Tabela 2 Podaci o kristalnim strukturama elementarnih supstanci elemenata 14 grupe

Tabela 3 Energija ionizacije i koeficijent elektronegativnosti atoma elemenata 14 grupe redoks potencijali njihovih

elementarnih supstanci

Struktura C Si Ge Sn Pb

Dijamantna rešetka

+ + + +

Grafitna rešetka

+

Metalna rešetka

+ +

Simbolelementa

Energija jonizacijeeV

I II III IVV

Koeficijent elektro-

negativnosti

Redoks-potencijali

X2rarr2X-E0(V)C 1126 244 479 645 392 287 CO2C +02

Si 815 163 335 451 1667 136 SiO2Si ndash086

Ge 813 1593 3421 934 934 109 GeO2Ge ndash01

Sn 733 146 305 407 723 054 Sn2+Sn ndash014

Pb 742 1503 319 423 688 02 Pb2+Pb ndash013

UGLJIKUGLJIKslobodan i u spojevima sastavni dio životinjskog i

biljnog svijetau atmosferi kao CO2 u stijenama kao karbonat

najčešće Si i Mgdvije alotropske modifikacije dijamant i grafit

razlikuju se u strukturi Struktura dijamanta

Struktura dijamanta Lom i refleksija zraka svjetlosti u kristalu dijamnta

Atomi C zauzimaju uglove i sredinu plohe jedinične ćelije Svaki atom C je tetraedarski povezan sa 4 druga C-atoma čime se dobiva beskonačna prostorna rešetka čitav kristal je velika molekula Zbog toga je taj kristal izuzetno tvrd (najtvrđa prirodna supstanca) i ima visoko talište (3500 0C) što je rezultat prostorne usmjerenosti i jačine C-C veza Položaj atoma je strogo fiksiran i ne može se pomicati

Dijamant ne vodi električnu struju jer su sva 4 elektrona sparena čime su sve 4 raspoložive sp3-orbitale popunjene pa je nemoguće da se još jedan elektron smjesti u bilo koji C-atom Svi elektroni su angažirani između povezanih C-atoma i nema ni jednog koji bi se mogao kretati kroz kristal

Dijamant ima velik indeks loma tj zrake svjetlosti koje ulaze u dijamant iz zraka jako su skrenute sa svog pravca Zrake svjetlosti su usporene čvrsto vezanim elektronima dio svjetlosti se odražava s površine a dio s unutrašnjih ploha reflektuje se svjetlost različitih talasnih dužina pa dijamanti svijetle kad na njih padne svjetlost

Grafit je stabilniji od dijamanta tj u odnosu na grafit dijamant je metastabilna alotropska modfikacija

Struktura grafita

Razlikuje se od strukture dijamanta po tome što je kod grafita svaki C-atom povezan s tri susjedna C-atoma Ugljik pravi sp2-hibridizaciju i tri hibrida leže u jednoj ravnini pod uglom od 120 0 Time nastaju velike lisnate molekule koje su međusobno povezane slabim van der Waalsovim silama Udaljenost između C-atoma u jednom listu iznosi 0142 nm a između dva lista 0340 nm

Svaki C-atom je spojen sa tri druga C-atoma sp2-hibridorbitalama Tako svakom C-atomu preostaje po još jedan p-elektron koji mogu praviti dvostruku vezu Rendgenskom analizom je utvrđeno da je udaljenost svih atoma u jednom listu ista tj da dvostruka veza rezonira između ovih struktura odnosno između C-atoma postoji delokalizirana π-veza Dok kod dijamanta 4 elektrona čine 4 veze dotle kod grafita 4 elektrona čine tri veze a kako je jednostruka C-C veza jaka bez obzira da li je prave dva sp3 ili sp2-hibrida to je kod grafita svaka od 3 veze nešto pojačana grafit je od dijamanta stabilniji za energiju rezonancije Udaljenost između C-atoma kod dijamanta iznosi 0154 nm a kod grafita 0142 nm

Rezonantna struktura sloja u kristalu grafita

Grafit je mehka čvrsta supstanca s visokim talištem mutnim metalnim sjajem i dobrom električ vodljivošću

slabe van der Walsove sile između pojedinih listova omogućavaju susjednim slojevima da klize jedan preko drugoga-mehak

Visoko talište zbog jakih kovalentnih veza između atoma u jednom sloju što otežava stvaranje nereda potrebnog za taljenje

Metalni sjaj i električna vodljivost zbog pokretljivih elektrona dvostruke veze (jedan elektron na svaki C- atom) koji se mogu kretati od jednog do drugog atoma

Jaka oksidacijska sredstva oksidiraju grafit u tzv grafitnu kiselinu (žuta nerastvorljiva supstanca u čijoj se kristalnoj rešetki nalaze O-atomi između slojeva C-atoma ne vodi električnu struju jer nema dvostrukih veza)

Velika udaljenost između slojeva čini da grafit ima manju gustoću (222) nego dijamant (351) Pod posebnim uslovima (veliki pritisci) bi trebalo da se grafit može prevesti u dijamant Iako su vršeni mnogi pokušaji da se odrede uslovi ravnoteže

Cdijamant Cgrafit ∆rH = -21 kJmol

uspjeh je bio slab jer je brzina presudni faktor kod ove pretvorbe

I dijamant i grafit se u prirodi nalaze u malim količinama

Dijamant se upotrebljava kao drago kamenje i za izradu bušilica bruseva i noževa za obradu tvrdog materijala

Grafit se koristi kao elektrodni (anodni) materijal ua elektrohemijske procese

amorfni ugljik - nije posebna alotropska modifikacija C različiti oblici elementarnog C Svaki od njih se sastoji od sitnih čestica grafitne strukture ali nijedan nije čist ugljik nego sadrži i druge elemente u različitim količinama

1 aktivni ugljen nastaje ugljenisanjem (zagrijavanjem bez prisustva zraka) organskih materija kosti šećer i sl odlikuju se velikom adsorpcionom sposobnošću npr carbo animalis

2 mineralni ugljen nalazi se u prirodi nastao procesom prirodnog ugljenisanja

3 koks vještački ugalj nastao suhom destilacijom boljih vrsta kamenog uglja pri čemu se dobivaju plinoviti produkti a zaostaje koks Koristi se u metalurgiji kao redukcijsko sredstvo za rude i kao gorivo

4 Čađ dobija se zagrijavanjem katrana naftalina i drugih organskih spojeva koji sadrže C bez dovoljnog prisustva zraka Upotrebljava se za proizvodnju tuševa i crne boje

1985g R Smalley i H Kroto su otkrili postojanje još nedovoljno ispitanog ldquougljika treće vrsterdquo - fulereni

ustanovljeni i spektroskopskom analizom u kosmosu Izolirani su 1990g u elektrolučnom postrojenju sa C elektrodama

pri čemu su nastale neobične molekule C60 i C70 takve strukture da je unutrašnji prostor prazan a omotač je izgrađen od peterougaonika ili šesterougaonika sastavljenih od atoma C

Prečnik kugle je 700 pm rastojanje između dva C-C atoma je 141 pm Površina kugle je izgrađena od 12 peterougaonika i 20 šesterougaonika

Molekula fulerena C60

Negativni stNegativni stepenepeni oksidacijei oksidacije

Karbidi ( -4)1 karbidi solnog karaktera2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata3 Karbidi metalnog karaktera4 Kovalentni karbidi

Prve tri grupe karbidi metala4 Karbidi nemetala

1 Karbidi solnog karakteraa) karbidi sadrže odvojene C-atome stupnja

oksidacije ndash4 ( Be2C Al4C3)

b) karbidi sadrže acetilid-ion C22- i s vodom

hidroliziraju dajući acetilen(CaC2 MgC2 BeC2 BaC2 ZnC2 CdC2 K2C2 Na2C2)

CaC2(s) + 2H2O Ca(OH)2 +C2H2(g)

c) Mg2C3

2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata ThC2 LaC2 YC2 PrC2 CeC2

3 Karbidi metalnog karakteraa) Karbidi metala 4 5 i dijela 6 Grupe TiC CrC HfCb) Karbidi metala 78 I dijela 6 Grupe Fe3C Co3C Cr2C3

Fe3Chellip

4 Kovalentni karbidi (Be12C3 ili B4C i SiC)

Kalcij-karbid CaC2 dobivanje

20000C-2300

0C

CaO(s) + 3C(s) CaC2(l) +CO(g) ∆rH = 469 kJmol Na tgt 2300 0C reaguje nastali karbid sa vapnom

gt23000C

CaC2(s) + 2CaO(l) 3Ca(g) +2CO(g)

Zagrijavanjem u struji azota nastaje kalcij-cijanamid

CaC2(s) + N2(g) CaCN2(s) +C(s) ∆rH = -301 kJmol

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Ugljik(II)-oksid ili ugljik-monoksid CO strukturne

formule - Laboratorijsko dobivanje (oduzimanjem vode mravljoj

kiselini ili formijatima)HCOOH + H2SO4 CO(g) + H3O+ + HSO4-

- Industrijsko dobivanje u generatorima

Izgaranje koksa C(s) + O2(g) CO2(g) ∆rH = -393 kJmol +4 0 +2

CO2(g) + C(s) 2CO(g)

Smjesa nastalog CO i N2 iz zraka ndash generatorski gas - gas bez boje i mirisa vrlo otrovan - Izrazito redukcijsko sredstvo

( C O C O C O ) ( C O )

CO je plin bez boje mirisa i ukusa Veoma je stabilan i spada u grupu neutralnih oksida ne

reaguje ni sa kiselinama niti sa bazama i ne rastvara se u vodi

Otrovan je zato što se lako vezuje za željezo iz hemoglobina u krvi pri čemu se stvara karboksihemoglobin koji onemogućava prijenos kisika

Pomoću slobodnog elektronskog para može graditi komplekse sa nekim prelaznim elementima npr

Cr(CO)6 hromheksakarbonil

Fe(CO)5 željezopentakarbonil

Ni(CO)4 nikltetrakarbonil

Sa nemetalima CO gradi nemetalne karbonile npr fozgen COCl2

Toksičnost CO Po zdravlje djeluje opasno pri 0002 koncentracija 20 ml CO u

1 m3 Otrovnost CO zasnovana je na građi njegove molekule koja ima

sposobnost da blokira procese disanja jer se kao i O2 vezuje na Fe iz hemoglobina Hb + O2 rarr HbO2

Pri ovome procesu željezo ostaje dvovalentnoOksihemoglobin (HbO2) je labilan spoji lako otpušta kisik u sredini

koja nije bogata kisikom (u tkivima koje krv snabdijeva kisikom) Taj hemoglobin (Hb) se obično naziva redukovani hemoglobin Supstance kao cijanidni jon i CO imaju sličnu elektronsku strukturu kao i molekula O2 i mogu lako da se vezuju za hemoglobin Spoj hemoglobina i CO se naziva karboksihemoglobin Takav hemoglobin nema sposobnost da vezuje molekulski kisik i to je uzrok trovanja CO odnosno cijanidom Hemoglobin koji je vezan za CO (karboksihemoglobin) gubi sposobnost transportovanja kisika CO se veže čvršće i do 100 puta u hemoglobin nego kisik

Krv zatrovana CO je svjetlocrvene boje Zato se na svježem lešu zatrovanom sa CO zapaža mjestimično ružičasta boja kože i pojavljuje se ružičasta pjena na ustima

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 - najveći broj spojeva ugljika Ugljik(IV) oksid ili ugljikov dioksid CO2

- laboratorijsko dobivanjeCaCO3(s) + 2H+ Ca2+ +H2O +CO2(g)

- industrijsko dobivanjea) vrenjem šećera u alkohol 0 -2 +4

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2(g)

b) termičkim raspadom kalcij karbonata

CaCO3(s) CaO + CO2(g)

Ugljikov dioksid je anhidrid ugljične(karbonatne) kiseline Dobiva se oksidacijom ugljenika i oksidacijom organskih

spojeva Nalazi se u nekim mineralnim vodama i u zraku Gas bez boje i mirisa teži od zraka ne može se dalje

oksidovati ne gori i koristi se pri gašenju požara Pri gašenju požara sprečava pristup zraka odnosno kisika

Najveće količine ovog gasa dospijevaju u zrak kao produkti bioloških procesa truljenja i disanja

Zrak koji udišemo sadrži 21 O2 i 003 CO2 a zrak koji izdišemo sadrži oko 16 O2 i 4 CO2

Čovjek podnosi i zrak koji sadrži 1-2 CO2 Povećanje CO2 do 5 dovodi do glavobolje a koncentracije veće od 30 dovode do smrti

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

UGLJIKUGLJIKslobodan i u spojevima sastavni dio životinjskog i

biljnog svijetau atmosferi kao CO2 u stijenama kao karbonat

najčešće Si i Mgdvije alotropske modifikacije dijamant i grafit

razlikuju se u strukturi Struktura dijamanta

Struktura dijamanta Lom i refleksija zraka svjetlosti u kristalu dijamnta

Atomi C zauzimaju uglove i sredinu plohe jedinične ćelije Svaki atom C je tetraedarski povezan sa 4 druga C-atoma čime se dobiva beskonačna prostorna rešetka čitav kristal je velika molekula Zbog toga je taj kristal izuzetno tvrd (najtvrđa prirodna supstanca) i ima visoko talište (3500 0C) što je rezultat prostorne usmjerenosti i jačine C-C veza Položaj atoma je strogo fiksiran i ne može se pomicati

Dijamant ne vodi električnu struju jer su sva 4 elektrona sparena čime su sve 4 raspoložive sp3-orbitale popunjene pa je nemoguće da se još jedan elektron smjesti u bilo koji C-atom Svi elektroni su angažirani između povezanih C-atoma i nema ni jednog koji bi se mogao kretati kroz kristal

Dijamant ima velik indeks loma tj zrake svjetlosti koje ulaze u dijamant iz zraka jako su skrenute sa svog pravca Zrake svjetlosti su usporene čvrsto vezanim elektronima dio svjetlosti se odražava s površine a dio s unutrašnjih ploha reflektuje se svjetlost različitih talasnih dužina pa dijamanti svijetle kad na njih padne svjetlost

Grafit je stabilniji od dijamanta tj u odnosu na grafit dijamant je metastabilna alotropska modfikacija

Struktura grafita

Razlikuje se od strukture dijamanta po tome što je kod grafita svaki C-atom povezan s tri susjedna C-atoma Ugljik pravi sp2-hibridizaciju i tri hibrida leže u jednoj ravnini pod uglom od 120 0 Time nastaju velike lisnate molekule koje su međusobno povezane slabim van der Waalsovim silama Udaljenost između C-atoma u jednom listu iznosi 0142 nm a između dva lista 0340 nm

Svaki C-atom je spojen sa tri druga C-atoma sp2-hibridorbitalama Tako svakom C-atomu preostaje po još jedan p-elektron koji mogu praviti dvostruku vezu Rendgenskom analizom je utvrđeno da je udaljenost svih atoma u jednom listu ista tj da dvostruka veza rezonira između ovih struktura odnosno između C-atoma postoji delokalizirana π-veza Dok kod dijamanta 4 elektrona čine 4 veze dotle kod grafita 4 elektrona čine tri veze a kako je jednostruka C-C veza jaka bez obzira da li je prave dva sp3 ili sp2-hibrida to je kod grafita svaka od 3 veze nešto pojačana grafit je od dijamanta stabilniji za energiju rezonancije Udaljenost između C-atoma kod dijamanta iznosi 0154 nm a kod grafita 0142 nm

Rezonantna struktura sloja u kristalu grafita

Grafit je mehka čvrsta supstanca s visokim talištem mutnim metalnim sjajem i dobrom električ vodljivošću

slabe van der Walsove sile između pojedinih listova omogućavaju susjednim slojevima da klize jedan preko drugoga-mehak

Visoko talište zbog jakih kovalentnih veza između atoma u jednom sloju što otežava stvaranje nereda potrebnog za taljenje

Metalni sjaj i električna vodljivost zbog pokretljivih elektrona dvostruke veze (jedan elektron na svaki C- atom) koji se mogu kretati od jednog do drugog atoma

Jaka oksidacijska sredstva oksidiraju grafit u tzv grafitnu kiselinu (žuta nerastvorljiva supstanca u čijoj se kristalnoj rešetki nalaze O-atomi između slojeva C-atoma ne vodi električnu struju jer nema dvostrukih veza)

Velika udaljenost između slojeva čini da grafit ima manju gustoću (222) nego dijamant (351) Pod posebnim uslovima (veliki pritisci) bi trebalo da se grafit može prevesti u dijamant Iako su vršeni mnogi pokušaji da se odrede uslovi ravnoteže

Cdijamant Cgrafit ∆rH = -21 kJmol

uspjeh je bio slab jer je brzina presudni faktor kod ove pretvorbe

I dijamant i grafit se u prirodi nalaze u malim količinama

Dijamant se upotrebljava kao drago kamenje i za izradu bušilica bruseva i noževa za obradu tvrdog materijala

Grafit se koristi kao elektrodni (anodni) materijal ua elektrohemijske procese

amorfni ugljik - nije posebna alotropska modifikacija C različiti oblici elementarnog C Svaki od njih se sastoji od sitnih čestica grafitne strukture ali nijedan nije čist ugljik nego sadrži i druge elemente u različitim količinama

1 aktivni ugljen nastaje ugljenisanjem (zagrijavanjem bez prisustva zraka) organskih materija kosti šećer i sl odlikuju se velikom adsorpcionom sposobnošću npr carbo animalis

2 mineralni ugljen nalazi se u prirodi nastao procesom prirodnog ugljenisanja

3 koks vještački ugalj nastao suhom destilacijom boljih vrsta kamenog uglja pri čemu se dobivaju plinoviti produkti a zaostaje koks Koristi se u metalurgiji kao redukcijsko sredstvo za rude i kao gorivo

4 Čađ dobija se zagrijavanjem katrana naftalina i drugih organskih spojeva koji sadrže C bez dovoljnog prisustva zraka Upotrebljava se za proizvodnju tuševa i crne boje

1985g R Smalley i H Kroto su otkrili postojanje još nedovoljno ispitanog ldquougljika treće vrsterdquo - fulereni

ustanovljeni i spektroskopskom analizom u kosmosu Izolirani su 1990g u elektrolučnom postrojenju sa C elektrodama

pri čemu su nastale neobične molekule C60 i C70 takve strukture da je unutrašnji prostor prazan a omotač je izgrađen od peterougaonika ili šesterougaonika sastavljenih od atoma C

Prečnik kugle je 700 pm rastojanje između dva C-C atoma je 141 pm Površina kugle je izgrađena od 12 peterougaonika i 20 šesterougaonika

Molekula fulerena C60

Negativni stNegativni stepenepeni oksidacijei oksidacije

Karbidi ( -4)1 karbidi solnog karaktera2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata3 Karbidi metalnog karaktera4 Kovalentni karbidi

