Chemia - definicje.pdf - CHEMIA CHEMISTRY ХИМИЯ - antonif

Chemia - nauka o materii, jej budowie, przemianach i

zjawiskach towarzyszqcych tym przemianom

Materia to wszystko co ma mase i zajmuje objetosc.

Materie (nawet materie zywą) mozemy traktowac jako

zbior substancji chemicznych. Substancja chemiczna to

forma materii o charakterystycznych wlasciwosciach

fizycznych i chemicznych. Prawo stosunków stałych

(Prawo stałoci składu, Proust, 1799) Każdy związek

chemiczny ma stały i charakterystyczny skład ilociowy.

Pierwiastek chemiczny jest to zbiór jednakowych

atomów. Substancje, które metodami chemicznymi

można rozłożyd do substancji prostszych, nazywa si

substancjami złożonymi . Są to związki chemiczne .

Związek chemiczny składa si z co najmniej dwu

rodzajów atomów. Połączenia tego samego lub różnego

rodzaju atomów nazywamy cząsteczkam i. Rodniki

oznacza si, poprzez dodanie małej kropki z prawej

strony symbolu pierwiastka lub grupy. Np: O-, Ci-.

Stopieo utlenienia to liczba elementarnych ładunków

dodatnich lub ujemnych jakie pojawilyby si na atomie

tego pierwiastka, gdyby rozpatrywany związek mial

budow jonową. Tlenki kwasowe -Są to przeważnie

tlenki niemetali (chod znane są również kwasowe tlenki

metali, np. Cr0 3 ). Niektóre z tlenków kwasowych zwane

są bezwodnikami kwasowymi, jako że reagując z wodą

dają kwasy. Tlenki kwasowe reagują ponadto z zasadami

dając sól i wod Tlenki zasadowe- Są to zawsze tlenki

metalj. Czd z nich mianowicie tlenki litowców i

berylowców, zwane są również bezwodnikami

zasadowymi, jako że reagując z wodą dają zasady. Tlenki

zasadowe reagują z kwasami dając sól i wod. Tlenki

amfoteryczne - Liczna grupa tlenków, przeważnie tlenki

pófmetali i niektórych r metali (np. BeO, Al 2 0 3 , PbO, ZnO).

Ich wyjątkowod polega na tym, że reagują zarówno z

kwasami, jak i z zasadami. Z wodą reagują niechtnie lub

wcale, najczciej są w niej nieropuszczalne. Tlenki

obojętne - Niewielko grupa tlenków, nie reaguje ani z

zasadami, ani z kwasami (np. CO, NO, SiOj. Elektrolitami

nazywamy substancje , które po rozpuszczeniu w

wodzie lub w innych rozpuszczalnikach polarnych oraz w

stanie stopionym przewodzą prąd elektryczny.

Przewodzenie to umożliwiają jony, bdące

cząstkami obdarzanymi ładunkiem elektrycznym.

Elektrolitami są sole, wodorotlenki (zasady), kwasy

tlenowe, wodorki kwasowe i niektóre związki

organiczne. Nielektrolitami są substancje, które nie

ulegają dysocjacji jonowej, a ich roztwory nie przewodzą

prądu elektrycznego. Nieelektrolitami jest wikszod

związków organicznych ( z wyjątkiem niektórych kwasów

organicznych i ich soli) oraz tlenki i wodorki nie

reagujące z wodą (np. sacharoza "(cukier kuchenny),

glukoza, alkohol etylowy, 0 2 , N 2 , CO i inne związki

nieorganiczne i organiczne). Elektrolity wprowadzone do

roztworu, ulegają, pod wpływem cząsteczek

rozpuszczalnika, procesowi zwanemu dysocjacja

elektrolityczną (jonową), czyli rozpadają si na jony..

Zdolnod substancji do dysocjacji zależy od jej polarnoci

oraz polarnoci rozpuszczalnika. Im silniej jest

spolaryzowana cząsteczka tym łatwiej ulega ona

rozpadowi na jony w rozpuszczalniku polarnym.

