LITOWCE Lit (Li, łac. lithium - skała) Występuje: tylko w postaci związanej; w górnych warstwach Ziemi występuje w ilości 0,0018% w skałach (wyjątek złoża soli), w wodach mineralnych (woda litowa w Muszynie), popiół roślinny (popiół tytoniowy zawiera 0,5% litu); Zastosowanie litu: Mechanika: metaliczny lit stosuje się jako domieszkę do specjalnych stopów łożyskowych zwiększając jego twardość; Hutnictwo szkła i ceramiki; Medycyna: sole litu stosowane są w leczeniu zaburzeń psychicznych - brak szerszego rozpowszechnienia litu w psychiatrii jest spowodowany jego znaczną toksycznością i mała rozpiętością między dawką terapeutyczną i toksyczną nazywane normotykami; ważny mikroelement; Energetyka: galwaniczne „ogniwa litowe” o napięciu 3V; do wytwarzania trytu w reaktorach jądrowych, deuterek litu stosowany jako termonuklearny materiał wybuchowy; 2H + 6Li → 4He + 4He 24 MeV Sód (Na, łac. natrium) Minerały: kryształy soli kuchennej, kriolit, saletra chilijska, albit (skaleń sodowy) Sód metaliczny: Zastosowanie: Lampy sodowe – zastąpiły bardziej toksyczne lampy rtęciowe używane przed 1935 rokiem; Reaktory jądrowe - jako ciecz przenosząca ciepło; Produkcja- cyjanku i nadtlenku sodu; Produkcja barwnika indygo; Środek suszący eter i inne wolne od halogenów ciecze organiczne; Środek redukujący; Chlorek sodu NaCl Występowanie: w postaci soli kamiennej w złożach solnych, w solankach w wodzie morskiej (w ilości około 2,7%), jako składnik popiołu, w węglu brunatnym, jako składnik organizmów. Zastosowanie Produkcja wszystkich związków sodu i chloru; Środek konserwujący; przyprawa; Do wysalania mydła i barwników organicznych; Glazurowanie ceramiki; Składnik zmniejszający siłę wybuchu powietrznych materiałów wybuchowych; W solankach chłodniczych – mieszanina 3,5:1 chlorku sodu do wody tworzy mieszaninę chłodzącą temperatura -210C. Wodorotlenek sodu NaOH – soda żrąca lub soda kaustyczna Zastosowanie NaOH: Substrat do produkcji takich substancji jak: Sole sodu: azotanów, fosforanów, chloranów, podchlorynów lub jego roztworów krzemianów, czyli szkło wodne, fluorków, chromianów, cynianów i soli organicznych do otrzymywania celulozy z drewna (metoda siarczanowa); sztucznego jedwabiu wiskozowego i włókna celulozowanego; mydła sodowego; substancji powierzchniowo czynnych; barwników; tlenku glinu z boksytu; fenolu z olejów mineralnych; środków natłuszczających metali i niektóre elektrolitów galwanicznych (Sn, Zn); sporządzania kąpieli oksydacyjnych; bejca aluminium np. przed eloksalowaniem. Węglan sodu Na2CO3 – soda, soda kalcynowna Występowanie: a. W przyrodzie związek ten występuje w stanie naturalnym w tzw. jeziorach sodowych oraz w popiele roślin morskich. b. Stanowi też ważny składnik wielu minerałów. Zastosowanie: Wytwarzanie szkła; Związków sodu; Celulozy; Papieru; Mydła; Środków piorących; Do zmiękczania wody; Przeróbki rud. Związki sodu i ich zastosowanie Siarczan (IV) sodu – w laboratoriach chemicznych służy do osuszania rozpuszczalników organicznych; Nadtlenek sodu – w roztworach bielących i maskach tlenowych (wchłania ditlenek węgla i wydziela tlen); Tiosiarczan sodu – rozpuszcza sole srebra, dlatego stanowi skuteczny utrwalacz fotograficzny; Azotan sodu (saletra sodowa) – nawóz, składniki środków wybuchowych; Wodorowęglan sodu – stosowany do proszków do prania, proszków do pieczenia, w gaśnicach oraz jako środek zmniejszający kwasowość soków żołądkowych. Potas (K, łac. kalium) Występowanie: Siódmy pierwiastek pod względem rozpowszechnienia w skorupie ziemskiej. Występuje w postaci związanej, w minerałach, wodzie morskiej i organizmach żywych. Duże ilości potasu występują w świeżych warzywach i owocach. Przegląd związków potasu: Wodorotlenek potasu - KOH - produkcja mydła potasowego, barwników, środek żrący w chirurgii, elektrolit w akumulatorach niklowo kadmowych (ze względu na koszt zastępuje go się tańszym NaOH); Saletra potasowa – KNO3 – kiedyś stosowany do produkcji prochu dymnego (mieszanka KNO3 : C (węgiel drzewny) : S = 7 : 2 : 1), produkcja sztucznych ogni, szkła, nawozów; Potaż – K2CO3 – produkcja szkła, mydła, usuwanie CO2 z gazów technicznych (K2CO3 + CO2 +H2O = 2KHCO3) produkcja spulchniaczy w piekarstwie; Sylwin – KCl – składnik nawozów sztucznych, służył także do wykonywania wyroków śmierci w USA z tiopentanolem lekiem zwiotczającym mięśnie, jako zastrzyk „śmierci”; Jodek potasu – KJ – składnik leków oraz do jodowania soli kuchennej, składnik płynu Lugola (jod rozpuszczony w roztworze wodnym jodku potasu), składnik jodyny (roztwór jodu z dodatkiem jodku potasu w etanolu), jako środek wykrztuśny działający bezpośrednio na gruczoły oskrzelowe, po podaniu doustnym może mieć też działanie odruchowe podobnie do emetyny (alkoid ipekakuany), leczenie sporotrychozy (rodzaj grzybicy); Bromek potasu – KBr - środek uspokajający. Rubid (Rb, łac. Rubidium) i Cez (Cs, łac. caesium) i ich związki Nazwy polskie pierwiastków pochodzą bezpośrednio od barwy linii spektralnych. Występowanie: Pierwiastki towarzyszą w niewielkich ilościach potasowi w złożach skalnych i skałach, a także w wodach mineralnych. Karnolit zawiera około 0.015 do 0,040 % rubidu. Zawartość cezu jest jeszcze mniejsza. Minerałem cezu jest rzadko występujący polucyt CsAlSi2O6. Zastosowanie: Rubid stosowany wyłącznie w celach naukowych; Cez: produkcji fotokomórek (np. w postaci stopów Ag/Ag2O/Cs lub Cs2O/Sb – Cs) specjalnych promienników podczerwieni; Nuklid Cs137 podobnie jak Co60 służy jako źródło promieniowania w medycynie Stosowalność związków cezu i rubidu jest nieznaczące, przejawiają duże podobieństwa do związków potasu. Frans (Fr, łac. francium) Frans to radioaktywny metal alkaliczny. Ostatnie badania wykazują, że jego aktywność chemiczna jest mniejsza niż aktywność cezu i jest podobna do aktywności rubidu. Frans reaguje gwałtownie z wodą i kwasami (podobnie jak inne metale alkaliczne); Występuje w rudach uranowych. Całkowita zawartość fransu w skorupie wynosi około 24.5 mg; Galerie * W laboratorium * Pokazy chemiczne Materiały * Atomy i cząsteczki * Izotopy promieniotwórcze * Układ okresowy pierwsiastków * Mechanizmy tworzenia i rodzaje wiązań * Związki kompleksowe * Stany skupienia materii * Klasyfikacja związków nieorganicznych o Bufory o Tlen * Woda Wykłady * Litowce * Berylowce * Borowce * Węglowce * Azotowce * Tlenowce * Fluorowce BERYLOWCE BERYL Beryl i jego związki są bardzo trujące i rakotwórcze!!! Występowanie: • Pierwiastek bardzo rzadki, występuje w formie związanej najczęściej w minerałach takich jak: Beryl 3BeO • Al2O3 • 6SiO2 (glinokrzemian) Również znajduje się w: Akwamaryn – błękitny, Goshenit – bezbarwny, Heliodor – żółty, Morganit – różowy, Biksbit – czerwony, Szmaragd – zielony Zastosowanie berylu: • W okienkach rentgenowskich (przepuszcza się promieniowanie rentgenowskie); • Materiał na reflektory w reaktorach jądrowych; • Składnik niskowrzącego stopu metali (brąz berylowy); • Tlenek