Chemia
Węgiel
Węgiel – jako podstawowy składnik przyrody ożywionej – występuje zarówno w stanie wolnym (grafit, diament, węgle kopalne), jaki w związkach chemicznych (np. CO 2 , węglany, gaz ziemny, ropa naftowa). Konfiguracja elektronowa atomu węgla: 1s 2 2s 2 2p 2 . Stopnie utlenienia węgla w związkach: II, IV, –IV. Znane są trzy odmiany alotropowe węgla: diament, grafit oraz fulereny. Diament i grafit posiadają budowę krystaliczną, a fulereny cząsteczkową. Diament Grafit...
Konfiguracja elektronowa
to zapis przedstawiający przyporządkowanie elektronów atomu odpowiednim orbitalom atomowym. W stanie podstawowym (tzn. o minimalnej energii) przyporządkowanie to odbywa się zgodnie z następującymi regułami: a) w atomach wieloelektronowych elektrony zapełniają orbitale atomowe według ich wzrastającej energii orbitalnej: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p itd.; b) zakaz Pauliego: w atomie wieloelektronowym dwa elektrony nie mogą znajdować się w stanach opisywanych takimi samymi...
Charakterystyka roztworów rzeczywistych (roztworów właściwych)
Substancje stałe, ciekłe lub gazowe posiadają różną zdolność do tworzenia z innymi substancjami układów homogenicznych. Rozpuszczanie to fizyczny proces mieszania się dwóch substancji, prowadzący do otrzymania roztworu: rozpuszczanie cieczy w cieczy ⇒ aby szybko i równomiernie wymieszać dwie ciecze, należy ciecz o większej gęstości wlać do cieczy o mniejszej gęstości, rozpuszczanie gazu w cieczy ⇒ w tym przypadku należy pamiętać o różnicy w sposobach wprowadzania do naczynia...
Zapis konfiguracji zgodny ze wzrastającą energią orbitalną:
[ 13 Al]; 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 [ 29 Cu]; 1s 2 2s 2 2p 6 3s23p 6 4s 1 3d 10
Zapis w notacji K,L,M:
Znając konfigurację elektronową atomu pierwiastka można: a) określić jego położenie w układzie okresowym pierwiastków b) określić maksymalny i minimalny stopień utlenienia atomu pierwiastka w związku chemicznym
Cynk i jego związki
Cynk to srebrzystoniebieski, kruchy metal. W przyrodzie występuje tylko w postaci związków chemicznych, np.: minerał skład blenda cynkowa ZnS smitsonit ZnCO 3 Konfiguracja elektronowa atomu cynku: [Ar] 4s 2 3d 10 . W związkach cynk występuje na stopniu utlenienia: II. Konfiguracja elektronowa jonu Zn 2+ : [Ar] 3d 10 .
Określanie rzędowości alkoholu
Reakcją pozwalającą na określenie rzędowości alkoholu jest tzw. próba Lucasa . Badany alkohol wytrząsa się z roztworem chlorku cynku(II) w stężonym kwasie solnym: a) brak zmian; roztwór klarowny ⇒ alkohole pierwszorzędowe zawierające w cząsteczce od 1 do 5 atomów węgla, b) brak zmian; dwie rozdzielone, klarowne warstwy ⇒ alkohole pierwszorzędowe zawierające w cząsteczce powyżej 5 atomów węgla, c) po kilku minutach zmętnienie roztworu a następnie rozwarstwienie ⇒ alkohole...
Układ okresowy pierwiastków
Na przestrzeni minionych stuleci wielu badaczy podejmowało próbę usystematyzowania pierwiastków, tworząc różne formy układu okresowego. Współczesny układ okresowy różni się od pierwszych układów zaproponowanych przez Mendelejewa i Wernera. Zawiera 18 grup i 7 okresów. Podstawą uporządkowania pierwiastków jest ich liczba atomowa (konfiguracja elektronowa). Współcześnie próbowano tworzyć inne formy układu okresowego – pojawiała się forma trójwymiarowa, kolista, spiralna, piramidalna,...
Aktywność metali
Wiąże się z łatwością oddawania elektronów z powłoki walencyjnej. Im dalej od jądra znajdują się elektrony, tym słabiej są przyciągane i łatwiej oddawane przez atom.
Aktywność niemetali
wiąże się z łatwością przyciągania elektronów na ostatnią powłokę. Im bliżej jądra są elektrony, tym silniej i łatwiej będą wiązane.
Izomeria - Rodzaje i przykłady
Izomeria – zjawisko występowania dwóch lub więcej związków o jednakowym wzorze sumarycznym, ale o różnej budowie (strukturze) oraz odmiennych właściwościach fizyko-chemicznych. Związki takie nazywamy izomerami. Istnieją dwa główne rodzaje izomerii: IZOMERIA konstytucyjna (strukturalna) stereoizomeria (przestrzenna) izomery różnią się kolejnością i sposobem powiązania atomów w cząsteczce stereoizomery różnią się rozmieszczeniem atomów w przestrzeni przy...
Układ dyspersyjny
Układ dyspersyjny jest co najmniej dwuskładnikowym układem złożonym z fazy dyspersyjnej (rozpraszającej), zwanej często ośrodkiem, i z fazy zdyspergowanej (rozproszonej), którą określa się mianem substancji rozproszonej. przykład układu ośrodek dyspersyjny substancja zdyspergowana szkło ciało stałe ciało stałe powietrze gaz ciecz i ciało stałe dezodorant gaz ciecz dym gaz ciało stałe woda mineralna...
Denaturacja
Jest to nieodwracalny proces polegający na niszczeniu przestrzennej struktury białka pod wpływem wysokiej temperatury, soli metali ciężkich, stężonych kwasów, wysokiego ciśnienia, promieniowania ultrafioletowego. Czynniki te powodują rozerwanie wiązań wodorowych, jonowych, mostków disiarczkowych, czyli po prostu niszczą wiązania stabilizujące strukturę łańcuchów polipeptydowych. Skutek – utrata właściwości biologicznych, fizycznych i chemicznych.
Wiązanie wodorowe
Należy do oddziaływań międzycząsteczkowych lub wewnątrzcząsteczkowych. Wiązanie takie wytwarza się pomiędzy cząsteczkami związków zbudowanych z atomu wodoru (zgromadzony cząstkowy ładunek dodatni) połączonego z innym silnie elektroujemnym pierwiastkiem posiadającym niewiążące pary elektronowe (zgromadzony cząstkowy ładunek ujemny). Atomy biorące udział w tworzeniu wiązania wodorowego mogą należeć do tej samej cząsteczki lub do różnych cząsteczek, np.:
Wiązanie metaliczne
Występuje w kryształach metali, stopach metali i związkach międzymetalicznych. Polega na elektrostatycznym oddziaływaniu kationów metali ze swobodnie poruszającymi się elektronami (gaz elektronowy). Te swobodne elektrony odpowiedzialne są za wysokie przewodnictwo elektryczne i cieplne metali, ich połysk, kowalność i ciągliwość.
Sposoby otrzymywania wybranych alkoholi polihydroksylowych
Eten można utlenić do etan-1,2-diolu stosując manganian(VII) potasu – reakcję przedstawiono ogólnym schematem: Otrzymywanie glicerolu z propenu przebiega według schematu:
Cząsteczka amoniaku
NH3 LH = 3 + ½ (5 – 3 · 1) = 3 + 1 = 4 LH = 4 => orbitale walencyjne atomu azotu są w stanie hybrydyzacji sp 3 ponieważ na atomie azotu jest wolna para elektronowa, należy uwzględnić fakt, że odpychanie pomiędzy parą σ i wolną parą elektronową jest silniejsze niż odpychanie między parami σ, stąd kąty między wiązaniami σ zmniejszą się (~107°) kształt cząsteczki amoniaku nie będzie zgodny z przestrzennym rozmieszczeniem hybryd, z których jedna opisuje wolną parę elektronów...
Iloczyn rozpuszczalności
Pomiędzy roztworem nasyconym trudnorozpuszczalnej substancji a nadmiarem tej substancji w fazie stałej ustala się równowaga między fazą stałą a roztworem, którą charakteryzuje wielkość zwana iloczynem rozpuszczalności I : Iloczyn ten jest wielkością stałą w danej temperaturze i dla danego rozpuszczalnika. Zgodnie z regułą przekory zwiększenie stężenia jednego z jonów w roztworze (wchodzących w skład związku trudno rozpuszczalnego) powoduje przesunięcie równowagi w lewo, czyli w...
Alkohole polihydroksylowe
Do alkoholi polihydroksylowych zalicza się np.:
Metody otrzymywania metali
Czyste metale w bardzo niewielkich ilościach występują w stanie wolnym w skorupie ziemskiej, dlatego w przemyśle do otrzymywania metali stosuje się inne metody – głównie elektrolizę i aluminotermię. Elektroliza to proces zachodzący w elektrolizerze, na elektrodach, pod wpływem zewnętrznego napięcia. Proces ten polega na przepływie prądu przez roztwór substancji lub substancję stopioną, w wyniku czego na elektrodach wydzielają się odpowiednie pierwiastki lub związki chemiczne. Do...
