Metody otrzymywania metanu
synteza metanu z pierwiastków w ściśle określonych warunkach: C + 2 H 2 --> CH 4 otrzymywanie metanu z gazu syntezowego: CO + 3 H 2 --> CH 4 + H 2 O hydroliza węgliku glinu: Al 4 C 3 + 12 H 2 O --> 3 CH 4 + 4 Al(OH) 3 reakcja węgliku glinu z kwasem solnym: Al 4 C 3 + 12 HCl 4 --> AlCl 3 + 3 CH 4 stapianie etanianu sodu z wodorotlenkiem sodu: CH 3 COONa + NaOH --> CH 4 + Na 2 CO 3
Ogniwa galwaniczne
Układ utworzony przez połączenie dwóch półogniw za pomocą klucza elektrolitycznego nosi nazwę ogniwa galwanicznego. W ogniwie elektrody połączone są ze sobą przewodnikiem metalicznym, który pełni rolę przekaźnika elektronów, a roztwory – kluczem elektrolitycznym, który umożliwia przepływ niewielkiej liczby jonów, wyrównujący bilans ładunku. Zamknięcie obwodu np. amperomierzem lub woltomierzem spowoduje, że ich wskazówka wychyli się, co wskazuje, że w układzie płynie prąd. Źródłem prądu...
Wodorosole
Nazwy systematyczne wodorosoli tworzy się, podając nazwę reszty kwasowej, poprzedzonej przedrostkiem wodoro- i nazwy kationu wchodzącego w skład cząsteczki wodorosoli. Jeśli w cząsteczce znajduje się więcej niż jeden atom wodoru, np.dwa, to przedrostek wodoro- poprzedza się przedrostkiem di.
Wzór rzeczywisty i empiryczny związku chemicznego
Wzór empiryczny (elementarny) związku podaje ilościowy stosunek atomów danego rodzaju w związku wyrażony najmniejszymi liczbami całkowitymi. Wzór rzeczywisty związku podaje rzeczywisty stosunek atomów danego rodzaju w związku. Jest n–krotnością wzoru empirycznego, gdzie n jest określone stosunkiem rzeczywistej masy molowej związku do masy związku określonego wzorem empirycznym.
Metody otrzymywania alkenów
a) odwodnienie, czyli eliminacja wody z alkoholu: eliminacja zgodnie z regułą Zajcewa Eliminacją nazywamy proces polegający na oderwaniu od sąsiadujących atomów węgla dwóch atomów lub grup atomów bez zastąpienia ich innymi podstawnikami, w wyniku czego rośnie krotność wiązania lub powstaje związek cykliczny. Reakcja eliminacji przebiega zgodnie z regułą Zajcewa. Reguła Zajcewa : atom wodoru odrywa się od atomu węgla związanego z mniejszą liczbą atomów wodoru. b)...
Metody otrzymywania wodorotlenków
a) w reakcji aktywnych metali z wodą, np.: b) w reakcji niektórych tlenków metali z wodą, np.: c) w reakcji niektórych zasadowych wodorków metali z wodą, np.: d) w reakcji niektórych soli z mocnymi zasadami, np.:
Zjawiska krasowe
Węglan wapnia występuje w przyrodzie. Skały wapienne często poddawane są działaniu różnorodnych czynników, w tym wody i tlenku węgla(IV) znajdującemu się w powietrzu. Powstaje wtedy łatwo rozpuszczalny wodorowęglan wapnia, mogący przemieszczać się wraz z wodą po ścianach skalnych i spływać na dno jaskiń, gdzie przechodzi w praktycznie nierozpuszczalny węglan wapnia: Dzięki zjawiskom rozpuszczania i wytrącania węglanu wapnia w jaskiniach powstają tzw. stalaktyty i stalagmity.
Właściwości fizyczne i chemiczne wodorków
wodorki metali wodorki niemetali ciała stałe, zazwyczaj barwy białej zazwyczaj gazy charakter zasadowy i redukujący charakter zasadowy, kwasowy lub obojętny reagując z wodą tworzą zasady, np. CaH 2 + 2 H 2 O --> Ca(OH) 2 + 2 H 2 reagując z wodą tworzą kwasy, np. HCl, H 2 S, ale i zasady, np. NH 3
Tlenki amfoteryczne
(reagujące z mocnymi kwasami i mocnymi zasadami): np. Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 , SnO 2 ,PbO 2 , ZnO, CuO, BeO Uwaga: powstający w czasie pasywacji glinu tlenek stanowi określoną odmianę tego związku, odporną na działanie stężonych kwasów i zasad. Tlenki amfoteryczne nie reagują z wodą:
Jak zmienia się moc zasad?
