8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

1/31

Елементи 11.групе ПСЕ.

Бакар, сребро и важнија једињења

 ЧАС ПО РЕДУ: 60

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

2/31

У елементе ове групе прелазних метала убрајамо

бакар, сребро и злато,   као и радиоактивни елемент

рендгенијум.   Заједничка особина ових елемената јесте

мала реактивност (насупрот алкалним металима).Бакар, сребро и злато имају у орбитали највишег

енергетског нивоа по један електрон, уз попуњене

одговарајуће d-орбитале. Заједничка ознака за елцктронку

конфигурацију изолованих атома ових елемената је

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

3/31

Електронска конфигурација највишег енергетског

нивоа атома ових елемената и атома алкалних метала је

истоветна (s1).

Сва три елемента не могу да истисну водоник изкиселина:

Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O

2Ag + H2SO4→Ag2O + H2O + SO2

Реактивност се додатно смањује и порастом атомске

тежине елемената,   тешко ступају у реакције, јака су

оксидациона средства, те их називамо   племенитим

 металима.   За разлику од алкалних метала, јони

племенитих метала су обојени, јер имају неспарене

електроне на блиским енергетским нивоима и могу

апсорбовати зрачења из спектра видљиве светлости.

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

4/31

Добијање.   Елементи 11   групе се у природи могу наћи у

слободном стању (јер нису реактивни) и у облику једињења,

најчешће сулфида.

Најчешће руде бакра су   халкопирит (CuFeS2),   халкозин(Cu2S),   ковелин (CuS)   и   малахит (CuCO3·Cu(OH)2).   После

флотације руде, бакар се пржи на оксид:

2Cu2S + 3O2 → 2Cu2O + 2SO2

На овај начин добијени SO2   може се користити запроизводњу сумпорне киселине (Бор).   После пржења

заостаје смеша оксида и сулфида која се обрађује гашеним

кречом да би се одстранили силикати, а затим се топи и

дувањем ваздуха редукује:2Cu2O + Cu2S → 6Cu + SO2

Добијени бакар (блистер) садржи примесе које значајно

смањују његову ел. проводљивост, те се додатно пречишћава

електролизом. Тако се добија електролитички бакар.

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

5/31

Најзаступљенија сребрна руда је аргентин (Ag2S). Сребро

се таложи у   "анодном блату"   приликом електролизе

блистер-бакра.   Одатле се издваја додатком сумпорнекиселине (одстрањује реактивније метале).  Такво сребро

често има примесе Au и Pt. Олово такође садржи примесе

сребра.   Стопљеном олову се дода 1%   цинка у ком се

сребро раствара неколико хиљада пута боље. Цинк се не раствара у олову, а сребро се коначно одваја дестилацијом

(некад Трепча).   Други начин добијања сребра је

хидрометалуршки.   После обрађивања руде вишком

цијанида, ствара се комплекс из ког се сребро издваја

електролизом или помоћу цинка.

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

6/31

Бакар   је светлоцрвенкасте боје, мекан, врло жилав и

 растегљив метал.

Сребро   је бео сјајан метал, тврђи је од бакра и од злата,

најбоље се извлачи у жице и кује од свих метала. Од сребранема бољег проводника електрицитета и топлоте, но,

најћешће се место њега користи бакар јер је знатно

 јефтинији.

Племенити метали су отпорни према корозији, постојани суна чистом ваздуху, не оксидују се на собној температури.

Дугим стајањем бакар се превлачи зеленом патином од

базних соли бакра (хидроксикарбоната, хидроксисулфата

или хидроксихлорида), а сребро потамни дејством трагова

сумпорводоника, H2S из ваздуха јер се гради црн сребро(I)-

сулфид, Ag2S:

2Cu+H2

O+CO2

+O2

=Cu(OH)2

∙CuCO34Аg s + O2 +2H2S  → 2Ag2S s +2H2O

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

7/31

На ове метале делују само киселине са оксидационим дејством (а

на злато само царска вода). Тако се бакар и сребро растварају у

хладној разблаженој азотној киселини уз издвајање азот(II)-

оксида, NO:

3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO(g) +4H2O

3Ag + 4HNO3 → 3AgNO3 + NO(g) +2H2O, тј.

а уз присуство кисеоника из ваздуха бакар се раствара у

 разблаженој сумпорној киселини и у концентрованој

хлороводоничној киселини:Cu + 2H2SO4 +O2 → 2CuSO4 + 2H2O

2Cu + 8HCl +O2 →2[CuCl4]2 – + 2H2O, тетрахлорокупрат(II) јон.