Prve tri grupe karbidi metala4 Karbidi nemetala

1 Karbidi solnog karakteraa) karbidi sadrže odvojene C-atome stupnja

oksidacije ndash4 ( Be2C Al4C3)

b) karbidi sadrže acetilid-ion C22- i s vodom

hidroliziraju dajući acetilen(CaC2 MgC2 BeC2 BaC2 ZnC2 CdC2 K2C2 Na2C2)

CaC2(s) + 2H2O Ca(OH)2 +C2H2(g)

c) Mg2C3

2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata ThC2 LaC2 YC2 PrC2 CeC2

3 Karbidi metalnog karakteraa) Karbidi metala 4 5 i dijela 6 Grupe TiC CrC HfCb) Karbidi metala 78 I dijela 6 Grupe Fe3C Co3C Cr2C3

Fe3Chellip

4 Kovalentni karbidi (Be12C3 ili B4C i SiC)

Kalcij-karbid CaC2 dobivanje

20000C-2300

0C

CaO(s) + 3C(s) CaC2(l) +CO(g) ∆rH = 469 kJmol Na tgt 2300 0C reaguje nastali karbid sa vapnom

gt23000C

CaC2(s) + 2CaO(l) 3Ca(g) +2CO(g)

Zagrijavanjem u struji azota nastaje kalcij-cijanamid

CaC2(s) + N2(g) CaCN2(s) +C(s) ∆rH = -301 kJmol

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Ugljik(II)-oksid ili ugljik-monoksid CO strukturne

formule - Laboratorijsko dobivanje (oduzimanjem vode mravljoj

kiselini ili formijatima)HCOOH + H2SO4 CO(g) + H3O+ + HSO4-

- Industrijsko dobivanje u generatorima

Izgaranje koksa C(s) + O2(g) CO2(g) ∆rH = -393 kJmol +4 0 +2

CO2(g) + C(s) 2CO(g)

Smjesa nastalog CO i N2 iz zraka ndash generatorski gas - gas bez boje i mirisa vrlo otrovan - Izrazito redukcijsko sredstvo

( C O C O C O ) ( C O )

CO je plin bez boje mirisa i ukusa Veoma je stabilan i spada u grupu neutralnih oksida ne

reaguje ni sa kiselinama niti sa bazama i ne rastvara se u vodi

Otrovan je zato što se lako vezuje za željezo iz hemoglobina u krvi pri čemu se stvara karboksihemoglobin koji onemogućava prijenos kisika

Pomoću slobodnog elektronskog para može graditi komplekse sa nekim prelaznim elementima npr

Cr(CO)6 hromheksakarbonil

Fe(CO)5 željezopentakarbonil

Ni(CO)4 nikltetrakarbonil

Sa nemetalima CO gradi nemetalne karbonile npr fozgen COCl2

Toksičnost CO Po zdravlje djeluje opasno pri 0002 koncentracija 20 ml CO u

1 m3 Otrovnost CO zasnovana je na građi njegove molekule koja ima

sposobnost da blokira procese disanja jer se kao i O2 vezuje na Fe iz hemoglobina Hb + O2 rarr HbO2

Pri ovome procesu željezo ostaje dvovalentnoOksihemoglobin (HbO2) je labilan spoji lako otpušta kisik u sredini

koja nije bogata kisikom (u tkivima koje krv snabdijeva kisikom) Taj hemoglobin (Hb) se obično naziva redukovani hemoglobin Supstance kao cijanidni jon i CO imaju sličnu elektronsku strukturu kao i molekula O2 i mogu lako da se vezuju za hemoglobin Spoj hemoglobina i CO se naziva karboksihemoglobin Takav hemoglobin nema sposobnost da vezuje molekulski kisik i to je uzrok trovanja CO odnosno cijanidom Hemoglobin koji je vezan za CO (karboksihemoglobin) gubi sposobnost transportovanja kisika CO se veže čvršće i do 100 puta u hemoglobin nego kisik

Krv zatrovana CO je svjetlocrvene boje Zato se na svježem lešu zatrovanom sa CO zapaža mjestimično ružičasta boja kože i pojavljuje se ružičasta pjena na ustima

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 - najveći broj spojeva ugljika Ugljik(IV) oksid ili ugljikov dioksid CO2

- laboratorijsko dobivanjeCaCO3(s) + 2H+ Ca2+ +H2O +CO2(g)

- industrijsko dobivanjea) vrenjem šećera u alkohol 0 -2 +4

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2(g)

b) termičkim raspadom kalcij karbonata

CaCO3(s) CaO + CO2(g)

Ugljikov dioksid je anhidrid ugljične(karbonatne) kiseline Dobiva se oksidacijom ugljenika i oksidacijom organskih

spojeva Nalazi se u nekim mineralnim vodama i u zraku Gas bez boje i mirisa teži od zraka ne može se dalje

oksidovati ne gori i koristi se pri gašenju požara Pri gašenju požara sprečava pristup zraka odnosno kisika

Najveće količine ovog gasa dospijevaju u zrak kao produkti bioloških procesa truljenja i disanja

Zrak koji udišemo sadrži 21 O2 i 003 CO2 a zrak koji izdišemo sadrži oko 16 O2 i 4 CO2

Čovjek podnosi i zrak koji sadrži 1-2 CO2 Povećanje CO2 do 5 dovodi do glavobolje a koncentracije veće od 30 dovode do smrti

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Atomi C zauzimaju uglove i sredinu plohe jedinične ćelije Svaki atom C je tetraedarski povezan sa 4 druga C-atoma čime se dobiva beskonačna prostorna rešetka čitav kristal je velika molekula Zbog toga je taj kristal izuzetno tvrd (najtvrđa prirodna supstanca) i ima visoko talište (3500 0C) što je rezultat prostorne usmjerenosti i jačine C-C veza Položaj atoma je strogo fiksiran i ne može se pomicati

Dijamant ne vodi električnu struju jer su sva 4 elektrona sparena čime su sve 4 raspoložive sp3-orbitale popunjene pa je nemoguće da se još jedan elektron smjesti u bilo koji C-atom Svi elektroni su angažirani između povezanih C-atoma i nema ni jednog koji bi se mogao kretati kroz kristal

Dijamant ima velik indeks loma tj zrake svjetlosti koje ulaze u dijamant iz zraka jako su skrenute sa svog pravca Zrake svjetlosti su usporene čvrsto vezanim elektronima dio svjetlosti se odražava s površine a dio s unutrašnjih ploha reflektuje se svjetlost različitih talasnih dužina pa dijamanti svijetle kad na njih padne svjetlost

Grafit je stabilniji od dijamanta tj u odnosu na grafit dijamant je metastabilna alotropska modfikacija

Struktura grafita

Razlikuje se od strukture dijamanta po tome što je kod grafita svaki C-atom povezan s tri susjedna C-atoma Ugljik pravi sp2-hibridizaciju i tri hibrida leže u jednoj ravnini pod uglom od 120 0 Time nastaju velike lisnate molekule koje su međusobno povezane slabim van der Waalsovim silama Udaljenost između C-atoma u jednom listu iznosi 0142 nm a između dva lista 0340 nm

Svaki C-atom je spojen sa tri druga C-atoma sp2-hibridorbitalama Tako svakom C-atomu preostaje po još jedan p-elektron koji mogu praviti dvostruku vezu Rendgenskom analizom je utvrđeno da je udaljenost svih atoma u jednom listu ista tj da dvostruka veza rezonira između ovih struktura odnosno između C-atoma postoji delokalizirana π-veza Dok kod dijamanta 4 elektrona čine 4 veze dotle kod grafita 4 elektrona čine tri veze a kako je jednostruka C-C veza jaka bez obzira da li je prave dva sp3 ili sp2-hibrida to je kod grafita svaka od 3 veze nešto pojačana grafit je od dijamanta stabilniji za energiju rezonancije Udaljenost između C-atoma kod dijamanta iznosi 0154 nm a kod grafita 0142 nm

Rezonantna struktura sloja u kristalu grafita

Grafit je mehka čvrsta supstanca s visokim talištem mutnim metalnim sjajem i dobrom električ vodljivošću

slabe van der Walsove sile između pojedinih listova omogućavaju susjednim slojevima da klize jedan preko drugoga-mehak

Visoko talište zbog jakih kovalentnih veza između atoma u jednom sloju što otežava stvaranje nereda potrebnog za taljenje

Metalni sjaj i električna vodljivost zbog pokretljivih elektrona dvostruke veze (jedan elektron na svaki C- atom) koji se mogu kretati od jednog do drugog atoma

Jaka oksidacijska sredstva oksidiraju grafit u tzv grafitnu kiselinu (žuta nerastvorljiva supstanca u čijoj se kristalnoj rešetki nalaze O-atomi između slojeva C-atoma ne vodi električnu struju jer nema dvostrukih veza)

Velika udaljenost između slojeva čini da grafit ima manju gustoću (222) nego dijamant (351) Pod posebnim uslovima (veliki pritisci) bi trebalo da se grafit može prevesti u dijamant Iako su vršeni mnogi pokušaji da se odrede uslovi ravnoteže

Cdijamant Cgrafit ∆rH = -21 kJmol

uspjeh je bio slab jer je brzina presudni faktor kod ove pretvorbe

I dijamant i grafit se u prirodi nalaze u malim količinama

Dijamant se upotrebljava kao drago kamenje i za izradu bušilica bruseva i noževa za obradu tvrdog materijala

Grafit se koristi kao elektrodni (anodni) materijal ua elektrohemijske procese

amorfni ugljik - nije posebna alotropska modifikacija C različiti oblici elementarnog C Svaki od njih se sastoji od sitnih čestica grafitne strukture ali nijedan nije čist ugljik nego sadrži i druge elemente u različitim količinama

1 aktivni ugljen nastaje ugljenisanjem (zagrijavanjem bez prisustva zraka) organskih materija kosti šećer i sl odlikuju se velikom adsorpcionom sposobnošću npr carbo animalis

2 mineralni ugljen nalazi se u prirodi nastao procesom prirodnog ugljenisanja

3 koks vještački ugalj nastao suhom destilacijom boljih vrsta kamenog uglja pri čemu se dobivaju plinoviti produkti a zaostaje koks Koristi se u metalurgiji kao redukcijsko sredstvo za rude i kao gorivo

4 Čađ dobija se zagrijavanjem katrana naftalina i drugih organskih spojeva koji sadrže C bez dovoljnog prisustva zraka Upotrebljava se za proizvodnju tuševa i crne boje

1985g R Smalley i H Kroto su otkrili postojanje još nedovoljno ispitanog ldquougljika treće vrsterdquo - fulereni

ustanovljeni i spektroskopskom analizom u kosmosu Izolirani su 1990g u elektrolučnom postrojenju sa C elektrodama

pri čemu su nastale neobične molekule C60 i C70 takve strukture da je unutrašnji prostor prazan a omotač je izgrađen od peterougaonika ili šesterougaonika sastavljenih od atoma C

Prečnik kugle je 700 pm rastojanje između dva C-C atoma je 141 pm Površina kugle je izgrađena od 12 peterougaonika i 20 šesterougaonika

Molekula fulerena C60

Negativni stNegativni stepenepeni oksidacijei oksidacije

Karbidi ( -4)1 karbidi solnog karaktera2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata3 Karbidi metalnog karaktera4 Kovalentni karbidi

Prve tri grupe karbidi metala4 Karbidi nemetala

1 Karbidi solnog karakteraa) karbidi sadrže odvojene C-atome stupnja

oksidacije ndash4 ( Be2C Al4C3)

b) karbidi sadrže acetilid-ion C22- i s vodom

hidroliziraju dajući acetilen(CaC2 MgC2 BeC2 BaC2 ZnC2 CdC2 K2C2 Na2C2)

CaC2(s) + 2H2O Ca(OH)2 +C2H2(g)

c) Mg2C3

2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata ThC2 LaC2 YC2 PrC2 CeC2

3 Karbidi metalnog karakteraa) Karbidi metala 4 5 i dijela 6 Grupe TiC CrC HfCb) Karbidi metala 78 I dijela 6 Grupe Fe3C Co3C Cr2C3

Fe3Chellip

4 Kovalentni karbidi (Be12C3 ili B4C i SiC)

Kalcij-karbid CaC2 dobivanje

20000C-2300

0C

CaO(s) + 3C(s) CaC2(l) +CO(g) ∆rH = 469 kJmol Na tgt 2300 0C reaguje nastali karbid sa vapnom

gt23000C

CaC2(s) + 2CaO(l) 3Ca(g) +2CO(g)

Zagrijavanjem u struji azota nastaje kalcij-cijanamid

CaC2(s) + N2(g) CaCN2(s) +C(s) ∆rH = -301 kJmol

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Ugljik(II)-oksid ili ugljik-monoksid CO strukturne

formule - Laboratorijsko dobivanje (oduzimanjem vode mravljoj

kiselini ili formijatima)HCOOH + H2SO4 CO(g) + H3O+ + HSO4-

- Industrijsko dobivanje u generatorima

Izgaranje koksa C(s) + O2(g) CO2(g) ∆rH = -393 kJmol +4 0 +2

CO2(g) + C(s) 2CO(g)

Smjesa nastalog CO i N2 iz zraka ndash generatorski gas - gas bez boje i mirisa vrlo otrovan - Izrazito redukcijsko sredstvo

( C O C O C O ) ( C O )

CO je plin bez boje mirisa i ukusa Veoma je stabilan i spada u grupu neutralnih oksida ne

reaguje ni sa kiselinama niti sa bazama i ne rastvara se u vodi

Otrovan je zato što se lako vezuje za željezo iz hemoglobina u krvi pri čemu se stvara karboksihemoglobin koji onemogućava prijenos kisika

Pomoću slobodnog elektronskog para može graditi komplekse sa nekim prelaznim elementima npr

Cr(CO)6 hromheksakarbonil

Fe(CO)5 željezopentakarbonil

Ni(CO)4 nikltetrakarbonil

Sa nemetalima CO gradi nemetalne karbonile npr fozgen COCl2

Toksičnost CO Po zdravlje djeluje opasno pri 0002 koncentracija 20 ml CO u

1 m3 Otrovnost CO zasnovana je na građi njegove molekule koja ima

sposobnost da blokira procese disanja jer se kao i O2 vezuje na Fe iz hemoglobina Hb + O2 rarr HbO2

Pri ovome procesu željezo ostaje dvovalentnoOksihemoglobin (HbO2) je labilan spoji lako otpušta kisik u sredini

koja nije bogata kisikom (u tkivima koje krv snabdijeva kisikom) Taj hemoglobin (Hb) se obično naziva redukovani hemoglobin Supstance kao cijanidni jon i CO imaju sličnu elektronsku strukturu kao i molekula O2 i mogu lako da se vezuju za hemoglobin Spoj hemoglobina i CO se naziva karboksihemoglobin Takav hemoglobin nema sposobnost da vezuje molekulski kisik i to je uzrok trovanja CO odnosno cijanidom Hemoglobin koji je vezan za CO (karboksihemoglobin) gubi sposobnost transportovanja kisika CO se veže čvršće i do 100 puta u hemoglobin nego kisik

Krv zatrovana CO je svjetlocrvene boje Zato se na svježem lešu zatrovanom sa CO zapaža mjestimično ružičasta boja kože i pojavljuje se ružičasta pjena na ustima

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 - najveći broj spojeva ugljika Ugljik(IV) oksid ili ugljikov dioksid CO2

- laboratorijsko dobivanjeCaCO3(s) + 2H+ Ca2+ +H2O +CO2(g)

- industrijsko dobivanjea) vrenjem šećera u alkohol 0 -2 +4

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2(g)

b) termičkim raspadom kalcij karbonata

CaCO3(s) CaO + CO2(g)

Ugljikov dioksid je anhidrid ugljične(karbonatne) kiseline Dobiva se oksidacijom ugljenika i oksidacijom organskih

spojeva Nalazi se u nekim mineralnim vodama i u zraku Gas bez boje i mirisa teži od zraka ne može se dalje

oksidovati ne gori i koristi se pri gašenju požara Pri gašenju požara sprečava pristup zraka odnosno kisika

Najveće količine ovog gasa dospijevaju u zrak kao produkti bioloških procesa truljenja i disanja

Zrak koji udišemo sadrži 21 O2 i 003 CO2 a zrak koji izdišemo sadrži oko 16 O2 i 4 CO2

Čovjek podnosi i zrak koji sadrži 1-2 CO2 Povećanje CO2 do 5 dovodi do glavobolje a koncentracije veće od 30 dovode do smrti

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Dijamant ima velik indeks loma tj zrake svjetlosti koje ulaze u dijamant iz zraka jako su skrenute sa svog pravca Zrake svjetlosti su usporene čvrsto vezanim elektronima dio svjetlosti se odražava s površine a dio s unutrašnjih ploha reflektuje se svjetlost različitih talasnih dužina pa dijamanti svijetle kad na njih padne svjetlost

Grafit je stabilniji od dijamanta tj u odnosu na grafit dijamant je metastabilna alotropska modfikacija

Struktura grafita

Razlikuje se od strukture dijamanta po tome što je kod grafita svaki C-atom povezan s tri susjedna C-atoma Ugljik pravi sp2-hibridizaciju i tri hibrida leže u jednoj ravnini pod uglom od 120 0 Time nastaju velike lisnate molekule koje su međusobno povezane slabim van der Waalsovim silama Udaljenost između C-atoma u jednom listu iznosi 0142 nm a između dva lista 0340 nm

Svaki C-atom je spojen sa tri druga C-atoma sp2-hibridorbitalama Tako svakom C-atomu preostaje po još jedan p-elektron koji mogu praviti dvostruku vezu Rendgenskom analizom je utvrđeno da je udaljenost svih atoma u jednom listu ista tj da dvostruka veza rezonira između ovih struktura odnosno između C-atoma postoji delokalizirana π-veza Dok kod dijamanta 4 elektrona čine 4 veze dotle kod grafita 4 elektrona čine tri veze a kako je jednostruka C-C veza jaka bez obzira da li je prave dva sp3 ili sp2-hibrida to je kod grafita svaka od 3 veze nešto pojačana grafit je od dijamanta stabilniji za energiju rezonancije Udaljenost između C-atoma kod dijamanta iznosi 0154 nm a kod grafita 0142 nm

Rezonantna struktura sloja u kristalu grafita

Grafit je mehka čvrsta supstanca s visokim talištem mutnim metalnim sjajem i dobrom električ vodljivošću

slabe van der Walsove sile između pojedinih listova omogućavaju susjednim slojevima da klize jedan preko drugoga-mehak

Visoko talište zbog jakih kovalentnih veza između atoma u jednom sloju što otežava stvaranje nereda potrebnog za taljenje

Metalni sjaj i električna vodljivost zbog pokretljivih elektrona dvostruke veze (jedan elektron na svaki C- atom) koji se mogu kretati od jednog do drugog atoma

Jaka oksidacijska sredstva oksidiraju grafit u tzv grafitnu kiselinu (žuta nerastvorljiva supstanca u čijoj se kristalnoj rešetki nalaze O-atomi između slojeva C-atoma ne vodi električnu struju jer nema dvostrukih veza)