W grupie moc zasad rośnie w okresie moc zasad maleje
Metody otrzymywania aldehydów
Najważniejszą metodą otrzymywania aldehydów jest katalityczne utlenianie alkoholi pierwszorzędowych, np.: Kolejną metodą jest utlenianie alkenów powietrzem w obecności jonów Cu 2+ (lubPd 2+ ), czyli tzw. proces Wackera , przedstawiony schematycznie: Reakcja Kuczerowa jest natomiast przykładem otrzymywania konkretnego aldehydu– etanalu: Poniżej podano schemat przemian chemicznych, w których etanal występuje jako substrat lub produkt.
Twardnienie zaprawy gipsowej
Gips naturalny występuje w przyrodzie w postaci hydratu CaSO 4 · 2 H 2 O, który poddaje się prażeniu, otrzymując sypki biały proszek (CaSO 4 ) 2 · H 2 O. Po zmieszaniu (CaSO 4 ) 2 · H 2 O z wodą powstaje zaprawa gipsowa (używana w budownictwie i w medycynie).
Szybkość reakcji chemicznej
Szybkość reakcji chemicznej v można określić zmianą masy, stężenia lub objętości reagenta w jednostce czasu. Szybkość nie jest wielkością stałą, lecz w miarę postępu reakcji zmienia się. Szybkość reakcji w danej chwili t to pochodna stężenia substratu (lub produktu) po czasie (dc/dt). Wartość szybkości reakcji można wyznaczyć z kąta nachylenia do osi x stycznej do krzywej zmian stężenia substratu lub produktu. Ujemna wartość tangensa kąta nachylenia stycznej wyznacza szybkość reakcji...
Rzędowość struktury białek
Pierwszorzędowa : sekwencja, czyli kolejność aminokwasów w łańcuchu białkowym. Struktura ta jest najtrwalsza, gdyż dopiero działanie enzymów lub kwasów może spowodować hydrolizę wiązania peptydowego. Sekwencja aminokwasów w łańcuchu białkowym jest zapisana w genie kodującym dane białko. Drugorzędowa : łańcuch białkowy w układzie helisy α lub arkusza β (β harmonijka). Struktura ta jest stabilizowana wiązaniami wodorowymi. Trzeciorzędowa : ułożenie łańcucha aminokwasowego w...
Produkcja i twardnienie zaprawy murarskiej
Zaprawa murarska to mieszanina piasku, wodorotlenku wapnia i wody. Wodorotlenek wapnia, czyli wapno gaszone, wytwarzany jest z wapna palonego (tlenek wapnia). Tlenek wapnia otrzymuje się w wyniku prażenia węglanu wapnia. Twardnienie zaprawy murarskiej polega, m.in. na reakcji wapna gaszonego z CO 2 znajdującym się w powietrzu.
Izomeria optyczna
Izomeria optyczna związana jest z różnym przestrzennym ułożeniem atomów wokół asymetrycznego atomu węgla. Asymetryczny atom węgla to tetraedryczny atom węgla związany z czterema różnymi podstawnikami. Taki atom stanowi centrum stereogeniczne. Chiralność to nieidentyczność przedmiotu i jego odbicia lustrzanego. Przedmioty identyczne ze swoim odbiciem lustrzanym po nałożeniu na siebie określane są jako achiralne. Przykłady obiektów chiralnych: prawa i lewa dłoń, prawy i lewy but:...
Przewodniki oraz półogniwa
Substancje przewodzące prąd elektryczny to przewodniki. Można je podzielić na: Układ złożony z bezpośrednio stykających się przewodników jonowego i elektronowego to półogniwo . Na granicy metal–roztwór jonów tego metalu tworzy się podwójna warstwa elektryczna, dzięki temu elektroda uzyskuje pewien potencjał elektryczny (tzw. potencjał elektrody), który zależy od rodzaju metalu, rodzaju elektrolitu i stężeń jonów w roztworze. Ilościowo potencjał takiej elektrody tzw. pierwszego...
Sposoby klasyfikacji kwasów
tlenowe, np. H 2 CO 3 , H 3 PO 4 beztlenowe, np. HCl jednoprotonowe, np. HNO 2 wieloprotonowe, np. H 2 SO 4 silnie utleniające (utleniaczem są atomy NV, SVI), np. kwas azotowy(V), stężony kwas siarkowy(VI) słabo utleniające (utleniaczem są atomy HI), np. HCl trwałe, np. H 2 SO 4 , HNO 3 , H 3 PO 4 nietrwałe, np. H 2 CO 3 , H 2 SO 3 , HNO 2 elektrolity mocne, np. HCl, HBr, HI,H 2 SO 4 , HNO 3 elektrolity słabe, np. H 2 S, HF,...
Nazwy systematyczne wybranych kwasów
wzór kwasu nazwa kwasu anion reszty kwasowej nazwa soli pochodzącej od danego kwasu HNO 2 kwas azotowy(III) NO 2 – azotan(III) HNO 3 kwas azotowy(V) NO 3 – azotan(V) H 2 SO 4 kwas siarkowy(VI) SO 4 2– siarczan(VI) H 2 CO 3 kwas węglowy CO 3 2– węglan H 2 SO 3 kwas siarkowy(IV) SO 3 2– siarczan(IV) HCl kwas chlorowodorowy (solny) Cl –...
Protony, neutrony, elektrony
Atom to układ elektrycznie obojętny, zbudowany z dodatnio naładowanego jądra i elektronów. Jądro składa się z protonów i neutronów, czyli nukleonów. Między nukleonami w jądrze działają niezależne od ładunku siły przyciągania, zwane siłami jądrowymi. proton p + neutron n o elektron e - - cząstka obdarzona jednostkowym ładunkiem dodatnim o wartości 1,6 · 10–19 C - masa: 1,00728 u - należy wraz z neutronem do nukleonów - zbudowany z kwarków - z greckiego protos –...
Podział kwasów karboksylowych
Biorąc pod uwagę liczbę grup karboksylowych oraz rodzaj reszty węglowodorowej, kwasy można podzielić na:
Właściwości chemiczne
Rozdrobnione żelazo spala się w tlenie, tworząc tlenek żelaza(II) diżelaza(III) – ciało stałe o czarnej barwie: Tlenek ten powstaje też w reakcji żelaza z gorącą parą wodną. Żelazo tworzy także inne tlenki: FeO – tlenek żelaza(II) powstający w wyniku termicznego rozkładu soli żelaza, np. szczawianu lub węglanu żelaza(II): Fe 2 O 3 – tlenek żelaza(III) – powstający w wyniku termicznego rozkładu wodorotlenku lub soli żelaza(III): Żelazo reaguje z...
Wzór sumaryczny i strukturalny związku chemicznego
Wzór sumaryczny określa skład jakościowy i ilościowy związku chemicznego. Wzór strukturalny (wzór kreskowy) określa skład jakościowy i ilościowy oraz sposób powiązania poszczególnych atomów w cząsteczce (kreska obrazuje wiązanie chemiczne). Jeżeli we wzorze strukturalnym przy symbolach poszczególnych atomów zaznaczone zostaną wolne (niewiążące) pary elektronowe, to wzór taki nosi nazwę wzoru elektronowego lub wzoru Lewisa .
Tlenki zasadowe
(reagujące z kwasami): tlenki te tworzą metale z grup 1, 2 (bez berylu) oraz np. Tl 2 O 3 , SnO, Bi 2 O 3 , MnO, CrO Jeżeli tlenek zasadowy reaguje z wodą, to tworzy się odpowiednia zasada, np.:
Metody otrzymywania wodorków
a) bezpośrednia synteza, np.: b) inne wybrane przykłady, np.:
Objętość molowa gazu
Objętość molowa gazu V mol to objętość, jaką zajmuje 1 mol gazu w określonych warunkach ciśnienia i temperatury: 1 mol dowolnego gazu w warunkach normalnych (0 0 C = 273 K i 1013,25 hPa) zajmuje objętość 22,4 dm 3 ⇒ V mol = 22,4 dm 3 . Liczba moli n zawarta w określonej objętości gazu V: Chcąc obliczyć objętość gazu w innych warunkach ciśnienia i temperatury niż normalne, należy skorzystać z równania Clapeyrona:
Teoria protolityczna Brønsteda–Lowry’ego
Założenia teorii Brønsteda–Lowry’ego: Kwas : protonodawca, czyli substancja (cząsteczka, jon) zdolna do oddawania protonu, np. HCl, H 2 O, CH 3 COOH, H 3 O + , NH 4 + , HSO 4 – , HCO 3 – . Zasada : protonobiorca, czyli substancja (cząsteczka, jon) zdolna do pobierania protonu, np. NH 3 , CH 3 NH 2 , H 2 O, CH 3 COO – , CO 3 2– . Reakcja pomiędzy kwasem a zasadą, w czasie której odbywa się transfer protonu, jest przykładem reakcji protolitycznej. Każdej zasadzie (NH 3...
