Faixová, Havlínová, Kyselová, Veselská KOBALT, NIKL, ŽELEZO Faixová, Havlínová, Kyselová, Veselská

Kobalt

Využití Hutnictví (zlepšování vlastností slitin při barvení skla) Ocelářství-slitiny (obrábění kovů, turbíny leteckých motorů,…) Galvanické pokovování (ochrana méně ušlechtilých kovů proti korozi) Barvení skla a keramiky (bělidlo k optickému vyrovnání žlutavého nádechu, který vytváří železnaté sloučeniny) Zdroj radioativního záření (ozářením stabilního izotopu vznikne nestabilní, ten se dá využívat např jako „kobaltová“ jaderná bomba)

Výroba Výroba kobaltu se nejčastěji provádí tavením kobaltové rudy za přítomnosti ledku a sody. Tavenina se rozpustí v kyselině chlorovodíkové, doprovodné kovy se z roztoku vysrážejí pomocí sirovodíku. Z filtrátu se po oxidaci vyloučí kobalt ve formě Co2O3.H2O, který se po kalcinaci redukuje antracitem v elektrické peci na surový kovový kobalt, z kterého se odlévají elektrody pro následnou elektrolytickou rafinaci. Výroba práškového kobaltu se provádí redukcí oxidu kobaltitého oxidem uhelnatým.

Výskyt Nižší výskyt než Ni 30. místo ve výskytu prvků na zemi V zemské kůře Podmořská ložiska (Tichý a Indický ocenán) V mořské vodě Doprovází jiné prvky (niklové rudy, měď , olovo, manganovou čerň,…) V železných meteoritech Kobaltové rudy (smaltin CoAs2, kobaltin CoAsS, heterogenit CoO(OH),…)

Vlastnosti z tabulky Název: Kobalt Mezinárodní název: Cobaltum Protonové číslo: 27 Značka: Co Umístění v PSP: 9.skupina, 4.perioda Počet přírodních izotopů: 1 Relativní atomová hmotnost: 58,933195 Elektronová konfigurace: [Ar] 3d7 4s2 Oxidační číslo: -I, I, II, III, IV, V Elektronegativita: 1,88

Vlastnosti fyzikální Skupenství: pevné Krystalová struktura: šesterečná Hustota: 8,90 kg/dm3 Tvrdost: 5,0 (Mohsova stupnice) Teplota tání: 1495 °C (1768 K) Teplota varu: 3100 °C (3473 K) Molární objem: 6,67 · 10−6 m3/mol Rychlost zvuku: 4720 m/s−1 Měrná tepelná kapacita: 421 Jkg-1K-1 Měrný elektrický odpor: 0,097 nΩ·m

Vlastnosti chemické Lesklý Šedý Velmi tvrdý Feromagnetické vlastnosti Na vzduchu i ve vodě stálý Dobře rozpustný ve zředěné kyselině dusičné, jinak středně až slabě rozpustný Za vysokých teplot se slučuje s řadou prvků

Sloučeniny anorganické V anorganických sloučeninách kobalt vystupuje v oxidačních stavech od Co1+ do Co5+, přičemž největší význam mají sloučeniny kobaltnaté a kobaltité.

Síran kobalnatý CoSO4 podobě svého heptahydrátu =kobaltnatá skalice karmínově červenou barvu je dobře rozpustný ve vodě V roztoku vytváří podvojné sírany se sírany alkalických kovů. Připravuje se rozpouštěním uhličitanu kobaltnatého nebo oxidu kobaltnatého v zředěné kyselině sírové.

Dusičnan kobalnatý Co(NO3)2 v hydratované podobě červená krystalická látka dobře rozpustný ve vodě Používá se v analytická chemii a v keramickém průmyslu Při zahřívání se rozkládá na oxid kobaltnatý, oxid dusičitý a kyslík. Připravuje se rozpouštěním uhličitanu kobaltnatého v kyselině dusičné.

Síran kobaltitý Co2(SO4)3 modrá krystalická látka ve vodě se ihned rozkládá za vývoje kyslíku v kyselině sírové se rozpouští bez rozkladu Síran kobaltitý tvoří v roztoku se sírany alkalických kovů podvojné sírany – kamence. Síran kobaltitý se dá připravit elektrolýzou koncentrovaného roztoku síranu kobaltnatého okyseleného kyselinou sírovou za použití diafragmy a chlazené anody.

Oxid kobaltitý Co2O3 v bezvodém stavu hnědý prášek nerozpustný ve vodě, rozpustný v kyselinách na kobaltnaté soli a v koncentrovaném vroucím alkalickém hydroxidu na tetrahydroxokobaltnatany nebo hexahydroxokobaltnatany. V přírodě se vyskytuje jako nerost stainierit. Připravuje se oxidací hydroxidu kobaltnatého, ale pouze ve své hydratované podobě. Žíhání na bezvodý oxid kobaltitý lze provést pouze za zvláštních podmínek. Běžně totiž dochází při zahřívání k odštěpení kyslíku a vzniku oxidu kobaltnato-kobaltitého.

Biologický význam Kobalt je také součástí jednoho z důležitých členů vitaminů skupiny B, vitaminu B12. Stopové množství kobaltu je důležité pro řadu živých organismů včetně člověka. Koncentrace několika desetin miligramů kobaltu na kilogram půdy prokazatelně zlepšuje zdravotní stav pasoucího se dobytka. Může nastat otrava kobaltem.