Velika udaljenost između slojeva čini da grafit ima manju gustoću (222) nego dijamant (351) Pod posebnim uslovima (veliki pritisci) bi trebalo da se grafit može prevesti u dijamant Iako su vršeni mnogi pokušaji da se odrede uslovi ravnoteže

Cdijamant Cgrafit ∆rH = -21 kJmol

uspjeh je bio slab jer je brzina presudni faktor kod ove pretvorbe

I dijamant i grafit se u prirodi nalaze u malim količinama

Dijamant se upotrebljava kao drago kamenje i za izradu bušilica bruseva i noževa za obradu tvrdog materijala

Grafit se koristi kao elektrodni (anodni) materijal ua elektrohemijske procese

amorfni ugljik - nije posebna alotropska modifikacija C različiti oblici elementarnog C Svaki od njih se sastoji od sitnih čestica grafitne strukture ali nijedan nije čist ugljik nego sadrži i druge elemente u različitim količinama

1 aktivni ugljen nastaje ugljenisanjem (zagrijavanjem bez prisustva zraka) organskih materija kosti šećer i sl odlikuju se velikom adsorpcionom sposobnošću npr carbo animalis

2 mineralni ugljen nalazi se u prirodi nastao procesom prirodnog ugljenisanja

3 koks vještački ugalj nastao suhom destilacijom boljih vrsta kamenog uglja pri čemu se dobivaju plinoviti produkti a zaostaje koks Koristi se u metalurgiji kao redukcijsko sredstvo za rude i kao gorivo

4 Čađ dobija se zagrijavanjem katrana naftalina i drugih organskih spojeva koji sadrže C bez dovoljnog prisustva zraka Upotrebljava se za proizvodnju tuševa i crne boje

1985g R Smalley i H Kroto su otkrili postojanje još nedovoljno ispitanog ldquougljika treće vrsterdquo - fulereni

ustanovljeni i spektroskopskom analizom u kosmosu Izolirani su 1990g u elektrolučnom postrojenju sa C elektrodama

pri čemu su nastale neobične molekule C60 i C70 takve strukture da je unutrašnji prostor prazan a omotač je izgrađen od peterougaonika ili šesterougaonika sastavljenih od atoma C

Prečnik kugle je 700 pm rastojanje između dva C-C atoma je 141 pm Površina kugle je izgrađena od 12 peterougaonika i 20 šesterougaonika

Molekula fulerena C60

Negativni stNegativni stepenepeni oksidacijei oksidacije

Karbidi ( -4)1 karbidi solnog karaktera2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata3 Karbidi metalnog karaktera4 Kovalentni karbidi

Prve tri grupe karbidi metala4 Karbidi nemetala

1 Karbidi solnog karakteraa) karbidi sadrže odvojene C-atome stupnja

oksidacije ndash4 ( Be2C Al4C3)

b) karbidi sadrže acetilid-ion C22- i s vodom

hidroliziraju dajući acetilen(CaC2 MgC2 BeC2 BaC2 ZnC2 CdC2 K2C2 Na2C2)

CaC2(s) + 2H2O Ca(OH)2 +C2H2(g)

c) Mg2C3

2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata ThC2 LaC2 YC2 PrC2 CeC2

3 Karbidi metalnog karakteraa) Karbidi metala 4 5 i dijela 6 Grupe TiC CrC HfCb) Karbidi metala 78 I dijela 6 Grupe Fe3C Co3C Cr2C3

Fe3Chellip

4 Kovalentni karbidi (Be12C3 ili B4C i SiC)

Kalcij-karbid CaC2 dobivanje

20000C-2300

0C

CaO(s) + 3C(s) CaC2(l) +CO(g) ∆rH = 469 kJmol Na tgt 2300 0C reaguje nastali karbid sa vapnom

gt23000C

CaC2(s) + 2CaO(l) 3Ca(g) +2CO(g)

Zagrijavanjem u struji azota nastaje kalcij-cijanamid

CaC2(s) + N2(g) CaCN2(s) +C(s) ∆rH = -301 kJmol

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Ugljik(II)-oksid ili ugljik-monoksid CO strukturne

formule - Laboratorijsko dobivanje (oduzimanjem vode mravljoj

kiselini ili formijatima)HCOOH + H2SO4 CO(g) + H3O+ + HSO4-

- Industrijsko dobivanje u generatorima

Izgaranje koksa C(s) + O2(g) CO2(g) ∆rH = -393 kJmol +4 0 +2

CO2(g) + C(s) 2CO(g)

Smjesa nastalog CO i N2 iz zraka ndash generatorski gas - gas bez boje i mirisa vrlo otrovan - Izrazito redukcijsko sredstvo

( C O C O C O ) ( C O )

CO je plin bez boje mirisa i ukusa Veoma je stabilan i spada u grupu neutralnih oksida ne

reaguje ni sa kiselinama niti sa bazama i ne rastvara se u vodi

Otrovan je zato što se lako vezuje za željezo iz hemoglobina u krvi pri čemu se stvara karboksihemoglobin koji onemogućava prijenos kisika

Pomoću slobodnog elektronskog para može graditi komplekse sa nekim prelaznim elementima npr

Cr(CO)6 hromheksakarbonil

Fe(CO)5 željezopentakarbonil

Ni(CO)4 nikltetrakarbonil

Sa nemetalima CO gradi nemetalne karbonile npr fozgen COCl2

Toksičnost CO Po zdravlje djeluje opasno pri 0002 koncentracija 20 ml CO u

1 m3 Otrovnost CO zasnovana je na građi njegove molekule koja ima

sposobnost da blokira procese disanja jer se kao i O2 vezuje na Fe iz hemoglobina Hb + O2 rarr HbO2

Pri ovome procesu željezo ostaje dvovalentnoOksihemoglobin (HbO2) je labilan spoji lako otpušta kisik u sredini

koja nije bogata kisikom (u tkivima koje krv snabdijeva kisikom) Taj hemoglobin (Hb) se obično naziva redukovani hemoglobin Supstance kao cijanidni jon i CO imaju sličnu elektronsku strukturu kao i molekula O2 i mogu lako da se vezuju za hemoglobin Spoj hemoglobina i CO se naziva karboksihemoglobin Takav hemoglobin nema sposobnost da vezuje molekulski kisik i to je uzrok trovanja CO odnosno cijanidom Hemoglobin koji je vezan za CO (karboksihemoglobin) gubi sposobnost transportovanja kisika CO se veže čvršće i do 100 puta u hemoglobin nego kisik

Krv zatrovana CO je svjetlocrvene boje Zato se na svježem lešu zatrovanom sa CO zapaža mjestimično ružičasta boja kože i pojavljuje se ružičasta pjena na ustima

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 - najveći broj spojeva ugljika Ugljik(IV) oksid ili ugljikov dioksid CO2

- laboratorijsko dobivanjeCaCO3(s) + 2H+ Ca2+ +H2O +CO2(g)

- industrijsko dobivanjea) vrenjem šećera u alkohol 0 -2 +4

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2(g)

b) termičkim raspadom kalcij karbonata

CaCO3(s) CaO + CO2(g)

Ugljikov dioksid je anhidrid ugljične(karbonatne) kiseline Dobiva se oksidacijom ugljenika i oksidacijom organskih

spojeva Nalazi se u nekim mineralnim vodama i u zraku Gas bez boje i mirisa teži od zraka ne može se dalje

oksidovati ne gori i koristi se pri gašenju požara Pri gašenju požara sprečava pristup zraka odnosno kisika

Najveće količine ovog gasa dospijevaju u zrak kao produkti bioloških procesa truljenja i disanja

Zrak koji udišemo sadrži 21 O2 i 003 CO2 a zrak koji izdišemo sadrži oko 16 O2 i 4 CO2

Čovjek podnosi i zrak koji sadrži 1-2 CO2 Povećanje CO2 do 5 dovodi do glavobolje a koncentracije veće od 30 dovode do smrti

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Struktura grafita

Razlikuje se od strukture dijamanta po tome što je kod grafita svaki C-atom povezan s tri susjedna C-atoma Ugljik pravi sp2-hibridizaciju i tri hibrida leže u jednoj ravnini pod uglom od 120 0 Time nastaju velike lisnate molekule koje su međusobno povezane slabim van der Waalsovim silama Udaljenost između C-atoma u jednom listu iznosi 0142 nm a između dva lista 0340 nm

Svaki C-atom je spojen sa tri druga C-atoma sp2-hibridorbitalama Tako svakom C-atomu preostaje po još jedan p-elektron koji mogu praviti dvostruku vezu Rendgenskom analizom je utvrđeno da je udaljenost svih atoma u jednom listu ista tj da dvostruka veza rezonira između ovih struktura odnosno između C-atoma postoji delokalizirana π-veza Dok kod dijamanta 4 elektrona čine 4 veze dotle kod grafita 4 elektrona čine tri veze a kako je jednostruka C-C veza jaka bez obzira da li je prave dva sp3 ili sp2-hibrida to je kod grafita svaka od 3 veze nešto pojačana grafit je od dijamanta stabilniji za energiju rezonancije Udaljenost između C-atoma kod dijamanta iznosi 0154 nm a kod grafita 0142 nm

Rezonantna struktura sloja u kristalu grafita

Grafit je mehka čvrsta supstanca s visokim talištem mutnim metalnim sjajem i dobrom električ vodljivošću

slabe van der Walsove sile između pojedinih listova omogućavaju susjednim slojevima da klize jedan preko drugoga-mehak

Visoko talište zbog jakih kovalentnih veza između atoma u jednom sloju što otežava stvaranje nereda potrebnog za taljenje

Metalni sjaj i električna vodljivost zbog pokretljivih elektrona dvostruke veze (jedan elektron na svaki C- atom) koji se mogu kretati od jednog do drugog atoma

Jaka oksidacijska sredstva oksidiraju grafit u tzv grafitnu kiselinu (žuta nerastvorljiva supstanca u čijoj se kristalnoj rešetki nalaze O-atomi između slojeva C-atoma ne vodi električnu struju jer nema dvostrukih veza)

Velika udaljenost između slojeva čini da grafit ima manju gustoću (222) nego dijamant (351) Pod posebnim uslovima (veliki pritisci) bi trebalo da se grafit može prevesti u dijamant Iako su vršeni mnogi pokušaji da se odrede uslovi ravnoteže

Cdijamant Cgrafit ∆rH = -21 kJmol

uspjeh je bio slab jer je brzina presudni faktor kod ove pretvorbe

I dijamant i grafit se u prirodi nalaze u malim količinama

Dijamant se upotrebljava kao drago kamenje i za izradu bušilica bruseva i noževa za obradu tvrdog materijala

Grafit se koristi kao elektrodni (anodni) materijal ua elektrohemijske procese

amorfni ugljik - nije posebna alotropska modifikacija C različiti oblici elementarnog C Svaki od njih se sastoji od sitnih čestica grafitne strukture ali nijedan nije čist ugljik nego sadrži i druge elemente u različitim količinama

1 aktivni ugljen nastaje ugljenisanjem (zagrijavanjem bez prisustva zraka) organskih materija kosti šećer i sl odlikuju se velikom adsorpcionom sposobnošću npr carbo animalis

2 mineralni ugljen nalazi se u prirodi nastao procesom prirodnog ugljenisanja

3 koks vještački ugalj nastao suhom destilacijom boljih vrsta kamenog uglja pri čemu se dobivaju plinoviti produkti a zaostaje koks Koristi se u metalurgiji kao redukcijsko sredstvo za rude i kao gorivo

4 Čađ dobija se zagrijavanjem katrana naftalina i drugih organskih spojeva koji sadrže C bez dovoljnog prisustva zraka Upotrebljava se za proizvodnju tuševa i crne boje

1985g R Smalley i H Kroto su otkrili postojanje još nedovoljno ispitanog ldquougljika treće vrsterdquo - fulereni

ustanovljeni i spektroskopskom analizom u kosmosu Izolirani su 1990g u elektrolučnom postrojenju sa C elektrodama

pri čemu su nastale neobične molekule C60 i C70 takve strukture da je unutrašnji prostor prazan a omotač je izgrađen od peterougaonika ili šesterougaonika sastavljenih od atoma C

Prečnik kugle je 700 pm rastojanje između dva C-C atoma je 141 pm Površina kugle je izgrađena od 12 peterougaonika i 20 šesterougaonika

Molekula fulerena C60

Negativni stNegativni stepenepeni oksidacijei oksidacije

Karbidi ( -4)1 karbidi solnog karaktera2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata3 Karbidi metalnog karaktera4 Kovalentni karbidi

Prve tri grupe karbidi metala4 Karbidi nemetala

1 Karbidi solnog karakteraa) karbidi sadrže odvojene C-atome stupnja

oksidacije ndash4 ( Be2C Al4C3)

b) karbidi sadrže acetilid-ion C22- i s vodom

hidroliziraju dajući acetilen(CaC2 MgC2 BeC2 BaC2 ZnC2 CdC2 K2C2 Na2C2)

CaC2(s) + 2H2O Ca(OH)2 +C2H2(g)

c) Mg2C3

2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata ThC2 LaC2 YC2 PrC2 CeC2

3 Karbidi metalnog karakteraa) Karbidi metala 4 5 i dijela 6 Grupe TiC CrC HfCb) Karbidi metala 78 I dijela 6 Grupe Fe3C Co3C Cr2C3

Fe3Chellip

4 Kovalentni karbidi (Be12C3 ili B4C i SiC)

Kalcij-karbid CaC2 dobivanje

20000C-2300

0C

CaO(s) + 3C(s) CaC2(l) +CO(g) ∆rH = 469 kJmol Na tgt 2300 0C reaguje nastali karbid sa vapnom

gt23000C

CaC2(s) + 2CaO(l) 3Ca(g) +2CO(g)

Zagrijavanjem u struji azota nastaje kalcij-cijanamid

CaC2(s) + N2(g) CaCN2(s) +C(s) ∆rH = -301 kJmol

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Ugljik(II)-oksid ili ugljik-monoksid CO strukturne

formule - Laboratorijsko dobivanje (oduzimanjem vode mravljoj

kiselini ili formijatima)HCOOH + H2SO4 CO(g) + H3O+ + HSO4-

- Industrijsko dobivanje u generatorima

Izgaranje koksa C(s) + O2(g) CO2(g) ∆rH = -393 kJmol +4 0 +2

CO2(g) + C(s) 2CO(g)

Smjesa nastalog CO i N2 iz zraka ndash generatorski gas - gas bez boje i mirisa vrlo otrovan - Izrazito redukcijsko sredstvo

( C O C O C O ) ( C O )

CO je plin bez boje mirisa i ukusa Veoma je stabilan i spada u grupu neutralnih oksida ne

reaguje ni sa kiselinama niti sa bazama i ne rastvara se u vodi

Otrovan je zato što se lako vezuje za željezo iz hemoglobina u krvi pri čemu se stvara karboksihemoglobin koji onemogućava prijenos kisika

Pomoću slobodnog elektronskog para može graditi komplekse sa nekim prelaznim elementima npr

Cr(CO)6 hromheksakarbonil

Fe(CO)5 željezopentakarbonil

Ni(CO)4 nikltetrakarbonil

Sa nemetalima CO gradi nemetalne karbonile npr fozgen COCl2

Toksičnost CO Po zdravlje djeluje opasno pri 0002 koncentracija 20 ml CO u

1 m3 Otrovnost CO zasnovana je na građi njegove molekule koja ima

sposobnost da blokira procese disanja jer se kao i O2 vezuje na Fe iz hemoglobina Hb + O2 rarr HbO2

Pri ovome procesu željezo ostaje dvovalentnoOksihemoglobin (HbO2) je labilan spoji lako otpušta kisik u sredini

koja nije bogata kisikom (u tkivima koje krv snabdijeva kisikom) Taj hemoglobin (Hb) se obično naziva redukovani hemoglobin Supstance kao cijanidni jon i CO imaju sličnu elektronsku strukturu kao i molekula O2 i mogu lako da se vezuju za hemoglobin Spoj hemoglobina i CO se naziva karboksihemoglobin Takav hemoglobin nema sposobnost da vezuje molekulski kisik i to je uzrok trovanja CO odnosno cijanidom Hemoglobin koji je vezan za CO (karboksihemoglobin) gubi sposobnost transportovanja kisika CO se veže čvršće i do 100 puta u hemoglobin nego kisik

Krv zatrovana CO je svjetlocrvene boje Zato se na svježem lešu zatrovanom sa CO zapaža mjestimično ružičasta boja kože i pojavljuje se ružičasta pjena na ustima

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 - najveći broj spojeva ugljika Ugljik(IV) oksid ili ugljikov dioksid CO2

- laboratorijsko dobivanjeCaCO3(s) + 2H+ Ca2+ +H2O +CO2(g)

- industrijsko dobivanjea) vrenjem šećera u alkohol 0 -2 +4

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2(g)

b) termičkim raspadom kalcij karbonata

CaCO3(s) CaO + CO2(g)

Ugljikov dioksid je anhidrid ugljične(karbonatne) kiseline Dobiva se oksidacijom ugljenika i oksidacijom organskih

spojeva Nalazi se u nekim mineralnim vodama i u zraku Gas bez boje i mirisa teži od zraka ne može se dalje

oksidovati ne gori i koristi se pri gašenju požara Pri gašenju požara sprečava pristup zraka odnosno kisika

Najveće količine ovog gasa dospijevaju u zrak kao produkti bioloških procesa truljenja i disanja

Zrak koji udišemo sadrži 21 O2 i 003 CO2 a zrak koji izdišemo sadrži oko 16 O2 i 4 CO2

Čovjek podnosi i zrak koji sadrži 1-2 CO2 Povećanje CO2 do 5 dovodi do glavobolje a koncentracije veće od 30 dovode do smrti

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Svaki C-atom je spojen sa tri druga C-atoma sp2-hibridorbitalama Tako svakom C-atomu preostaje po još jedan p-elektron koji mogu praviti dvostruku vezu Rendgenskom analizom je utvrđeno da je udaljenost svih atoma u jednom listu ista tj da dvostruka veza rezonira između ovih struktura odnosno između C-atoma postoji delokalizirana π-veza Dok kod dijamanta 4 elektrona čine 4 veze dotle kod grafita 4 elektrona čine tri veze a kako je jednostruka C-C veza jaka bez obzira da li je prave dva sp3 ili sp2-hibrida to je kod grafita svaka od 3 veze nešto pojačana grafit je od dijamanta stabilniji za energiju rezonancije Udaljenost između C-atoma kod dijamanta iznosi 0154 nm a kod grafita 0142 nm

Rezonantna struktura sloja u kristalu grafita

Grafit je mehka čvrsta supstanca s visokim talištem mutnim metalnim sjajem i dobrom električ vodljivošću

slabe van der Walsove sile između pojedinih listova omogućavaju susjednim slojevima da klize jedan preko drugoga-mehak

Visoko talište zbog jakih kovalentnih veza između atoma u jednom sloju što otežava stvaranje nereda potrebnog za taljenje

