HALKOGENI ELEMENTI 16 SKUPINE PERIODNOG SUSTAVA ELEMENATA NASTAVNI

HALKOGENI ELEMENTI 16. SKUPINE PERIODNOG SUSTAVA ELEMENATA NASTAVNI PREDMET: ANORGANSKA KEMIJA RAZRED: 2. KURIKULUM: EKOLOŠKI TEHNIČAR TRAJANJE: 4 sata PRIPREMILA: Tamara Tkalec - Car

DRAGI UČENICI I DRAGE UČENICE Kako bismo vam olakšali učenje za vas smo pripremili materijale za samostalni rad. U ovoj prezentaciji su sadržaji koji se odnose na nastavni predmet : Anorganska kemija Prezentacija sadrži zadatke i prikaz pokusa za gradivo halkogeni elementi i njihovi spojevi. Na kraju prezentacije nalaze se pitanja za ponavljanje gradiva. Vaši nastavnici će vam također pružati podršku u učenju na daljinu. Želimo vam uspješno učenje.

KLJUČNI POJMOVI ZA LAKŠE PRAĆENJE GRADIVA Alotropske modifikacije - su dva ili više oblika istog kemijskog elementa s različitim brojem ili načinom povezivanja atoma Polimorfija – postojanje nekog elementa ili kemijskoga spoja u dva ili više oblika koji se razlikuju po kristalnoj strukturi Amfoternost- svojstvo nekih tvari da mogu reagirati i kao kiseline i kao baze Higroskopnost - tvari koje upijaju i zadržavaju vodu iz svoje okoline Ionizacija kiselina – razlaganje molekule kiseline pod utjecajem vode na oksonijev kation i odgovarajući kiselinski ostatak koji je anion Elektroliti – otopine ili taline koje provode električnu struju

Halkogena skupina - od grčkih riječi chalkos (ruda) i genesis (postanak)- oni koji tvore rude KISIK – NEMETAL SUMPOR – NEMETAL SELENIJ – NEMETAL TELURIJ – POLUMETAL POLONIJ – RADIOAKTIVNI POLUMETAL LIVERMORIJ – RADIOAKTIVNI METAL ELEMENTI 16. SKUPINE PSE

U prirodo najviše ima kisika i sumpora te ćemo o njima nešto više reći kasnije SELENIJ - izrazito rijedak u elementarnom stanju, za čovjeka je u većim količinama otrovan, no u tragovima je esencijalan jer je bitan sastojak enzima - vodi struju pod utjecajem svjetla TELURIJ – rijedak, otrovan, reagira s metalima i nemetalima - vodi struju pod utjecajem svjetla POLONIJ – jako otrovan i radioaktivan - Na staje raspadom uranija LIVERMORIJ – umjetno dobiveni radioaktivni element

Po rasprostanjenosti treći element u svemiru, drugi na Zemlji, prvi u Zemljinoj kori Na sobnoj temperaturi je plin U prirodi dolazi u dvije alotropske modifikacije: Dvoatomna Troatomna molekula O 2 molekula O 3 koju zovemo OZON KISIK

Kisika O 2 u zraku ima 21 % Nastaje procesom fotosinteze: CO 2(g) + H 2 O(l) C 6 H 12 O 6(s) +O 2(g) Udaljenost među atomima kisika u molekuli ukazuje na dvostruku kovalentnom vezom među atomima No, molekula O 2 ima paramagnetična svojstva (molekule se usmjeravaju pod utjecajem magnetskog polja)- što se može objasniti postojanjem nesparenih elektrona

DOBIVANJE KISIKA U laboratoriju se može dobiti 1. termičim raspadom tvari s puno kisika kao što su kalijev permanganat ili kalijev klorat: 2 KMn. O 4 (s)---- K 2 Mn. O 4(s) + Mn. O 2(s) + O 2(g) 2 KCl. O 3(s) --- 2 KCl (s) + 3 O 2 (g) 2. elektrolizom vode: 2 H 2 O(l) ---- 2 H 2 (g) + O 2 (g) Industrijsko dobivajne Frakcijskom destilacijom zraka (Lindeov postupak) tv(O 2)= -182, 96 o. C, Tv(N 2) = -195, 8 o. C https: //www. youtube. com/watch? v=J 6 J 47 XX 55 CU

Bezbojan plin, teži od zraka Slabo topljiv u vodi i slabo reaktivan na sobnoj temperaturi Reagira s metalima i nemetalima te se nalazi u sastavu organskih i anorganskih tvari Ne gori ali podržava gorenje https: //www. youtube. com/watch? v=-e. QSEP-Fi. Yc Kisik je neophodan za život organizama jer je potreban za disanje. Preveliki volumni udio kisika može biti vrlo opasno, pa čak i smrtonosno. Čisti kisik zbog oksidacijskog djelovanja može oštetiti dišni sustav, a ako se udiše dulji period izaziva groznicu, povraćanje, poteškoće u središnjem živčanom sustavu i druge komplikacije. SVOJSTVA KISIKA