Jak zmienia się moc kwasu?
W okresie moc kwasów tlenowych (niemetal na najwyższym stopniu utlenienia) rośnie W okresie moc kwasów beztlenowych rośnie W grupie moc kwasów tlenowych (niemetal na najwyższym stopniu utlenienia) maleje W grupie moc kwasów beztlenowych rośnie
Zastosowanie gazów szlachetnych
Hel, neon, argon, krypton i ksenon stosowane są do wypełniania żarówek i świetlówek, ponadto mają zastosowanie w technice oświetleniowej do wytwarzania neonów i reklam. Prąd, który przepuszczany jest przez wypełnione gazami szlachetnymi elementy oświetleniowe, powoduje, że gazy te zaczynają świecić, dając różnokolorowe światło, np. hel – żółte, neon, argon – czerwone, krypton – żółtozielone, ksenon – fioletowe, mieszanina helu z rtęcią – niebieskie. Hel stosowany jest do...
Statyka chemiczna
Jeżeli jeden z produktów reakcji chemicznej opuszcza układ reakcyjny np. w postaci gazu, to reakcja ta na pewno przebiega do końca w prawo, czyli do całkowitego wyczerpania substratów. Można ją określić jako praktycznie nie odwracalną. W równaniu reakcji ten fakt należy zaznaczyć jedną strzałką skierowaną w prawą stronę --> . Większość reakcji chemicznych – w odpowiednich warunkach – przebiega w obu kierunkach,tzn. tworzą się produkty i jednocześnie zachodzi reakcja odwrotna, czyli...
Powinowactwo elektronowe
Jak zjonizować atom? atom elektrycznie obojętny + elektron --> jon jednoujemny Powinowactwo elektronowe : energia wydzielona podczas przyłączania elektronu do atomu. Im większe jest powinowactwo elektronowe (większa jest energia oddawana), tym „chętniej” atom przyłącza elektron. W grupie powinowactwo elektronowe maleje ze wzrostem liczby atomowej, ponieważ im większa jest odległość ostatniej powłoki od jądra, tym mniejsza tendencja do przyłączania kolejnego elektronu...
Elektroujemność
Elektroujemność to zdolność atomu do przyciągania elektronów. Zdolność tę wyznaczył m.in. Pauling, przedstawiając ją w postaci wartości liczbowych. Cez i frans charakteryzują się najmniejszą wartością elektroujemności (0,7) w skali Paulinga, a fluor największą, czyli 4,0. W okresie elektroujemność rośnie ze wzrostem liczby atomowej, a w grupie maleje .
Odróżnienie węglowodorów nasyconych od nienasyconych
węglowodory nasycone węglowodory nienasycone reakcja z Br 2 w CCl 4 nie odbarwiają roztworu odbarwiają roztwór reakcja z manganianem(VII) potasu np. w środowisku kwaśnym nie odbarwiają roztworu KMnO 4 odbarwiają roztwór KMnO 4
Kryteria podziału metali
Metale lekkie to metale, których gęstość jest mniejsza od 5 g/cm3; można zaliczyć do nich wszystkie litowce, berylowce oraz dodatkowo glin, tytan, skand i itr. Metale, których gęstość jest większa od 5 g/cm3, określane są jako ciężkie. Do tej grupy zaliczane są wszystkie pozostałe metale. Metale szlachetne to metale bardzo mało aktywne chemicznie. Do metali szlachetnych można zaliczyć np. złoto, srebro, platynę, pallad. Srebro i pallad reagują z kwasem azotowym (V), natomiast...
