Chemia

Budowa atomu

Elektrody

anoda (połączona z dodatnim biegunem źródła prądu)– do anody migrują jony ujemne, zachodzi utlenianie, katoda (połączona z ujemnym biegunem źródła prądu)– do katody migrują jony dodatnie, zachodzi redukcja. Najczęściej używane są elektrody platynowe lub grafitowe (elektrody obojętne), ale istnieją również inne rodzaje elektrod np. elektrody miedziane.

Przykładowe metody rozdziału układów jednorodnych i niejednorodnych

Biorąc pod uwagę średnicę cząstek fazy rozproszonej, układy dyspersyjne dzielimy na: roztwory właściwe układy koloidalne układy gruboziarniste, np. zawiesiny - średnica cząsteczek fazy rozproszonej:10 –9 – 10 –10 m - charakterystyka: układ homogeniczny (jednofazowy) wieloskładnikowy o rozdrobnieniu molekularnym (optycznie jednorodny) - średnica cząsteczek fazy rozproszonej: 10 –7 – 10 –9 m - charakterystyka: układ heterogeniczny (niejednorodny) Inne...

Siarka i jej związki

Siarka jest niemetalem, występującym w przyrodzie w stanie wolnym (siarka rodzima), jak i w postaci różnych związków chemicznych budujących organizmy żywe i materię nieożywioną. minerał skład chemiczny blenda cynkowa ZnS galena ołowiowa PbS piryt FeS 2 anhydryt CaSO 4 Konfiguracja elektronowa atomu siarki: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 . Stopnie utlenienia siarki w związkach: –II, IV, VI. Siarka jest kruchą...

Zastosowanie, znaczenie, funkcje

W organizmach żywych lipidy pełnią funkcje strukturalne, są także wykorzystywane jako materiał energetyczny. Fosfolipidy są składnikami błon komórkowych, co jest możliwe ze względu na ich charakterystyczną budowę: polarną „głowę” i niepolarne „ogony”.

Reakcje utleniania-redukcji

Są to reakcje chemiczne, podczas których następuje zmiana stopni utlenienia atomów w wyniku wymiany elektronów. Wymiana elektronów zachodzi pomiędzy reduktorem, który oddaje elektrony i utleniaczem pobierającym elektrony: Mg 0 – 2 e – → Mg II proces utleniania 2 Cl 0 + 2 e – → 2 Cl –I proces redukcji Reakcje te nie mogą przebiegać niezależnie, gdyż elektrony oddane przez atomy magnezu w reakcji utleniania są pobrane przez atomy chloru w...

Glikogen

Glikogen to polisacharyd zwierzęcy, zbudowany z cząsteczek glukozy połączonych wiązaniami α-1,4-glikozydowymi, ale w jego strukturze występują również wiązaniaα-1,6-glikozydowe. Glikogen gromadzony jest w organizmach zwierzęcych, głównie w wątrobie i mięśniach. Gdy w organizmie zwiększa się zapotrzebowanie na glukozę (stres, duży wysiłek fizyczny), glikogen jest rozkładany do glukozy. Glikogen pełni więc funkcję zapasową w organizmach zwierzęcych.

Metody otrzymywania węglowodorów aromatycznych

Otrzymywanie benzenu: produkt destylacji smoły węglowej trimeryzacja etynu (znaczenie raczej historyczne): odwodornienie cykloheksanu:

Elektroliza

Elektroliza – całokształt zjawisk (szereg reakcji utleniania-redukcji), wywołanych przepływem stałego prądu elektrycznego przez roztwory elektrolitów lub formę stopioną substancji. Aby przeprowadzić elektrolizę potrzebne są: źródło prądu stałego, elektrody zanurzone w elektrolicie, woltomierz lub amperomierz, opornik do regulowania różnicy potencjałów między elektrodami, elektrolizer wraz z elektrolitem. Elektroliza jest procesem wymuszonym przez przyłożone z...

Charakterystyka roztworów koloidalnych:

liofilowe (cząstki fazy rozproszonej wykazują duże powinowactwo do ośrodka dyspersyjnego, czyli rozpuszczalnika) liofobowe (cząstki fazy rozproszonej nie wykazują powinowactwa do ośrodka dyspersyjnego, czyli rozpuszczalnika) fazą rozpraszającą jest woda hydrofilowe hydrofobowe z reguły są odwracalne z reguły nieodwracalne najczęściej są to roztwory wodne substancji wielkocząsteczkowych (białka,skrobi, żelatyny, gumy arabskiej) tworzą...

Żelazo i jego związki

Żelazo jest srebrzystobiałym, miękkim metalem. Techniczne żelazo jest podatne na korozję. W przyrodzie występuje w stanie wolnym oraz w postaci związków chemicznych, np.: minerał skład magnetyt Fe 3 O 4 hematyt α – Fe 2 O 3 piryt FeS 2 syderyt FeCO 3 Konfiguracja elektronowa atomu żelaza: [Ar] 4s 2 3d 6 . W związkach żelazo występuje najczęściej na stopniach utlenienia: II, III. Konfigurację atomu...

Srebro i jego związki

Srebro to miękki, kowalny metal o charakterystycznym połysku.Wśród pierwiastków zaliczany jest do najlepszych przewodników ciepła i elektryczności. W przyrodzie występuje w stanie wolnym, a także w minerałach, np.: minerał skład argentyt Ag 2 S chlorargiryt AgCl Konfiguracja elektronowa atomu srebra: [Kr] 5s 1 4d 10 . W związkach srebro występuje głównie na I stopniu utlenienia. Konfiguracja kationu srebra(I) jest następująca:...

Atom

Jest najmniejszą częścią pierwiastka chemicznego zachowującą jego właściwości chemiczne.

Układ okresowy pierwiastków

Współczesny układ okresowy zawiera 118 pierwiastków, a pierwiastek 110 jeszcze do niedawna zapisywany symbolem Uun uzyskał nazwę „Darmstadt” i symbol Ds. Pierwiastki ułożone w kolejności rosnącej liczby atomowej tworzą siedem poziomych okresów oraz 18 kolumn (grup) o numerach od 1 do 18. Lantanowce i aktynowce zajmują odrębne miejsce w układzie okresowym. Atomy pierwiastków należących do określonej grupy mają jednakową liczbę elektronów walencyjnych . Każda grupa obejmuje...

Roztwory koloidalne

Liofilowe cząstki koloidalne w roztworze są otoczone przez cząsteczki rozpuszczalnika stanowiące tzw. otoczkę solwatacyjną. W przypadku, gdy rozpuszczalnikiem jest woda, otoczka nosi nazwę „hydratacyjna”, a cząstki posiadają właściwości hydrofilowe. W czasie procesu zwanego koagulacją część cząstek traci swoją otoczkę utworzoną z rozpuszczalnika i grupuje się w większe agregaty. Typową cechą roztworów koloidalnych jest tzw. efekt Tyndalla . Światło przechodząc przez roztwór...

Wodorotlenki

To związki chemiczne, w skład których wchodzi grupa wodorotlenowa OH lub jon wodorotlenkowy OH – . Podział wodorotlenków: zasadowe amfoteryczne czyli te, które reagują z kwasami, a nie reagują z zasadami, np. wodorotlenki metali 1, 2 grupy bez berylu oraz niektóre wodorotlenki metali bloku d czyli te, które reagują zarówno z kwasami, jak i zasadami (praktycznie nierozpuszczalne w wodzie), np. Be(OH) 2 , Al(OH) 3 , Ga(OH) 3 , In(OH) 3 , Cr(OH) 3...

Wykładnik stężenia jonów wodorowych (pH)

O przebiegu procesu dysocjacji decyduje rozpuszczalnik. Substancje, które w środowisku wodnym są elektrolitami mocnymi, w innych rozpuszczalnikach mogą być słabymi i odwrotnie. Woda jako bardzo słaby elektrolit ulega w niewielkim stopniu procesowi dysocjacji elektrolitycznej (autodysocjacja). Stosując do tej równowagi prawo działania mas , można wprowadzić pojęcie iloczynu jonowego wody jako iloczynu stężeń jonów wodorowych i wodorotlenkowych: Iloczyn ten jest wielkością...

Właściwości chemiczne

Wiązania węgiel–węgiel i węgiel–wodór w cząsteczkach alkanów są typu σ. Należą do wiązań mocnych (duża energia wiązania), trudnych do rozerwania i dlatego alkany charakteryzuje bierność chemiczna. Podwyższona temperatura i promieniowanie UV powodują wzrost aktywności alkanów. Reaktywność poszczególnych atomów wodoru w alkanach maleje wraz z rzędowością atomów węgla, z którymi są związane (połączone). Reakcją wspólną dla wszystkich alkanów jest reakcja spalania , której najszybciej...

