Remittances and Human Capital Investment: Evidence from Albania Ermira Hoxha Kalaj December 2010.
14. GRUPA PERIODNOG SISTEMA - opstahemija.tmf.bg.ac.rsopstahemija.tmf.bg.ac.rs/Grujic/Opsta hemija...
Transcript of 14. GRUPA PERIODNOG SISTEMA - opstahemija.tmf.bg.ac.rsopstahemija.tmf.bg.ac.rs/Grujic/Opsta hemija...
14 GRUPA PERIODNOG SISTEMA
14 GRUPA PERIODNOG SISTEMA
Ugljenik rarr na 16 mestu po rasprostranjenostibull u obliku karbonata fosilnih goriva (uglja nafte prirodnog gasa) CO2 i veoma
retko u elementarnom stanju (grafit i dijamant) Silicijum rarr posle kiseonika najrasprostranjeniji element na Zemlji
bull u obliku SiO2 i silikata Germanijum rarr veoma malo zastupljen Kalaj i olovo rarr rasprostranjeniji od Ge
bull u obliku minerala SnO2 (kasiterit) i PbS (galenit)
SVOJSTVA
Fizička i hemijska svojstva su veoma različita Granica između metala i nemetala prolazi
između Si i Gebull C rarr nemetal izolatorbull Si i Ge rarr semimetali poluprovodnicibull Sn i Pb rarr metali provodnici
14 GRUPA PERIODNOG SISTEMA
SVOJSTVA
Elektronska konfiguracija ns2np2
Imaju četiri valentna elektronabull maksimalni oksidacioni broj je IVbull drugo važno oksidaciono stanje je IIbull ne postoje joni E4+ ni E4ndash jer je za njihov nastanak potrebna izuzetno
velika energija
Oksidacioni brojevi C Si Ge rarr IV (izuzetak CO) Pb Sn rarr II IV
JEDINJENJA
Postoji veliki broj jedinjenja ugljenika (pretežno organskih jedinjenja)bull najizraženija sposobnost katenacije zbog veoma jake CndashC veze (348 kJ molndash1)bull jedino ugljenik gradi višestruke veze (ne samo između C-atoma već i sa N i O)
JEDINJENJA
14 GRUPA PERIODNOG SISTEMA
Grade hidride (EnH2n+2)bull ugljenik rarr veoma stabilne ugljovodonike kao alkane CnH2n+2 (n infin) alkenebull silicijum (n = 8) germanijum (n = 5) kalaj (n = 2) rarr nestabilne supstance koje
se spontano pale na vazduhubull imaju neutralna svojstvabull ne reaguju sa vodom
UGLJENIK
Postoji u više alotropskih modifikacijabull dijamantbull grafitbull fulerenibull grafenbull nanocevi (nanotube)bull amorfni ugljenik
dijamant grafit C60-fuleren
nanocevi amorfni ugljenikgrafen
ALOTROPSKE MODIFIKACIJE
UGLJENIK
UGLJENIK
DIJAMANT
Bezbojan izuzetno tvrd (najtvrđa supstanca) Dobro provodi toplotu ne provodi struju (izolator) Struktura
bull trodimenzionalna mreža tetraedarski orijentisanih CndashC vezabull sp3 hibridizacija atoma (gradi četiri veze)bull preklapanje atomskih orbitala je optimalno jačina veza je maksimalna
Koristi se za izradubull reznih alata (za sečenje brušenje bušenje poliranje)bull nakita (1 karat = 0200 g)
UGLJENIK
GRAFIT
Siv metalnog sjaja mekan Dobro provodi struju Struktura
bull slojevita rarr susedni slojevi su pomereni (svaki drugi sloj se nalazi jedan iznaddrugog) i slabo vezani
bull atomi su povezani u šestočlane prstenovebull sp2 hibridizacija atoma (gradi tri veze) rarr četvrti elektron je delokalizovan po celom
sloju delokalizovani elektroni omogućavaju provođenje struje ali samo duž sloja Koristi se za izradu
bull grafitnih elektroda sredstavaza podmazivanje olovaka
bull termootpornih sudova ikalupa (tm = 4100 degC najvišaod svih elemenata)
UGLJENIK
DIJAMANT I GRAFIT
Dijamant i grafit se dobijaju iz prirodnih nalazišta kao i veštačkim putembull grafit rarr reakcijom koksa sa SiO2
SiO2(l) + 3C(s) C(grafit) + Si(g) + 2CO(g)2500 degC
bull dijamant rarr na visokim pritiscima (5 GPa) i temperaturama (1600 oC) mogućeje prevesti grafit u dijamant dobijeni dijamanti su mali i dobri za izradu reznihalata ali ne i nakita
C60(12 C-5 i 20 C-6 prstenova)
Sličan fudbalskoj lopti
C70
Niz struktura u kojima su atomi povezani u petočlane i šestočlane prstenove i raspoređenitako da obrazuju molekule sfernog ili elipsoidnog oblika
bull C60 C70 C76 C80 C84 C36
UGLJENIK
FULERENI
Dobijaju se reakcijom u električnom luku između dve grafitne elektrode u inertnom gasu Rastvorni su u nepolarnim rastvaračima (za razliku od dijamanta i grafita koji su nerastvorni) U njihovu strukturu mogu da se ugrade atomi joni ili mali molekuli
bull neka od ovih jedinjenja imaju svojstva superprovodnika (npr sa Rb)
UGLJENIK
GRAFEN
Dobija se bdquorazlistavanjemrdquo grafita rarr sloj debljine jednog C atoma Grafit debljine 1 mm sadrži oko tri miliona slojeva grafena naslaganih jedan na drugi Dvodimenzionalni nanomaterijal Izuzetna i neobična električna mehanička termička i druga svojstva
bull npr najtanji i najjači poznati materijal
NANOCEVI
Grafitni slojevi uvijeni u cilindre debljine nekoliko nm rarr nanocevi ili nanotube
UGLJENIK
AMORFNI UGLJENIK
Dobija se suvom destilacijom uglja (zagrevanjem u odsustvu vazduha) Pored ugljenika sadrži malu količinu mineralnih i organskih supstanci Svetska proizvodnja je ogromna rarr osnovno i najvažnije redukciono sredstvo u metalurgiji
Koks
Dobija se nepotpunim sagorevanjem ugljovodonika Sastoji se od sitnih čestica ugljenika (fino sprašeni ugljenik) Koristi se u gumarskoj industriji (kao punilo i za ojačavanje materijala)
Čađ
Aktivni ugljenik
Aktivni ugalj Dobija se kontrolisanim zagrevanjem organske materije (npr drveta) u odsustvu vazduha Ima veliku specifičnu površinu i veliku sposobnost adsorbovanja drugih supstanci Koristi se kao adsorbens npr za prečišćavanje vode u gas-maskama u medicini
UGLJENIK
UGLJEN-MONOKSID CO
Oksidacioni broj II
Trostruka veza velike jačine (1073 kJ molndash1) Gas bez boje i mirisa izuzetno otrovan Neutralni oksid (ne reaguje sa vodom niti sa kiselinama i bazama) U laboratoriji se dobija dehidratacijom mravlje kiseline
C(s) + H2O(g) rarr CO(g) + H2(g)
HCOOH CO + H2OH2SO4 (konc)
100 degC U industriji se dobija
bull nepotpunim sagorevanjem koksa
vodeni gas
generatorski gas2C(s) + O2(g) rarr 2CO(g)
bull redukcijom vodene pare pomoću koksa
UGLJENIK
UGLJEN-MONOKSID CO
Lako sagoreva do CO2 uz oslobađanje velike količine toplote
2CO(g) + O2(g) rarr 2CO2(g)
Koristi sebull za zagrevanje u industriji (generatorski gas)bull kao redukciono sredstvo
u reakcijama gde se koks koristi kao redukciono sredstvo CO imaaktivnu ulogu
rHө = ndash566 kJ molndash1
C(s) + CO2(g) 2CO(g) rHө = 172 kJ molndash1
Na visokim temperaturama dominira CO (na 1000 oC rarr 99 vol CO) Na nižim temperaturama dominira CO2 (na 550 oC rarr 10 vol CO) Naglim hlađenjem smeše CO i CO2 rarr CO se disproporcioniše i
nastaje čađ
Gas bez boje i mirisa Kiseli oksid U laboratoriji se dobija
bull žarenjem karbonata ili hidrogenkarbonata
UGLJENIK
UGLJEN-DIOKSID CO2
Oksidacioni broj IV
CaCO3(s) rarr CaO(s) + CO2(g)
CaCO3(s) + 2HCl(aq) rarr CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)
bull reakcijom kiselina sa karbonatima ili hidrogenkarbonatima
C(s) + O2(g) rarr CO2(g)
bull sagorevanjem ugljenika
U industriji se dobija daljom oksidacijom CO u vodenom gasu uvođenjem vodene pare
UGLJENIK
UGLJEN-DIOKSID CO2
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)400 oCFe2O3
Koristi sebull kao sredstvo za gašenje požarabull u prehrambenoj industriji (konzerviranje hrane gaziranje pića)bull za superkritičnu ekstrakcijubull kao sredstvo za hlađenje rarr CO2(s) suvi led (sublimacija na ndash785 oC)
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Oksidacioni broj IV
CO2(aq) + H2O(l) H2CO3(aq)
Rastvaranjem CO2 u vodi
bull Svega 04 H2CO3 rarr gotovo potpuno u obliku hidratisanih molekula CO2
Slaba kiselina
Soli rarr karbonati i hidrogenkarbonati (bdquobikarbonatirdquo)
H2CO3 + H2O HCO3ndash + H3O+
HCO3ndash + H2O CO3
2ndash + H3O+
1aK= 48middot10ndash11
= 25middot10ndash4
2aK
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Karbonati rarr teško rastvorni osim karbonata alkalnih metala Postoje velika nalazišta karbonatnih minerala zemnoalkalnih metala
bull kalcita CaCO3
bull dolomita CaMg(CO3)2
bull magnezita MgCO3
Hidrogenkarbonati rarr rastvorni u vodi Ravnoteža između karbonata i hidrogenkarbonata
CO32ndash(aq) + CO2(g) + H2O(l) 2HCO3
ndash(aq)
CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) rarr Ca(HCO3)2(aq)
bull uvođenjem CO2 u suspenziju karbonata rarr bistar rastvor hidrogenkarbonata
bull zagrevanjem bikarbonata (čvrstog ili rastvorenog) rarr izdvajanje CO2 i nastanakkarbonata
Ca(HCO3)2(aq) rarr CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Najvažnije soli ugljene kiseline Na2CO3 i NaHCO3 dobijaju se Solvejevim postupkom
Solvejev postupak
U koncentrovani rastvor NaCl uvodi se NH3 iCO2 rarr nastali rastvor sadrži jone Na+ ClndashNH4
+ i HCO3ndash
Od četiri soli koje mogu nastati kombinacijomovih jona najmanje rastvorna je NaHCO3 pa setaloži jer je rastvor koncentrovan NaHCO3 se suši i žarenjem prevodi u Na2CO3
2NaHCO3(s) rarr Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)t
U preostali rastvor NH4Cl dodaje se Ca(OH)2
da bi se regenerisao NH3
2NH4Cl + Ca(OH)2 rarr 2NH3(g) + CaCl2 + 2H2O
UGLJENIK
KARBIDI
Binarna jedinjenja ugljenika sa elementima manje elektronegativnosti (izuzev vodonika) Dobijaju se reakcijom metala ili njihovih oksida sa ugljenikom na visokoj t Prema tipu veze mogu se podeliti na
bull jonske rarr karbidi alkalnih i zemnoalkalnih metala i Al (CaC2 Al4C3)bull kovalentne rarr karbidi silicijuma i bora (SiC B4C) malobrojnibull metalne (intersticijalne) rarr karbidi prelaznih elemenata (Fe3C TiC VC)
Najznačajniji karbid rarr CaC2bull dobijanje
bull burna reakcija sa vodom
CaC2(s) + 2H2O(l) rarr C2H2(g) + Ca(OH)2(aq)
CaO + 3C rarr CaC2 + CO
etin(acetilen)
UGLJENIK
CIJANIDI CIJANATI TIOCIJANATI
Sadrže ugljenik i azot povezane trostrukom vezom Linearna struktura Izuzetno otrovni
cijanovodonik(cijanovodonična kiselina)
ndashndashndashC NndashH ndashndashndashndashndashndashC NndashH ndashndashndashC N ndashndashndashndashndashndashC NC N
CNndash (cijanid-jon )
O ndashndashndashC NndashO ndashndashndashndashndashndashC NndashOCNndash (cijanat-jon )
S ndashndashndashC NndashS ndashndashndashndashndashndashC NndashSCNndash (tiocijanat-jon )
UGLJENIK
EKOLOŠKI PROBLEMI
Zbog prevelike upotrebe i sagorevanja fosilnih goriva kao i izazivanja velikih šumskihpožara radi raščišćavanja zemljišta u poljoprivredne svrhe (amazonske šume) rarr količinaCO2 u atmosferi se povećava (od 19 veka za oko 20 prosečno 04 godišnje) Povećanje količine CO2 prouzrokuje efekat bdquostaklene bašteldquo zbog kojeg se temperatura
na Zemlji povećava rarr globalno zagrevanjebull Sunčevo zračenje dospeva do Zemljine površine i zagreva jebull Zemlja kao i svako zagrejano telo reemituje zračenje nazad u atmosferu ali kao
energetski niže zračenjebull Gasovi prisutni u atmosferi mogu da apsorbuju odlazeće zračenje niže energije a
zatim ga i reemituju nazad ka površini Zemlje koja se dodatno zagreva Najznačajniji gasovi koji apsorbuju zračenje u atmosferi su CO2 (50) i CH4 (20)
SILICIJUM
SILICIJUM Si
Srebrnastosive boje metalnog sjaja U industriji se dobija redukcijom SiO2 pomoću koksa rarr Si čistoće 98 (bdquosirovrdquo)
Silicijum (veoma čist) se koristi za proizvodnju komponenata uelektronici jer je poluprovodnik
SiO2 + 2C rarr Si + 2COt
Da bi se dobio veoma čist Si (lt 10ndash7 primesa) bdquosirovrdquo se dalje tretirabull prevodi u SiHCl3 (trihlorsilan) koji se zatim redukuje pomoću Zn ili Mg
Si(s) + 3HCl(g) rarr SiHCl3(l) + H2(g)
bull šipka Si se propušta između grejača dolazi do topljenja uvrlo uskoj zoni nečistoće se koncentruju u rastopu i poslerafinacije se nalaze na jednom kraju šipke koji se seče iodbacuje (bdquozonalna rafinacijardquo)
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Oksidacioni broj IV Postoji više kristalnih modifikacija rarr najvažnija α-kvarc Ne postoji u obliku pojedinačnih molekula već ima trodimenzionalni raspored SindashO veza
bull čvrst tvrd visoka tm (1600 oC) Pri hlađenju rastopa često ne dolazi do formiranja potpuno uređene kristalne strukture pa
umesto da kristališe prelazi u stanje pothlađene tečnosti rarr staklasto stanje (staklo)bull neuređeno amorfno
Si
O
kristalni SiO2 amorfni SiO2
hlađenje rastopa
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Hemijski inertan nerastvoran Reaguje samo sa
bull fluorovodoničnom kiselinom
SiO2(s) + 2NaOH(l) rarr Na2SiO3(l) + H2O(g)t
natrijum-silikat (ili kalijum-silikat) su jedini silikatirastvorni u vodi rarr vodeno staklo
Obično staklo nastaje topljenjem smeše Na2CO3 CaCO3 i SiO2 a zatim hlađenjem rarramorfni Na2OmiddotCaOmiddot6SiO2
bull rastopima baza ili karbonatima alkalnih metala (bdquoalkalno topljenjerdquo) rarr prevodi seu rastvorna jedinjenja
SiO2(s) + 4HF(aq) rarr SiF4(g) + 2H2O(l)
Dodatkom kiseline u rastvor vodenog stakla rarr taloži se silicijumska kiselina SiO2xH2O
Trebalo bi da ima formulu H4SiO4 ali se molekuli lako kondenzuju dajući polimerne oblike Svi oblici silicijumske kiseline su slabo rastvorni a sve kiseline su slabe Anjoni ovih kiselina su stabilni rarr silikati
bull čine 95 Zemljine kore (stene zemlja glina pesak)bull osnovna strukturna jedinica rarr silikat-jon (SiO4
4ndash)
SILICIJUM
SILICIJUMSKA KISELINA SiO2xH2O
SiO2xH2O se koristi kao sredstvo za sušenje (bdquosilika-gelrdquo)
Prema broju i načinu povezivanja SiO44ndash tetraedara dele se na silikate sa
bull pojedinačnim anjonimabull lančastim i trakastim anjonimabull slojevitom strukturombull trodimenzionalnom strukturom
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa pojedinačnim anjonima
SiO44ndash
nezosilikati
Si2O76ndash
sorosilikati
ciklosilikatiSi3O9
6ndash
Si6O1812ndash
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa lančastim i trakastim anjonima
osnovna jedinica Si4O116ndash
osnovna jedinica SiO32ndash
inosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
osnovna jedinica Si2O52ndash
filosilikati
Nastaju međusobnim povezivanjem traka Si4O116ndash
Između slojeva se mogu naći voda joni metalaslojevi oksida ili hidroksida Deo Si je često zamenjen Al rarr alumosilikati Najvažnija grupa slojevitih silikata su minerali glina
bull npr kaolinit
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
Male promene u strukturi slojevitog silikata rarr velike posledice na svojstva jedinjenjabull različit raspored slojeva magnezijum-silikata i magnezijum-hidroksida kod
azbesta i talka
AZBEST TALK
Si2O52ndash
OHndash
tektosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa trodimenzionalnom strukturom
Najvažniji mineralibull feldspati rarr čine 60 Zemljine korebull zeoliti rarr alumosilikati porozne strukture u
šupljine i kanale mogu da se smeste joni ilimolekuli koriste se kao
sredstva za sušenje sredstva za selektivnu adsorpciju
jona ili molekula nosači katalizatora zamena za polifosfate u deterdžen-
tima (za omekšavanje vode)
SILICIJUM
SILIKONI
Polisiloksani rarr polimeri na bazi silicijumabull hemijski inertnibull hidrofobnibull elastičnibull termički otpornibull netoksični
Osnovna jedinica
Linearni poli(dimetilsiloksani) rarr silikonska ulja viskozne tečnosti Umreženi polimeri rarr silikonske gume i smole
KALAJ I OLOVO
SVOJSTVA I JEDINJENJA
Srebrnastobeli meki metali niske tm Stabilni na vazduhu i otporni prema koroziji jer se pasiviraju (prevlače zaštitnim slojem
oksida koji sprečava dalju reakciju) Najznačajnija jedinjenja rarr oksidi
bull SnO i SnO2
bull PbO i PbO2
bull Pb3O4 (PbO22PbO) mešoviti oksid minijum
PbOPbO2
Pb3O4
KALAJ I OLOVO
JEDINJENJA
Kalaj(II)-oksid i olovo(II)-oksid kao i odgovarajući hidroksidi su amfoterni
Pb(OH)2(s) + 2H+ rarr Pb2+(aq) + 2H2OPb(OH)2(s) + OHndash rarr [Pb(OH)3]ndash(aq)
Olovo(IV)-oksid je jako oksidaciono sredstvo
PbO2 + 4H+ + 2endash rarr Pb2+ + 2H2O Eө = 169 V Postojanje dva oksidaciona stanja u minijumu (PbO22PbO) se može dokazati
Pb3O4(s) + 4HNO3(razbl) rarr PbO2(s) + 2Pb(NO3)2(aq) + 2H2O(l)IV II
Talog se tretira koncentrovanom HCl
PbO2(s) + 4HCl(konc) rarr PbCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)
Rastvor se tretira IndashCrO42ndashSO4
2ndash-jonima
PbI2PbCrO4PbSO4(s) npr Pb2+(aq) + CrO42ndash(aq) rarr PbCrO4(s)
KALAJ I OLOVO
PRIMENA
Kalaj se koristibull za proizvodnju belog lima (kalajisani gvozdeni lim za izradu konzervi) zbog
inertnosti i netoksičnosti ako se sloj kalaja ošteti počinje korozija gvožđa jer jenjegov standardni elektrodni potencijal (Eө = ndash044 V) niži od onog za kalaj(Eө = ndash014 V)
bull kao osnovni sastojak legura za lemljenje zbog niske tm (oko 200 oC) Olovo se najviše koristi za izradu olovnih akumulatora Zbog toksičnosti upotreba olova
i njegovih jedinjenja je značajno smanjena (olovne cevi olovni benzin)
14 GRUPA PERIODNOG SISTEMA
SVOJSTVA
Elektronska konfiguracija ns2np2
Imaju četiri valentna elektronabull maksimalni oksidacioni broj je IVbull drugo važno oksidaciono stanje je IIbull ne postoje joni E4+ ni E4ndash jer je za njihov nastanak potrebna izuzetno
velika energija
Oksidacioni brojevi C Si Ge rarr IV (izuzetak CO) Pb Sn rarr II IV
JEDINJENJA
Postoji veliki broj jedinjenja ugljenika (pretežno organskih jedinjenja)bull najizraženija sposobnost katenacije zbog veoma jake CndashC veze (348 kJ molndash1)bull jedino ugljenik gradi višestruke veze (ne samo između C-atoma već i sa N i O)
JEDINJENJA
14 GRUPA PERIODNOG SISTEMA
Grade hidride (EnH2n+2)bull ugljenik rarr veoma stabilne ugljovodonike kao alkane CnH2n+2 (n infin) alkenebull silicijum (n = 8) germanijum (n = 5) kalaj (n = 2) rarr nestabilne supstance koje
se spontano pale na vazduhubull imaju neutralna svojstvabull ne reaguju sa vodom
UGLJENIK
Postoji u više alotropskih modifikacijabull dijamantbull grafitbull fulerenibull grafenbull nanocevi (nanotube)bull amorfni ugljenik
dijamant grafit C60-fuleren
nanocevi amorfni ugljenikgrafen
ALOTROPSKE MODIFIKACIJE
UGLJENIK
UGLJENIK
DIJAMANT
Bezbojan izuzetno tvrd (najtvrđa supstanca) Dobro provodi toplotu ne provodi struju (izolator) Struktura
bull trodimenzionalna mreža tetraedarski orijentisanih CndashC vezabull sp3 hibridizacija atoma (gradi četiri veze)bull preklapanje atomskih orbitala je optimalno jačina veza je maksimalna
Koristi se za izradubull reznih alata (za sečenje brušenje bušenje poliranje)bull nakita (1 karat = 0200 g)
UGLJENIK
GRAFIT
Siv metalnog sjaja mekan Dobro provodi struju Struktura
bull slojevita rarr susedni slojevi su pomereni (svaki drugi sloj se nalazi jedan iznaddrugog) i slabo vezani