Metalni sjaj i električna vodljivost zbog pokretljivih elektrona dvostruke veze (jedan elektron na svaki C- atom) koji se mogu kretati od jednog do drugog atoma

Jaka oksidacijska sredstva oksidiraju grafit u tzv grafitnu kiselinu (žuta nerastvorljiva supstanca u čijoj se kristalnoj rešetki nalaze O-atomi između slojeva C-atoma ne vodi električnu struju jer nema dvostrukih veza)

Velika udaljenost između slojeva čini da grafit ima manju gustoću (222) nego dijamant (351) Pod posebnim uslovima (veliki pritisci) bi trebalo da se grafit može prevesti u dijamant Iako su vršeni mnogi pokušaji da se odrede uslovi ravnoteže

Cdijamant Cgrafit ∆rH = -21 kJmol

uspjeh je bio slab jer je brzina presudni faktor kod ove pretvorbe

I dijamant i grafit se u prirodi nalaze u malim količinama

Dijamant se upotrebljava kao drago kamenje i za izradu bušilica bruseva i noževa za obradu tvrdog materijala

Grafit se koristi kao elektrodni (anodni) materijal ua elektrohemijske procese

amorfni ugljik - nije posebna alotropska modifikacija C različiti oblici elementarnog C Svaki od njih se sastoji od sitnih čestica grafitne strukture ali nijedan nije čist ugljik nego sadrži i druge elemente u različitim količinama

1 aktivni ugljen nastaje ugljenisanjem (zagrijavanjem bez prisustva zraka) organskih materija kosti šećer i sl odlikuju se velikom adsorpcionom sposobnošću npr carbo animalis

2 mineralni ugljen nalazi se u prirodi nastao procesom prirodnog ugljenisanja

3 koks vještački ugalj nastao suhom destilacijom boljih vrsta kamenog uglja pri čemu se dobivaju plinoviti produkti a zaostaje koks Koristi se u metalurgiji kao redukcijsko sredstvo za rude i kao gorivo

4 Čađ dobija se zagrijavanjem katrana naftalina i drugih organskih spojeva koji sadrže C bez dovoljnog prisustva zraka Upotrebljava se za proizvodnju tuševa i crne boje

1985g R Smalley i H Kroto su otkrili postojanje još nedovoljno ispitanog ldquougljika treće vrsterdquo - fulereni

ustanovljeni i spektroskopskom analizom u kosmosu Izolirani su 1990g u elektrolučnom postrojenju sa C elektrodama

pri čemu su nastale neobične molekule C60 i C70 takve strukture da je unutrašnji prostor prazan a omotač je izgrađen od peterougaonika ili šesterougaonika sastavljenih od atoma C

Prečnik kugle je 700 pm rastojanje između dva C-C atoma je 141 pm Površina kugle je izgrađena od 12 peterougaonika i 20 šesterougaonika

Molekula fulerena C60

Negativni stNegativni stepenepeni oksidacijei oksidacije

Karbidi ( -4)1 karbidi solnog karaktera2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata3 Karbidi metalnog karaktera4 Kovalentni karbidi

Prve tri grupe karbidi metala4 Karbidi nemetala

1 Karbidi solnog karakteraa) karbidi sadrže odvojene C-atome stupnja

oksidacije ndash4 ( Be2C Al4C3)

b) karbidi sadrže acetilid-ion C22- i s vodom

hidroliziraju dajući acetilen(CaC2 MgC2 BeC2 BaC2 ZnC2 CdC2 K2C2 Na2C2)

CaC2(s) + 2H2O Ca(OH)2 +C2H2(g)

c) Mg2C3

2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata ThC2 LaC2 YC2 PrC2 CeC2

3 Karbidi metalnog karakteraa) Karbidi metala 4 5 i dijela 6 Grupe TiC CrC HfCb) Karbidi metala 78 I dijela 6 Grupe Fe3C Co3C Cr2C3

Fe3Chellip

4 Kovalentni karbidi (Be12C3 ili B4C i SiC)

Kalcij-karbid CaC2 dobivanje

20000C-2300

0C

CaO(s) + 3C(s) CaC2(l) +CO(g) ∆rH = 469 kJmol Na tgt 2300 0C reaguje nastali karbid sa vapnom

gt23000C

CaC2(s) + 2CaO(l) 3Ca(g) +2CO(g)

Zagrijavanjem u struji azota nastaje kalcij-cijanamid

CaC2(s) + N2(g) CaCN2(s) +C(s) ∆rH = -301 kJmol

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Ugljik(II)-oksid ili ugljik-monoksid CO strukturne

formule - Laboratorijsko dobivanje (oduzimanjem vode mravljoj

kiselini ili formijatima)HCOOH + H2SO4 CO(g) + H3O+ + HSO4-

- Industrijsko dobivanje u generatorima

Izgaranje koksa C(s) + O2(g) CO2(g) ∆rH = -393 kJmol +4 0 +2

CO2(g) + C(s) 2CO(g)

Smjesa nastalog CO i N2 iz zraka ndash generatorski gas - gas bez boje i mirisa vrlo otrovan - Izrazito redukcijsko sredstvo

( C O C O C O ) ( C O )

CO je plin bez boje mirisa i ukusa Veoma je stabilan i spada u grupu neutralnih oksida ne

reaguje ni sa kiselinama niti sa bazama i ne rastvara se u vodi

Otrovan je zato što se lako vezuje za željezo iz hemoglobina u krvi pri čemu se stvara karboksihemoglobin koji onemogućava prijenos kisika

Pomoću slobodnog elektronskog para može graditi komplekse sa nekim prelaznim elementima npr

Cr(CO)6 hromheksakarbonil

Fe(CO)5 željezopentakarbonil

Ni(CO)4 nikltetrakarbonil

Sa nemetalima CO gradi nemetalne karbonile npr fozgen COCl2

Toksičnost CO Po zdravlje djeluje opasno pri 0002 koncentracija 20 ml CO u

1 m3 Otrovnost CO zasnovana je na građi njegove molekule koja ima

sposobnost da blokira procese disanja jer se kao i O2 vezuje na Fe iz hemoglobina Hb + O2 rarr HbO2

Pri ovome procesu željezo ostaje dvovalentnoOksihemoglobin (HbO2) je labilan spoji lako otpušta kisik u sredini

koja nije bogata kisikom (u tkivima koje krv snabdijeva kisikom) Taj hemoglobin (Hb) se obično naziva redukovani hemoglobin Supstance kao cijanidni jon i CO imaju sličnu elektronsku strukturu kao i molekula O2 i mogu lako da se vezuju za hemoglobin Spoj hemoglobina i CO se naziva karboksihemoglobin Takav hemoglobin nema sposobnost da vezuje molekulski kisik i to je uzrok trovanja CO odnosno cijanidom Hemoglobin koji je vezan za CO (karboksihemoglobin) gubi sposobnost transportovanja kisika CO se veže čvršće i do 100 puta u hemoglobin nego kisik

Krv zatrovana CO je svjetlocrvene boje Zato se na svježem lešu zatrovanom sa CO zapaža mjestimično ružičasta boja kože i pojavljuje se ružičasta pjena na ustima

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 - najveći broj spojeva ugljika Ugljik(IV) oksid ili ugljikov dioksid CO2

- laboratorijsko dobivanjeCaCO3(s) + 2H+ Ca2+ +H2O +CO2(g)

- industrijsko dobivanjea) vrenjem šećera u alkohol 0 -2 +4

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2(g)

b) termičkim raspadom kalcij karbonata

CaCO3(s) CaO + CO2(g)

Ugljikov dioksid je anhidrid ugljične(karbonatne) kiseline Dobiva se oksidacijom ugljenika i oksidacijom organskih

spojeva Nalazi se u nekim mineralnim vodama i u zraku Gas bez boje i mirisa teži od zraka ne može se dalje

oksidovati ne gori i koristi se pri gašenju požara Pri gašenju požara sprečava pristup zraka odnosno kisika

Najveće količine ovog gasa dospijevaju u zrak kao produkti bioloških procesa truljenja i disanja

Zrak koji udišemo sadrži 21 O2 i 003 CO2 a zrak koji izdišemo sadrži oko 16 O2 i 4 CO2

Čovjek podnosi i zrak koji sadrži 1-2 CO2 Povećanje CO2 do 5 dovodi do glavobolje a koncentracije veće od 30 dovode do smrti

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Grafit je mehka čvrsta supstanca s visokim talištem mutnim metalnim sjajem i dobrom električ vodljivošću

slabe van der Walsove sile između pojedinih listova omogućavaju susjednim slojevima da klize jedan preko drugoga-mehak

Visoko talište zbog jakih kovalentnih veza između atoma u jednom sloju što otežava stvaranje nereda potrebnog za taljenje

Metalni sjaj i električna vodljivost zbog pokretljivih elektrona dvostruke veze (jedan elektron na svaki C- atom) koji se mogu kretati od jednog do drugog atoma

Jaka oksidacijska sredstva oksidiraju grafit u tzv grafitnu kiselinu (žuta nerastvorljiva supstanca u čijoj se kristalnoj rešetki nalaze O-atomi između slojeva C-atoma ne vodi električnu struju jer nema dvostrukih veza)

Velika udaljenost između slojeva čini da grafit ima manju gustoću (222) nego dijamant (351) Pod posebnim uslovima (veliki pritisci) bi trebalo da se grafit može prevesti u dijamant Iako su vršeni mnogi pokušaji da se odrede uslovi ravnoteže

Cdijamant Cgrafit ∆rH = -21 kJmol

uspjeh je bio slab jer je brzina presudni faktor kod ove pretvorbe

I dijamant i grafit se u prirodi nalaze u malim količinama

Dijamant se upotrebljava kao drago kamenje i za izradu bušilica bruseva i noževa za obradu tvrdog materijala

Grafit se koristi kao elektrodni (anodni) materijal ua elektrohemijske procese

amorfni ugljik - nije posebna alotropska modifikacija C različiti oblici elementarnog C Svaki od njih se sastoji od sitnih čestica grafitne strukture ali nijedan nije čist ugljik nego sadrži i druge elemente u različitim količinama

1 aktivni ugljen nastaje ugljenisanjem (zagrijavanjem bez prisustva zraka) organskih materija kosti šećer i sl odlikuju se velikom adsorpcionom sposobnošću npr carbo animalis

2 mineralni ugljen nalazi se u prirodi nastao procesom prirodnog ugljenisanja

3 koks vještački ugalj nastao suhom destilacijom boljih vrsta kamenog uglja pri čemu se dobivaju plinoviti produkti a zaostaje koks Koristi se u metalurgiji kao redukcijsko sredstvo za rude i kao gorivo

4 Čađ dobija se zagrijavanjem katrana naftalina i drugih organskih spojeva koji sadrže C bez dovoljnog prisustva zraka Upotrebljava se za proizvodnju tuševa i crne boje

1985g R Smalley i H Kroto su otkrili postojanje još nedovoljno ispitanog ldquougljika treće vrsterdquo - fulereni

ustanovljeni i spektroskopskom analizom u kosmosu Izolirani su 1990g u elektrolučnom postrojenju sa C elektrodama

pri čemu su nastale neobične molekule C60 i C70 takve strukture da je unutrašnji prostor prazan a omotač je izgrađen od peterougaonika ili šesterougaonika sastavljenih od atoma C

Prečnik kugle je 700 pm rastojanje između dva C-C atoma je 141 pm Površina kugle je izgrađena od 12 peterougaonika i 20 šesterougaonika

Molekula fulerena C60

Negativni stNegativni stepenepeni oksidacijei oksidacije

Karbidi ( -4)1 karbidi solnog karaktera2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata3 Karbidi metalnog karaktera4 Kovalentni karbidi

Prve tri grupe karbidi metala4 Karbidi nemetala

1 Karbidi solnog karakteraa) karbidi sadrže odvojene C-atome stupnja

oksidacije ndash4 ( Be2C Al4C3)

b) karbidi sadrže acetilid-ion C22- i s vodom

hidroliziraju dajući acetilen(CaC2 MgC2 BeC2 BaC2 ZnC2 CdC2 K2C2 Na2C2)

CaC2(s) + 2H2O Ca(OH)2 +C2H2(g)

c) Mg2C3

2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata ThC2 LaC2 YC2 PrC2 CeC2

3 Karbidi metalnog karakteraa) Karbidi metala 4 5 i dijela 6 Grupe TiC CrC HfCb) Karbidi metala 78 I dijela 6 Grupe Fe3C Co3C Cr2C3

Fe3Chellip

4 Kovalentni karbidi (Be12C3 ili B4C i SiC)

Kalcij-karbid CaC2 dobivanje

20000C-2300

0C

CaO(s) + 3C(s) CaC2(l) +CO(g) ∆rH = 469 kJmol Na tgt 2300 0C reaguje nastali karbid sa vapnom

gt23000C

CaC2(s) + 2CaO(l) 3Ca(g) +2CO(g)

Zagrijavanjem u struji azota nastaje kalcij-cijanamid

CaC2(s) + N2(g) CaCN2(s) +C(s) ∆rH = -301 kJmol

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Ugljik(II)-oksid ili ugljik-monoksid CO strukturne

formule - Laboratorijsko dobivanje (oduzimanjem vode mravljoj

kiselini ili formijatima)HCOOH + H2SO4 CO(g) + H3O+ + HSO4-

- Industrijsko dobivanje u generatorima

Izgaranje koksa C(s) + O2(g) CO2(g) ∆rH = -393 kJmol +4 0 +2

CO2(g) + C(s) 2CO(g)

Smjesa nastalog CO i N2 iz zraka ndash generatorski gas - gas bez boje i mirisa vrlo otrovan - Izrazito redukcijsko sredstvo

( C O C O C O ) ( C O )

CO je plin bez boje mirisa i ukusa Veoma je stabilan i spada u grupu neutralnih oksida ne

reaguje ni sa kiselinama niti sa bazama i ne rastvara se u vodi

Otrovan je zato što se lako vezuje za željezo iz hemoglobina u krvi pri čemu se stvara karboksihemoglobin koji onemogućava prijenos kisika

Pomoću slobodnog elektronskog para može graditi komplekse sa nekim prelaznim elementima npr

Cr(CO)6 hromheksakarbonil

Fe(CO)5 željezopentakarbonil

Ni(CO)4 nikltetrakarbonil

Sa nemetalima CO gradi nemetalne karbonile npr fozgen COCl2

Toksičnost CO Po zdravlje djeluje opasno pri 0002 koncentracija 20 ml CO u

1 m3 Otrovnost CO zasnovana je na građi njegove molekule koja ima

sposobnost da blokira procese disanja jer se kao i O2 vezuje na Fe iz hemoglobina Hb + O2 rarr HbO2

Pri ovome procesu željezo ostaje dvovalentnoOksihemoglobin (HbO2) je labilan spoji lako otpušta kisik u sredini

koja nije bogata kisikom (u tkivima koje krv snabdijeva kisikom) Taj hemoglobin (Hb) se obično naziva redukovani hemoglobin Supstance kao cijanidni jon i CO imaju sličnu elektronsku strukturu kao i molekula O2 i mogu lako da se vezuju za hemoglobin Spoj hemoglobina i CO se naziva karboksihemoglobin Takav hemoglobin nema sposobnost da vezuje molekulski kisik i to je uzrok trovanja CO odnosno cijanidom Hemoglobin koji je vezan za CO (karboksihemoglobin) gubi sposobnost transportovanja kisika CO se veže čvršće i do 100 puta u hemoglobin nego kisik

Krv zatrovana CO je svjetlocrvene boje Zato se na svježem lešu zatrovanom sa CO zapaža mjestimično ružičasta boja kože i pojavljuje se ružičasta pjena na ustima

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 - najveći broj spojeva ugljika Ugljik(IV) oksid ili ugljikov dioksid CO2

- laboratorijsko dobivanjeCaCO3(s) + 2H+ Ca2+ +H2O +CO2(g)

- industrijsko dobivanjea) vrenjem šećera u alkohol 0 -2 +4

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2(g)

b) termičkim raspadom kalcij karbonata

CaCO3(s) CaO + CO2(g)

Ugljikov dioksid je anhidrid ugljične(karbonatne) kiseline Dobiva se oksidacijom ugljenika i oksidacijom organskih

spojeva Nalazi se u nekim mineralnim vodama i u zraku Gas bez boje i mirisa teži od zraka ne može se dalje

oksidovati ne gori i koristi se pri gašenju požara Pri gašenju požara sprečava pristup zraka odnosno kisika

Najveće količine ovog gasa dospijevaju u zrak kao produkti bioloških procesa truljenja i disanja

Zrak koji udišemo sadrži 21 O2 i 003 CO2 a zrak koji izdišemo sadrži oko 16 O2 i 4 CO2

Čovjek podnosi i zrak koji sadrži 1-2 CO2 Povećanje CO2 do 5 dovodi do glavobolje a koncentracije veće od 30 dovode do smrti

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Velika udaljenost između slojeva čini da grafit ima manju gustoću (222) nego dijamant (351) Pod posebnim uslovima (veliki pritisci) bi trebalo da se grafit može prevesti u dijamant Iako su vršeni mnogi pokušaji da se odrede uslovi ravnoteže

Cdijamant Cgrafit ∆rH = -21 kJmol

uspjeh je bio slab jer je brzina presudni faktor kod ove pretvorbe

I dijamant i grafit se u prirodi nalaze u malim količinama

Dijamant se upotrebljava kao drago kamenje i za izradu bušilica bruseva i noževa za obradu tvrdog materijala

Grafit se koristi kao elektrodni (anodni) materijal ua elektrohemijske procese

amorfni ugljik - nije posebna alotropska modifikacija C različiti oblici elementarnog C Svaki od njih se sastoji od sitnih čestica grafitne strukture ali nijedan nije čist ugljik nego sadrži i druge elemente u različitim količinama

1 aktivni ugljen nastaje ugljenisanjem (zagrijavanjem bez prisustva zraka) organskih materija kosti šećer i sl odlikuju se velikom adsorpcionom sposobnošću npr carbo animalis

2 mineralni ugljen nalazi se u prirodi nastao procesom prirodnog ugljenisanja

3 koks vještački ugalj nastao suhom destilacijom boljih vrsta kamenog uglja pri čemu se dobivaju plinoviti produkti a zaostaje koks Koristi se u metalurgiji kao redukcijsko sredstvo za rude i kao gorivo

4 Čađ dobija se zagrijavanjem katrana naftalina i drugih organskih spojeva koji sadrže C bez dovoljnog prisustva zraka Upotrebljava se za proizvodnju tuševa i crne boje

1985g R Smalley i H Kroto su otkrili postojanje još nedovoljno ispitanog ldquougljika treće vrsterdquo - fulereni

ustanovljeni i spektroskopskom analizom u kosmosu Izolirani su 1990g u elektrolučnom postrojenju sa C elektrodama

pri čemu su nastale neobične molekule C60 i C70 takve strukture da je unutrašnji prostor prazan a omotač je izgrađen od peterougaonika ili šesterougaonika sastavljenih od atoma C