berylowy - materiał ogniotrwały (komory spalania rakiet); • Pył berylowy jest stosowany jako składnik stałego paliwa rakietowego najwyższym impulsie właściwym w rakietach silnikowych o zastosowaniach militarnych. MAGNEZ Występowanie magnezu: • Dolomit CaMg[CO3]2 • Kizeryt MgSO4 x H2O • Karnalit KCl • MgCl2 • 6H2O • Kainit KMg[Cl/SO4] x 3H2O Magnez jako pierwiastek życia : • Układ pokarmowy - bierze udział w procesach metabolicznych. Odgrywa rolę w dostawie energii do tkanek i komórek organizmu, w tym zwłaszcza do wrażliwych na jej niedobór komórek nerwowych mózgu. Wspomaga pracę wątroby. Ułatwia wydalanie ołowiu z organizmu, co jest ważne zwłaszcza dla mieszkańców miast. Obniża poziom cholesterolu, działa odtłuszczająco. Jest również niezbędny dla właściwego trawienia soli mineralnych (wapnia, sodu, potasu) oraz witaminy C. • Układ nerwowy - przy przewlekłym jego niedoborze w tkankach nerwowych może dojść do deficytu ważnej dla procesu zapamiętywania substancji - dopaminy - i pojawiają się kłopoty z pamięcią. Ma działanie uspokajające. Spełnia ważną funkcję w profilaktyce i terapii różnych chorób, np. depresji • Układ krążenia - niezbędny jest do zapewnienia prawidłowej pracy serca. Wpływa także korzystnie na proces krzepnięcia krwi. Wzmacnia tętnice - działa przeciwmiażdżycowo i przeciwzakrzepowo, a przez to zapobiega nawet zawałom. • Układ kostno-mięśniowy - jest materiałem budulcowym zębów i kości. Odgrywa ważną rolę w procesie skurczu mięśni (w tym mięśnia sercowego), wpływa korzystnie na pobudliwość nerwowo-mięśniową. • Układ odpornościowy - stymuluje mechanizmy obronne organizmu. Zwalcza alergie oraz podatność na powstawanie nowotworów. Ponadto wykazuje wpływ na gruczoły wydzielanie wewnętrznego (np. tarczycę) oraz układ moczowo-płciowy (przeciwdziała schorzeniom pęcherza, zapaleniom prostaty). Reguluje także powstawanie estrogenów. Przeciwdziała zaburzeniom wzrostu u młodzieży Zastosowanie związków magnezu; • Magnez w stopach z glinem jako materiał konstrukcyjny w przemyśle lotniczym i samochodowym (najlżejszy materiał użytkowy!!!); ponadto jako środek redukujący w produkcji stali im jako materiał na anody reakcyjne w ochronie elektrochemicznej, naboje sygnałowe do syntez organicznych; • Tlenek magnezu MgO – ognioodporny materiał do urządzeń odlewów i naczyń, spoiwa magnezjowe (cement Sorela), w medycynie środek zobojętniający przy nadkwasowości i zatruciach; • Siarczan magnezowy – sól gorzka MgSO4 2H2O stosowany jako środek przeczyszczający; • Węglan magnezu MgCO3 występuje jako magnezyt. Stosowny jako składnik pudrów oraz zasypek na rany, środek do czyszczenia metali i jako wypełniacz przy produkcji papieru i kauczuku; • Chlorek magnezu MgCl – do produkcji magnezu, spoiwa magnezjowego oraz mieszanki chłodzących; • Karnolit KCl • MgCl2 • 6H2O środek pyłochłonny, sól do zwalczani gołoledzi oraz sól do kąpieli; WAPŃ Występowanie wapnia - Minerały • Węglany (wapień, wapniak, marmur, kreda) CaCO3; • Siarczany: anhydryt (CaSO4 ); • Fluorki: fluoryt (CaF2); • Krzemiany: anortyt; Wpływ wapnia na procesy fizjologiczne: • Zawartość wapnia w ciele dorosłego człowieka wynosi 2%, z czego 99% ma postać różnych apatytów stanowiące składniki kości i zębów; • Jony Ca2+ są niezbędne do utrzymania prawidłowej krzepliwości krwi oraz działania nerwów; • Dawka dzienna wapnia wynosi 1g Ca2+ • Brak wapnia w organizmie prowadzi do łamliwości i zrzeszotnienia kości (osteoroporozy), zaburzeń