VIII.b skupina

1. VIII.b skupina

2. VIII.b skupina • tři sousední skupiny (8.-10.) • jsou uváděny společně kvůli velké podobnosti mezi prvky těchto skupin • pozorujeme spíše podobnost mezi prvky ve stejné periodě • Fe, Co, Ni – triáda železa • Ru, Rh, Pd – lehké platinové kovy • Os, Ir, Pt – těžké platinové kovy

3. VIII.b skupina • kromě prvků podobnosti v rámci skupiny VIII.b můžeme pozorovat i podobnost krajních prvků s prvky sousedních skupin triáda železa lehké platinové kovy těžké platinové kovy

4. Triáda železa Vlastnosti • za vyšších teplot reagují s nekovy • železo a nikl se rozpouštějí v neoxidujících kyselinách, kobalt s nimi reaguje jen zvolna • kyselina dusičná je všechny pasivuje • kobalt a nikl jsou narozdíl od železa odolné vůči korozi

5. Triáda železa

6. Triáda železa • oxidační číslo +II je u železa stálé pouze v kyselém prostředí • jinak se ochotně oxiduje na oxidační číslo +III • u kobaltu a niklu je nejstálejší oxidační číslo +II • vyšší oxidační čísla (FeVI, CoIII, CoIV, NiIII, NiIV) jsou stálá pouze ve vazbě s elektronegativními prvky (O, F)

7. Železo • Výskyt • nejrozšířenější přechodný prvek (asi 5,1%) • nejvýznamnější minerály • Fe2O3 – krevel (hematit) • Fe3O4 – magnetit (magnetovec) • FeS2 – pyrit

8. Železo • Výroba • redukce oxidických rud ve vysoké peci koksem za přítomnosti vápence (vytváří strusku) • v chladnějších částech probíhá redukce CO (nepřímá redukce) _ Fe2O3 + _ CO → _ Fe3O4 + _ CO2 _ Fe2O3 + _ CO → _ FeO + _ CO2 • v teplejší části (dole) probíhá redukce C (přímá redukce) FeO + CO → Fe + CO

9. Železo

10. Železo • surové železo obsahuje řadu nečistot • 4 %C, 2,5 %Si, 2,5% Mn, 1% P,... • další zpracování železa spočívá ve snižování množství nečistot • dále se zpracovává na ocel (slitiny železa) • přidávají požadované příměsi • Koroze • za přítomnosti kyslíku a vody se železo oxiduje za vzniku rzi _ Fe + _ H2O + _ O2 → _Fe2O3·H2O

11. Železo • sloučeniny • FeII • zelená barva • vytváří hydráty - obsahují částici [Fe(H2O)6]2+ • v neutrálních roztocích přecházejí na sloučeniny železité • FeSO4·7H2O – zelená skalice

12. Železo • FeIII • žluté až červené sloučeniny • krystalují ve formě hydrátů – obsahují [Fe(H2O)6]3+ • mají velkou afinitu k fosforečnanovému aniontu • kyselina fosforečná se používá v odrezovačích • hydroxid železitý se rozpouští v nadbytku hydroxidů za vzniku železanů FeO42- • komplexní sloučeniny • žlutá krevní sůl K4[Fe(CN)6] • červená krevní sůl K3[Fe(CN)6]

13. Železo • Význam • velmi levné a snadno opracovatelné • litina – železo s velkým obsahem C • vytváří obrovské množství slitin s velmi rozmanitými vlastnostmi • hlavní průmyslový a nástrojový kov

14. Kobalt • Výskyt • podobné zastoupení jako u vanadu a chromu • především ve formě sulfidických a arsenidových rud • smaltin CoAs2 • kobaltin CoAsS

15. Kobalt • Výroba • pražení rud → oxid kobaltnatý • redukce oxidu uhlíkem nebo aluminotermicky • Sloučeniny • CoII • nejstálejší oxidační číslo • tvoří soli jako růžovo-červené hydráty • při dehydrataci mění barvu na modrou • CoCl2 • indikátor kvality silikagelu • bezvodý → hydratovaný

16. Kobalt • hydroxid kobaltnatý Co(OH)2 • málo rozpustný v roztocích hydroxidů • dobře rozpustný v amoniaku → [Co(NH3)6]2+ • CoIII • silné oxidační účinky • stálé pouze ve sloučeninách s elektronegativními prvky (CoF3, Co3O4,...) • komplexní sloučeniny jsou stálejší než u CoII

17. Kobalt • Využití • Alnico • feromagnetická slitina Fe, Co, Ni, Al, Cu => výroba permanentních magnetů • výroba barev • barvení porcelánu a skla • kobaltové sklo • výroba žáropevných a pevných slitin • pro plynové turbíny • nástroje pro obrábění kovů, vrtné hlavice • např. widia (od „wie Diamant“) – karbid wolframu + kobalt

18. Nikl • Výskyt • podobně jako kobalt se vyskytuje především ve formě sulfidů a arsenidů • jeho výskyt je asi 10x vyšší než u kobaltu • významnou rudou je pentlandit (Fe,Ni)S

19. Nikl • Výroba • rudy se pražením převádějí na oxidy a ty se redukují uhlíkem nebo vodním plynem (CO + H2) • Sloučeniny • Ni2+ • soli vytvářejí většinou hydráty obsahující [Ni(H2O)6]2+ • zelená barva, například NiCl2·6H2O

20. Nikl • v alkalickém prostředí se soli nikelnaté sráží na zelený hydroxid nikelnatý Ni(OH)2 • nerozpustný v nadbytku hydroxidu • dobře rozpustný v nadbytku amoniaku → [Ni(NH3)6]2+ • v komplexních sloučeninách je nejstálejší oxidační číslo rovněž Ni+II

21. Nikl • Využití • poniklování • ochrana železných materiálů před korozí • mincovní kov • zejména ve slitině s mědí • galvanické články • nikl-hydridové, nikl-kadmiové • katalyzátor • Raneyův nikl • pro hydrogenační reakce v organické chemii

22. Platinové kovy • pozorujeme výraznou podobnost mezi lehkými a těžkými platinovými kovy • Ru + Os, Rh + Ir, Pd + Pt • v přírodě se vyskytují ve formě slitin • ve formě rud se vyskytuje prakticky pouze platina • sperrylit PtAs2 a cooperit PtS • ostatní prvky platinu v jejích rudách doprovázejí

23. Platinové kovy • Vlastnosti • jsou málo reaktivní • pouze palladium je rozpustné v kyselině dusičné • platina a osmium se rozpouštějí v lučavce královské (konc.HNO3 + konc.HCl v poměru 1:3) • mají výrazné sklony k tvorbě komplexních sloučenin

24. Platinové kovy

25. Platinové kovy • využití • rhodium • vysoce lesklý kov (2. po stříbru) • tenké vrstvy jako imitace stříbra na špercích, zrcadla • katalyzátory v autech • osmium • nejtěžší prvek • gramofonové jehly, hroty plnících per • OsO4 • těkavý silně toxický oxid • používá se v organických syntézách

26. Platinové kovy • iridium • automobilové svíčky • slitina s osmiem – osmiridium • palladium • katalyzátor • organické syntézy, automobily • levnější náhražka platiny • šperkařství – imitace stříbra, bílé zlato

27. Platinové kovy • platina • katalyzátor • organické syntézy, automobily • inertní chemické nádobí – kelímky,... • elektrody, automobilové svíčky • šperky a mince