Hydroliza to reakcja anionu lub kationu powstałego w

dysocjacji soli a cząsteczką wody, w wyniku której

powtają odpowiednio jony OH- lub H+ . CZTERY TEZY

ATOMISYCZNE DEMOKRYTA * Cała przyroda wic i

poszczególne ciała składają si z mnogoci

niepodzielnych cząstek czyli atomów.* Atomy posiadają

jedynie ilociowe własnoci, nie posiadają własnoci

jakociowych * Powszechną własnocią odwiecznych

atomów jest również odwieczny ruch, który polega

wyłącznie na zmianie miejsca w przestrzeni. * Miejscem

w którym poruszają si atomy jest nic innego jak

próżnia. Jej istnienie jest niezbdne bowiem do

zaistnienia ruchu. Istnienie ruchu jest za! jedynym

sposobem wytłumaczenia zmiennoci w przyrodzie.

Teoria atomistyczna została uznana dopiero w 1808 r,

gdy John Dalton sformułował jej zasadnicze założenia

posługując si pojciem pierwiastka:

* Pierwiastki składają si z niezmiernie małych,

niepodzielnych cząstek (atomów), które zachowują

swoją indywidualnod podczas przemian fizycznych i

chemicznych. * Wszystkie atomy jednego pierwiastka są

jednakowe i mają ten sam ciżar. Od atomów innych

pierwiastków różnią si ciżarem i właciwociami.

* Chemiczne łączenie si pierwiastków jest łączeniem si

poszczególnych atomów. Substancje ulegające

samorzutnym przemianom jądrowym nazywamy

substancjami radioaktywnymi (promieniotwórczymi).

Wysyłają one trzy rodzaje promieniowania: α, β , γ.

Promieniowanie α (jony He 2+ ) zatrzymuje kartka

papieru. Promieniowanie β- zatrzymywane jest przez

grubszą warstwą materiału (glinu, ołowiu). Grubod

warstwy zależy od materiału promieniotwórczego.

Promieniowanie γ to fale elektromagnetyczne o bardzo

krótkiej długoci fali (0,5-40 pikometrów) i dużej

przenikliwoci. Do ochrony stosuje si

kilkucentymetrowe osłony ołowiane. Atom każdego

pierwiatkakładaięzdwóchczęci rdenia (rbu)

atomowego i elektronów walencyjnych. *Rdeo kłada

i jadra i elektronów niewalency.inych. * Elektrony

walencyjne najdują i na otatniej (niekiedy takie na

predotatniej) powłoce Są to elektrony owysokich

wartociach energii, biorące udiał w tworeniu, wiąao

chemicznych. •Właciwoci chemicne pierwiatków

ułożonych według wzrastających mas atomowych

mieniają i w poób ciągły A równocenie

powtarają i okreowo Potencjał (energia) jonizacji Ej

to energia potrzebna do oderwania elektronu od atomu.

Zależnie od liczby oderwanych elektronów rozróżniamy

pierwszą. druga, trzecią i dalsze energie jonizacji.

atom + energia -> kation + elektron X+Ej ->X + +e - .

Powinowactwo elektronowe P e to efekt energetyczny

towarzyszący przyłączaniu przez obojtny atom

dodatkowego elektronu do swej powłoki walencyjnej.

Atom + elektron -> anion ± P e1

x + e - -> x - ± P e1 Podstawowymi wielkociami

charakteryzującymi wiązanie, jest: • energia dysocjacji

(energia wiązania), • odległod pomidzy atomami

(długod wiązania), • kąt pomidzy kierunkami wiązao

(kąt walencyjny). Reakcje uleniania i redukcji. To reakcje

podczes których natpuje zmiana stopni utlenienia

pierwiatków na kutek wymiany elektronów pomidy

substancja utleniająca (utleniaczem - Utl) i redukującą

(reduktorem - Red). Reduktor oddaje elektrony (jest

donorem elektronów). Reduktor oddając elektrony

utlenia si (ulega dezelektronizacji) Red - ze - Utl

'Utleniacz pobiera elektrony jest akceptorem

elektronów). .Utleniacz pobierając elektrony redukuje

si (ulega elektronizacji). Utl + ze - → Red

Reakcje dysproporcjonowania to reakcje redoks, w

których utleniaczem i reduktorem jest ta sama

substancja. Reakcje synproporcjonowania to reakcje

redoks w których produktem i reakcji redukcji i reakcji

rozdrobnieniu

cząsteczkowym a zawiesinami i mieszaninami

niejednorodnymi. Roztwory rzeczywiste powstają:

-w wyniku rozproszenia substancji, która dąży do

oiągnicia tanu o makymalnym nieuporądkowani,

diki cemu roproenie ubtancji natpuje pry

całkowitym braku wpółdiałania pomidy cąteckami

rozpuszczalnika a substancji rozproszonej

- w wyniku reakcji chemicznej danej substancji z

ropucalnikiem, wanej olwatacją, polegającej na

roerwaniu (niceniu) wiąao itniejących pomidy

cąteckami lub atomami ubtancji ropuconej I

Iolowaniu ich od iebie pre cątecki ropucalnika

Szybkod reakcji chemicznej okrela ubytek stżenia

substratu (Ac,) lub przyrost stżenia produktu (Ac p ), w

bardzo małym odstpie czasu At. Praktycznie pomiary

szybkoci reakcji wykazały, że szybkod reakcji nie jest

stała, lecz maleje w miar zużywania si substratów.

Cząsteczkowod reakcji definiuje si jako liczb

cząsteczek biorących udział w najwolniejszym stadium

reakcji. Roztwory buforowe , wane również buorami,

to rotwory, których pH na kutek dodania kwau lub

aady mienia i bardo nienacnie. Gdy do zwykłego

rotworu dodajemy kwa, jego pH maled może o kilka

jednostek. Dodanie kwasu do przecitnego buoru

mienia jego pH makymalnie o kilka dieiątych

Charakter roztworów buorowych mają ogólnie rec

biorąc rotwory, w kład których wchodzi:

■ łaby kwa + ól tego kwau i mocnej aady

» łaba aada + ól tej aady i mocnego kwau.

Bufor octanowy to roztwór łabego kwau octowego

(CH3COOH) oraz dobrze rozpuszczalnej soli tego kwasu,

np. octanu sodu CH 3 COONa. W roztworze zachodzi pełna

dyocjacja oli, a łaby kwa dyocjuje w niemal

nieauważalnym topniu (dyocjacja conita jet

decydowanie bardiej niż w rotwore amego kwasu -

eekt wpólnego jonu CH3COO-):

CH 3 COONa — CH 3 COO - + Na +

CH 3 COOH ↔ CH 3 COO - + H + Twardodwody

Twardod wody opiuje i jak zdolnod do tworzenie

tzw. kamienia kotłowego CoCO3 i MgCO3. Twardoc t

powodują ropucone w niej Sole wapnia, magnezu i

metali wielowartociowych. Rozróżnia i natpujące

rodaje twardoci wody •twardod wglanowa

(wodorowglanową) wana premijającą (TJ

•twardod nie wglanowa wana trwałą (T,) Twardod

Ogólna (To jet umą twardoci wglanowej i nie

wglanowej CU = (T») * (Jj Twardod wglanowe (Tw)

spowodowano jest obecnocią kwanych wglanów

wapnia i magnezu. Twardod nie wglanowa (Ts)

powodowana jet awartocią w wodie chlorków,

aotanów, iarcanów, kremianów i innych

rozpuszczalnych soli wapnia i magnezu. Twardodwody

wyraża i w natpujących jednotkach

1 mmol/dm 3 Odpowiada stżeniu molowemu

pomnożonemu pre 1000 (ponieważ 1 mol = 1000

mmoli) 1 °N Onaca ilod jonów wapnia i

magneu równoważną awartoci 10 mg CaO w 1 dm 3

wody 1 °mM Odpowiada awartoci połowy

milimola jonów wapnia lub magnezu w 1 dm 3 wody, co

stanowi odpowiednio 20,04 mg Ca 2+ lub 12,16 mg jonów

Mg 2+ w 1 dm 3 wody.

