Chimie anorganică
Metale importante
Na, K, Ca, Mg, Al, Fe, Cu — proprietăți, reacții specifice, compuși importanți.
Metalele alcaline — Grupa IA (Li, Na, K)
Proprietăți generale: moi, ușoare, un electron de valență, oxidare rapidă în aer.
Sodiu (Na) — Z=11
Reacții:
- Cu apa (violent): 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑
- Cu O₂: 4Na + O₂ → 2Na₂O (la ardere completă → Na₂O₂, peroxid)
- Cu Cl₂: 2Na + Cl₂ → 2NaCl
Compuși importanți:
- NaOH (soda caustică): bază tare, corozivă; fabricată prin electroliza NaCl
- Na₂CO₃ (sodă calcinată): soluție bazică (hidroliză)
- NaHCO₃ (bicarbonat de Na): soluție ușor bazică; se descompune cu acizi → CO₂↑
Potasiu (K) — Z=19
Similar Na dar mai reactiv. KNO₃ = salpetru (oxidant puternic, în praf de pușcă).
Metalele alcalino-pământoase — Grupa IIA (Ca, Mg, Ba)
Proprietăți generale: doi electroni de valență, mai puțin reactive decât alcalinele.
Calciu (Ca) — Z=20
Reacții:
- Cu apa: Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂↑ (mai lent decât Na)
- Cu O₂: 2Ca + O₂ → 2CaO
- Cu acizi: Ca + 2HCl → CaCl₂ + H₂↑
Compuși importanți:
- CaO (var nestins): CaO + H₂O → Ca(OH)₂ (reacție exotermă intensă)
- Ca(OH)₂ (var stins / lapte de var): bază slab solubilă; identifică CO₂
- CaCO₃ (calcar, marmură): CaCO₃ → CaO + CO₂ (calcinare la 900°C)
- CaSO₄·2H₂O (gips): CaSO₄·½H₂O (ipsos) + apă → solidifică
- CaCl₂: deshidratant, antigel
Duritatea apei: Ca²⁺ și Mg²⁺ în apă → incrustații de CaCO₃ în cazane.
Magneziu (Mg) — Z=12
- Arde cu flacără albă intensă: 2Mg + O₂ → 2MgO
- Nu reacționează cu apa rece, reacționează cu aburul
Aluminiul (Al) — Z=13, grupa IIIA
Proprietăți: metal ușor, rezistent la coroziune (strat pasivizant Al₂O₃), amphoter.
Reacții:
- Cu acizi: 2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂↑
- Cu baze (amfoter!): 2Al + 2NaOH + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 3H₂↑
- Cu O₂: 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃ (reacție termitp: Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + Fe)
Al₂O₃ amfoter:
- Cu acid: Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O
- Cu bază: Al₂O₃ + 2NaOH → 2NaAlO₂ + H₂O
Al(OH)₃ (hidroxid de aluminiu): amfoter!
- Cu acid: Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O
- Cu bază: Al(OH)₃ + NaOH → NaAlO₂ + 2H₂O
Fierul (Fe) — Z=26, metal de tranziție
Stări de oxidare frecvente: +2 (Fe²⁺, feros) și +3 (Fe³⁺, feric).
Reacții:
- Cu O₂ (ardere): 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄ (magnetit, amestec de FeO și Fe₂O₃)
- Cu HCl diluat: Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂↑ (→ Fe²⁺)
- Cu H₂SO₄ diluat: Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑ (→ Fe²⁺)
- Cu H₂SO₄ conc (la cald): 2Fe + 6H₂SO₄ conc → Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O (→ Fe³⁺)
- Cu HNO₃ diluat: 4Fe + 10HNO₃ diluat → 4Fe(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O (→ Fe²⁺)
- Cu CuSO₄: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓ (Fe > Cu în seria activității)
Identificare:
- Fe²⁺ + NaOH → Fe(OH)₂↓ (precipitat alb-verzui, se oxidează la brun)
- Fe³⁺ + NaOH → Fe(OH)₃↓ (precipitat brun-roșcat)
- Fe³⁺ + SCN⁻ → [Fe(SCN)]²⁺ (roșu sânge — reacție caracteristică!)
- Fe²⁺ + K₃[Fe(CN)₆] → precipitat albastru intens (albastru de Turnbull)
Cuprul (Cu) — Z=29, metal de tranziție
Stări de oxidare: +1 (Cu⁺, cuprós) și +2 (Cu²⁺, cupric).
Nu reacționează cu HCl sau H₂SO₄ diluat! (mai puțin activ decât H₂)
Reacții:
- Cu H₂SO₄ conc (Δ): Cu + 2H₂SO₄ conc → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O
- Cu HNO₃ diluat: 3Cu + 8HNO₃ diluat → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O
- Cu HNO₃ conc: Cu + 4HNO₃ conc → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O
- Cu O₂: 2Cu + O₂ → 2CuO (negru); 4Cu + O₂ → 2Cu₂O (roșu, la T)
- Cu Cl₂: Cu + Cl₂ → CuCl₂
Compuși: CuSO₄·5H₂O (piatră vânătă — albastru intens); Cu(OH)₂↓ precipitat albastru.
Aliaje: bronz (Cu + Sn), alamă (Cu + Zn).
La examen
- Al reacționează cu baze concentrate → cu băile caustice! (NaOH)
- Fe cu acizi slabi → Fe²⁺; cu oxidanți puternici (HNO₃, H₂SO₄ conc) → Fe³⁺
- Cu nu reacționează cu HCl sau H₂SO₄ diluat
- Fe³⁺ + SCN⁻ → roșu intens (identificare Fe³⁺)
- Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ (identificare CO₂)
- NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂↑ (efervescență)