1. Podstawowe pojecia i prawa chemiczne
Masa atomowa i czasteczkowa - poniewaz masy atomow i czasteczek sa niezmiernie male (masa atomu wodoru = 1,67x10^-24 g) i niewygodnie sie nimi poslugiwac, wprowadzono pojecie wzglednej masy atomowej, ktorej jednostka jes:
1 u = 1/12 masy atomu wegla
^12 C = 1,66 x10^-24 g
Masa czasteczkowa jest suma mas atomowych pierwiastkow wchodzacych w sklad czasteczki.
Mol - nigdy wlasciwie nie mamy do czynienia z pojedynczym atomem lub czasteczka, lecz z ogromna liczba tych atomow czy czasteczek. Dlatego wprowadzono pojecie "chemicznego tuzina" - zwanego molem. Mol to tyle atomow (czasteczek, jonow ...), ile atomow wegla znajduje sie w 12 g wegla ^12C. Ta liczba nazywa sie liczba Avogardo i wynosi
N_A = 6, 023 x 10^23
Masa molowa - to masa jednego mola danej substancji. Jest ona liczbowo rwna masie atomowej lub czasteczkowej wyrazonej w [g/mol].
Objetosc jednego mola - wszystkich gazow w tym samych warunkach cisnienia i temperatury jest taka sama. W warunkach normalnych (273K, 1013hPa) wynosi 22,4 dm^3.
W chemii obowiazuja liczne prawa. najwazniejsze z nich to:
-prawo zachowania masy
-prawo stalych stosunkow wagowych
-prawo stosunkow objetosciowych
-prawo Avogadro
Bezwzgledna masa czasteczki ( podobnie bezwzgledna masa atomu)
- masa jednej czasteczki ( pamietaj ze liczba Avoogardo (6,02 * 10^23) podaje liczbe czasteczek w jednostce masy g.
poniewaz 1g = 6,02 * 10^23 u
1u = 1/(6,02 *10^23) g = 1,66 * 10^-24g
-jest to masa wyrazona w jednostkach ukladu Si - napis w gramach
Mb (Fe_2O_3) = 160 (u) 8 1/ (6,02 * 10^23 g)
Mieszanina jednorodna
- mieszanina ktorej skladnikow nie mozna zobaczyc golym okiem (nie uzbrojonym) ani za pomoca prostych przyrzadow optycznych np. mosiadz (stop miedzi z cynkiem) , braz (stop miedzi z cyna)
mieszanina niejednorodna
-mieszanina, ktorej skladniki mozna zobaczyc golym okeim, lub za pomoca przyzadow optycznych np. opilki zelaza z siarka, piasek z woda.
1.Materia
1.1 Ciala fizyczne
1.2 Substancje
1.2.1 Substancje czyste chemicznie
1.2.1.1 Pierwiastki (substancje proste)
1.2.1.1.1 metale np. miedz, cynk
1.2.1.1.2 polmetale np. krzem, german
1.2.1.1.3 niemetale np. chlor, fosfor
1.2.1.2 Zwiazki chemiczne (substancje zlozone)
1.2.2 mieszaniny
1.2.2.1 jednorodne
1.2.2.2 niejednorodne
2. Budowa i uklad okresowy
Atom jest najmniejsza czescia pierwiastka zachowujaca jego wlasciwosci. Sklada sie z czastek elementarnych: protonow i neutronow tworzacych jadro oraz elektronow znajdujacych sie w przestrzeni otaczajacej jadro. Liczba protonow posiadajacych ladunek dodatni jest rowna liczbie elektronow posiadajacy ladunek ujemny. Nazywa sie ona liczba atomowa i jest oznaczona jako Z. Suma liczby neutronow (czasteczek obojetnych) obojetnych protonow to liczba neutronow nazywamy je izotopami.
Elektrony w atomie sa rozmieszczone na roznych poziomach energetycznych, tzw. powlokach opisywanych jako konfiguracja elektronowa. Jest to bardzo wazny parametr, bo od niego zaleza wlasciwosci pierwiastka. Im mniej jest elektronow na osatniej powloce a ona dalej od jadra, tym latwiej je oderwac i pierwiastek jest bardziej elektrododatni (metaliczny). Im wiecej elektronow na ostatniej powloce a ona jest blizej jadra, tym latwiej pierwiastek przyjmuje elektrony i jest bardziej elektroujemny (niemetaliczny).
Uklad okresowy, w ktorym pierwiastki sa uszeregowane wedlug wzrastajacej liczby atomowej uwidacznia zaleznosc miedzy budowa atomu a jego wlasciwosciami. W okresie wraz ze wzrostem numeru grupy maleje promien atomowy, rosnie elektroujemnosc, maleje charakter metaliczny. w grupie rosnie promien atomowy, maleje elektroujemnosc , rosnie metalicznosc.
3. Wiazania chemiczne
Zgodnie z powszechna zasada dazenia materii do stanu o mozliwie najnizszej energii, atomy pierwiastkow lacza sie ze soba w czastki. Wiazania chemiczne tworza pary elektronow roznie rozmieszczone wzgledem atomow tworzacych czasteczke , dlatego dzielimy je na: jonowe, spolaryzowane, kowalecyjne (czyli atomowe), koordynacyjne, wodorowe ... Charakter wiazania wplywa na wlasciwosci zwiazku chemicznego.
4. Zwiazki chemiczne nieorganiczne
Zwiazki te dzielimy na nastreujace grupy: tlenki, wodorki, wodorotlenki, kwasy, sole.
Tlenki to zwiazki roznych pierwiastkow z tlenem o ogolnej budowie (X - symbol pierwiastka).
X_2O, XO, X_2O_3, XO_2, X_2O_5, XO_3, X_2O_7
---------------------------------------------------------------------------------->
rosnie charakter kwasowy, maleje zasadowy, maleje udzial wiazania jonowego, a rosnie kowalecyjnego
Tlenki
a) tlenki metali
-tlenki zasadowe
-reaguja z lkwasami,
-nie reaguja z zasadami
-np. na_2O, MnO,
-rozpuszczalne w wodzie
-tworza zasady, np K_2O
b) tlenki niemetali
-tlenki kwasowe
reaguja z zasadami
-nie reaguja z kwasami
-np. SiO_2, CrO_3
-rozpuszczalne w wodzie
-tworza kwasy, np. SO_3
c) tlenki amfoteryczne
-powstaja z tlenkow metali i niemetali
-tlenki obojetne
-NO, CO
-reaguja z mocnymi kwasami i zasadami,
-nie rozpuszczaja sie w wodzie
-np. Al_2O_3, ZnO
Wodorotlenki - to zwiazki metali z grupa wodorotlenowa -OH o ogolnej budowie Me(OH)_n. Dzielimy je na zasadowe i amfoteryczne.
Kwasy - zbudowane sa z wodoru i reszty kwasowej H_nR. Wyrozniamy kwasy tlenowe : H_2SO_4, HnO_3, H_3PO_4, H_2CO_3 i beztlenowe: HCl, H_2S, HCN.
Sole - to zwiazki chemiczne o ogolnym wzorze me_nR_m, bedace produktami reakcji kwasow z zasadami, tlenkow zasadowych z kwasami, tlenkow kwasowych z zasadami.
5. Roztwory
Sa to mieszaniny skladajace sie z przynajmniej dwoch skladnikow. Jeden z nich, uzyty w nadmiarze nazywamy rozpuszczalnikiem. Najpopularniejszym rozpuszczalnikiem jest woda, ktora ma budowe polarna i latwo rozpuszczaja sie w niej substancje o budowiepolarnej - "podobne rozpuszcza sie w podobnym". Zawartosc substancji o roztworze wyraza sie za pomoca stezen. Najczesciej uzywane to:
procentowe: C_% = ( m_s/ m_r ) * 100% (m_s - masa substancji, m_r - masa roztworu)
molowe: C_M = (n/V_r) [mol/dm^3) (n - liczba moli substancji, V_r objetosc roztworu)
Ogromna liczba reakcji zachodzi w roztworach. Jedna z najwazniejszych jest dysocjacja elektrolityczne, czyli rozpad niektorych zwiazkow chemicznych na jony pod wplywem wody, np.:
NaCl -> Na^+ + Cl^-
NaOH -> na^+ + OH^-
roztwory, w ktorych nastapila dysocjacja elektrolityczna (elektrolity), przewodza prad elektryczny. Dzielimy je na
elektrolity mocne(silnie zdysocjowane na jony), do ktorych naleza prawie
-wszystkie sole,
-niektore kwasy nieorganiczne (HCl, HnO_3, H_2SO_4)
-wodorotlenki litowcow (NaOH, KOH) i
- niektorych berylowcow (Ca(OH)_2),
elektrolity slabe, zdysocjowane tylko czesciowo
-niektore kwasy nieorganiczne (HCN, HnO_2, H_2CO_3)
-kwasy organiczne (CH_3COOH, C_6H_5COOH)
-zasady (roztwory amoniaku, amin)
Kwasy dysocjuja z odszczepieniem jony H^+ (HCl -> H^+ + Cl^-), zasady z odszczepieniem jonu OH^- (KOH -> K^+ + OH^-). Stezenie jonow wodorowych [H^+] lub [OH^-] decyduje o odczynie roztworu.
Miara kwasowosci i zasodowosci jest pH - w roztworze kwasnym pH < 7 : [H^+] > [OH^-], w zasadowym pH<7: [H^+]<[OH^-]. W roztworach obojetnych pH = 7: [H^+] = [OH^-].
6. Elektrochemia
Pod wplywem pradu elektrycznego jony znajdujace sie w elektrolice wedruja do odpowiedni elektrod - jony dodatnie (kationy) do ujemnej katody, jony ujemne (aniony) do dodatniej anody. Kationy pobieraja elektrony, ulegajac redukcji (np. Cu^2+ + 2e -> Cu^0), aniony oddaja elektrony, ulegajac utlenieniu (2 Cl^- - 2e -> Cl2).
Proces ten nazywa sie elektroliza i jest szeroko wykorzystywany do otrzymania niektorych pierwiastkow (Al, Na, O_2, H_2, Cl_2), do otrzymania zwiazkow chemicznych (NaOH), oczyszczania metali (elektrorafinacja) czy pokrywania powierzchni przedmiotow warstwami metalicznymi, ktore chronia przed korozja (ni, Cr) lub spelniaja role dekoracyjna (Ag, Au). Odwrotne zjawisko zachodzi w ogniwach, gdzie energia chemiczna zostaje zmieniona na energie elektyczna.
7. Zwiazki chemiczne organiczne
Chemia organiczna to chemia zwiazkow wegla. Wegiel jako jedyny pierwiastek ma zdolnosc tworzenia roznorakich polaczen miedzy soba. Atom wegla moga sie laczyc w lancuchy za pomoca wiezen pojedynczych, podwojnych, potrojnych, moga tworzyc zwiazki jedno- lub wielopierscieniowe. Czesto zwiazki majace identyczny sklad chemiczny roznia sie budowa, co pociaga za soba rozne wlasciwosci fizyczne, chemiczne, biologiczne. Zjawisko to nazywa sie izomerie. Ta obfitosc zwiazkow organicznych zmusza nas do podzialu na rozne grupy. Podstawowa grupa, zbudowana tylko z atomow wegla i wodoru sa weglowodory. Glownym zrodlem weglowodorow sa surowce naturalne: wegiel kopalny, ropa naftowa, gaz ziemny. Weglowodory zawierajace tylko pojedyncze wiazania pomiedzy atomami wegla to weglowodory nasycone - alkany. Alkana zawierajace od 5 do 10 atomow wegla w czasteczek do benzyny. weglowodory nienasycone ulegaja reakcjom polimeryzacji polegajacy na laczeniu sie czasteczek w dlugie lancuhy kosztem pekania wiazan wielokrotnych. Utrzymuje sie wtedy tworzywa sztuczne (polimery) np. polietylen , polipropylen, kauczuk, PVC, teflon. Wsrod weglowodorow pierscieniowych bardzo wazne sa weglowodory aromatyczne posiadajace w swej czasteczce pierscien benzenowy C_6H_6. Z weglowodorow otrzymuje sie rozne pochodne, bedace z kolei substratami do otrzymywania barwnikow, pestycydow, detergentow, lekow, srodkow wybuchowych, farb, lakierow, kosmetykow ...
Alkohole - zwiazki zawierajace grupe OH, w reakcji z kwasami karboksylowymi daja estry. Szczegolnym alkoholem posiadajacym 3 grupy OH jest gliceryna
Kwasy karboksylowe - podobnie jak kwasy nieorganiczne tworza sole. Sole sodowe duzych kwasow alifatycznych (np. C_17H_35COONa) to mydla.
Estry - charakteryzuja sie na ogol ladnymi zapachami (to im zawdzieczaja zapachy kwiaty i owoce). Sa wykorzystywane w przemysle kosmetycznym. Specyficznymi estrami wchodzacymi w sklad wszystkich organizmow zywych sa estry gliceryny i wyzszych kwasow tluszczowych, czyli tluszcze. Spolimeryzowane estry (poliestry) znalazly zastosowanie w przemysle tkanin syntentycznych.
Weglowodany - zwiazki zawierajce grupe aldehydowa lub ketonowa i wiele grup OH . Dziela sie na cukry proste i (np. glukoza C_6H_12O_6, ktora w organizmach zwierzecych ulega skomplikowanym reakcjom z wydzielaniem energii) i zlozone, do ktorych zalicza sie skrobie (glowny skladnik nasion i bulw roslin stanowiacym ich material zapasowy) i celuloze (material budulcowy roslin - glowny skladnik drewna).
Aminy, amidy i aminokwasy - to zwiazki zawierajace w czasteczce atomy azotu. Aminy maja wlasciwosci zasadowe. Szczegolne znaczenie maja zwiazki, w ktorych azot wchodzi w sklad pierscienia, budujac zasady pirymidynowe (cytozyna, uracyl i tianina) i purynowe (adenina i guanina). Zasady te wchodza w sklad komorkowych kwasow nukleinowych (DNA i RNA). Aminokwasy lacza sie ze soba wiazaniami peptydowymi, tworzac bialka bedace podstawa zycia na Ziemi. Z bialek zbudowane sa zywe komorki. Bialka uczestnicza w podstawowych procesach zyciowych, jak rozmnazanie, wzrost organizmow, praca miesni, funkcjonowanie gruczolow. Sa skladnikami enzymow, hormonow, nukleoproteid, antycial.
