Kemija: Indikatori, reaktivnost i inertnost

• Kemija Indikatori

Indikatori

• Indikator je tvar koja promjenom boje dokazuje prisutnost druge tvari
• Kiselost i lužnatost su kemijska svojstva tvari

Vrste indikatora

• Za kisele otopine se koriste:

  • Metiloranž
  • Plavi lakmusov papir

• Univerzalni indikatori su:

  • Univerzalni lakmusov papir
  • Sok crvenog kupusa, koji je:
    • Plav kao otopina indikatora
    • Žut u lužnatoj otopini
    • Crven u kiseloj otopini
  • Indikatorske vrpce

• Za lužnate otopine se koriste:

  • Crveni lakmusov papir
  • Fenolftalein

• Reaktivnost i inertnost

Reaktivnost

• To je svojstvo neke tvari da reagira s drugim tvarima

Inertnost

• Svojstvo tvari da slabo ili uopće ne reagira s drugim tvarima

Produkti i reaktanti

• Primjer kemijske reakcije: kalcij(s) + voda(l) = kalcijeva lužina(aq) + vodik(g)

• Kalcij i voda su reaktanti u navedenoj reakciji

• Reaktant su tvari koje ulaze u kemijsku reakciju

• Kao produkti se pojavljuju kalcijeva lužina i vodik

• Produkt su tvari koje nastaju kemijskom reakcijom

• Kemijske promjene dovode do novih tvari s različitim fizikalnim i kemijskim svojstvima

• Kemijske promjene i energija

Sustav i okolina

• Sustav je posuda u kojoj se odvija promatrana promjena
• Okolina je sve što okružuje sustav

Elektroliza vode

• Dovodenjem struje u vodu, ona se rastavlja na jednostavnije tvari: vodik i kisik
• Vodik se dobiva na negativnoj elektrodi
• Kisik se dobiva na pozitivnoj elektrodi
• Elektroliza je endotermna promjena

Endotermne promjene

• Kemijske ili fizikalne promjene koje primaju energiju iz okoline

Zapaljivost

• Kemijsko svojstvo tvari

Gorenje

• Egzotermna promjena

Egzotermne promjene

• Kemijske ili fizikalne promjene koje otpuštaju energiju u okolinu

• Atomi

Atom

• Najsitnija čestica elementarne tvari koja zadržava sva njezina svojstva
• Nedjeljiva je i električki neutralna

Subatomske čestice od kojih je građen atom

• Proton (p+)
• Neutron (n0)
• Elektron (e-)

Jezgra atoma

• Središte atoma
• Sadrži protone i neutrone

Elektronski omotač

• Sadrži elektrone
• Broj protona u jezgri jednak je broju elektrona u elektronskom omotaču, stoga je atom neutralna čestica

Kemijski element

• Skup svih atoma u prirodi koji u jezgri imaju jednak broj protona
• Kemijski simboli i PSE (Periodni sustav elemenata)

Kemijski simboli

• Imaju dva značenja:
  • Kvalitativno: označavaju koji je to element (npr. H označava vodik)
  • Kvantitativno: označavaju koliko ima atoma tog elementa (npr. H označava jedan atom vodika)
• Ako treba označiti više atoma, koristi se koeficijent (npr. 2H označava dva atoma vodika)

Periodni sustav elemenata (PSE)

• Elementi poredani u nizove (periode) prema rastućem protonskom broju

• Raspoređeni su u okomite stupce (skupine) prema sličnim kemijskim svojstvima

• Sadrži 7 perioda i 18 skupina

• Poznato je 118 kemijskih elemenata, koji su podijeljeni na metale, nemetale i polumetale

• Protonski broj, Nukleonski broj i Izotopi

Protonski broj

• Redni (atomski) broj
• Oznaka je Z
• Broj protona (p+) jednak je broju elektrona (e-): Z = N(p+) = N(e-)

Nukleonski broj

• Maseni broj
• Oznaka je A
• Zbroj protona i neutrona: A = N(p+) + N(n0)

Formula za izračunavanje broja neutrona u atomu:

• N(n0) = A - N(p+)

Kemijski elementi

• Atomi istog kemijskog elementa ne moraju biti jednaki
• Uz isti protonski broj mogu imati različit maseni broj

