Příklad kysličníku 3 страница

ROZDĚ LENÍ CHEMIE

1. Chemie anorganická (neú strojná ) zkoumá prvky a jejich slouč eniny, s vý jimkou slož itě jš í ch slouč enin uhlí ku.

2. Chemie organická (ú strojná ) zkoumá slouč eniny uhlí ku, ať př irozené, nebo př ipravené umě le.

3. Chemie fyziká lní zkoumá chemické dě je pomocí fyziká lní ch poznatků (např í klad elektrochemie, fotochemie apod. ).

4. Biochemie zkoumá dě je v ž ivé hmotě (trá vení, asimilace apod. ).

CHEMICKÉ LÁ TKY

1. Smě si jsou lá tky, jejichž rů znorodé slož ky mů ž eme okem nebo mikroskopem rozeznat a fyziká lně od sebe oddě lit. (Tř eba magnetem oddě lit ze smě si pí sku a ž elezný ch pilin od pí sku ž elezo. )

Jemné č á steč ky pevný ch lá tek rozptý lené v kapalině tvoř í suspenzi (hlí na ve vodě ). Drobné kapič ky kapaliny rozptý lené v jiné kapalině tvoř í emulzi. Pevné lá tky oddě lujeme od kapalin filtrací. Kapalina proteč e filtrem jako filtrá t. Smě si stejnorodé tvoř í roztoky (sů l ve vodě ). Roztok mů ž e bý t tuhý (slitiny, sklo), kapalný i plynný. Roztok je smě s molekul lá tky rozpuš tě né v rozpouš tě dle. Zná me roztoky nasycené (za studena i za varu), zř edě né a koncentrované. Lá tky jsou rozpustné a nerozpustné. Rozpustnost lá tky udá vá její nejvě tš í množ ství, které se rozpustí ve 100 gramech rozpouš tě dla př i urč ité teplotě. (Rozpustnost vě tš inou stoupá se stoupají cí teplotou. )

Koncentrace roztoku je množ ství rozpuš tě né lá tky (v g) v urč ité m množ ství roztoku. (5%ní roztok cukru znamená, ž e ve 100 g roztoku je 5 g cukru. )

Slož ky smě sí od sebe oddě lujeme plavení m a usazová ní m (sedimentací ), od-stř eď ová ní m a filtrací, odpař ová ní m a krystalizací, destilací a sublimaci a flotací (např. př i ú pravě rudy).

Destilace je oddě lová ní kapaliny z roztoků varem; vzniklé pá ry se chlazení m srá ž ejí, zkapalň ují. Vzniká destilá t.

Sublimací př echá zí skupenství tuhé př í mo v plynné (jó d, naftalen, suchý led, tj. pevný kyslič ní k uhlič itý ).

2. Slouč eniny jsou lá tky slož ené ze dvou nebo z ví ce prvků. Prvky jsou v nich navzá jem vá zané (voda, sů l kuchyň ská, soda apod. ). Prvek označ ujeme chemickou znač kou, slouč eninu chemický m vzorcem. Vzorec udá vá, z jaký ch prvků je tvoř ena slouč enina a v jaké m pomě ru jsou v molekule slouč eniny jejich atomy. Molekulová hmotnost slouč eniny je dá na souč tem atomový ch hmotností vš ech jejich prvků. (At. hmotnost C je 12, O₂ je 32. Molekulová hmotnost CO₂ je tedy 12 + 32 = 44). Uhlí k a kyslí k jsou slouč eny v pomě ru hmotností 12: 32. Ve 44 g CO₂ je tedy 12 g uhlí ku a 32 g kyslí ku. Chemická znač ka znamená atom, vzorec znač í molekulu. Spojení m atomů stejné ho prvku vzniká molekula prvku, spojení m atomů rů zné ho druhu vzniká molekula slouč eniny.

Kapalné a tuhé prvky tvoř í molekuly o rů zné m poč tu atomů, prvky plynné se sklá dají v molekulu obyč ejně ze dvou atomů.

3. Prvky jsou lá tky tak jednoduché, ž e se už chemicky rozdě lit nedají. Prvek tvoř í atomy stejný ch chemický ch vlastností. Je tolik druhů atomů, kolik je prvků. Dosud zná me 88 prvků př irozený ch a 17 prvků umě lý ch. V zemské ků ř e jsou prvky zastoupeny takto:

Kyslí k 49 %, kř emí k 26 %, hliní k 7, 5 %, ž elezo 4 %, vá pní k 3 %, sodí k 2, 5 %, draslí k 2, 5 %, hoř č í k 2, 5 % a vodí k 1 %. To je 98 %, tvoř ený ch deví ti prvky. Na ostatní ch 79 prvků zbý vají pouze 2 %!

Atomová hmotnost je č í slo udá vají cí, kolikrá t je atom urč ité ho prvku tě ž š í než jedna dvaná ctina hmotnosti izotopu uhlí ku ¹²C.

