MATURSKI RAD
ТЕМА:
Силицујум, особине, једињења, биoлошки значај
4
2.Добијање
Сви елементи IV групе (осим синтетског - Uuq) налазе се у знатнијим количинама у
земљиној кори. Угљеник улази у састав свих органских једињења, у атмосфери га има у
облику CО2. У земљиној кори налази се између осталог у нафти и угљевима. Као графит
долази ређе, а најређе као дијамант. Силицијум је други најзаступљенији елемент у
земљиној кори (први је кисеоник) и чини око четвртине земљине коре (углавном у облику
алуминосиликата и SiО2). Силицијум се производи из SiО2 редукцијом у електричном луку
помоћу веома истог графита.
Германијум се добија при пречишћавању Pb, Zn, Cu, а долази и у рудама аргиродиту
и германиту. Калај долази као каситерит (SnО2) у еруптивном камењу, углавном на
малајском полуострву. Из руде се може издвојити релативно простом редукцијом уз помоћ
угљеника при повишеној температури.
Основна руда олова је галенит (PbS). Из њега се издваја поступком сличним за све
сулфидне руде.Први део јесте концентрисање руде - флотација (она се примењује за
концентрисање сваке руде). Руда се уситни, а затим уноси у базен са водом. Базен има
мешалицу и пумпу за удувавање ваздуха. Додају се тензиди (површински активне
супстанце) - "пенушавац" (адсорбује су на граници ваздух/вода - састоји се од мањег
поларног дела који се везује за молекуле воде, и већег неполарног, који се везује за молекуле
ваздуха) и "колектор" (поларни део се селективно веје за минерал, а неполарни тиме чини
минерал хидрофобним). Балони ваздуха стабилизовани пенушавцем и честице минерала са
колектором се међусобно вежу и испливавају на површину одакле се минерал сакупља.
Галенит се прво пржи на оксид.
2
2.1 Реакције
Елементи IV групе се међусобно разликују по особинама.
Угљеник је неметал и као
такав не реагуј са киселинама и базама. Усијан реагује са воденом праом и тај се поступак
користи за добијање водоника. Загрејан регаује са кисеоником. Уколико нема довољно
кисеоника ствара се угљеник (II) оксид.
C + O
2
-> CO
2
2C + O
2
-> 2CO
Реагује и са халогенима, најлакше са флуором (затим Cl).
C + 2F
2
-> CF
4
2
Рајић, Н, Стојаковић, Ђ. (2013): Општа и неорганска хемија - уџбеник за 1.разред средње школе, Завод за
уџбенике, Београд.
5
Графит реагује и са концентрованом HNO3 дајући мезитилну киселину ( в. текст о
продуктима оксидације полихидроксилних алкохола) - 1,2,3,4,5,6-бензен-хексакиселина.
Si регаује с кисеоником на 9000 C, са азотом на 14000 C, са флуором при нормалним
условима и са осталим халогенима на око 3000 C. Реагује само са HF од киселина, а са
алкалијама гради соли - силикате. Даље у раду ће бити више речи о силицијуму.
Германијум, калај и олово се понашају сличније. Сви су заштићени танким слојем
оксида који их чини инертним према води. Калај реагује са воденом паром.
Sn + 2H
2
O -> SnO
2
+ 2H
2
Сви реагују са кисеоником (премда нису корозивни) и халогенима при загревању
градећи четворо и двовалентна једињења. Код германијума преовлађују 4-валентна, код
калаја и четворо и двовалента једнако, а код олова су стабилнија двовалентна једињења.
Ge + O
2
-> GeO
2
Sn + 2Cl
2
-> SnCl
4
Sn + Cl
2
-> SnCl
2
2Pb + O
2
-> 2PbO
Као амфотерни елементи реагују и са киселинама и са базама. Са киселинама
најлакше реагује калај, германијум не реагује. Ови елементи слабије реагују са киселинама,
јер их штити превлака оксида.
Sn + 2HCl -> SnCl
2
+ H
2
Pb + 4NaOH + 4H
2
O -> Na
4
Pb(OH)
8
+ 2H
2
Једињења елемената четврте групе су већином ковалентна. Калај и олово, посебно
двоваленти, граде јонска једињења.
2.2 Примена
Угаљ се користи као гориво, графит за оловке, а дијамант за сечење стакла
(технички) и као драги камен. Угљеник (кокс) се користи и као редукционо средство у
металургији. Угаљ је настао труљењем органске материје у земљиној кори. Неколико је
врста угља, чија се вредност мери калоријама (она је пропорционална проценту угљеника).