bull atomi su povezani u šestočlane prstenovebull sp2 hibridizacija atoma (gradi tri veze) rarr četvrti elektron je delokalizovan po celom
sloju delokalizovani elektroni omogućavaju provođenje struje ali samo duž sloja Koristi se za izradu
bull grafitnih elektroda sredstavaza podmazivanje olovaka
bull termootpornih sudova ikalupa (tm = 4100 degC najvišaod svih elemenata)
UGLJENIK
DIJAMANT I GRAFIT
Dijamant i grafit se dobijaju iz prirodnih nalazišta kao i veštačkim putembull grafit rarr reakcijom koksa sa SiO2
SiO2(l) + 3C(s) C(grafit) + Si(g) + 2CO(g)2500 degC
bull dijamant rarr na visokim pritiscima (5 GPa) i temperaturama (1600 oC) mogućeje prevesti grafit u dijamant dobijeni dijamanti su mali i dobri za izradu reznihalata ali ne i nakita
C60(12 C-5 i 20 C-6 prstenova)
Sličan fudbalskoj lopti
C70
Niz struktura u kojima su atomi povezani u petočlane i šestočlane prstenove i raspoređenitako da obrazuju molekule sfernog ili elipsoidnog oblika
bull C60 C70 C76 C80 C84 C36
UGLJENIK
FULERENI
Dobijaju se reakcijom u električnom luku između dve grafitne elektrode u inertnom gasu Rastvorni su u nepolarnim rastvaračima (za razliku od dijamanta i grafita koji su nerastvorni) U njihovu strukturu mogu da se ugrade atomi joni ili mali molekuli
bull neka od ovih jedinjenja imaju svojstva superprovodnika (npr sa Rb)
UGLJENIK
GRAFEN
Dobija se bdquorazlistavanjemrdquo grafita rarr sloj debljine jednog C atoma Grafit debljine 1 mm sadrži oko tri miliona slojeva grafena naslaganih jedan na drugi Dvodimenzionalni nanomaterijal Izuzetna i neobična električna mehanička termička i druga svojstva
bull npr najtanji i najjači poznati materijal
NANOCEVI
Grafitni slojevi uvijeni u cilindre debljine nekoliko nm rarr nanocevi ili nanotube
UGLJENIK
AMORFNI UGLJENIK
Dobija se suvom destilacijom uglja (zagrevanjem u odsustvu vazduha) Pored ugljenika sadrži malu količinu mineralnih i organskih supstanci Svetska proizvodnja je ogromna rarr osnovno i najvažnije redukciono sredstvo u metalurgiji
Koks
Dobija se nepotpunim sagorevanjem ugljovodonika Sastoji se od sitnih čestica ugljenika (fino sprašeni ugljenik) Koristi se u gumarskoj industriji (kao punilo i za ojačavanje materijala)
Čađ
Aktivni ugljenik
Aktivni ugalj Dobija se kontrolisanim zagrevanjem organske materije (npr drveta) u odsustvu vazduha Ima veliku specifičnu površinu i veliku sposobnost adsorbovanja drugih supstanci Koristi se kao adsorbens npr za prečišćavanje vode u gas-maskama u medicini
UGLJENIK
UGLJEN-MONOKSID CO
Oksidacioni broj II
Trostruka veza velike jačine (1073 kJ molndash1) Gas bez boje i mirisa izuzetno otrovan Neutralni oksid (ne reaguje sa vodom niti sa kiselinama i bazama) U laboratoriji se dobija dehidratacijom mravlje kiseline
C(s) + H2O(g) rarr CO(g) + H2(g)
HCOOH CO + H2OH2SO4 (konc)
100 degC U industriji se dobija
bull nepotpunim sagorevanjem koksa
vodeni gas
generatorski gas2C(s) + O2(g) rarr 2CO(g)
bull redukcijom vodene pare pomoću koksa
UGLJENIK
UGLJEN-MONOKSID CO
Lako sagoreva do CO2 uz oslobađanje velike količine toplote
2CO(g) + O2(g) rarr 2CO2(g)
Koristi sebull za zagrevanje u industriji (generatorski gas)bull kao redukciono sredstvo
u reakcijama gde se koks koristi kao redukciono sredstvo CO imaaktivnu ulogu
rHө = ndash566 kJ molndash1
C(s) + CO2(g) 2CO(g) rHө = 172 kJ molndash1
Na visokim temperaturama dominira CO (na 1000 oC rarr 99 vol CO) Na nižim temperaturama dominira CO2 (na 550 oC rarr 10 vol CO) Naglim hlađenjem smeše CO i CO2 rarr CO se disproporcioniše i
nastaje čađ
Gas bez boje i mirisa Kiseli oksid U laboratoriji se dobija
bull žarenjem karbonata ili hidrogenkarbonata
UGLJENIK
UGLJEN-DIOKSID CO2
Oksidacioni broj IV
CaCO3(s) rarr CaO(s) + CO2(g)
CaCO3(s) + 2HCl(aq) rarr CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)
bull reakcijom kiselina sa karbonatima ili hidrogenkarbonatima
C(s) + O2(g) rarr CO2(g)
bull sagorevanjem ugljenika
U industriji se dobija daljom oksidacijom CO u vodenom gasu uvođenjem vodene pare
UGLJENIK
UGLJEN-DIOKSID CO2
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)400 oCFe2O3
Koristi sebull kao sredstvo za gašenje požarabull u prehrambenoj industriji (konzerviranje hrane gaziranje pića)bull za superkritičnu ekstrakcijubull kao sredstvo za hlađenje rarr CO2(s) suvi led (sublimacija na ndash785 oC)
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Oksidacioni broj IV
CO2(aq) + H2O(l) H2CO3(aq)
Rastvaranjem CO2 u vodi
bull Svega 04 H2CO3 rarr gotovo potpuno u obliku hidratisanih molekula CO2
Slaba kiselina
Soli rarr karbonati i hidrogenkarbonati (bdquobikarbonatirdquo)
H2CO3 + H2O HCO3ndash + H3O+
HCO3ndash + H2O CO3
2ndash + H3O+
1aK= 48middot10ndash11
= 25middot10ndash4
2aK
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Karbonati rarr teško rastvorni osim karbonata alkalnih metala Postoje velika nalazišta karbonatnih minerala zemnoalkalnih metala
bull kalcita CaCO3
bull dolomita CaMg(CO3)2
bull magnezita MgCO3
Hidrogenkarbonati rarr rastvorni u vodi Ravnoteža između karbonata i hidrogenkarbonata
CO32ndash(aq) + CO2(g) + H2O(l) 2HCO3
ndash(aq)
CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) rarr Ca(HCO3)2(aq)
bull uvođenjem CO2 u suspenziju karbonata rarr bistar rastvor hidrogenkarbonata
bull zagrevanjem bikarbonata (čvrstog ili rastvorenog) rarr izdvajanje CO2 i nastanakkarbonata
Ca(HCO3)2(aq) rarr CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Najvažnije soli ugljene kiseline Na2CO3 i NaHCO3 dobijaju se Solvejevim postupkom
Solvejev postupak
U koncentrovani rastvor NaCl uvodi se NH3 iCO2 rarr nastali rastvor sadrži jone Na+ ClndashNH4
+ i HCO3ndash
Od četiri soli koje mogu nastati kombinacijomovih jona najmanje rastvorna je NaHCO3 pa setaloži jer je rastvor koncentrovan NaHCO3 se suši i žarenjem prevodi u Na2CO3
2NaHCO3(s) rarr Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)t
U preostali rastvor NH4Cl dodaje se Ca(OH)2
da bi se regenerisao NH3
2NH4Cl + Ca(OH)2 rarr 2NH3(g) + CaCl2 + 2H2O
UGLJENIK
KARBIDI
Binarna jedinjenja ugljenika sa elementima manje elektronegativnosti (izuzev vodonika) Dobijaju se reakcijom metala ili njihovih oksida sa ugljenikom na visokoj t Prema tipu veze mogu se podeliti na
bull jonske rarr karbidi alkalnih i zemnoalkalnih metala i Al (CaC2 Al4C3)bull kovalentne rarr karbidi silicijuma i bora (SiC B4C) malobrojnibull metalne (intersticijalne) rarr karbidi prelaznih elemenata (Fe3C TiC VC)
Najznačajniji karbid rarr CaC2bull dobijanje
bull burna reakcija sa vodom
CaC2(s) + 2H2O(l) rarr C2H2(g) + Ca(OH)2(aq)
CaO + 3C rarr CaC2 + CO
etin(acetilen)
UGLJENIK
CIJANIDI CIJANATI TIOCIJANATI
Sadrže ugljenik i azot povezane trostrukom vezom Linearna struktura Izuzetno otrovni
cijanovodonik(cijanovodonična kiselina)
ndashndashndashC NndashH ndashndashndashndashndashndashC NndashH ndashndashndashC N ndashndashndashndashndashndashC NC N
CNndash (cijanid-jon )
O ndashndashndashC NndashO ndashndashndashndashndashndashC NndashOCNndash (cijanat-jon )
S ndashndashndashC NndashS ndashndashndashndashndashndashC NndashSCNndash (tiocijanat-jon )
UGLJENIK
EKOLOŠKI PROBLEMI
Zbog prevelike upotrebe i sagorevanja fosilnih goriva kao i izazivanja velikih šumskihpožara radi raščišćavanja zemljišta u poljoprivredne svrhe (amazonske šume) rarr količinaCO2 u atmosferi se povećava (od 19 veka za oko 20 prosečno 04 godišnje) Povećanje količine CO2 prouzrokuje efekat bdquostaklene bašteldquo zbog kojeg se temperatura
na Zemlji povećava rarr globalno zagrevanjebull Sunčevo zračenje dospeva do Zemljine površine i zagreva jebull Zemlja kao i svako zagrejano telo reemituje zračenje nazad u atmosferu ali kao
energetski niže zračenjebull Gasovi prisutni u atmosferi mogu da apsorbuju odlazeće zračenje niže energije a
zatim ga i reemituju nazad ka površini Zemlje koja se dodatno zagreva Najznačajniji gasovi koji apsorbuju zračenje u atmosferi su CO2 (50) i CH4 (20)
SILICIJUM
SILICIJUM Si
Srebrnastosive boje metalnog sjaja U industriji se dobija redukcijom SiO2 pomoću koksa rarr Si čistoće 98 (bdquosirovrdquo)
Silicijum (veoma čist) se koristi za proizvodnju komponenata uelektronici jer je poluprovodnik
SiO2 + 2C rarr Si + 2COt
Da bi se dobio veoma čist Si (lt 10ndash7 primesa) bdquosirovrdquo se dalje tretirabull prevodi u SiHCl3 (trihlorsilan) koji se zatim redukuje pomoću Zn ili Mg
Si(s) + 3HCl(g) rarr SiHCl3(l) + H2(g)
bull šipka Si se propušta između grejača dolazi do topljenja uvrlo uskoj zoni nečistoće se koncentruju u rastopu i poslerafinacije se nalaze na jednom kraju šipke koji se seče iodbacuje (bdquozonalna rafinacijardquo)
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Oksidacioni broj IV Postoji više kristalnih modifikacija rarr najvažnija α-kvarc Ne postoji u obliku pojedinačnih molekula već ima trodimenzionalni raspored SindashO veza
bull čvrst tvrd visoka tm (1600 oC) Pri hlađenju rastopa često ne dolazi do formiranja potpuno uređene kristalne strukture pa
umesto da kristališe prelazi u stanje pothlađene tečnosti rarr staklasto stanje (staklo)bull neuređeno amorfno
Si
O
kristalni SiO2 amorfni SiO2
hlađenje rastopa
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Hemijski inertan nerastvoran Reaguje samo sa
bull fluorovodoničnom kiselinom
SiO2(s) + 2NaOH(l) rarr Na2SiO3(l) + H2O(g)t
natrijum-silikat (ili kalijum-silikat) su jedini silikatirastvorni u vodi rarr vodeno staklo
Obično staklo nastaje topljenjem smeše Na2CO3 CaCO3 i SiO2 a zatim hlađenjem rarramorfni Na2OmiddotCaOmiddot6SiO2
bull rastopima baza ili karbonatima alkalnih metala (bdquoalkalno topljenjerdquo) rarr prevodi seu rastvorna jedinjenja
SiO2(s) + 4HF(aq) rarr SiF4(g) + 2H2O(l)
Dodatkom kiseline u rastvor vodenog stakla rarr taloži se silicijumska kiselina SiO2xH2O
Trebalo bi da ima formulu H4SiO4 ali se molekuli lako kondenzuju dajući polimerne oblike Svi oblici silicijumske kiseline su slabo rastvorni a sve kiseline su slabe Anjoni ovih kiselina su stabilni rarr silikati
bull čine 95 Zemljine kore (stene zemlja glina pesak)bull osnovna strukturna jedinica rarr silikat-jon (SiO4
4ndash)
SILICIJUM
SILICIJUMSKA KISELINA SiO2xH2O
SiO2xH2O se koristi kao sredstvo za sušenje (bdquosilika-gelrdquo)
Prema broju i načinu povezivanja SiO44ndash tetraedara dele se na silikate sa
bull pojedinačnim anjonimabull lančastim i trakastim anjonimabull slojevitom strukturombull trodimenzionalnom strukturom
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa pojedinačnim anjonima
SiO44ndash
nezosilikati
Si2O76ndash
sorosilikati
ciklosilikatiSi3O9
6ndash
Si6O1812ndash
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa lančastim i trakastim anjonima
osnovna jedinica Si4O116ndash
osnovna jedinica SiO32ndash
inosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
osnovna jedinica Si2O52ndash
filosilikati
Nastaju međusobnim povezivanjem traka Si4O116ndash
Između slojeva se mogu naći voda joni metalaslojevi oksida ili hidroksida Deo Si je često zamenjen Al rarr alumosilikati Najvažnija grupa slojevitih silikata su minerali glina
bull npr kaolinit
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
Male promene u strukturi slojevitog silikata rarr velike posledice na svojstva jedinjenjabull različit raspored slojeva magnezijum-silikata i magnezijum-hidroksida kod
azbesta i talka
AZBEST TALK
Si2O52ndash
OHndash
tektosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa trodimenzionalnom strukturom
Najvažniji mineralibull feldspati rarr čine 60 Zemljine korebull zeoliti rarr alumosilikati porozne strukture u
šupljine i kanale mogu da se smeste joni ilimolekuli koriste se kao
sredstva za sušenje sredstva za selektivnu adsorpciju
jona ili molekula nosači katalizatora zamena za polifosfate u deterdžen-
tima (za omekšavanje vode)
SILICIJUM
SILIKONI
Polisiloksani rarr polimeri na bazi silicijumabull hemijski inertnibull hidrofobnibull elastičnibull termički otpornibull netoksični
Osnovna jedinica
Linearni poli(dimetilsiloksani) rarr silikonska ulja viskozne tečnosti Umreženi polimeri rarr silikonske gume i smole
KALAJ I OLOVO
SVOJSTVA I JEDINJENJA
Srebrnastobeli meki metali niske tm Stabilni na vazduhu i otporni prema koroziji jer se pasiviraju (prevlače zaštitnim slojem
oksida koji sprečava dalju reakciju) Najznačajnija jedinjenja rarr oksidi
bull SnO i SnO2
bull PbO i PbO2
bull Pb3O4 (PbO22PbO) mešoviti oksid minijum
PbOPbO2
Pb3O4
KALAJ I OLOVO
JEDINJENJA
Kalaj(II)-oksid i olovo(II)-oksid kao i odgovarajući hidroksidi su amfoterni
Pb(OH)2(s) + 2H+ rarr Pb2+(aq) + 2H2OPb(OH)2(s) + OHndash rarr [Pb(OH)3]ndash(aq)
Olovo(IV)-oksid je jako oksidaciono sredstvo
PbO2 + 4H+ + 2endash rarr Pb2+ + 2H2O Eө = 169 V Postojanje dva oksidaciona stanja u minijumu (PbO22PbO) se može dokazati
Pb3O4(s) + 4HNO3(razbl) rarr PbO2(s) + 2Pb(NO3)2(aq) + 2H2O(l)IV II
Talog se tretira koncentrovanom HCl
PbO2(s) + 4HCl(konc) rarr PbCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)
Rastvor se tretira IndashCrO42ndashSO4
2ndash-jonima
PbI2PbCrO4PbSO4(s) npr Pb2+(aq) + CrO42ndash(aq) rarr PbCrO4(s)
KALAJ I OLOVO
PRIMENA
Kalaj se koristibull za proizvodnju belog lima (kalajisani gvozdeni lim za izradu konzervi) zbog
inertnosti i netoksičnosti ako se sloj kalaja ošteti počinje korozija gvožđa jer jenjegov standardni elektrodni potencijal (Eө = ndash044 V) niži od onog za kalaj(Eө = ndash014 V)
bull kao osnovni sastojak legura za lemljenje zbog niske tm (oko 200 oC) Olovo se najviše koristi za izradu olovnih akumulatora Zbog toksičnosti upotreba olova
i njegovih jedinjenja je značajno smanjena (olovne cevi olovni benzin)
dijamant grafit C60-fuleren
nanocevi amorfni ugljenikgrafen
ALOTROPSKE MODIFIKACIJE
UGLJENIK
UGLJENIK
DIJAMANT
Bezbojan izuzetno tvrd (najtvrđa supstanca) Dobro provodi toplotu ne provodi struju (izolator) Struktura
bull trodimenzionalna mreža tetraedarski orijentisanih CndashC vezabull sp3 hibridizacija atoma (gradi četiri veze)bull preklapanje atomskih orbitala je optimalno jačina veza je maksimalna
Koristi se za izradubull reznih alata (za sečenje brušenje bušenje poliranje)bull nakita (1 karat = 0200 g)
UGLJENIK
GRAFIT
Siv metalnog sjaja mekan Dobro provodi struju Struktura
bull slojevita rarr susedni slojevi su pomereni (svaki drugi sloj se nalazi jedan iznaddrugog) i slabo vezani
bull atomi su povezani u šestočlane prstenovebull sp2 hibridizacija atoma (gradi tri veze) rarr četvrti elektron je delokalizovan po celom
sloju delokalizovani elektroni omogućavaju provođenje struje ali samo duž sloja Koristi se za izradu
bull grafitnih elektroda sredstavaza podmazivanje olovaka
bull termootpornih sudova ikalupa (tm = 4100 degC najvišaod svih elemenata)
UGLJENIK
DIJAMANT I GRAFIT
Dijamant i grafit se dobijaju iz prirodnih nalazišta kao i veštačkim putembull grafit rarr reakcijom koksa sa SiO2
SiO2(l) + 3C(s) C(grafit) + Si(g) + 2CO(g)2500 degC
bull dijamant rarr na visokim pritiscima (5 GPa) i temperaturama (1600 oC) mogućeje prevesti grafit u dijamant dobijeni dijamanti su mali i dobri za izradu reznihalata ali ne i nakita
C60(12 C-5 i 20 C-6 prstenova)
Sličan fudbalskoj lopti
C70
Niz struktura u kojima su atomi povezani u petočlane i šestočlane prstenove i raspoređenitako da obrazuju molekule sfernog ili elipsoidnog oblika
bull C60 C70 C76 C80 C84 C36
UGLJENIK
FULERENI
Dobijaju se reakcijom u električnom luku između dve grafitne elektrode u inertnom gasu Rastvorni su u nepolarnim rastvaračima (za razliku od dijamanta i grafita koji su nerastvorni) U njihovu strukturu mogu da se ugrade atomi joni ili mali molekuli
bull neka od ovih jedinjenja imaju svojstva superprovodnika (npr sa Rb)
UGLJENIK
GRAFEN
Dobija se bdquorazlistavanjemrdquo grafita rarr sloj debljine jednog C atoma Grafit debljine 1 mm sadrži oko tri miliona slojeva grafena naslaganih jedan na drugi Dvodimenzionalni nanomaterijal Izuzetna i neobična električna mehanička termička i druga svojstva
bull npr najtanji i najjači poznati materijal
NANOCEVI
Grafitni slojevi uvijeni u cilindre debljine nekoliko nm rarr nanocevi ili nanotube
UGLJENIK
AMORFNI UGLJENIK
Dobija se suvom destilacijom uglja (zagrevanjem u odsustvu vazduha) Pored ugljenika sadrži malu količinu mineralnih i organskih supstanci Svetska proizvodnja je ogromna rarr osnovno i najvažnije redukciono sredstvo u metalurgiji
Koks
Dobija se nepotpunim sagorevanjem ugljovodonika Sastoji se od sitnih čestica ugljenika (fino sprašeni ugljenik) Koristi se u gumarskoj industriji (kao punilo i za ojačavanje materijala)
Čađ
Aktivni ugljenik
Aktivni ugalj Dobija se kontrolisanim zagrevanjem organske materije (npr drveta) u odsustvu vazduha Ima veliku specifičnu površinu i veliku sposobnost adsorbovanja drugih supstanci Koristi se kao adsorbens npr za prečišćavanje vode u gas-maskama u medicini
UGLJENIK
UGLJEN-MONOKSID CO
Oksidacioni broj II
Trostruka veza velike jačine (1073 kJ molndash1) Gas bez boje i mirisa izuzetno otrovan Neutralni oksid (ne reaguje sa vodom niti sa kiselinama i bazama) U laboratoriji se dobija dehidratacijom mravlje kiseline
C(s) + H2O(g) rarr CO(g) + H2(g)
HCOOH CO + H2OH2SO4 (konc)
100 degC U industriji se dobija
bull nepotpunim sagorevanjem koksa
vodeni gas
generatorski gas2C(s) + O2(g) rarr 2CO(g)
bull redukcijom vodene pare pomoću koksa
UGLJENIK
UGLJEN-MONOKSID CO
Lako sagoreva do CO2 uz oslobađanje velike količine toplote
2CO(g) + O2(g) rarr 2CO2(g)
Koristi sebull za zagrevanje u industriji (generatorski gas)bull kao redukciono sredstvo
u reakcijama gde se koks koristi kao redukciono sredstvo CO imaaktivnu ulogu
rHө = ndash566 kJ molndash1
C(s) + CO2(g) 2CO(g) rHө = 172 kJ molndash1
Na visokim temperaturama dominira CO (na 1000 oC rarr 99 vol CO) Na nižim temperaturama dominira CO2 (na 550 oC rarr 10 vol CO) Naglim hlađenjem smeše CO i CO2 rarr CO se disproporcioniše i
nastaje čađ
Gas bez boje i mirisa Kiseli oksid U laboratoriji se dobija
bull žarenjem karbonata ili hidrogenkarbonata
UGLJENIK
UGLJEN-DIOKSID CO2
Oksidacioni broj IV
CaCO3(s) rarr CaO(s) + CO2(g)
CaCO3(s) + 2HCl(aq) rarr CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)