krzepliwości krwi oraz do nadpobudliwości systemu nerwowego; • Bark witaminy D w organizmie powoduje krzywicę na skutek zakłóceń przyswajania wapnia i fosforu; Związki wapnia otrzymywanie i zastosowanie: • Węglan wapnia (CaCO3) – kalcyt w postaci czystej (np. jako przezroczysty, dwójłomny szpat islandzki, który rozczepia światło na dwa spolaryzowane promienie) i w postaci o mniejszej czystości, jak zmieszany z gliną wapień( składnik skał i gleb) oraz marmur i kreda. Zastosowanie : - Węglan wapnia - produkcja cementu, szkła, domieszek metalurgicznych – żużel wielkopiecowy, miedziany; - Szpat dwójłomny – wykorzystywany do polaryzowania światła w pryzmatach Nicola; - Wapień i tuf wapienny (trawertyn) – jako kamień budowlany, tłuczeń, domieszka do betonu i od odsiarczania spalin. • Tlenek wapnia, CaO – wapno palone, wapno żrące Zastosowanie: - wapno palone w reakcji w wodą ulega gaszeniu i ma zastosowanie jako zaprawa, powłoka malarska, środek zoobojetniający, wapno nawozowe, garbarstwo; - w piecu łukowym tworzy się węglik wapnia który w wyniku reakcji z wodą daje etyn ( produkcja tworzyw sztucznych), i wodorotlenek wapnia (materiał budowlany, wapno nawozowe); - wapno wiedeńskie – stosowany do nabłyszczania i odłuszczania powierzchni metalowych, np. galwanotechnice. • Siarczan (VI) wapnia, CaSO4 Stosowany do produkcji kwasów siarkowych i siarczanu (VI) amonu, jako spoiwo zaprawowe, w postaci gipsu palonego do odlewów, gipsowania ścian, opatrunków gipsowych itd. • Fluorek wapnia, Fluoryt, CaF2 w przemyśle szklarskim (do produkcji kwasu fluorowodorowego), ceramicznym, chemicznym (produkcja emali), optycznym (produkcja soczewek)i metalurgicznym • Węglik wapnia, CaC2 powinien być przechowywany w zamkniętym naczyniu, ponieważ reaguje także z parą wodną z powietrzem. Stosowany do produkcji etynu, azotniaku oraz ich pochodnych. • Chlorek wapnia, CaCl2 środek osuszający ciecze i gazy w mieszaninie z lodem obniża temperaturę nawet do -250C • Wodorotlenek wapnia, Ca(OH)2- wapno gaszone, wapno żrące Zastosowanie: Zaprawa wapienna, wapno chlorowe (bielące), różne związki wapnia, środki ochrony roślin, do kaustyfikowania sody i potażu do wodorotlenków alkalicznych, do zmiękczania wody, w garbarniach, do zobojętniania kwasów w ściekach, do odsiarczania spalin, wydzielania soków z roślin; Zaprawa murarska – ma konsystencje pasty pozwalającej na łączenie i tynkowanie cegieł oraz innych materiałów budowlanych. Skład: piasek + spoiwo (zaprawa powietrzne, zaprawa hydrauliczna) + woda Związki strontu i baru: Występują w postaci minerałów takich jak: • Strocjanit SrCO3 • Celestyn SrSO4 • Witeryt BaCO3 • Baryt BaSO4 Zastosowanie związków strontu i baru: Związki strontu • Azotan(V) strontu i chloran(V) strontu – stosowane są do produkcji ogni sztucznych i czerwonych rakiet sygnałowych • Wodorotlenek strontu i węglan strontu - do ekstrakcji cukry z melasy Związek baru • Wodorotlenek baru słabo rozpuszczalne w wodzie, z których tworzą silnie zasadową tzw. wodę barytową (oznaczanie ditlenku węgla) • Siarczan (VI) baru wypełniacz do papieru i kauczuku, surowiec do produkcji pigmentów organicznych oraz środek kontrastowy w rengenlogii (jako związek nierozpuszczalny w płynach ustrojowych nie jest trujący); • Azotan(V) baru i chloran(V)baru stosowane są do produkcji zielonych rakiet sygnałowych RAD • W medycynie ze względu na wysoką szkodliwość został zastąpiony nuklidami promieniotwórczymi otrzymanymi sztucznie;