Prečnik kugle je 700 pm rastojanje između dva C-C atoma je 141 pm Površina kugle je izgrađena od 12 peterougaonika i 20 šesterougaonika

Molekula fulerena C60

Negativni stNegativni stepenepeni oksidacijei oksidacije

Karbidi ( -4)1 karbidi solnog karaktera2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata3 Karbidi metalnog karaktera4 Kovalentni karbidi

Prve tri grupe karbidi metala4 Karbidi nemetala

1 Karbidi solnog karakteraa) karbidi sadrže odvojene C-atome stupnja

oksidacije ndash4 ( Be2C Al4C3)

b) karbidi sadrže acetilid-ion C22- i s vodom

hidroliziraju dajući acetilen(CaC2 MgC2 BeC2 BaC2 ZnC2 CdC2 K2C2 Na2C2)

CaC2(s) + 2H2O Ca(OH)2 +C2H2(g)

c) Mg2C3

2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata ThC2 LaC2 YC2 PrC2 CeC2

3 Karbidi metalnog karakteraa) Karbidi metala 4 5 i dijela 6 Grupe TiC CrC HfCb) Karbidi metala 78 I dijela 6 Grupe Fe3C Co3C Cr2C3

Fe3Chellip

4 Kovalentni karbidi (Be12C3 ili B4C i SiC)

Kalcij-karbid CaC2 dobivanje

20000C-2300

0C

CaO(s) + 3C(s) CaC2(l) +CO(g) ∆rH = 469 kJmol Na tgt 2300 0C reaguje nastali karbid sa vapnom

gt23000C

CaC2(s) + 2CaO(l) 3Ca(g) +2CO(g)

Zagrijavanjem u struji azota nastaje kalcij-cijanamid

CaC2(s) + N2(g) CaCN2(s) +C(s) ∆rH = -301 kJmol

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Ugljik(II)-oksid ili ugljik-monoksid CO strukturne

formule - Laboratorijsko dobivanje (oduzimanjem vode mravljoj

kiselini ili formijatima)HCOOH + H2SO4 CO(g) + H3O+ + HSO4-

- Industrijsko dobivanje u generatorima

Izgaranje koksa C(s) + O2(g) CO2(g) ∆rH = -393 kJmol +4 0 +2

CO2(g) + C(s) 2CO(g)

Smjesa nastalog CO i N2 iz zraka ndash generatorski gas - gas bez boje i mirisa vrlo otrovan - Izrazito redukcijsko sredstvo

( C O C O C O ) ( C O )

CO je plin bez boje mirisa i ukusa Veoma je stabilan i spada u grupu neutralnih oksida ne

reaguje ni sa kiselinama niti sa bazama i ne rastvara se u vodi

Otrovan je zato što se lako vezuje za željezo iz hemoglobina u krvi pri čemu se stvara karboksihemoglobin koji onemogućava prijenos kisika

Pomoću slobodnog elektronskog para može graditi komplekse sa nekim prelaznim elementima npr

Cr(CO)6 hromheksakarbonil

Fe(CO)5 željezopentakarbonil

Ni(CO)4 nikltetrakarbonil

Sa nemetalima CO gradi nemetalne karbonile npr fozgen COCl2

Toksičnost CO Po zdravlje djeluje opasno pri 0002 koncentracija 20 ml CO u

1 m3 Otrovnost CO zasnovana je na građi njegove molekule koja ima

sposobnost da blokira procese disanja jer se kao i O2 vezuje na Fe iz hemoglobina Hb + O2 rarr HbO2

Pri ovome procesu željezo ostaje dvovalentnoOksihemoglobin (HbO2) je labilan spoji lako otpušta kisik u sredini

koja nije bogata kisikom (u tkivima koje krv snabdijeva kisikom) Taj hemoglobin (Hb) se obično naziva redukovani hemoglobin Supstance kao cijanidni jon i CO imaju sličnu elektronsku strukturu kao i molekula O2 i mogu lako da se vezuju za hemoglobin Spoj hemoglobina i CO se naziva karboksihemoglobin Takav hemoglobin nema sposobnost da vezuje molekulski kisik i to je uzrok trovanja CO odnosno cijanidom Hemoglobin koji je vezan za CO (karboksihemoglobin) gubi sposobnost transportovanja kisika CO se veže čvršće i do 100 puta u hemoglobin nego kisik

Krv zatrovana CO je svjetlocrvene boje Zato se na svježem lešu zatrovanom sa CO zapaža mjestimično ružičasta boja kože i pojavljuje se ružičasta pjena na ustima

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 - najveći broj spojeva ugljika Ugljik(IV) oksid ili ugljikov dioksid CO2

- laboratorijsko dobivanjeCaCO3(s) + 2H+ Ca2+ +H2O +CO2(g)

- industrijsko dobivanjea) vrenjem šećera u alkohol 0 -2 +4

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2(g)

b) termičkim raspadom kalcij karbonata

CaCO3(s) CaO + CO2(g)

Ugljikov dioksid je anhidrid ugljične(karbonatne) kiseline Dobiva se oksidacijom ugljenika i oksidacijom organskih

spojeva Nalazi se u nekim mineralnim vodama i u zraku Gas bez boje i mirisa teži od zraka ne može se dalje

oksidovati ne gori i koristi se pri gašenju požara Pri gašenju požara sprečava pristup zraka odnosno kisika

Najveće količine ovog gasa dospijevaju u zrak kao produkti bioloških procesa truljenja i disanja

Zrak koji udišemo sadrži 21 O2 i 003 CO2 a zrak koji izdišemo sadrži oko 16 O2 i 4 CO2

Čovjek podnosi i zrak koji sadrži 1-2 CO2 Povećanje CO2 do 5 dovodi do glavobolje a koncentracije veće od 30 dovode do smrti

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

amorfni ugljik - nije posebna alotropska modifikacija C različiti oblici elementarnog C Svaki od njih se sastoji od sitnih čestica grafitne strukture ali nijedan nije čist ugljik nego sadrži i druge elemente u različitim količinama

1 aktivni ugljen nastaje ugljenisanjem (zagrijavanjem bez prisustva zraka) organskih materija kosti šećer i sl odlikuju se velikom adsorpcionom sposobnošću npr carbo animalis

2 mineralni ugljen nalazi se u prirodi nastao procesom prirodnog ugljenisanja

3 koks vještački ugalj nastao suhom destilacijom boljih vrsta kamenog uglja pri čemu se dobivaju plinoviti produkti a zaostaje koks Koristi se u metalurgiji kao redukcijsko sredstvo za rude i kao gorivo

4 Čađ dobija se zagrijavanjem katrana naftalina i drugih organskih spojeva koji sadrže C bez dovoljnog prisustva zraka Upotrebljava se za proizvodnju tuševa i crne boje

1985g R Smalley i H Kroto su otkrili postojanje još nedovoljno ispitanog ldquougljika treće vrsterdquo - fulereni

ustanovljeni i spektroskopskom analizom u kosmosu Izolirani su 1990g u elektrolučnom postrojenju sa C elektrodama

pri čemu su nastale neobične molekule C60 i C70 takve strukture da je unutrašnji prostor prazan a omotač je izgrađen od peterougaonika ili šesterougaonika sastavljenih od atoma C

Prečnik kugle je 700 pm rastojanje između dva C-C atoma je 141 pm Površina kugle je izgrađena od 12 peterougaonika i 20 šesterougaonika

Molekula fulerena C60

Negativni stNegativni stepenepeni oksidacijei oksidacije

Karbidi ( -4)1 karbidi solnog karaktera2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata3 Karbidi metalnog karaktera4 Kovalentni karbidi

Prve tri grupe karbidi metala4 Karbidi nemetala

1 Karbidi solnog karakteraa) karbidi sadrže odvojene C-atome stupnja

oksidacije ndash4 ( Be2C Al4C3)

b) karbidi sadrže acetilid-ion C22- i s vodom

hidroliziraju dajući acetilen(CaC2 MgC2 BeC2 BaC2 ZnC2 CdC2 K2C2 Na2C2)

CaC2(s) + 2H2O Ca(OH)2 +C2H2(g)

c) Mg2C3

2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata ThC2 LaC2 YC2 PrC2 CeC2

3 Karbidi metalnog karakteraa) Karbidi metala 4 5 i dijela 6 Grupe TiC CrC HfCb) Karbidi metala 78 I dijela 6 Grupe Fe3C Co3C Cr2C3

Fe3Chellip

4 Kovalentni karbidi (Be12C3 ili B4C i SiC)

Kalcij-karbid CaC2 dobivanje

20000C-2300

0C

CaO(s) + 3C(s) CaC2(l) +CO(g) ∆rH = 469 kJmol Na tgt 2300 0C reaguje nastali karbid sa vapnom

gt23000C

CaC2(s) + 2CaO(l) 3Ca(g) +2CO(g)

Zagrijavanjem u struji azota nastaje kalcij-cijanamid

CaC2(s) + N2(g) CaCN2(s) +C(s) ∆rH = -301 kJmol

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Ugljik(II)-oksid ili ugljik-monoksid CO strukturne

formule - Laboratorijsko dobivanje (oduzimanjem vode mravljoj

kiselini ili formijatima)HCOOH + H2SO4 CO(g) + H3O+ + HSO4-

- Industrijsko dobivanje u generatorima

Izgaranje koksa C(s) + O2(g) CO2(g) ∆rH = -393 kJmol +4 0 +2

CO2(g) + C(s) 2CO(g)

Smjesa nastalog CO i N2 iz zraka ndash generatorski gas - gas bez boje i mirisa vrlo otrovan - Izrazito redukcijsko sredstvo

( C O C O C O ) ( C O )

CO je plin bez boje mirisa i ukusa Veoma je stabilan i spada u grupu neutralnih oksida ne

reaguje ni sa kiselinama niti sa bazama i ne rastvara se u vodi

Otrovan je zato što se lako vezuje za željezo iz hemoglobina u krvi pri čemu se stvara karboksihemoglobin koji onemogućava prijenos kisika

Pomoću slobodnog elektronskog para može graditi komplekse sa nekim prelaznim elementima npr

Cr(CO)6 hromheksakarbonil

Fe(CO)5 željezopentakarbonil

Ni(CO)4 nikltetrakarbonil

Sa nemetalima CO gradi nemetalne karbonile npr fozgen COCl2

Toksičnost CO Po zdravlje djeluje opasno pri 0002 koncentracija 20 ml CO u

1 m3 Otrovnost CO zasnovana je na građi njegove molekule koja ima

sposobnost da blokira procese disanja jer se kao i O2 vezuje na Fe iz hemoglobina Hb + O2 rarr HbO2

Pri ovome procesu željezo ostaje dvovalentnoOksihemoglobin (HbO2) je labilan spoji lako otpušta kisik u sredini

koja nije bogata kisikom (u tkivima koje krv snabdijeva kisikom) Taj hemoglobin (Hb) se obično naziva redukovani hemoglobin Supstance kao cijanidni jon i CO imaju sličnu elektronsku strukturu kao i molekula O2 i mogu lako da se vezuju za hemoglobin Spoj hemoglobina i CO se naziva karboksihemoglobin Takav hemoglobin nema sposobnost da vezuje molekulski kisik i to je uzrok trovanja CO odnosno cijanidom Hemoglobin koji je vezan za CO (karboksihemoglobin) gubi sposobnost transportovanja kisika CO se veže čvršće i do 100 puta u hemoglobin nego kisik

Krv zatrovana CO je svjetlocrvene boje Zato se na svježem lešu zatrovanom sa CO zapaža mjestimično ružičasta boja kože i pojavljuje se ružičasta pjena na ustima

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 - najveći broj spojeva ugljika Ugljik(IV) oksid ili ugljikov dioksid CO2

- laboratorijsko dobivanjeCaCO3(s) + 2H+ Ca2+ +H2O +CO2(g)

- industrijsko dobivanjea) vrenjem šećera u alkohol 0 -2 +4

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2(g)

b) termičkim raspadom kalcij karbonata

CaCO3(s) CaO + CO2(g)

Ugljikov dioksid je anhidrid ugljične(karbonatne) kiseline Dobiva se oksidacijom ugljenika i oksidacijom organskih

spojeva Nalazi se u nekim mineralnim vodama i u zraku Gas bez boje i mirisa teži od zraka ne može se dalje

oksidovati ne gori i koristi se pri gašenju požara Pri gašenju požara sprečava pristup zraka odnosno kisika

Najveće količine ovog gasa dospijevaju u zrak kao produkti bioloških procesa truljenja i disanja

Zrak koji udišemo sadrži 21 O2 i 003 CO2 a zrak koji izdišemo sadrži oko 16 O2 i 4 CO2

Čovjek podnosi i zrak koji sadrži 1-2 CO2 Povećanje CO2 do 5 dovodi do glavobolje a koncentracije veće od 30 dovode do smrti

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

1985g R Smalley i H Kroto su otkrili postojanje još nedovoljno ispitanog ldquougljika treće vrsterdquo - fulereni

ustanovljeni i spektroskopskom analizom u kosmosu Izolirani su 1990g u elektrolučnom postrojenju sa C elektrodama

pri čemu su nastale neobične molekule C60 i C70 takve strukture da je unutrašnji prostor prazan a omotač je izgrađen od peterougaonika ili šesterougaonika sastavljenih od atoma C

Prečnik kugle je 700 pm rastojanje između dva C-C atoma je 141 pm Površina kugle je izgrađena od 12 peterougaonika i 20 šesterougaonika

Molekula fulerena C60

Negativni stNegativni stepenepeni oksidacijei oksidacije

Karbidi ( -4)1 karbidi solnog karaktera2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata3 Karbidi metalnog karaktera4 Kovalentni karbidi

Prve tri grupe karbidi metala4 Karbidi nemetala

1 Karbidi solnog karakteraa) karbidi sadrže odvojene C-atome stupnja

oksidacije ndash4 ( Be2C Al4C3)

b) karbidi sadrže acetilid-ion C22- i s vodom

hidroliziraju dajući acetilen(CaC2 MgC2 BeC2 BaC2 ZnC2 CdC2 K2C2 Na2C2)

CaC2(s) + 2H2O Ca(OH)2 +C2H2(g)

c) Mg2C3

2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata ThC2 LaC2 YC2 PrC2 CeC2

3 Karbidi metalnog karakteraa) Karbidi metala 4 5 i dijela 6 Grupe TiC CrC HfCb) Karbidi metala 78 I dijela 6 Grupe Fe3C Co3C Cr2C3

Fe3Chellip

4 Kovalentni karbidi (Be12C3 ili B4C i SiC)

Kalcij-karbid CaC2 dobivanje

20000C-2300

0C

CaO(s) + 3C(s) CaC2(l) +CO(g) ∆rH = 469 kJmol Na tgt 2300 0C reaguje nastali karbid sa vapnom

gt23000C

CaC2(s) + 2CaO(l) 3Ca(g) +2CO(g)

Zagrijavanjem u struji azota nastaje kalcij-cijanamid

CaC2(s) + N2(g) CaCN2(s) +C(s) ∆rH = -301 kJmol

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Ugljik(II)-oksid ili ugljik-monoksid CO strukturne

formule - Laboratorijsko dobivanje (oduzimanjem vode mravljoj

kiselini ili formijatima)HCOOH + H2SO4 CO(g) + H3O+ + HSO4-

- Industrijsko dobivanje u generatorima

Izgaranje koksa C(s) + O2(g) CO2(g) ∆rH = -393 kJmol +4 0 +2

CO2(g) + C(s) 2CO(g)

Smjesa nastalog CO i N2 iz zraka ndash generatorski gas - gas bez boje i mirisa vrlo otrovan - Izrazito redukcijsko sredstvo

( C O C O C O ) ( C O )

CO je plin bez boje mirisa i ukusa Veoma je stabilan i spada u grupu neutralnih oksida ne

reaguje ni sa kiselinama niti sa bazama i ne rastvara se u vodi

Otrovan je zato što se lako vezuje za željezo iz hemoglobina u krvi pri čemu se stvara karboksihemoglobin koji onemogućava prijenos kisika

Pomoću slobodnog elektronskog para može graditi komplekse sa nekim prelaznim elementima npr

Cr(CO)6 hromheksakarbonil

Fe(CO)5 željezopentakarbonil

Ni(CO)4 nikltetrakarbonil

Sa nemetalima CO gradi nemetalne karbonile npr fozgen COCl2

Toksičnost CO Po zdravlje djeluje opasno pri 0002 koncentracija 20 ml CO u

1 m3 Otrovnost CO zasnovana je na građi njegove molekule koja ima

sposobnost da blokira procese disanja jer se kao i O2 vezuje na Fe iz hemoglobina Hb + O2 rarr HbO2

Pri ovome procesu željezo ostaje dvovalentnoOksihemoglobin (HbO2) je labilan spoji lako otpušta kisik u sredini

koja nije bogata kisikom (u tkivima koje krv snabdijeva kisikom) Taj hemoglobin (Hb) se obično naziva redukovani hemoglobin Supstance kao cijanidni jon i CO imaju sličnu elektronsku strukturu kao i molekula O2 i mogu lako da se vezuju za hemoglobin Spoj hemoglobina i CO se naziva karboksihemoglobin Takav hemoglobin nema sposobnost da vezuje molekulski kisik i to je uzrok trovanja CO odnosno cijanidom Hemoglobin koji je vezan za CO (karboksihemoglobin) gubi sposobnost transportovanja kisika CO se veže čvršće i do 100 puta u hemoglobin nego kisik

Krv zatrovana CO je svjetlocrvene boje Zato se na svježem lešu zatrovanom sa CO zapaža mjestimično ružičasta boja kože i pojavljuje se ružičasta pjena na ustima

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 - najveći broj spojeva ugljika Ugljik(IV) oksid ili ugljikov dioksid CO2

- laboratorijsko dobivanjeCaCO3(s) + 2H+ Ca2+ +H2O +CO2(g)

- industrijsko dobivanjea) vrenjem šećera u alkohol 0 -2 +4

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2(g)

b) termičkim raspadom kalcij karbonata

CaCO3(s) CaO + CO2(g)

Ugljikov dioksid je anhidrid ugljične(karbonatne) kiseline Dobiva se oksidacijom ugljenika i oksidacijom organskih

spojeva Nalazi se u nekim mineralnim vodama i u zraku Gas bez boje i mirisa teži od zraka ne može se dalje

oksidovati ne gori i koristi se pri gašenju požara Pri gašenju požara sprečava pristup zraka odnosno kisika

Najveće količine ovog gasa dospijevaju u zrak kao produkti bioloških procesa truljenja i disanja

Zrak koji udišemo sadrži 21 O2 i 003 CO2 a zrak koji izdišemo sadrži oko 16 O2 i 4 CO2

Čovjek podnosi i zrak koji sadrži 1-2 CO2 Povećanje CO2 do 5 dovodi do glavobolje a koncentracije veće od 30 dovode do smrti

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Negativni stNegativni stepenepeni oksidacijei oksidacije

