloidní disperze těchto látek se používají k barvení transparentních skel

CdSO4 krystalický - CdSO4· 8 H2O nejběžnější sloučenina kadmia

Kadmium a vliv na organismus mimořádně toxické v lidském těle se hromadí v ledvinách a v játrech dlouhodobý příjem i velmi malých množství Cd vede k selhání funkce ledvin může inhibovat působení enzymů obsahujících Zn tím, že nahrazuje atomy zinku

Rtuť

Výskyt a výroba Výskyt: HgS cinnabarit (rumělka)

Výroba A. ruda se praží, uvolňuje se rtuť a oxid siřičitý, páry rtuti se ochlazením zkondenzují HgS + O2 (600 °C)  Hg + SO2 B. pražení rudy se železným odpadem nebo páleným vápnem HgS + Fe Hg + FeS 4HgS + 4CaO  4Hg + 3CaS + CaSO4

Fyzikální vlastnosti kapalná (t.t. -39 °C) stříbrobílý, lesklý kov vysoký měrný elektrický odpor, vysoká hustota páry jsou jedovaté! (zasypání prachem  amalám)

Chemické vlastnosti na vzduchu stálý (neoxiduje se) při zahřátí k teplotě varu se pokrývá vrstvičkou HgO rozpouští se v konc. HNO3 a horké konc. H2SO4 za vzniku rtuťnatých solí a oxidů dusíku nebo síry: Hg + 4 HNO3 Hg(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O Hg + 2 H2SO4 HgSO4 + SO2 + 2H2O slitiny s kovy - amalgámy - roztoky kovů (Zn, Cd) nejsnadněji tvoří amalgámy těžké kovy, zatímco lehčí kovy první přechodné řady (s výjimkou Mn, Cu) jsou ve rtuti nerozpustné

Využití elektroda při amalgámovém způsobu elektrolýzy roztoku NaCl fyzikální přístroje (teploměry, tlakoměry) amalgámy - zubní lékařství (plombování)

Sloučeniny rtuti

HgI - rtuťné s dimérním iontem Hg22+ Halogenidy Hg2Cl2 - kalomel - dříve hodně používán v lékařství bílý, ve vodě nerozpustný HgSO4 málo rozpustný katalyzátor v organické chemii

HgII - rtuťnaté s iontem Hg2+ Halogenidy nejběžnější HgCl2 tzv. sublimát - rozpustný v H2O prudký jed dezinfekční prostředek ochrana dřeva před hnitím

ohnivě červená sraženina rozpustný v alkalickém jodidu: HgI2 ohnivě červená sraženina rozpustný v alkalickém jodidu: 2 KI + HgI2  K2[HgI4] součást Nesslerova činidla, k důkazu NH3 HgO v červené a žluté modifikaci - rozdíl v barvě je způsoben velikostí částic červená - tepelným rozkladem Hg(NO3)2 nebo zahříváním Hg v kyslíku (350 °C) žlutá - za studena - srážením roztoků rtuťnatých solí alkalickými hydroxidy

HgS 2 modifikace - přímou syntézou prvků za chladu nebo srážením sirovodíkem dostaneme modifikaci černou, která sublimací přejde v modifikaci červenou nerozpustný v H2O, rozpouští se pouze v lučavce královské barva a líčidlo