Przeliczniki: l°mM=0,5mmol/dm 3 ł°mM=28°N

1°N = 0357°mM Zmiękczaniem wody nazywamy

procey prowadące do całkowitego lub cciowego

usunicia rozpuszczalnych soli wapnia, magnezu oprócz

niektórych wielowartociowych metali

Rozróżniamy ctery podtawowe metody mikcenia

wody: *destylacja •metody termicna •metody

chemiczne •metody iykochemicne

Destylacja daje pełne odmineralizowanie wody, jednak

w premyle e wgldu na wyokie koty energii

cieplnej rzadko znajduje zastosowanie.

Metody termiczne- Pod wpływem ogrewania powyżej

37°C natpuje termicny ropad kwanych wglanów

wapnia i magnezu. Ca(HC0 3 ) 2 → CaCO 3 +* H 2 0 * CO 2

Metody chemiczne polegają na wytrącaniu

nierozpuszczalnych oadów lub na wiąaniu w wiąki

komplekowe jonów wapnia i magneu

Metody fizykochemiczne to metody oparte głównie na

atoowaniu jonitów -Jonity sa to ciała tałe

nieorganiczne lub organiczne nierozpuszczalne w

wodie, które maja dolnod wymiany włanych jonów

jonami otacającego je rotworu Reakcja przebiega na

powierzchni ziaren jonitu. Jonity zdolne do wymiany

kationów naywamy kationitami, a jonity zdolne do

wymiany anionów naywamy anionitami.

Zwiazki kompleksowe (koordynacyjne, zespolone) to

wiąki awierające grup kładającą i z atomu lub

jonu centralnego E otoczonego pewną licbą atomów,

grup atomów lub jonów L wanych ligandami. [E(L) n ] z

t - atom lub jon centralny. L - li gand, n - liczba ligandow

(liczba koordynacyjna). z - ładunek kompleksu - jest

algebraiczne SUITĄ ładunków atomu bjb jonu centralnego

i iigendów. usdunsk '- sti kompleksu może byd dodatni,

ujemny lub równy zero. SEM ogniwu galwanicznego

Wielkocią charakteryującą ogniwo galwanicne, jet

różnica potencjałów midy elektrodami Silą

elektromotoryczna ogniwa, oznaczana symbolem SEM

lub E, jet miarą dolnoci reakcji ogniwa do

spowodowania prepływu elektronów pre obwód

SEM ogniwa deiniuje i jako różnice potencjałów

elektrody dodatniej (o wyżej wartoci potencjału

E katoda ) i ujemnej ( E anoda ) Dla ogniwa otwartego, czyli

takiego, w którym obwód elektrycny nie jest amknity,

a opór miedy biegunami ogniwa jet niekoocenie

wielki. SEM = E katoda - E anoda = E

Wartod SEM ależy od natury reagentów, ich tżeo

oraz temperatury. Umówiono i, że bdie i

porównywad SEM w warunkach tandardowych

Standardowa silą elektromotoryczna, oznaczana

symbolem E" jest wic SEM ogniwa z roztworami o

stżeniach IM pod cinieniem 1 atm i w temp.

25°C E lektroliza jako układutleniająco-redukcyjny

Elektroliza jest procesem wymuszonym, który prebiega

w przewodniku elektrolitycznym, gdie nonikami

ładunków elektrycnych ą arówno jony dodatnie

(kationy) jak i ujemne (aniony). Ruch ładunków

elektrycnych jet wymuony popre podłącenie

ewntrnego ródła prądu tałego do elektrod

anuronych w ciekłym prewodniku jonowym.

Proces elektrolizy zachodzi w stopionych solach i

roztworach wodnych elektrolitów, cyli rotworach

kwaów, aad ora oli. Jeli pre Me + oznaczymy

kation, a przez X - anion, to dysocjacja elektrolityczna

wiąku MeX achodi według chematu MeX ↔ Me + +

X - Jeli w rotwore lub w topie tego elektrolitu

anurymy dwie płytki metalu cyli dwie elektrody,

które połącone ą prewodami biegunami ródła

prądu tałego, to w polu elektrycnym utworonym w

prewodniku elektrolitycnym dodatnio naładowane

kationy Me + poruają i w tron ujemnie

naładowanej elektrody wanej katodą, a ujemnie

naładowane aniony X - preuwają i w tron dodatnio

naładowanej elektrody wanej anodą

utlenienia jest ta sama substancja. GZDOSKONŁY -

Teoria kinetyczna materii wprowadziła pojcie gazu

doskonałego przyjmując nastpujące założenia:

* cząsteczki gazu są tak małe, że można je uważad za

punkty materialne * pomidzy cząsteczkami gazu nic

wystpują siły wzajemnego przyciągania ani odpychania

* cząsteczki gazu poruszają si stale i bezładnie po

torach prostoliniowych, zderzając si ze sobą i ciankami

naczynia, w którym si znajdują * zderzenia cząsteczek

gazu są doskonale sprżyste * rednia energia

kinetyczna cząsteczek jest proporcjonalna do

temperatury gazu w skali Kelwina. Prawa gazowe -

Charakter zachowao gazu doskonałego przy ustalonym

jednym z parametrów (cinienie, temperatura lub

zajmowana objtod) opisują! prawa gazu doskonałego

(czsto nazywane krótko prawami gazowymi): prawo

Izotermy; prawo izobary; prawo izochory. Prawo

izotermy Prawo izotermy odnosi si do przemian

izotermicznych (T=const). Podaje ono zależnod midzy

objtocią a cinieniem danej masy gazu w Stałej

Temperaturze i wyraża si równaniem

V*p = const (v1*p1=v2*p2) Stała wartod iloczynu

cinienia i objtoci danej masy gazu w stałej

temperaturze oznacza, że w nie zmienionych warunkach

temperatury, cinienie gazu zmienia si odwrotnie

proporcjonalnie do objtoci zajmowanej przez gaz.

Prawo izobary Przekształcając równanie stanu gazu

doskonałego z uwzgldnieniem p=const otrzymuje si

zależnod: v/T = const Oznacza to, że objtod danej

masy gazu znajdującego si pod stałym cinieniem

zmienia si wprost proporcjonalnie do temperatury

wyrażonej w skali bezwzgldnej. (v1/t1=v2/t2) Prawo

izochory Przekształcojąc równanie stanu gazu

doskonałego przy stałej objtoci V otrzymuje si

zależnod: p/T= const Zależnod tą można wyrazid

słowami: w stałej objtoci, cinienie gazu jest wprost

P roporcjonalne do jego temperatury bezwzglednej. Na

rysunku przedstawiono izochor gazu doskonałego

(p1/t1=p2/t2). Gazy rzeczywiste wykazują pewne

odstpstwa od praw stanu gazu doskonałego. Cząsteczki

rzeczywiste nie są masami punktowymi , lecz mają

okrelone wymiary. Oznacza to, że cząsteczki nie mogą

swobodnie poruszad si w całej objtoci V. Wynikiem

tego jest zmniejszenie swobodnej objtoci V. Istnieja

siły pryciągania miedzy cząsteczkami. Siły takie istnieją

w przypadku bardzo małych odległoci midzy atomami,

cząsteczkami (siły Van der Waalsa). W wyniku tych sił

nastpuje zmniejszenie si cinienia wywieranego przez

zbiór cząsteczek gazu. Siły te maleją ze wzrostem

temperatury, ponieważ jej wzrost polega na zwikszeniu

stopnia nieuporządkowania wskutek przypadkowego

ruchu cząsteczek, których prdkod wzrasta wraz ze

wzrostem temperatury. , Układy dyspersyjne • Układ

to wyodrbniony obszar materii oddzielony od otoczenia

wyranymi granicami. • Otoczenie to wszystko co

znajduje si poza układem. • Faza układu to

jednorodna pod wzgldem fizycznym cz6 układu

oddzielona od reszty układu wyraną powierzchnią

rozdziału. • Składnik układu to substancja o

okrelonych właciwociach fizykochemicznych,

Wikszod procesów chemicznych jest realizowana w

układach wieloskładnikowych. Układy takie składają si

zwykle ze składników rozdrobnionych I zwane są

układami dyspersyjnymi. Koloidy (zole) są stanem

porednim pomidzy roztworami rzeczywistymi, które są

układami fizycznie jednorodnymi o

Chemia - definicje.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: