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...
Właściwości chemiczne
Mangan jest pierwiastkiem aktywnym chemicznie. W postaci rozdrobnionej spala się w tlenie, tworząc mieszaninę tlenków MnO 2 i Mn 3 O 4 , reaguje z gorącą wodą oraz kwasami słabo utleniającymi. Roztwory wodne rozpuszczalnych soli manganu(II) są praktycznie bezbarwne. Siarczek manganu(II) to cielisty osad. Mangan tworzy trzy podstawowe tlenki: tlenek manganu(II) MnO, tlenek manganu(IV)MnO 2 i tlenek manganu(VII) Mn 2 O 7 , które można otrzymać w następujących reakcjach:...
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
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...
Jak zmienia się moc zasad?
W grupie moc zasad rośnie w okresie moc zasad maleje
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 .
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)...
Efekt cieplarniany
To zjawisko polegające na zatrzymywaniu przez substancje obecne w atmosferze części promieniowania cieplnego emitowanego przez Ziemię i odbijanego od jej powierzchni. Naturalny efekt cieplarniany wywołuje para wodna obecna w dolnej części atmosfery. Para wodna przepuszcza promieniowanie kosmiczne docierające do Ziemi i zatrzymuje część promieniowania emitowanego przez Ziemię. Dzięki temu na Ziemi możliwe są dodatnie temperatury. Istnieje także inny rodzaj efektu cieplarnianego – sztuczny,...
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.:
Krzem i jego związki
Krzem jest pierwiastkiem występującym w postaci wielu różnych związków chemicznych, a najpopularniejszym z nich jest tlenek krzemu(IV), będący głównym składnikiem piasku. Kwarc jest najczęściej spotykaną odmianą krystaliczną SiO 2 , ale występują też inne: kryształ górski (bezbarwny), opal (biały lub wielobarwny), agat (różne barwy), ametyst (fioletowy). Konfiguracja elektronowa atomu krzemu: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 . Stopnie utlenienia krzemu w związkach: II, IV. Krzem jest...
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.
Alkohole ulegają:
a) odwodnieniu (eliminacji wody), tworząc w wysokiej temperaturze i w obecności katalizatora (Al 2 O 3 ) alkeny, np.: eliminacja wody zachodzi zgodnie z regułą Zajcewa b) reakcji odwodnienia dwóch cząsteczek alkoholu w obecności kwasu H2SO4, której towarzyszy utworzenie cząsteczki eteru: c) łagodnemu utlenianiu podczas ogrzewania z użyciem tlenku miedzi(II), np.: alkohole I-rzędowe utleniają się do aldehydów alkohole II-rzędowe utleniają się do ketonów...
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).
Twardość wody
Twardość wody jest spowodowana obecnością rozpuszczalnych w wodzie soli wapnia i magnezu. Twardość przemijającą (tzw. węglanową) wywołują wodorowęglany wapnia i magnezu; twardość tę łatwo usunąć przez zagotowanie wody. Twardość stałą (tzw. niewęglanową) wywołują inne sole, np. siarczany(VI), chlorki; twardość tę można usunąć metodą chemiczną, wykorzystując węglan sodu.
Monosacharydy
Do aldoz zawierających 5 atomów węgla w cząsteczce zalicza się np. D-rybozę i 2-deoksy-D-rybozę: Do aldoz zawierających 6 atomów węgla w cząsteczce zalicza się np. mannozę, glukozę i galaktozę: Analizując wzory niektórych monosacharydów można zauważyć, że np. D-glukozai D-mannoza, D-glukoza i D-galaktoza różnią się konfiguracją (położeniem) podstawników tylko przy jednym asymetrycznym atomie węgla. Taką szczególną parędiastereoizomerów nazywa się epimerami . Przykładem...
Metody otrzymywania alkoholi
a) reakcja halogenków alkilowych (X = Cl, Br, I) z mocnymi zasadami w środowisku wodnym: b) redukcja wodorem aldehydów lub ketonów w obecności katalizatora (np. Ni, Pd): c) uwodnienie alkenów (addycja wody) w obecności kwasów: addycja wody zachodzi zgodnie z regułą Markownikowa Znaną od dawna metodą otrzymywania alkoholu etylowego jest fermentacja alkoholowa cukru, którą sumarycznie można przedstawić równaniem:
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...
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...
Charakterystyka wybranych hydroksykwasów
Kwas mlekowy otrzymuje się syntetycznie przez chlorowanie kwasu propanowego, a następnie podstawienie atomu chloru grupą hydroksylową: Pamiętaj! Produktem jest racemat kwasu mlekowego, czyli równomolowa mieszanina obu enancjomerów. Kwas salicylowy to biała substancja krystaliczna o słodko-kwaśnym smaku, rozpuszczalna w gorącej wodzie oraz alkoholach i eterze. Pozycja orto grup funkcyjnych determinuje tworzenie wewnątrzcząsteczkowych wiązań wodorowych: Ze względu na...