У једињењима оксидациони број бакра може да буде +1, +2, +3, јер се у грађењу везе поред s-електрона ангажују и d-електрони.

Племенити метали се у природи јављају у елементарном стању и

у виду једињења. Масени удео ових метала у Земљиној кори је

мали, но, налазишта су им концентрисана (посебно бакра), те седо њих доста лако долази.

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

8/31

ЈЕДИЊЕЊА БАКРА И СРЕБРА:  Најчешћи оксидациони

број бакра у стабилним једињењима је +2, а сребра +1.   А

позната су комплексна једињења бакра са оксидационим

бројевима +1 и +3, а сребра +2.БАКАР(II)-ОКСИД (CuO). При загревању бакра у прису-

ству ваздуха: Cu(s) + O2(g) → CuO(s)а и загревањем бакар(II)-нитрата или хидроксида настаје

кристални црни прах бакар(II)-оксид. То је базни оксид, сакиселинама гради бакар(II)-соли:

CuO + H3O+ → Cu2+ + 3H2O

Бакар(II)-оксид се користи у техници као исправљач

наизменићне струје. У лабораторијама се његово благооксидационо дејство користи за доказивање угљеника и

водоника у органским једињењима, при чему се сам

 редукује до црвеног бакар(I)-оксида, Cu2O. Користи се и за

бојење стакла и емајла у плаву или зелену боју.

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

9/31

БАКАР(II)-ХИДРОКСИД,   Cu(OH)2:

Дејством база на бакар(II) соли долази до таложења

плавог бакар(II)-хидроксида:

Cu(aq)2+ + 2OH(aq)

 – ⇄ Cu(OH)2(s)

Бакар(II)-хидроксид има претежно базна својства, добро

се раствара у киселинама, са вишком база слабо реагује. Уамонијаку се добро раствара и гради интензивно плави

комплексни тетрааминбакар(II)- јон.   Овај раствор се

користи као растварач за целулозу, при производњи

вештачких влакана:

Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4]2+ + 2OH – 

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

10/31

БАКАР(II)-СУЛФАТ ПЕНТАХИДРAТ   (CuSO4·5H

2O)   је

најпознатија и најчешие коришћена со бакра(II), позната и

под називом плави камен или плава галица.   Настаје

 растварањем бакра у разблаженој сумпорној киселини узприсуство кисеоника из ваздуха.   Из воденог раствора

кристалише у виду великих плавих кристала. Загревањем се

кристална вода губи, настаје бео сулфат,   CuSO4,   који

поновним везивањем воде добија плаву боју. Плава галицасе употребљава као фунгицид (против гљива и плесни) и

инсектицид у виноградарству и воћарству, јер  Cu2+- јон има

отровно дејство на ниже организме. Користи се као мочило у

бојарству;   у галванопластици, као и за аналитичко

доказивање воде (у етанолу и сл.).

Водени раствори бакар(II) једињења су плавичасте боје због

настајања хексааква- бакар(II)- јона:

Cu2+ + 6H2O⇄ [Cu(H2O)6]

2+

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

11/31

ХАЛОГЕНИДИ СРЕБРА:   Позната су сва четири

халогенида, а настају деловањем одговарајућег

халогенидног јона на раствор који садржи Аg+ - јон. У води

 је растворан само сребро(I)-флуорид, АgF.   Осталехалогениде разликујемо на основу растворљивости у

амонијаку:   сребро(I)-хлорид   се лако раствара градећи

комплексно једињење:

AgCl(s) + 2NH3 ⇄ [Ag(NH3)2]+ + Cl – 

диаминсребро(I) хлорид

Сребро(I)-бромид (АgBr) се слабо раствара, а сребро(I)-

 јодид (АgJ) незнатно.  Хлорид, бромид и јодид сребра(I)

добро се растварају у растворима цијанида, градећи

комплексна јeдињења:

AgХ(s)+ 2CN – ⇄ [Ag(CN)2]

 –  + X –  ;X=Cl, Br, I,

дицијаноаргенат(I) јон

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

12/31

Комплекси сребра, посебно цијаниди, користе се при

посребривању метала и изради огледала, јер се сребро из

њих излучује у виду глатке комнпактне превлаке, док се при

електролитичком издвајању ствара гроздаст талог сребра.Цијанидни компекси су значајни и при добијању сребра из

 руда.  У води растворни комплексни тиосулфат је важан у

фотографији, јер се неизреагована сребрна со, превођењем у

комплексни тиосулфат, уклања са плоча или филма:AgBr + 2S2O3

2 – ⇄ [Ag(S2O3)2]3 – + Br  – 

Под утицајем светлости, халогениди сребра се полако

 разлажу на сребро и халогени елемент:

2AgX(s)   2Ag(s) + X2што је послужило као основа за њихово коришћење у

фотографији.   Најчешће се користи сребро(I)-бромид,

колоидно, исталожен у желатину.

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

13/31

СРЕБРО(I)-НИТРАТ   (AgNO3)   настаје растварањем

сребра у азотној киселини, што је послужило као основа

за њихово коришћење у фотографији. Најчешће се користи

сребро(I)-бромид, колоидно, исталожен у желатину:

3Ag(s) + 4H3O(aq)+ + 4NO3

 –  → 3AgNO3(aq) +No(g) + 6H2O(l)

То је бела кристална супстанца добро растворна у води.Користи се у реакцијама када је потребан Аg+- јон у

воденим растворима, а служи и као реагенс у аналитићкој

хемији (за доказивање хаиогенидних јона).   Сребро(I)-

нитрат оксидује органске супстанце, при чему се сребро

 редукује и издваја у виду колоидног сребра (ако доспе на

кожу, она поцрни).

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

14/31

Домаћи задатак: збирка задатака5 питања везаних за 11.групу ПСЕ

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

15/31

Елементи 12.групе ПСЕ.

Цинк, жива и важнија једињења

 ЧАС ПО РЕДУ: 61

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

16/31

У елементе 12.групе спадају прелазни метали цинк,

кадмијум и жива, као и новооткривени вештачки елемент Uub

(унунбијум).   То су мање реактивни елементи, мада нешто

 реактивнији од елемената 11   групе.  Најреактивнији је цинк,док је жива племенити метал.

Попуњавање d-орбитала завршава се са овим елементима.

Заједничка ознака за њихову електронску конфигурацију је:

(n-1)d

10

ns

2

Ове конфигурације су стабилне, због попуњених d-   и s-

орбитала, па се елементи 12   групе разликују од осталих

етемената прелазних група по неким својствима. Тако њихове

температуре топљења имају најнижу вредност, у односу на

остале групе прелазних елемената, а с порастом атомског броја

у групи опадају, док код осталих група прелазних елемената

ове вредности расту. Оксидациони број ових елемената је +2

(жива се јавља и са +1), док остали прелазни елементи граде

 једињења са променљивим вредностима оксидационих бројева.

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

17/31

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

18/31

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

19/31

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

20/31

Реактивност елемената 12 групе према кисеонику опада с

порастом атомског броја елемената у групи. Оксиди цинка и

живе су ковалентног карактера, амфотерног дејства. Цинк и

кадмијум су активнији од живе, растварају се ухлороводоничној киселини уз ослобађање водоника, док се

жива раствара само у киселинама с оксидационим дејством

(HNO3, H2SO4).   Тако концентрована азотна киселина, уз

вишак кисеиине, оксидује живу до Hg2+

- јона:Hg(l) + 4HNO3 → Hg(NO3)2 + 2NO2(g) + 2H2O

A разблажена азотна киселина до Hg22+  јона:

Hg(l) + 4HNO3 → Hg2(NO3)2 + 2NO(g) + 2H2O

Цинк се раствара и у базама:Zn(s) + 2NaOH + 2H2O → Na2[Zn(OH)4] +H2(g)

Натријум-тетрахидрокисцинкат(II)

Сва три елемeнта у групи граде комплексна једињења.

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

21/31

Цинк је плавичастобео метал, не подлеже корозији јер се на

његовој површини гради заштитни оксидни или карбонатни

слој, добар је проводник електрицитета и топлоте.

Жива је течан метал, сребрнобеле боје, мале испарљивости;паре су отровне

У природи се у слободном стању може наћи само жива,

(упрскана у стене), у веома малим количинама,.   Најважније

 руде цинка су сфалерит (ZnS) и смитсонит (ZnCO3), а оне су и

основни извор кадмијума (садрже око 1/50 CdS и CdCO3), док

 је најважнија руда живе цинaберит (HgS).

