CARACTERIZAREAGENERALAELEMENTELOR CU CARACTER METALIC

PROPRIETI FIZICE Stare de agregare : solid (excepie : Hg) Conductibilitatea termic i electric: este datorit mobilitii electronilor din banda de valen Luciu metalic Opacitatea Densitatea pot fi :

a. pentru metale uoare : 5 g/cm3 b. pentru metale grele : >5 g/cm3 Temperatura de topire i fierbere :

Hg - p.t. cel mai sczut (-39oC) W - p.t. cel mai ridicat

PROPRIETI MECANICE Maleabilitatea - tragerea n foi subiri (Au, Ag, Cu) Ductilitatea - tragerea n fire subiri (Au, Ag, Cu) Duritatea - rezistena la zgriere (grade Mohs) Tenacitatea - rezistena la rupere a unui fir

PROPRIETI MAGNETICE - diamagnetice

- paramagnetice

- feromagnetice

PROPRIETI CHIMICE

Au caracter electropozitiv. cedeaz electroni ioni pozitivi (cationi) Au caracter reductor .

Seria reactivitii electrochimice: K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn...H, Sb, As...Cu, Hg,

Ag, Pt, Au Fiecare metal reduce ionii metalelor aflate dup el

n serie.

Reacioneaz cu acizii: Metalele aflate naintea H reacioneaz cu acizii neoxidani Metalele aflate dup H reacioneaz numai cu acizii oxidani (reduc nemetalul din acid)

4. Reaciacuapa Metalele aflate naintea Mg - la rece MetaleleaflatedupMg - la cald MetalelededupH nureacioneazcuapa

5. Pasivizarea metalelor Unele metale sunt atacate de acizi diluai dar nu

sunt atacate de acizi concentrai (se acoper cu un strat protector de oxizi).

6. Coroziunea Degradarea metalelor sub aciunea mediului

exterior.

Coroziunea: - chimic - electrochimic

Coroziunea chimic: oxidarea metalului la t > 100oC,nabsenaapeilichide. Exemplu: coroziunea fierului (ruginirea fierului) - Fe2O3 - n mediu uscat - FeO(OH) - n mediu umed

Coroziunea electrochimic : se produce la contactul metaluluicusoluiideelectrolii(ianatereuncurentelectric)

Protecia mpotriva coroziunii: cromare, nichelare, vopsire etc.

CROMUL Cr

I. COMPUII CROMULUI (II) Cr +2 - Au stabilitate scazut.

- Compuii - hidratai (albatri) - anhidri (culori variabile)

I.1. OXIDUL CROMOS CrO PROPRIETI

Pulbere, neagr violet Reacioneaz cu O2 i cu H 2 4 Cr+2O

+ O2 0 2Cr2+3O3 -2 ( t) Cr+2O

+

H20 Cr 0 + H2O -2 Se dizolv n HCl : Cr+2O + 2 HCl Cr+2Cl2 + H2O Nu reacioneaz cu H2SO4 i cu CH3COOH diluat.

I.2. HIDROXID CROMOS Cr(OH)2 Precipitat galben Solubil n acizi concentrai

I.3. CLORURA CROMOASA CrCl2

OBINERE 2 Cr+3Cl 3 + Zn0 2Cr+2Cl 2 + Zn+2Cl 2

PROPRIETATI Are caracter reducator: 2 Cr+2Cl2 + Cu+2Cl2 2Cr+3Cl3 + Cu0

II. COMPUII CROMULUI (III) Cr +3

II.1. OXID CROMIC Cr2O3

OBINERE: K2Cr2+6O7 + 2 C0 Cr2+3O3 + K2C+4O3 + C+2O

(N-3H4)2Cr2+6O7 Cr2+3O3 + N20 + 4 H2O

PROPRIETI: n stare amorf, este o pulbere verde

Insolubil n ap, acizi, hidroxizi alcalini

Cristalizat, este negru cu reflexe verzui

Are punct de topire ridicat

Este dur

II.2. HIDROXID CROMIC Cr(OH)3 (sau Cr2O3. nH2O oxid cromic hidratat)

