chemia

download chemia

If you can't read please download the document

Transcript of chemia

Materia co co ma mas i zajmuje przestrze:

Substancja jednorodny materia o okrelonym skadzie chemicznym;

Atom podstawowa cegieka z ktrej jest zbudowany wiat materii, skada si z jednego jdra nukleon i elektron;

Nuklidy atomy poszczeglnych izotopw; izotopy tego samego pierwiastka maj nuklidy o tej samej liczbie atomowej, lecz rnej masie;

Wizanie jonowe elektrony s cakowicie przeniesione do drugiego atomu;

Pierwiastek jedna ze 109 substancji chem. skladajaca si z atomu 1 rodzaju:

Zwiazki chem. subst. Ktra mona rozlozyc na inne, sklada si z przynajmniej 2 pierwiastkow;

Tlenek amforyczny wykazuje waciwoci tlenku kwasowego i zasadowego; ZnO+2H+->Zn2++H2O;

Roztwor jednorodny material, ma sklad zmienny (staly, ciekly, gazowy);

Masa wlasna wyrazona w gramach, miara oporu przy zmianie jego ruchu lub spoczynku, okresla ciezar;

Ciezar miara sily z jaka przedmiot ulega przyciaganiu;

Faza jednorodna czesc ukladu oddzielona od innych czesci granicami fizycznymi, ma sklad jednorodny;

Prawo zachowania masy ilosc substancji rowna si ilosci produktow: 4g Zn+2g S=6g ZnS;

Prawo stosunkow wielokrotnych gdy 2 pierwiastki tworza wiecej ni 1 zwiazek to masy tych zwiazkow pozostaja w stosunku prostych liczb calkowitych;

Rodzaje reakcji syntezy, analizy, wymiany podwojnej, wymiany pojedynczej;

Prawo zachowania energii energia wszechswiata jest stala, zmienia si tylko jej postac

Energia abstrakcyjne pojecie fizyczne, ktre opisuje zdolnosc do wykonania pracy;

Ciepo ilo energii;

Temperatura stezenie ciepla, wyznacza kierunek przeplywu ciepla;

Cieplo reakcji roznica miedzy zawartoscia cieplna produktu i substancji reakcji;

Budowa materii 1) kady pierwiastek sklada si z atomu o identycznych wl. chem.; 2) atomy roznych pierwiastkow roznia si cechami fizycznymi; 3) atom danego pierwiastka nie moe ulec przeksztalceniu w atom innego pierwiastka w czasie reakcji chem; 4) laczenie si pierwiastkow w zwiazki chem. polega na laczeniu si atomow; 5) zw. chem. jest zbiorem czastek o tej samej liczbie tych samych rodzajow atomow o tych samych wl. chem; 6) rozlozenie zwiazkow na pierwiastki polega na rozpadzie czastek na atomy; 7) atomy danego pierwiastka mog laczyc si w czastki N2, H2, O2, O3

Izotopy maj t sama liczb atomow ale rni si liczb molow; np. 168O, 178O, 188O, o tej same l. protonow ale roznej l neutronow;

Nuklidy atomy poszczegolnych izotopow, izotopy tego samego pierwiastka maja nuklidy o tej samej liczbie atomowej, ale roznej masie;

Liczba Avogadro to liczba atomow C12 dokladnie 12 g tego atomu;

Masa czasteczkowa suma mas atomow tworzacych czastek;

Koncepcja Mola mol to taka ilosc substancji, ktra zawiera tyle czastek ile atomow wegla znajduje si w 12 g wegla C12;

Wartosciowosc liczba elektronow bioracych udzial w reakcjach chemicznych;

Czasteczka to elektrycznie obojetny zespol atomow powiazanych ze soba dosc mocno;

Energia jonizacji min energia potrzebna do oderwania elektronu od atomu;

Powinowactwo elektronowe proces przylaczania elektronow do obojetnego atomu, wydziela si energia;

Elektroujemnosc zdolnosc do pobierania elektronow, wg Paulinga umowna liczbowa wartosc pozwala ocenic wypadkowe tendencje atomu do przyjmowania i oddawania elektronow;

Dipol to taka czasteczka, w ktorej wystepuja 2 ladunki punktowe o roznych wartosciach i przciwnych znakach;

Wiazania jonowe elektrony sa calkowicie przeniesione do drugiego atomu;

Wiazania wodorowe powataja wylacznie w przypadku zw. wodorow wolnymi parami elektronowymi atomow innego pierwiastka;

Wiazanie koordynacyjne musi istniec roznicaelektroujemnosci;

Donor atom o wiekszej elektroujemnosci;

Akceptor przyjmuje elektrony;

Stan gazowy czasteczki bardzo oddalone od siebie, daza do osiagniecia najwiekszej objetosci, przyjmuja ksztalt naczynia; wlasc. brak ksztaltu, nieskonczona gestosc, latwo mog by sprezone;

Gaz doskonay zbir jednakowych doskonale sprystych czstek, ktrych masy s skupione w jednym punkcie; czstki nie oddziaowywuj na siebie adnymi siami poza momentem zderzenia; ruch czstek jest bezwadny, zmienia si prdko i kierunek ruchu; rednia energia kinetyczna odzwierciedla temperatura gazu;

Prawo gazu doskonaego PV=nRT=const n liczba moli, R liczba gazowa; iloczyn cinienia i obojtnoci gazu jest wartoci staa;

Stan krytyczny pkt w ktrym wspolistnieja w rownowadze 3 stany skupienia;

Gazy techniczne znajduja zastos w przemysle hutniczym, metalurgicznym, spozywczym, chemicznym, papierniczym, wlokienniczym, w ratownictwie i lecznictwie, przem paliwowym i oswietleniowym;

Tlen bezbarwny i bezwonny, niepalny, ale podtrzymuje palenie;

Azot bezbarwny, bezwonny, nietrujacy, niepalny;

Argon to samo;

Gazy palne z powietrzem tworza mieszaniny opalowe:

Gaz powietrzny wytworzony z mao wartociowych gatunkw koksu, jest mieszanin CO i N2; palony jest tlenek wgla, azot jest balastem; warto opaowa: 4600kJm3;

Gaz generatorowy otrzymuje si w odpowiednim generatorze, sklada si z CO, H2, N2, wartosc opalowa 13000;

Gaz swietlny gaz opalowy otrzymywany w procesie pirolizy, 17000

Gaz koksowniczy podobnie jak swietlny, mala wydajnosc, powstaje koks hutniczy;

Gaz ziemny towazyszy zlozom lub wystepuje samodzielnie, gdy wylacznie CH4 to gaz suchy, 35000; gaz mokry niewielka ilosc wyzszych weglowodorow, gaz plynny to mieszanina propan-butanu;

Acetylen nie moe stykac si z miedzia, srebrami i metalami ciezkimi, bo tworza si zwiazki wybuchowe zwane acetylenkami;

Stan ciekly stan posredni miedzy gazowym i stalym, kazda czasteczka jest w sferze oddzialywania innych czastek, jest niescisliwa, zachowuje swoja objetosc, ciecze o malych oddzialywaniach miedzy czastkami latwo przechodza w stan lotny;

Temperatura wrzenia gwaltowne przejscie w stan gazowy, energia kinetyczna musi by duza, czastka jest blisko granicy cieczy (para);

Cieplo parowania ilosc ciepla potrzebna do przeprowadzenia 1 kg cieczy w pare o tej samej temperaturze;

Zanieczyszczenie wod makroskopowe zawiesiny, koloidalne zawiesiny poch. Organicznego, sole, rozpuszczone gazy, drobnoustroje;

Oczyszczanie wod odstajniki (chlorowanie), zloze biologiczne (osad czynny), wegiel aktynowy ( traktowanie chem soli, odwrocona osmoza), filtrowanie, destylacja, wytracanie, podgrzewanie, odolejanie;

