Vodík, kyslík, voda, roztoky

Prírodné vedy » Chémia

Autor: babuska (24)
Typ práce: Maturita
Dátum: 16.09.2015
Jazyk: Čeština
Rozsah: 1 209 slov
Počet zobrazení: 2 566
Tlačení: 129
Uložení: 154
Praktické!

Vodík, kyslík, voda, roztoky

Vodík

· charakteristika : nejrozšířenější prvek ve vesmíru. Na Zemi se volně vyskytuje jen vzácně (např. zemní plyn), běžně však ve vodě, org.sloučeninách, kyselinách, hydroxidech. Jsou známy 3 izotopy vodíku – protium, deuterium, tritium.

· vlastnosti : bezbarvý plyn, bez chuti a zápachu. Vyskytuje se ve formě dvouatomových molekul. Slučuje se téměř se všemi prvky s výjimkou vzácných plynů a některých přechodných kovů. Molekulový vodík není příliš reaktivní, reaktivita se zvyšuje přítomností kovového katalyzátoru (Pt, Ni). Ve vodě se rozpouští nepatrně. Zapálená směs vodíku s kyslíkem v poměru 2:1 je výbušná. Čistý vodík hoří nesvítivým plamenem - možno svářet kovy.

· příprava a výroba :
P: reakcí méně ušlechtilých kovů s vodnými roztoky kyselin a hydroxidů
Zn + 2HCl ® ZnCl2 + H2
P: reakcí prvků I.a a II.A skupiny s vodou
2Na + 2H2O ® 2NaOH + H2
V: elektrolýzou vodného roztoku NaCl – hlavním produktem je NaOH, popř. Cl2. Vodík se zde
získává  jako vedl.produkt.  H2O + amalgám ® NaOH + H2 .
Amalgám (= slitina Hg a Na)  působí jako katoda. H2 se uvolňuje velice těžko, proto  se vyloučí Na, který reaguje s vodou za vzniku louhu.
V: termické štěpení methanu
  CH4 (g)  C (s) + 2 H2 (g)

· použití : významné redukční činidlo, jako raketové palivo, jako složka svítiplynu je vysoce výhřevným palivem, kyslíkovodíkový plamen se používá na svařování, organické syntézy

· sloučeniny : vodík tvoří nejvíce sloučenin ze všech prvků (anorg. i organ.), oxidační číslo vodíku ve sloučeninách je  většinou +I, kromě kovových hydridů, ve kterých má –I.
a)  Iontové hydridy – jsou tvořeny s-prvky (I.a II.A skupina) kromě Mg a Be, vznikají zahříváním kovu v proudu vodíku za zvýšeného tlaku. Jsou to pevné látky, používají se jako mimořádně silná redukční činidla
b)  Kovalentní hydridy – tvořeny všemi nekovy, polokovy a některými nepřechodnými kovy (Pb, Sn, Bi). Představitelé: uhlovodíky (methan), halogenvodíky (fluorovodík), chalkogenvodíky (sulfan), hydridy V.skupiny (fosfan, arsan).
c)  Kovové hydridy – vytváří je vodík s mnoha přechodnými kovy. Vznikají pohlcováním plynného H2 do krystalové struktury kovu. Nejsou to sloučeniny defin. složení, jejich složení bývá často proměnlivé.
d)  Hydridové komplexy – obsahují ionty H- vázané koordinační vazbou na ionty kovů. Jsou poměrně stálé, slouží jako redukční činidla.

kyslík

· charakteristika : nejrozšířenější prvek na Zemi. Vyskytuje se volný v atmosféře a vázaný ve vodě, anorg. i organ. sloučeninách. Je biogenním prvkem – obsažen v živých organismech a rostlinách, je nezbytný pro život – dýchání.
· vlastnosti : bezbarvý plyn bez chuti a bez zápachu, těžší než vzduch, atomy kyslíku jsou nestálé, vytváří molekuly. Kyslík má po fluoru nejvyšší elektronegativitu a patří k nejsilnějším oxid. činidlům. Vytváří sloučeniny téměř se všemi prvky (kromě lehčích vzácných plynů). Prudká reakce látek s kyslíkem za vývoje tepla a světla se nazývá hoření.

· příprava a výroba :
P: tepelným rozkladem látek snadno uvolňující kyslík :
2 KClO3 ® 2 KCl + 3 O2
P: rozpouštěním oxidů některých těžkých kovů v kyselinách
2 MnO2 + 2 H2SO4 ® 2 MnSO4 + O2 + 2 H2O
P: elektrolýzou vody
V: průmyslově se kyslík vyrábí frakční destilací kapalného vzduch anebo dělením vzduchu adsorpcí na molekulových sítech.

· použití : do dýchacích přístrojů, v lékařství, ve sklářství, ke sváření a řezání kovů, kapalný kyslík jako raketové palivo, k výrobě různých chemických látek. Dodává se v ocelových lahvích označených modrým pruhem.

· sloučeniny :
Oxidy – binární sloučeniny kyslíku s jiným prvkem, atomy kyslíku zde mají oxid.číslo –II. Podle druhu vazby dělíme na oxidy iontové a kovalentní, podle chem. reakcí na :
  o. kyselinotvorné – slučují se s vodou za vzniku kyslíkatých sloučenin
  SO2 + H2O ® H2SO3
  ve vodě nerozpustné oxidy poskytují se zásadami soli
  SiO2 + 2 NaOH ® Na2SiO3 + H2O
    o. zásadotvorné – slučují se s vodou za vzniku hydroxidů
  CaO + H2O ® Ca(OH)2
  ve vodě nerozpust. oxidy reagují s kys. za vzniku solí
  MgO + 2HCl ® MgCl2 + H2O
    o. amfoterní – tvoří přechod mezi kyselinotvornými a zásadotvornými
  oxidy. Reagují s kyselinami i zásadami.
  ZnO + 2 HCl ® ZnCl2 + H2O
  ZnO + 2 NaOH + H2O ® Na2[Zn(OH)4]

Peroxidy – dvouprvkové sloučeniny obsahující dva atomy kyslíku spojené kovalentní
  vazbou -O-O-. Oxidační číslo atomů kyslíku je –I.
  Peroxid vodíku H2O2 – kapalina ve vodě neomezeně rozpustná, chová se jako velmi slabá kyselina. Je nestálý, rozkládá se : H2O2 ® H2O + O. Rozklad podporuje např. prach, krev, Pt. Naopak rozklad lze zpomalit inhibitory – H2SO4, močovina. Peroxid vodíku má většinou oxidační účinky.
Ozon – bezbarvý plyn charakteristického zápachu, za běžné teploty nestály : O3 ® O2 + O. Má silné oxidační účinky, z kovů odolávají Au, Pt. Vytváří se v horních vrstvách atmosféry - ozónová vrstva, chrání před UV zářením. Uměle se vyrábí v ozonátorech. Používá se jako dezinfekční činidlo, bělící prostředek, ve farmacii ke sterilizaci. V malých koncentracích – osvěžující účinek, vyšší koncentrace – dráždí sliznici, vyvolává kašel, působí jako nervový jed.
 

Voda a roztoky

· struktura : Molekuly vody jsou lomené, kovalentní vazby –OH jsou silně polární. Spojnice atomů svírají úhel 105°.  Izolovaná je pouze ve vodní páře. V kapalné fázi se jednotlivé molekuly přitahují pomocí vodíkových vazeb.
· vlastnosti : za normální teploty bezbarvá, v silné vrstvě namodralá kapalina bez chuti a bez zápachu. Je to nejrozšířenější a nejvýznamnější sloučenina vodíku, pokrývá téměř 2/3 zemského povrchu. Její teplota tání a varu tvoří základní hodnoty Celsiovy stupnice. Největší hustota vody je při teplotě 4°C. Voda má poměrně vysokou teplotu tání a varu a dobrou tepelnou vodivost. je přítomna ve všech živých organismech. Obsah vody v lidském těle je 50-70%. Pitná voda není nikdy čistá, obsahuje vždy určité množství rozpuštěných látek. Některé z těchto látek způsobují tvrdost  a) přechodnou – způsobena rozpuštěným Ca nebo Mg(HCO3)2, varem ji lze odstranit.
 
Ca(HCO3)2  CaCO3 + CO2 + H2O  
b)  trvalou – způsobena rozpuštěným Ca nebo MgSO4. Nelze ji odstranit varem, ale
  chemicky.

· význam : chemicky je voda známá jako reaktant, reakční produkt, rozpouštědlo, reakční prostředí
a)  voda jako rozpouštědlo – ve vodě se rozpouštějí mnohé anorg. i organ. látky, přičemž vznikají vodné roztoky. Iontové sloučeniny (NaCl) se ve vodě rozpouštějí za vzniku hydratovaných iontů, tj. iontů obklopených molekulami vody - roztok s hydratovanými ionty je roztok elektrolytu. Nepolární molekuly se rozpustí ve vodě tak, že jednotlivé molekuly jsou sice obklopeny vodou, ale neštěpí se na ionty a nevzniká elektrolyt.
b)  voda jako reakční prostředí – ve vodě probíhá snadno mnoho reakcí mezi rozpuštěnými reaktanty, které by za jiných podmínek neproběhly. Výhodou je, že vodné roztoky nebo vodné emulze a suspenze lze snadno převádět do míst, kde mají spolu reagovat. V organismu se tak transportují živiny.

· Definice roztoku – roztok je kapalná sloučenina, kterou tvoří rozpuštěné látky a rozpouštědlo. Má svou koncentraci.

· Koncentrace roztoků
a)  w - hmotnostní zlomek látky B v roztoku – podíl hmotnosti látky B obsažené v roztoku a celkové hmotnosti  w = . Udává se v %.
b)  f - objemový zlomek látky B v roztoku - podíl objemu látky B obsažené v roztoku a celkového objemu f = . Udává se v %.
c)  c - molární látková koncentrace látky B v roztoku – podíl látkového množství látky B a celkového objemu roztoku cB = . Udává se v jednotkách mol.l-1
d)  směšování roztoků – mísíme-li 2 roztoky různé koncentrace
  (m1 * w1) + (m2 * w2) = (m3 * w3)
e)  ředění roztoků – k roztoku určité koncentrace přidáváme rozpouštědlo
  m1 * w1 = (m1 + m2) * w3
Oboduj prácu: 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Vyhľadaj ďalšie vhodné študentské práce pre tieto kľúčové slová:

#roztoky #izotopy vodíka #aplikacia kyslika #kyslík #vodik #ředění drog #Vodik,kyslik,voda,roztok

Maturitné otázky z chémie



Odporúčame

Prírodné vedy » Chémia

:: KATEGÓRIE - Referáty, ťaháky, maturita:

0.029