K Cz 1 wiat metali LITOWCE Li 1

K Cz. 1. Świat metali – LITOWCE. Li 1. Charakterystyka i występowanie. Na 2. Właściwości fizyczne i chemiczne. Rb Cs Fr 3. Zastosowanie i otrzymywanie.

1. CHARAKTERYSTYKA I WYSTĘPOWANIE Na K Li Rb Cs Fr Do litowców (grupa 1 układu okresowego pierwiastków) należą następujące pierwiastki: lit (Li), sód (Na), potas (K), rubid (Rb), cez (Cs) oraz nietrwały promieniotwórczy frans (Fr). Litowce są metalami. 6, 941 3 Li Lit 22, 989 Na 11 Sód 39, 098 85, 4678 132, 9054 223, 019 19 37 K Potas Rb Rubid Cs 55 Cez 87 Fr Frans Sód i potas są powszechnymi składnikami skorupy ziemskiej, natomiast pozostałe litowce występują w ilościach śladowych. Pierwiastki grupy 1. nie występują w przyrodzie w stanie wolnym, lecz w postaci związków chemicznych tj. chlorki, siarczany, węglany, azotany i fosforany. Skład skorupy ziemskiej

Podstawowym źródłem sodu jest Na. Cl (halit), który w postaci rozpuszczonej występuje w wodzie morskiej, a w postaci stałej w złożach surowców mineralnych. Na Wieliczka – kopalnia soli kamiennej K Li Halit Potas znajduje się w KCl (sylwin), KCl Mg. Cl 2 6 H 2 O (karnalit) oraz KCl Mg. SO 4 3 H 2 O (kainit), które towarzyszą złożom soli kamiennej. Rb Cs Kainit Fr Sylwin Karnalit

2. WŁAŚCIWOSĆI FIZYCZNE I CHEMICZNE Na ZADANIE 1 K Li Rb Cs Fr Jakie właściwości fizyczne posiadają litowce? Jak przebiega reakcja litowców z wodą? Zapisz równania reakcji chemicznych sodu oraz potasu z wodą. Zaprojektuj doświadczenie, które pozwoli zidentyfikować produkty reakcji litowców z wodą. Dlaczego litowce nie występują w przyrodzie w stanie wolnym? Jak zmienia się aktywność chemiczna litowców w grupie?

Na K Li Rb Cs Fr Związki litowców dają charakterystyczne zabarwienie palnika. Zjawisko to wykorzystywane jest do jakościowego wykrywania litowców.

3. ZASTOSOWANIE I OTRZYMYWANIE Najważniejszymi litowcami są lit, sód i potas. Metaliczny sód i potas wykorzystuje się jako substancje chłodzące w reaktorach atomowych. Sód znalazł zastosowanie jako czynnik suszący do suszenia rozpuszczalników organicznych. Wykorzystuje się go również w technice Na oświetleniowej (tzw. lampy sodowe). Lit stosowany jest jako katalizator w reakcji polimeryzacji izoprenu. Stop litu z magnezem i niewielkim dodatkiem srebra wykazuje dobre własności antykorozyjne i wytrzymałościowe. Lit stosowany jest również jako anoda w ogniwach, które K zasilają baterie w zegarkach, kalkulatorach, a nawet w stymulatorach pracy serca. Rubid stosowany jest do produkcji żarówek o świetle zbliżonym do dziennego, a cez do produkcji Li katod w fotokomórkach. ZADANIE 2: Wiele związków chemicznych sodu i potasu ma bardzo ważne znaczenie. Są to m. in. : Na. Cl, Na. OH, KOH, Na. NO 3, KNO 3. Poszukaj informacji o zastosowaniu tych związków Rb chemicznych. Czyste metale z powodu ich bardzo dużej aktywności otrzymuje się przez elektrolizę stopionych soli (chlorków) lub wodorotlenków. Na przykład sód na skalę techniczną Cs otrzymuje się przez elektrolizę stopionego chlorku sodowego (Na. Cl). Przez wanny elektrolityczne zawierające stopiony Na. Cl przepuszcza się prąd elektryczny i Na. Cl rozkłada się Fr dając sód metaliczny na elektrodzie ujemnej i wolny chlor gazowy na elektrodzie dodatniej.

18, 998 9 35, 453 17 F Fluor Cl Chlor 79, 904 35 Br Brom 126, 9045 I 53 Jod 210 85 At Astat Cz. 2. Świat niemetali. FLUOROWCE 1. Charakterystyka i występowanie. 2. Właściwości chemiczne. 3. Znaczenie i zastosowanie.

1. CHARAKTERYSTYKA I WYSTĘPOWANIE Do fluorowców (17. grupa układu okresowego pierwiastków chemicznych) należą: fluor (F), chlor (Cl), brom (Br), jod (I) oraz astat (At). Halogeny to silnie elektroujemne niemetale o właściwościach utleniających. 18, 998 9 F Fluor 35, 453 Cl 17 Chlor 79, 904 Br 35 Brom 126, 9045 53 I Jod 210 85 At Astat Występowanie w przyrodzie i właściwości fizyczne fluorowców. Zadanie 1: W jakim stanie skupienia występują w przyrodzie fluorowce? Co to jest fluoryt? Dlaczego fluor, chlor, brom i jod nie można spotkać w stanie wolnym? ZADANIE 2: Jod ma zdolność sublimacji i resublimacji. Wyjaśnij na czym polegają te przemiany fizyczne.