Twardosc wody zawartosc soli wapnia, magnezu, zelaza, glinu, usuwanie (gotowanie, wprowadzanie zasady, destylacja, demineralizacja);

Woda H2O; temperatura wrzenia i topnienia wysza ni innych substancji; dua przenikalno dialektyczna; twardo, staa dialektyczna -81; stay rozpuszczalnik substancji jonowych;

Roztwory jednorodne mieszaniny skladnikow (staly, ciekly, gazowy);

Stezenie zawartosc jednej substancji w drugiej, wzglednie ilosc substancji rozpuszcza si w stosunku do rozpuszczalnika lub calej ilosci roztworu;

Stezenie procentowe to % substancji rozpuszczonej do calkowitej masy roztworu, ms/mr*100%;

Stezenie molowe liczba moli substancji rozpuszczonej w 1 litrze roztworu, Cm=m/M*V;

Rozpuszczalnosc kazda substancja w malym zakresie si rozpuszcza, nie ma substancji absolutnie nierozpuszczalnej, roztwory powstaja w wyniku wzajemnego oddzialywania miedzy czasteczkami; zalezy od charakteru substancji rozpuszczanej, chcrakteru rozpuszczalnika, temp, cisnienia (gazy);

Stan staly wysokie uporzadkowanie, jony i czasteczki tworza siec krystaliczna; waciwoci: praktycznie niescisliwe, niski wspol. rozpuszczalnosci cieplnej, male odleglosci miedzy czastkami , ciala stale skladaja si z atomow stykajacych si ze soba bezposrednio, tworzy krysztaly o okreslonych postaciach geometrycznych;

Siec przestrzenna uklad pkt okreslajacych polozenie czastek lub atomow w krysztale;

Krysztaly kow. atomy tworzace krysztaly sa powiazane wiazaniami atomowymi, caly krysztal to ogromna czastka, energia sieci krystalicznej = energii wiazania atomowego, wysokie temp topnienia, duza twardosc, wysoki wspolczynnik zalamania swiatla, nieprzewodzenia pradu elektrycznego;

Krysztaly metaliczne siec krystaliczna, w ktorej wezly sa obsadzone przez jony dodatnie, otoczone poruszajacymi si elektronami, elektrony walencyjne tworza gaz elektronowy odrywajacy dodatnio naladowane jony;

Izomorfizm podobny typ wzoru chemicznego i ten sam typ sieci krystalicznej;

Polimorfizm zjawisko wystepuje w tej samej substancji, zalezne od warunkow w 2 lub wiecej odmianach rozniacych si postacia krystaliczna (rozne wl fizyczne a czasem i chem.);

Alotropia wystepowanie pierwiastkow w postaci roznych odmian (przyczyna roznic wiazan w sieci krystalicznych);

Rodzaje zwiazkow chemicznych:

1)enklatura, dla pierwiastkow wystepujacych na wielu stopniach utleniania, np. tlenki manganu,

2)tlenki + bezwodniki kwasowe: dzialanie tlenu , rozklad soli kwasow tlenowych lub wodorotlenkow, reakcje spalania innych zwiazkow. Podzial na: tlenki zasadowe (tlenki metali, ktre w reakcji z kwasami daja sole), kwasowe (tlenki niemetali oraz metali na wyzszych stopniach utleniania, wszystkie tl. kwasowe w reakcji z zasadami daja sole), bezwodniki kwasowe (tlenki pierwiastka, ktry reaguje z woda daja odpowiedni kwas), amferyczne (wykorzystuja waciwoci tlenkow kwasowych i zasadowych), obojetne (nie reaguja z kwasami i zasadami);

Nadtlenek wodoru H2O2 w produktach zywnosciowych pod wplywem dzialania enzymow staje si utleniaczem innych zwiazkow organicznych, dezynfekcja, srodek bielacy, kosmetyka, lecznictwo;

Dwutlenek wegla CO2 skroplony CO2 pod normalnym cisnieniem wyparowuje pobierajac znaczne ilosci ciepla;