OZON Alotropska modifikacija kisika građena od tri atoma kisika čija se struktura prikazuje s dvije rezonantne strukture Blijedo plavi plin specifičnog mirisa Nalazi se u višim slojevima atmosfere Štiti Zemlju od štetnog UV zračenja na dvostruki način – pri svom nastajanju i raspadu: Nastajanje ozona: O 2 (g) --UV 2 O(g) atomarni kisik O (g) + O 2 (g)--- O 3(g) Raspad ozona: O 3(g) –UV-- O 2(g) + O(g) 2 O(g) -- O 2(g)

Ozon uništavaju freoni i haloni (CFC) – halogenoalkani - koji se koriste kao plinovi za hlađenje u starim klima uređajima ili potisni plinovi u dezodoransima Oni se raspadaju pod utjecajem UV zračenja pri čemu nastaju atomarni klor i fluor koji u gotovo neprekinutoj reakciji uništavaju ozon

U nižim slojevima atmosfere (troposferi) ozon nastaje električnim pražnjenjem (munje) ili zbog zagađenja zraka Zbog jakog oksidacijskog djelovanja razorno djeluje na sve materijale i na dišne puteve živih bića To jako oksidacijsko djelovanje koristi se za dezinfekciju velikih prostorija operacijskih sala i za dezinfekciju vode OZON U NIŽIM SLOJEVIMA ATMOSFERE

SPOJEVI S KISIKOM 2 Kisk gradi veliki broj spojeva kao što su oksidi, peroksidi i superoksidi Oksidi: OKSID PEROKSID 2 Mg + O 2 → 2 Mg. O bazični oksid S + O 2 → SO 2 kiseli oksid 2 C + O 2 → 2 CO neutralni oksid 4 Al + 3 O 2 → 2 Al 2 O 3 amfoterni oksid SUPEROKSI D

Najznačajniji spoj kisika je VODA o kojoj puno znamo od ranije Jedan kisik više u molekuli vode daje molekulu VODIKOVOG PEROKSIDA - upotrebljava se za izbjeljivanje (6 -12%) - kao antiseptik (3%) - oksidans za raketno gorivo - nestabilan te se raspada na vodu i kisik: H 2 O 2 (l) --- H 2 O(l) + O 2 (g) https: //www. youtube. com/watch? v=Fiwp. SUHy. GOI

SUMPOR Žuta kristalna tvar koja se nalazi u Zemljinoj kori Velika nalazišta su u SAD- u Dolazi u dva stabilna POLIFORMNA oblika: a) ROMPSKI SUMPOR – stabilan do 95, 5 0 C – kristali velikih ploha b) MONOKLINSKI SUMPOR – stabilan iznad 95, 5 0 C – igličasti kristali Oba polimorfa sadrže prstenaste molekule S 8

c) PLASTIČNI SUMPOR dobije se ako se čvrsti sumpor rastali, zagrije iznad 400 o. C i naglo ohladi izlijevanjem u hladnu vodu. Stajanjem prelazi natrag u rompski sumpor Dobivanje plastičnog sumpora pogledajte na poveznici: https: //www. youtube. com/watch? v=Tv 0 v. Eo. AG 1 -w

Sumpor je manje reaktivan od kisika ali gradi veliki broj spojeva u kojima su mu oksidacijska stanja od –II do VI SUMPOROVODIK, H 2 S Bezbojan, izrazito otrovan plin, neugodnog mirisa po pokvarenim jajima Otapanjem u vodi daje slabu SUMPOROVODIČNU KISELINU H 2 S(g) + H 2 O(l) H 3 O+(aq) + HS-(aq) hidrogensulfidni ion HS- (aq) + H 2 O (l) H 3 O+(aq) + S 2 -(aq) sulidni ion Tvori dvije skupine soli: HIDROGENSULFIDE I SULFIDE (Na 2 S, Na. HS, Pb. S…. . ) SPOJEVI SUMPORA

SUMPOROV(IV) OKSID, SO 2 Nastaje gorenjem sumpora Njegova svojstva možemo ispitati pokusom: https: //www. youtube. com/watch? v=ds. Fq. U 7 DPUkg Dakle iz pokusa možemo saključiti da je SO 2: Bezbojan plin koji ne podržava gorenje i ne gori Izbjeljuje Otapanjem u vodi daje slabu kiselinu: SO 2(g) + H 2 O(l) H 2 SO 3(aq) sumporasta kiselina Soli sumporaste kiseline zovu se HIDROGENSULFITI I SULFITI ü Osim toga to je otrovan plin neugodnog i bockavog mirisa ü Koristi se za dezinfekciju drvenih bačvi – ubija mikroorganizme ü Kao sredstvo za izbjeljivanje u tekstilnoj industriji i industriji papira ü Koristi se kao konzervans u prehrambenoj industriji – suho voće, hren… ü Za regulaciju vrenja vina i piva OKSIDI SUMPORA