bull reakcijom kiselina sa karbonatima ili hidrogenkarbonatima
C(s) + O2(g) rarr CO2(g)
bull sagorevanjem ugljenika
U industriji se dobija daljom oksidacijom CO u vodenom gasu uvođenjem vodene pare
UGLJENIK
UGLJEN-DIOKSID CO2
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)400 oCFe2O3
Koristi sebull kao sredstvo za gašenje požarabull u prehrambenoj industriji (konzerviranje hrane gaziranje pića)bull za superkritičnu ekstrakcijubull kao sredstvo za hlađenje rarr CO2(s) suvi led (sublimacija na ndash785 oC)
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Oksidacioni broj IV
CO2(aq) + H2O(l) H2CO3(aq)
Rastvaranjem CO2 u vodi
bull Svega 04 H2CO3 rarr gotovo potpuno u obliku hidratisanih molekula CO2
Slaba kiselina
Soli rarr karbonati i hidrogenkarbonati (bdquobikarbonatirdquo)
H2CO3 + H2O HCO3ndash + H3O+
HCO3ndash + H2O CO3
2ndash + H3O+
1aK= 48middot10ndash11
= 25middot10ndash4
2aK
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Karbonati rarr teško rastvorni osim karbonata alkalnih metala Postoje velika nalazišta karbonatnih minerala zemnoalkalnih metala
bull kalcita CaCO3
bull dolomita CaMg(CO3)2
bull magnezita MgCO3
Hidrogenkarbonati rarr rastvorni u vodi Ravnoteža između karbonata i hidrogenkarbonata
CO32ndash(aq) + CO2(g) + H2O(l) 2HCO3
ndash(aq)
CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) rarr Ca(HCO3)2(aq)
bull uvođenjem CO2 u suspenziju karbonata rarr bistar rastvor hidrogenkarbonata
bull zagrevanjem bikarbonata (čvrstog ili rastvorenog) rarr izdvajanje CO2 i nastanakkarbonata
Ca(HCO3)2(aq) rarr CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Najvažnije soli ugljene kiseline Na2CO3 i NaHCO3 dobijaju se Solvejevim postupkom
Solvejev postupak
U koncentrovani rastvor NaCl uvodi se NH3 iCO2 rarr nastali rastvor sadrži jone Na+ ClndashNH4
+ i HCO3ndash
Od četiri soli koje mogu nastati kombinacijomovih jona najmanje rastvorna je NaHCO3 pa setaloži jer je rastvor koncentrovan NaHCO3 se suši i žarenjem prevodi u Na2CO3
2NaHCO3(s) rarr Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)t
U preostali rastvor NH4Cl dodaje se Ca(OH)2
da bi se regenerisao NH3
2NH4Cl + Ca(OH)2 rarr 2NH3(g) + CaCl2 + 2H2O
UGLJENIK
KARBIDI
Binarna jedinjenja ugljenika sa elementima manje elektronegativnosti (izuzev vodonika) Dobijaju se reakcijom metala ili njihovih oksida sa ugljenikom na visokoj t Prema tipu veze mogu se podeliti na
bull jonske rarr karbidi alkalnih i zemnoalkalnih metala i Al (CaC2 Al4C3)bull kovalentne rarr karbidi silicijuma i bora (SiC B4C) malobrojnibull metalne (intersticijalne) rarr karbidi prelaznih elemenata (Fe3C TiC VC)
Najznačajniji karbid rarr CaC2bull dobijanje
bull burna reakcija sa vodom
CaC2(s) + 2H2O(l) rarr C2H2(g) + Ca(OH)2(aq)
CaO + 3C rarr CaC2 + CO
etin(acetilen)
UGLJENIK
CIJANIDI CIJANATI TIOCIJANATI
Sadrže ugljenik i azot povezane trostrukom vezom Linearna struktura Izuzetno otrovni
cijanovodonik(cijanovodonična kiselina)
ndashndashndashC NndashH ndashndashndashndashndashndashC NndashH ndashndashndashC N ndashndashndashndashndashndashC NC N
CNndash (cijanid-jon )
O ndashndashndashC NndashO ndashndashndashndashndashndashC NndashOCNndash (cijanat-jon )
S ndashndashndashC NndashS ndashndashndashndashndashndashC NndashSCNndash (tiocijanat-jon )
UGLJENIK
EKOLOŠKI PROBLEMI
Zbog prevelike upotrebe i sagorevanja fosilnih goriva kao i izazivanja velikih šumskihpožara radi raščišćavanja zemljišta u poljoprivredne svrhe (amazonske šume) rarr količinaCO2 u atmosferi se povećava (od 19 veka za oko 20 prosečno 04 godišnje) Povećanje količine CO2 prouzrokuje efekat bdquostaklene bašteldquo zbog kojeg se temperatura
na Zemlji povećava rarr globalno zagrevanjebull Sunčevo zračenje dospeva do Zemljine površine i zagreva jebull Zemlja kao i svako zagrejano telo reemituje zračenje nazad u atmosferu ali kao
energetski niže zračenjebull Gasovi prisutni u atmosferi mogu da apsorbuju odlazeće zračenje niže energije a
zatim ga i reemituju nazad ka površini Zemlje koja se dodatno zagreva Najznačajniji gasovi koji apsorbuju zračenje u atmosferi su CO2 (50) i CH4 (20)
SILICIJUM
SILICIJUM Si
Srebrnastosive boje metalnog sjaja U industriji se dobija redukcijom SiO2 pomoću koksa rarr Si čistoće 98 (bdquosirovrdquo)
Silicijum (veoma čist) se koristi za proizvodnju komponenata uelektronici jer je poluprovodnik
SiO2 + 2C rarr Si + 2COt
Da bi se dobio veoma čist Si (lt 10ndash7 primesa) bdquosirovrdquo se dalje tretirabull prevodi u SiHCl3 (trihlorsilan) koji se zatim redukuje pomoću Zn ili Mg
Si(s) + 3HCl(g) rarr SiHCl3(l) + H2(g)
bull šipka Si se propušta između grejača dolazi do topljenja uvrlo uskoj zoni nečistoće se koncentruju u rastopu i poslerafinacije se nalaze na jednom kraju šipke koji se seče iodbacuje (bdquozonalna rafinacijardquo)
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Oksidacioni broj IV Postoji više kristalnih modifikacija rarr najvažnija α-kvarc Ne postoji u obliku pojedinačnih molekula već ima trodimenzionalni raspored SindashO veza
bull čvrst tvrd visoka tm (1600 oC) Pri hlađenju rastopa često ne dolazi do formiranja potpuno uređene kristalne strukture pa
umesto da kristališe prelazi u stanje pothlađene tečnosti rarr staklasto stanje (staklo)bull neuređeno amorfno
Si
O
kristalni SiO2 amorfni SiO2
hlađenje rastopa
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Hemijski inertan nerastvoran Reaguje samo sa
bull fluorovodoničnom kiselinom
SiO2(s) + 2NaOH(l) rarr Na2SiO3(l) + H2O(g)t
natrijum-silikat (ili kalijum-silikat) su jedini silikatirastvorni u vodi rarr vodeno staklo
Obično staklo nastaje topljenjem smeše Na2CO3 CaCO3 i SiO2 a zatim hlađenjem rarramorfni Na2OmiddotCaOmiddot6SiO2
bull rastopima baza ili karbonatima alkalnih metala (bdquoalkalno topljenjerdquo) rarr prevodi seu rastvorna jedinjenja
SiO2(s) + 4HF(aq) rarr SiF4(g) + 2H2O(l)
Dodatkom kiseline u rastvor vodenog stakla rarr taloži se silicijumska kiselina SiO2xH2O
Trebalo bi da ima formulu H4SiO4 ali se molekuli lako kondenzuju dajući polimerne oblike Svi oblici silicijumske kiseline su slabo rastvorni a sve kiseline su slabe Anjoni ovih kiselina su stabilni rarr silikati
bull čine 95 Zemljine kore (stene zemlja glina pesak)bull osnovna strukturna jedinica rarr silikat-jon (SiO4
4ndash)
SILICIJUM
SILICIJUMSKA KISELINA SiO2xH2O
SiO2xH2O se koristi kao sredstvo za sušenje (bdquosilika-gelrdquo)
Prema broju i načinu povezivanja SiO44ndash tetraedara dele se na silikate sa
bull pojedinačnim anjonimabull lančastim i trakastim anjonimabull slojevitom strukturombull trodimenzionalnom strukturom
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa pojedinačnim anjonima
SiO44ndash
nezosilikati
Si2O76ndash
sorosilikati
ciklosilikatiSi3O9
6ndash
Si6O1812ndash
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa lančastim i trakastim anjonima
osnovna jedinica Si4O116ndash
osnovna jedinica SiO32ndash
inosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
osnovna jedinica Si2O52ndash
filosilikati
Nastaju međusobnim povezivanjem traka Si4O116ndash
Između slojeva se mogu naći voda joni metalaslojevi oksida ili hidroksida Deo Si je često zamenjen Al rarr alumosilikati Najvažnija grupa slojevitih silikata su minerali glina
bull npr kaolinit
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
Male promene u strukturi slojevitog silikata rarr velike posledice na svojstva jedinjenjabull različit raspored slojeva magnezijum-silikata i magnezijum-hidroksida kod
azbesta i talka
AZBEST TALK
Si2O52ndash
OHndash
tektosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa trodimenzionalnom strukturom
Najvažniji mineralibull feldspati rarr čine 60 Zemljine korebull zeoliti rarr alumosilikati porozne strukture u
šupljine i kanale mogu da se smeste joni ilimolekuli koriste se kao
sredstva za sušenje sredstva za selektivnu adsorpciju
jona ili molekula nosači katalizatora zamena za polifosfate u deterdžen-
tima (za omekšavanje vode)
SILICIJUM
SILIKONI
Polisiloksani rarr polimeri na bazi silicijumabull hemijski inertnibull hidrofobnibull elastičnibull termički otpornibull netoksični
Osnovna jedinica
Linearni poli(dimetilsiloksani) rarr silikonska ulja viskozne tečnosti Umreženi polimeri rarr silikonske gume i smole
KALAJ I OLOVO
SVOJSTVA I JEDINJENJA
Srebrnastobeli meki metali niske tm Stabilni na vazduhu i otporni prema koroziji jer se pasiviraju (prevlače zaštitnim slojem
oksida koji sprečava dalju reakciju) Najznačajnija jedinjenja rarr oksidi
bull SnO i SnO2
bull PbO i PbO2
bull Pb3O4 (PbO22PbO) mešoviti oksid minijum
PbOPbO2
Pb3O4
KALAJ I OLOVO
JEDINJENJA
Kalaj(II)-oksid i olovo(II)-oksid kao i odgovarajući hidroksidi su amfoterni
Pb(OH)2(s) + 2H+ rarr Pb2+(aq) + 2H2OPb(OH)2(s) + OHndash rarr [Pb(OH)3]ndash(aq)
Olovo(IV)-oksid je jako oksidaciono sredstvo
PbO2 + 4H+ + 2endash rarr Pb2+ + 2H2O Eө = 169 V Postojanje dva oksidaciona stanja u minijumu (PbO22PbO) se može dokazati
Pb3O4(s) + 4HNO3(razbl) rarr PbO2(s) + 2Pb(NO3)2(aq) + 2H2O(l)IV II
Talog se tretira koncentrovanom HCl
PbO2(s) + 4HCl(konc) rarr PbCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)
Rastvor se tretira IndashCrO42ndashSO4
2ndash-jonima
PbI2PbCrO4PbSO4(s) npr Pb2+(aq) + CrO42ndash(aq) rarr PbCrO4(s)
KALAJ I OLOVO
PRIMENA
Kalaj se koristibull za proizvodnju belog lima (kalajisani gvozdeni lim za izradu konzervi) zbog
inertnosti i netoksičnosti ako se sloj kalaja ošteti počinje korozija gvožđa jer jenjegov standardni elektrodni potencijal (Eө = ndash044 V) niži od onog za kalaj(Eө = ndash014 V)
bull kao osnovni sastojak legura za lemljenje zbog niske tm (oko 200 oC) Olovo se najviše koristi za izradu olovnih akumulatora Zbog toksičnosti upotreba olova
i njegovih jedinjenja je značajno smanjena (olovne cevi olovni benzin)
UGLJENIK
GRAFIT
Siv metalnog sjaja mekan Dobro provodi struju Struktura
bull slojevita rarr susedni slojevi su pomereni (svaki drugi sloj se nalazi jedan iznaddrugog) i slabo vezani
bull atomi su povezani u šestočlane prstenovebull sp2 hibridizacija atoma (gradi tri veze) rarr četvrti elektron je delokalizovan po celom
sloju delokalizovani elektroni omogućavaju provođenje struje ali samo duž sloja Koristi se za izradu
bull grafitnih elektroda sredstavaza podmazivanje olovaka
bull termootpornih sudova ikalupa (tm = 4100 degC najvišaod svih elemenata)
UGLJENIK
DIJAMANT I GRAFIT
Dijamant i grafit se dobijaju iz prirodnih nalazišta kao i veštačkim putembull grafit rarr reakcijom koksa sa SiO2
SiO2(l) + 3C(s) C(grafit) + Si(g) + 2CO(g)2500 degC
bull dijamant rarr na visokim pritiscima (5 GPa) i temperaturama (1600 oC) mogućeje prevesti grafit u dijamant dobijeni dijamanti su mali i dobri za izradu reznihalata ali ne i nakita
C60(12 C-5 i 20 C-6 prstenova)
Sličan fudbalskoj lopti
C70
Niz struktura u kojima su atomi povezani u petočlane i šestočlane prstenove i raspoređenitako da obrazuju molekule sfernog ili elipsoidnog oblika
bull C60 C70 C76 C80 C84 C36
UGLJENIK
FULERENI
Dobijaju se reakcijom u električnom luku između dve grafitne elektrode u inertnom gasu Rastvorni su u nepolarnim rastvaračima (za razliku od dijamanta i grafita koji su nerastvorni) U njihovu strukturu mogu da se ugrade atomi joni ili mali molekuli
bull neka od ovih jedinjenja imaju svojstva superprovodnika (npr sa Rb)
UGLJENIK
GRAFEN
Dobija se bdquorazlistavanjemrdquo grafita rarr sloj debljine jednog C atoma Grafit debljine 1 mm sadrži oko tri miliona slojeva grafena naslaganih jedan na drugi Dvodimenzionalni nanomaterijal Izuzetna i neobična električna mehanička termička i druga svojstva
bull npr najtanji i najjači poznati materijal
NANOCEVI
Grafitni slojevi uvijeni u cilindre debljine nekoliko nm rarr nanocevi ili nanotube
UGLJENIK
AMORFNI UGLJENIK
Dobija se suvom destilacijom uglja (zagrevanjem u odsustvu vazduha) Pored ugljenika sadrži malu količinu mineralnih i organskih supstanci Svetska proizvodnja je ogromna rarr osnovno i najvažnije redukciono sredstvo u metalurgiji
Koks
Dobija se nepotpunim sagorevanjem ugljovodonika Sastoji se od sitnih čestica ugljenika (fino sprašeni ugljenik) Koristi se u gumarskoj industriji (kao punilo i za ojačavanje materijala)
Čađ
Aktivni ugljenik
Aktivni ugalj Dobija se kontrolisanim zagrevanjem organske materije (npr drveta) u odsustvu vazduha Ima veliku specifičnu površinu i veliku sposobnost adsorbovanja drugih supstanci Koristi se kao adsorbens npr za prečišćavanje vode u gas-maskama u medicini
UGLJENIK
UGLJEN-MONOKSID CO
Oksidacioni broj II
Trostruka veza velike jačine (1073 kJ molndash1) Gas bez boje i mirisa izuzetno otrovan Neutralni oksid (ne reaguje sa vodom niti sa kiselinama i bazama) U laboratoriji se dobija dehidratacijom mravlje kiseline
C(s) + H2O(g) rarr CO(g) + H2(g)
HCOOH CO + H2OH2SO4 (konc)
100 degC U industriji se dobija
bull nepotpunim sagorevanjem koksa
vodeni gas
generatorski gas2C(s) + O2(g) rarr 2CO(g)
bull redukcijom vodene pare pomoću koksa
UGLJENIK
UGLJEN-MONOKSID CO
Lako sagoreva do CO2 uz oslobađanje velike količine toplote
2CO(g) + O2(g) rarr 2CO2(g)
Koristi sebull za zagrevanje u industriji (generatorski gas)bull kao redukciono sredstvo
u reakcijama gde se koks koristi kao redukciono sredstvo CO imaaktivnu ulogu
rHө = ndash566 kJ molndash1
C(s) + CO2(g) 2CO(g) rHө = 172 kJ molndash1
Na visokim temperaturama dominira CO (na 1000 oC rarr 99 vol CO) Na nižim temperaturama dominira CO2 (na 550 oC rarr 10 vol CO) Naglim hlađenjem smeše CO i CO2 rarr CO se disproporcioniše i
nastaje čađ
Gas bez boje i mirisa Kiseli oksid U laboratoriji se dobija
bull žarenjem karbonata ili hidrogenkarbonata
UGLJENIK
UGLJEN-DIOKSID CO2
Oksidacioni broj IV
CaCO3(s) rarr CaO(s) + CO2(g)
CaCO3(s) + 2HCl(aq) rarr CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)
bull reakcijom kiselina sa karbonatima ili hidrogenkarbonatima
C(s) + O2(g) rarr CO2(g)
bull sagorevanjem ugljenika
U industriji se dobija daljom oksidacijom CO u vodenom gasu uvođenjem vodene pare
UGLJENIK
UGLJEN-DIOKSID CO2
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)400 oCFe2O3
Koristi sebull kao sredstvo za gašenje požarabull u prehrambenoj industriji (konzerviranje hrane gaziranje pića)bull za superkritičnu ekstrakcijubull kao sredstvo za hlađenje rarr CO2(s) suvi led (sublimacija na ndash785 oC)
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Oksidacioni broj IV
CO2(aq) + H2O(l) H2CO3(aq)
Rastvaranjem CO2 u vodi
bull Svega 04 H2CO3 rarr gotovo potpuno u obliku hidratisanih molekula CO2
Slaba kiselina
Soli rarr karbonati i hidrogenkarbonati (bdquobikarbonatirdquo)
H2CO3 + H2O HCO3ndash + H3O+
HCO3ndash + H2O CO3
2ndash + H3O+
1aK= 48middot10ndash11
= 25middot10ndash4
2aK
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Karbonati rarr teško rastvorni osim karbonata alkalnih metala Postoje velika nalazišta karbonatnih minerala zemnoalkalnih metala
bull kalcita CaCO3
bull dolomita CaMg(CO3)2
bull magnezita MgCO3
Hidrogenkarbonati rarr rastvorni u vodi Ravnoteža između karbonata i hidrogenkarbonata
CO32ndash(aq) + CO2(g) + H2O(l) 2HCO3
ndash(aq)
CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) rarr Ca(HCO3)2(aq)
bull uvođenjem CO2 u suspenziju karbonata rarr bistar rastvor hidrogenkarbonata
bull zagrevanjem bikarbonata (čvrstog ili rastvorenog) rarr izdvajanje CO2 i nastanakkarbonata
Ca(HCO3)2(aq) rarr CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Najvažnije soli ugljene kiseline Na2CO3 i NaHCO3 dobijaju se Solvejevim postupkom
Solvejev postupak
U koncentrovani rastvor NaCl uvodi se NH3 iCO2 rarr nastali rastvor sadrži jone Na+ ClndashNH4
+ i HCO3ndash
Od četiri soli koje mogu nastati kombinacijomovih jona najmanje rastvorna je NaHCO3 pa setaloži jer je rastvor koncentrovan NaHCO3 se suši i žarenjem prevodi u Na2CO3
2NaHCO3(s) rarr Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)t
U preostali rastvor NH4Cl dodaje se Ca(OH)2
da bi se regenerisao NH3
2NH4Cl + Ca(OH)2 rarr 2NH3(g) + CaCl2 + 2H2O
UGLJENIK
KARBIDI
Binarna jedinjenja ugljenika sa elementima manje elektronegativnosti (izuzev vodonika) Dobijaju se reakcijom metala ili njihovih oksida sa ugljenikom na visokoj t Prema tipu veze mogu se podeliti na
bull jonske rarr karbidi alkalnih i zemnoalkalnih metala i Al (CaC2 Al4C3)bull kovalentne rarr karbidi silicijuma i bora (SiC B4C) malobrojnibull metalne (intersticijalne) rarr karbidi prelaznih elemenata (Fe3C TiC VC)
Najznačajniji karbid rarr CaC2bull dobijanje
bull burna reakcija sa vodom
CaC2(s) + 2H2O(l) rarr C2H2(g) + Ca(OH)2(aq)
CaO + 3C rarr CaC2 + CO
etin(acetilen)
UGLJENIK
CIJANIDI CIJANATI TIOCIJANATI
Sadrže ugljenik i azot povezane trostrukom vezom Linearna struktura Izuzetno otrovni
cijanovodonik(cijanovodonična kiselina)
ndashndashndashC NndashH ndashndashndashndashndashndashC NndashH ndashndashndashC N ndashndashndashndashndashndashC NC N
CNndash (cijanid-jon )
O ndashndashndashC NndashO ndashndashndashndashndashndashC NndashOCNndash (cijanat-jon )
S ndashndashndashC NndashS ndashndashndashndashndashndashC NndashSCNndash (tiocijanat-jon )
UGLJENIK
EKOLOŠKI PROBLEMI
Zbog prevelike upotrebe i sagorevanja fosilnih goriva kao i izazivanja velikih šumskihpožara radi raščišćavanja zemljišta u poljoprivredne svrhe (amazonske šume) rarr količinaCO2 u atmosferi se povećava (od 19 veka za oko 20 prosečno 04 godišnje) Povećanje količine CO2 prouzrokuje efekat bdquostaklene bašteldquo zbog kojeg se temperatura
na Zemlji povećava rarr globalno zagrevanjebull Sunčevo zračenje dospeva do Zemljine površine i zagreva jebull Zemlja kao i svako zagrejano telo reemituje zračenje nazad u atmosferu ali kao
energetski niže zračenjebull Gasovi prisutni u atmosferi mogu da apsorbuju odlazeće zračenje niže energije a
zatim ga i reemituju nazad ka površini Zemlje koja se dodatno zagreva Najznačajniji gasovi koji apsorbuju zračenje u atmosferi su CO2 (50) i CH4 (20)
SILICIJUM
SILICIJUM Si
Srebrnastosive boje metalnog sjaja U industriji se dobija redukcijom SiO2 pomoću koksa rarr Si čistoće 98 (bdquosirovrdquo)
Silicijum (veoma čist) se koristi za proizvodnju komponenata uelektronici jer je poluprovodnik
SiO2 + 2C rarr Si + 2COt