Od kilkunastu lat chemia zwiazkow wegla rozszerzyla si o nowa dyscypline wykorzystujacaniedawno odkryta nowa alotropowa forme wegla (obok diamentu i grafitu). Ta nowa forma sa fulereny (kilkudziesiecioatomowe struktury przypominajace ksztaltem pilke futbolowa) i nanorurki (struktury w postaci zwinietych w rurki jednoatomowych warstw grafitu), otwierajace oszlamiajace perspektywy nanotechnologii, umozliwiajacych konstruowanie nanokomputerow i nanorobotow, ktore zrobia wszystko: od budowli kosmicznych (czerpiacych na nie material wprost z kosmosu), po obudowe ludzkich tkanek uszkodzonych w nieszczesliwych wypadkach.
8. metody otrzymanania soli:
1) metal + kwas -> sol + wodor
2) tlenek metalu + kwas -> sol + woda
3) kwas + wodorotlenek -> sol + woda
4) metal + niemetal -> sol kwasu beztlenowego
5) tlenek metalu + bezwonnik kwasowy -> sol
6) zasada (wodorotlenek) + bezwonnik kwasowy -> sol + woda
7) sol 1 + sol 2 -> sol3 + sol4
8) sol1 + kwas1 -> sol2 + kwas2
9) wodorotlenek1 + sol2 -> wodorotlenek2 + sol1
II. Chemia organiczna
1. Tluszcze
a) podzial
-zwierzece (stale, wyjatek tran)
-roslinne (ciekle, wyjatek margaryna)
b) budowa
- gliceryna + wyzsze kwasy karboksylowe
c) zwiazki
-tluszcze
d) wystepowanie
-tluszcze
e) wlasciwosci
-zostawiaja tluste plamy
-nierozpuszczalne w H_2O
-rozpuszczalne w benzynie
-lzejsze od h_2O
-palne
-odporne na wysokie temperatury
f) wzor
ester
g) reakcje charakterystyczne
-zmydlanie tluszczu
tluszcz + NaOH (KOH) = mydlo + gliceryna
-utwardzanie tluszczu
gliceryna +3 kwas = 3 tluszcze + 3 wody
2. Cukry
a) podzial
cukry proste
-glukoza
-fruktoza
cukry zlozone
-dwucukry
*sacharoza
*laktoza
*maltoza
-wielocukry
*skrobia
*celuloza
b) budowa
wegiel + woda
c) zwiazki
glukoza, fruktoza
sacharoza
skrobia
celuloza
d) wystepowanie
glukoza, fruktoza
-winogrona
-marchew
-miod
-krew ssakow
sacharoza
-buraki
-trzcina cukrowa
skrobia
-ziemniaki
-kukurydza
-zboza
-ziarna
-ryz
-rosliny straczkowe
celuloza
-drewno
-len
-bawelna
-kanopia
-juta
e) wlasciwosci
glukoza, fruktoza
-cialo stale
-biale
-dobrze rozpuszczalne
-slodki smak
-palne
-odczyn obojetny
sacharoza
-cialo stale, krysztalki
-biale
-dobrze rozpuszczalne
-slodki smak
-palne
-karmelizacja
skrobia
-cialo stale
-biale
-bezpostaciowe
-bez smaku
-nierozpuszczalne
-palne
-kleik skrobiowy
celuloza
-cialo stale, wlokniste
-nierozpuszczalne w wodzie
-palne
-odporne na czynniki chemiczne
f) wzor
glukoza, fruktoza
C_6H_12O_6
sacharoza
C_12H_22O_111
skrobia
(C_6H_10O_5)_x
celuloza
(C_6H_10O_5)_n
g) reakcje charakterystyczne
glukoza, fruktoza
-reakcja tronmera (z Cu(OH)_2)
CuSO_4 +NaOH + glukoza + x (zminan barwy z niebieskiej na pomaranczowy)
-reakcja tollensa (lustro szklane)
AgNO_3 + glukoza + X (na probowce osadza sie srebro)
-> Wniosek : wlasciwosci redukujace
sacharoza
-hydroliza
*rozklad cukru na proste w reakcji z H_2O
skrobia
-
roztwor jodu w jodku potasu + skrobia (barwa granatowa)
- pekstryz - formy przejsciowe miedzy czesciowo rozlozona skrobia, a glukoza. Slluza do produkcji kleju.
celuloza
-
3. Bialka
a) podzial
- proste (proteiny)
C,H, O, N, S
- zlozone (proteidy)
C, H, O, N, S, P, Cl, Fe
b) budowa
aminokwasy - to zwiazki organizmu o 2 grupach COOH i NH_2
c) zwiazki
bialko
d) wystepowanie
e) wlasciwosci
bialko
-koloidalne
-nierozpuszczalne w wodzie
-palne
f) wzor
g) reakcje charakterystyczne
bialko
-
zol ->(koagulacja) zel
bialko <- (pepyzacja) sciete
koagulacja - odwracalne scinanie bialka np. soli kuchennej . Mozna odwrocic pod wplywem H_2O
Denaturacja - trwale scinanie bialka pod wplywem :
*temperatury
*zasad
*kwasow
*alkoholi
*soli metali ciezkich
-
CuSO_4 + HCl + bialko
Masa atomowa i czasteczkowa - poniewaz masy atomow i czasteczek sa niezmiernie male (masa atomu wodoru = 1,67x10^-24 g) i niewygodnie sie nimi poslugiwac, wprowadzono pojecie wzglednej masy atomowej, ktorej jednostka jes:
1 u = 1/12 masy atomu wegla
^12 C = 1,66 x10^-24 g
Masa czasteczkowa jest suma mas atomowych pierwiastkow wchodzacych w sklad czasteczki.
Mol - nigdy wlasciwie nie mamy do czynienia z pojedynczym atomem lub czasteczka, lecz z ogromna liczba tych atomow czy czasteczek. Dlatego wprowadzono pojecie "chemicznego tuzina" - zwanego molem. Mol to tyle atomow (czasteczek, jonow ...), ile atomow wegla znajduje sie w 12 g wegla ^12C. Ta liczba nazywa sie liczba Avogardo i wynosi
N_A = 6, 023 x 10^23
Masa molowa - to masa jednego mola danej substancji. Jest ona liczbowo rwna masie atomowej lub czasteczkowej wyrazonej w [g/mol].
Objetosc jednego mola - wszystkich gazow w tym samych warunkach cisnienia i temperatury jest taka sama. W warunkach normalnych (273K, 1013hPa) wynosi 22,4 dm^3.
W chemii obowiazuja liczne prawa. najwazniejsze z nich to:
-prawo zachowania masy
-prawo stalych stosunkow wagowych
-prawo stosunkow objetosciowych
-prawo Avogadro
Bezwzgledna masa czasteczki ( podobnie bezwzgledna masa atomu)
- masa jednej czasteczki ( pamietaj ze liczba Avoogardo (6,02 * 10^23) podaje liczbe czasteczek w jednostce masy g.
poniewaz 1g = 6,02 * 10^23 u
1u = 1/(6,02 *10^23) g = 1,66 * 10^-24g
-jest to masa wyrazona w jednostkach ukladu Si - napis w gramach
Mb (Fe_2O_3) = 160 (u) 8 1/ (6,02 * 10^23 g)
Mieszanina jednorodna
- mieszanina ktorej skladnikow nie mozna zobaczyc golym okiem (nie uzbrojonym) ani za pomoca prostych przyrzadow optycznych np. mosiadz (stop miedzi z cynkiem) , braz (stop miedzi z cyna)
mieszanina niejednorodna
-mieszanina, ktorej skladniki mozna zobaczyc golym okeim, lub za pomoca przyzadow optycznych np. opilki zelaza z siarka, piasek z woda.
1.Materia
1.1 Ciala fizyczne
1.2 Substancje
1.2.1 Substancje czyste chemicznie
1.2.1.1 Pierwiastki (substancje proste)
1.2.1.1.1 metale np. miedz, cynk
1.2.1.1.2 polmetale np. krzem, german
1.2.1.1.3 niemetale np. chlor, fosfor
1.2.1.2 Zwiazki chemiczne (substancje zlozone)
1.2.2 mieszaniny
1.2.2.1 jednorodne
1.2.2.2 niejednorodne
2. Budowa i uklad okresowy
Atom jest najmniejsza czescia pierwiastka zachowujaca jego wlasciwosci. Sklada sie z czastek elementarnych: protonow i neutronow tworzacych jadro oraz elektronow znajdujacych sie w przestrzeni otaczajacej jadro. Liczba protonow posiadajacych ladunek dodatni jest rowna liczbie elektronow posiadajacy ladunek ujemny. Nazywa sie ona liczba atomowa i jest oznaczona jako Z. Suma liczby neutronow (czasteczek obojetnych) obojetnych protonow to liczba neutronow nazywamy je izotopami.
Elektrony w atomie sa rozmieszczone na roznych poziomach energetycznych, tzw. powlokach opisywanych jako konfiguracja elektronowa. Jest to bardzo wazny parametr, bo od niego zaleza wlasciwosci pierwiastka. Im mniej jest elektronow na osatniej powloce a ona dalej od jadra, tym latwiej je oderwac i pierwiastek jest bardziej elektrododatni (metaliczny). Im wiecej elektronow na ostatniej powloce a ona jest blizej jadra, tym latwiej pierwiastek przyjmuje elektrony i jest bardziej elektroujemny (niemetaliczny).
Uklad okresowy, w ktorym pierwiastki sa uszeregowane wedlug wzrastajacej liczby atomowej uwidacznia zaleznosc miedzy budowa atomu a jego wlasciwosciami. W okresie wraz ze wzrostem numeru grupy maleje promien atomowy, rosnie elektroujemnosc, maleje charakter metaliczny. w grupie rosnie promien atomowy, maleje elektroujemnosc , rosnie metalicznosc.
3. Wiazania chemiczne
Zgodnie z powszechna zasada dazenia materii do stanu o mozliwie najnizszej energii, atomy pierwiastkow lacza sie ze soba w czastki. Wiazania chemiczne tworza pary elektronow roznie rozmieszczone wzgledem atomow tworzacych czasteczke , dlatego dzielimy je na: jonowe, spolaryzowane, kowalecyjne (czyli atomowe), koordynacyjne, wodorowe ... Charakter wiazania wplywa na wlasciwosci zwiazku chemicznego.
4. Zwiazki chemiczne nieorganiczne
Zwiazki te dzielimy na nastreujace grupy: tlenki, wodorki, wodorotlenki, kwasy, sole.
Tlenki to zwiazki roznych pierwiastkow z tlenem o ogolnej budowie (X - symbol pierwiastka).
X_2O, XO, X_2O_3, XO_2, X_2O_5, XO_3, X_2O_7
---------------------------------------------------------------------------------->
rosnie charakter kwasowy, maleje zasadowy, maleje udzial wiazania jonowego, a rosnie kowalecyjnego
Tlenki
a) tlenki metali
-tlenki zasadowe
-reaguja z lkwasami,
-nie reaguja z zasadami
-np. na_2O, MnO,
-rozpuszczalne w wodzie
-tworza zasady, np K_2O
b) tlenki niemetali
-tlenki kwasowe
reaguja z zasadami
-nie reaguja z kwasami
-np. SiO_2, CrO_3
-rozpuszczalne w wodzie
-tworza kwasy, np. SO_3
c) tlenki amfoteryczne
-powstaja z tlenkow metali i niemetali
-tlenki obojetne
-NO, CO
-reaguja z mocnymi kwasami i zasadami,
-nie rozpuszczaja sie w wodzie
-np. Al_2O_3, ZnO
Wodorotlenki - to zwiazki metali z grupa wodorotlenowa -OH o ogolnej budowie Me(OH)_n. Dzielimy je na zasadowe i amfoteryczne.
Kwasy - zbudowane sa z wodoru i reszty kwasowej H_nR. Wyrozniamy kwasy tlenowe : H_2SO_4, HnO_3, H_3PO_4, H_2CO_3 i beztlenowe: HCl, H_2S, HCN.
Sole - to zwiazki chemiczne o ogolnym wzorze me_nR_m, bedace produktami reakcji kwasow z zasadami, tlenkow zasadowych z kwasami, tlenkow kwasowych z zasadami.
5. Roztwory
Sa to mieszaniny skladajace sie z przynajmniej dwoch skladnikow. Jeden z nich, uzyty w nadmiarze nazywamy rozpuszczalnikiem. Najpopularniejszym rozpuszczalnikiem jest woda, ktora ma budowe polarna i latwo rozpuszczaja sie w niej substancje o budowiepolarnej - "podobne rozpuszcza sie w podobnym". Zawartosc substancji o roztworze wyraza sie za pomoca stezen. Najczesciej uzywane to:
procentowe: C_% = ( m_s/ m_r ) * 100% (m_s - masa substancji, m_r - masa roztworu)
molowe: C_M = (n/V_r) [mol/dm^3) (n - liczba moli substancji, V_r objetosc roztworu)
Ogromna liczba reakcji zachodzi w roztworach. Jedna z najwazniejszych jest dysocjacja elektrolityczne, czyli rozpad niektorych zwiazkow chemicznych na jony pod wplywem wody, np.:
NaCl -> Na^+ + Cl^-
NaOH -> na^+ + OH^-
roztwory, w ktorych nastapila dysocjacja elektrolityczna (elektrolity), przewodza prad elektryczny. Dzielimy je na
elektrolity mocne(silnie zdysocjowane na jony), do ktorych naleza prawie
-wszystkie sole,
-niektore kwasy nieorganiczne (HCl, HnO_3, H_2SO_4)
-wodorotlenki litowcow (NaOH, KOH) i
- niektorych berylowcow (Ca(OH)_2),
elektrolity slabe, zdysocjowane tylko czesciowo
-niektore kwasy nieorganiczne (HCN, HnO_2, H_2CO_3)
-kwasy organiczne (CH_3COOH, C_6H_5COOH)
-zasady (roztwory amoniaku, amin)
Kwasy dysocjuja z odszczepieniem jony H^+ (HCl -> H^+ + Cl^-), zasady z odszczepieniem jonu OH^- (KOH -> K^+ + OH^-). Stezenie jonow wodorowych [H^+] lub [OH^-] decyduje o odczynie roztworu.
Miara kwasowosci i zasodowosci jest pH - w roztworze kwasnym pH < 7 : [H^+] > [OH^-], w zasadowym pH<7: [H^+]<[OH^-]. W roztworach obojetnych pH = 7: [H^+] = [OH^-].
6. Elektrochemia
Pod wplywem pradu elektrycznego jony znajdujace sie w elektrolice wedruja do odpowiedni elektrod - jony dodatnie (kationy) do ujemnej katody, jony ujemne (aniony) do dodatniej anody. Kationy pobieraja elektrony, ulegajac redukcji (np. Cu^2+ + 2e -> Cu^0), aniony oddaja elektrony, ulegajac utlenieniu (2 Cl^- - 2e -> Cl2).
