| Szervetlen ZH kérdések |
101-179. kérdésig letölthető kicsiben, két hasábban itt: kérdések (pdf, 124 kB)
101. Milyen lehet az átmenetifémek hidridjeinek szerkezete?
intersticiális hidridek képződnek (a H2 a rácshézagokban „oldódik”, atomizálódik, esetleg ionizálódik); Képződésük térfogatnövekedéssel jár (az s mező elemeinél csökken a térfogat), a fémrács szerkezete és fémes jellege változik (törékennyé válik); Nem-sztöchiometrikusak, összetételük változik a hőmérséklettel és a p(H2)-vel;
102. Hogyan lehetne átmenetifémhidrideket előállítani? - közvetlenül a fémből H2 atmoszférában - elektronikusan, a fémet katódként kapcsolva a leváló H2 részben oldódik a fémben
103. Hogyan változik az átmenetifémhalogenidek rácsszerkezete a fém oxidációs állapotával? - ionos: 3d elemek +1, +2, +3 oxidációs állapotban - kovalens molekularácsos: nagy oxidációs állapotban
104. Hogyan változik az átmentifém halogenidek maximális koordinációs száma a halogenid és a központi fémion minőségével?
F, Cl, Br, I sorrendben csökken a koordinációs szám; minél magasabb oxidációs állapotú a fémion annál jobban hajlamos F komplexek képzésére. Alacsony oxidációs állapotú fémek általában I-al képeznek komplexet.
105. Mik azok a klaszter vegyületek? - fém-fém kötésű 4d és 5d halogenidek
106. Milyen alapvétó halogenid-klaszter szerkezeteket ismer? ????
107. Az átmenetifémhalogenidek előállítása (3 általános példa). - fémből X2 atmoszférában magas hms-en (2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3) - fémoxidból halogénnel (TiO2 +2C+2Cl2 =TiCl4 +2CO) - fémoxidból halogénező szerekkel (ScO3 + 3CCl4 = 4ScCl3 + 3CO2)
108. Kristályvízmentes átmentifémhalogenidek előállítása.
109. Jellemezze a CuF és a CuI2 vegyületeket!
110. Milyen színű a CuF2 és a CuI?
111. Az átmenetifém-cianokomplexek kiemelkedő stabilitásának az oka. - σ-donor koordináció, π-akceptor viszontkoordináció
112. A tiocianátion koordinációjának jellegzetessége. ???? előző?
113. Mit tapasztal, ha Fe(III)-tiocianát oldathoz fluoridionokat ad? Mit tud mondani a Fe(III)-tiocianátó és a Fe(III)-fluoro komplexek relatív stabilitására vonatkozólag? ???
114. Jellemezze röviden az átmenetifém-oxidokat! hosszú ????
115. Az átmenetifém oxidok előállítása (3 általános példa). - Oxoanionok sóiból oldatban savanyítás hatására MoO42- +H+ → [Mo7O24]6- → MoO3 -- hidroxidok, karbonátok, szulfidok hevítése 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O 2FeS2 + 5,5O2 → Fe2O3 + 4SO2
116. Hogyan változik egy átmenetifém esetén az oxidok sav-bázis sajátsága az oxidációs számmal. - +1,+ 2, +3, (+4) bázikus (+3), +4, (+5) amfoter (+5), +6, +7, +8 savas
117. Hogyan változik az átmenetifémeknél az oxidok redoxi stabilitása az oszlopban lefelé az oxidációs számmal? ????
118. Mi az oka annak, hogy a nagy oxidációs számú fémek vizes oldatban nem akvokomplexek, hanem oxokationok vagy oxoanionok formájában fordulnak elő? ???
119. Írjon fel 3 hidroxokomplexet képező átmenetifémiont és 3 amminkomplexet képező átmenetifém-iont! - amminkomplex: V, W, Cr - hidrokomplex: Ag, Cu, Fe
120. Írjon fel 5 oxidos ércet! - MnO2 (barnakő) Fe3O4 (magnetit) Fe2O3 (hematit) TiO2 (rutil) WO3 (volframokker)
121. Mik azok az izopolisavak és mik a heteropolisavak? - Oxosavak polikondenzációjával többmagvú oxosavakat képeznek IZOPOLISAVAK: egy elemet tartalmaz központi atomként HETEROPOLISAVAK: két különbözı központi atomot tartalmaz
122. Írjon fel 5 izopolisavképző elemet (nem csak átmenetifémet) - B, Si, P, W, V
123. Mi a gyakorlati jelentőségük az izo- és heteropolisavaknak? többfunkciós katalizátorok 124. Az átmenetifém szulfidok és analitikai jelentőségük. - A szulfidok a megfelelı oxidoknál kovalensebb kötésőek →rosszul oldódó színes vegyületeket képeznek, sok közöttük nem- sztöchiometrikus, atomrácsos, rétegrácsos (korai d elemek) vagy fémrácsos (késıi d elemek) vegyület - ALKALMAZÁS: kationok Fresenius féle osztályozása és elválasztása
125. Az átmenetifém karbidok szerkezete és függésük a fémion méretétől. - zömmel rácsközi karbidokat képeznek - r=130-190 pm a C a fémrács hézagaiba befér, oda be tud épülni→ a rácsszerkezet nem változik, a C atomok külsı elektronjai hozzájárulnak a kötésrendszer kialakulásához – atomrácsos jelleg - r=<130 pm nem tudják a rácshézagokat kitölteni, nem férnek bele, a rácsszerkezet felbomlik; a fém-fém kötések mellett C-C kötések is létrejönnek; C-láncok járják át a fémrácsot→termikus, mechanikai és kémiai ellenállóképesség csökken
126. Említsen meg néhány gyakorlati fontosságú átmenetifém karbidot! - FeS, MoS2, ZnS, MnS
127. Az átmenetifémkarbonilok kötésviszonyai. - Az M-C=O kötés lineáris σ-donor kötés a :CO elektronpárja és a fém üres d pályája között -akceptor kötés a fém d elektronjai és a C üres pz pályája között M-C kötésrend > 1 C-O kötésrend ≤ 2
128. Mi a 18 elektron szabály? - 18 elektron-szabály: a legegyszerűbb karbonilnál a koordinációs szám megállapítása: ehhez a fém a d és s elektronjaival és minden CO 2 db elektronnal járul hozzá.
129. Mire ad útmutatást a 18 elektron szabály? - a koordinációs szám megállapítására
130. Az átmenetifémkarbonilok előállítása és tulajdonságaik. - Előállításuk Finom eloszlású fém + CO (hımérséklet, nyomás): Fe + 5CO → Fe(CO)5 (470K, 100 bar) Fémhalogenid + CO + Grignard-reagens: 2CrCl3 + 3R-MgCl +12CO = 2Cr(CO)6 + 3R-X + 3MgCl2 Fémhalogenid + CO + alkálifém redukálószer: VCl3 + 3Na + 6CO → V(CO)6 + 3NaCl Karbonilok hevítése, UV-besugárzás (átalakítás): 2Fe(CO)5→ Fe2(CO)9 + CO - Tulajdonságok: alacsony op. szilárd, vagy folyadék halmazállapotú molekulavegyületek termikus stabilitásuk kicsi, csak szerves oldószerekben oldódnak, többmagvú karbonil komplexeket képeznek: fém-fém klaszter, CO hídligandum
131. Milyen kötésmódok alakulhatnak ki az átmetifémkarbonilokban? ???
132. A titán előfordulása, előállítása és felhasználása.
TiO2 – rutil, FeTiO3 – ilmenit
TiO2 + 2C + 2Cl2 → TiCl4 + 2CO FeTiO3 + 6C + 7Cl2 → 2TiCl4 + 2FeCl3 + 6CO A TiCl4 és FeCl3 frakcionált desztillációval szétválasztható, majd Ar atmoszférában Mg-mal redukálható: TiCl4 + 2Mg → Ti + 2MgCl2 (1000-1150 °C)
133. A titán gyakorlatban ismert oxidációs állapotai, ezek redoxi és hidrolitikus stabilitása.
134. A titán fémorganikus vegyületei és azok gyakorlati jelentősége. FÉMORGANIKUS VEGYÜLETEK Ziegler-Natta katalizátor: Al(Et3) + TiCl4 (TiCl3) Nobel-díj 1963 n CH2=CH2 → -[-CH2-CH2-]n- Sztereoreguláris polimerizáció; jobb mechanikai tulajdonságok
135. A titán oxigénnel alkotott vegyületei.
136. A vanádium előfordulása, előállítása és felhasználása.
mint páratlan rendszámú elem, ritkább a szomszédainál (Harkins-Oddó szabály); gyakran más ércek kísérőjeként fordul elő PbCl2∙2Pb3(VO4)2 – vanadinit, K2(UO2)2(VO4)2∙3H2O – karnotit, kőolajokban, élőlényekben (tuniciták, gombák) is feldúsulhat
V-érc +Na2CO3 +NaCl (800 °C) →NaVO3 (kioldás +H2SO4)→V2O5 vas jelenlétében Al-mal, vagy FeSi-mal redukálják → ferrovanádium VCl5 redukciója H2-nel vagy Mg-mal; V2O5 redukciója Ca-mal
acélötvöző (V4C3 képződése, a vas C tartalmával: kopás- és hőállóság)
137. A vanádium fizikai és kémiai tulajdonságai magas op fém, kemény, bár tiszta állapotban elég puha (kevés szennyeződés is jelentősen növeli keménységét), rendkívül ellenálló, korrózióálló: felületi védő oxidréteg forró, tömény savak (H2SO4, HNO3, királyvíz, HF, HF+HNO3) oldják; alkáli olvadékok nem támadják meg; szobahőmérsékleten ellenálló, magas hőmérsékleten a nemfémek-kel reagál: intersticiális, nem-sztöchiometrikus vegyületeket képez ionos vegyületeket képező hajlama az oxidációs szám növelésével csökken. redoxi sajátságai: ε(V(OH)4+/VO2+)=1.0V, ε(VO2+/V3+)=+0,34V, ε(V3+/V2+)=-0,26V, ε(V2+/V)=-1,18V pentaoxidja amfoter, vízben gyakorlatilag nem oldódik vizes oldatban oxokationokat, oxoanionokat képez; izo- és heteropilisavképző
138. A vanádium oxigénnel alkotott vegyületei, az oxidok redoxi és sav-bázis sajátságának változása a fém oxidációs állapotával.
2NH4VO3 + H2SO4 → V2O5 + (NH4)2SO4 +H2O 2NH4VO3 → V2O5 + 2NH3 + H2O (hő) (lúg)VO43-←V2O5 → [VO2(H2O)4]+ (sav) (cisz oxocsoportok) V2O5 → [VO(O2)(H2O)4]+ vörös színű (peroxo-vanadát) VO2 sötétkék vegyület; V2O5 enyhe redukciójával, pl. CO, SO2-dal (lúg) VO44-,[V4O9]2-←VO2 →[VO(H2O)5]2+ (sav) (kék)
139. Mik azok az izopolisavak és hogyan állíthatók elő?
140. Mik azok a heteropolisavak és hogyan állíthatók elő?
141. A krómcsoport általános jellemzése: Igen magas op (W:3410 °C), tiszta állapotban viszonylag puhák, mechanikai tulajdonságaik a szennyezők hatására kedvezően változnak, szobahőmérsékleten ellenállóak, magas hőmérsékleten reagálnak a nemfémes elemekkel (O,S,N,B,C,X).A F2-ral már szobahőmérsékleten
142. A króm, a molibdén és a volfrám előállítása.
FeCrO4 + 4C → Fe + Cr + 4CO alacsony C.-tartalmú ferrokróm előállításához a reakciót FeSi-mal végzik.
FeCrO4 + 8NaOH + 3,5 O2 → 4Na2CrO4 + Fe2O3 + 4H2O (1100 °C) Na2CrO4 + 2C → Cr2O3 + Na2CO3 + CO Cr2O3 + 2Al → 2Cr + Al2O3 Cr-bevonatok (galvanizálás): Cr2O3 kénsavas oldásával nyert oldatok elektrolízise
MoS2 (pörkölés) →MoO3 (H2, Al) → Mo + H2O
wolframit +NaOH (ömlesztés) → wolframát (sav) →WO3 (H2) →W porkohászat (magas op. miatt nem olvasztható meg, sajtolással tömörítik)
143. Mi az a porkohászati eljárás, és mi hívta életre? A porkohászat olyan eljárás, amely fél- és készterméket állít elő fémporokból. A porkohászati eljárásokkal azonban lehetőség van olyan anyagok keverésére is, amelyek normálötvözéssel és más eljárásokkal nem elegyíthetők, sőt fémes és nemfémes anyagokat is lehet keverni. Az eljáráshoz megfelelő finomságú porokat állítanak elő, ezeket a kívánt összetételnek megfelelő arányban összekeverik, és az így előállított alapanyagot hidegen összesajtolják, végül adott hőmérsékleten hőkezelik (zsugorítják). További előnye a technológiának az, hogy méretpontos, jó minőségű termékek állíthatók elő vele. Hátránya a porkohászatnak az, hogy az előállítható darabok általában csak kisebb méretűek lehetnek, az eljárás viszonylag drága, és ezért csak tömegtermelésben lehet gazdaságos.
144. A króm, a molibdén és a volfrám felhasználása.
145. A króm, a molibdén és a volfrám fizikai és kémiai tulajdonságai.
146. A króm oxigénnel alkotott vegyületei.
(NH4)2Cr2O7 → Cr2O3 + N2 + 4H2O (vulkán) (lúg) [Cr(OH)4]- ←Cr2O3→ [Cr(H2O)6]3+ (sav)
147. A króm komplexei. - A Cr esetén leggyakoribbak a +3 oxidációs állapotú komplexeik. Ezek rendkívül inertek. Nagy a hidrolitikus hajlamuk (bőrcserzés) +2 oxidációs állapot nem stabilis: oxigén- és vízérzékenyek Cr2(CH3COO)4∙2H2O – dimer, vörös színű, stabilis vegyület
148. A mangán kémiája: GYAKORISÁG ELŐFORDULÁS A Fe és a Ti után a 3. leggyakoribb átmenetifém. Legfontosabb érce a MnO2 –piroluzit (barnakőpor) ELŐÁLLÍTÁS Ferromangán: ötvözési célokra MnO2 + Fe2O3 (koksz, elektromos kemencében) →Mn + 2Fe + 5CO Tiszta Mn előállítás: MnSO4 vizes oldatának elektrolízise FELHASZNÁLÁS Acélötvöző (kéntelenítő, dezoxidáló hatású); egyéb ötvözetei: pl. manganin Cu+Mn+Ni ellenállása nem függ a hőmérséklettől) FIZIKAI ÉS KÉMIAI TULAJDONSÁGOK Kemény, törékeny fém, nehezen megmunkálható; Oxidációs állapot +2 és +7 között. Minél nagyobb annál kisebb az oxidációs állapotuk stabilitása (+2 stabilis, +7 erélyes oxidálószer) Elég reakcióképes (félig telített alhéj), felületét oxidréteg védi, enélkül vízből H2-t fejleszt, ásványi savak oldják, melegítve könnyen reagál a nemfémekkel.
149. A mangán oxidjainak redoxi és sav-bázis sajátságainak változása az oxidációs számmal. Mn2O7: rendkívül bomlékony, robbanásszerű hevességgel bomlik, MnO4- oxoaniont képez; erélyes oxidálószer Ba(MnO4)2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HMnO4 Oxidációs képessége függ az oldat pH-jától (analitikai kémia) KMnO4 előállítása:
4MnO4- + 4H+ → 4 MnO2 + 2H2O + 3O2 MnO4- (ibolya színű (CT sáv) diszproporcionálódik: 3MnO4- + 4H+ = 2MnO42- + MnO2 + 2H2O MnO2 MnVII és MnII szinproporcionálódása: 2MnO4- + 3Mn2+ + 2H2O = 5MnO2 + 4H+ MnO2 gyakorlati jelentősége: szárazelemgyártás, tégla- és, üveggyártás Leclanché elem (C/MnO2 anód, Zn katód, NH4Cl elektrolit) MnO, Mn2O3, Mn3O4
150. A korai átmeneti elemek bioszervetlen kémiája.
151. Mi az oka annak, hogy a 8,9 és 10 vegyértékelektronnal rendelkező elemeknél az elemeket vízszintes és nem függőleges rokonság alapján tárgyaljuk? A d6-d8 elektron-konfigurációnál a d és s alhéjak energiáinak keveredése miatt előtérbe kerül a vízszintes rokonság, az elemek triádokat alkotnak: vas-kobalt-nikkel triád és a platinafémek
152. A 8,9 és 10 vegyértékelektronnal rendelkező elemcsoport általános jellemzése. magas op., a tiszta fémek puhák, szennyezések javítják a megmunkálhatóságot (ötvözetek); ferromágnesesek (magas Curie hőmérséklet: Fe-768 °C, Co>1100 °C, Ni-375 °C) Oxidációs állapotok: Fe: +2, +3, (+6); Co: +2, +3; Ni: +2, +3; (a +4 és +5 is ismert de gyakorlati jelentősége nincs, <+2 fémorganikus vegyületekben) Magasabb hőmérsékleten reagálnak a nem-fémekkel (O, X, S, B, C, Si, P), a finom eloszlású Fe és Ni pirofóros (levegőn meggyullad); A Fe, Ni könnyen, a Co nehezebben oldódik ásványi savakban, a forró HNO3 passziválja a fémeket; a Fe nedves levegőn rozsdásodik, a Co, Ni ellenáll a korróziónak;
153. A vascsoport elemeinek (Fe, Co, Ni) előfordulása. GYAKORISÁG ÉS ELŐFORDULÁS a vas a földkéreg 4. leggyakoribb eleme (O, Si, Al, Fe…) 6,2% a kobalt és a nikkel jóval ritkább oxidos és szulfidos ércei is vannak Fe2O3-hematit (vörös vasérc), Fe3O4 –magnetit (mágnes vasérc), Fe2O3 ∙nH2O, FeO(OH) limonit (barna vasérc), FeCO3 sziderit, FeS2 (pirit); CoAsS-kobaltit, (Fe,Ni)O(OH)(H2O)n-Fe-Ni-limonit
154. A vas, a kobalt és a nikkel előállítása. oxidok redukciója szénnel nyersvasgyártási alapanyagok: vasérc, koksz, levegő, salakképző (CaCO3/SiO2) anyagok Co ELŐÁLLÍTÁSA: érc pörkölése: nyers oxid –Fe, Cu, Ni, Pb kíséárőktől való megszabadítás (oldás kicsapás) –Co(OH)3 leválasztás – Co3O4 kihevítés – C, H2-vel való redukció Ni ELŐÁLLÍTÁSA: hasonló a Co-hoz → NiO – redukció C-nel, tisztítás: elektrolízissel, Ni(CO)4 hőbontása
155. A vas- és az acélgyártás. ACÉLGYÁRTÁS a C-tartalmat 1,7 % alá csökkentik és a S, Si és P tartalmat oxidáló-szerrel kiégetik a nyersvasból; Bessemer- és Thomas-eljárás (levegő átfúvatás, alkalmas konverter bélésanyag), Siemens-Martin eljárás (vasoxid, vagy ócskavas az oxidálószer); BOC (basic oxygen process)-eljárás: levegő helyett oxigén átfúvatás, N2 oldódás megakadályozása, pontos beállítás; Acél hőkezelése: a vas különböző megmunkálhatóságának és mechanikiai tulajdonságainak javítása 18-as dia
156. Mi az acélgyártás célja és módszerei?
157. A vascsoport elemeinek nagytisztaságú formában való előállításának módja
158. Mi a Mond eljárás. Gyártási eljárás tiszta nikkel előállítására, amely során a nem tiszta nikkelt szén-monoxid áramban melegítik 50-60 oC-on. Illékony nikkel-karbonil keletkezik (Ni(CO)4), ami magasabb hőmérsékleten (180 oC-on) tiszta nikkelre bomlik. A módszert a német-brit kémikus Ludwig Mond (1839-1909) vezette be.
159. A vascsoport elemeinek felhasználása.
160. Mik azok a ferromágneses anyagok és mi a Curie hőmérséklet?
161. A vascsoport elemeinek fizikai és kémiai tulajdonságai. magas op., a tiszta fémek puhák, szennyezések javítják a megmunkálhatóságot (ötvözetek); ferromágnesesek (magas Curie hőmérséklet: Fe-768 °C, Co>1100 °C, Ni-375 °C) Oxidációs állapotok: Fe: +2, +3, (+6); Co: +2, +3; Ni: +2, +3; (a +4 és +5 is ismert de gyakorlati jelentősége nincs, <+2 fémorganikus vegyületekben) Magasabb hőmérsékleten reagálnak a nem-fémekkel (O, X, S, B, C, Si, P), a finom eloszlású Fe és Ni pirofóros (levegőn meggyullad); A Fe, Ni könnyen, a Co nehezebben oldódik ásványi savakban, a forró HNO3 passziválja a fémeket; a Fe nedves levegőn rozsdásodik, a Co, Ni ellenáll a korróziónak
162. Mi a Raney nikkel és mire használják? nikkel-alumínium ötvözetből az alumíniumnak vizes lúgoldattal történő kioldásával készült, hordozó nélküli finom eloszlású "pirofóros" fémnikkel. Általában magasabb hőmérsékleten (20-200 °C) és nyomáson (1-100 bar) végzett hidrogénezésre használatos.
163. A korrózió és a korrózióvédelem. Korróziónak nevezzük elsősorban azokat a kémiai reakciókat, melyek során a fémek felületéről kiinduló és a fémek belseje felé haladó kémiai vagy elektrokémiai változások során az adott fémfelület roncsolódik. Létezik aktív és passzív védelem. A passzív védelem fő jellemzője az, hogy olyan védőbevonatot alakítunk ki a fém felületén, ami az csak addig véd, amíg meg nem sérül. Léteznek aktív védekezési módok. Olyan védelem, amelyben a fémet olyan fémmel védjük, amely reakcióképesebb (elektródpotenciálja kisebb). A katódos fémvédelem az a korrózióvédelmi eljárás, amelynek során a védendő fém azt az elektródot alkotja, ahol a redukció történik, tehát ez lesz a katód. Az anód az a fém lesz, amelyiknek kisebb az elektródpotenciálja, így ez a fém fog átadni a katódnak elektronokat.
164. A vas oxidjai és hidroxidjai. - 165. A kobalt és a nikkel oxigénnel alkotott vegyületei. Oxidjaik:
A +2 és +3 oxidációs állapotú oxidok bázikus karakterűek, savakban M(aq)2+ és M(aq)3+ formában oldódnak, lúgos közegben rosszul oldódó M(OH)2, M(OH)3 és MO(OH) hidroxidokká alakíthatók; A +3 oxidációs állapot stabilitása a Fe>Co>Ni sorrendben csökken; A Fe(OH)2 (halvány zöldes), a Co(OH)2 (rózsaszín) levegőn spontán oxidálódik, a Ni(OH)2 stabilis; 2FeO(OH) + 3Cl2 +10 OH- = 2[FeO4]2- + 6Cl- + 4H2O (bíborszínű) A [FeO4]2- igen erélyes oxidálószer; CrO42->MnO4->FeO42->>(CoO42-) spontán bomlik: 2[FeO4]2- + 5H2O →2Fe3+ + 1,5 O2 +10 OH- Vegyes fémoxidok: MIIFe IIIO4 (ferritek) – ferrimágnesesek) CoO (olivazöld), kobaltüveg: CoO+SiO2+K2CO3 (kék) NiO (zöld), NiO(OH) Ni-Fe lúgos akkumulátor (elektrolit KOH) (tölt) Fe + 2NiO(OH) + 2H2O ↔Fe(OH)2 + Ni(OH)2 (kisül)
166. A vascsoport elemeinek halogenidjei. Jellemzőek az MX2 és MX3; az MX2 mindhárom fémmel és mindhárom halogénnel képződik; MX2: M + 2HX = MX2∙nH2O + H2 (hidrátizomerek), a vízmentes sók színesek: Fe(II) -sók sárgászöld, Co(II)-sók kék, Ni(II) sók sárga színűek; [MX4]2- tetraéderes halogeno komplexeket képez(het)nek; MX3: 2Fe + 3Cl2 = (2FeCl3) Fe2Cl6 könnyen szublimál, gőzfázisban dimer, vizes oldatból FeCl3∙6H2O kristályosítható, hevítéssel nem vízteleníthető (hidrolizál); savas hidrolíziséből adódóan „maró” hatású (felületkezelés, tisztítás); FeI3 nem létezik: 2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2; FeF3 stabilis→[FeF6]3- szintelen komplex; MX4: nem stabilis, komplex halogenidjeik (pl. Cs2[CoF6], K2[NiF6]) vízben O2 fejlődés közben bomlanak.
167. A vízmentes Fe(II) és Fe(III) klorid előállítása. Fe(II) előállítás:
Fe(III):
168. Állítson elő vízmentes FeCl3-ot és FeI3-ot! FeI3 nem létezik: 2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2 2Fe + 3Cl2 = (2FeCl3) Fe2Cl6
169. Szemléltesse a vaskomplexek példáján a komplexképződés hatását a redoxpotenciálra. Fe-komplexek: +2 és +3 kationos akvakomplexek (N=6) vizes oldatban ε(Fe3+/Fe2+)=+0,77V, ε(Co3+/Co2+)=+1,84V; a Co3+ és Ni3+ akva komplex nem létezik; [Fe(H2O)6]2+ (zöld) kevéssé, a [Fe(H2O)6]3+ (halvány ibolya) erősen hidrolizál: Ks[Fe(H2O)6]3+~2 és [(H2O)4Fe(OH)2Fe(H2O)4]4+ sárga színű ionok, (Fe←O töltésátviteli sáv); A szoftabb ligandumok (aromás-N, S) a Fe(II), míg a hardabbak (F,O) a Fe(III) vegyértékállapotot stabilizálják, ε(Fe(edta)-/Fe(edta)2-)=-0,12V, ε([Fe(CN)6]3+/Fe(CN)6]4- =+0,36V, ε([Fe(phen)3]3+/[Fe(phen)3]2+=+1,12V
170. Analitikai fontosságú vaskomplexek. K4[Fe(CN)6] sárgavérlúgsó, K3[Fe(CN)6] vörösvérlúgsó FeIII + [FeII(CN)6]4- → berlini kék FeII + [FeIII(CN)6]3- → Turnbull kék CN- hidas vegyes oxidációs állapotú vas-ciano komplexek
171. Mi a különbség és a hasonlóság a berlini kék és a Turnbull kék között? FeIII + [FeII(CN)6]4- → berlini kék FeII + [FeIII(CN)6]3- → Turnbull kék A töltések a különbségek, egyiknek 3- a másiknak 4-, minden más azonos.
172. Mi az oka a komplexek színének és mivel lehet magyarázni, ha a komplexképződés során színváltozást tapasztalunk? Írjon rá példát is! ??????
173. A vas bioszervetlen kémiája. A vas mind a növény- mind az állatvilág számára nélkülözhetetlen elem. Biológiai jelentősége alapvetően redoxi sajátságához rendelgető, azaz, +2 és +3 oxidációs állapotban is létezik, és így: 1. Mint oxigénhordozó viselkedhet sok élőlény vérében (hemoglobin), illetve tárolja azt az izmokban (mioglobin); 2. Elektrontranszfer fehérjék alkotója melyek az elektron szállítását végzik élőlényekben, a baktériumoktól az emberig; 3. Az oxigén részvételével lejátszódó oxidáz, oxigenáz, peroxidáz folyamatokat katalizál; 4. A nitrogenáz enzim alkotója (N2 fixálás); 5. A vas szállítása és tárolása révén biztosítva van a szervezet vas háztartása
174. A vas fémorganikus vegyületei. ?????
175. Mik azok a „szendvics-vegyületek”? Egy fémion két lapszerű szerves molekula között foglal helyet
176. Mik azok a metallocén vegyületek? Olyan fémorganikus vegyületek gyűjtőneve, amelyekben két ciklopentadienát-anion szendvicsszerűen kötődik valamely átmenetifémhez
177. A platinafémek külső vegyértékhéján levő elektronok száma és maximális oxidációs állapotuk közötti kapcsolat és annak magyarázata. Az atompályák szabálytalan feltöltődése is mutatja, hogy a 4d – 5s, illetve az 5d – 6s pályák energiája igen közeli → vegyületeikben számos nagy pozitív oxidációs állapot is megvalósul Oxidációs állapotok Ru: 0 – 2 3 4 5 6 7 8; Os: 0 - 2 3 4 5 6 7 8 Rh: 0 1 2 3 4 5 6 Ir: 0 1 2 3 4 5 6 Pd: 0 - 2 - 4 5 6 Pt: 0 - 2 - 4 5 6 Igazából ebből kéne valamit összehozni…
178. Írjon 3 példát a platinafémek és vegyületeik gyakorlati hasznosítására.
179. Mi az a cisz-platin és hol használják? ciszplatin: cisz-[PtII(NH3)2Cl2] rákellenes szer
...
196. A réz bioszervetlen kémiája. Az emberi szervezetben a 3. legnagyobb mennyiségben előforduló fém: Fe (4g), Zn (2g) Cu (100 mg) Ugyanazokat a funkciókat képes ellátni a szervezetben, mint a vas: Elektrontranszfer folyamatok közvetítése, oxidáz és oxigenáz folyamatok katalízise, alacsonyabb rendű állati szervezetekben az O2 szállítása; Hiánya többek között vérszegénységet idézhet elő (fém anyagcsere folyamatok közötti szoros kapcsolatok); fölöslege súlyos agyi károsodásokat, elbutulást okozhat. A Cu fölösleg eltávolítása kelát-terápiával (szelektív komplexképző ligandummal) történhet.
197. A cink előfordulása, előállítása és felhasználása. GYAKORISÁG ÉS ELŐFORDULÁS ZnS - galenit, (Zn,Fe)S, karbonátok, szilikátok ELŐÁLLÍTÁS ZnS + O2 → ZnO → (C, 1100 oC) Zn (kidesztillálható) FELHASZNÁLÁS Korrózióvédő bevonat (olvadékba mártás, elektrolízis, ráfúvatás, Zn-por ráégetés, Zn-tartalmú festék); ötvözetek (sárgaréz), szárazelem
198. A cink kémiája. FIZIKAI ÉS KÉMIAI TULAJDONSÁGOK Viszonylag puha, alacsony op, fp, ← csak a külső s2 elektronok vesznek részt a fémrács kialakításában; gyenge vezetőképesség; Mérsékelt reakcióképesség, amfoter sajátság; Oxidja: amfoter: [Zn(OH)4]2- ← OH- + ZnO + H+ → [Zn(H2O)6]2+ZnO fehér vegyület, melegítésre megsárgul → Zn1+x O oxigént veszít; fehér festék, vulkanizálási és üveggyártási adalék; Halogenidje: kristályvízmentesen rétegrácsos kovalens vegyület; oldáskor teljesen disszociál → [Zn(H2O)6]2+ Szulfidja: ZnS, fehér festék; Komplexei: oktaéderes, vagy tetraéderes, szintelen diamágneses (d10) komplexeket képez;
199. A cink bioszervetlen kémiája. Az emberi, állati és növényi szervezetek számára is létfontosságú elem. A hidrolitikus folyamatokat katalizáló metalloenzimek fő alkotója. Például: Szénsav anhidráz: CO2 + OH- = HCO3- A vérsejtekben fordul elő, a légzésben játszik szerepet, a CO2 egyensúly és a sav-bázis egyensúly fenntartásában; Karboxipeptidáz: a fehérjék C-terminális végtől való hidrolitikus lebontását végző enzim; Alkalikus foszfatáz: az energia felszabadulási folyamatban szerepel; Dehidrogenázok és aldolázok: a cukrok metabolizmusában van szerepük. Alkohol dehidrogenáz: az alkoholok metabolizmusában játszik szerepet, de nem mint redox partner, hanem mint az aktív centrum kialakítója
200. Milyen fémet tartalmazhat egy redoxi folyamatot, illetve egy hidrolitikus folyamatot katalizáló metalloenzim? Írjon egy-egy példát! Vas, réz, nikkel, mangán, cink ( ha redoxi tulajdonságú az enzim akkor annak aktív centrumában is redoxi tulajdonságú fém található)
201. Milyen pályák feltöltődése történik a lantanoidák és aktinoidák esetén? Lantanoidák: 4 f alhéj , ez a pálya legfeljebb 14 elektront tartalmazhat és teljes betöltése után a következő elektron már az 5s illetve 5p pályák egyikére kerül 5f alhéj 14 olyan elem lesz, amelyek egymástól csak az 5f elektronok számában különbözne
202. Mikor tapasztal eltérést az f alhéj szabályos feltöltődésében és miért azon elemek esetében?
203. Mi a jellemző oxidációs állapota a lantanoida elemeknek? Mely elemeknél tapasztal ettől eltérést és miért? Általában +3, de a Ce, Pr, Tb: +4, a sor elején és a félig betöltött héj után. Eu, Yb, Sm, Tm +2 oxidációs számú is lehet, a félig és a teljesen betöltött héj előtt
204. Mi az oka annak, hogy az aktinoidák sokkal változatosabb oxidációs állapotú vegyületeket képeznek, mint a lantanoidák?
205. Mi a jellemző a lantanoidák előfordulására? Mennyire tekinthetőek ritka elemeknek? eléggé elterjedtek, de nincsenek feldúsulásaik, két gyakorlati jelentőségű ásványa van: La,Th,LnPO4 – monacit homok, La,LnCO3F – baztnezit
206. Hogyan történik az előállításuk? a fémkeverék előállítása: a kloridok olvadékelektrolízise, vagy kémiai redukciója (Na, Ca, Mg) monachit + 73% KOH feltárás → vizes oldatban oxid-hidroxid keverék → (pH 3.5-re beállítás forró HCl-val) ThO2 csapadek Ln/LaCl3 oldat. Elválasztás oldószerextrakciós módszerrel nitrátok vizes oldatából pl (Bun O)3PO extrahálószerrel. Az oldhatóság a rendszámmal növekszik.
207. Mi az a mischmetal? Hol és mire használják? Elegyfém: Ce (50 %), La (25 %) Nd (18 %) Pr (5 %) és más ritkaföldfémek ötvözete.
208. Mi a lantanoidák tiszta fémként való előállításának alapelve? komplexeik oldószer extrakciós vagy ionkromatográfiás elválasztása, majd redukciója
209. Milyen felhasználása van a lantanoidáknak? mischmetall: Ce, La, Pr, Nd), Mg ötvözők, mágnesek gyártása, pirofórosak (tűzkő), fényporok (színes TV), ferromágneses vegyes oxidok, szupravezetők (YBaCu3O7), katalizátorok (krakkolás), orvos diagnosztika: Gd-komplexek
210. Miért a Ce, Pr és Tb fordul elő +4 oxidációs számmal is vegyületeiben?
211. Miért az Eu, Yb, Sm, Tm fordul elő +2 oxidációs számmal is vegyületeiben?
212. Hogyan változik a lantanoidák atom és ionsugara a rendszám függvényében? A rendszám növekedésével az ionsugaruk csekély mértékben csökken, és az a lantanoida kontrakció következtében az atomsugaruk kismértékű ingadozást mutat
213. Mi az a lantanoida kontrakció? a magtöltés növekedése folytán a nagyobb rendszámú lantanidák ionsugarai kissebbednek. Ez az úgynevezett lantanida-kontrakció.
214. Általánosságban mennyire reakcióképes elemek a lantanoidák? reakcióképes elemek, híg savakban oldódnak, Ln(III) sók képződnek elsősorban ionos vegyületeket képeznek, → nincs határozott koordinációs szám és geometria (ez az elektrosztatikus taszítás minimumától függ, szabályos geometriájú komplexeket képeznek), Kémiai tulajdonságaik és vegyületeik az azonos külső elektronhéj-konfiguráció miatt nagyon hasonlóak
215. Mi a jellemző a lantanoidák hidridjeire? LnH2 összetételűek (LnIII +2H- +e-) igen reaktívak és jó vezetők a delokalizált elektronok miatt.
216. A lantanoidák alapvetően sószerű hidrideket képeznek, összetételük mégis LnH2. Miért?
217. Mi a jellemző a lantanoidák vegyületeire?
218. Miért képeznek alapvetően ionos vegyületeket a lantanoidák?
219. Röviden jellemezze a lantanoidák komplexeit. Említsen néhány fontosabbat is! komplexképző hajlamuk az alkáli földfémek és az átmenetifémek közötti; aminopolikarboxilátokkal, makrociklikus vegyületekkel képeznek leginkább stabilis komplexeket (kelát- és makrociklus-effektus), kis méret és ionos jelleg miatt a koordinációs szám és a geometria változatos lehet.
220. Mik az aktinoidák, a transzurán elemek és a transzaktinoidák? Transzurán elemek: uránnál nehezebb,”uránon túli elemek”
221. Mely elemtől nem fordulnak elő az elemek a természetben? a természetben csak a 92U-ig fordulnak elő, e fölött csak mesterségesen magreakciókkal állíthatók elő.
222. Mely elemtől nincs az elemeknek stabilis izotópjuk? 83Bi-tól nincsen stabilis izotópjuk
223. Mi az urán legfontosabb érce? uránszurokérc (uraninit), (UO2), másik fontos ásványa a karnotit K2(UO2)2(VO4)2 *3H2O
224. Hogyan történik az urán előállítása? ércek H2SO4 -as, HNO3-as, Na2CO3-os feltárása, anioncserés vagy extrakciós elválasztás: [UO2(SO4)2]2-, [UO2(SO4)3]4- vagy [UO2(CO3)3]3- komplex anioncserélőn jól kötődik, vagy 6-8 M HNO3-oldat tributilfoszfáttal jól extrahálható; UF4 reakciója Ca, Mg-mal, vagy olvadékelektrolízis
225. Az urán melyik izotópja fordul elő nagyobb gyakorisággal a természetben? 238as tömegszámú urán izotóp
226. Miért szokták az uránt az előállítása során a 235-ös izotópjában feldúsítani, és hogyan történik ez? 38-as tömegszámú uránizotóp, és csak 0,7%-ban tartalmazza az atomenergetika szempontjából döntô fontosságú 235-ös tömegszámú uránizotópot. Az uránércből kinyert fémuránt dúsítjákà megnövelik a 235-ös izotópok arányát. Az uránt szoba T-en szilárd, melegítve gáz halmazállapotú vegyületté (urán-hexafluoriddá, UF6) alakítják át, s a két izotópot többnyire gázcentrifugákkal választják szét. Az izotópokból álló keverékből a könnyebb izotóp a centrifuga palástja mentén, a valamelyest nehezebb pedig a tengelyhez közelebb halmozódik fel. Így a palástról elvezetett keverék 235-ös izotópban dúsabb, míg a tengely közeléből kiáramló gáz 238- asban gazdagabb.A dúsítást – az elérendő koncentrációtól függően – több, egymás mellett elhelyezett, sorba kötött centrifugával végzik. Egy-egy urándúsító üzem akár több ezer centrifugából áll.( rövidebben nem ment, sorry)
227. Mi a transzurán elemek előállításának általános elve? a transzurán elemeket mesterségesen állították elő Th vagy U magok - részecskékkel vagy közepes rendszámú elemek atommagjával való bombázásával
228. Mi a transzurán elemek előállításának alapvető nehézsége?
229. Mi jut eszébe ezen városokról Kalifornia, Dubna, Genf? nagy teljesítményű gyorsítók
230. Tudna említeni legalább egy, a transzurán elemek előállításában hírnevet szerzett tudóst. Curium Cm – P. és M. Curie Nobelium Nb - A. Nobel Lawrencium Lr - E. Lawrence
230) Bomlási sorok: a természetben előforduló aktinoida elemek radioaktív izotópjai 231) bomlási sorokban stabilis izotópokká bomlanak le. ???? 232) magfúzió: könnyebb atommagok közt játszódhat le. 233) maghasadás: nehezebb atommagok közt játszódhat le
228)
234) 235) 236)
???? békés céllal: atomreaktorokban játszódik le és a láncreakció szabályozott háborús céllal: atombombáknál használják és nem szabályozott a láncreakció Ha sikerül gondoskodni arról, hogy a maghasadás során keletkezett szabad neutronok 237) ne hagyják el a reakcióteret, és a környezetükben legyen elegendő mennyiségű (kritikus tömeg) urán atommag, akkor ezek a neutronok újabb maghasadást idéznek elő és így nagy energia szabadul fel és nagy sebességre gyorsul fel a reakció. A keletkező neutronokat kell szabályozni, hogy a reakció ne, hogy túlzottan 238) felgyorsuljon „+szaladjon”.
239) 240)
Atombomba esetén maghasadás következtében az atommag kötési energiája szabadul fel. Hidrogénbomba esetén a magfúzió következtében az atommag kötési energiája szabadul fel. Fúziós reaktorba, ahol a hidrogén atomok hőmérsékletét 100 millió OC kell emelni, és 241) olyan kis térrészbe összenyomni, hogy a hidrogénatomok összeütközzenek és hélium jöjjön létre. A kivitelezés korlátja az, hogy nem létezik olyan anyag, ami ezt a magas hőmérsékletet kibírná. Energia előállítása hidrogénatommagok héliummá való egyesítésével, alacsony 242) hőmérsékleten.
|