Izotopi

• Većina kemijskih elemenata u prirodi se nalazi kao smjesa izotopa
• Izotopi su atomi istog kemijskog elementa koji se razlikuju po broju neutrona u jezgri, odnosno nukleonskom (masenom) broju A

Zapis izotopa

• A (nukleonski broj) se piše iznad, a Z (protonski broj) ispod simbola elementa (X)

• Smjese tvari

Smjesatvari

• Smjesa tvari je miješanje dvije ili više tvari
• Tvari koje čine smjesu su sastojci

Vrstemješavina

• Heterogene smjese: sastojci se mogu razlikovati okom, povećalom ili mikroskopom
• Homogene smjese: sastojci se ne mogu razlikovati okom, povećalom ili mikroskopom
• Sastojci smjese međusobno ne reagiraju
• Tvari se u prirodi najčešće pojavljuju kao heterogene i homogene smjese

Primjeri prirodnih smjesa

• Zrak, riječna voda, stijene, mulj, magla i mlijeko

• Iskazivanje sastava smjese

Kvalitativni opis smjese

• Sastoji se od navođenja sastojaka smjese

Kvantitativni opis smjese

• Sastoji se od navođenja količine pojedinog sastojka u smjesi

Maseni i volumni udio u smjesi

• Zbroj masenih udjela sastojaka u smjesi iznosi 100% ili 1

• Zbroj volumnih udjela sastojaka u smjesi iznosi 100% ili 1

• Maseni (volumni) udio sastojaka se prikazuje tortnim dijagramom

• Odjeljivanje sastojaka u smjesi

Odjeljivanje sastojaka magnetskim svojstvima

• Metal se može izdvojiti iz smjese pomoću magneta ako posjeduje magnetska svojstva

Sedimentacija

• Postupak taloženja tvari netopivih u vodi

Dekantiranje

• Oprezno odlijevanje tekućine iznad taloga

Filtriranje

• Odvajanje čvrste tvari od tekućine pomoću filtarskog papira

Sublimacija

• Izravan prijelaz tvari iz čvrstog u plinovito stanje

Način odjeljivanja sastojaka heterogenih smjesa

• Ovisi o fizikalnim svojstvima sastojaka u smjesi

Destilacija

• Postupak prevođenja hlapljive tekućine u paru, koja se hlađenjem kondenzira u tekućinu (destilat)

Funkcija kamenčića za vrenje

• Pospješuju miješanje tekućine u tikvici za destilaciju

Frakcijska destilacija

• Postupak destilacije kojim se iz jedne smjese mogu izdvojiti sastojci koji se razlikuju po vrelištu

• Vrste tvari

Ciste tvari

• Stalan i točno određen sastav te fizikalna svojstva

Elementarne tvar

• Ne mogu se rastaviti na jednostavnije tvari fizikalnim ili kemijskim postupcima jer su građene od istovrsnih atoma

Dijele se na:

• Metale
• Dobri su vodiči topline i električne struje
• Najčešće su velike gustoće
• Svi su u čvrstom stanju osim žive
• Imaju visoka tališta i vrelišta
• Lijevanjem metala dobivaju se predmeti različitih oblika
• Mogu se kovati i izvlačiti u tanke žice ili limove
• Željezo, kobalt i nikal imaju magnetična svojstva
• Većina je srebrnastosive boje, osim zlata i bakra
• Nemetale
• Loši su vodiči topline i električne struje (osim grafita)
• Uglavnom su malih gustoća
• Niskog su tališta i vrelišta (osim dijamanta)
• Većina su bezbojni plinovi (osim žutozelenog klora i blijedožutog fluora)
• Brom je tekućina, a ugljik, sumpor, fosfor i jod su čvrste tvari
• Polumetale

Kemijski spojevi

Kemijski spoj

• Složena tvar nastala kemijskim promjenama iz jednostavnijih tvari.

Sinteza tvari

• Reakcija nastajanja složenije tvari iz jednostavnijih.

Kemijske spojeve

• Moguće je odgovarajućim kemijskim postupcima rastaviti na jednostavnije tvari iz kojih su nastali.

Kemijska analiza

• Kemijska reakcija rastavljanja složenije tvari na jednostavnije.
• Vrste kemijske analize:
  • Zagrijavanjem tvari (piroliza)
  • Djelovanjem svjetlosti (fotoliza)
  • Djelovanjem električne struje (elektroliza)