Kwasy zwiazki chem, ktre w procesie dysocjacji elektrolitycznej odczepiaja dodatnie jony reszty kwasowej;

Podzial kwasow:

1)beztlenowe: polaczenia atomu niemetalu z wodorem H2+Cl2=2HCl, wymiana miedzy solami, kwasami mniej lotnymi NaCl+H2SO4=NaHSO4+HCl;

2)tlenowe: powstaje w reakcji tlenkow kwasowych z woda SO3+H2O=H2SO4;

Zasady zwiazki chemiczne, ktre w roztworze wodnym dysocjuja aniony wodorotlenkowe OH- oraz jony dodatnie metalu lub jony amonowe NH4+, w wodzie rozpuszczaja si tylko wodorotlenki metali najaktywniejszych I i II grupy, wodorotlenki innych metali sa trudno rozpuszczalne w wodzie;

Rodzaje: wodorotlenki amfoteryczne mog reagowac z kwasami (jako zasady) z zasadami (jako kwasy), otrzymywanie: dzialanie wody na metal lub tlenek metalu;

Sole skladaja si z reszty kwasowej oraz metalu, otrzymywanie: dzialanie kwasu na zasade HCl+NaOH=NaCl+H2O, rpzpuszczanie metali w kwasie Zn+2H2SO4=ZnSO4+H2, polaczenie tlenku metalu z bezwodnikiem kwasowym CaO+CO2=CaCO3;

Reakcje chemiczne wg stanu skupienia: monogeniczne (przemiana w 1 fazie) i heterogeniczne (w przynajmniej 2 fazach); wg efektow energetycznych: egzotermiczne (wydzielaja energie, gaszenie wapna, spalanie, rozpuszczanie kwasu siarkowego) i endotermiczne (pochlanianie energii, rozpuszczanie soli);

Dysocjacja elektrolityczna rozpad na jony H2SO4=H++HSO4-;

Stopien dysocjacji zalezy od rodzaju elektrolitu i rozpuszczalnika;

Stala dysocjacji stosunek iloczynu stezen produktow reakcji od iloczynu stezen substratow jest staly.;

Kwasy mocne HCl, HBr, HJ, H2SO4, HNO3, HclO4, k maja b. Duze;

Kwasy slabe octowy, azotowy, fluorowodorowy, cyjanowodor, K maja b. Male;

Zasady mocne NaOH, KOH, LiOH, Ca(OH)2;

Zasady slabe Be(OH)2, Mg(OH)2, NH4(OH);

Reakcje redoksowe utlenianie I redukcja, zwiazane z przeniesieniem elektronu z jednego atomu do drugiego, oddawanie to utlenianie, pobieranie to redukcja, kto oddaje to reduktor, kto pobiera to utleniacz;

Stopien utleniania ladunek jaki pojawilby si na atomie, gdyby byy one polaczone wiazaniem jonowym;

Srodowisko substancja, ktra nie bierze udzialu w reakcji redoks;

Termodynamika chemiczna dostarcza informacji czy dana reakcja bdzie przebiegala w sposb samorzutny;

Szybkosc reakcji chemicznej wyroznia si zmiane stezenia w jednostce czasu, zwykle mierzy si szybkosc substratow;

Egzotermiczna reakcja syntezy AB z A i B, do zapoczatkowania reakcji naley dostarczyc pewnej energii E zwanej energia aktywacji;

Katalizator obniza bariere energetyczna, szybkosc reakcji rosnie;

Junibitor podwyzszanie bariery energetycznej;

Elektrochemia traktuje o wzajemnym powiazaniu miedzy energia wyzwolona w trakcie reakcji a prace elektryczna;

Wymiana ladunkow reakcja redoks: elektroda to przewodnik elektronowy, elektrolit to przewodnik jonowy;

Przewodnictwo elektronowe to przeplyw ladunkow elektrycznych przez materie pod wplywem zewnetrznego pola elektrycznego;

