węglowce II, 08. MEDYCYNA, 1.Analityka medyczna, I rok, Chemia ogólna i nieorganiczna, Inne

1. Krzem, german, cyna i ołów:

a) w odróżnieniu od węgla nie tworzą związków kowalencyjnych,

b) tworzą kowalencyjne wodorki i halogenki na +4 stopniu utlenienia

c) tworzą halogenki na +2 stopniu utlenienia, w których są obecne proste kationy tych pierwiastków typu E2+.

d) tworzą halogenki o rosnącej jonowości na +2 stopniu utlenienia, z zastrzeżeniem, że spośród omawianych pierwiastków dobrze zdefiniowane kationy tworzy Sn, a zwłaszcza Pb (Pb2+).

2. Występowanie germanu w śladowych ilościach w rudach niektórych metali oraz najważniejsze minerały Ge, Sn i Pb.

German:

-należy do pierwiastków o bardzo małym rozpowszechnieniu w skorupie ziemskiej

-źródła germanu:

*rudy (m.in. północnoamerykańskie rudy cynku)

*popiół niektórych gatunków węgla kamiennego

*pyły dymnicowe

-minerały germanu:

*argyredyt Ag8GeS6

*germanit  Cu3(Ge,Fe)S4

Cyna:

3. Występowanie i otrzymywanie germanu z pyłów kominowych i popiołów po spalaniu węgla.

-German w stanie naturalnym występuje w przyrodzie w postaci podwójnych siarczków germanu i miedzi oraz germanu i srebra.

-chociaż jest pierwiastkiem rzadkim, w znacznych stosunkowo ilościach gromadzi się w pyłach kominowych i popiołach po spaleniu węgla.

-pyły kominowe i popioły poddaje się chlorowaniu i oddestylowuje lotny w wyższych temperaturach GeCl4, który pod wpływem wody przechodzi w tlenek GeO2. GeO2 redukuje się w dalszym ciągu wodorem lub węglem do wolnego germanu.

-aby otrzymać german o możliwie najwyższej czystości stosuje się metody oczyszczania germanu. Jedną z nich jest metoda topienia strefowego.

4. Odmiany alotropowe cyny i ich właściwości.

®jest odmianą krystaliczną (układ regularny, zbliżony do struktury diamentu),

®d=5,75 g/cm3

®wykazuje właściwości półprzewodnika

Cyna biała = Snb

®krystalizuje w układzie tetragonalnym

®d=7,22 g/cm3

®srebrzystobiały metal, kowalny i ciągliwy (podczas walcowania można uzyskać bardzo cienką folię – cynfolię)

Cyna krucha = Sng

®ma rombowy układ atomów

®d=3,54 g/cm3

®w temp 140oC jest tak krucha, że można ją sproszkować

5. Halogenki (chlorki) Germanu, Cyny i Ołowiu

*Chlorki germanu:

GeCl4:

-ciecz bezbarwna, temperatura wrzenia = +83,4oC

-ulega hydrolizie

GeCl4 + 2H2O ® GeO + 4HCl

-ogrzewany z metalicznym germanem ulega redukcji

Ge + GeCl4 ® 2GeCl2

-jego pary ogrzane do temperatury 900-1000oC i następnie szybko ostudzone dają (GeCl)x

GeCl2:

-ulega hydrolizie

GeCl2 + H2O ® GeO + 2HCl

*Chlorki cyny:

SnCl2:

-chlorek cynawy, chlorek cyny (II)

-jest dość silnym reduktorem, np.:

2Fe3+ + Sn2+ ® 2Fe2+ + SnCl42-

-w roztworach zawierających w nadmiarze wolne jony chlorkowe przyłącza dwa jony Cl- tworząc jon kompleksowy:

SnCl2 + 2Cl- ® SnCl42-

-ulega hydrolizie przechodząc w koloidalną zawiesinę soli zasadowych:

SnCl2 + H2O ® Sn(OH)Cl + H+ + Cl-

SnCl4

-ciecz, temperatura wrzenia = 114oC

-dobry rozpuszczalnik dla S, P i I

-łatwo hydrolizuje:

SnCl4 + H2O ® SnO2 + 4HCl

-w stężonym HCl tworzy kwas sześciochlorocynowy

SnCl4 + 2HCl ® H2[SnCl6]

*Chlorki ołowiu:

PbCl2 – słabo rozpuszczalny w H2O, dobrze rozpuszczalny w roztworach z nadmiarem jonów Cl-