Proces ten nazywa sie elektroliza i jest szeroko wykorzystywany do otrzymania niektorych pierwiastkow (Al, Na, O_2, H_2, Cl_2), do otrzymania zwiazkow chemicznych (NaOH), oczyszczania metali (elektrorafinacja) czy pokrywania powierzchni przedmiotow warstwami metalicznymi, ktore chronia przed korozja (ni, Cr) lub spelniaja role dekoracyjna (Ag, Au). Odwrotne zjawisko zachodzi w ogniwach, gdzie energia chemiczna zostaje zmieniona na energie elektyczna.
7. Zwiazki chemiczne organiczne
Chemia organiczna to chemia zwiazkow wegla. Wegiel jako jedyny pierwiastek ma zdolnosc tworzenia roznorakich polaczen miedzy soba. Atom wegla moga sie laczyc w lancuchy za pomoca wiezen pojedynczych, podwojnych, potrojnych, moga tworzyc zwiazki jedno- lub wielopierscieniowe. Czesto zwiazki majace identyczny sklad chemiczny roznia sie budowa, co pociaga za soba rozne wlasciwosci fizyczne, chemiczne, biologiczne. Zjawisko to nazywa sie izomerie. Ta obfitosc zwiazkow organicznych zmusza nas do podzialu na rozne grupy. Podstawowa grupa, zbudowana tylko z atomow wegla i wodoru sa weglowodory. Glownym zrodlem weglowodorow sa surowce naturalne: wegiel kopalny, ropa naftowa, gaz ziemny. Weglowodory zawierajace tylko pojedyncze wiazania pomiedzy atomami wegla to weglowodory nasycone - alkany. Alkana zawierajace od 5 do 10 atomow wegla w czasteczek do benzyny. weglowodory nienasycone ulegaja reakcjom polimeryzacji polegajacy na laczeniu sie czasteczek w dlugie lancuhy kosztem pekania wiazan wielokrotnych. Utrzymuje sie wtedy tworzywa sztuczne (polimery) np. polietylen , polipropylen, kauczuk, PVC, teflon. Wsrod weglowodorow pierscieniowych bardzo wazne sa weglowodory aromatyczne posiadajace w swej czasteczce pierscien benzenowy C_6H_6. Z weglowodorow otrzymuje sie rozne pochodne, bedace z kolei substratami do otrzymywania barwnikow, pestycydow, detergentow, lekow, srodkow wybuchowych, farb, lakierow, kosmetykow ...
Alkohole - zwiazki zawierajace grupe OH, w reakcji z kwasami karboksylowymi daja estry. Szczegolnym alkoholem posiadajacym 3 grupy OH jest gliceryna
Kwasy karboksylowe - podobnie jak kwasy nieorganiczne tworza sole. Sole sodowe duzych kwasow alifatycznych (np. C_17H_35COONa) to mydla.
Estry - charakteryzuja sie na ogol ladnymi zapachami (to im zawdzieczaja zapachy kwiaty i owoce). Sa wykorzystywane w przemysle kosmetycznym. Specyficznymi estrami wchodzacymi w sklad wszystkich organizmow zywych sa estry gliceryny i wyzszych kwasow tluszczowych, czyli tluszcze. Spolimeryzowane estry (poliestry) znalazly zastosowanie w przemysle tkanin syntentycznych.
Weglowodany - zwiazki zawierajce grupe aldehydowa lub ketonowa i wiele grup OH . Dziela sie na cukry proste i (np. glukoza C_6H_12O_6, ktora w organizmach zwierzecych ulega skomplikowanym reakcjom z wydzielaniem energii) i zlozone, do ktorych zalicza sie skrobie (glowny skladnik nasion i bulw roslin stanowiacym ich material zapasowy) i celuloze (material budulcowy roslin - glowny skladnik drewna).
Aminy, amidy i aminokwasy - to zwiazki zawierajace w czasteczce atomy azotu. Aminy maja wlasciwosci zasadowe. Szczegolne znaczenie maja zwiazki, w ktorych azot wchodzi w sklad pierscienia, budujac zasady pirymidynowe (cytozyna, uracyl i tianina) i purynowe (adenina i guanina). Zasady te wchodza w sklad komorkowych kwasow nukleinowych (DNA i RNA). Aminokwasy lacza sie ze soba wiazaniami peptydowymi, tworzac bialka bedace podstawa zycia na Ziemi. Z bialek zbudowane sa zywe komorki. Bialka uczestnicza w podstawowych procesach zyciowych, jak rozmnazanie, wzrost organizmow, praca miesni, funkcjonowanie gruczolow. Sa skladnikami enzymow, hormonow, nukleoproteid, antycial.