Da bi se dobio veoma čist Si (lt 10ndash7 primesa) bdquosirovrdquo se dalje tretirabull prevodi u SiHCl3 (trihlorsilan) koji se zatim redukuje pomoću Zn ili Mg
Si(s) + 3HCl(g) rarr SiHCl3(l) + H2(g)
bull šipka Si se propušta između grejača dolazi do topljenja uvrlo uskoj zoni nečistoće se koncentruju u rastopu i poslerafinacije se nalaze na jednom kraju šipke koji se seče iodbacuje (bdquozonalna rafinacijardquo)
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Oksidacioni broj IV Postoji više kristalnih modifikacija rarr najvažnija α-kvarc Ne postoji u obliku pojedinačnih molekula već ima trodimenzionalni raspored SindashO veza
bull čvrst tvrd visoka tm (1600 oC) Pri hlađenju rastopa često ne dolazi do formiranja potpuno uređene kristalne strukture pa
umesto da kristališe prelazi u stanje pothlađene tečnosti rarr staklasto stanje (staklo)bull neuređeno amorfno
Si
O
kristalni SiO2 amorfni SiO2
hlađenje rastopa
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Hemijski inertan nerastvoran Reaguje samo sa
bull fluorovodoničnom kiselinom
SiO2(s) + 2NaOH(l) rarr Na2SiO3(l) + H2O(g)t
natrijum-silikat (ili kalijum-silikat) su jedini silikatirastvorni u vodi rarr vodeno staklo
Obično staklo nastaje topljenjem smeše Na2CO3 CaCO3 i SiO2 a zatim hlađenjem rarramorfni Na2OmiddotCaOmiddot6SiO2
bull rastopima baza ili karbonatima alkalnih metala (bdquoalkalno topljenjerdquo) rarr prevodi seu rastvorna jedinjenja
SiO2(s) + 4HF(aq) rarr SiF4(g) + 2H2O(l)
Dodatkom kiseline u rastvor vodenog stakla rarr taloži se silicijumska kiselina SiO2xH2O
Trebalo bi da ima formulu H4SiO4 ali se molekuli lako kondenzuju dajući polimerne oblike Svi oblici silicijumske kiseline su slabo rastvorni a sve kiseline su slabe Anjoni ovih kiselina su stabilni rarr silikati
bull čine 95 Zemljine kore (stene zemlja glina pesak)bull osnovna strukturna jedinica rarr silikat-jon (SiO4
4ndash)
SILICIJUM
SILICIJUMSKA KISELINA SiO2xH2O
SiO2xH2O se koristi kao sredstvo za sušenje (bdquosilika-gelrdquo)
Prema broju i načinu povezivanja SiO44ndash tetraedara dele se na silikate sa
bull pojedinačnim anjonimabull lančastim i trakastim anjonimabull slojevitom strukturombull trodimenzionalnom strukturom
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa pojedinačnim anjonima
SiO44ndash
nezosilikati
Si2O76ndash
sorosilikati
ciklosilikatiSi3O9
6ndash
Si6O1812ndash
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa lančastim i trakastim anjonima
osnovna jedinica Si4O116ndash
osnovna jedinica SiO32ndash
inosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
osnovna jedinica Si2O52ndash
filosilikati
Nastaju međusobnim povezivanjem traka Si4O116ndash
Između slojeva se mogu naći voda joni metalaslojevi oksida ili hidroksida Deo Si je često zamenjen Al rarr alumosilikati Najvažnija grupa slojevitih silikata su minerali glina
bull npr kaolinit
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
Male promene u strukturi slojevitog silikata rarr velike posledice na svojstva jedinjenjabull različit raspored slojeva magnezijum-silikata i magnezijum-hidroksida kod
azbesta i talka
AZBEST TALK
Si2O52ndash
OHndash
tektosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa trodimenzionalnom strukturom
Najvažniji mineralibull feldspati rarr čine 60 Zemljine korebull zeoliti rarr alumosilikati porozne strukture u
šupljine i kanale mogu da se smeste joni ilimolekuli koriste se kao
sredstva za sušenje sredstva za selektivnu adsorpciju
jona ili molekula nosači katalizatora zamena za polifosfate u deterdžen-
tima (za omekšavanje vode)
SILICIJUM
SILIKONI
Polisiloksani rarr polimeri na bazi silicijumabull hemijski inertnibull hidrofobnibull elastičnibull termički otpornibull netoksični
Osnovna jedinica
Linearni poli(dimetilsiloksani) rarr silikonska ulja viskozne tečnosti Umreženi polimeri rarr silikonske gume i smole
KALAJ I OLOVO
SVOJSTVA I JEDINJENJA
Srebrnastobeli meki metali niske tm Stabilni na vazduhu i otporni prema koroziji jer se pasiviraju (prevlače zaštitnim slojem
oksida koji sprečava dalju reakciju) Najznačajnija jedinjenja rarr oksidi
bull SnO i SnO2
bull PbO i PbO2
bull Pb3O4 (PbO22PbO) mešoviti oksid minijum
PbOPbO2
Pb3O4
KALAJ I OLOVO
JEDINJENJA
Kalaj(II)-oksid i olovo(II)-oksid kao i odgovarajući hidroksidi su amfoterni
Pb(OH)2(s) + 2H+ rarr Pb2+(aq) + 2H2OPb(OH)2(s) + OHndash rarr [Pb(OH)3]ndash(aq)
Olovo(IV)-oksid je jako oksidaciono sredstvo
PbO2 + 4H+ + 2endash rarr Pb2+ + 2H2O Eө = 169 V Postojanje dva oksidaciona stanja u minijumu (PbO22PbO) se može dokazati
Pb3O4(s) + 4HNO3(razbl) rarr PbO2(s) + 2Pb(NO3)2(aq) + 2H2O(l)IV II
Talog se tretira koncentrovanom HCl
PbO2(s) + 4HCl(konc) rarr PbCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)
Rastvor se tretira IndashCrO42ndashSO4
2ndash-jonima
PbI2PbCrO4PbSO4(s) npr Pb2+(aq) + CrO42ndash(aq) rarr PbCrO4(s)
KALAJ I OLOVO
PRIMENA
Kalaj se koristibull za proizvodnju belog lima (kalajisani gvozdeni lim za izradu konzervi) zbog
inertnosti i netoksičnosti ako se sloj kalaja ošteti počinje korozija gvožđa jer jenjegov standardni elektrodni potencijal (Eө = ndash044 V) niži od onog za kalaj(Eө = ndash014 V)
bull kao osnovni sastojak legura za lemljenje zbog niske tm (oko 200 oC) Olovo se najviše koristi za izradu olovnih akumulatora Zbog toksičnosti upotreba olova
i njegovih jedinjenja je značajno smanjena (olovne cevi olovni benzin)
C60(12 C-5 i 20 C-6 prstenova)
Sličan fudbalskoj lopti
C70
Niz struktura u kojima su atomi povezani u petočlane i šestočlane prstenove i raspoređenitako da obrazuju molekule sfernog ili elipsoidnog oblika
bull C60 C70 C76 C80 C84 C36
UGLJENIK
FULERENI
Dobijaju se reakcijom u električnom luku između dve grafitne elektrode u inertnom gasu Rastvorni su u nepolarnim rastvaračima (za razliku od dijamanta i grafita koji su nerastvorni) U njihovu strukturu mogu da se ugrade atomi joni ili mali molekuli
bull neka od ovih jedinjenja imaju svojstva superprovodnika (npr sa Rb)
UGLJENIK
GRAFEN
Dobija se bdquorazlistavanjemrdquo grafita rarr sloj debljine jednog C atoma Grafit debljine 1 mm sadrži oko tri miliona slojeva grafena naslaganih jedan na drugi Dvodimenzionalni nanomaterijal Izuzetna i neobična električna mehanička termička i druga svojstva
bull npr najtanji i najjači poznati materijal
NANOCEVI
Grafitni slojevi uvijeni u cilindre debljine nekoliko nm rarr nanocevi ili nanotube
UGLJENIK
AMORFNI UGLJENIK
Dobija se suvom destilacijom uglja (zagrevanjem u odsustvu vazduha) Pored ugljenika sadrži malu količinu mineralnih i organskih supstanci Svetska proizvodnja je ogromna rarr osnovno i najvažnije redukciono sredstvo u metalurgiji
Koks
Dobija se nepotpunim sagorevanjem ugljovodonika Sastoji se od sitnih čestica ugljenika (fino sprašeni ugljenik) Koristi se u gumarskoj industriji (kao punilo i za ojačavanje materijala)
Čađ
Aktivni ugljenik
Aktivni ugalj Dobija se kontrolisanim zagrevanjem organske materije (npr drveta) u odsustvu vazduha Ima veliku specifičnu površinu i veliku sposobnost adsorbovanja drugih supstanci Koristi se kao adsorbens npr za prečišćavanje vode u gas-maskama u medicini
UGLJENIK
UGLJEN-MONOKSID CO
Oksidacioni broj II
Trostruka veza velike jačine (1073 kJ molndash1) Gas bez boje i mirisa izuzetno otrovan Neutralni oksid (ne reaguje sa vodom niti sa kiselinama i bazama) U laboratoriji se dobija dehidratacijom mravlje kiseline
C(s) + H2O(g) rarr CO(g) + H2(g)
HCOOH CO + H2OH2SO4 (konc)
100 degC U industriji se dobija
bull nepotpunim sagorevanjem koksa
vodeni gas
generatorski gas2C(s) + O2(g) rarr 2CO(g)
bull redukcijom vodene pare pomoću koksa
UGLJENIK
UGLJEN-MONOKSID CO
Lako sagoreva do CO2 uz oslobađanje velike količine toplote
2CO(g) + O2(g) rarr 2CO2(g)
Koristi sebull za zagrevanje u industriji (generatorski gas)bull kao redukciono sredstvo
u reakcijama gde se koks koristi kao redukciono sredstvo CO imaaktivnu ulogu
rHө = ndash566 kJ molndash1
C(s) + CO2(g) 2CO(g) rHө = 172 kJ molndash1
Na visokim temperaturama dominira CO (na 1000 oC rarr 99 vol CO) Na nižim temperaturama dominira CO2 (na 550 oC rarr 10 vol CO) Naglim hlađenjem smeše CO i CO2 rarr CO se disproporcioniše i
nastaje čađ
Gas bez boje i mirisa Kiseli oksid U laboratoriji se dobija
bull žarenjem karbonata ili hidrogenkarbonata
UGLJENIK
UGLJEN-DIOKSID CO2
Oksidacioni broj IV
CaCO3(s) rarr CaO(s) + CO2(g)
CaCO3(s) + 2HCl(aq) rarr CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)
bull reakcijom kiselina sa karbonatima ili hidrogenkarbonatima
C(s) + O2(g) rarr CO2(g)
bull sagorevanjem ugljenika
U industriji se dobija daljom oksidacijom CO u vodenom gasu uvođenjem vodene pare
UGLJENIK
UGLJEN-DIOKSID CO2
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)400 oCFe2O3
Koristi sebull kao sredstvo za gašenje požarabull u prehrambenoj industriji (konzerviranje hrane gaziranje pića)bull za superkritičnu ekstrakcijubull kao sredstvo za hlađenje rarr CO2(s) suvi led (sublimacija na ndash785 oC)
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Oksidacioni broj IV
CO2(aq) + H2O(l) H2CO3(aq)
Rastvaranjem CO2 u vodi
bull Svega 04 H2CO3 rarr gotovo potpuno u obliku hidratisanih molekula CO2
Slaba kiselina
Soli rarr karbonati i hidrogenkarbonati (bdquobikarbonatirdquo)
H2CO3 + H2O HCO3ndash + H3O+
HCO3ndash + H2O CO3
2ndash + H3O+
1aK= 48middot10ndash11
= 25middot10ndash4
2aK
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Karbonati rarr teško rastvorni osim karbonata alkalnih metala Postoje velika nalazišta karbonatnih minerala zemnoalkalnih metala
bull kalcita CaCO3
bull dolomita CaMg(CO3)2
bull magnezita MgCO3
Hidrogenkarbonati rarr rastvorni u vodi Ravnoteža između karbonata i hidrogenkarbonata
CO32ndash(aq) + CO2(g) + H2O(l) 2HCO3
ndash(aq)
CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) rarr Ca(HCO3)2(aq)
bull uvođenjem CO2 u suspenziju karbonata rarr bistar rastvor hidrogenkarbonata
bull zagrevanjem bikarbonata (čvrstog ili rastvorenog) rarr izdvajanje CO2 i nastanakkarbonata
Ca(HCO3)2(aq) rarr CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Najvažnije soli ugljene kiseline Na2CO3 i NaHCO3 dobijaju se Solvejevim postupkom
Solvejev postupak
U koncentrovani rastvor NaCl uvodi se NH3 iCO2 rarr nastali rastvor sadrži jone Na+ ClndashNH4
+ i HCO3ndash
Od četiri soli koje mogu nastati kombinacijomovih jona najmanje rastvorna je NaHCO3 pa setaloži jer je rastvor koncentrovan NaHCO3 se suši i žarenjem prevodi u Na2CO3
2NaHCO3(s) rarr Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)t
U preostali rastvor NH4Cl dodaje se Ca(OH)2
da bi se regenerisao NH3
2NH4Cl + Ca(OH)2 rarr 2NH3(g) + CaCl2 + 2H2O
UGLJENIK
KARBIDI
Binarna jedinjenja ugljenika sa elementima manje elektronegativnosti (izuzev vodonika) Dobijaju se reakcijom metala ili njihovih oksida sa ugljenikom na visokoj t Prema tipu veze mogu se podeliti na
bull jonske rarr karbidi alkalnih i zemnoalkalnih metala i Al (CaC2 Al4C3)bull kovalentne rarr karbidi silicijuma i bora (SiC B4C) malobrojnibull metalne (intersticijalne) rarr karbidi prelaznih elemenata (Fe3C TiC VC)
Najznačajniji karbid rarr CaC2bull dobijanje
bull burna reakcija sa vodom
CaC2(s) + 2H2O(l) rarr C2H2(g) + Ca(OH)2(aq)
CaO + 3C rarr CaC2 + CO
etin(acetilen)
UGLJENIK
CIJANIDI CIJANATI TIOCIJANATI
Sadrže ugljenik i azot povezane trostrukom vezom Linearna struktura Izuzetno otrovni
cijanovodonik(cijanovodonična kiselina)
ndashndashndashC NndashH ndashndashndashndashndashndashC NndashH ndashndashndashC N ndashndashndashndashndashndashC NC N
CNndash (cijanid-jon )
O ndashndashndashC NndashO ndashndashndashndashndashndashC NndashOCNndash (cijanat-jon )
S ndashndashndashC NndashS ndashndashndashndashndashndashC NndashSCNndash (tiocijanat-jon )
UGLJENIK
EKOLOŠKI PROBLEMI
Zbog prevelike upotrebe i sagorevanja fosilnih goriva kao i izazivanja velikih šumskihpožara radi raščišćavanja zemljišta u poljoprivredne svrhe (amazonske šume) rarr količinaCO2 u atmosferi se povećava (od 19 veka za oko 20 prosečno 04 godišnje) Povećanje količine CO2 prouzrokuje efekat bdquostaklene bašteldquo zbog kojeg se temperatura
na Zemlji povećava rarr globalno zagrevanjebull Sunčevo zračenje dospeva do Zemljine površine i zagreva jebull Zemlja kao i svako zagrejano telo reemituje zračenje nazad u atmosferu ali kao
energetski niže zračenjebull Gasovi prisutni u atmosferi mogu da apsorbuju odlazeće zračenje niže energije a
zatim ga i reemituju nazad ka površini Zemlje koja se dodatno zagreva Najznačajniji gasovi koji apsorbuju zračenje u atmosferi su CO2 (50) i CH4 (20)
SILICIJUM
SILICIJUM Si
Srebrnastosive boje metalnog sjaja U industriji se dobija redukcijom SiO2 pomoću koksa rarr Si čistoće 98 (bdquosirovrdquo)
Silicijum (veoma čist) se koristi za proizvodnju komponenata uelektronici jer je poluprovodnik
SiO2 + 2C rarr Si + 2COt
Da bi se dobio veoma čist Si (lt 10ndash7 primesa) bdquosirovrdquo se dalje tretirabull prevodi u SiHCl3 (trihlorsilan) koji se zatim redukuje pomoću Zn ili Mg
Si(s) + 3HCl(g) rarr SiHCl3(l) + H2(g)
bull šipka Si se propušta između grejača dolazi do topljenja uvrlo uskoj zoni nečistoće se koncentruju u rastopu i poslerafinacije se nalaze na jednom kraju šipke koji se seče iodbacuje (bdquozonalna rafinacijardquo)
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Oksidacioni broj IV Postoji više kristalnih modifikacija rarr najvažnija α-kvarc Ne postoji u obliku pojedinačnih molekula već ima trodimenzionalni raspored SindashO veza
bull čvrst tvrd visoka tm (1600 oC) Pri hlađenju rastopa često ne dolazi do formiranja potpuno uređene kristalne strukture pa
umesto da kristališe prelazi u stanje pothlađene tečnosti rarr staklasto stanje (staklo)bull neuređeno amorfno
Si
O
kristalni SiO2 amorfni SiO2
hlađenje rastopa
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Hemijski inertan nerastvoran Reaguje samo sa
bull fluorovodoničnom kiselinom
SiO2(s) + 2NaOH(l) rarr Na2SiO3(l) + H2O(g)t
natrijum-silikat (ili kalijum-silikat) su jedini silikatirastvorni u vodi rarr vodeno staklo
Obično staklo nastaje topljenjem smeše Na2CO3 CaCO3 i SiO2 a zatim hlađenjem rarramorfni Na2OmiddotCaOmiddot6SiO2
bull rastopima baza ili karbonatima alkalnih metala (bdquoalkalno topljenjerdquo) rarr prevodi seu rastvorna jedinjenja
SiO2(s) + 4HF(aq) rarr SiF4(g) + 2H2O(l)
Dodatkom kiseline u rastvor vodenog stakla rarr taloži se silicijumska kiselina SiO2xH2O
Trebalo bi da ima formulu H4SiO4 ali se molekuli lako kondenzuju dajući polimerne oblike Svi oblici silicijumske kiseline su slabo rastvorni a sve kiseline su slabe Anjoni ovih kiselina su stabilni rarr silikati
bull čine 95 Zemljine kore (stene zemlja glina pesak)bull osnovna strukturna jedinica rarr silikat-jon (SiO4
4ndash)
SILICIJUM
SILICIJUMSKA KISELINA SiO2xH2O
SiO2xH2O se koristi kao sredstvo za sušenje (bdquosilika-gelrdquo)
Prema broju i načinu povezivanja SiO44ndash tetraedara dele se na silikate sa
bull pojedinačnim anjonimabull lančastim i trakastim anjonimabull slojevitom strukturombull trodimenzionalnom strukturom
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa pojedinačnim anjonima
SiO44ndash
nezosilikati
Si2O76ndash
sorosilikati
ciklosilikatiSi3O9
6ndash
Si6O1812ndash
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa lančastim i trakastim anjonima
osnovna jedinica Si4O116ndash
osnovna jedinica SiO32ndash
inosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
osnovna jedinica Si2O52ndash
filosilikati
Nastaju međusobnim povezivanjem traka Si4O116ndash
Između slojeva se mogu naći voda joni metalaslojevi oksida ili hidroksida Deo Si je često zamenjen Al rarr alumosilikati Najvažnija grupa slojevitih silikata su minerali glina
bull npr kaolinit
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
Male promene u strukturi slojevitog silikata rarr velike posledice na svojstva jedinjenjabull različit raspored slojeva magnezijum-silikata i magnezijum-hidroksida kod
azbesta i talka
AZBEST TALK
Si2O52ndash
OHndash
tektosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa trodimenzionalnom strukturom
Najvažniji mineralibull feldspati rarr čine 60 Zemljine korebull zeoliti rarr alumosilikati porozne strukture u
šupljine i kanale mogu da se smeste joni ilimolekuli koriste se kao
sredstva za sušenje sredstva za selektivnu adsorpciju
jona ili molekula nosači katalizatora zamena za polifosfate u deterdžen-
tima (za omekšavanje vode)
SILICIJUM
SILIKONI
Polisiloksani rarr polimeri na bazi silicijumabull hemijski inertnibull hidrofobnibull elastičnibull termički otpornibull netoksični
Osnovna jedinica
Linearni poli(dimetilsiloksani) rarr silikonska ulja viskozne tečnosti Umreženi polimeri rarr silikonske gume i smole
KALAJ I OLOVO
SVOJSTVA I JEDINJENJA
Srebrnastobeli meki metali niske tm Stabilni na vazduhu i otporni prema koroziji jer se pasiviraju (prevlače zaštitnim slojem
oksida koji sprečava dalju reakciju) Najznačajnija jedinjenja rarr oksidi
bull SnO i SnO2
bull PbO i PbO2
bull Pb3O4 (PbO22PbO) mešoviti oksid minijum
PbOPbO2
Pb3O4
KALAJ I OLOVO
JEDINJENJA
Kalaj(II)-oksid i olovo(II)-oksid kao i odgovarajući hidroksidi su amfoterni
Pb(OH)2(s) + 2H+ rarr Pb2+(aq) + 2H2OPb(OH)2(s) + OHndash rarr [Pb(OH)3]ndash(aq)
Olovo(IV)-oksid je jako oksidaciono sredstvo
PbO2 + 4H+ + 2endash rarr Pb2+ + 2H2O Eө = 169 V Postojanje dva oksidaciona stanja u minijumu (PbO22PbO) se može dokazati
Pb3O4(s) + 4HNO3(razbl) rarr PbO2(s) + 2Pb(NO3)2(aq) + 2H2O(l)IV II
Talog se tretira koncentrovanom HCl
PbO2(s) + 4HCl(konc) rarr PbCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)
Rastvor se tretira IndashCrO42ndashSO4
2ndash-jonima
PbI2PbCrO4PbSO4(s) npr Pb2+(aq) + CrO42ndash(aq) rarr PbCrO4(s)
KALAJ I OLOVO
PRIMENA
Kalaj se koristibull za proizvodnju belog lima (kalajisani gvozdeni lim za izradu konzervi) zbog
inertnosti i netoksičnosti ako se sloj kalaja ošteti počinje korozija gvožđa jer jenjegov standardni elektrodni potencijal (Eө = ndash044 V) niži od onog za kalaj(Eө = ndash014 V)
bull kao osnovni sastojak legura za lemljenje zbog niske tm (oko 200 oC) Olovo se najviše koristi za izradu olovnih akumulatora Zbog toksičnosti upotreba olova
i njegovih jedinjenja je značajno smanjena (olovne cevi olovni benzin)
UGLJENIK
AMORFNI UGLJENIK
Dobija se suvom destilacijom uglja (zagrevanjem u odsustvu vazduha) Pored ugljenika sadrži malu količinu mineralnih i organskih supstanci Svetska proizvodnja je ogromna rarr osnovno i najvažnije redukciono sredstvo u metalurgiji
Koks
Dobija se nepotpunim sagorevanjem ugljovodonika Sastoji se od sitnih čestica ugljenika (fino sprašeni ugljenik) Koristi se u gumarskoj industriji (kao punilo i za ojačavanje materijala)
Čađ
Aktivni ugljenik
Aktivni ugalj Dobija se kontrolisanim zagrevanjem organske materije (npr drveta) u odsustvu vazduha Ima veliku specifičnu površinu i veliku sposobnost adsorbovanja drugih supstanci Koristi se kao adsorbens npr za prečišćavanje vode u gas-maskama u medicini
UGLJENIK
UGLJEN-MONOKSID CO
Oksidacioni broj II
Trostruka veza velike jačine (1073 kJ molndash1) Gas bez boje i mirisa izuzetno otrovan Neutralni oksid (ne reaguje sa vodom niti sa kiselinama i bazama) U laboratoriji se dobija dehidratacijom mravlje kiseline
C(s) + H2O(g) rarr CO(g) + H2(g)
HCOOH CO + H2OH2SO4 (konc)
100 degC U industriji se dobija
bull nepotpunim sagorevanjem koksa
vodeni gas
generatorski gas2C(s) + O2(g) rarr 2CO(g)
bull redukcijom vodene pare pomoću koksa
UGLJENIK
UGLJEN-MONOKSID CO
Lako sagoreva do CO2 uz oslobađanje velike količine toplote
2CO(g) + O2(g) rarr 2CO2(g)
Koristi sebull za zagrevanje u industriji (generatorski gas)bull kao redukciono sredstvo
u reakcijama gde se koks koristi kao redukciono sredstvo CO imaaktivnu ulogu
rHө = ndash566 kJ molndash1
C(s) + CO2(g) 2CO(g) rHө = 172 kJ molndash1
Na visokim temperaturama dominira CO (na 1000 oC rarr 99 vol CO) Na nižim temperaturama dominira CO2 (na 550 oC rarr 10 vol CO) Naglim hlađenjem smeše CO i CO2 rarr CO se disproporcioniše i
nastaje čađ
Gas bez boje i mirisa Kiseli oksid U laboratoriji se dobija
bull žarenjem karbonata ili hidrogenkarbonata
UGLJENIK
UGLJEN-DIOKSID CO2
Oksidacioni broj IV
CaCO3(s) rarr CaO(s) + CO2(g)
CaCO3(s) + 2HCl(aq) rarr CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)
bull reakcijom kiselina sa karbonatima ili hidrogenkarbonatima
C(s) + O2(g) rarr CO2(g)
bull sagorevanjem ugljenika
U industriji se dobija daljom oksidacijom CO u vodenom gasu uvođenjem vodene pare
UGLJENIK
UGLJEN-DIOKSID CO2
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)400 oCFe2O3
Koristi sebull kao sredstvo za gašenje požarabull u prehrambenoj industriji (konzerviranje hrane gaziranje pića)bull za superkritičnu ekstrakcijubull kao sredstvo za hlađenje rarr CO2(s) suvi led (sublimacija na ndash785 oC)
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Oksidacioni broj IV
CO2(aq) + H2O(l) H2CO3(aq)
Rastvaranjem CO2 u vodi
bull Svega 04 H2CO3 rarr gotovo potpuno u obliku hidratisanih molekula CO2
Slaba kiselina
Soli rarr karbonati i hidrogenkarbonati (bdquobikarbonatirdquo)
H2CO3 + H2O HCO3ndash + H3O+
HCO3ndash + H2O CO3
2ndash + H3O+
1aK= 48middot10ndash11
= 25middot10ndash4
2aK
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Karbonati rarr teško rastvorni osim karbonata alkalnih metala Postoje velika nalazišta karbonatnih minerala zemnoalkalnih metala
bull kalcita CaCO3
bull dolomita CaMg(CO3)2
bull magnezita MgCO3
Hidrogenkarbonati rarr rastvorni u vodi Ravnoteža između karbonata i hidrogenkarbonata
CO32ndash(aq) + CO2(g) + H2O(l) 2HCO3
ndash(aq)
CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) rarr Ca(HCO3)2(aq)
bull uvođenjem CO2 u suspenziju karbonata rarr bistar rastvor hidrogenkarbonata
bull zagrevanjem bikarbonata (čvrstog ili rastvorenog) rarr izdvajanje CO2 i nastanakkarbonata
Ca(HCO3)2(aq) rarr CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Najvažnije soli ugljene kiseline Na2CO3 i NaHCO3 dobijaju se Solvejevim postupkom
Solvejev postupak
U koncentrovani rastvor NaCl uvodi se NH3 iCO2 rarr nastali rastvor sadrži jone Na+ ClndashNH4
+ i HCO3ndash
Od četiri soli koje mogu nastati kombinacijomovih jona najmanje rastvorna je NaHCO3 pa setaloži jer je rastvor koncentrovan NaHCO3 se suši i žarenjem prevodi u Na2CO3
2NaHCO3(s) rarr Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)t
U preostali rastvor NH4Cl dodaje se Ca(OH)2
da bi se regenerisao NH3
2NH4Cl + Ca(OH)2 rarr 2NH3(g) + CaCl2 + 2H2O
UGLJENIK
KARBIDI
Binarna jedinjenja ugljenika sa elementima manje elektronegativnosti (izuzev vodonika) Dobijaju se reakcijom metala ili njihovih oksida sa ugljenikom na visokoj t Prema tipu veze mogu se podeliti na
bull jonske rarr karbidi alkalnih i zemnoalkalnih metala i Al (CaC2 Al4C3)bull kovalentne rarr karbidi silicijuma i bora (SiC B4C) malobrojnibull metalne (intersticijalne) rarr karbidi prelaznih elemenata (Fe3C TiC VC)
Najznačajniji karbid rarr CaC2bull dobijanje
bull burna reakcija sa vodom
CaC2(s) + 2H2O(l) rarr C2H2(g) + Ca(OH)2(aq)
CaO + 3C rarr CaC2 + CO
etin(acetilen)
UGLJENIK
CIJANIDI CIJANATI TIOCIJANATI
Sadrže ugljenik i azot povezane trostrukom vezom Linearna struktura Izuzetno otrovni
cijanovodonik(cijanovodonična kiselina)
ndashndashndashC NndashH ndashndashndashndashndashndashC NndashH ndashndashndashC N ndashndashndashndashndashndashC NC N
CNndash (cijanid-jon )
O ndashndashndashC NndashO ndashndashndashndashndashndashC NndashOCNndash (cijanat-jon )
S ndashndashndashC NndashS ndashndashndashndashndashndashC NndashSCNndash (tiocijanat-jon )
UGLJENIK
EKOLOŠKI PROBLEMI
Zbog prevelike upotrebe i sagorevanja fosilnih goriva kao i izazivanja velikih šumskihpožara radi raščišćavanja zemljišta u poljoprivredne svrhe (amazonske šume) rarr količinaCO2 u atmosferi se povećava (od 19 veka za oko 20 prosečno 04 godišnje) Povećanje količine CO2 prouzrokuje efekat bdquostaklene bašteldquo zbog kojeg se temperatura
na Zemlji povećava rarr globalno zagrevanjebull Sunčevo zračenje dospeva do Zemljine površine i zagreva jebull Zemlja kao i svako zagrejano telo reemituje zračenje nazad u atmosferu ali kao
energetski niže zračenjebull Gasovi prisutni u atmosferi mogu da apsorbuju odlazeće zračenje niže energije a
zatim ga i reemituju nazad ka površini Zemlje koja se dodatno zagreva Najznačajniji gasovi koji apsorbuju zračenje u atmosferi su CO2 (50) i CH4 (20)
SILICIJUM
SILICIJUM Si
Srebrnastosive boje metalnog sjaja U industriji se dobija redukcijom SiO2 pomoću koksa rarr Si čistoće 98 (bdquosirovrdquo)
Silicijum (veoma čist) se koristi za proizvodnju komponenata uelektronici jer je poluprovodnik
SiO2 + 2C rarr Si + 2COt
Da bi se dobio veoma čist Si (lt 10ndash7 primesa) bdquosirovrdquo se dalje tretirabull prevodi u SiHCl3 (trihlorsilan) koji se zatim redukuje pomoću Zn ili Mg
Si(s) + 3HCl(g) rarr SiHCl3(l) + H2(g)
bull šipka Si se propušta između grejača dolazi do topljenja uvrlo uskoj zoni nečistoće se koncentruju u rastopu i poslerafinacije se nalaze na jednom kraju šipke koji se seče iodbacuje (bdquozonalna rafinacijardquo)
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Oksidacioni broj IV Postoji više kristalnih modifikacija rarr najvažnija α-kvarc Ne postoji u obliku pojedinačnih molekula već ima trodimenzionalni raspored SindashO veza
bull čvrst tvrd visoka tm (1600 oC) Pri hlađenju rastopa često ne dolazi do formiranja potpuno uređene kristalne strukture pa
umesto da kristališe prelazi u stanje pothlađene tečnosti rarr staklasto stanje (staklo)bull neuređeno amorfno
Si
O
kristalni SiO2 amorfni SiO2
hlađenje rastopa
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Hemijski inertan nerastvoran Reaguje samo sa
bull fluorovodoničnom kiselinom
SiO2(s) + 2NaOH(l) rarr Na2SiO3(l) + H2O(g)t
natrijum-silikat (ili kalijum-silikat) su jedini silikatirastvorni u vodi rarr vodeno staklo
Obično staklo nastaje topljenjem smeše Na2CO3 CaCO3 i SiO2 a zatim hlađenjem rarramorfni Na2OmiddotCaOmiddot6SiO2
bull rastopima baza ili karbonatima alkalnih metala (bdquoalkalno topljenjerdquo) rarr prevodi seu rastvorna jedinjenja
SiO2(s) + 4HF(aq) rarr SiF4(g) + 2H2O(l)
Dodatkom kiseline u rastvor vodenog stakla rarr taloži se silicijumska kiselina SiO2xH2O
Trebalo bi da ima formulu H4SiO4 ali se molekuli lako kondenzuju dajući polimerne oblike Svi oblici silicijumske kiseline su slabo rastvorni a sve kiseline su slabe Anjoni ovih kiselina su stabilni rarr silikati
bull čine 95 Zemljine kore (stene zemlja glina pesak)bull osnovna strukturna jedinica rarr silikat-jon (SiO4
4ndash)
SILICIJUM
SILICIJUMSKA KISELINA SiO2xH2O
SiO2xH2O se koristi kao sredstvo za sušenje (bdquosilika-gelrdquo)
Prema broju i načinu povezivanja SiO44ndash tetraedara dele se na silikate sa
bull pojedinačnim anjonimabull lančastim i trakastim anjonimabull slojevitom strukturombull trodimenzionalnom strukturom
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa pojedinačnim anjonima
SiO44ndash
nezosilikati
Si2O76ndash
sorosilikati
ciklosilikatiSi3O9
6ndash
Si6O1812ndash
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa lančastim i trakastim anjonima
osnovna jedinica Si4O116ndash
osnovna jedinica SiO32ndash
inosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
osnovna jedinica Si2O52ndash
filosilikati
Nastaju međusobnim povezivanjem traka Si4O116ndash
Između slojeva se mogu naći voda joni metalaslojevi oksida ili hidroksida Deo Si je često zamenjen Al rarr alumosilikati Najvažnija grupa slojevitih silikata su minerali glina
bull npr kaolinit
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
Male promene u strukturi slojevitog silikata rarr velike posledice na svojstva jedinjenjabull različit raspored slojeva magnezijum-silikata i magnezijum-hidroksida kod
azbesta i talka
AZBEST TALK
Si2O52ndash
OHndash
tektosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa trodimenzionalnom strukturom
Najvažniji mineralibull feldspati rarr čine 60 Zemljine korebull zeoliti rarr alumosilikati porozne strukture u
šupljine i kanale mogu da se smeste joni ilimolekuli koriste se kao
sredstva za sušenje sredstva za selektivnu adsorpciju
jona ili molekula nosači katalizatora zamena za polifosfate u deterdžen-
tima (za omekšavanje vode)
SILICIJUM
SILIKONI
Polisiloksani rarr polimeri na bazi silicijumabull hemijski inertnibull hidrofobnibull elastičnibull termički otpornibull netoksični
Osnovna jedinica
Linearni poli(dimetilsiloksani) rarr silikonska ulja viskozne tečnosti Umreženi polimeri rarr silikonske gume i smole
KALAJ I OLOVO
SVOJSTVA I JEDINJENJA
Srebrnastobeli meki metali niske tm Stabilni na vazduhu i otporni prema koroziji jer se pasiviraju (prevlače zaštitnim slojem
oksida koji sprečava dalju reakciju) Najznačajnija jedinjenja rarr oksidi
bull SnO i SnO2
bull PbO i PbO2
bull Pb3O4 (PbO22PbO) mešoviti oksid minijum
PbOPbO2
Pb3O4
KALAJ I OLOVO
JEDINJENJA
Kalaj(II)-oksid i olovo(II)-oksid kao i odgovarajući hidroksidi su amfoterni
Pb(OH)2(s) + 2H+ rarr Pb2+(aq) + 2H2OPb(OH)2(s) + OHndash rarr [Pb(OH)3]ndash(aq)
Olovo(IV)-oksid je jako oksidaciono sredstvo
PbO2 + 4H+ + 2endash rarr Pb2+ + 2H2O Eө = 169 V Postojanje dva oksidaciona stanja u minijumu (PbO22PbO) se može dokazati
Pb3O4(s) + 4HNO3(razbl) rarr PbO2(s) + 2Pb(NO3)2(aq) + 2H2O(l)IV II
Talog se tretira koncentrovanom HCl
PbO2(s) + 4HCl(konc) rarr PbCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)
Rastvor se tretira IndashCrO42ndashSO4
2ndash-jonima
PbI2PbCrO4PbSO4(s) npr Pb2+(aq) + CrO42ndash(aq) rarr PbCrO4(s)
KALAJ I OLOVO
PRIMENA
Kalaj se koristibull za proizvodnju belog lima (kalajisani gvozdeni lim za izradu konzervi) zbog
inertnosti i netoksičnosti ako se sloj kalaja ošteti počinje korozija gvožđa jer jenjegov standardni elektrodni potencijal (Eө = ndash044 V) niži od onog za kalaj(Eө = ndash014 V)
bull kao osnovni sastojak legura za lemljenje zbog niske tm (oko 200 oC) Olovo se najviše koristi za izradu olovnih akumulatora Zbog toksičnosti upotreba olova
i njegovih jedinjenja je značajno smanjena (olovne cevi olovni benzin)
UGLJENIK
UGLJEN-MONOKSID CO
Lako sagoreva do CO2 uz oslobađanje velike količine toplote
2CO(g) + O2(g) rarr 2CO2(g)
Koristi sebull za zagrevanje u industriji (generatorski gas)bull kao redukciono sredstvo
u reakcijama gde se koks koristi kao redukciono sredstvo CO imaaktivnu ulogu
rHө = ndash566 kJ molndash1
C(s) + CO2(g) 2CO(g) rHө = 172 kJ molndash1
Na visokim temperaturama dominira CO (na 1000 oC rarr 99 vol CO) Na nižim temperaturama dominira CO2 (na 550 oC rarr 10 vol CO) Naglim hlađenjem smeše CO i CO2 rarr CO se disproporcioniše i
nastaje čađ
Gas bez boje i mirisa Kiseli oksid U laboratoriji se dobija
bull žarenjem karbonata ili hidrogenkarbonata
UGLJENIK
UGLJEN-DIOKSID CO2
Oksidacioni broj IV
CaCO3(s) rarr CaO(s) + CO2(g)
CaCO3(s) + 2HCl(aq) rarr CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)
bull reakcijom kiselina sa karbonatima ili hidrogenkarbonatima
C(s) + O2(g) rarr CO2(g)
bull sagorevanjem ugljenika
U industriji se dobija daljom oksidacijom CO u vodenom gasu uvođenjem vodene pare
UGLJENIK
UGLJEN-DIOKSID CO2
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)400 oCFe2O3
Koristi sebull kao sredstvo za gašenje požarabull u prehrambenoj industriji (konzerviranje hrane gaziranje pića)bull za superkritičnu ekstrakcijubull kao sredstvo za hlađenje rarr CO2(s) suvi led (sublimacija na ndash785 oC)
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Oksidacioni broj IV
CO2(aq) + H2O(l) H2CO3(aq)
Rastvaranjem CO2 u vodi
bull Svega 04 H2CO3 rarr gotovo potpuno u obliku hidratisanih molekula CO2
Slaba kiselina
Soli rarr karbonati i hidrogenkarbonati (bdquobikarbonatirdquo)
H2CO3 + H2O HCO3ndash + H3O+
HCO3ndash + H2O CO3
2ndash + H3O+
1aK= 48middot10ndash11
= 25middot10ndash4
2aK
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Karbonati rarr teško rastvorni osim karbonata alkalnih metala Postoje velika nalazišta karbonatnih minerala zemnoalkalnih metala
bull kalcita CaCO3
bull dolomita CaMg(CO3)2
bull magnezita MgCO3
Hidrogenkarbonati rarr rastvorni u vodi Ravnoteža između karbonata i hidrogenkarbonata
CO32ndash(aq) + CO2(g) + H2O(l) 2HCO3
ndash(aq)
CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) rarr Ca(HCO3)2(aq)
bull uvođenjem CO2 u suspenziju karbonata rarr bistar rastvor hidrogenkarbonata
bull zagrevanjem bikarbonata (čvrstog ili rastvorenog) rarr izdvajanje CO2 i nastanakkarbonata
Ca(HCO3)2(aq) rarr CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Najvažnije soli ugljene kiseline Na2CO3 i NaHCO3 dobijaju se Solvejevim postupkom
Solvejev postupak
U koncentrovani rastvor NaCl uvodi se NH3 iCO2 rarr nastali rastvor sadrži jone Na+ ClndashNH4
+ i HCO3ndash
Od četiri soli koje mogu nastati kombinacijomovih jona najmanje rastvorna je NaHCO3 pa setaloži jer je rastvor koncentrovan NaHCO3 se suši i žarenjem prevodi u Na2CO3
2NaHCO3(s) rarr Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)t
U preostali rastvor NH4Cl dodaje se Ca(OH)2
da bi se regenerisao NH3
2NH4Cl + Ca(OH)2 rarr 2NH3(g) + CaCl2 + 2H2O
UGLJENIK
KARBIDI
Binarna jedinjenja ugljenika sa elementima manje elektronegativnosti (izuzev vodonika) Dobijaju se reakcijom metala ili njihovih oksida sa ugljenikom na visokoj t Prema tipu veze mogu se podeliti na
bull jonske rarr karbidi alkalnih i zemnoalkalnih metala i Al (CaC2 Al4C3)bull kovalentne rarr karbidi silicijuma i bora (SiC B4C) malobrojnibull metalne (intersticijalne) rarr karbidi prelaznih elemenata (Fe3C TiC VC)
Najznačajniji karbid rarr CaC2bull dobijanje
bull burna reakcija sa vodom
CaC2(s) + 2H2O(l) rarr C2H2(g) + Ca(OH)2(aq)
CaO + 3C rarr CaC2 + CO
etin(acetilen)
UGLJENIK
CIJANIDI CIJANATI TIOCIJANATI
Sadrže ugljenik i azot povezane trostrukom vezom Linearna struktura Izuzetno otrovni
cijanovodonik(cijanovodonična kiselina)
ndashndashndashC NndashH ndashndashndashndashndashndashC NndashH ndashndashndashC N ndashndashndashndashndashndashC NC N
CNndash (cijanid-jon )
O ndashndashndashC NndashO ndashndashndashndashndashndashC NndashOCNndash (cijanat-jon )
S ndashndashndashC NndashS ndashndashndashndashndashndashC NndashSCNndash (tiocijanat-jon )
UGLJENIK
EKOLOŠKI PROBLEMI
Zbog prevelike upotrebe i sagorevanja fosilnih goriva kao i izazivanja velikih šumskihpožara radi raščišćavanja zemljišta u poljoprivredne svrhe (amazonske šume) rarr količinaCO2 u atmosferi se povećava (od 19 veka za oko 20 prosečno 04 godišnje) Povećanje količine CO2 prouzrokuje efekat bdquostaklene bašteldquo zbog kojeg se temperatura
na Zemlji povećava rarr globalno zagrevanjebull Sunčevo zračenje dospeva do Zemljine površine i zagreva jebull Zemlja kao i svako zagrejano telo reemituje zračenje nazad u atmosferu ali kao
energetski niže zračenjebull Gasovi prisutni u atmosferi mogu da apsorbuju odlazeće zračenje niže energije a
zatim ga i reemituju nazad ka površini Zemlje koja se dodatno zagreva Najznačajniji gasovi koji apsorbuju zračenje u atmosferi su CO2 (50) i CH4 (20)
SILICIJUM
SILICIJUM Si
Srebrnastosive boje metalnog sjaja U industriji se dobija redukcijom SiO2 pomoću koksa rarr Si čistoće 98 (bdquosirovrdquo)
Silicijum (veoma čist) se koristi za proizvodnju komponenata uelektronici jer je poluprovodnik
SiO2 + 2C rarr Si + 2COt
Da bi se dobio veoma čist Si (lt 10ndash7 primesa) bdquosirovrdquo se dalje tretirabull prevodi u SiHCl3 (trihlorsilan) koji se zatim redukuje pomoću Zn ili Mg
Si(s) + 3HCl(g) rarr SiHCl3(l) + H2(g)
bull šipka Si se propušta između grejača dolazi do topljenja uvrlo uskoj zoni nečistoće se koncentruju u rastopu i poslerafinacije se nalaze na jednom kraju šipke koji se seče iodbacuje (bdquozonalna rafinacijardquo)
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Oksidacioni broj IV Postoji više kristalnih modifikacija rarr najvažnija α-kvarc Ne postoji u obliku pojedinačnih molekula već ima trodimenzionalni raspored SindashO veza
bull čvrst tvrd visoka tm (1600 oC) Pri hlađenju rastopa često ne dolazi do formiranja potpuno uređene kristalne strukture pa
umesto da kristališe prelazi u stanje pothlađene tečnosti rarr staklasto stanje (staklo)bull neuređeno amorfno
Si
O
kristalni SiO2 amorfni SiO2
hlađenje rastopa
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Hemijski inertan nerastvoran Reaguje samo sa