Karbidi ( -4)1 karbidi solnog karaktera2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata3 Karbidi metalnog karaktera4 Kovalentni karbidi

Prve tri grupe karbidi metala4 Karbidi nemetala

1 Karbidi solnog karakteraa) karbidi sadrže odvojene C-atome stupnja

oksidacije ndash4 ( Be2C Al4C3)

b) karbidi sadrže acetilid-ion C22- i s vodom

hidroliziraju dajući acetilen(CaC2 MgC2 BeC2 BaC2 ZnC2 CdC2 K2C2 Na2C2)

CaC2(s) + 2H2O Ca(OH)2 +C2H2(g)

c) Mg2C3

2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata ThC2 LaC2 YC2 PrC2 CeC2

3 Karbidi metalnog karakteraa) Karbidi metala 4 5 i dijela 6 Grupe TiC CrC HfCb) Karbidi metala 78 I dijela 6 Grupe Fe3C Co3C Cr2C3

Fe3Chellip

4 Kovalentni karbidi (Be12C3 ili B4C i SiC)

Kalcij-karbid CaC2 dobivanje

20000C-2300

0C

CaO(s) + 3C(s) CaC2(l) +CO(g) ∆rH = 469 kJmol Na tgt 2300 0C reaguje nastali karbid sa vapnom

gt23000C

CaC2(s) + 2CaO(l) 3Ca(g) +2CO(g)

Zagrijavanjem u struji azota nastaje kalcij-cijanamid

CaC2(s) + N2(g) CaCN2(s) +C(s) ∆rH = -301 kJmol

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Ugljik(II)-oksid ili ugljik-monoksid CO strukturne

formule - Laboratorijsko dobivanje (oduzimanjem vode mravljoj

kiselini ili formijatima)HCOOH + H2SO4 CO(g) + H3O+ + HSO4-

- Industrijsko dobivanje u generatorima

Izgaranje koksa C(s) + O2(g) CO2(g) ∆rH = -393 kJmol +4 0 +2

CO2(g) + C(s) 2CO(g)

Smjesa nastalog CO i N2 iz zraka ndash generatorski gas - gas bez boje i mirisa vrlo otrovan - Izrazito redukcijsko sredstvo

( C O C O C O ) ( C O )

CO je plin bez boje mirisa i ukusa Veoma je stabilan i spada u grupu neutralnih oksida ne

reaguje ni sa kiselinama niti sa bazama i ne rastvara se u vodi

Otrovan je zato što se lako vezuje za željezo iz hemoglobina u krvi pri čemu se stvara karboksihemoglobin koji onemogućava prijenos kisika

Pomoću slobodnog elektronskog para može graditi komplekse sa nekim prelaznim elementima npr

Cr(CO)6 hromheksakarbonil

Fe(CO)5 željezopentakarbonil

Ni(CO)4 nikltetrakarbonil

Sa nemetalima CO gradi nemetalne karbonile npr fozgen COCl2

Toksičnost CO Po zdravlje djeluje opasno pri 0002 koncentracija 20 ml CO u

1 m3 Otrovnost CO zasnovana je na građi njegove molekule koja ima

sposobnost da blokira procese disanja jer se kao i O2 vezuje na Fe iz hemoglobina Hb + O2 rarr HbO2

Pri ovome procesu željezo ostaje dvovalentnoOksihemoglobin (HbO2) je labilan spoji lako otpušta kisik u sredini

koja nije bogata kisikom (u tkivima koje krv snabdijeva kisikom) Taj hemoglobin (Hb) se obično naziva redukovani hemoglobin Supstance kao cijanidni jon i CO imaju sličnu elektronsku strukturu kao i molekula O2 i mogu lako da se vezuju za hemoglobin Spoj hemoglobina i CO se naziva karboksihemoglobin Takav hemoglobin nema sposobnost da vezuje molekulski kisik i to je uzrok trovanja CO odnosno cijanidom Hemoglobin koji je vezan za CO (karboksihemoglobin) gubi sposobnost transportovanja kisika CO se veže čvršće i do 100 puta u hemoglobin nego kisik

Krv zatrovana CO je svjetlocrvene boje Zato se na svježem lešu zatrovanom sa CO zapaža mjestimično ružičasta boja kože i pojavljuje se ružičasta pjena na ustima

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 - najveći broj spojeva ugljika Ugljik(IV) oksid ili ugljikov dioksid CO2

- laboratorijsko dobivanjeCaCO3(s) + 2H+ Ca2+ +H2O +CO2(g)

- industrijsko dobivanjea) vrenjem šećera u alkohol 0 -2 +4

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2(g)

b) termičkim raspadom kalcij karbonata

CaCO3(s) CaO + CO2(g)

Ugljikov dioksid je anhidrid ugljične(karbonatne) kiseline Dobiva se oksidacijom ugljenika i oksidacijom organskih

spojeva Nalazi se u nekim mineralnim vodama i u zraku Gas bez boje i mirisa teži od zraka ne može se dalje

oksidovati ne gori i koristi se pri gašenju požara Pri gašenju požara sprečava pristup zraka odnosno kisika

Najveće količine ovog gasa dospijevaju u zrak kao produkti bioloških procesa truljenja i disanja

Zrak koji udišemo sadrži 21 O2 i 003 CO2 a zrak koji izdišemo sadrži oko 16 O2 i 4 CO2

Čovjek podnosi i zrak koji sadrži 1-2 CO2 Povećanje CO2 do 5 dovodi do glavobolje a koncentracije veće od 30 dovode do smrti

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

1 Karbidi solnog karakteraa) karbidi sadrže odvojene C-atome stupnja

oksidacije ndash4 ( Be2C Al4C3)

b) karbidi sadrže acetilid-ion C22- i s vodom

hidroliziraju dajući acetilen(CaC2 MgC2 BeC2 BaC2 ZnC2 CdC2 K2C2 Na2C2)

CaC2(s) + 2H2O Ca(OH)2 +C2H2(g)

c) Mg2C3

2 Karbidi unutarnjih prijelaznih elemenata ThC2 LaC2 YC2 PrC2 CeC2

3 Karbidi metalnog karakteraa) Karbidi metala 4 5 i dijela 6 Grupe TiC CrC HfCb) Karbidi metala 78 I dijela 6 Grupe Fe3C Co3C Cr2C3

Fe3Chellip

4 Kovalentni karbidi (Be12C3 ili B4C i SiC)

Kalcij-karbid CaC2 dobivanje

20000C-2300

0C

CaO(s) + 3C(s) CaC2(l) +CO(g) ∆rH = 469 kJmol Na tgt 2300 0C reaguje nastali karbid sa vapnom

gt23000C

CaC2(s) + 2CaO(l) 3Ca(g) +2CO(g)

Zagrijavanjem u struji azota nastaje kalcij-cijanamid

CaC2(s) + N2(g) CaCN2(s) +C(s) ∆rH = -301 kJmol

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Ugljik(II)-oksid ili ugljik-monoksid CO strukturne

formule - Laboratorijsko dobivanje (oduzimanjem vode mravljoj

kiselini ili formijatima)HCOOH + H2SO4 CO(g) + H3O+ + HSO4-

- Industrijsko dobivanje u generatorima

Izgaranje koksa C(s) + O2(g) CO2(g) ∆rH = -393 kJmol +4 0 +2

CO2(g) + C(s) 2CO(g)

Smjesa nastalog CO i N2 iz zraka ndash generatorski gas - gas bez boje i mirisa vrlo otrovan - Izrazito redukcijsko sredstvo

( C O C O C O ) ( C O )

CO je plin bez boje mirisa i ukusa Veoma je stabilan i spada u grupu neutralnih oksida ne

reaguje ni sa kiselinama niti sa bazama i ne rastvara se u vodi

Otrovan je zato što se lako vezuje za željezo iz hemoglobina u krvi pri čemu se stvara karboksihemoglobin koji onemogućava prijenos kisika

Pomoću slobodnog elektronskog para može graditi komplekse sa nekim prelaznim elementima npr

Cr(CO)6 hromheksakarbonil

Fe(CO)5 željezopentakarbonil

Ni(CO)4 nikltetrakarbonil

Sa nemetalima CO gradi nemetalne karbonile npr fozgen COCl2

Toksičnost CO Po zdravlje djeluje opasno pri 0002 koncentracija 20 ml CO u

1 m3 Otrovnost CO zasnovana je na građi njegove molekule koja ima

sposobnost da blokira procese disanja jer se kao i O2 vezuje na Fe iz hemoglobina Hb + O2 rarr HbO2

Pri ovome procesu željezo ostaje dvovalentnoOksihemoglobin (HbO2) je labilan spoji lako otpušta kisik u sredini

koja nije bogata kisikom (u tkivima koje krv snabdijeva kisikom) Taj hemoglobin (Hb) se obično naziva redukovani hemoglobin Supstance kao cijanidni jon i CO imaju sličnu elektronsku strukturu kao i molekula O2 i mogu lako da se vezuju za hemoglobin Spoj hemoglobina i CO se naziva karboksihemoglobin Takav hemoglobin nema sposobnost da vezuje molekulski kisik i to je uzrok trovanja CO odnosno cijanidom Hemoglobin koji je vezan za CO (karboksihemoglobin) gubi sposobnost transportovanja kisika CO se veže čvršće i do 100 puta u hemoglobin nego kisik

Krv zatrovana CO je svjetlocrvene boje Zato se na svježem lešu zatrovanom sa CO zapaža mjestimično ružičasta boja kože i pojavljuje se ružičasta pjena na ustima

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 - najveći broj spojeva ugljika Ugljik(IV) oksid ili ugljikov dioksid CO2

- laboratorijsko dobivanjeCaCO3(s) + 2H+ Ca2+ +H2O +CO2(g)

- industrijsko dobivanjea) vrenjem šećera u alkohol 0 -2 +4

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2(g)

b) termičkim raspadom kalcij karbonata

CaCO3(s) CaO + CO2(g)

Ugljikov dioksid je anhidrid ugljične(karbonatne) kiseline Dobiva se oksidacijom ugljenika i oksidacijom organskih

spojeva Nalazi se u nekim mineralnim vodama i u zraku Gas bez boje i mirisa teži od zraka ne može se dalje

oksidovati ne gori i koristi se pri gašenju požara Pri gašenju požara sprečava pristup zraka odnosno kisika

Najveće količine ovog gasa dospijevaju u zrak kao produkti bioloških procesa truljenja i disanja

Zrak koji udišemo sadrži 21 O2 i 003 CO2 a zrak koji izdišemo sadrži oko 16 O2 i 4 CO2

Čovjek podnosi i zrak koji sadrži 1-2 CO2 Povećanje CO2 do 5 dovodi do glavobolje a koncentracije veće od 30 dovode do smrti

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

3 Karbidi metalnog karakteraa) Karbidi metala 4 5 i dijela 6 Grupe TiC CrC HfCb) Karbidi metala 78 I dijela 6 Grupe Fe3C Co3C Cr2C3

Fe3Chellip

4 Kovalentni karbidi (Be12C3 ili B4C i SiC)

Kalcij-karbid CaC2 dobivanje

20000C-2300

0C

CaO(s) + 3C(s) CaC2(l) +CO(g) ∆rH = 469 kJmol Na tgt 2300 0C reaguje nastali karbid sa vapnom

gt23000C

CaC2(s) + 2CaO(l) 3Ca(g) +2CO(g)

Zagrijavanjem u struji azota nastaje kalcij-cijanamid

CaC2(s) + N2(g) CaCN2(s) +C(s) ∆rH = -301 kJmol

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Ugljik(II)-oksid ili ugljik-monoksid CO strukturne

formule - Laboratorijsko dobivanje (oduzimanjem vode mravljoj

kiselini ili formijatima)HCOOH + H2SO4 CO(g) + H3O+ + HSO4-

- Industrijsko dobivanje u generatorima

Izgaranje koksa C(s) + O2(g) CO2(g) ∆rH = -393 kJmol +4 0 +2

CO2(g) + C(s) 2CO(g)

Smjesa nastalog CO i N2 iz zraka ndash generatorski gas - gas bez boje i mirisa vrlo otrovan - Izrazito redukcijsko sredstvo

( C O C O C O ) ( C O )

CO je plin bez boje mirisa i ukusa Veoma je stabilan i spada u grupu neutralnih oksida ne

reaguje ni sa kiselinama niti sa bazama i ne rastvara se u vodi

Otrovan je zato što se lako vezuje za željezo iz hemoglobina u krvi pri čemu se stvara karboksihemoglobin koji onemogućava prijenos kisika

Pomoću slobodnog elektronskog para može graditi komplekse sa nekim prelaznim elementima npr

Cr(CO)6 hromheksakarbonil

Fe(CO)5 željezopentakarbonil

Ni(CO)4 nikltetrakarbonil

Sa nemetalima CO gradi nemetalne karbonile npr fozgen COCl2

Toksičnost CO Po zdravlje djeluje opasno pri 0002 koncentracija 20 ml CO u

1 m3 Otrovnost CO zasnovana je na građi njegove molekule koja ima

sposobnost da blokira procese disanja jer se kao i O2 vezuje na Fe iz hemoglobina Hb + O2 rarr HbO2

Pri ovome procesu željezo ostaje dvovalentnoOksihemoglobin (HbO2) je labilan spoji lako otpušta kisik u sredini

koja nije bogata kisikom (u tkivima koje krv snabdijeva kisikom) Taj hemoglobin (Hb) se obično naziva redukovani hemoglobin Supstance kao cijanidni jon i CO imaju sličnu elektronsku strukturu kao i molekula O2 i mogu lako da se vezuju za hemoglobin Spoj hemoglobina i CO se naziva karboksihemoglobin Takav hemoglobin nema sposobnost da vezuje molekulski kisik i to je uzrok trovanja CO odnosno cijanidom Hemoglobin koji je vezan za CO (karboksihemoglobin) gubi sposobnost transportovanja kisika CO se veže čvršće i do 100 puta u hemoglobin nego kisik

Krv zatrovana CO je svjetlocrvene boje Zato se na svježem lešu zatrovanom sa CO zapaža mjestimično ružičasta boja kože i pojavljuje se ružičasta pjena na ustima

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 - najveći broj spojeva ugljika Ugljik(IV) oksid ili ugljikov dioksid CO2

- laboratorijsko dobivanjeCaCO3(s) + 2H+ Ca2+ +H2O +CO2(g)

- industrijsko dobivanjea) vrenjem šećera u alkohol 0 -2 +4

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2(g)

b) termičkim raspadom kalcij karbonata

CaCO3(s) CaO + CO2(g)

Ugljikov dioksid je anhidrid ugljične(karbonatne) kiseline Dobiva se oksidacijom ugljenika i oksidacijom organskih

spojeva Nalazi se u nekim mineralnim vodama i u zraku Gas bez boje i mirisa teži od zraka ne može se dalje

oksidovati ne gori i koristi se pri gašenju požara Pri gašenju požara sprečava pristup zraka odnosno kisika

Najveće količine ovog gasa dospijevaju u zrak kao produkti bioloških procesa truljenja i disanja

Zrak koji udišemo sadrži 21 O2 i 003 CO2 a zrak koji izdišemo sadrži oko 16 O2 i 4 CO2

Čovjek podnosi i zrak koji sadrži 1-2 CO2 Povećanje CO2 do 5 dovodi do glavobolje a koncentracije veće od 30 dovode do smrti

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Ugljik(II)-oksid ili ugljik-monoksid CO strukturne

formule - Laboratorijsko dobivanje (oduzimanjem vode mravljoj

kiselini ili formijatima)HCOOH + H2SO4 CO(g) + H3O+ + HSO4-

- Industrijsko dobivanje u generatorima

Izgaranje koksa C(s) + O2(g) CO2(g) ∆rH = -393 kJmol +4 0 +2

CO2(g) + C(s) 2CO(g)

Smjesa nastalog CO i N2 iz zraka ndash generatorski gas - gas bez boje i mirisa vrlo otrovan - Izrazito redukcijsko sredstvo

( C O C O C O ) ( C O )

CO je plin bez boje mirisa i ukusa Veoma je stabilan i spada u grupu neutralnih oksida ne

reaguje ni sa kiselinama niti sa bazama i ne rastvara se u vodi

Otrovan je zato što se lako vezuje za željezo iz hemoglobina u krvi pri čemu se stvara karboksihemoglobin koji onemogućava prijenos kisika

Pomoću slobodnog elektronskog para može graditi komplekse sa nekim prelaznim elementima npr

Cr(CO)6 hromheksakarbonil

Fe(CO)5 željezopentakarbonil

Ni(CO)4 nikltetrakarbonil

Sa nemetalima CO gradi nemetalne karbonile npr fozgen COCl2

Toksičnost CO Po zdravlje djeluje opasno pri 0002 koncentracija 20 ml CO u

1 m3 Otrovnost CO zasnovana je na građi njegove molekule koja ima

sposobnost da blokira procese disanja jer se kao i O2 vezuje na Fe iz hemoglobina Hb + O2 rarr HbO2

Pri ovome procesu željezo ostaje dvovalentnoOksihemoglobin (HbO2) je labilan spoji lako otpušta kisik u sredini

koja nije bogata kisikom (u tkivima koje krv snabdijeva kisikom) Taj hemoglobin (Hb) se obično naziva redukovani hemoglobin Supstance kao cijanidni jon i CO imaju sličnu elektronsku strukturu kao i molekula O2 i mogu lako da se vezuju za hemoglobin Spoj hemoglobina i CO se naziva karboksihemoglobin Takav hemoglobin nema sposobnost da vezuje molekulski kisik i to je uzrok trovanja CO odnosno cijanidom Hemoglobin koji je vezan za CO (karboksihemoglobin) gubi sposobnost transportovanja kisika CO se veže čvršće i do 100 puta u hemoglobin nego kisik

Krv zatrovana CO je svjetlocrvene boje Zato se na svježem lešu zatrovanom sa CO zapaža mjestimično ružičasta boja kože i pojavljuje se ružičasta pjena na ustima

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 - najveći broj spojeva ugljika Ugljik(IV) oksid ili ugljikov dioksid CO2

- laboratorijsko dobivanjeCaCO3(s) + 2H+ Ca2+ +H2O +CO2(g)

- industrijsko dobivanjea) vrenjem šećera u alkohol 0 -2 +4

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2(g)

b) termičkim raspadom kalcij karbonata

CaCO3(s) CaO + CO2(g)

Ugljikov dioksid je anhidrid ugljične(karbonatne) kiseline Dobiva se oksidacijom ugljenika i oksidacijom organskih

spojeva Nalazi se u nekim mineralnim vodama i u zraku Gas bez boje i mirisa teži od zraka ne može se dalje

oksidovati ne gori i koristi se pri gašenju požara Pri gašenju požara sprečava pristup zraka odnosno kisika

Najveće količine ovog gasa dospijevaju u zrak kao produkti bioloških procesa truljenja i disanja

Zrak koji udišemo sadrži 21 O2 i 003 CO2 a zrak koji izdišemo sadrži oko 16 O2 i 4 CO2