Tłuszcze (lipidy)

W najbardziej ogólnym ujęciu tłuszcze to estry różnych alkoholi i kwasów tłuszczowych. Biorąc pod uwagę ich skład, można sklasyfikować je następująco: Najczęściej występującą cząsteczką alkoholu jest cząsteczka glicerolu; w tłuszczach obok glicerolu mogą występować inne alkohole, np.: Tłuszcze właściwe , czyli acyloglicerole, to estry glicerolu i kwasów tłuszczowych. W zależności od liczby połączonych reszt acylowych z cząsteczką glicerolu wyróżnia się mono-, di-...

Litowce

Są bardzo aktywnymi metalami i dlatego w przyrodzie nie występują w stanie wolnym, lecz wchodzą w skład związków chemicznych. Sód i potas to miękkie, srebrzystobiałe metale, przechowywane – ze względu na swoją aktywność – w nafcie. Sód i potas reagując z tlenem tworzą nadtlenek sodu i ponadtlenek potasu. 2 Na + O 2 → Na 2 O 2 K + O 2 → KO 2 Nadtlenek sodu reaguje z metalicznym sodem tworząc tlenek sodu, jak również reaguje z tlenkiem węgla(IV): Na 2 O 2 + 2 Na → 2 Na 2 O 2 Na 2...

Próby identyfikacyjne w chemii organicznej

Budowa atomu

Na przestrzeni wieków zmieniały się poglądy człowieka dotyczące budowy atomu i materii: Wybrane modele budowy atomu (schemat ideowy): model "ciasta z rodzynkami" ładunek dodatni skupiony jest w jądrze atomu planetarny model budowy atomu Zachowania mikrocząstek nie można opisać w oparciu o klasyczną mechanikę Newtona. Ciała mikroskopowe zachowują się zupełnie inaczej i stąd w opisie ich zachowania obowiązują zasady...

Tautomeria

Tautomeria to współistnienie obok siebie w równowadze związków o identycznym składzie atomowym, ale posiadających różne grupy funkcyjne.

Wodór

Wodór występuje w bardzo małych ilościach w atmosferze w stanie wolnym, a w postaci związanej występuje jako woda i obecny jest we wszystkich związkach organicznych. Konfiguracja elektronowa atomu wodoru: 1s 1 . Stopnie utlenienia wodoru w związkach: –I, I. Właściwości fizyczne: gaz, bezbarwny i bezwonny, lżejszy odpowietrza, praktycznie nierozpuszczalny w wodzie, występuje w atmosferze w cząsteczkach dwuatomowych. Otrzymywanie: w laboratorium - w reakcji metali z...

Zastosowanie, znaczenie, funkcje

Sposoby klasyfikacji substancji chemicznych

Istnieją różnorodne sposoby klasyfikacji substancji chemicznych, w zależności od przyjętego kryterium. Kryterium klasyfikacji złożoność materii stan skupienia rozpuszczalność w wodzie przewodnictwo elektryczne odkształcalność pierwiastki chemiczne (substancje proste) - metale - niemetale związki chemiczne (substancje złożone z 2 lub więcej różnych pierwiastków) - nieorganiczne - organiczne ciała stałe ciecze gazy...

Rząd wiązania

Z definicji to liczba par elektronów na orbitalach wiążących pomniejszona o liczbę par elektronów na orbitalach antywiążących. Rząd wiązania przyjmując wartość liczby całkowitej określa krotność wiązania. Jeżeli rząd wiązania wynosi zero, to cząsteczka nie istnieje (brak stabilności energetycznej). Rząd wiązania może przyjmować również wartości ułamkowe.

Wykrywanie białek zawierających aminokwasy aromatyczne

reakcja ksantoproteinowa (nitrowania aromatycznych reszt aminokwasowych) reakcja z HNO 3 (stężony) pojawia się żółte zabarwienie (lub po dodaniu do tego roztworu mocnej zasady – pomarańczowe)

Liczba atomowa Z

Określa liczbę protonów. Często nazywana jest też liczbą porządkową, gdyż wyznacza miejsce danego pierwiastka w układzie okresowym.

Węglowodory nienasycone (Alkiny)

Alkiny to węglowodory łańcuchowe, w których cząsteczkach występuje jedno wiązanie potrójne między atomami węgla: –C≡C–. Atomy węgla połączone wiązaniem potrójnym posiadają walencyjne orbitale atomowe w stanie hybrydyzacji sp. Długość wiązania potrójnego jest krótsza od długości wiązania podwójnego i wynosi 120 pm, ale energia wiązania jest większa– 829 kJ/mol. Alkiny tworzą szereg homologiczny o wzorze C n H 2n-2 . W szeregu homologicznym łańcuchowych alkinów ze wzrostem liczby atomów...