bull fluorovodoničnom kiselinom
SiO2(s) + 2NaOH(l) rarr Na2SiO3(l) + H2O(g)t
natrijum-silikat (ili kalijum-silikat) su jedini silikatirastvorni u vodi rarr vodeno staklo
Obično staklo nastaje topljenjem smeše Na2CO3 CaCO3 i SiO2 a zatim hlađenjem rarramorfni Na2OmiddotCaOmiddot6SiO2
bull rastopima baza ili karbonatima alkalnih metala (bdquoalkalno topljenjerdquo) rarr prevodi seu rastvorna jedinjenja
SiO2(s) + 4HF(aq) rarr SiF4(g) + 2H2O(l)
Dodatkom kiseline u rastvor vodenog stakla rarr taloži se silicijumska kiselina SiO2xH2O
Trebalo bi da ima formulu H4SiO4 ali se molekuli lako kondenzuju dajući polimerne oblike Svi oblici silicijumske kiseline su slabo rastvorni a sve kiseline su slabe Anjoni ovih kiselina su stabilni rarr silikati
bull čine 95 Zemljine kore (stene zemlja glina pesak)bull osnovna strukturna jedinica rarr silikat-jon (SiO4
4ndash)
SILICIJUM
SILICIJUMSKA KISELINA SiO2xH2O
SiO2xH2O se koristi kao sredstvo za sušenje (bdquosilika-gelrdquo)
Prema broju i načinu povezivanja SiO44ndash tetraedara dele se na silikate sa
bull pojedinačnim anjonimabull lančastim i trakastim anjonimabull slojevitom strukturombull trodimenzionalnom strukturom
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa pojedinačnim anjonima
SiO44ndash
nezosilikati
Si2O76ndash
sorosilikati
ciklosilikatiSi3O9
6ndash
Si6O1812ndash
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa lančastim i trakastim anjonima
osnovna jedinica Si4O116ndash
osnovna jedinica SiO32ndash
inosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
osnovna jedinica Si2O52ndash
filosilikati
Nastaju međusobnim povezivanjem traka Si4O116ndash
Između slojeva se mogu naći voda joni metalaslojevi oksida ili hidroksida Deo Si je često zamenjen Al rarr alumosilikati Najvažnija grupa slojevitih silikata su minerali glina
bull npr kaolinit
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
Male promene u strukturi slojevitog silikata rarr velike posledice na svojstva jedinjenjabull različit raspored slojeva magnezijum-silikata i magnezijum-hidroksida kod
azbesta i talka
AZBEST TALK
Si2O52ndash
OHndash
tektosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa trodimenzionalnom strukturom
Najvažniji mineralibull feldspati rarr čine 60 Zemljine korebull zeoliti rarr alumosilikati porozne strukture u
šupljine i kanale mogu da se smeste joni ilimolekuli koriste se kao
sredstva za sušenje sredstva za selektivnu adsorpciju
jona ili molekula nosači katalizatora zamena za polifosfate u deterdžen-
tima (za omekšavanje vode)
SILICIJUM
SILIKONI
Polisiloksani rarr polimeri na bazi silicijumabull hemijski inertnibull hidrofobnibull elastičnibull termički otpornibull netoksični
Osnovna jedinica
Linearni poli(dimetilsiloksani) rarr silikonska ulja viskozne tečnosti Umreženi polimeri rarr silikonske gume i smole
KALAJ I OLOVO
SVOJSTVA I JEDINJENJA
Srebrnastobeli meki metali niske tm Stabilni na vazduhu i otporni prema koroziji jer se pasiviraju (prevlače zaštitnim slojem
oksida koji sprečava dalju reakciju) Najznačajnija jedinjenja rarr oksidi
bull SnO i SnO2
bull PbO i PbO2
bull Pb3O4 (PbO22PbO) mešoviti oksid minijum
PbOPbO2
Pb3O4
KALAJ I OLOVO
JEDINJENJA
Kalaj(II)-oksid i olovo(II)-oksid kao i odgovarajući hidroksidi su amfoterni
Pb(OH)2(s) + 2H+ rarr Pb2+(aq) + 2H2OPb(OH)2(s) + OHndash rarr [Pb(OH)3]ndash(aq)
Olovo(IV)-oksid je jako oksidaciono sredstvo
PbO2 + 4H+ + 2endash rarr Pb2+ + 2H2O Eө = 169 V Postojanje dva oksidaciona stanja u minijumu (PbO22PbO) se može dokazati
Pb3O4(s) + 4HNO3(razbl) rarr PbO2(s) + 2Pb(NO3)2(aq) + 2H2O(l)IV II
Talog se tretira koncentrovanom HCl
PbO2(s) + 4HCl(konc) rarr PbCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)
Rastvor se tretira IndashCrO42ndashSO4
2ndash-jonima
PbI2PbCrO4PbSO4(s) npr Pb2+(aq) + CrO42ndash(aq) rarr PbCrO4(s)
KALAJ I OLOVO
PRIMENA
Kalaj se koristibull za proizvodnju belog lima (kalajisani gvozdeni lim za izradu konzervi) zbog
inertnosti i netoksičnosti ako se sloj kalaja ošteti počinje korozija gvožđa jer jenjegov standardni elektrodni potencijal (Eө = ndash044 V) niži od onog za kalaj(Eө = ndash014 V)
bull kao osnovni sastojak legura za lemljenje zbog niske tm (oko 200 oC) Olovo se najviše koristi za izradu olovnih akumulatora Zbog toksičnosti upotreba olova
i njegovih jedinjenja je značajno smanjena (olovne cevi olovni benzin)
U industriji se dobija daljom oksidacijom CO u vodenom gasu uvođenjem vodene pare
UGLJENIK
UGLJEN-DIOKSID CO2
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)400 oCFe2O3
Koristi sebull kao sredstvo za gašenje požarabull u prehrambenoj industriji (konzerviranje hrane gaziranje pića)bull za superkritičnu ekstrakcijubull kao sredstvo za hlađenje rarr CO2(s) suvi led (sublimacija na ndash785 oC)
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Oksidacioni broj IV
CO2(aq) + H2O(l) H2CO3(aq)
Rastvaranjem CO2 u vodi
bull Svega 04 H2CO3 rarr gotovo potpuno u obliku hidratisanih molekula CO2
Slaba kiselina
Soli rarr karbonati i hidrogenkarbonati (bdquobikarbonatirdquo)
H2CO3 + H2O HCO3ndash + H3O+
HCO3ndash + H2O CO3
2ndash + H3O+
1aK= 48middot10ndash11
= 25middot10ndash4
2aK
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Karbonati rarr teško rastvorni osim karbonata alkalnih metala Postoje velika nalazišta karbonatnih minerala zemnoalkalnih metala
bull kalcita CaCO3
bull dolomita CaMg(CO3)2
bull magnezita MgCO3
Hidrogenkarbonati rarr rastvorni u vodi Ravnoteža između karbonata i hidrogenkarbonata
CO32ndash(aq) + CO2(g) + H2O(l) 2HCO3
ndash(aq)
CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) rarr Ca(HCO3)2(aq)
bull uvođenjem CO2 u suspenziju karbonata rarr bistar rastvor hidrogenkarbonata
bull zagrevanjem bikarbonata (čvrstog ili rastvorenog) rarr izdvajanje CO2 i nastanakkarbonata
Ca(HCO3)2(aq) rarr CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Najvažnije soli ugljene kiseline Na2CO3 i NaHCO3 dobijaju se Solvejevim postupkom
Solvejev postupak
U koncentrovani rastvor NaCl uvodi se NH3 iCO2 rarr nastali rastvor sadrži jone Na+ ClndashNH4
+ i HCO3ndash
Od četiri soli koje mogu nastati kombinacijomovih jona najmanje rastvorna je NaHCO3 pa setaloži jer je rastvor koncentrovan NaHCO3 se suši i žarenjem prevodi u Na2CO3
2NaHCO3(s) rarr Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)t
U preostali rastvor NH4Cl dodaje se Ca(OH)2
da bi se regenerisao NH3
2NH4Cl + Ca(OH)2 rarr 2NH3(g) + CaCl2 + 2H2O
UGLJENIK
KARBIDI
Binarna jedinjenja ugljenika sa elementima manje elektronegativnosti (izuzev vodonika) Dobijaju se reakcijom metala ili njihovih oksida sa ugljenikom na visokoj t Prema tipu veze mogu se podeliti na
bull jonske rarr karbidi alkalnih i zemnoalkalnih metala i Al (CaC2 Al4C3)bull kovalentne rarr karbidi silicijuma i bora (SiC B4C) malobrojnibull metalne (intersticijalne) rarr karbidi prelaznih elemenata (Fe3C TiC VC)
Najznačajniji karbid rarr CaC2bull dobijanje
bull burna reakcija sa vodom
CaC2(s) + 2H2O(l) rarr C2H2(g) + Ca(OH)2(aq)
CaO + 3C rarr CaC2 + CO
etin(acetilen)
UGLJENIK
CIJANIDI CIJANATI TIOCIJANATI
Sadrže ugljenik i azot povezane trostrukom vezom Linearna struktura Izuzetno otrovni
cijanovodonik(cijanovodonična kiselina)
ndashndashndashC NndashH ndashndashndashndashndashndashC NndashH ndashndashndashC N ndashndashndashndashndashndashC NC N
CNndash (cijanid-jon )
O ndashndashndashC NndashO ndashndashndashndashndashndashC NndashOCNndash (cijanat-jon )
S ndashndashndashC NndashS ndashndashndashndashndashndashC NndashSCNndash (tiocijanat-jon )
UGLJENIK
EKOLOŠKI PROBLEMI
Zbog prevelike upotrebe i sagorevanja fosilnih goriva kao i izazivanja velikih šumskihpožara radi raščišćavanja zemljišta u poljoprivredne svrhe (amazonske šume) rarr količinaCO2 u atmosferi se povećava (od 19 veka za oko 20 prosečno 04 godišnje) Povećanje količine CO2 prouzrokuje efekat bdquostaklene bašteldquo zbog kojeg se temperatura
na Zemlji povećava rarr globalno zagrevanjebull Sunčevo zračenje dospeva do Zemljine površine i zagreva jebull Zemlja kao i svako zagrejano telo reemituje zračenje nazad u atmosferu ali kao
energetski niže zračenjebull Gasovi prisutni u atmosferi mogu da apsorbuju odlazeće zračenje niže energije a
zatim ga i reemituju nazad ka površini Zemlje koja se dodatno zagreva Najznačajniji gasovi koji apsorbuju zračenje u atmosferi su CO2 (50) i CH4 (20)
SILICIJUM
SILICIJUM Si
Srebrnastosive boje metalnog sjaja U industriji se dobija redukcijom SiO2 pomoću koksa rarr Si čistoće 98 (bdquosirovrdquo)
Silicijum (veoma čist) se koristi za proizvodnju komponenata uelektronici jer je poluprovodnik
SiO2 + 2C rarr Si + 2COt
Da bi se dobio veoma čist Si (lt 10ndash7 primesa) bdquosirovrdquo se dalje tretirabull prevodi u SiHCl3 (trihlorsilan) koji se zatim redukuje pomoću Zn ili Mg
Si(s) + 3HCl(g) rarr SiHCl3(l) + H2(g)
bull šipka Si se propušta između grejača dolazi do topljenja uvrlo uskoj zoni nečistoće se koncentruju u rastopu i poslerafinacije se nalaze na jednom kraju šipke koji se seče iodbacuje (bdquozonalna rafinacijardquo)
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Oksidacioni broj IV Postoji više kristalnih modifikacija rarr najvažnija α-kvarc Ne postoji u obliku pojedinačnih molekula već ima trodimenzionalni raspored SindashO veza
bull čvrst tvrd visoka tm (1600 oC) Pri hlađenju rastopa često ne dolazi do formiranja potpuno uređene kristalne strukture pa
umesto da kristališe prelazi u stanje pothlađene tečnosti rarr staklasto stanje (staklo)bull neuređeno amorfno
Si
O
kristalni SiO2 amorfni SiO2
hlađenje rastopa
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Hemijski inertan nerastvoran Reaguje samo sa
bull fluorovodoničnom kiselinom
SiO2(s) + 2NaOH(l) rarr Na2SiO3(l) + H2O(g)t
natrijum-silikat (ili kalijum-silikat) su jedini silikatirastvorni u vodi rarr vodeno staklo
Obično staklo nastaje topljenjem smeše Na2CO3 CaCO3 i SiO2 a zatim hlađenjem rarramorfni Na2OmiddotCaOmiddot6SiO2
bull rastopima baza ili karbonatima alkalnih metala (bdquoalkalno topljenjerdquo) rarr prevodi seu rastvorna jedinjenja
SiO2(s) + 4HF(aq) rarr SiF4(g) + 2H2O(l)
Dodatkom kiseline u rastvor vodenog stakla rarr taloži se silicijumska kiselina SiO2xH2O
Trebalo bi da ima formulu H4SiO4 ali se molekuli lako kondenzuju dajući polimerne oblike Svi oblici silicijumske kiseline su slabo rastvorni a sve kiseline su slabe Anjoni ovih kiselina su stabilni rarr silikati
bull čine 95 Zemljine kore (stene zemlja glina pesak)bull osnovna strukturna jedinica rarr silikat-jon (SiO4
4ndash)
SILICIJUM
SILICIJUMSKA KISELINA SiO2xH2O
SiO2xH2O se koristi kao sredstvo za sušenje (bdquosilika-gelrdquo)
Prema broju i načinu povezivanja SiO44ndash tetraedara dele se na silikate sa
bull pojedinačnim anjonimabull lančastim i trakastim anjonimabull slojevitom strukturombull trodimenzionalnom strukturom
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa pojedinačnim anjonima
SiO44ndash
nezosilikati
Si2O76ndash
sorosilikati
ciklosilikatiSi3O9
6ndash
Si6O1812ndash
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa lančastim i trakastim anjonima
osnovna jedinica Si4O116ndash
osnovna jedinica SiO32ndash
inosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
osnovna jedinica Si2O52ndash
filosilikati
Nastaju međusobnim povezivanjem traka Si4O116ndash
Između slojeva se mogu naći voda joni metalaslojevi oksida ili hidroksida Deo Si je često zamenjen Al rarr alumosilikati Najvažnija grupa slojevitih silikata su minerali glina
bull npr kaolinit
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
Male promene u strukturi slojevitog silikata rarr velike posledice na svojstva jedinjenjabull različit raspored slojeva magnezijum-silikata i magnezijum-hidroksida kod
azbesta i talka
AZBEST TALK
Si2O52ndash
OHndash
tektosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa trodimenzionalnom strukturom
Najvažniji mineralibull feldspati rarr čine 60 Zemljine korebull zeoliti rarr alumosilikati porozne strukture u
šupljine i kanale mogu da se smeste joni ilimolekuli koriste se kao
sredstva za sušenje sredstva za selektivnu adsorpciju
jona ili molekula nosači katalizatora zamena za polifosfate u deterdžen-
tima (za omekšavanje vode)
SILICIJUM
SILIKONI
Polisiloksani rarr polimeri na bazi silicijumabull hemijski inertnibull hidrofobnibull elastičnibull termički otpornibull netoksični
Osnovna jedinica
Linearni poli(dimetilsiloksani) rarr silikonska ulja viskozne tečnosti Umreženi polimeri rarr silikonske gume i smole
KALAJ I OLOVO
SVOJSTVA I JEDINJENJA
Srebrnastobeli meki metali niske tm Stabilni na vazduhu i otporni prema koroziji jer se pasiviraju (prevlače zaštitnim slojem
oksida koji sprečava dalju reakciju) Najznačajnija jedinjenja rarr oksidi
bull SnO i SnO2
bull PbO i PbO2
bull Pb3O4 (PbO22PbO) mešoviti oksid minijum
PbOPbO2
Pb3O4
KALAJ I OLOVO
JEDINJENJA
Kalaj(II)-oksid i olovo(II)-oksid kao i odgovarajući hidroksidi su amfoterni
Pb(OH)2(s) + 2H+ rarr Pb2+(aq) + 2H2OPb(OH)2(s) + OHndash rarr [Pb(OH)3]ndash(aq)
Olovo(IV)-oksid je jako oksidaciono sredstvo
PbO2 + 4H+ + 2endash rarr Pb2+ + 2H2O Eө = 169 V Postojanje dva oksidaciona stanja u minijumu (PbO22PbO) se može dokazati
Pb3O4(s) + 4HNO3(razbl) rarr PbO2(s) + 2Pb(NO3)2(aq) + 2H2O(l)IV II
Talog se tretira koncentrovanom HCl
PbO2(s) + 4HCl(konc) rarr PbCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)
Rastvor se tretira IndashCrO42ndashSO4
2ndash-jonima
PbI2PbCrO4PbSO4(s) npr Pb2+(aq) + CrO42ndash(aq) rarr PbCrO4(s)
KALAJ I OLOVO
PRIMENA
Kalaj se koristibull za proizvodnju belog lima (kalajisani gvozdeni lim za izradu konzervi) zbog
inertnosti i netoksičnosti ako se sloj kalaja ošteti počinje korozija gvožđa jer jenjegov standardni elektrodni potencijal (Eө = ndash044 V) niži od onog za kalaj(Eө = ndash014 V)
bull kao osnovni sastojak legura za lemljenje zbog niske tm (oko 200 oC) Olovo se najviše koristi za izradu olovnih akumulatora Zbog toksičnosti upotreba olova
i njegovih jedinjenja je značajno smanjena (olovne cevi olovni benzin)
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Karbonati rarr teško rastvorni osim karbonata alkalnih metala Postoje velika nalazišta karbonatnih minerala zemnoalkalnih metala
bull kalcita CaCO3
bull dolomita CaMg(CO3)2
bull magnezita MgCO3
Hidrogenkarbonati rarr rastvorni u vodi Ravnoteža između karbonata i hidrogenkarbonata
CO32ndash(aq) + CO2(g) + H2O(l) 2HCO3
ndash(aq)
CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) rarr Ca(HCO3)2(aq)
bull uvođenjem CO2 u suspenziju karbonata rarr bistar rastvor hidrogenkarbonata
bull zagrevanjem bikarbonata (čvrstog ili rastvorenog) rarr izdvajanje CO2 i nastanakkarbonata
Ca(HCO3)2(aq) rarr CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)
UGLJENIK
UGLJENA KISELINA H2CO3
Najvažnije soli ugljene kiseline Na2CO3 i NaHCO3 dobijaju se Solvejevim postupkom
Solvejev postupak
U koncentrovani rastvor NaCl uvodi se NH3 iCO2 rarr nastali rastvor sadrži jone Na+ ClndashNH4
+ i HCO3ndash
Od četiri soli koje mogu nastati kombinacijomovih jona najmanje rastvorna je NaHCO3 pa setaloži jer je rastvor koncentrovan NaHCO3 se suši i žarenjem prevodi u Na2CO3
2NaHCO3(s) rarr Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)t
U preostali rastvor NH4Cl dodaje se Ca(OH)2
da bi se regenerisao NH3
2NH4Cl + Ca(OH)2 rarr 2NH3(g) + CaCl2 + 2H2O
UGLJENIK
KARBIDI
Binarna jedinjenja ugljenika sa elementima manje elektronegativnosti (izuzev vodonika) Dobijaju se reakcijom metala ili njihovih oksida sa ugljenikom na visokoj t Prema tipu veze mogu se podeliti na
bull jonske rarr karbidi alkalnih i zemnoalkalnih metala i Al (CaC2 Al4C3)bull kovalentne rarr karbidi silicijuma i bora (SiC B4C) malobrojnibull metalne (intersticijalne) rarr karbidi prelaznih elemenata (Fe3C TiC VC)
Najznačajniji karbid rarr CaC2bull dobijanje
bull burna reakcija sa vodom
CaC2(s) + 2H2O(l) rarr C2H2(g) + Ca(OH)2(aq)
CaO + 3C rarr CaC2 + CO
etin(acetilen)
UGLJENIK
CIJANIDI CIJANATI TIOCIJANATI
Sadrže ugljenik i azot povezane trostrukom vezom Linearna struktura Izuzetno otrovni
cijanovodonik(cijanovodonična kiselina)
ndashndashndashC NndashH ndashndashndashndashndashndashC NndashH ndashndashndashC N ndashndashndashndashndashndashC NC N
CNndash (cijanid-jon )
O ndashndashndashC NndashO ndashndashndashndashndashndashC NndashOCNndash (cijanat-jon )
S ndashndashndashC NndashS ndashndashndashndashndashndashC NndashSCNndash (tiocijanat-jon )
UGLJENIK
EKOLOŠKI PROBLEMI
Zbog prevelike upotrebe i sagorevanja fosilnih goriva kao i izazivanja velikih šumskihpožara radi raščišćavanja zemljišta u poljoprivredne svrhe (amazonske šume) rarr količinaCO2 u atmosferi se povećava (od 19 veka za oko 20 prosečno 04 godišnje) Povećanje količine CO2 prouzrokuje efekat bdquostaklene bašteldquo zbog kojeg se temperatura
na Zemlji povećava rarr globalno zagrevanjebull Sunčevo zračenje dospeva do Zemljine površine i zagreva jebull Zemlja kao i svako zagrejano telo reemituje zračenje nazad u atmosferu ali kao
energetski niže zračenjebull Gasovi prisutni u atmosferi mogu da apsorbuju odlazeće zračenje niže energije a
zatim ga i reemituju nazad ka površini Zemlje koja se dodatno zagreva Najznačajniji gasovi koji apsorbuju zračenje u atmosferi su CO2 (50) i CH4 (20)
SILICIJUM
SILICIJUM Si
Srebrnastosive boje metalnog sjaja U industriji se dobija redukcijom SiO2 pomoću koksa rarr Si čistoće 98 (bdquosirovrdquo)
Silicijum (veoma čist) se koristi za proizvodnju komponenata uelektronici jer je poluprovodnik
SiO2 + 2C rarr Si + 2COt
Da bi se dobio veoma čist Si (lt 10ndash7 primesa) bdquosirovrdquo se dalje tretirabull prevodi u SiHCl3 (trihlorsilan) koji se zatim redukuje pomoću Zn ili Mg
Si(s) + 3HCl(g) rarr SiHCl3(l) + H2(g)
bull šipka Si se propušta između grejača dolazi do topljenja uvrlo uskoj zoni nečistoće se koncentruju u rastopu i poslerafinacije se nalaze na jednom kraju šipke koji se seče iodbacuje (bdquozonalna rafinacijardquo)
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Oksidacioni broj IV Postoji više kristalnih modifikacija rarr najvažnija α-kvarc Ne postoji u obliku pojedinačnih molekula već ima trodimenzionalni raspored SindashO veza