PbCl2 + Cl- ® PbCl3-

PbCl4:

-ciecz, nietrwały; poza roztworem rozpada się:

PbCl4 ® PbCl2 + Cl2

-powstaje w reakcji PbO2 ze stężonym HCl:

PbO2 + 4HCl ® PbCl4 + H2O

-na powietrzu dymi (rozpad hydrolityczny)

-reaguje z chlorkami litowców dając sześciochloroołowiany:

PbCl4 + 2KCl ® K2[PbCl6]

6. Powstawanie jonów kompleksowych SnCl3- i SnCl42-

a) Redukcyjne właściwości SnCl2

SnCl2 jest silnym reduktorem, np.: reakcja z żelazem (III)

2Fe3+ + Sn2+ ® 2Fe2+ + Sn4+

b) Hydroliza SnCl2 i SnCl4

SnCl2 + H2O ® Sn(OH)Cl + H+ + Cl- (zawiesina koloidalna)

SnCl4 + H2O ® SnO2 + 4HCl

c) Powstanie jonów kompleksowych SnCl3- i SnCl42-

SnCl2 + Cl- ® SnCl3–

SnCl2 + 2Cl- ® SnCl42-

7. Amfoteryczność SnO i PbO, oraz kierunek spadku kwasowości GeO, SnO, PbO.

PbO + 2KOH ® K2PbO2 + H2O

PbO + 2HCl ® PbCl2 + H2O

SnO + 2KOH ® K2SnO2 + H2O

SnO + 2HCl ® SnCl2 + H2O

z H2O ® x

Spadek kwasowości

8. Amfoteryczność Sn(OH)2 i Pb(OH)2, wzory odpowiednich (powstających w reakcji z zasadami) soli w postaci bezwodnej i uwodnionej (hydroksocyniany II, hydroksoołowiany II)

Sn(OH)2 – amfoteryczny z przewagą charakteru zasadowego

Sn(OH)2 + 2H+ ® Sn2+ + 2H2O

Sn(OH)2 + OH- ® [Sn(OH)3]-

Odwodniony Sn(OH)2 czernieje i tworzy SnO.

SnO i Sn(OH)2 ogrzewane w powietrzu utleniają się do SnO2.

SnO2 rozpuszcza się w wodorotlenkach litowców tworząc trihydroksocyjaniany (II) [Sn(OH)3]- lub tetrahydroksocyjaniany (II) [Sn(OH)4]2-.

Jon [Sn(OH)3]- ma strukturę piramidy. Produktem częściowego odwodnienia jonu Sn(OH)3- jest anion oksotetrahydroksocynianowy (II) [Sn2O(OH)4]2-

Hydroksocyniany (II) przechodzą łatwo w heksahydroksocyniany (IV)

Sn(OH)42- + 2OH- ® [Sn(OH)6]2- + 2e

SnO2 + 2KOH ® K2[SnO3] + H2O

K2SnO3 + 3H2O ® K2[Sn(OH)6]

Pb(OH)2 – amfoteryczny słaby

Pb(OH)2 + 2H+ ® Pb2+ + 2H2O

Pb(OH)2 + OH- ® [Pb(OH)3]-

Pb(OH)2 + 2OH- ® [Pb(OH)4]2-

Pb(OH)2 + 2NaOH ® Na2[Pb(OH)4]

Na2[Pb(OH)4] ® Na2PbO2 + 2H2O

9. Tlenki germanu, cyny i ołowiu są na +4 stopniu utlenienia są:

a) mniej

b) bardziej kwasowe od odpowiednich tlenków na +2

c) są jeszcze amfoteryczne

10. Stapianie SnO2 z NaOH (otrzymywanie bezwodnego cynianu IV) oraz uwodnienie powstającej soli (otrzymywanie heksahydroksocynianu IV).

Dwutlenek cyny – SnO2:

-NIE rozpuszcza się w H2O

-NIE ulega działaniu wodnych roztworów kwasów i zasad

Stapianie SnO2 z NaOH prowadzi do otrzymania bezwodnego cynianu:

SnO2 + 2NaOH ® Na2SnO3 + H2O

który rozpuszczając się w H2O przechodzi w sześciohydroksocynian (IV) sodowy:

Na2SnO3 + 3H2O ® Na2[Sn(OH)6]

dający się wydzielić w stanie stałym.

SnO2...