Chemia
Dziura ozonowa
To zjawisko polegające na znacznym ubytku ozonu z jego naturalnej warstwy otaczającej Ziemię. Ozon powstaje w atmosferze z tlenu, a do tego procesu potrzebne jest światło. Za dziurę ozonową można uznać taki obszar w warstwie ozonowej, w którym stężenie ozonu spadło o 50%. Przyczyną dziury ozonowej są emitowane do atmosfery gazy – głównie freony (których emisję już znacznie ograniczono), ale także metan i tlenki azotu. Ozon jest niezbędny w atmosferze, ponieważ chroni organizmy żywe przed...
Okres połowicznego rozpadu τ½
Czas, w którym połowa jąder izotopu danego pierwiastka ulega rozpadowi. Jest to wielkość charakteryzująca każdy nuklid promieniotwórczy.
Aldehydy
Są to związki zawierające grupę funkcyjną – CHO, zwaną grupą aldehydową . Grupa ta składa się z grupy karbonylowej i atomu wodoru: R-CHO gdzie: R- atom wodoru, grupa alkilowa lub arylowa Poniżej zamieszczono wzory wybranych aldehydów: nasycone: nienasycone: aromatyczne: cykliczne: zawierające np. 2 grupy funkcyjne: Biorąc pod uwagę nasycone aldehydy łańcuchowe zauważono, że ich temperatury wrzenia są niższe niż odpowiednich alkoholi. Fakt...
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...
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:
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...
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...
Metody otrzymywania azotu
a) na skalę przemysłową – frakcjonowana destylacja skroplonego powietrza, b) na skalę laboratoryjną – np. poprzez rozkład azotanu(III) amonu:
Właściwości fizyczne i chemiczne
Aminokwasy są ciałami stałymi, krystalicznymi o dość wysokiej temperaturze topnienia; dobrze rozpuszczają się w wodzie, a słabo w polarnych rozpuszczalnikach organicznych. W stanie stałym aminokwasy występują w postaci soli wewnętrznych. Są to tzw. jony obojnacze . W wodnym roztworze aminokwasów zawierających w cząsteczce jedną grupę karboksylową i jedną grupę aminową ustala się stan równowagi, w którym występują trzy formy jonowe: Wartość pH roztworu, przy której...
Podstawowe prawa chemiczne
Prawo stałości składu związku chemicznego (stosunków stałych): pierwiastki tworząc dany związek chemiczny łączą się w stałych stosunkach wagowych, co oznacza, że skład chemiczny danego związku jest stały i ściśle określony. Prawo Avogadra : w danych objętościach różnych gazów, w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury, znajduje się jednakowa liczba cząsteczek. Prawo zachowania masy : w układzie zamkniętym łączna masa substratów danej reakcji chemicznej jest równa łącznej...
Aminy niesymetryczne
Najdłuższa grupa –R lub –Ar stanowi podstawę nazwy (w mianowniku). Następnie należy dodać literę „o” i końcówkę -amina. Pozostałe grupy traktuje się jako podstawniki, wymieniając ich nazwy – w kolejności alfabetycznej – poprzedzone literą „N”, np.:
Chlorowcokwasy
Jeżeli –X jest atomem chloru –Cl lub bromu –Br, to pochodne należą do grupy chlorowcokwasów. Otrzymywanie, np. α-chlorowcokwasy otrzymuje się w bezpośredniej reakcji kwasu karboksylowego z cząsteczką X 2 (X 2 = Cl 2 , Br 2 ) Związki te są substancjami stałymi, których rozpuszczalność w wodzie maleje ze wzrostem masy molowej. Chlorowcokwasy wykazują wszystkie typowe właściwości wynikające z obecności grupy karboksylowej i atomu chlorowca. Inne swoiste właściwości są wynikiem...
Szereg napięciowy metali
Zestawienie standardowych potencjałów elektrod metalicznych, uporządkowanych według rosnących wartości E o , tworzy tzw. szereg napięciowy metali: ujemna wartość potencjału w szeregu wskazuje, że metal ma większą zdolność do utraty elektronów niż wodór (większa zdolność metalu do utleniania się) – metal jest silniejszym reduktorem, najbardziej aktywne metale znajdują się na początku szeregu napięciowego, najmniej aktywne są na końcu (metale szlachetne), metal bardziej aktywny...
Metody otrzymywania etynu
Reakcja karbidu z wodą Piroliza metanu Poniżej podano schemat zawierający liczne przemiany chemiczne, w których etyn (acetylen) stanowi substrat.
Zastosowanie, znaczenie, funkcje
Alkohole to grupa związków chemicznych bardzo rozpowszechnionych w przyrodzie oraz mających wiele zastosowań praktycznych. Przykłady zestawiono w poniższej tabeli.
Podział kwasów karboksylowych
Biorąc pod uwagę liczbę grup karboksylowych oraz rodzaj reszty węglowodorowej, kwasy można podzielić na:
Reakcje chemiczne
Substancje chemiczne pod wpływem różnorodnych czynników ulegają przemianom fizycznym lub chemicznym. W przemianie fizycznej zmieniają się tylko właściwości fizyczne substancji (np.stan skupienia). Podczas przemiany chemicznej powstają nowe substancje,o odmiennych właściwościach fizycznych i chemicznych. Przemiana chemiczna określana jest jako reakcja chemiczna. Zapisem reakcji chemicznej jest jej równanie, w którym pojawiają się po lewej stronie substraty (substancje...
Właściwości fizyczne i chemiczne monosacharydów
Monosacharydy to ciała stałe, zazwyczaj o słodkim smaku i białej barwy. Rozpuszczają sięw wodzie. Roztwory wodne mają odczyn obojętny. Monosacharydy mają właściwości redukujące. Zarówno aldozy, jak i ketozy, dają pozytywny wynik w próbie Trommera , Tollensa czy Fehlinga : próba Trommera polega na utlenianiu cukru odczynnikiem Trommera, czyli jonami Cu 2+ w środowisku zasadowym, próba Tollensa polega na utlenianiu cukru odczynnikiem Tollensa, czyli amoniakalnym roztworem...
Chrom
Chrom to twardy, błękitno-biały metal. Konfiguracja elektronowa atomu chromu: [Ar] 4s 1 3d 5 . W związkach chrom występuje na stopniach utlenienia: II, III i VI. Konfigurację jonu chromu w zależności od stopnia utlenienia w związku przedstawiono poniżej: II III VI [Ar]3d 4 [Ar]3d 3 [Ar] Chrom jest dość aktywny chemicznie. Na powietrzu pokrywa się warstewką tlenku chromu(III) – pasywacja. Wskutek tej ochronnej warstewki...
Izomeria
Dany ester oraz alifatyczny kwas karboksylowy zawierający identyczną liczbę atomów węgla w cząsteczce stanowią parę metamerów, czyli izomerów grup funkcyjnych, np.:
Wodorotlenki amfoteryczne
charakteryzują się tym, że reagują zarówno z kwasami, jak i zasadami. Wodorotlenek glinu reaguje z zasadą sodową (reakcja zachodzi w roztworze wodnym) tworząc związek o wzorze Na[Al(OH) 4 ], a przy dużym nadmiarze zasady – Na 3 [Al(OH) 6 ]. Al(OH) 3 + 3 HCl → AlCl 3 + 3 H 2 O Al(OH) 3 + NaOH → Na[Al(OH) 4 ] tetrahydroksoglinian sodu Al(OH) 3 + 3 NaOH → Na[Al(OH) 6 ] heksahydroksoglinian sodu Niektóre wodorotlenki ulegają rozkładowi w podwyższonej temperaturze, np....
Właściwości chemiczne
Właściwości chemiczne tlenków można scharakteryzować w zależności od ich charakteru chemicznego:
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:...
Woda
Woda to najpopularniejsza substancja chemiczna. Jest to po prostu tlenek wodoru, czyli związek o wzorze H2O. Analizując budowę cząsteczki wody, należy pamiętać o jej polarnym charakterze; cząsteczka wody jest dipolem, co wynika z jej kątowej budowy, spolaryzowanych wiązań atomowych tlen-wodór oraz obecności dwóch wolnych par elektronowych na atomie tlenu. długość wiązania i kąt między wiązaniami w cząsteczce wody schemat nakładania konturów orbitali...
Rozróżnienie alkoholi monohydroksylowych i polihydroksylowych
alkohole monohydroksylowe alkohole polihydroksylowe reakcja z Cu 2+ w środowisku zasadowym (w temperaturze pokojowej) brak objawów reakcji pojawia się szafirowe zabarwienie roztworu
Rozróżnianie związków organicznych
Przedstawione powyżej próby jakościowe w niektórych przypadkach mogą nie dawać jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, czy identyfikowany przez nas nieznany związek jest tym, którego szukamy. Warto zwrócić uwagę, że np. reakcji nitrowania ulega bardzo duża grupa związków różniących się znacznie od siebie budową, a warunkiem pojawienia się objawów reakcji nitrowania jest obecność w cząsteczce pierścienia aromatycznego. Podobna sytuacja występuje, kiedy próbujemy zidentyfikować związek...
Tautomeria
Tautomeria to współistnienie obok siebie w równowadze związków o identycznym składzie atomowym, ale posiadających różne grupy funkcyjne.
Wykrywanie kwasów nukleinowych (DNA i RNA)
odczyn Biala reakcja z orcyną w środowisku kwaśnym pojawia się zielone zabarwienie roztworu
Wykrywanie fenolu
reakcja z FeCl 3(aq) roztwór zabarwia się na kolor fioletowy, granatowy lub czerwony (zależnie od stężenia roztworu)
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...
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.
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.