Metale elektrony przewodnika I rodzaju;

Roztwory elektrolitow jony, przewodniki II rodzaju;

Przewodnictwo wlasciwe to odwrotnosc oporu, opor R zalezy os wl. przewodnika i jego rozmiarow;

Elektroliza jest to napedzanie reakcji chemicznych za pomoca energii elektrycznej;

Szereg elektrochemiczny metali (ogniwo galwaniczne) na granicy faz pomiedzy metalem a roztworem elektrolitu ustala si w danych warunkach okreslony potencjal elektryczny zwany elektrochemicznym metalu. Jego wielkosc okresla stan rownowagi dwoch przeciwstawnych tendencji. I zdolnosc atomu przechodzenia w stan jonowy, zalezy ona od natury chemicznej metalu, jest sila napedowa procesu utleniania. II tendencja jonow metalu do pobierania elektronow i przejscia w stan elektroobojetny. Roznica potencjalow pomiedzy pkt w glebi fazy metalicznej a roztworem zawierajacym j... metalu nazywamy potencjalem galwanicznym lub absolutnym.

Ogniwa galwaniczne nieodwracalne (pierwotne), odwracalne (akumulatory), ogniwa paliwowe (substraty reakcji elektrochem.);

Metale srebrzysty polysk, dobra przewodnosc elektryczna, odpornosc elektryczna wzrasta z obnizeniem temperatury, dobre przewodnictwo cieplne, nieprzezroczystosc, kowalnosc, ciagliwosc, wytrzymalosc. Tworza sieci krystaliczne w wezlach. Temperatura topnienie i wrzenia zalezy od sil wiazan w sieciach metalicznych. Dobre przewodzenie ciepla w wyniku zderzania drgajacych zrebow atomowych;

Klasyfikacja metali:

1)metale glownych grup: alkaliczne (lit, potas, sod, frans), ziem rzadkich (beryl, magnez, wapn, stront, bar, rad), przejsciowe, wewnatrzprzejsciowe;

2)potencjal elektrochemiczny: aktynowe czyli nieszlachetne (Al., Ti, Zr, Mu), nieaktynowe czyli szlachetne (Au, Pl, ruten, rad, pallad, osm, Ru, Rn, Pd, Os, iryd), posrednie (odporne na dzialanie tlenu, ale podatne na inne utleniacze, Cu, Cr, Cd, Ni, Co, Pt, Su, Fe)

3)klasyfikacja przymusowa: metale uzytkowe (zelazne i nie zelazne), lekkie (litowce, brylowce, glin), ciezkie (Cu, Pb, Zn, Sn, Cd), trudnotopliwe (W, V, Mo, Ti, Zr, Ca, Nb), latwotopliwe, radioaktywne (Ra, U, Ac, Po, Th), nieradioaktywne;

Wystepowanie w przyrodzie mineraly (zwiazki metali), rudy (skupiska mineralow+piasek+glina+okruchy skalne);

Stopy metali nowe mineraly o specyficznych wlasciwosciach: fizycznych (gestosc, temp topnienia, przewodnictwo cieplne i elektryczne, wlasc magnetyczne), mechaniczne (wytrzymalosc, odpornosc na uderzenia, twardosc, ciagliwosc, sprezystosc), chemiczne (odpornosc na korozje), technologiczne (plastycznosc, lepnosc, spawalnosc, skrawalnosc);

Stopy- materia powstay przez poczenie 2 lub wicej pierwiastkw, z ktrych jeden jest metalem, przez dobr skadnikw otrzymuje si stopy o rnorodnych waciwociach; otrzymywanie: spiekanie, stapianie, dyfuzja w stopie staym;

Otrzymywanie stapianie, spiekanie, dyfuzja w stanie stalym;

Barwa krystaliczna siec jest bardziej zlozona w porownaniu z budowa czystych metali;

Korozja proces niszczenia metali w wyniku ich chemicznych lub elektrochemicznych reakcji z otaczajacym srodowiskiem; metale utleniajac si przechodza ponownie w stan chcrakterystyczny dla zwiazkow metali;