bull čvrst tvrd visoka tm (1600 oC) Pri hlađenju rastopa često ne dolazi do formiranja potpuno uređene kristalne strukture pa
umesto da kristališe prelazi u stanje pothlađene tečnosti rarr staklasto stanje (staklo)bull neuređeno amorfno
Si
O
kristalni SiO2 amorfni SiO2
hlađenje rastopa
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Hemijski inertan nerastvoran Reaguje samo sa
bull fluorovodoničnom kiselinom
SiO2(s) + 2NaOH(l) rarr Na2SiO3(l) + H2O(g)t
natrijum-silikat (ili kalijum-silikat) su jedini silikatirastvorni u vodi rarr vodeno staklo
Obično staklo nastaje topljenjem smeše Na2CO3 CaCO3 i SiO2 a zatim hlađenjem rarramorfni Na2OmiddotCaOmiddot6SiO2
bull rastopima baza ili karbonatima alkalnih metala (bdquoalkalno topljenjerdquo) rarr prevodi seu rastvorna jedinjenja
SiO2(s) + 4HF(aq) rarr SiF4(g) + 2H2O(l)
Dodatkom kiseline u rastvor vodenog stakla rarr taloži se silicijumska kiselina SiO2xH2O
Trebalo bi da ima formulu H4SiO4 ali se molekuli lako kondenzuju dajući polimerne oblike Svi oblici silicijumske kiseline su slabo rastvorni a sve kiseline su slabe Anjoni ovih kiselina su stabilni rarr silikati
bull čine 95 Zemljine kore (stene zemlja glina pesak)bull osnovna strukturna jedinica rarr silikat-jon (SiO4
4ndash)
SILICIJUM
SILICIJUMSKA KISELINA SiO2xH2O
SiO2xH2O se koristi kao sredstvo za sušenje (bdquosilika-gelrdquo)
Prema broju i načinu povezivanja SiO44ndash tetraedara dele se na silikate sa
bull pojedinačnim anjonimabull lančastim i trakastim anjonimabull slojevitom strukturombull trodimenzionalnom strukturom
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa pojedinačnim anjonima
SiO44ndash
nezosilikati
Si2O76ndash
sorosilikati
ciklosilikatiSi3O9
6ndash
Si6O1812ndash
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa lančastim i trakastim anjonima
osnovna jedinica Si4O116ndash
osnovna jedinica SiO32ndash
inosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
osnovna jedinica Si2O52ndash
filosilikati
Nastaju međusobnim povezivanjem traka Si4O116ndash
Između slojeva se mogu naći voda joni metalaslojevi oksida ili hidroksida Deo Si je često zamenjen Al rarr alumosilikati Najvažnija grupa slojevitih silikata su minerali glina
bull npr kaolinit
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
Male promene u strukturi slojevitog silikata rarr velike posledice na svojstva jedinjenjabull različit raspored slojeva magnezijum-silikata i magnezijum-hidroksida kod
azbesta i talka
AZBEST TALK
Si2O52ndash
OHndash
tektosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa trodimenzionalnom strukturom
Najvažniji mineralibull feldspati rarr čine 60 Zemljine korebull zeoliti rarr alumosilikati porozne strukture u
šupljine i kanale mogu da se smeste joni ilimolekuli koriste se kao
sredstva za sušenje sredstva za selektivnu adsorpciju
jona ili molekula nosači katalizatora zamena za polifosfate u deterdžen-
tima (za omekšavanje vode)
SILICIJUM
SILIKONI
Polisiloksani rarr polimeri na bazi silicijumabull hemijski inertnibull hidrofobnibull elastičnibull termički otpornibull netoksični
Osnovna jedinica
Linearni poli(dimetilsiloksani) rarr silikonska ulja viskozne tečnosti Umreženi polimeri rarr silikonske gume i smole
KALAJ I OLOVO
SVOJSTVA I JEDINJENJA
Srebrnastobeli meki metali niske tm Stabilni na vazduhu i otporni prema koroziji jer se pasiviraju (prevlače zaštitnim slojem
oksida koji sprečava dalju reakciju) Najznačajnija jedinjenja rarr oksidi
bull SnO i SnO2
bull PbO i PbO2
bull Pb3O4 (PbO22PbO) mešoviti oksid minijum
PbOPbO2
Pb3O4
KALAJ I OLOVO
JEDINJENJA
Kalaj(II)-oksid i olovo(II)-oksid kao i odgovarajući hidroksidi su amfoterni
Pb(OH)2(s) + 2H+ rarr Pb2+(aq) + 2H2OPb(OH)2(s) + OHndash rarr [Pb(OH)3]ndash(aq)
Olovo(IV)-oksid je jako oksidaciono sredstvo
PbO2 + 4H+ + 2endash rarr Pb2+ + 2H2O Eө = 169 V Postojanje dva oksidaciona stanja u minijumu (PbO22PbO) se može dokazati
Pb3O4(s) + 4HNO3(razbl) rarr PbO2(s) + 2Pb(NO3)2(aq) + 2H2O(l)IV II
Talog se tretira koncentrovanom HCl
PbO2(s) + 4HCl(konc) rarr PbCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)
Rastvor se tretira IndashCrO42ndashSO4
2ndash-jonima
PbI2PbCrO4PbSO4(s) npr Pb2+(aq) + CrO42ndash(aq) rarr PbCrO4(s)
KALAJ I OLOVO
PRIMENA
Kalaj se koristibull za proizvodnju belog lima (kalajisani gvozdeni lim za izradu konzervi) zbog
inertnosti i netoksičnosti ako se sloj kalaja ošteti počinje korozija gvožđa jer jenjegov standardni elektrodni potencijal (Eө = ndash044 V) niži od onog za kalaj(Eө = ndash014 V)
bull kao osnovni sastojak legura za lemljenje zbog niske tm (oko 200 oC) Olovo se najviše koristi za izradu olovnih akumulatora Zbog toksičnosti upotreba olova
i njegovih jedinjenja je značajno smanjena (olovne cevi olovni benzin)
UGLJENIK
KARBIDI
Binarna jedinjenja ugljenika sa elementima manje elektronegativnosti (izuzev vodonika) Dobijaju se reakcijom metala ili njihovih oksida sa ugljenikom na visokoj t Prema tipu veze mogu se podeliti na
bull jonske rarr karbidi alkalnih i zemnoalkalnih metala i Al (CaC2 Al4C3)bull kovalentne rarr karbidi silicijuma i bora (SiC B4C) malobrojnibull metalne (intersticijalne) rarr karbidi prelaznih elemenata (Fe3C TiC VC)
Najznačajniji karbid rarr CaC2bull dobijanje
bull burna reakcija sa vodom
CaC2(s) + 2H2O(l) rarr C2H2(g) + Ca(OH)2(aq)
CaO + 3C rarr CaC2 + CO
etin(acetilen)
UGLJENIK
CIJANIDI CIJANATI TIOCIJANATI
Sadrže ugljenik i azot povezane trostrukom vezom Linearna struktura Izuzetno otrovni
cijanovodonik(cijanovodonična kiselina)
ndashndashndashC NndashH ndashndashndashndashndashndashC NndashH ndashndashndashC N ndashndashndashndashndashndashC NC N
CNndash (cijanid-jon )
O ndashndashndashC NndashO ndashndashndashndashndashndashC NndashOCNndash (cijanat-jon )
S ndashndashndashC NndashS ndashndashndashndashndashndashC NndashSCNndash (tiocijanat-jon )
UGLJENIK
EKOLOŠKI PROBLEMI
Zbog prevelike upotrebe i sagorevanja fosilnih goriva kao i izazivanja velikih šumskihpožara radi raščišćavanja zemljišta u poljoprivredne svrhe (amazonske šume) rarr količinaCO2 u atmosferi se povećava (od 19 veka za oko 20 prosečno 04 godišnje) Povećanje količine CO2 prouzrokuje efekat bdquostaklene bašteldquo zbog kojeg se temperatura
na Zemlji povećava rarr globalno zagrevanjebull Sunčevo zračenje dospeva do Zemljine površine i zagreva jebull Zemlja kao i svako zagrejano telo reemituje zračenje nazad u atmosferu ali kao
energetski niže zračenjebull Gasovi prisutni u atmosferi mogu da apsorbuju odlazeće zračenje niže energije a
zatim ga i reemituju nazad ka površini Zemlje koja se dodatno zagreva Najznačajniji gasovi koji apsorbuju zračenje u atmosferi su CO2 (50) i CH4 (20)
SILICIJUM
SILICIJUM Si
Srebrnastosive boje metalnog sjaja U industriji se dobija redukcijom SiO2 pomoću koksa rarr Si čistoće 98 (bdquosirovrdquo)
Silicijum (veoma čist) se koristi za proizvodnju komponenata uelektronici jer je poluprovodnik
SiO2 + 2C rarr Si + 2COt
Da bi se dobio veoma čist Si (lt 10ndash7 primesa) bdquosirovrdquo se dalje tretirabull prevodi u SiHCl3 (trihlorsilan) koji se zatim redukuje pomoću Zn ili Mg
Si(s) + 3HCl(g) rarr SiHCl3(l) + H2(g)
bull šipka Si se propušta između grejača dolazi do topljenja uvrlo uskoj zoni nečistoće se koncentruju u rastopu i poslerafinacije se nalaze na jednom kraju šipke koji se seče iodbacuje (bdquozonalna rafinacijardquo)
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Oksidacioni broj IV Postoji više kristalnih modifikacija rarr najvažnija α-kvarc Ne postoji u obliku pojedinačnih molekula već ima trodimenzionalni raspored SindashO veza
bull čvrst tvrd visoka tm (1600 oC) Pri hlađenju rastopa često ne dolazi do formiranja potpuno uređene kristalne strukture pa
umesto da kristališe prelazi u stanje pothlađene tečnosti rarr staklasto stanje (staklo)bull neuređeno amorfno
Si
O
kristalni SiO2 amorfni SiO2
hlađenje rastopa
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Hemijski inertan nerastvoran Reaguje samo sa
bull fluorovodoničnom kiselinom
SiO2(s) + 2NaOH(l) rarr Na2SiO3(l) + H2O(g)t
natrijum-silikat (ili kalijum-silikat) su jedini silikatirastvorni u vodi rarr vodeno staklo
Obično staklo nastaje topljenjem smeše Na2CO3 CaCO3 i SiO2 a zatim hlađenjem rarramorfni Na2OmiddotCaOmiddot6SiO2
bull rastopima baza ili karbonatima alkalnih metala (bdquoalkalno topljenjerdquo) rarr prevodi seu rastvorna jedinjenja
SiO2(s) + 4HF(aq) rarr SiF4(g) + 2H2O(l)
Dodatkom kiseline u rastvor vodenog stakla rarr taloži se silicijumska kiselina SiO2xH2O
Trebalo bi da ima formulu H4SiO4 ali se molekuli lako kondenzuju dajući polimerne oblike Svi oblici silicijumske kiseline su slabo rastvorni a sve kiseline su slabe Anjoni ovih kiselina su stabilni rarr silikati
bull čine 95 Zemljine kore (stene zemlja glina pesak)bull osnovna strukturna jedinica rarr silikat-jon (SiO4
4ndash)
SILICIJUM
SILICIJUMSKA KISELINA SiO2xH2O
SiO2xH2O se koristi kao sredstvo za sušenje (bdquosilika-gelrdquo)
Prema broju i načinu povezivanja SiO44ndash tetraedara dele se na silikate sa
bull pojedinačnim anjonimabull lančastim i trakastim anjonimabull slojevitom strukturombull trodimenzionalnom strukturom
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa pojedinačnim anjonima
SiO44ndash
nezosilikati
Si2O76ndash
sorosilikati
ciklosilikatiSi3O9
6ndash
Si6O1812ndash
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa lančastim i trakastim anjonima
osnovna jedinica Si4O116ndash
osnovna jedinica SiO32ndash
inosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
osnovna jedinica Si2O52ndash
filosilikati
Nastaju međusobnim povezivanjem traka Si4O116ndash
Između slojeva se mogu naći voda joni metalaslojevi oksida ili hidroksida Deo Si je često zamenjen Al rarr alumosilikati Najvažnija grupa slojevitih silikata su minerali glina
bull npr kaolinit
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
Male promene u strukturi slojevitog silikata rarr velike posledice na svojstva jedinjenjabull različit raspored slojeva magnezijum-silikata i magnezijum-hidroksida kod
azbesta i talka
AZBEST TALK
Si2O52ndash
OHndash
tektosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa trodimenzionalnom strukturom
Najvažniji mineralibull feldspati rarr čine 60 Zemljine korebull zeoliti rarr alumosilikati porozne strukture u
šupljine i kanale mogu da se smeste joni ilimolekuli koriste se kao
sredstva za sušenje sredstva za selektivnu adsorpciju
jona ili molekula nosači katalizatora zamena za polifosfate u deterdžen-
tima (za omekšavanje vode)
SILICIJUM
SILIKONI
Polisiloksani rarr polimeri na bazi silicijumabull hemijski inertnibull hidrofobnibull elastičnibull termički otpornibull netoksični
Osnovna jedinica
Linearni poli(dimetilsiloksani) rarr silikonska ulja viskozne tečnosti Umreženi polimeri rarr silikonske gume i smole
KALAJ I OLOVO
SVOJSTVA I JEDINJENJA
Srebrnastobeli meki metali niske tm Stabilni na vazduhu i otporni prema koroziji jer se pasiviraju (prevlače zaštitnim slojem
oksida koji sprečava dalju reakciju) Najznačajnija jedinjenja rarr oksidi
bull SnO i SnO2
bull PbO i PbO2
bull Pb3O4 (PbO22PbO) mešoviti oksid minijum
PbOPbO2
Pb3O4
KALAJ I OLOVO
JEDINJENJA
Kalaj(II)-oksid i olovo(II)-oksid kao i odgovarajući hidroksidi su amfoterni
Pb(OH)2(s) + 2H+ rarr Pb2+(aq) + 2H2OPb(OH)2(s) + OHndash rarr [Pb(OH)3]ndash(aq)
Olovo(IV)-oksid je jako oksidaciono sredstvo
PbO2 + 4H+ + 2endash rarr Pb2+ + 2H2O Eө = 169 V Postojanje dva oksidaciona stanja u minijumu (PbO22PbO) se može dokazati
Pb3O4(s) + 4HNO3(razbl) rarr PbO2(s) + 2Pb(NO3)2(aq) + 2H2O(l)IV II
Talog se tretira koncentrovanom HCl
PbO2(s) + 4HCl(konc) rarr PbCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)
Rastvor se tretira IndashCrO42ndashSO4
2ndash-jonima
PbI2PbCrO4PbSO4(s) npr Pb2+(aq) + CrO42ndash(aq) rarr PbCrO4(s)
KALAJ I OLOVO
PRIMENA
Kalaj se koristibull za proizvodnju belog lima (kalajisani gvozdeni lim za izradu konzervi) zbog
inertnosti i netoksičnosti ako se sloj kalaja ošteti počinje korozija gvožđa jer jenjegov standardni elektrodni potencijal (Eө = ndash044 V) niži od onog za kalaj(Eө = ndash014 V)
bull kao osnovni sastojak legura za lemljenje zbog niske tm (oko 200 oC) Olovo se najviše koristi za izradu olovnih akumulatora Zbog toksičnosti upotreba olova
i njegovih jedinjenja je značajno smanjena (olovne cevi olovni benzin)
UGLJENIK
EKOLOŠKI PROBLEMI
Zbog prevelike upotrebe i sagorevanja fosilnih goriva kao i izazivanja velikih šumskihpožara radi raščišćavanja zemljišta u poljoprivredne svrhe (amazonske šume) rarr količinaCO2 u atmosferi se povećava (od 19 veka za oko 20 prosečno 04 godišnje) Povećanje količine CO2 prouzrokuje efekat bdquostaklene bašteldquo zbog kojeg se temperatura
na Zemlji povećava rarr globalno zagrevanjebull Sunčevo zračenje dospeva do Zemljine površine i zagreva jebull Zemlja kao i svako zagrejano telo reemituje zračenje nazad u atmosferu ali kao
energetski niže zračenjebull Gasovi prisutni u atmosferi mogu da apsorbuju odlazeće zračenje niže energije a
zatim ga i reemituju nazad ka površini Zemlje koja se dodatno zagreva Najznačajniji gasovi koji apsorbuju zračenje u atmosferi su CO2 (50) i CH4 (20)
SILICIJUM
SILICIJUM Si
Srebrnastosive boje metalnog sjaja U industriji se dobija redukcijom SiO2 pomoću koksa rarr Si čistoće 98 (bdquosirovrdquo)
Silicijum (veoma čist) se koristi za proizvodnju komponenata uelektronici jer je poluprovodnik
SiO2 + 2C rarr Si + 2COt
Da bi se dobio veoma čist Si (lt 10ndash7 primesa) bdquosirovrdquo se dalje tretirabull prevodi u SiHCl3 (trihlorsilan) koji se zatim redukuje pomoću Zn ili Mg
Si(s) + 3HCl(g) rarr SiHCl3(l) + H2(g)
bull šipka Si se propušta između grejača dolazi do topljenja uvrlo uskoj zoni nečistoće se koncentruju u rastopu i poslerafinacije se nalaze na jednom kraju šipke koji se seče iodbacuje (bdquozonalna rafinacijardquo)
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Oksidacioni broj IV Postoji više kristalnih modifikacija rarr najvažnija α-kvarc Ne postoji u obliku pojedinačnih molekula već ima trodimenzionalni raspored SindashO veza
bull čvrst tvrd visoka tm (1600 oC) Pri hlađenju rastopa često ne dolazi do formiranja potpuno uređene kristalne strukture pa
umesto da kristališe prelazi u stanje pothlađene tečnosti rarr staklasto stanje (staklo)bull neuređeno amorfno
Si
O
kristalni SiO2 amorfni SiO2
hlađenje rastopa
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Hemijski inertan nerastvoran Reaguje samo sa
bull fluorovodoničnom kiselinom
SiO2(s) + 2NaOH(l) rarr Na2SiO3(l) + H2O(g)t
natrijum-silikat (ili kalijum-silikat) su jedini silikatirastvorni u vodi rarr vodeno staklo
Obično staklo nastaje topljenjem smeše Na2CO3 CaCO3 i SiO2 a zatim hlađenjem rarramorfni Na2OmiddotCaOmiddot6SiO2
bull rastopima baza ili karbonatima alkalnih metala (bdquoalkalno topljenjerdquo) rarr prevodi seu rastvorna jedinjenja
SiO2(s) + 4HF(aq) rarr SiF4(g) + 2H2O(l)
Dodatkom kiseline u rastvor vodenog stakla rarr taloži se silicijumska kiselina SiO2xH2O
Trebalo bi da ima formulu H4SiO4 ali se molekuli lako kondenzuju dajući polimerne oblike Svi oblici silicijumske kiseline su slabo rastvorni a sve kiseline su slabe Anjoni ovih kiselina su stabilni rarr silikati
bull čine 95 Zemljine kore (stene zemlja glina pesak)bull osnovna strukturna jedinica rarr silikat-jon (SiO4
4ndash)
SILICIJUM
SILICIJUMSKA KISELINA SiO2xH2O
SiO2xH2O se koristi kao sredstvo za sušenje (bdquosilika-gelrdquo)
Prema broju i načinu povezivanja SiO44ndash tetraedara dele se na silikate sa
bull pojedinačnim anjonimabull lančastim i trakastim anjonimabull slojevitom strukturombull trodimenzionalnom strukturom
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa pojedinačnim anjonima
SiO44ndash
nezosilikati
Si2O76ndash
sorosilikati
ciklosilikatiSi3O9
6ndash
Si6O1812ndash
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa lančastim i trakastim anjonima
osnovna jedinica Si4O116ndash
osnovna jedinica SiO32ndash
inosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
osnovna jedinica Si2O52ndash
filosilikati
Nastaju međusobnim povezivanjem traka Si4O116ndash
Između slojeva se mogu naći voda joni metalaslojevi oksida ili hidroksida Deo Si je često zamenjen Al rarr alumosilikati Najvažnija grupa slojevitih silikata su minerali glina
bull npr kaolinit
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
Male promene u strukturi slojevitog silikata rarr velike posledice na svojstva jedinjenjabull različit raspored slojeva magnezijum-silikata i magnezijum-hidroksida kod
azbesta i talka
AZBEST TALK
Si2O52ndash
OHndash
tektosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa trodimenzionalnom strukturom
Najvažniji mineralibull feldspati rarr čine 60 Zemljine korebull zeoliti rarr alumosilikati porozne strukture u
šupljine i kanale mogu da se smeste joni ilimolekuli koriste se kao
sredstva za sušenje sredstva za selektivnu adsorpciju
jona ili molekula nosači katalizatora zamena za polifosfate u deterdžen-
tima (za omekšavanje vode)
SILICIJUM
SILIKONI
Polisiloksani rarr polimeri na bazi silicijumabull hemijski inertnibull hidrofobnibull elastičnibull termički otpornibull netoksični
Osnovna jedinica
Linearni poli(dimetilsiloksani) rarr silikonska ulja viskozne tečnosti Umreženi polimeri rarr silikonske gume i smole
KALAJ I OLOVO
SVOJSTVA I JEDINJENJA
Srebrnastobeli meki metali niske tm Stabilni na vazduhu i otporni prema koroziji jer se pasiviraju (prevlače zaštitnim slojem
oksida koji sprečava dalju reakciju) Najznačajnija jedinjenja rarr oksidi
bull SnO i SnO2
bull PbO i PbO2
bull Pb3O4 (PbO22PbO) mešoviti oksid minijum
PbOPbO2
Pb3O4
KALAJ I OLOVO
JEDINJENJA
Kalaj(II)-oksid i olovo(II)-oksid kao i odgovarajući hidroksidi su amfoterni
Pb(OH)2(s) + 2H+ rarr Pb2+(aq) + 2H2OPb(OH)2(s) + OHndash rarr [Pb(OH)3]ndash(aq)
Olovo(IV)-oksid je jako oksidaciono sredstvo
PbO2 + 4H+ + 2endash rarr Pb2+ + 2H2O Eө = 169 V Postojanje dva oksidaciona stanja u minijumu (PbO22PbO) se može dokazati