Podział kwasów karboksylowych
Biorąc pod uwagę liczbę grup karboksylowych oraz rodzaj reszty węglowodorowej, kwasy można podzielić na:
Właściwości chemiczne
Glin w temperaturze pokojowej nie reaguje z tlenem, dopiero ogrzany do wysokiej temperatury spala się, tworząc tlenek glinu. Glin reaguje z rozcieńczonym kwasem solnym i kwasem siarkowym(VI). Z rozcieńczonym kwasem azotowym(V) tworzy: Pod wpływem stężonych kwasów ulega pasywacji, czyli pokrywa się warstewką tlenku glinu. Pasywacja to zjawisko polegające na pokrywaniu się metali cienką warstwą ich związków (głównie tlenków), pod wpływem działania różnych...
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....
Katalizator
Katalizator to substancja, która wprowadzona do reagującego układu zwiększa (obniża energię aktywacji) lub zmniejsza (podwyższa energię aktywacji) szybkość reakcji. Fakt ten zdeterminowany jest po prostu zmianą drogi reakcji zachodzącej z udziałem katalizatora w stosunku do drogi reakcji zachodzącej bez udziału katalizatora. Katalizator bierze udział w reakcji chemicznej, ale zostaje w układzie w niezmienionej ilości po jej zakończeniu. Katalizatorem może być jeden ze składników...
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...
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:
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...
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.:
Nadtlenki i ponadtlenki
Do innych połączeń tlenu z pierwiastkami zaliczamy: nadtlenki , w których tlen występuje na –I stopniu utlenienia, ponadtlenki , w których tlen występuje na –½ stopniu utlenienia. Niektóre metale aktywne podczas spalania w powietrzu tworzą nadtlenki i ponadtlenki, np.: Uwaga: tlenek potasu nie powstaje w wyniku bezpośredniej syntezy z pierwiastków Uwaga: tlenek sodu nie powstaje w wyniku bezpośredniej syntezy z pierwiastków
Zastosowanie manganu
Mangan otrzymywany jest w przemyśle w procesie aluminotermii. Mangan stosuje się jako dodatek utwardzający do stopów metali, używany jest też do produkcji ogniw i barwników. Związki manganu mają zastosowanie także jako środki dezynfekujące. W laboratoriach chemicznych związki manganu wykorzystywane są do oznaczeń analitycznych wielu substancji (manganometria). Przy pomocy manganianu(VII) potasu można oznaczyć np. nadtlenek wodoru lub kwas szczawiowy. Miareczkowanie uznaje się za...
Otrzymywanie wodoru
a) w laboratorium: – w reakcji metali z kwasami – w reakcji metali aktywnych z wodą b) w przemyśle: – działając na rozżarzony węgiel parą wodną – bardzo czysty wodór można otrzymać w procesie elektrolizy wody.
Metody otrzymywania kwasów
a) w reakcji tlenków kwasowych z wodą, np.: b) w reakcji soli z mocnym kwasem, np.: c) w reakcji bezpośredniej syntezy z pierwiastków (dla kwasów beztlenowych), np.:
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
Właściwości chemiczne
Poniżej podano schemat zawierający liczne przemiany chemiczne, w których benzen stanowi substrat. Reakcje chemiczne, w których uczestniczy benzen: nazwa szczegółowa reakcji reagenty i warunki reakcji nazwa ogólna produktu grupa (atom) wprowadzona nitrowanie działanie mieszaniną nitrującą, tzn. mieszaniną stężonego kwasu azotowego(V) i stężonego kwasu siarkowego(VI) nitrozwiązek –NO 2 sulfonowanie działanie stężonym...
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...
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 –...
Nomenklatura
Zgodnie z ogólnie przyjętą umową wzory strukturalne peptydów przedstawia się, umieszczając wzór aminokwasu z wolną grupą aminową po lewej stronie (grupa N-terminalna), a aminokwasu z wolną grupą karboksylową na końcu szeregu, po prawej stronie (grupa C-terminalna). W nazewnictwie peptydów temu aminokwasowi, który angażuje swoją grupę karboksylową w tworzenie wiązania peptydowego, dodaje się do rdzenia nazwy końcówkę -ylo lub -ilo, nazwa aminokwasu z wolną grupą karboksylową pozostaje...
Zastosowanie, znaczenie, funkcje
W przyrodzie występuje ogromna różnorodność białek, pełnią one także wiele funkcji, np.: białka w przyrodzie białka strukturalne budują różnorodne struktury komórkowe, a także tkanki, np. kolagen (główny składnik tkanki łącznej), elastyna (składnik ścięgien), keratyna (budulec włosów, paznokci, rogów) białka motoryczne w komórkach tworzą kurczliwe struktury umożliwiające ruch, np. miozyna i aktyna (białka tkanki mięśniowej), dyneina (składnik rzęsek i...