Nukleotyd
Nukleotyd to produkt estryfikacji nukleozydu kwasem fosforowym(V). W D-rybozie estryfikacji mogą ulegać wolne grupy –OH przy C-2, C-3 i/lub C-5, a w D-2-deoksyrybozie przy C-3 i/lub C-5. Nazwy nukleotydów tworzy się od nazw odpowiednich nukleozydów, pamiętając, że są to estry kwasu fosforowego(V), np. adenozyno-5-monofosforan(V), urydyno-5-monofosforan(V). Do nukleotydu mogą przyłączać się następne cząsteczki kwasu fosforowego(V). Wiązania te są wiązaniami typu...
Budowa i właściwości fizyczne
Cząsteczka alkoholu zawiera hydrofilową grupę –OH i hydrofobową resztę węglowodorową –R. Im krótszy łańcuch węglowy cząsteczki, tym bardziej polarny jest jej charakter. Ze wzrostem liczby atomów węgla w łańcuchu, czyli ze wzrostem wpływu tego łańcucha na właściwości związku (długi łańcuch węglowodorowy jest dominującą częścią cząsteczki) maleje rozpuszczalność w wodzie i reaktywność alkoholi. Wyższe alkohole dobrze rozpuszczają się w heksanie i innych węglowodorach. Ze wzrostem liczby grup...
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...
Izomeria położenia (podstawienia)
Izomeria położenia podstawnika uwzględnia różne miejsca połączenia podstawników ze szkieletem węglowym, np.: Izomeria położenia wiązania wielokrotnego uwzględnia różne miejsca położenia wiązania wielokrotnego w szkielecie węglowym, np.:
Prawo Avogadra (dotyczy tylko substancji gazowych):
W danych jednakowych objętościach różnych gazów, w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury, znajduje się jednakowa liczba cząsteczek.
Toluen
Toluen to bezbarwna ciecz o charakterystycznym zapachu. Spala się kopcącym płomieniem. Toluen można otrzymać w reakcji Würtza-Fittiga: C 6 H 5 – Cl + CH 3 – Cl + 2 Na → C 6 H 5 – CH 3 + 2 NaCl Toluen bierze udział w reakcjach substytucji. Należy jednak pamiętać, że obecna w pierścieniu grupa metylowa –CH 3 kieruje nowy podstawnik w określone miejsce w pierścieniu. Ten fakt określany jako tzw. wpływ kierujący podstawników jest powszechny w reakcjach związków aromatycznych....
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.:
Metody otrzymywania alkanów
a) reakcja Würtza, czyli działanie metalicznym sodem (lub litem) na halogenki alkilowe (schemat): jeżeli substratami są różne halogenki alkilowe, to powstaje mieszanina produktów jeżeli substratem jest określony halogenek alkilu, to powstaje jeden alkan posiadający zawsze parzystą liczbę atomów węgla w cząsteczce b) katalityczne uwodornienie alkenów lub alkinów:
Fluorowcopochodne węglowodorów nasyconych (halogenki alkilowe), nienasyconych (halogenki alkenylowe) i aromatycznych (halogenki arylowe)
Związki te można określić jako pochodne węglowodorów, które w cząsteczkach za atom lub atomy wodoru mają podstawione atom lub atomy fluorowca(halogenu) X. Spośród wymienionych w tytule fluorowcopochodnych węglowodorów najważniejsze są halogenki alkilów ze względu na swoją reaktywność chemiczną.
Cykloalkeny
Są zbudowane z pierścieni zawierających jedno wiązanie podwójne węgiel-węgiel. Cykloalkadieny są węglowodorami pierścieniowymi zawierającymi dwa podwójne wiązania węgiel-węgiel, np.:
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):
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.
Rzeczywisty kształt cząsteczki
Zależy nie tylko od typu hybrydyzacji orbitali walencyjnych atomu centralnego, ale także od tego, czy dana hybryda jest wykorzystana do utworzenia wiązania z innym atomem, czy obsadzana przez wolną parę elektronową. Istotny wpływ na kształt cząsteczki ma właśnie obecność wolnych par elektronowych na atomie centralnym, o czym mówi tzw. teoria VSEPR. Do określania liczby hybryd, a tym samym typu hybrydyzacji orbitali walencyjnych atomu centralnego można stosować poniższy wzór, jeżeli...
Kwasy
To związki, które – zgodnie z teorią Arrheniusa – w roztworze wodnym dysocjują na kationy wodoru i aniony reszt kwasowych. Istnieją liczne sposoby klasyfikacji kwasów, np. tlenowe beztlenowe H 2 CO 3 kwas węglowy HNO 2 kwas azotowy(III) HNO 3 kwas azotowy(V) H 3 PO 4 kwas fosforowy(V) HCl kwas chlorowodorowy H 2 S kwas siarkowodorowy jednoprotonowe wieloprotonowe HNO 3 HNO 2 H 2 SO 4 H 3 PO 4...