Pb3O4(s) + 4HNO3(razbl) rarr PbO2(s) + 2Pb(NO3)2(aq) + 2H2O(l)IV II
Talog se tretira koncentrovanom HCl
PbO2(s) + 4HCl(konc) rarr PbCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)
Rastvor se tretira IndashCrO42ndashSO4
2ndash-jonima
PbI2PbCrO4PbSO4(s) npr Pb2+(aq) + CrO42ndash(aq) rarr PbCrO4(s)
KALAJ I OLOVO
PRIMENA
Kalaj se koristibull za proizvodnju belog lima (kalajisani gvozdeni lim za izradu konzervi) zbog
inertnosti i netoksičnosti ako se sloj kalaja ošteti počinje korozija gvožđa jer jenjegov standardni elektrodni potencijal (Eө = ndash044 V) niži od onog za kalaj(Eө = ndash014 V)
bull kao osnovni sastojak legura za lemljenje zbog niske tm (oko 200 oC) Olovo se najviše koristi za izradu olovnih akumulatora Zbog toksičnosti upotreba olova
i njegovih jedinjenja je značajno smanjena (olovne cevi olovni benzin)
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Oksidacioni broj IV Postoji više kristalnih modifikacija rarr najvažnija α-kvarc Ne postoji u obliku pojedinačnih molekula već ima trodimenzionalni raspored SindashO veza
bull čvrst tvrd visoka tm (1600 oC) Pri hlađenju rastopa često ne dolazi do formiranja potpuno uređene kristalne strukture pa
umesto da kristališe prelazi u stanje pothlađene tečnosti rarr staklasto stanje (staklo)bull neuređeno amorfno
Si
O
kristalni SiO2 amorfni SiO2
hlađenje rastopa
SILICIJUM
SILICIJUM-DIOKSID SiO2
Hemijski inertan nerastvoran Reaguje samo sa
bull fluorovodoničnom kiselinom
SiO2(s) + 2NaOH(l) rarr Na2SiO3(l) + H2O(g)t
natrijum-silikat (ili kalijum-silikat) su jedini silikatirastvorni u vodi rarr vodeno staklo
Obično staklo nastaje topljenjem smeše Na2CO3 CaCO3 i SiO2 a zatim hlađenjem rarramorfni Na2OmiddotCaOmiddot6SiO2
bull rastopima baza ili karbonatima alkalnih metala (bdquoalkalno topljenjerdquo) rarr prevodi seu rastvorna jedinjenja
SiO2(s) + 4HF(aq) rarr SiF4(g) + 2H2O(l)
Dodatkom kiseline u rastvor vodenog stakla rarr taloži se silicijumska kiselina SiO2xH2O
Trebalo bi da ima formulu H4SiO4 ali se molekuli lako kondenzuju dajući polimerne oblike Svi oblici silicijumske kiseline su slabo rastvorni a sve kiseline su slabe Anjoni ovih kiselina su stabilni rarr silikati
bull čine 95 Zemljine kore (stene zemlja glina pesak)bull osnovna strukturna jedinica rarr silikat-jon (SiO4
4ndash)
SILICIJUM
SILICIJUMSKA KISELINA SiO2xH2O
SiO2xH2O se koristi kao sredstvo za sušenje (bdquosilika-gelrdquo)
Prema broju i načinu povezivanja SiO44ndash tetraedara dele se na silikate sa
bull pojedinačnim anjonimabull lančastim i trakastim anjonimabull slojevitom strukturombull trodimenzionalnom strukturom
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa pojedinačnim anjonima
SiO44ndash
nezosilikati
Si2O76ndash
sorosilikati
ciklosilikatiSi3O9
6ndash
Si6O1812ndash
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa lančastim i trakastim anjonima
osnovna jedinica Si4O116ndash
osnovna jedinica SiO32ndash
inosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
osnovna jedinica Si2O52ndash
filosilikati
Nastaju međusobnim povezivanjem traka Si4O116ndash
Između slojeva se mogu naći voda joni metalaslojevi oksida ili hidroksida Deo Si je često zamenjen Al rarr alumosilikati Najvažnija grupa slojevitih silikata su minerali glina
bull npr kaolinit
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
Male promene u strukturi slojevitog silikata rarr velike posledice na svojstva jedinjenjabull različit raspored slojeva magnezijum-silikata i magnezijum-hidroksida kod
azbesta i talka
AZBEST TALK
Si2O52ndash
OHndash
tektosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa trodimenzionalnom strukturom
Najvažniji mineralibull feldspati rarr čine 60 Zemljine korebull zeoliti rarr alumosilikati porozne strukture u
šupljine i kanale mogu da se smeste joni ilimolekuli koriste se kao
sredstva za sušenje sredstva za selektivnu adsorpciju
jona ili molekula nosači katalizatora zamena za polifosfate u deterdžen-
tima (za omekšavanje vode)
SILICIJUM
SILIKONI
Polisiloksani rarr polimeri na bazi silicijumabull hemijski inertnibull hidrofobnibull elastičnibull termički otpornibull netoksični
Osnovna jedinica
Linearni poli(dimetilsiloksani) rarr silikonska ulja viskozne tečnosti Umreženi polimeri rarr silikonske gume i smole
KALAJ I OLOVO
SVOJSTVA I JEDINJENJA
Srebrnastobeli meki metali niske tm Stabilni na vazduhu i otporni prema koroziji jer se pasiviraju (prevlače zaštitnim slojem
oksida koji sprečava dalju reakciju) Najznačajnija jedinjenja rarr oksidi
bull SnO i SnO2
bull PbO i PbO2
bull Pb3O4 (PbO22PbO) mešoviti oksid minijum
PbOPbO2
Pb3O4
KALAJ I OLOVO
JEDINJENJA
Kalaj(II)-oksid i olovo(II)-oksid kao i odgovarajući hidroksidi su amfoterni
Pb(OH)2(s) + 2H+ rarr Pb2+(aq) + 2H2OPb(OH)2(s) + OHndash rarr [Pb(OH)3]ndash(aq)
Olovo(IV)-oksid je jako oksidaciono sredstvo
PbO2 + 4H+ + 2endash rarr Pb2+ + 2H2O Eө = 169 V Postojanje dva oksidaciona stanja u minijumu (PbO22PbO) se može dokazati
Pb3O4(s) + 4HNO3(razbl) rarr PbO2(s) + 2Pb(NO3)2(aq) + 2H2O(l)IV II
Talog se tretira koncentrovanom HCl
PbO2(s) + 4HCl(konc) rarr PbCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)
Rastvor se tretira IndashCrO42ndashSO4
2ndash-jonima
PbI2PbCrO4PbSO4(s) npr Pb2+(aq) + CrO42ndash(aq) rarr PbCrO4(s)
KALAJ I OLOVO
PRIMENA
Kalaj se koristibull za proizvodnju belog lima (kalajisani gvozdeni lim za izradu konzervi) zbog
inertnosti i netoksičnosti ako se sloj kalaja ošteti počinje korozija gvožđa jer jenjegov standardni elektrodni potencijal (Eө = ndash044 V) niži od onog za kalaj(Eө = ndash014 V)
bull kao osnovni sastojak legura za lemljenje zbog niske tm (oko 200 oC) Olovo se najviše koristi za izradu olovnih akumulatora Zbog toksičnosti upotreba olova
i njegovih jedinjenja je značajno smanjena (olovne cevi olovni benzin)
Trebalo bi da ima formulu H4SiO4 ali se molekuli lako kondenzuju dajući polimerne oblike Svi oblici silicijumske kiseline su slabo rastvorni a sve kiseline su slabe Anjoni ovih kiselina su stabilni rarr silikati
bull čine 95 Zemljine kore (stene zemlja glina pesak)bull osnovna strukturna jedinica rarr silikat-jon (SiO4
4ndash)
SILICIJUM
SILICIJUMSKA KISELINA SiO2xH2O
SiO2xH2O se koristi kao sredstvo za sušenje (bdquosilika-gelrdquo)
Prema broju i načinu povezivanja SiO44ndash tetraedara dele se na silikate sa
bull pojedinačnim anjonimabull lančastim i trakastim anjonimabull slojevitom strukturombull trodimenzionalnom strukturom
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa pojedinačnim anjonima
SiO44ndash
nezosilikati
Si2O76ndash
sorosilikati
ciklosilikatiSi3O9
6ndash
Si6O1812ndash
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa lančastim i trakastim anjonima
osnovna jedinica Si4O116ndash
osnovna jedinica SiO32ndash
inosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
osnovna jedinica Si2O52ndash
filosilikati
Nastaju međusobnim povezivanjem traka Si4O116ndash
Između slojeva se mogu naći voda joni metalaslojevi oksida ili hidroksida Deo Si je često zamenjen Al rarr alumosilikati Najvažnija grupa slojevitih silikata su minerali glina
bull npr kaolinit
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
Male promene u strukturi slojevitog silikata rarr velike posledice na svojstva jedinjenjabull različit raspored slojeva magnezijum-silikata i magnezijum-hidroksida kod
azbesta i talka
AZBEST TALK
Si2O52ndash
OHndash
tektosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa trodimenzionalnom strukturom
Najvažniji mineralibull feldspati rarr čine 60 Zemljine korebull zeoliti rarr alumosilikati porozne strukture u
šupljine i kanale mogu da se smeste joni ilimolekuli koriste se kao
sredstva za sušenje sredstva za selektivnu adsorpciju
jona ili molekula nosači katalizatora zamena za polifosfate u deterdžen-
tima (za omekšavanje vode)
SILICIJUM
SILIKONI
Polisiloksani rarr polimeri na bazi silicijumabull hemijski inertnibull hidrofobnibull elastičnibull termički otpornibull netoksični
Osnovna jedinica
Linearni poli(dimetilsiloksani) rarr silikonska ulja viskozne tečnosti Umreženi polimeri rarr silikonske gume i smole
KALAJ I OLOVO
SVOJSTVA I JEDINJENJA
Srebrnastobeli meki metali niske tm Stabilni na vazduhu i otporni prema koroziji jer se pasiviraju (prevlače zaštitnim slojem
oksida koji sprečava dalju reakciju) Najznačajnija jedinjenja rarr oksidi
bull SnO i SnO2
bull PbO i PbO2
bull Pb3O4 (PbO22PbO) mešoviti oksid minijum
PbOPbO2
Pb3O4
KALAJ I OLOVO
JEDINJENJA
Kalaj(II)-oksid i olovo(II)-oksid kao i odgovarajući hidroksidi su amfoterni
Pb(OH)2(s) + 2H+ rarr Pb2+(aq) + 2H2OPb(OH)2(s) + OHndash rarr [Pb(OH)3]ndash(aq)
Olovo(IV)-oksid je jako oksidaciono sredstvo
PbO2 + 4H+ + 2endash rarr Pb2+ + 2H2O Eө = 169 V Postojanje dva oksidaciona stanja u minijumu (PbO22PbO) se može dokazati
Pb3O4(s) + 4HNO3(razbl) rarr PbO2(s) + 2Pb(NO3)2(aq) + 2H2O(l)IV II
Talog se tretira koncentrovanom HCl
PbO2(s) + 4HCl(konc) rarr PbCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)
Rastvor se tretira IndashCrO42ndashSO4
2ndash-jonima
PbI2PbCrO4PbSO4(s) npr Pb2+(aq) + CrO42ndash(aq) rarr PbCrO4(s)
KALAJ I OLOVO
PRIMENA
Kalaj se koristibull za proizvodnju belog lima (kalajisani gvozdeni lim za izradu konzervi) zbog
inertnosti i netoksičnosti ako se sloj kalaja ošteti počinje korozija gvožđa jer jenjegov standardni elektrodni potencijal (Eө = ndash044 V) niži od onog za kalaj(Eө = ndash014 V)
bull kao osnovni sastojak legura za lemljenje zbog niske tm (oko 200 oC) Olovo se najviše koristi za izradu olovnih akumulatora Zbog toksičnosti upotreba olova
i njegovih jedinjenja je značajno smanjena (olovne cevi olovni benzin)
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa lančastim i trakastim anjonima
osnovna jedinica Si4O116ndash
osnovna jedinica SiO32ndash
inosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
osnovna jedinica Si2O52ndash
filosilikati
Nastaju međusobnim povezivanjem traka Si4O116ndash
Između slojeva se mogu naći voda joni metalaslojevi oksida ili hidroksida Deo Si je često zamenjen Al rarr alumosilikati Najvažnija grupa slojevitih silikata su minerali glina
bull npr kaolinit
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
Male promene u strukturi slojevitog silikata rarr velike posledice na svojstva jedinjenjabull različit raspored slojeva magnezijum-silikata i magnezijum-hidroksida kod
azbesta i talka
AZBEST TALK
Si2O52ndash
OHndash
tektosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa trodimenzionalnom strukturom
Najvažniji mineralibull feldspati rarr čine 60 Zemljine korebull zeoliti rarr alumosilikati porozne strukture u
šupljine i kanale mogu da se smeste joni ilimolekuli koriste se kao
sredstva za sušenje sredstva za selektivnu adsorpciju
jona ili molekula nosači katalizatora zamena za polifosfate u deterdžen-
tima (za omekšavanje vode)
SILICIJUM
SILIKONI
Polisiloksani rarr polimeri na bazi silicijumabull hemijski inertnibull hidrofobnibull elastičnibull termički otpornibull netoksični
Osnovna jedinica
Linearni poli(dimetilsiloksani) rarr silikonska ulja viskozne tečnosti Umreženi polimeri rarr silikonske gume i smole
KALAJ I OLOVO
SVOJSTVA I JEDINJENJA
Srebrnastobeli meki metali niske tm Stabilni na vazduhu i otporni prema koroziji jer se pasiviraju (prevlače zaštitnim slojem
oksida koji sprečava dalju reakciju) Najznačajnija jedinjenja rarr oksidi
bull SnO i SnO2
bull PbO i PbO2
bull Pb3O4 (PbO22PbO) mešoviti oksid minijum
PbOPbO2
Pb3O4
KALAJ I OLOVO
JEDINJENJA
Kalaj(II)-oksid i olovo(II)-oksid kao i odgovarajući hidroksidi su amfoterni
Pb(OH)2(s) + 2H+ rarr Pb2+(aq) + 2H2OPb(OH)2(s) + OHndash rarr [Pb(OH)3]ndash(aq)
Olovo(IV)-oksid je jako oksidaciono sredstvo
PbO2 + 4H+ + 2endash rarr Pb2+ + 2H2O Eө = 169 V Postojanje dva oksidaciona stanja u minijumu (PbO22PbO) se može dokazati
Pb3O4(s) + 4HNO3(razbl) rarr PbO2(s) + 2Pb(NO3)2(aq) + 2H2O(l)IV II
Talog se tretira koncentrovanom HCl
PbO2(s) + 4HCl(konc) rarr PbCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)
Rastvor se tretira IndashCrO42ndashSO4
2ndash-jonima
PbI2PbCrO4PbSO4(s) npr Pb2+(aq) + CrO42ndash(aq) rarr PbCrO4(s)
KALAJ I OLOVO
PRIMENA
Kalaj se koristibull za proizvodnju belog lima (kalajisani gvozdeni lim za izradu konzervi) zbog
inertnosti i netoksičnosti ako se sloj kalaja ošteti počinje korozija gvožđa jer jenjegov standardni elektrodni potencijal (Eө = ndash044 V) niži od onog za kalaj(Eө = ndash014 V)
bull kao osnovni sastojak legura za lemljenje zbog niske tm (oko 200 oC) Olovo se najviše koristi za izradu olovnih akumulatora Zbog toksičnosti upotreba olova
i njegovih jedinjenja je značajno smanjena (olovne cevi olovni benzin)
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa slojevitom strukturom
Male promene u strukturi slojevitog silikata rarr velike posledice na svojstva jedinjenjabull različit raspored slojeva magnezijum-silikata i magnezijum-hidroksida kod
azbesta i talka
AZBEST TALK
Si2O52ndash
OHndash
tektosilikati
SILICIJUM
SILIKATI
Silikati sa trodimenzionalnom strukturom
Najvažniji mineralibull feldspati rarr čine 60 Zemljine korebull zeoliti rarr alumosilikati porozne strukture u
šupljine i kanale mogu da se smeste joni ilimolekuli koriste se kao
sredstva za sušenje sredstva za selektivnu adsorpciju
jona ili molekula nosači katalizatora zamena za polifosfate u deterdžen-
tima (za omekšavanje vode)
SILICIJUM
SILIKONI
Polisiloksani rarr polimeri na bazi silicijumabull hemijski inertnibull hidrofobnibull elastičnibull termički otpornibull netoksični
Osnovna jedinica
Linearni poli(dimetilsiloksani) rarr silikonska ulja viskozne tečnosti Umreženi polimeri rarr silikonske gume i smole
KALAJ I OLOVO
SVOJSTVA I JEDINJENJA
Srebrnastobeli meki metali niske tm Stabilni na vazduhu i otporni prema koroziji jer se pasiviraju (prevlače zaštitnim slojem
oksida koji sprečava dalju reakciju) Najznačajnija jedinjenja rarr oksidi
bull SnO i SnO2
bull PbO i PbO2
bull Pb3O4 (PbO22PbO) mešoviti oksid minijum
PbOPbO2
Pb3O4
KALAJ I OLOVO
JEDINJENJA
Kalaj(II)-oksid i olovo(II)-oksid kao i odgovarajući hidroksidi su amfoterni
Pb(OH)2(s) + 2H+ rarr Pb2+(aq) + 2H2OPb(OH)2(s) + OHndash rarr [Pb(OH)3]ndash(aq)
Olovo(IV)-oksid je jako oksidaciono sredstvo
PbO2 + 4H+ + 2endash rarr Pb2+ + 2H2O Eө = 169 V Postojanje dva oksidaciona stanja u minijumu (PbO22PbO) se može dokazati
Pb3O4(s) + 4HNO3(razbl) rarr PbO2(s) + 2Pb(NO3)2(aq) + 2H2O(l)IV II
Talog se tretira koncentrovanom HCl
PbO2(s) + 4HCl(konc) rarr PbCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)
Rastvor se tretira IndashCrO42ndashSO4
2ndash-jonima
PbI2PbCrO4PbSO4(s) npr Pb2+(aq) + CrO42ndash(aq) rarr PbCrO4(s)
KALAJ I OLOVO
PRIMENA
Kalaj se koristibull za proizvodnju belog lima (kalajisani gvozdeni lim za izradu konzervi) zbog
inertnosti i netoksičnosti ako se sloj kalaja ošteti počinje korozija gvožđa jer jenjegov standardni elektrodni potencijal (Eө = ndash044 V) niži od onog za kalaj(Eө = ndash014 V)
bull kao osnovni sastojak legura za lemljenje zbog niske tm (oko 200 oC) Olovo se najviše koristi za izradu olovnih akumulatora Zbog toksičnosti upotreba olova
i njegovih jedinjenja je značajno smanjena (olovne cevi olovni benzin)
SILICIJUM
SILIKONI
Polisiloksani rarr polimeri na bazi silicijumabull hemijski inertnibull hidrofobnibull elastičnibull termički otpornibull netoksični
Osnovna jedinica
Linearni poli(dimetilsiloksani) rarr silikonska ulja viskozne tečnosti Umreženi polimeri rarr silikonske gume i smole
KALAJ I OLOVO
SVOJSTVA I JEDINJENJA
Srebrnastobeli meki metali niske tm Stabilni na vazduhu i otporni prema koroziji jer se pasiviraju (prevlače zaštitnim slojem
oksida koji sprečava dalju reakciju) Najznačajnija jedinjenja rarr oksidi
bull SnO i SnO2
bull PbO i PbO2
bull Pb3O4 (PbO22PbO) mešoviti oksid minijum
PbOPbO2
Pb3O4
KALAJ I OLOVO
JEDINJENJA
Kalaj(II)-oksid i olovo(II)-oksid kao i odgovarajući hidroksidi su amfoterni
Pb(OH)2(s) + 2H+ rarr Pb2+(aq) + 2H2OPb(OH)2(s) + OHndash rarr [Pb(OH)3]ndash(aq)
Olovo(IV)-oksid je jako oksidaciono sredstvo
PbO2 + 4H+ + 2endash rarr Pb2+ + 2H2O Eө = 169 V Postojanje dva oksidaciona stanja u minijumu (PbO22PbO) se može dokazati
Pb3O4(s) + 4HNO3(razbl) rarr PbO2(s) + 2Pb(NO3)2(aq) + 2H2O(l)IV II
Talog se tretira koncentrovanom HCl
PbO2(s) + 4HCl(konc) rarr PbCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)
Rastvor se tretira IndashCrO42ndashSO4
2ndash-jonima
PbI2PbCrO4PbSO4(s) npr Pb2+(aq) + CrO42ndash(aq) rarr PbCrO4(s)
KALAJ I OLOVO
PRIMENA
Kalaj se koristibull za proizvodnju belog lima (kalajisani gvozdeni lim za izradu konzervi) zbog
inertnosti i netoksičnosti ako se sloj kalaja ošteti počinje korozija gvožđa jer jenjegov standardni elektrodni potencijal (Eө = ndash044 V) niži od onog za kalaj(Eө = ndash014 V)
bull kao osnovni sastojak legura za lemljenje zbog niske tm (oko 200 oC) Olovo se najviše koristi za izradu olovnih akumulatora Zbog toksičnosti upotreba olova
i njegovih jedinjenja je značajno smanjena (olovne cevi olovni benzin)
KALAJ I OLOVO
JEDINJENJA
Kalaj(II)-oksid i olovo(II)-oksid kao i odgovarajući hidroksidi su amfoterni
Pb(OH)2(s) + 2H+ rarr Pb2+(aq) + 2H2OPb(OH)2(s) + OHndash rarr [Pb(OH)3]ndash(aq)
Olovo(IV)-oksid je jako oksidaciono sredstvo
PbO2 + 4H+ + 2endash rarr Pb2+ + 2H2O Eө = 169 V Postojanje dva oksidaciona stanja u minijumu (PbO22PbO) se može dokazati
Pb3O4(s) + 4HNO3(razbl) rarr PbO2(s) + 2Pb(NO3)2(aq) + 2H2O(l)IV II
Talog se tretira koncentrovanom HCl
PbO2(s) + 4HCl(konc) rarr PbCl2(aq) + Cl2(g) + 2H2O(l)
Rastvor se tretira IndashCrO42ndashSO4
2ndash-jonima
PbI2PbCrO4PbSO4(s) npr Pb2+(aq) + CrO42ndash(aq) rarr PbCrO4(s)
KALAJ I OLOVO
PRIMENA
Kalaj se koristibull za proizvodnju belog lima (kalajisani gvozdeni lim za izradu konzervi) zbog
inertnosti i netoksičnosti ako se sloj kalaja ošteti počinje korozija gvožđa jer jenjegov standardni elektrodni potencijal (Eө = ndash044 V) niži od onog za kalaj(Eө = ndash014 V)
bull kao osnovni sastojak legura za lemljenje zbog niske tm (oko 200 oC) Olovo se najviše koristi za izradu olovnih akumulatora Zbog toksičnosti upotreba olova
i njegovih jedinjenja je značajno smanjena (olovne cevi olovni benzin)