Čovjek podnosi i zrak koji sadrži 1-2 CO2 Povećanje CO2 do 5 dovodi do glavobolje a koncentracije veće od 30 dovode do smrti

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

CO je plin bez boje mirisa i ukusa Veoma je stabilan i spada u grupu neutralnih oksida ne

reaguje ni sa kiselinama niti sa bazama i ne rastvara se u vodi

Otrovan je zato što se lako vezuje za željezo iz hemoglobina u krvi pri čemu se stvara karboksihemoglobin koji onemogućava prijenos kisika

Pomoću slobodnog elektronskog para može graditi komplekse sa nekim prelaznim elementima npr

Cr(CO)6 hromheksakarbonil

Fe(CO)5 željezopentakarbonil

Ni(CO)4 nikltetrakarbonil

Sa nemetalima CO gradi nemetalne karbonile npr fozgen COCl2

Toksičnost CO Po zdravlje djeluje opasno pri 0002 koncentracija 20 ml CO u

1 m3 Otrovnost CO zasnovana je na građi njegove molekule koja ima

sposobnost da blokira procese disanja jer se kao i O2 vezuje na Fe iz hemoglobina Hb + O2 rarr HbO2

Pri ovome procesu željezo ostaje dvovalentnoOksihemoglobin (HbO2) je labilan spoji lako otpušta kisik u sredini

koja nije bogata kisikom (u tkivima koje krv snabdijeva kisikom) Taj hemoglobin (Hb) se obično naziva redukovani hemoglobin Supstance kao cijanidni jon i CO imaju sličnu elektronsku strukturu kao i molekula O2 i mogu lako da se vezuju za hemoglobin Spoj hemoglobina i CO se naziva karboksihemoglobin Takav hemoglobin nema sposobnost da vezuje molekulski kisik i to je uzrok trovanja CO odnosno cijanidom Hemoglobin koji je vezan za CO (karboksihemoglobin) gubi sposobnost transportovanja kisika CO se veže čvršće i do 100 puta u hemoglobin nego kisik

Krv zatrovana CO je svjetlocrvene boje Zato se na svježem lešu zatrovanom sa CO zapaža mjestimično ružičasta boja kože i pojavljuje se ružičasta pjena na ustima

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 - najveći broj spojeva ugljika Ugljik(IV) oksid ili ugljikov dioksid CO2

- laboratorijsko dobivanjeCaCO3(s) + 2H+ Ca2+ +H2O +CO2(g)

- industrijsko dobivanjea) vrenjem šećera u alkohol 0 -2 +4

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2(g)

b) termičkim raspadom kalcij karbonata

CaCO3(s) CaO + CO2(g)

Ugljikov dioksid je anhidrid ugljične(karbonatne) kiseline Dobiva se oksidacijom ugljenika i oksidacijom organskih

spojeva Nalazi se u nekim mineralnim vodama i u zraku Gas bez boje i mirisa teži od zraka ne može se dalje

oksidovati ne gori i koristi se pri gašenju požara Pri gašenju požara sprečava pristup zraka odnosno kisika

Najveće količine ovog gasa dospijevaju u zrak kao produkti bioloških procesa truljenja i disanja

Zrak koji udišemo sadrži 21 O2 i 003 CO2 a zrak koji izdišemo sadrži oko 16 O2 i 4 CO2

Čovjek podnosi i zrak koji sadrži 1-2 CO2 Povećanje CO2 do 5 dovodi do glavobolje a koncentracije veće od 30 dovode do smrti

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Toksičnost CO Po zdravlje djeluje opasno pri 0002 koncentracija 20 ml CO u

1 m3 Otrovnost CO zasnovana je na građi njegove molekule koja ima

sposobnost da blokira procese disanja jer se kao i O2 vezuje na Fe iz hemoglobina Hb + O2 rarr HbO2

Pri ovome procesu željezo ostaje dvovalentnoOksihemoglobin (HbO2) je labilan spoji lako otpušta kisik u sredini

koja nije bogata kisikom (u tkivima koje krv snabdijeva kisikom) Taj hemoglobin (Hb) se obično naziva redukovani hemoglobin Supstance kao cijanidni jon i CO imaju sličnu elektronsku strukturu kao i molekula O2 i mogu lako da se vezuju za hemoglobin Spoj hemoglobina i CO se naziva karboksihemoglobin Takav hemoglobin nema sposobnost da vezuje molekulski kisik i to je uzrok trovanja CO odnosno cijanidom Hemoglobin koji je vezan za CO (karboksihemoglobin) gubi sposobnost transportovanja kisika CO se veže čvršće i do 100 puta u hemoglobin nego kisik

Krv zatrovana CO je svjetlocrvene boje Zato se na svježem lešu zatrovanom sa CO zapaža mjestimično ružičasta boja kože i pojavljuje se ružičasta pjena na ustima

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 - najveći broj spojeva ugljika Ugljik(IV) oksid ili ugljikov dioksid CO2

- laboratorijsko dobivanjeCaCO3(s) + 2H+ Ca2+ +H2O +CO2(g)

- industrijsko dobivanjea) vrenjem šećera u alkohol 0 -2 +4

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2(g)

b) termičkim raspadom kalcij karbonata

CaCO3(s) CaO + CO2(g)

Ugljikov dioksid je anhidrid ugljične(karbonatne) kiseline Dobiva se oksidacijom ugljenika i oksidacijom organskih

spojeva Nalazi se u nekim mineralnim vodama i u zraku Gas bez boje i mirisa teži od zraka ne može se dalje

oksidovati ne gori i koristi se pri gašenju požara Pri gašenju požara sprečava pristup zraka odnosno kisika

Najveće količine ovog gasa dospijevaju u zrak kao produkti bioloških procesa truljenja i disanja

Zrak koji udišemo sadrži 21 O2 i 003 CO2 a zrak koji izdišemo sadrži oko 16 O2 i 4 CO2

Čovjek podnosi i zrak koji sadrži 1-2 CO2 Povećanje CO2 do 5 dovodi do glavobolje a koncentracije veće od 30 dovode do smrti

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 - najveći broj spojeva ugljika Ugljik(IV) oksid ili ugljikov dioksid CO2

- laboratorijsko dobivanjeCaCO3(s) + 2H+ Ca2+ +H2O +CO2(g)

- industrijsko dobivanjea) vrenjem šećera u alkohol 0 -2 +4

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2(g)

b) termičkim raspadom kalcij karbonata

CaCO3(s) CaO + CO2(g)

Ugljikov dioksid je anhidrid ugljične(karbonatne) kiseline Dobiva se oksidacijom ugljenika i oksidacijom organskih

spojeva Nalazi se u nekim mineralnim vodama i u zraku Gas bez boje i mirisa teži od zraka ne može se dalje

oksidovati ne gori i koristi se pri gašenju požara Pri gašenju požara sprečava pristup zraka odnosno kisika

Najveće količine ovog gasa dospijevaju u zrak kao produkti bioloških procesa truljenja i disanja

Zrak koji udišemo sadrži 21 O2 i 003 CO2 a zrak koji izdišemo sadrži oko 16 O2 i 4 CO2

Čovjek podnosi i zrak koji sadrži 1-2 CO2 Povećanje CO2 do 5 dovodi do glavobolje a koncentracije veće od 30 dovode do smrti

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Ugljikov dioksid je anhidrid ugljične(karbonatne) kiseline Dobiva se oksidacijom ugljenika i oksidacijom organskih

spojeva Nalazi se u nekim mineralnim vodama i u zraku Gas bez boje i mirisa teži od zraka ne može se dalje

oksidovati ne gori i koristi se pri gašenju požara Pri gašenju požara sprečava pristup zraka odnosno kisika

Najveće količine ovog gasa dospijevaju u zrak kao produkti bioloških procesa truljenja i disanja

Zrak koji udišemo sadrži 21 O2 i 003 CO2 a zrak koji izdišemo sadrži oko 16 O2 i 4 CO2

Čovjek podnosi i zrak koji sadrži 1-2 CO2 Povećanje CO2 do 5 dovodi do glavobolje a koncentracije veće od 30 dovode do smrti

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

o koristi se za proizvodnju soda-vode za gašenje zapaljenih tečnosti

o hlađenjem se može ukapljiti naglim isparavanjem tečnog CO2 pravi suhi led

o oksidira elementarni C na CO +4 0 +2

CO2(g) + C (s) 2CO(g) Struktura ndash tri rezonantna hibrida OC-O O=C=O O-CO

- dobro rastvorljiv u vodi (1lCO2l vode) daje karbonatnu ili ugljičnu kiselinu H2CO3 koja dalje disocira na jone

CO2(g) + H 2O H2CO3 H+ +HCO3-

iliCO2(g) + H 2O H+ +HCO3

- K= 31middot10-7 moldm3

H2CO3 H+ +HCO3- K2= 13middot10-4 moldm3

HCO3- H+ +CO3

2- K2= 46middot10-11 moldm3

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Dva niza soli hidrogenkarbonati ili bikarbonati ili kiseli karbonati (NaHCO3) i

normalni karbonati (Na2CO3) Kako je H2CO3 slaba kiselina to je HCO3

- slaba bazaHCO3

- + H 2O H 2CO3

+OH-

CO32- ion je jaka baza

CO32-

+ H 2O HCO 3- +OH-

Prirodna voda nikad nije potpuno čista (sadrži Ca2+-jone) jer CO2 iz vode rastvara kalcij-karbonat

CaCO3(s) + H2O +CO2 Ca 2+ + 2HCO3-

Hidrogenkarbonati zagrijavanjem prelaze u odgovarajuće karbonate

2NaHCO3(s) Na2CO3 + H2O(g) +CO2(g)

Karbonati su znatno stabilniji i raspadaju se tek pri visokim temperaturama

MCO3(s) MO (s) +CO2(g)

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Natrijev hidrogenkarbonat i natrij karbonat ind se dobivaju Solvayevim postupkom1 U zasićeni rastvor NaCl se uvodi NH3

NH3(g) + H2O NH 4+ + OH- (Na+Cl-)

2 amonijačni rastvor NaCl neutrališe se uvođenjem CO2 do zasićenjaNH4

+ + OH- +CO2(g) NH 4+ + HCO3

-

pa su u rastvoru prisutni joni Na+ NH4+ Cl- i HCO3

- Hlađenjem se taloži NaHCO33 Zagrijavanjem NaHCO3 (kalciniranje) dobije se CO2

2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) +CO2(g)

Oslobođeni CO2 se vraća u proces a gubitak se nadoknađuje prženjem CaCO3

CaCO3(s) CaO (s) + CO2(g)

Dobiveni CaO (živo vapno) prevodi se vodom u hidroksidCaO(s) + H2O Ca(OH)2

Koja se koristi za oslobađanje NH3 iz rastvora NH4Cl

2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- + CO2(g) 2NH3(g) + Ca2+ + 2Cl- + 2H2O

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

UpotrebaNa2CO3 ndash za proizvodnju stakla sapuna praška za

pranje u industriji papira i tekstilnoj industriji za dobivanje NaOH

NaHCO3 ndash sastavni dio praška za pecivo antacidi- tablete za neutralizaciju želučane kiseline

Kalijev hidrogenkarbonat KHCO3 dobivanje

K+ + OH- + CO2(g) KHCO3(s)

Zagrijavanjem prelazi u kalij karbonat

KHCO3(s) K2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Ugljik(IV) sulfid ili ugljik disulfid CS2 dobiva se zagrijavanjem S i C u električnim pećima

C(s) +2S (g) CS2(g)

- na sobnoj temperaturi tečnost otrovan dobar rastvarač za ulja masti koristi se za proizvodnju viskoze (umjetne svile)

Ugljik(IV) hlorid ili ugljik tetrahlorid CCl4 dobiva se uvođenjem Cl u uzavreli CS2 (katalizator FeS ili I2)

CS2(g) + 3Cl2(g) CCl4 +S 2Cl2

- tečnostotrovan veoma inertan koristi se za gašenje požara

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

SILICIJSILICIJ - drugi elemenat po rasprostranjenosti 26 maseni

udio u Zemljinoj kori (silikati i kremen čist SiO2) Dobivanje - redukcija SiO2 koksom u električnim pećima

SiO2(s) + 2C(s) Si(l) +2CO(g)

- redukcija K2SiF6 elementarnim KK2SiF6(l) + 4K (l) Si(l) +6KF(l)

- redukcija SiO2 viškom elementarnog Al (dobija se

kristalizirani Si)3SiO2(s) + 4Al(l) 3Si(l) + 2Al 2O3(s)

dobiveni Si se otopi u višku rastaljenog Al nakon hlađenja Al se rastvori u kiselini a Si ostaje nerastvoren

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

o Si je u obliku smeđeg praha i kao kristalizirana supstanca

o Po strukturi analogan dijamantuo Kristalizirani Si koristi se u tranzistorskoj

tehnicio Ferosilicij - legura Si i Fe- sredstvo za

dezoksidaciju metalao Si je hemijski inertan ne rastvara se u

kiselinama slabo rastvorljiv u bazama 0 +1 +1 +4 0

Si(s) + 2OH- +H2O SiO32- +2H2(g)

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Negativan stepen oksidacijeNegativan stepen oksidacije Silicidi (spojevi Si s metalima) i silani (spojevi Si sa vodikom) Silicidi ndashjonskog karaktera npr sa kalcijem kalcij silicid ima

tri različite strukture (kao legure) Ca2Si2 CaSi2 Ca2S (silikokalcij) Dobiva se zagrijavanjem smjese u električnim pećima

CaO(s) + 2SiO2(s) + 5C CaSi2(l) +5CO(g)

Silaniod monosilana (SiH4) do heksasilana (Si6H14) dobivaju

se djelovanjem HCl na Mg-silicid a razdvajaju frakcionom destilacijom

- relativno su stabilni u odsustvu dr supstanci lako se oksiduju

SiH4 + 2O2(g) +H2O SiO2 +2H2O

- u vodi se ne rastvaraju u razblaženim bazama hidroliziraju stvarajući silikate

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

halogenidi oksid i kiseline Si soli tih kiselina i silikoni

Tetrahalogenidi SiF4 SiCl4 SiBr4 i SiI4

Silicij(IV) fluorid ili silicij tetrafluorid SiF4 dobivanje

CaF2(s) + H2SO4 CaSO4 +2HF(g)

SiO2(s) + 4HF(g) SiF4(g) + 2H2O

SiF4 u vodi djelimično hidrolizira dajući heksafluorosilikatnu kiselinu H2SiF6

3SiF4 + 2H2O SiO2(s) + 2H+ + 2HSiF6-

Silicij(IV) hlorid ili silicij tetrahlorid SiCl4 dobiva

sezagrijavanjem smjese u strzji hloraSiO2(s) + 2C(s) + 2Cl2(g) SiCl4(g) + 2CO(g)

- s vodom burno hidrolizira3SiCl4 + 4H2O Si(OH)4 + 4H+ + 4Cl-

(silikatna kiselina)

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Silicij(IV) oksid ili silicij dioksid SiO2 javlja se u 3 osnovna alotropska oblika (koji još postoje kao I )

870 0C 1470

0C 1710

0C

kremen ili kvarc tridimit kristobalit talina

SiO2 je kristalna supstanca s vrlo visokim talištem veze između Si i O su jednostruke stvara se golema molekula strukture koja zbog sp3-hibridizacije ima prostorni oblik tetraedra SiO4 ndashtetraedri su povezani tako da je svaki atom kisika zajednički za dva tetraedra

Hlađenjem rastaljenog SiO2 ne nastaje ponovo kristobalit nego kremeno ili kvarcno staklo (služi za izradu laboratorijskog posuđa propušta UV-zračenje pa se koristi za izradu živinih UV-lampi)

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O Si

O O O

Si O Si O O Si

O

O

O OO

Si

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Najgušći raspored ima kremen zatim opada ka tridimitu i kristobalitu

SiO2 je hemijski dosta inertan nije rastvorljiv u vodi kiselinama i bazama

Taljenjem s alkalnim hidroksidima prelazi u silikate (rastvorljive u vodi)

SiO2(s) + 2NaOH(l) Na2SiO3(l) + H2O(g)

Hidrolizom silicij tetrahlorida dobiva se ortosilikatna kiselina (ortosilicijeva) H4SiO4

SiCl4 + 4H2O H4SiO4 + 4H+ + 4Cl-

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Tetraedarska struktura ortosilicijeve kiseline

U monomolekulskom obliku postoji na pH oko 35

kod nižih i viših vrijednosti pH polimerizira (kondenzuju se dvije molekule uz otcjepljenje vode) te nastaje ortodisilikatna ili pirosilikatna kiselina H6Si2O7 u kojoj su 2 molekule ortosilikatne kiseline povezane atomom kisika

OH

Si

OH

HO OH

H4SiO4

HO

HO

OH

Si OH + HO

HO

Si

OH

OHH2O-

HO Si

HO

OH

O Si

HO

OH

OH

ortodisilikatna kiselina

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Daljom polimerizacijom nastaju polisilikatne kiseline i najzad beskonačan lanac hipotetske metasilikatne kiseline (H2SiO3)n

Taljenjem s alkalijama sodom ili baznim oksidima

nastaju silikati soli silikatnih kiselina Samo su alkalni silikati rastvorljivi u vodi

Taljenjem SiO2 i Na2CO3 nastaju različiti silikati

SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2SiO3(l) +CO2 (g)

2SiO2(s) + Na2CO3(l) Na2Si2O5(l) +CO2 (g)

rastvaranjem ohlađene taline u vrućoj vodi nastaje vodeno staklo koje se koristi za izradu kiselo otpornih kitova i za impregnaciju drveta

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Dodatkom HCl vodenom staklu oslobađaju se silikatne kiseline s neodređenim sadržajem vode i stepenom polimerizacije i čitav rastvor očvrsne u želatinoznu masu koja se naziva gel silikatnih kiselina koji sušenjem daje silikagel (sredstvo za sušenje i adsorpciju)

Taljenjem SiO2 s alkalijama (CaO i Na2CO3 ili Na2SO4) dobija se smjesa različitih silikata čije osobine ovise o odnosu upotrijebljenih SiO2 alkalija i primjesandashstaklo

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Prirodni silikati rijetko imaju određen sastav jer su taline ili rastvori iz kojih su ti minerali kristalizirali sadržavali različite atome Među njima se mogu naći minerali koji bi odgovarali solima navedenih silikatnih kiselina prema kojima se mogu podijeliti u 6 grupa

1 Ortosilikati s anionom SiO44- (od ortosilikatne

kiseline) 2 Silikati sa Si2O7

6- -ionima (od pirosilikatne kiseline)