Od kilkunastu lat chemia zwiazkow wegla rozszerzyla si o nowa dyscypline wykorzystujacaniedawno odkryta nowa alotropowa forme wegla (obok diamentu i grafitu). Ta nowa forma sa fulereny (kilkudziesiecioatomowe struktury przypominajace ksztaltem pilke futbolowa) i nanorurki (struktury w postaci zwinietych w rurki jednoatomowych warstw grafitu), otwierajace oszlamiajace perspektywy nanotechnologii, umozliwiajacych konstruowanie nanokomputerow i nanorobotow, ktore zrobia wszystko: od budowli kosmicznych (czerpiacych na nie material wprost z kosmosu), po obudowe ludzkich tkanek uszkodzonych w nieszczesliwych wypadkach.
8. metody otrzymanania soli:
1) metal + kwas -> sol + wodor
2) tlenek metalu + kwas -> sol + woda
3) kwas + wodorotlenek -> sol + woda
4) metal + niemetal -> sol kwasu beztlenowego
5) tlenek metalu + bezwonnik kwasowy -> sol
6) zasada (wodorotlenek) + bezwonnik kwasowy -> sol + woda
7) sol 1 + sol 2 -> sol3 + sol4
8) sol1 + kwas1 -> sol2 + kwas2
9) wodorotlenek1 + sol2 -> wodorotlenek2 + sol1
II. Chemia organiczna
1. Tluszcze
a) podzial
-zwierzece (stale, wyjatek tran)
-roslinne (ciekle, wyjatek margaryna)
b) budowa
- gliceryna + wyzsze kwasy karboksylowe
c) zwiazki
-tluszcze
d) wystepowanie
-tluszcze
e) wlasciwosci
-zostawiaja tluste plamy
-nierozpuszczalne w H_2O
-rozpuszczalne w benzynie
-lzejsze od h_2O
-palne
-odporne na wysokie temperatury
f) wzor
ester
g) reakcje charakterystyczne
-zmydlanie tluszczu
tluszcz + NaOH (KOH) = mydlo + gliceryna
-utwardzanie tluszczu
gliceryna +3 kwas = 3 tluszcze + 3 wody
2. Cukry
a) podzial
cukry proste
-glukoza
-fruktoza
cukry zlozone
-dwucukry
*sacharoza
*laktoza
*maltoza
-wielocukry
*skrobia
*celuloza
b) budowa
wegiel + woda
c) zwiazki
glukoza, fruktoza
sacharoza
skrobia
celuloza
d) wystepowanie
glukoza, fruktoza
-winogrona
-marchew
-miod
-krew ssakow
sacharoza
-buraki
-trzcina cukrowa
skrobia
-ziemniaki
-kukurydza
-zboza
-ziarna
-ryz
-rosliny straczkowe
celuloza
-drewno
-len
-bawelna
-kanopia
-juta
e) wlasciwosci
glukoza, fruktoza
-cialo stale
-biale
-dobrze rozpuszczalne
-slodki smak
-palne
-odczyn obojetny
sacharoza
-cialo stale, krysztalki
-biale
-dobrze rozpuszczalne
-slodki smak
-palne
-karmelizacja
skrobia
-cialo stale
-biale
-bezpostaciowe
-bez smaku
-nierozpuszczalne
-palne
-kleik skrobiowy
celuloza
-cialo stale, wlokniste
-nierozpuszczalne w wodzie
-palne
-odporne na czynniki chemiczne
f) wzor
glukoza, fruktoza
C_6H_12O_6
sacharoza
C_12H_22O_111
skrobia
(C_6H_10O_5)_x
celuloza
(C_6H_10O_5)_n
g) reakcje charakterystyczne
glukoza, fruktoza
-reakcja tronmera (z Cu(OH)_2)
CuSO_4 +NaOH + glukoza + x (zminan barwy z niebieskiej na pomaranczowy)
-reakcja tollensa (lustro szklane)
AgNO_3 + glukoza + X (na probowce osadza sie srebro)
-> Wniosek : wlasciwosci redukujace
sacharoza
-hydroliza
*rozklad cukru na proste w reakcji z H_2O
skrobia
-
roztwor jodu w jodku potasu + skrobia (barwa granatowa)
- pekstryz - formy przejsciowe miedzy czesciowo rozlozona skrobia, a glukoza. Slluza do produkcji kleju.
celuloza
-
3. Bialka
a) podzial
- proste (proteiny)
C,H, O, N, S
- zlozone (proteidy)
C, H, O, N, S, P, Cl, Fe
b) budowa
aminokwasy - to zwiazki organizmu o 2 grupach COOH i NH_2
c) zwiazki
bialko
d) wystepowanie
e) wlasciwosci
bialko
-koloidalne
-nierozpuszczalne w wodzie
-palne
f) wzor
g) reakcje charakterystyczne
bialko
-
zol ->(koagulacja) zel
bialko <- (pepyzacja) sciete
koagulacja - odwracalne scinanie bialka np. soli kuchennej . Mozna odwrocic pod wplywem H_2O
Denaturacja - trwale scinanie bialka pod wplywem :
*temperatury
*zasad
*kwasow
*alkoholi
*soli metali ciezkich
-
CuSO_4 + HCl + bialko
Komentarze
Prześlij komentarz