Fluorowce reagują z wodorem tworząc wodorki (HX), których wodne roztwory są mocnymi (z wyjątkiem HF) kwasami. Moc tych kwasów rośnie wraz ze wzrostem masy atomowej pierwiastków: HF < HCl < HBr < HI. WŁAŚCIWOŚCI HF : Duża elektroujemność fluoru (4. 0) powoduje występowanie dużego momentu dipolowego w cząsteczkach fluorowodoru. Dzięki temu fluorowodór ma zdolność do asocjacji na skutek tworzenia wiązań wodorowych, tworząc nawet cząsteczki (HF)6. Powoduje to, że HF jest słabym kwasem. F H F H H F Fluorowodór ma zastosowanie w procesie trawienia szkła, gdyż reaguje z krzemionką: Si. O 2 + 4 HF = Si. F 4 + 2 H 2 O Kwas fluorowodorowy jest toksyczny i żrący, powoduje silne oparzenia, ma właściwości bakteriobójcze i dlatego jest wykorzystywany do dezynfekcji w przemyśle drożdżowym. Stopień utlenienia Fluorowce tworzą również połączenia z tlenem, otrzymywanie w sposób pośredni i na ogół nietrwałe. Tlenki fluorowców w reakcji z wodą tworzą kwasy tlenowe (z wyjątkiem fluoru). Chlor tworzy HCl. O, HCl. O 2, HCl. O 3, HCl. O 4; brom tylko HBr. O i HBr. O 3, a jod HIO, HIO 3, HIO 4, H 5 IO 6. Większość kwasów tlenowych może istnieć tylko w postaci roztworów wodnych. Tlenki fluorowca VII Cl 2 O 7 , I 2 O 7 VI Cl 2 O 6 V I 2 O 5 IV Cl. O 2 , Cl 2 O 4 , Br. O 2 , I 2 O 4 III Cl 2 O 3 I/-I Cl 2 O , Br 2 O Fluorki OF 2 , O 2 F 2

Moc kwasów tlenowych rośnie wraz ze wzrostem liczby atomów tlenu w cząsteczce i maleje w miarę wzrostu liczby atomowej fluorowca. Fluorowce reagują również z metalami. Produktami tych reakcji są halogenki, na przykład: 2 Fe(s) + 3 Cl 2(s) = 2 Fe. Cl 3(s) Pierwiastki grupy 17 tworzą też liczne połączenia z niemetalami. Fluorowce reagują ponadto z wodą: chlor i brom powoli (tworząc wodę chlorową i wodę bromową), natomiast fluor gwałtownie rozkłada wodę z wytworzeniem HF i wolnego tlenu: 2 F 2 + 2 H 2 O = 4 HF + O 2 ZADANIA 3: Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym równaniu reakcji otrzymywania chloru. Mn. O 2 + HCl → Mn. Cl 2 + H 2 O + Cl 2

3. ZNACZENIE I ZASTOSOWANIE. Fluor w odpowiedniej ilości (1 mg/dobę) jest niezbędnym składnikiem kości i zębów. Fluor w stanie ciekłym jest używany jako składnik ciekłych paliw rakietowych, w stanie gazowym ma zastosowanie w przemyśle jądrowym do otrzymywania sześciofluorku uranu UF 6 - substancji lotnej, w postaci której rozdziela się izotopy uranu. Od niedawna wykorzystuje się fluor do produkcji freonów związków fluoroorganicznych stosowanych w chłodnictwie i przemyśle kosmetycznym. Chlor występuje w związkach o ważnym znaczeniu biologicznym: kwasie solnym (składnik soku żołądkowego), chlorku sodu (składnik płynu pozakomórkowego) oraz chlorku potasu (składnik komórek). Chlor stosuje się do bielenia tkanin w przemyśle włókienniczym, jako środek dezynfekcyjny do odkażania wody w pływalniach. Ponadto chlor stanowi substrat do syntezy środków owadobójczych. W czasie pierwszej wojny światowej użyto chloru jako gazu bojowego. Brom wykorzystywany jest do otrzymywania różnorodnych związków bromoorganicznych i materiałów fotograficznych. Jod jest mikroelementem i posiada szerokie zastosowanie w lecznictwie (jodyna i inne leki). Astat-211, o okresie połowicznego zaniku 7, 2 godziny ma zastosowanie w radioterapii jako emiter cząstek alfa o małym zasięgu, przez co oddziałują one na zmianę nowotworową, nie uszkadzając okolicznych zdrowych tkanek. ZADANIA 4 1. Jod jest niezbędnym składnikiem hormonów tarczycy. Jakie zaburzenia w funkcjonowaniu organizmu mogą nastąpić przy niedoborze lub nadmiarze tego mikoelementu. 2. Związkiem organicznym chloru jest m. in. chlorek winylu, który wykorzystywany jest do otrzymywania tworzywa sztucznego o nazwie polichlorek winylu (PCV). Reakcja otrzymywania PCV nosi nazwę polimeryzacja. Wyjaśnij, na czym polega reakcja polimeryzacji. Poszukaj informacji na temat wykorzystania PCV.