3 Silikati s prstenastim (SiO32-) ionima

4 Silikati s jednostrukom ili dvostrukom lančanom strukturom Sadrže (SiO3

2-)n i (Si4O116-)n ndashione

5 Silikati s lisnatom strukturom Sadrže (Si2O52-) ione

6 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

1 Ortosilikati strukture pravilno raspoređeni SiO44-

tetraedri između kojih se nalaze odgovarajući metalni joni

- minerali olivin (M2SiO4 M= Mg2+ Fe2+ Mn2+) i granati (M3

IIM2III(SiO4)3 MII= Mg2+ Fe2+ ili Ca2+ a MIII

= Al3+ Fe3+ ili Cr3+ primjer grosular Ca3Al2(SiO4)3 i uvavorit

Ca3Cr2(SiO4)3

portlandski cement (dobiva se miješanjem vapnenca i gline tako da odnos mase

CaO prema sumi masa SiO2 i Al2O3 bude 17 do 2)

2 Silikati pirosilikatnog tipa su vrlo rijetki - thortveitit Sc2Si2O7

- hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2 H2O

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

3Silikati s prstenastim ionima Prstenasti silikat-ioni Si3O9

6- i Si6O1812-

Si3O96- u benitoitu BaTi Si3O9

ndashdragi kamen Si6O18

12- u berilu Be3Al2 Si6O18 ndashdragi kamen (još i

smaragd i akvamarin) - prstenasti silikatni ioni su slojevito poredani ali im

struktura nije lisnata jer se metalni ioni nalaze između slojeva I povezuju prstenove u različitim slojevima

4 Silikati s lančanom i vrpčastom strukturom

- pirokseni (sadrže jednostavan lanac sastava (SiO32-)n i

spadaju enstatit MgSiO3 diopsid CaMg(SiO3)2 i crni augit pored Si-lanca sadrži Fe Mg i Al

- amfiboli (sadrže dvostruki lanac (vrpcu) (Si4O116-)n

mineral tremolit Ca2Mg5(Si4O11)2(OH)2 crni amfibol ili rogovača kod kojih dolazi do zamjene Si-atoma u anionu s atomima Al ndash alumosilikati

vlaknasti amfiboli tremolit i aktinolit poznat kao azbest

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

5 Silikati lisnate strukture Složeni listovi sastavljeni odjednog ili dva silikatna sloja kombinirana sa slojem hidroksilnih grupa čvrsto slijepljenih za silikatne listove pomoću atoma Mg ili Al

- razlikuje se 5 strukturnih tipova Jednostruki silikatni sloj tipa a) Mineral kaolinit Al2(OH)4Si2O5 je glavni sastavni dio

kaolina (najčišći oblik gline) Ako je glina onečišćena Fe-oksidom i pijeskom ndash ilovača

Mineral hrizotil Mg3(OH)4Si2O5

Dvostruki silikatni sloj tipa b) Talk Mg3(OH)2Si4O10 i pirofilit Al2(OH)4Si4O10 (slojevi

ovih minerala su električki neutralni između susjednih slojeva postoje samo slabe privalačne sile pa su mekani lako se kalaju talk se koristi u kozmetici)

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani pozitivnim jonima - ako se svaki četvrti Si-atom u silikatima s dvostrukim

slojem zamijeni Al-om nastaju negativno nabijeni slojevi koji su najčešće povezani K+ jonima

Tinjci (ili liskuni) flogopit KMg3(OH)2Si3AlO10 i muskovit KAl2(OH)2Si3AlO10

Nabijeni silikatni slojevi tipa b) povezani hidratiziranim jonima

- slojeve povezuju hidratizirani obično alkalni ili Mg2+ joni

- minerali montmorillonit i vermikulit - glina- zajednički naziv za više grupa silikata mekani

minerali koji se lako hidratiziraju jer molekule vode ulaze između slojeva važni kao sastavni dio tla i u keramičkoj industriji (proizvodnja porculana)

Silikatni koji se sastoje od različitih vrsta nabijenih slojeva - minerali grupe klorita npr (Mg2Al(OH)6)+

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

7 Silikati s prostorno mrežastom strukturom Odvode se od (SiO2)n

Tri grupe minerala - Glinenci ili feldšpati (monoklinski ili ortoklastični i

triklinski) Monoklinski ortoklas KAlSi3O8 i cezijan BaAl2Si2O8

Triklinski albit NaAlSi3O8 i anortit CaAl2Si2O8

- zeoliti (otvorene strukture lako gube i primaju vodua da se pri tome struktura minerala ništa ne mijenja adsorbuju i dr supstance kao CO2 NH3 alkohol) ldquopermutitirdquo ndash zeoliti koji sadrže Na+-ione koriste se za mekšanje vode

- ultramarini ndash sadrže i druge negativne ione kao Cl- SO42-

ili S22-većinom su obojeni

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

SilikoniSilikoni (R2SiO)n- tehnički značajni sintetski materijalihemijski rezistentni vatrootporni hidrofobni i posjeduju

izuzetne električne i izolacione mogućnosti Koriste se kao sredstva za podmazivanje materijali za

dihtovanje impregniranje i drSilikoni (siliko-ketoni) polisiloksani su polikondenzacijski

produkti ortosilikatne kiseline Si(OH)4 iili njenih derivata kao što su silanoli R3SiOH silandioli R2Si(OH)2 i silantrioli RSi(OH)3

Izborom odgovarajućih reakcionih partnera kao i određenih omjera mješanja i načina prerade mogu se dobiti prstenasti i lančasti proizvodi lisnate i prostorno mrežaste strukture

svi ovi produkti su stabilne Si-O-Si strukturne jedinice2 R SiOH -H O3

2R Si O SiR3 3

2n HO Si

R

R

OH -n H O Si2

O Si

R

R

R

R

O Si O Si

R

R

R

Rn

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

GERMANIJGERMANIJ - pratilac silikata - dobiva se iz rude germanita GeS2 raščinjavanjem sa

smjesom HNO3 i H2SO4 pri čemu se sulfid prevodi u nerastvorljivi oksid GeO2 Nastali oksid se rastvara u konc HCl

GeO2(s) + 4H+ + 4Cl-

GeCl4 + 2H2O

Dobiveni tetrahlorid se destiliše i hidrolizira u dioksidGeCl4 + 2H2O GeO2(s) + 4H+

+ 4Cl-

Iz čistog dioksida dobiva se čisti Ge (strukture dijamanta) redukcijom sa H ili C kod temp usijanja

GeO2(s) + 2H2(g) Ge(s) + 2H2O

- dodatkom elemenata 15 i 13 grupe kristalima čistog Ge postaje vodljiv (koristi se za izradu tranzistora)

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

SPOJEVI GERMANIJASPOJEVI GERMANIJAGe se rastvara u konc HNO3 i H2SO4

Germanidi spojevi sa metalima V3Ge Cr3Ge i Mo3GeDjelovanjem kiselina na germanide ndash germanijevi

hidridi

Mg2Ge (s) + H+ GeH4(g) + 2Mg2+

Poznati su još Ge6H6 i Ge3H8Spojevi Ge(IV) sva 4 tetrahalogenidaGermanij(IV) oksid ili germanij dioksid GeO2 bijeli

prahGermanatna kiselina H4GeO4 nije poznata u čistom

stanju ali jesu njene soli germanati

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

KALAJ (KOSITAR)KALAJ (KOSITAR) - ruda kasiteritSnO2

- redukcija kasiterita sa C na visokoj temperaturiSnO2(s) + 4C(s) Sn(l) + 2CO(g)

Metalni Sn se rastvara sporo u razrijeđenim kiselinama

Sn(s) + 2H+ Sn2+ + H2(g)

A brzo u koncentrovanim

Sn(s) + 4HNO3 SnO2(s) + 4NO2(g) + 2H2O

U vrućim bazama nastaju stanati(II)Sn(s) + 2OH- + 2H2O Sn(OH)4

2- + H2(g)

A u još toplijim oksiduje se u stanat(IV)Sn(s) + 2OH- + 4H2O Sn(OH)6

2- + 2H2(g)

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2Hidroliza Sn2+-iona

Sn2+ + H2O Sn(OH)+ + H+

Dihalogenidi SnX2 (sva četiri)Kositar(II) fluorid SnF2 nastaje rastvaranjem

elementarnog Sn u rastvoru HFKositar(II) hlorid SnCl2 dobija se prvođenjem

gasovitog HCl preko zagrijanog Sn Lako se rastvara u vodi ali s razređenjem ispada zbog hidrolize talog kositar hidroksidhlorida

Sn2+ + 2Cl- + H2O Sn (OH)Cl(s) + H+ + Cl-

Dodatkom kiseline talog se rastvara jer nastaje kompleksni tetrahlorostanat(II) ion SnCl4

2-Sn (OH)Cl(s) + H+

+ 3Cl- SnCl42- + H2O

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Sva 4 dihalogenida stvaraju halogeno-komplekse tipa SnX3

- i SnX42- Rastvaranjem SnCl2 u vodi

nastaju ioni Sn2+ Cl- SnCl+ SnCl3- i SnCl4

2- Vodeni rastvor SnCl4

2- ndashiona nije stabilan i oksidira kisikom iz zraka

SnCl42- + 2H+

+ 2Cl- + 12O2 SnCl62- + H2O

Sn(II)-soli sa bazama daju bijeli koloidni talog kositar(II) hidroksida Sn(OH)2

Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2(s)

Sn (OH)2 lako se rastvara u kiselinama dajući soli

Sn (OH)2(s) + 2H+ Sn2+ + 2H2O

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Rastvaranjem Sn (OH)2 u bazama nastaju stanat(II) ioni neodređenog sastava

Sn(OH)2(s) + OH- Sn(OH)3- ili HSnO2

- + H2O

Sn(OH)2(s) + 2OH- Sn(OH)42- ili SnO2

2- + 2H2O Stanat (II)-ion je u baznoj sredini snažno

redukcijsko sredstvoSn (OH)3

- + 3OH- Sn(OH)6

2- + 2e- E0 = +093 V

Tako da se rastvori stanat(II) iona stajanjem lako disproporcioniraju

2Sn (OH)3- Sn(s) + Sn(OH)6

2-

tako da do sada nije poznat nijedan stanat(II)-spoj u čistom stanju

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Sn (OH)2 ima amfoterne osobine kisele i bazne Zagrijavanjem na 100 0C prelazi u kositar(II) oksid SnO također amfoteran

Kositar(II) nitrat dobiva se rastvaranjem Sn(OH)2

u razrijeđenoj HNO3

Kositar(II) sulfid SnS nastaje uvođenjem H2S u rastvor Sn(II)-iona

Sn2+ + H2S(g) SnS (s) + 2H+

Lako se rastvara u konc HCl i disulfidima

SnS(s) + S22- SnS3

2-

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4

Tetrahalogenidi sva četiri - SnX4

- hidroliziraju u vodi - prave halogeno-komplekse tipa M2[SnX6]

- uvođenjem HCl(g) u rastvor SnCl2 do zasićenja nastaje heksahlorostanatna(IV) kiselina H2SnCl6

SnCl4 + 2HCl(g) H2SnCl6

Kositar(IV) oksid (ruda kasiterit) bijeli prašak nerastvorljiv u vodi kiselinama i bazama koristi se za izradu emajla Taljenjem sa alkalnim hidroksidima nastaju stanati(IV)

SnO2(s) + 2NaOH Na2SnO3 + H2O

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Kositar(IV) hidroksid Sn(OH)4 nikad nije izolovan amfoteran rastvaranjem u kiselinama daje Sn(IV) spojeve au bazama heksahidroksostanate(IV)

Sn(OH)4(s) + 2OH- Sn(OH)42-

Kositar(IV) sulfid dobiva se uvođenjem H2S u rastvor Sn(IV)-iona kao žuti talog

Lako se rastvara u rastvorima alkalnih sulfida dajući tiostanate

SnS2(s) + S2- SnS32-

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

OLOVOOLOVO - javlja se u prirodi u obliku sulfida kao minerali galenit PbS ceruzit PbCO3 anglezit PbSO4 krokoit

PbCrO4

- dobiva se na više načinaa) galenit se prži sa zrakom tako da sav sulfid pređe u

oksid Nastali oksid se reducira s koksom u metalno olovo

2PbS (s) + 3O2(g) 2PbO (s) + 2SO2(g)

2PbS (s) + C(s) 2Pb(l) + CO2(g)

Nedostatak dio sulfida prilikom prženja se oksidira do sulfata

2PbS (s) + 2O2(g) PbSO4(s)

koji bi se pri redukciji s koksom preveo natrag u sulfid Da se to spriječi dodaje se vapnenac i silicij dioksid

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

b) galenit se samo djelimično prži sa zrakom dobije se smjesa PbO PbS i PbSO4Ta se smjesa tali bez prisustva zraka pri čemu Pbs redukuje PbO i PbSO4 na metal

2PbS (s) + 2PbO (s) 3Pb(l) + SO2(g)

2PbS (s) + 2PbSO4 (s) 2Pb(l) + 2SO2(g)

sirovo Pb nije čisto već sadrži veće ili manje količine Cu Sb As S Sn i Ag

Čisto Pb je težak mekan metal s niskim talištem svježe rezan ima srebrno-metalni sjaj koji potamni jer se stvara zaštitni sloj od oksida i karbonata

Ne rastvara se u čistoj vodi ali ako je u vodi prisutan kisik rastvara se zbog elektrohemijskih procesa (korozija olova)

anoda 2Pb (s) 2Pb2+ + 4e-

katoda 2H2O + O2 + 4e- 4OH-

stvoreni OH- ioni neutrališu u vodi prisutne HCO3- ione

HCO3- + OH-

CO32- + H2O

Koji onda reaguje sa Pb2+ ili Ca2+-ionima stvarajući teško topljive karbonate kalcija i olova

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Rastvara se samo u oksidirajućim kiselinama ne rastvara se u konc H2SO4 (stvori se teško topljiv talog PbSO4 koji štiti Pb od daljeg djelovanja kiseline) ni u konc HNO3 (stvori se Pb(NO3)2 koji se ne rastvara u konc HNO3 ali se rastvara u vodi i razrijeđenoj HNO3)

Pb se upotrebljava za izradu cijevi i lima za oblaganje električnih kabela i za presvlačenje reakcionih posuda ili za izradu aparatura koje su otporne prema djelovanju HCl i H2SO4 zatim za izradu Pb akumulatora legura s antimonom i kalajem i za proizvodnju boja

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

stepen oksidacije +2stepen oksidacije +2 - sve Pb-soliHalogenidi olova tipa Pb(Hal)2 dobivaju se dodatkom

halogenid-iona rastvoru sa Pb2+-ionom(nerastvorljivi u vodi)

Pb2+ + 2X- PbX2(s)U višku halogenid-iona rastvaraju se dajući

kompleksne ione tipa PbCl3- ili PbBr4

2-Olovo(II) oksid PbO javlja se u dvije alotropske

modifikacije kao tetragonski crveni λndashoblik i žuti rompski β-oblik

490 0C

PbOcrven PbOžut

- dobija se oksidacijom rastaljenog Pb sa zrakomPb (l) + 12O2(g) PbO(s)

ili opreznim zagrijavanjem karbonataPbCO 3(s) PbO (s) + CO2(g)

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

- lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soliPbO (s) + 2H+ Pb2+ + H2O

- slabo se rastvara u bazama samo u koncentrovanim dajući plumbat(II) ione pisane kao Pb(OH)3

- ili HPbO2-

PbO (s) + OH- + H2O Pb(OH)3-

- dodatkom baze taloži se bijeli voluminozni talog

olovo(II) hidroksida (do sada nije izolovan)Pb2+ + 2OH- Pb(OH)2(s)

koji je amfoteran s jače izraženim baznim osobinama lako se rastvara u kiselinama dajući Pb-soli

Pb(OH) 2(s) + 2H+ Pb2+ + 2H2O

A sporo u konc bazama dajući plumbat(II) ionPb(OH) 2(s) + OH- Pb(OH)3

-

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Rastvorljive soli Pb su nitrit nitrat hlorat perhlorat bromat i acetat Pb(C2H3O2)2 (olovni šećer)

Olovo(II) sulfat PbSO4 bijeli talog Pb2+ + SO4

2- PbSO4(s)

Olovo(II) sulfid PbS crni talogPb2+ + S2- PbS (s)

Olovo(II) karbonat PbCO3 bijeli talog dobija se rakcijom Pb(NO3)2 i (NH4)2CO3

Taloženjem sa Na2CO3 dobije se talog koji je smjesa karbonata i hidroksida olovo hidroksid karbonat tzv olovno bjelilo Pb(OH)22PbCO3 bijela boja velike moći pokrivanja

Olovo(II) hromat PbCrO4 dobiva se dodatkom K2Cr2O7 sirćetno-kiselom rastvoru Pb(II) acetata

2Pb2+ + Cr2O72- + H2O 2PbCrO4(s) + 2H+

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

stepen oksidacije +4stepen oksidacije +4 Tetrahalogenidi ndash poznat samo tetrahlorid PbCl4 žuta tečnost koja se na zraku puši

zbog hidrolize i raspadanja na PbCl2 i Cl2 Dobiva se uvođenjem Cl2 u suspenziju PbCl2 u konc HCl dodaje se čvrsti NH4Cl ispada žuti talog amonijev heksahloroplumbata(IV) (NH4)2PbCl6 ova so reaguje s konc H2SO4 dajući PbCl4

Heksahloroplumbati s vodom lako hudroliziraju taložeći PbO2 Olovo(IV) oksid ili olovo dioksid PbO2 dobiva se oksidacijom

Pb(II)-soliPb2+ + 2H2O PbO2(s) + 4H+ + 2e-

- tamnosmeđi ili crni prah stabilan u čvrstom stanju zagrijavanjem iznad 200 0C otpušta kisik i prelazi u Pb3O4 (PbOPbO2) a zatim u PbO

(2PbO2 PbOPbO2 2PbO) - nerastvorljiv u vodi slabo rastvorljiv u konc HNO3 i H2SO4 - zbog kiselog karaktera rastvara se u alkalnim bazama

stvarajući heksahidroksoplumbate(IV)

PbO2(s) + 2OH- + 2H2O Pb(OH)62-

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

- u kiseloj sredini PbO2 je jako oksidaciono sredstvoPbO2(s) + 4H+ + 2e- Pb2+ + 2H2O E0= +146 V

- upotrebljava se za izradu olovnih akumulatora (pozitivni pol)

Elektrode su spužvaste olovne ploče (negativan pol) i rešetke ispunjene sa PbO2 (pozitivni pol) elektrolit 33 H2SO4 Između elektroda su porozni izolatori otporni na djelovanje kiseline

pražnjenje

Negativni pol Pb (s) + HSO4- PbSO4(s) + H+ + 2e

punjenje pražnjenjePozitivni pol PbO 2(s) + 3H+ + HSO4

- + 2e- PbSO4(s) + 2H2O punjenje

Pražnjenjem akumulatora elektrode na površini dobivaju

spoj istog sastava čime se smanjuje i razlika potencijala između elektroda smanjuje se i koncentracija H2SO4

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi

Olovo(II) ortoplumbat(IV) Pb3O4 (Pb2PbO4) minij u suspenziji sa lanenim uljem koristi se kao zaštitni crveni premaz za sprečavanje korozije željeza

Olovo i njegove soli su otrovni nagomilavaju se u organizmu jaki inhibitori za razne biohemijske reakcije koje kataliziraju enzimi