Korozja chemiczna proces niszczenia metali w skutek dzialania suchych gazow (tlenu, wodoru, chlorowodoru, siarki) lub cieczy (zw. organicznych);

Pasywacja proces wytwarzania ochronnej warstwy tlenkowej;

Korozja elektrochemiczna proces niszczenia metali na skutek reakcji elektrochem zachodzacych na granicy faz metal elektrolit;

Zapobieganie korozji inhibitory korozji (sa to substancje chem, ktre dodane do agresywnego srodowiska w niewielkich ilosciach powoduja znaczne zmniejszenie szybkosci korozji metalu stykajacego si z tym srodowiskiem), powloki ochronne (odizolowanie powierzchni narazonej na korozje od srodowiska korozyjnego np. metale b. Szlachetne, oleje przeciwkorozyjne, woski, tworzywa sztuczne);

Szklo techniczne mieszanina krzemowa w postaci przechodzonej cieczy;

Sl kuchenna Nacl : zobojtnianie HCl+NaOH->NaCl+H2O; rozp.metalu w kwasie 2Na+2HCl->2NaCl+H2; Iloczyn jonowy wody: KD[H2O]=[H+][OH-]; KW=[H+][OH-]=10-14;

Kamienie szlachetne zaierajace mied turkus, lazuryt, malachit;

Alkohole metylowy (wietny rozpuszczalnik), etanowy (fermentacja alkoholowa, wietny rozpuszczalnik i stabilizator), propoanowy (produkcja acetonu),

Wizanie wodorowe powstaje wycznie w przypadku zwizania wodorw wolnymi parami elektronowymi atomu innego pierwiastka;

Potencja jonizacji potencja elektrody zanurzonej w roztworze jonw metalu o steniu 1M w tem. 298K;

Powinowactwo elektronowe proces przyczenia elektronw do obojtnego atomu, energia ktra si wydziela;

Szko SiO2+CuO+Na2SO3 ciecze po przejciu temperatury topnienia, przechodz w szkoo, wzrasta lepko i zastygaj w postaci izotropowego ukadu, bez struktury wewntrznej; ograniczone, nieograniczone;

Krysztay metaliczne sie krystaliczna w ktrej, wizy s obsadzone przez jony dodatnie, otoczone poruszajcymi si elektronami; elektrony walencyjne tworz gaz elektronowy odrywajcy dodatnio naadowane jony; 10.

Cement CaSO4*2H2O

Homogeniczne jednorodne (np. powietrze, krew, woda z cukrem)

Heterogeniczne niejednorodne (np. woda z kred, woda z olejem, woda z piaskiem)

Wizanie atomowe wystpuje w czstkach homogenicznych, zbudowanych z 2 atomw tego samego pierwiastka np. H2;

Kwasy zwizki chemiczne, ktre w procesie dysocjacji elektrolitycznej odczepiaj dodatnie jony wodorowe i ujemne jony reszty kwasowej;

Reakcja zobojtniania mona np. dziaa zasad na kwas, powstaje sl + woda; HCl+NaOH->NaCl+H2O

Kamienie szlachetne zawierajce glin AlO3 rubin, szafir;

Wiazania jonowe gdy atomy jednego z reagujcych pierwiastkw wolno oddaj elektrony na tomista drugiego atwo przyjmuj;

Wiazania atomowe - powstaj midzy atomami o zblionej elektroujemnoci, kady atom oddaje po jednym elektronie;

Wiazania wodorowe np. H2O, powstaje wycznie w zw.wodoru gdzie atom wodoru oddziaywaj z wolnymi parami elektronowymi z innych atomw;

Wiazania koordynacyjne musi istnie rnica elektroujemnoci i atom o wikszej elektroujemnoci jest DONOREM a o mniejszej AKCEPTOREM elektronw, np. NH4NO3;

Mydo sl sodowa kwasu stearynowego otrzymywane w reakcjach hydrolizy