Odróżnienie węglowodorów aromatycznych od alifatycznych
węglowodory alifatyczne węglowodory aromatyczne reakcja nitrowania (HNO 3 w obecności H 2 SO 4 lub tylko HNO 3 ) brak objawów reakcji pojawia się żółte zabarwienieroztworu
Doświadczalne potwierdzienie charakteru chemicznego danego tlenku
Należy przeprowadzić reakcje tego tlenku z kwasem i zasadą, a następnie sprawdzić, czy tlenek ten rozpuszcza się w wodzie*. Tlenek, który reaguje z kwasami, a nie reaguje z zasadami, posiada charakter zasadowy. Tlenek, który reaguje z zasadami, a nie reaguje z kwasami, posiada charakter kwasowy. Tlenki te zazwyczaj reagują z wodą tworząc odpowiednio zasadę (tlenek zasadowy) lub kwas (tlenek kwasowy). Tlenki reagujące zarówno z kwasami, jak i zasadami posiadają charakter amfoteryczny....
Nomenklatura
Przykładowe nazwy systematyczne alkenów zestawiono w poniższej tabeli. wzór sumaryczny nazwa wzór sumaryczny nazwa C 2 H 4 eten C 9 H 18 nonen C 3 H 6 propen C 10 H 20 decen C 4 H 8 buten C 11 H 22 undecen C 5 H 10 penten C 12 H 24 dodecen C 6 H 12 heksen C 15 H 30 pentadecen C 7 H 14 hepten C 20 H 40 ejkozen C 8 H 16 okten C 30...
Nomenklatura
Tworząc nazwy alkoholi, należy pamiętać o następujących regułach: numerację atomów węgla w łańcuchu węglowym należy prowadzić tak, aby grupa–OH znalazła się w głównym łańcuchu przy atomie o najmniejszym wskaźniku liczbowym, czyli pozycja grupy funkcyjnej wyznacza początek łańcucha, nazywając alkohole podaje się: nazwę węglowodoru stanowiącego łańcuch główny, poprzedzoną nazwami podstawników (wymienionych w kolejności alfabetycznej) wraz z lokantami, łącznik -,...
Prawo Lavoisiera-Laplace'a oraz prawa Hessa
Efekty cieplne reakcji można obliczyć, korzystając z prawa Lavoisiera-Laplace’a oraz prawa Hessa. Prawa te wykorzystuje się do wyznaczenia nieznanych efektów cieplnych reakcji chemicznych na podstawie innych reakcji, dla których znane są efekty cieplne. Podczas rozwiązywania zadań łączymy poszczególne równania chemiczne (dodajemy stronami, odejmujemy stronami, mnożymy) tak, aby otrzymać równanie tej reakcji, której efekt cieplny liczymy. Te manipulacje matematyczne, które zostały dokonane...
Energia jonizacji
Jak zjonizować atom? atom elektrycznie obojętny --> jednododatni jon + 1 elektron (oderwany) Energia jonizacji : minimalna energia niezbędna do oderwania elektronu. Najłatwiej oderwać pierwszy elektron od atomu (E1–pierwsza energia jonizacji); wartości kolejnych energii jonizacji rosną: trudniej oderwać elektron od już istniejącego kationu (E 1 < E 2 < E 3 ...).Wartości kolejnych energii jonizacji dla atomu magnezu przedstawiono na wykresie obok: Analizując...
Reguły Paulinga
1. Mocniejszy jest ten kwas, który ma większą wartość m (czyli ma więcej atomów tlenu niezwiązanych z atomami wodoru), np.: ponieważ dla kwasu azotowego(V) m = 2 (NO 2 (OH)), a dla kwasu fosforowego(V) m = 1 (PO(OH 3 )). wartość m przykładowe kwasy moc kwasów m = 0 HClO, HBrO bardzo słabe kwasy m = 1 HClO 2 , HNO 2 , H 3 PO 4 umiarkowanie słabe kwasy m = 2 HClO 3 , HNO 3 , H 2 SO 4 umiarkowanie mocne kwasy...
Właściwości chemiczne
Chrom na powietrzu pokrywa się warstewką tlenku chromu(III) – jest to pasywacja . Wskutek obecności ochronnej warstewki tlenku, chrom nie reaguje z wodą,mimo że jest metalem o ujemnym potencjale elektrochemicznym. W reakcji z kwasem solnym i rozcieńczonym siarkowym(VI) tworzy – obok wydzielonego wodoru– związki na II stopniu utlenienia (warunki beztlenowe) lub III stopniu utlenienia (warunki tlenowe): Chrom pod wpływem stężonego kwasu azotowego(V) i siarkowego(VI) ulega pasywacji....
Metody otrzymywania etynu
Reakcja karbidu z wodą Piroliza metanu Poniżej podano schemat zawierający liczne przemiany chemiczne, w których etyn (acetylen) stanowi substrat.