Hydroliza – podsumowanie
W przypadku hydrolizy soli pochodzących od wieloprotonowych kwasów należy proces ten potraktować wieloetapowo, wielostopniowo (jak proces dysocjacji), np.:
Ałuny
Ałuny to inaczej sole podwójne, ale są również solami uwodnionymi. Ałuny to podwójne siarczany(VI) metalu jedno- i trójwartościowego o ogólnym wzorze: We wzorach pojawiają się poszczególne elementy składowe – oddzielone kropką –w następującej kolejności: a) siarczany(VI) zapisane w kolejności alfabetycznej pierwszych symboli b) woda
Izomeria
Cykloalkany tworzą izomery konformacyjne. Cykloheksan może przyjmować 2 konformacje– łódkową i krzesłową, a np. 1,2-dimetylocyklopropan tworzy 2 izomerygeometryczne cis i trans .
Charakterystyczne cechy wybranych kryształów
Właściwości koligatywne roztworów właściwych
Roztwór wrze w temperaturze wyższej (efekt ebulioskopowy) od temperatury wrzenia czystego rozpuszczalnika, a krzepnie w temperaturze niższej (efekt krioskopowy) od temperatury krzepnięcia czystego rozpuszczalnika. Podwyższenie (obniżenie) temperatury jest tym większe, im większe jest stężenie wszystkich form (cząsteczek, jonów) substancji rozpuszczonej w roztworze. Najniższa temperatura krzepnięcia: roztwór NaCl. Najwyższa temperatura wrzenia: roztwór NaCl.
Wykorzystanie praw elektrolizy przy rozwiązywaniu zadań,
Elektroliza wodnego roztworu CuCl 2 : Analizując równania procesów elektrodowych można wnioskować, że w tym samym czasie na katodzie osadza się 1 mol atomów miedzi (63,5 g) oraz na anodzie wydziela się 1 mol (22,4 dm 3 ) cząsteczek chloru Cl 2 (warunki normalne). W tym czasie przez elektrolizer przepłynął ładunek 2 moli e – , czyli ładunek równy 2 · 96 500 C.
Izomeria
Analizując budowę cząsteczki aldehydu i ketonu, zawierających taką samą liczbę atomów węgla w cząsteczce stwierdzamy, że ich wzór sumaryczny jest taki sam, np.: Są to izomery grup funkcyjnych, czyli metamery .
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.
Wykrywanie cukrów
reakcja Molischa 20% alkoholowy roztwór α-naftolu lub tymolu z dodatkiem kilku kropli H 2 SO 4 w obecności cukru zabarwia się na kolor czerwony lub czerwonofiołkowy (pierścień na granicy faz) reakcja Seliwanowa reakcja służąca do wykrycia ketoz w układzie: rezorcyna w obecności ketozy i kwasu tworzy charakterystyczne czerwone zabarwienie wykrywanie sacharydów sacharydy jako polihydroksyzwiązki tworzą z jonami Cu 2+ w środowisku zasadowym szafirowy...
Zastosowanie cynku i jego związków
Cynk znalazł zastosowanie w przemyśle do produkcji blach, stopów metali (np. mosiądzu – stopu cynku z miedzią), powłok chroniących powierzchnie metalowe przed korozją. Używany jest do wytwarzania ogniw i baterii. Związki cynku, np. siarczek cynku(II), są stosowane do produkcji kineskopów w telewizorach i monitorach (ZnS fosforyzuje po naświetleniu odpowiednim promieniowaniem). Tlenek cynku(II) znalazł zastosowanie do produkcji farb i lakierów. Cynk jest ważnym pierwiastkiem,...
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...
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
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....
Kwasy
Kwasy to związki, które – zgodnie z teorią Arrheniusa – w roztworze wodnym dysocjują na kationy wodoru i aniony reszt kwasowych.
Korozja
Korozja to stopniowe niszczenie tworzyw wskutek działania środowiska. Przyczyną mogą być różne procesy chemiczne, elektrochemiczne, biologiczne czy mechaniczne. Znana z życia codziennego korozja metali i ich stopów należy do korozji elektrochemicznej; korozja żelaza prowadzi do utworzenia rdzy, czyli mieszaniny wodorotlenków, tlenków i węglanów. Do jej powstania konieczna jest obecność tlenu i wody. W warunkach domowych można przeprowadzić następujące doświadczenie: Obserwacja:...
Metody otrzymywania tlenków
a) bezpośrednia synteza z pierwiastków, np.: b) termiczny rozkład niektórych soli kwasów tlenowych lub wodorotlenków, np.: c) utlenianie lub redukcja tlenków (dla pierwiastków, które tworzą tlenki na różnych stopniach utlenienia) w określonych warunkach, np. w obecności katalizatora: Do redukcji stosujemy np. wodór, węgiel lub metale (np. miedź):
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...
Prawo stałych stosunków objętościowych:
Objętości reagujących ze sobą gazów oraz gazowych produktów reakcji odmierzone w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury pozostają do siebie w stosunku niewielkich liczb całkowitych.