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
Właściwości chemiczne
Sód i potas reagując z tlenem tworzą nadtlenek sodu i odpowiednio ponadtlenek potasu: Nadtlenek sodu reaguje z metalicznym sodem, tworząc tlenek sodu. Reaguje również z tlenkiem węgla(IV): Ponadtlenek potasu reaguje z potasem, tworząc kolejno nadtlenek i tlenek potasu: Lit jest miękkim, srebrzystoszarym metalem, który reagując z tlenem tworzy – jako jedyny litowiec – tlenek litu: Tlenki litowców mają charakter zasadowy. Reagują z kwasami, a w reakcji z wodą...
Tlenki kwasowe
(reagujące z zasadami): tlenki te tworzą zazwyczaj niemetale z grup 14, 15, 16, 17 oraz np. B 2 O 3 , CrO 3 , Mn 2 O 7 Jeżeli tlenek kwasowy reaguje z wodą, to tworzy się odpowiedni kwas, np.: Istnieją tlenki o charakterze kwasowym niereagujące z wodą, np.:
Metody otrzymywania tlenu
W laboratorium – poprzez termiczny rozkład różnych związków, np.: Do celów specjalnych można tlen otrzymać w wyniku elektrolizy wody. W przemyśle – dzięki frakcjonowanej destylacji skroplonego powietrza. Tlen występuje w dwóch odmianach alotropowych: O 2 – cząsteczka dwuatomowa (ditlen, tlen), O 3 – cząsteczka trójatomowa (tritlen, ozon). Ozon jest gazem o specyficznym, ostrym zapachu. Występuje głównie w górnych warstwach atmosfery, tworząc warstwę zwaną...
Reakcja dysproporcjonowania (dysmutacji)
Jest to szczególny rodzaj reakcji utleniania-redukcji, w której atomy tego samego pierwiastka ulegają zarówno procesowi utleniania, jak i redukcji, np.: Analizując powyższe przykłady można stwierdzić, że reakcje te zachodzą, gdy atom pierwiastka może występować na co najmniej 3 różnych stopniach utlenienia oraz gdy związek, w którym występuje na pośrednim stopniu utlenienia, jest mniej trwały od związków, w których pierwiastek ten występuje na pozostałych stopniach utlenienia.
Nomenklatura
Nazwy estrów pochodzą od nazw kwasów i alkoholi tworzących dany ester. Są więc dwuczłonowe, podobnie jak nazwy soli. Pierwszą część nazwy estru tworzymy od nazw zwyczajowych lub systematycznych kwasów, dodając do rdzenia tej nazwy końcówkę -an lub -ian . Drugą część nazwy estru stanowi nazwa rodnika węglowodorowego, pochodzącego z cząsteczki alkoholu.
Właściwości chemiczne
Amidy ulegają hydrolizie. Reakcja ta przebiega powoli. Hydroliza prowadzona w środowisku kwaśnym lub zasadowym prowadzi do otrzymania, w zależności od rzędowości amidu, różnych produktów: Na przykład: Amidy posiadają charakter bardzo słabych zasad, ale w roztworach wodnych wykazują odczyn obojętny. Ze względu na fakt, że cząsteczki amidów są zasocjowane (tworzenie wiązań wodorowych), charakteryzują się one wysokimi temperaturami wrzenia. Amidy nie ulegają...
Izomeria geometryczna
Izomeria geometryczna związana jest z różnym rozmieszczeniem atomów w stosunku do płaszczyzny wyznaczonej wiązaniem podwójnym lub pierścieniem węglowym. Ze względu na zahamowanie rotacji atomów wokół niektórych wiązań (wiązanie podwójne) w cząsteczce możliwe są dwie konfiguracje podstawników przy atomach węgla połączonych wiązaniem podwójnym albo płaszczyzną odniesienia w cykloalkanach. Izomeria geometryczna często występuje w cząsteczkach mających wiązania podwójne ,ale dotyczy...
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...
Właściwości fizyczne i chemiczne tłuszczów
Tłuszcze właściwe – jako estry – powstają w reakcji estryfikacji, np.: Tłuszcze charakteryzują się następującymi liczbami: liczba kwasowa (liczba Kottstorfera) – liczba mg KOH potrzebna do zobojętnienia wolnych kwasów tłuszczowych zawartych w 1 gramie tłuszczu, liczba jodowa – liczba gramów I 2 , która przyłącza się do kwasów tłuszczowych nienasyconych, zawartych w 100 gramach tłuszczu, liczba zmydlania – liczba miligramów KOH niezbędna do przeprowadzenia...
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...