Жива се добија из цинабарита, HgS:

HgS(s)

+ O2(g)

→ Hg(g) + SO2(g)Цинк се из руда добија пирометалуршким поступцима:

2ZnS(s) +3O2(g)   → 2ZnO(s) + 2SO2(g)ZnO

(s)

+C(g)

  → Zn(g)

+ CO(g)

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

22/31

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

23/31

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

24/31

Ц ћ б ј ј

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

25/31

Цинк и жива, као и већи број њихових једињења,

отровног су дејства. Посебно је опасно загађење животне

средине живом јер се она може наћи у ваздуху, води и

земљишту, а биљни и животињски организми јеакумулирају, па може доћи до акумулације живе у људском

организму и тешког тровања људи загађеном храном.

Међутим, цинк у виду Zn2+ (најћешће из цинк-сулфата,

ZnSO4) спада у биогене елементе и неопходан је људскоморганизму.

Због своје стабилности цинк сц користи за заштиту

гвожда од корозије.   Гвожђе се превлачи слојем цинка

(поцинковани гвоздени лим) умакањем у растопљени

цинк.

Ц ( )

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

26/31

Цинк се користи и у виду лима (олуци, корита и сл.), а и као

анодни материјал при изради галванских елемената (батерије).

Живине паре, при смањеном притиску, при проласку

електричне струје зраче светиост богату ултраљубичастим

зрацима, што се примењује код кварц лампи и живиних

сијалица. Због правилног ширења жива се користи за пуњење

термометара, барометара и манометара.  Она се користи и за

израду вакуум пумпи, аутоматских прекидача; у радио-техници

и као катода код разних електролитичких процеса (амалгами).

Цинк и жива граде легуре које имају широку примену.

Поменућемо легуру цинка са бакром (месинг) и са оловом

(штампарски метал) и легуре живе које се називају амалгами.

Течни натријум и калијум амалгам (велики масени удео живе)

су необично значајни код добијања ових метала. У зубарству

се.користи амалгам сребра који је пластичан, но брзо

отврдњава. Важни су и амалгами бакра и злата.

ЈЕДИЊЕЊА ЦИНКА И ЖИВЕ

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

27/31

ЈЕДИЊЕЊА ЦИНКА И ЖИВЕ

Цинк-оксид,  ZnO   настаје сагоревањем пара цинка у

струји ваздуха:2Zn(g) + O2(g) → 2ZnO(s)

или загревањем нитрата, карбоната, хидроксида цинка.

То је у води нерастворан бео прах.а добро се раствара и у

киселинама и у базама:ZnO(s) +2HCl(aq)   → ZnCl2(aq) + H2O(l)

ZnO(s) + 2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4]

Цинк-оксид се користи као бела уљана боја (на ваздуху

не црни јер је и ЗнС беле боје), за израду гиазура за

порцелан и млечног стакла, као пунилац при добијању

гуме беле боје;   у медицини за лечење неких кожних

обољења.

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

28/31

Ц Z (OH) ј ј б

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

29/31

Цинк-хидроксид,   Zn(OH)2   настаје дејством база на

 растворе који садрже Zn2+- јоне:

Zn2+

(aq) + 2OH –

⇄ Zn(OH)2(s)

Амфотерног је карактера као и ZnO.

Растварањем цинк-хидроксида у амонијаку настаје

комплексни тетрамминцинкат(II)- јон:

Zn(OH)2(s) +4NH3 → [Zn(NH3)4]2+ + 2OH –

Ж (II) H O ј б

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

30/31

Жива(II)-оксид HgO је познат у црвеном и жутом облику.

Боја зависи од величине честица.  Црвени, крупнозрнаст

облик добија се загревањем живе на ваздуху или

термолизом жива(II)-нитрата:2Hg(NO3)2(s) →HgO(s) + 4NO2(g) + O2

Даљим загревањем награђени жива(II)-оксид се разлаже

на живу и кисеоник. Термолиза жива(II)-оксида користи се

за лабораторијско добијање кисеоника:2HgO(s) → 2Hg(g) + O2

Х ј

8/17/2019 11 i 12 grupa PSE

31/31

Хлориди живе:   загревањем живе у хлору настаје

жива(II)-хлорид,  HgCl2,  бела кристаина супстанца, која

лако сублимује, позната под називом сублимат. У води је

 растворан; врло је отрован. Разблажен раствор сублиматасе користи као антисептик, убија бактерије.   Загревањем

сублимата са живом настаје   жива(I)-хлорид   Hg2Cl2,

познат под именом каломел.  Каломел се не раствара у

води, није отрован; служи за израду електрода.Hg(l) + HgCl2(s) → Hg2Cl2(s)

HgCl2

Hg2Cl2