SUMPOROV(VI) OKSID, SO 3 Plin zagušljiva mirisa koji kondenzira na 44, 5 o. C, a kristalizira na 16, 8 o. C Nastaje katalitičkom oksidacijom SO 2(g) + O 2(g) --> SO 3(g) U višim dijelovima atmosfere taj se proces odvija pod utjecajem UV zračenja Nastali SO 3 se otapa u kapljicama kiše i nastaje jaka sumporna kiselina, odnosno na tlo padaju KISELE KIŠE SO 3(g) + H 2 O(l) H 2 SO 4(aq) OKSIDI SUMPORA

Jedna od najvažnijih proizvoda kemijske industrije Bezbojna uljasta tekućina gustoće 1, 84 g/cm 3 Jaka je anorganska kiselina koja ionizira u dva stupnja te stvara dvije skupine soli: HIDROGENSULFATE I SULFATE H 2 SO 4 (aq) + H 2 O(l) H 3 O+(aq) + HSO 4 –(aq) hidrohensulfatni ion HSO 4 –(aq) + H 2 O(l) H 3 O+(aq) + SO 4 2 -(aq) sulfatni ion Upoznajmo svojstva sumporne kiseline pokusom: https: //www. youtube. com/watch? v=T 8 e 5 Hp 1_q 4 Q ü Jako HIGROSKOPNO I OKSIDIRAJUĆE sredstvo SUMPORNA KISELINA, H 2 SO 4

DOBIVANJE SUMPORNE KISELINE KONTAKTNIM POSTUPKOM

Proizvodnja sapuna i deterđenata Proizvodnja umjetnih gnojiva, insekticida, lijekova Metalurgija Proizvodnja plastičnih masa, boja, umjetne svile, papira U akumulatorima kao elektrolit UPOTREBA SUMPORNE KISELINE

KISIK – glavni je sastojak svih živih bića – u ljudskom organizmu ga ima 65% - nužan za proizvodnju energije u organizmu SUMPOR – nalazi se u dvije esencijalne amoinokiseline koje grade bjelančevine SELENIJ – otrovan, no značajan kao element u tragovima jer sudjeluje u radu nekih enzima i vitamina E BIOLOŠKI ZNAČAJ ELEMENATA 16. SKUPINE

PONAVLJANJE 1. Koji su kemijski elementi 16. skupine opasni za ljudsko zdravlje, a koji neophodni? Odgovor: opasni: selenij, telurij, polonij, livermorij neophodni : kisik, sumpor, selenij 2. Koje su dvije alotropske modifikacije kisika? Odgovor: kisik O 2 i ozon O 3 3. Nacrtaj Lewisovu strukturu molekule kisika koja objašnjava paramagnetičnost kisika. Odgovor:

4. Napiši reakciju dobivanja kisika termičkim raspadom kalijeva klorata. Odgovor: 2 KCl. O 3(s) 2 KCl (s) + 3 O 2 (g) 5. Koju funkciju ima ozon u višim slojevima atmosfere i napiši jednadžbe nastajanja ozona. Odgovor: Štiti Zemlju od štetnog UV zračenja Nastajanje ozona: O 2 (g) --UV 2 O(g) O (g) + O 2 (g)--- O 3(g) 6. Zašto je ozon nepoželjan u nižim slojevima atmosfere? Odgovor: Izrazito je jak oksidans te brzo oksidira sve materijale i pri tome ih uništava. Oksidira i sluznicu dišnih puteva.

7. Koja su dva najstabilnija polimorfa sumpora? Odgovor: rompski i monoklinski sumpor 8. Nacrtaj molekulu S 8. Odgovor: 9. Nabroji kiseline sumpora i navedi koja je od njih najjača. Odgovor: Kiseline sumpora: sumporovodična H 2 S, sumporasta (sulfitna) H 2 SO 3, sumporna (sulfatana)H 2 SO 4 Od njih je najjača sumporna kiselina 10. Imenuj slijedeće spojeve: 11. Napiši formule slijedežih tvari K 2 S Kalijev sulfid Sumporov (IV) oksid SO 2 Mg(HS)2 Magnezijev hidrogensulfid Pirosumporna kiselina H 2 S 2 O 7 Na. HSO 4 Natrijev hidrogensulfat Kalcijev hidrogensulfit Ca(HSO 3)2 Fe. SO 3 Željezov (II) sulfit Bakrov (II) sulfat Cu. SO 4

HVALA NA PAŽNJI!