OBINERE Cr Cl 3 + 3 NaOH Cr(OH)3 + 3 NaCl

PROPRIETI Gel voluminos, albastru verzui, insolubil n ap

Are caracter amfoter:

Cr(OH)3 + 3 HCl CrCl3 + 3 H2O

Cr(OH)3 +KOHK [Cr(OH)4]

II.3. CLORURA CROMIC CrCl 3 OBTINERE 2 Cr 0 + 3 Cl2 0 2Cr+3Cl3-1 ( t) Cr2+3O3 + 3 C0 + 3 Cl2 0 2Cr+3Cl3-1 + 3 C+2O

PROPRIETI n stare anhidr : cristale roii-violete Hidratat : soluie verde Insolubil n ap Poate forma compleci hidratai: - [Cr(H2O)6]. Cl3 - Violet - [Cr(H2O)5Cl]Cl2 . H2O - Verde deschis - [Cr(H2O)4Cl2]Cl . 2H2O - Verde inchis Izomeri de hidratare (difer dup modul de legare a moleculelor de ap).

II.4. SULFAT CROMIC Cr2(SO4)3

OBINERE

2 Cr(OH)3 + 3 H2 SO4 Cr2(SO4)3 + 6 H2O

PROPRIETI

n stare anhidr - roz

Cristalizat cu 18 molecule de H2O - violet

Cristalizat cu mai puin de 18 H2O - verde

Are caracter oxidant:

Cr2+3(SO4)3 + Zn0 2Cr+2SO4 + Zn+2SO4

II.5. NITRAT (AZOTAT) CROMIC Cr(NO3)3

OBINERE Cr(OH)3 + 3 HNO3 Cr(NO3)3 + 6 H2O

PROPRIETI Se hidrateaz cu un numar variabil de molecule de ap :

Cr(NO3)3 . 3H2O Cr(NO3)3 . 4H2O Cr(NO3)3 . 7H2O Cr(NO3)3 . 9H2O Cr(NO3)3 . 12H2O

Compuii Cr+3 au proprieti reductoare, oxidndu-se la Cr+6.

III. COMPUII CROMULUI (VI) Cr 6+ III.1.ANHIDRIDACROMIC Cr+6O3-2

OBINERE

K2Cr2O7 + H2SO4 2 CrO3 + K2SO4 + H2O

PROPRIETI

Substan solid, roie-viinie, cristalizat Oxidant puternic! Foarte higroscopic

III.2. ACIDUL CROMIC H2Cr+6O4 Anhidridacromicreacioneazcuapa: CrO3 + H2O H2CrO4

n funcie de pH, se stabilete un echilibru: H+

2 CrO4 2- Cr2O7 2- HO-

2K2CrO4 + 2HCl K2Cr2O7 + 2 KCl + H2O K2Cr2O7 + 2 KOH 2K2CrO4 + H2O

Srurile, numite cromai, sunt colorate n:

- Galben (cromaii alcalini, alcalino-pmntoi i de Pb)

- Rou (cromaii de Ag, Hg, Bi)

III.3. ACID DICROMIC H2Cr2+6O7

o Este un izo poli acid: H2CrO4 H2CrO3(CrO4 ) - se nlocuiete un atom de O din H2CrO4 cu anionul CrO42-

o Formeaz sruri, numite Dicromai - n general solubile n ap (excepie Ag2Cr2O7)

o Sunt oxidani puternici, n mediu acid!!!

o Oxideaz: (C+3OOH)

2 C+4O2 Fe2+ Fe3+ X - 20 ( X = Cl -, Br -, I -) N+4O2- N+5O3

C2H5OHC2H4O (acetaldehid) S2- S o S+4O 32- S+6O42

3 CH3 - C-1H2 - OH + K2Cr2+6O7 + 4 H2SO4 3CH3 - C+1H = O + K2SO4 + Cr2+3(SO4)3 + 7H2O

A se vedea ialtereaciiefectuatelalaborator!!!

Peroxidul de hidrogen reacioneaz cu K2Cr2O7 (sau cu orice alt compus de Cr6+) n mediu acid, neutru sau alcalin formnd combinaii peroxidice a cror structur depinde de pH i de concentraia n crom.

De exemplu: eter K2Cr2O7 +H2SO4 + 5 H2O2 H2Cr2O12 + 5 H2O + K2SO4 Acidul percromic, H2Cr2O12, este instabil n mediu apos dar stabil n eter, pe care l coloreaz n albastru.

III.4. CLORURA DE CROMIL Cr+6O2Cl2

OBINERE K2Cr2+6O7 + 4 NaCl + 3 H2SO4 2Cr+6O2Cl2 + K2SO4

+ 2 Na2SO4 + 3 H2O

PROPRIETI Lichid, rou-snge, are aciune oxidant i clorurant. Structura:

O Cl Cr O Cl

III.5. ACIZI PERCROMICI H2Cr2O12

STRUCTUR O - O O O

HO Cr +6 O-1 O-1 Cr +6 OH

O - O O O

OBINERE - Se obin din K2Cr2O7 cu H2SO4 i H2O2 n mediu organic (eter). (A se vedea laboratorul islide-ul anterior.)

PROPRIETI - Culoare albastr,solubiliistabilinmediu organic !!!

UTILIZRILECROMULUIi COMPUILOR

n farmacie, H2Cr O4 este folosit ca i cauterizant n afeciunile bucale.

Intern este toxic!

Cromul (metalic) este folosit n industria metalurgic la obinerea oelurilor speciale i a unor aliaje cu proprieti deosebite.

Tri oxidul de crom este utilizat la colorarea sticlei i a porelanului n verde.

MANGAN Mn

I. COMPUII MANGANULUI (II) (Mn2+) I.1. OXIDUL MANGANOS MnO

OBINERE Deshidratare: Mn(OH)2 MnO + H2O (la cald)

PROPRIETI n aer i la cald trece n Mn2O3 i Mn3O4 5 Mn+2O + O20 Mn2+3O3-2 + Mn3O4 (Mn+4O2 . 2Mn+2O) Cu apa Mn3O4 + H2 2+ 1+ 4+ 2+

(2+1) MnO + H2O MnO2 . 2 MnO + H20 -2e +2e

I.2. HIDROXIDUL MANGANOS Mn (OH)2

OBINERE Mn SO4 + 2KOH Mn(OH)2 + K2 SO4

PROPRIETI

Precipitat alb, gelatinos

Se oxideaz n aer: Mn(OH)2 + O2 H2MnO3

H2MnO3 + Mn(OH)2 MnMnO3 + 2H2O (coloreaztextilelenbrun)

I.3. ALI COMPUI o MnCl2 . 4H2O ; MnSO4 .5H2O; MnS; MnCO3 sunt substanesolide,de culoare roz piele, solubilenap. o Compuii manganului divalent au proprieti reductoare. Se pot oxida la:

Mn2+

- 2 e Mn4+

Mn2+ - 4 e Mn6+ Mn2+ - 5 e Mn7+

Oxidarea la Mn 4+ Oxidanifolosii: - H2O2 (mediu alcalin)

- KMnO4 (mediu slab acid) - (NH4)2S2O8, AgNO3 (mediu alcalin)

3Mn2+

SO4+2KMnO4+ 7H2 5H2MnO3+2KHSO4+H2SO4

3 Mn+2

SO4 + 2 KMn+7 O4 + 7 H2 5 H2Mn+4 O3 + 2 KHSO4 + H2SO4

Oxidarea la Mn6+, ntopituralcalin : Mn+2

SO4 + 2 KN+5 O3 + 2 K2CO3 K2Mn6+ O4 + 2 KN+3O2 + K2SO4 + 2CO2

Oxidarea la Mn 7+, cu diveri oxidani: - PbO2 ( n HNO3) - ReaciaCrumolhard

- Br2 ( n KOH) - ReaciaDenigs

- (NH4)2S2O8 (n H2O) (Vezi LABORATORUL )

2Mn+2SO4 + 5KI+7O4 + 3 H2O 2HMn+7O4 + 5KI+5O3 +2H2SO4

II. COMPUII MANGANULUI (IV) Mn4+ II.1. DIOXIDUL DE MANGAN MnO2

P R O P R I E T I Solid, culoare negru-brun, insolubil n ap Stabil; se gsete n natur ca atare (minereu) La cald se descompune:

2 MnO2 Mn2O3 + O2 Caracter puternic oxidant!

Oxideaz: - H2O2 -1 O2 0 - HX -1 X2 0 (X = Cl, Br, I) - S 0 S+4O2 - H2S+4O3 H2S+6O4 Mn+4O2 + C+2O Mn+2O + C+4O2

II.2 ACIDUL MANGANOS H2MnO3 (Dioxidul de mangan hidratat MnO2 . H2O)

OBINERE

Oxidarea MnSO4 cu (NH4)2S2O8 Mn+2SO4 + (NH4)2S2O8-1 + 3 H2O H2Mn+4O3 + (NH4)2SO4 -2 + 2 H2SO4 -2

Oxidarea MnSO4 cu H2O2 n mediu alcalin:

2 Mn +2 SO4 + H2O2-1 + 4 KOH Mn +2Mn +4O3-2 + 2 K2SO4 + 3 H2O -2

Mn +2 SO4 + H2O2-1 + 2 NH4OH H2Mn +4O3 + (NH4)2SO4 + 2 H2O -2

II.3. OXIDUL MANGANO-MANGANICMn3O4

(MnO2 2MnOsauMn2O3 MnO)

O O O = Mn O

Mn Mn Mn sau Mn

O O O = Mn O

III. COMPUII MANGANULUI (VI) Mn6+

III.1 ACIDUL MANGANIC H2MnO4

SRURI : Me2MnO4

OBINERE MnSO4 + 2KNO3+2K2CO3K2MnO4+2KNO2+K2SO4 +2CO2

PROPRIETI 3K2MnO4 + 4 HCl 2KMnO4 + MnO2 + 4KCl +2H 2O Oxidani energici: Mn +7 O42- Mn4+ (brun, mediu alcalin) Mn +7 O42- Mn2+ (incolor, mediu acid)

HCOONa + Na2MnO4 Na2CO3 + MnO2 + NaOH K2MnO4+ 2H2SO3 MnSO4 + K2SO4 + 2H2O

IV. COMPUII MANGANULUI (VII) Mn7+

IV.1. HEPTAOXID DE MANGAN Mn 2O7 - instabil IV.2. PERMANGANAT DE POTASIU KMnO4 OBINERE Prin disproporionarea K2MnO4 n mediu de CO2 3 K2Mn +6O4 + 2 CO2 2 KMn +7O4 + Mn +4O2 + K2 CO3 PROPRIETI - Solid, culoare violet, solubil n ap - Oxidant energic ! n topitur: 2KMn +7O4 + 3H2SO4 2 Mn+2SO4 + K2SO4 + 3H2O + 5[O] 2KMn +7O4 K2O + 2Mn +4O2 + 3/2 O2 2KMn +7O4 + 2KOH 2K2Mn +6O4 + H2O + O2

n soluie:

Mn7+

+ 5e Mn2+

(mediu acid) Mn7+ + 3e Mn4+ (mediu slab acid sau neutru) Mn7+ + 1e Mn6+ (mediu alcalin)

E x e m p l e:

2KMn +7O4 + 5 K2S +4O3 + 3H2SO4 2Mn +2 SO4 + +5e -2e 6 K2S +6O4 + 3 H2 O

2KMn+7O4 + 3 K2S +4O3 + H2O 2 Mn +4O2 + +3e -2e 3 K2S +6O4 + 2 KOH

2KMn +7O4 + K2S +4O3 + KOH 2 K2Mn +6O4 + +1e -2e K2S +6O4 + H2O

Alte exemple. n mediu acid (H2SO4), oxideaz : C+3 O O H C +4 O2 C +3 O O H

H 3As +3 O3 H 3As +5O4

H2O2 -1 O2 0

H2S -2 S 0

Fe 2+ Fe3+ Mn2+ Mn4+

HX -1 X20 ( X = Cl, Br, I )

H3P -3 H3P +5O4 A se vedea reaciile din laborator !!!