Fenole

Fenole to związki zawierające grupę hydroksylową –OH bezpośrednio związaną z atomem węgla w pierścieniu aromatycznym. Najprostszym przedstawicielem tej grupy jest hydroksybenzen zwany fenolem o wzorze C 6 H 5 –OH. Fenol jest krystaliczną substancją stałą, bezbarwną, o charakterystycznym zapachu, słabo rozpuszczalną w zimnej wodzie. Kryształy fenolu są higroskopijne, łatwo się utleniają na powietrzu, przyjmując barwę różową. Fenol powoduje oparzenia naskórka i jest toksyczny dla...

Alkohole

Alkohole to związki zawierające grupę funkcyjną –OH związaną z tetraedrycznym atomem węgla.

Zastosowanie wybranych związków krzemu

Związki krzemu, zwłaszcza SiO2, są stosowane do produkcji różnych rodzajów szkła. Szkło jest bezbarwnym bezpostaciowym ciałem stałym, powstaje w wyniku stapiania tlenku krzemu(IV) z innymi substancjami. rodzaj szkła skład zastosowanie sodowo-wapniowe SiO 2 , Na 2 O, CaO zwykłe szkło, o stosunkowo niskiej temperaturze topnienia, używane do wyrobu przedmiotów codziennego użytku, np. szklanek potasowo-wapniowe SiO 2 , K 2 O, CaO...

Kwasy karboksylowe

Są to związki, w cząsteczkach których występuje jako grupa funkcyjna grupa karboksylowa –COOH. Grupa ta składa się z grupy karbonylowej oraz hydroksylowej. Ogólny wzór kwasu monokarboksylowego: R — COOH,           gdzie: R – atom wodoru lub dowolna grupa alkilowa lub arylowa. Biorąc pod uwagę liczbę grup karboksylowych oraz rodzaj reszty węglowodorowej kwasy można podzielić na: nasycone monokarboksylowe: nienasycone monokarboksylowe: cykloalifatyczne monokarboksylowe...

Metody otrzymywania

katalityczne utlenianie alkoholi II-rzędowych, np. CH 3 -CH(OH)-CH 3 + CuO → CH 3 -CO-CH 3 + Cu + H 2 O addycja wody do alkinów (przez nietrwały enol ) podczas addycji wody do alkinów typu RC ≡ CH powstają metyloketony, podczas addycji wody do niesymetrycznego alkinu powstaje mieszanina obu możliwych ketonów. Inne metody dla wybranych ketonów, np. prażenie octanu wapnia w celu otrzymania propanonu: Analizując cząsteczkę aldehydu i ketonu zawierającą taką...

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...

Nakładanie dwóch orbitali typu py:

powstaje orbital molekularny typu σ

Promień atomu

Jest miarą wielkości atomu, wyznaczany jest najczęściej na podstawie pomiaru odległości między jądrowej; w przypadku tzw. promienia kowalencyjnego – jest to połowa odległości między środkami atomów połączonych pojedynczym wiązaniem kowalencyjnym.

Wiązanie koordacyjne

Jest szczególnym przypadkiem wiązania kowalencyjnego. Wiązanie to nazywane jest wiązaniem donorowo-akceptorowym, gdyż tworząca je para elektronowa pochodzi od jednego z atomów zwanego donorem, a atom ją przyjmujący zwany jest akceptorem. Wiązanie to ilustruje się strzałką skierowaną od donora do akceptora: H + + : NH 3 → [ H ← : NH 3 ] + W jonie amonowym NH 4+ występują trzy wiązania atomowe spolaryzowane oraz jedno koordynacyjne.

Wykrywanie metyloketonów

próba jodoformowa (próba na obecność ugrupowania CH 3 –CO–) ogrzewanie z zasadowym roztworem jodu podczas oziębiania pojawia się żółty osad

Litowce i berylowce

Litowce w związkach chemicznych występują na I, a berylowce na II stopniu utlenienia. Pierwiastki te należą do dobrych reduktorów, co można potwierdzić w reakcjach z: – tlenem, – wodą, – chlorem, – CO2, – wodorem, – kwasami. Lotne sole litowców i berylowców wprowadzone do płomienia palnika nadają mu charakterystyczne zabarwienie: związki litu – purpurowe związki sodu – żółte związki potasu – fioletowe związki wapnia...

Wskaźniki kwasowo-zasadowe

Są to związki typu słabych kwasów lub słabych zasad organicznych. Barwa ich formy zdysocjowanej, jak i niezdysocjowanej jest różna. pH roztworu decyduje, która z tych form będzie w przewadze i która barwa się pojawi. W roztworze ustala się stan równowagi, którego położenie zależy od stężenia jonów H + lub OH – : np. w środowisku zasadowym jony OH – spowodują przesunięcie równowagi na prawo, co wywoła zmianę barwy. Wskaźnikiem jest np. fenoloftaleina, która przyjmuje barwę malinową...

Metody otrzymywania chlorowcokwasów

1) α-chlorowcokwasy otrzymuje się w bezpośredniej reakcji kwasu karboksylowego z cząsteczką X 2 (X 2 = Cl 2 , Br 2 ) w obecności fosforu jako katalizatora: 2) β-chlorowcokwasy (podobnie jak γ- lub δ-chlorowcokwasy) otrzymuje się w reakcjiaddycji cząsteczki HX do kwasu nienasyconego: Związki te są substancjami stałymi, których rozpuszczalność w wodzie maleje ze wzrostem masy molowej.

Orbitale molekularne (cząsteczkowe)

Chcąc opisać stan elektronów w cząsteczce, należy wykorzystać funkcje falowe zwane orbitalami molekularnymi (cząsteczkowymi). Tworzenie orbitali cząsteczkowych – zgodnie z teorią orbitali molekularnych – polega na przedstawianiu ich w postaci liniowej kombinacji orbitali atomowych. Orbitale atomowe poddane liniowej kombinacji muszą spełniać następujące warunki: muszą mieć porównywalną energię, muszą wykazywać jednakową symetrię w stosunku do osi łączącej jądra atomów, muszą...

Katalizator

Jest to substancja, która wprowadzona do układu reagującego zwiększa szybkość reakcji (obniża jej energię aktywacji). Katalizator bierze udział w reakcji chemicznej, ale w ilości niezmienionej pozostaje po jej zakończeniu. Katalizatorem może być jeden ze składników jednorodnej fazy,w której zachodzi reakcja (katalizator występuje w tym samym stanie skupienia co reagenty). Tę reakcję nazywamy katalizą jednorodną ( homogeniczną ). Jeżeli katalizator stanowi odrębną fazę w układzie...

Pochodne kwasów karboksylowych

Zastępując grupę hydroksylową –OH w grupie karboksylowej inną grupą, np. –OR, –NH 2 , –Cl, –OCOR, otrzymujemy nowe związki – odpowiednio estry, amidy, chlorki i bezwodniki kwasowe. Związki te można określić jako pochodne kwasów w grupie funkcyjnej. Ich charakterystyczną cechą jest zdolność do hydrolizy, w wyniku której otrzymuje się określony kwas. Analizując poniższy wzór łatwo zauważyć, że wszystkie te związki zawierają grupę acylową : W zależności od rodzaju kwasu przyjmuje ona...

Węglowodory i fluorowcopochodne

Węglowodory to związki, których cząsteczki zbudowane są wyłącznie z atomów węgla i wodoru.

Zastosowanie wybranych związków berylowców

związek właściwości fizyczne zastosowanie CaCO 3 węglan wapnia biała substancja stała trudno rozpuszczalna w wodzie stosowany do produkcji wapna palonego, a także do produkcji kredy szkolnej; jest używany jako środek zmniejszający kwaśność gleby; stosowany w przemyśle kosmetycznym (produkcja past do zębów) oraz w przemyśle farmaceutycznym (leki na nadkwasotę) CaO tlenek wapnia biała higroskopijna substancja stała, pochłaniająca CO 2...

Podsumowanie

jeżeli pierwiastek tworzy kilka tlenków na różnych stopniach utlenienia, to zawsze tlenek pierwiastka na najniższym stopniu utlenienia posiada charakter zasadowy, na najwyższym stopniu utlenienia – kwasowy, a na pośrednim stopniu utlenienia – amfoteryczny; dla pierwiastków, których jony posiadają niecałkowicie zapełnioną podpowłokę d, pojawia się charakterystyczna barwa roztworów wodnych ich związków.

Zastosowanie wybranych związków litowców

związek właściwości fizyczne zastosowanie NaCl chlorek sodu bezbarwna, krystaliczna substancja,dobrze rozpuszczalna w wodzie w gospodarstwach domowych używany jako dodatek do żywności (sól kuchenna), w sprzedaży zwykle dostępna jest tzw. sól jodowana, z dodatkiem NaI i KI; w przemyśle spożywczym stosowany jako konserwant; w przemyśle chemicznym służy do otrzymywania np. kwasu chlorowodorowego, sodu i chloru Na 2 CO 3 węglan sodu (soda...