Nikl

Vlastnosti fyzicke- stříbrobílý, silně lesklý kov. Nikl se dá výborně leštit, je velmi tažný a dá se kovat, svářet a válcovat na plech nebo vytahovat v dráty chemicke- na vzduchu stálý, teplota tání 1452°C,teplota varu 2840°C protonové číslo 28 relativní atomová hmotnost 58,6934 perioda 4

Výskyt a výroba výskyt-v přírodě se vyskytuje hlavně vázán na síru, arsen a antimon výroba-používá se hlavně k výrobě slitin jako katalyzátor Orfordův proces: 2Ni3S2 + 7O2 → 6NiO + 4SO2 NiO + C → Ni + CO Přídavek niklu do oceli podstatně ovlivňuje její houževnatost a kujnost, ve slitinách hliníku zvyšuje jejich pevnost za vysokých teplot.

Důležité sloučeniny nejčastěji ox.čísla II. oxid nikelnatý-NiO-zelený pigment v keramickém průmyslu Chlorid nikelnatý- NiCl2 je v bezvodém stavu zlatožlutá krystalická látka, v hydratované podobě je to zelená krystalická látka, dobře rozpustná ve vodě a lihu. Oxid niklitý Ni2O3 je šedý až černý prášek, nerozpustný ve vodě, rozpustný v kyselinách

Význam Nikl má schopnost pohlcovat velká množství vodíku a to zejména za zvýšené teploty. Proto se houbovitý nikl využívá jako katalyzátor při hydrogenacích

Železo

Tabulka Chemická značka: Fe Umístění v PSP: 8 skupina, 4. perioda, blok d Elektronegativita: 1,83 Relativní atomová hmotnost: 55,8 Elektronová konfigurace: [Ar] 3d6 4s2 Protonové číslo: 26 Zařazení: přechodné kovy Celá řada oxidačních stupňů, nejdůležitější: II,III- nejstabilnější ( el. Konfigurace d5)  

Vlastnosti Skupenství: pevné Poměrně měkký, kujný Světle šedý až bílý Ferromagnetický (neušlechtilý) kov Snadné rozpouští za působení minerálních kyselin Malá odolnost proti korozi Nejvyšší vazebná energie Za vyšší teploty dobře reaguje s chlorem, fosforem a sírou Teplota tání: 1538 °C (1811 K) Teplota varu: 2861 °C (3134 K) Ve zředěných kyselinách se dobře rozpouští za vzniku vodíku a železnaté soli Dobře vede elektrický proud  

Sloučeniny Anorganické sloučeniny Železnaté ( Fe2+) -nejvýznamnější : síran železnatý ( = zelená skalice) - dobře rozpustné ve vodě, většinou jsou bezbarvé až světle zelené Železité ( Fe3+) - oxid železitý (= hematit) -vznik - oxidací železnatých solí Železičité ( Fe4+) - nejsou pro železo typické, běžný člověk se s nimi nesetká Železové ( Fe6+) - červená barva, na vzduchu relativně stálé, silná oxidační činidla Izotopy železa (V přírodě 4 izotopy)

Využití, význam Čisté železo nemá větší praktický význam Technické železo (slitina železa s uhlíkem, fosforem, křemíkem a dalšími prvky)-nejdůležitějším konstrukčním materiálem a technickým kovem Některé sloučeniny železa- výroba barviv nebo jako oxidační a desinfekční činidla Významné využití: katalyzátor při výrobě čpavku přímou syntézou z vodíku a dusíku Lidský organismus -stopový prvek potřebný k tvorbě krve

Výroba Redukcí železných rud ve vysoké peci Ve vysoké peci probíhá při teplotách 400-1000°C nepřímá redukce železné rudy oxidem uhelnatým. Průběh nepřímé redukce železné rudy ve vysoké peci popisují rovnice:   3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2 Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 Fe3O4 + 4CO → 3Fe + 4CO2 FeO + CO → Fe + CO2

Výroba Při teplotách 950-1000°C probíhá ve vysoké peci přímá redukce železné rudy uhlíkem. Průběh přímé redukce ve vysoké peci zobrazují rovnice: 3Fe2O3 + C → 2Fe3O4 + CO Fe3O4 + C → 3FeO + CO Fe3O4 + 4C → 3Fe + 4CO FeO + C → Fe + CO Surové železo se poté dále zpracovává na ocel v elektrických pecích, konvertorech nebo Martinských pecích.

Výskyt Nejrozšířenější těžký kov V zemské kůře (pouze ve formě sloučenin) : 4,2 % hmot. Nejčastěji ve formě oxidů a uhličitanů Nejdůležitější železné rudy: magnetovec (magnetit) - oxid železnato-železitý Fe3O4 krevel (hematit) - oxid železitý Fe2O3 hnědel (limonit) - oxid železitý, který obsahuje vodu Fe2O3 · n H2O ocelek (siderit) - uhličitan železnatý FeCO3

Otázky Který z těchto prvků má nejvyšší protonové číslo? Kde se využívá kobalt? Jakou barvu mají tyto 3 prvky? Jak se vyrábí železo? V jakých 4 nejdůležitějších rudách se vyskytuje železo? Jaké jsou 3 kobaltové rudy? Jaká je nejvýznamější železnatá ruda? K čemu je v lidském těle důležitě železo? V jakých formách se železo vyskytuje v zemské kůře? V jakém skupenství jsou tyto prvky?

Zdroje www.wikipedia.org http://www.prvky.com http://www.tabulka.cz