UTILIZRILE COMPUILOR MANGANULUI

K Mn O4 Dezinfectant (sol. diluate 1: 500 sau 1:10000) Hemostatic Cicatrizant

Ca (MnO4 )2 Sterilizarea apelor potabile

F I E R Fe COMPUII FIERULUI

Compuii Fe 2+ - compui feroi Compuii Fe 3+ - compui ferici Compuii Fe 6+ - ferai Combinaii complexe

COMPUIIFe 2+ (feroi)

Culoare alb - n stare anhidr Culoare verde deschis - n stare hidratat Sruri solubile: FeX2 (excepie FeF2), FeSO4, Fe(NO3)2 Sruri greu solubile: FeCO3, Fe3(PO4)2, FeS.

Caracter reductor: Cl2 0 2Cl H2O2 1 H2O 2 KMn+7O4 Mn2+ K2Cr2+6O7 Cr 3+ ( REACII DIN LABORATOR)

Alte exemple: 3Fe+2SO4 + 3Ag+1NO3 Fe2+3(SO4)3 + Ag0 + Fe+3(NO3)3 2Fe+2SO4 + Pb+4O2 + 2H2SO4 Fe2+3(SO4)3 + Pb+2SO4 + 2 H2O Oxidul feros FeO: pulbere de culoare neagr 2 Fe+2O + H2+1O-2 Fe2+3O3 + H20 Hidroxidul feros Fe(OH)2: precipitat alb-verzui n aer, se oxideaz: 2 Fe(OH)2 + O2 + H2O2Fe(OH)3 (pp. brun)

Clorura feroas - FeCl2 (incolor) - FeCl2 . 4 H2O (verde) - Solubil n ap - Caracter reductor

Sulfatul feros - FeSO4 . 7H2O (calaican): cristale verzi, uor solubile n ap.

- Cu sulfaii metalelor alcaline i cu (NH4)2SO4 sruri duble.

Exemplu:

(NH4)2SO4 . FeSO4 (NH4)2Fe(SO4)2 sare Mohr

Sulfura de fier - Fe S Obinere Fe+SFeS FeSO4 + (NH4)2SFeS + (NH4)2SO4 Proprieti Substan solid, culoare neagr, solubil n acizi.

Disulfura de fier (pirita) : Fe +2S2-1 Arde n aer S+4O2 4 Fe +2S2-1 + 11 O2 0 2Fe2+3 O3-2 + 8 S +4O2-2

Alicompui feroi Nitratul feros Fe(NO3)3 Carbonatul feros FeCO3 Fosfatul feros Fe3(PO4)2 Acetatul feros Fe(CH3COO)2

COMPUII Fe 3+ (ferici) MaistabilidectcompuiiFe2+ Caracter oxidant slab Oxideaz: Zn0 Zn2+ Sn+2Cl2 Sn+4Cl4 H2S-2 S0 KI-1 I20

Exemplu:

2 Fe 3+ Cl3 + Sn 2+ Cl2 2Fe 2+ Cl2 + Sn 4+ Cl4

Oxidul feric: Fe2O3 - hematit (rou) - limonit (galben) substansolid,solubilnacizi poate fi redus la FeO cu: H2; C; CO

Hidroxidul feric: Fe(OH)3 Fe2O3 . n H2O gel, de culoare brun-rocat, are caracter amfoter proasptpreparatadsoarbeuorioniidinsoluie Antidot n intoxicaiile cu As !!!

Oxidul fero-feric: Fe3O4 ( Fe2O3 . FeO - magnetit) cristaledeculoareneagr,insolubilnacizi feromagnetic bunconductordeelectricitate

Cloruraferic: FeCl3.6H2O substanhigroscopic caracter slab oxidant proprieti hemostatice - coaguleazalbumina.

Sulfatul feric: Fe2(SO4)3 cristale albe, delicvescente caracter oxidant

Fe2+3(SO4)3 + Cu2 +1O + H2SO4 2Fe +2SO4 + 2 Cu +2SO4 + H2O

(Metoda Bertrand - de dozare a glucozei din lichide biologice)

Alaunii: Fe2(SO4)3 . (NH4)2SO4 sau Fe NH4(SO4)2