Prvky dě lí me na kovy a nekovy. (Ví z tabulku prvků! )

Geniá lní roztř í dě ní prvků provedl ruský chemik D. J. Mendě lejev (1834-1907).

ZÁ KLADNÍ CHEMICKÉ REAKCE

Chemický rozklad (analý za) je reakce, v ní ž se slouč eniny rozklá dají (š tě pí ) na slouč eniny jednoduš š í nebo na prvky.

CaCO₃à CaO + CO₂ (pá lení vá pence na vá pno)

2HgO à 2Hg + O₂ (rozklad teplem – ž í há ní m)

2H₂O à 2H₂ + O₂ (rozklad elektr. proudem-elektrolý za)

Chemické sluč ová ní (synté za) je reakce, v ní ž se prvky sluč ují ve slouč eniny nebo slouč eniny jednoduché v slož itě jš í.

Hoř ení:

hoř ení uhlí ku C + O₂à CO₂ (kyslič ní k uhlič itý )

hoř ení sí ry S + O₂à SO₂ (kyslič ní k siř ič itý )

hoř ení vodí ku 2H₂ + O₂à 2H₂O (voda)

Hoř ení je okyslič ová ní (oxidace) za vzniku tepla a svě tla. Vznikají př itom kyslič ní ky (oxidy).

Podvojná zá mě na je reakce, v ní ž ze dvou slouč enin vznikají dvě jiné.

NaCl + AgNO₃à AgCl + NaNO₃2NaCl + H₂SO₃à 2HCl + Na₂SO₃

Př í mý m slouč ení m kovů se sí rou vznikají sirní ky: Fe + Sà FeS (sirní k ž eleznatý )

2Ag + Sà Ag₂S (sirní k stř í brný )

Pb + S à PbS (sirní k olovnatý )

Chemické nahrazová ní (substituce) je reakce, př i ní ž urč itý prvek vstupuje do slouč eniny a nahradí v ní prvek jiný.

H₂SO₄ + Zn à ZnSO₄ + H₂ (sí ran zineč natý )

CuSO₄ + Fe à FeSO₄ + Cu (sí ran ž eleznatý )

Redukce (odkyslič ová ní ) je odní má ní kyslí ku ze slouč enin kyslí katý ch (oxidů ).

1. Redukce vodí kem: CuO + H₂à Cu + H₂O

2. Redukce uhlí kem: PbO + C à Pb + CO

3. Redukce kyslič ní kem uhelnatý m: PbO + CO à Pb + CO₂

Vš echny reakce jsou doprová zeny změ nou teploty. Buď se teplo uvolň uje – reakce exotermické, nebo se spotř ebuje – reakce endotermické.

ZÁ KLADNÍ CHEMICKÉ ZÁ KONY

Zá kon o zachová ní hmoty: Souč et hmotností lá tek př ed reakcí se rovná souč tu hmotností lá tek po reakci.

Tento zá kon dal chemii vě decký zá klad. Ř í ká, ž e nic nelze stvoř it z nič eho, ž e nic nelze ani znič it.

Podle tohoto zá kona musí bý t v kaž dé chemické reakci poč et atomů př ed reakcí a po reakci stejný (2H₂ + O₂à 2H₂O).

Zá kon stá lý ch pomě rů sluč ovací ch: Prvky se sluč ují ve slouč eniny za stá lý ch pomě rů hmotností.

V CuO je sluč ovací pomě r vyjá dř en atomový mi hmotnostmi: Cu: O = 64: 16 (4: 1) C: O = 12: 16 (3: 4) C: O₂ = 12: 32 (3: 8)

Zá kon ná sobný ch pomě rů sluč ovací ch: Tvoř í -li dva prvky ví ce slouč enin, jsou vá hová množ ství jednoho prvku, která jsou slouč ena se stejný m množ ství m prvku druhé ho, v pomě ru malý ch a celý ch č í sel.

v CuO: Cu: O = 64: 16

v Cu₂O: Cu₂: O = 128: 16 Cu: Cu₂ = 64: 128 = 1: 2

v SO₂: S: O₂ = 32: 32 v SO₃: S: O_s = 32: 48 O₂: O₃ = 32: 48 = 2: 3

Zá kon stá lý ch pomě rů objemový ch (tý ká se jen plynů ): Objemy plynný ch lá tek jsou př i chemický ch reakcí ch v pomě ru malý ch celý ch č í sel. Grammolekula kaž dé plynně lá tky zaují má př i teplotě 0 °C př i tlaku 760 torrů objem 22, 4 litru.

H₂ + Cl₂à 2HCl

Objem: 22, 4 l + 22, 4 l = 2. 22, 4 l

1 objem + 1 objem se slouč í na 2 objemy (pomě r je 1: 1: 2)

MOCENSTVÍ PRVKŮ

Mocenství (vaznost) je vlastnost atomů prvků vá zat se s urč itý m poč tem atomů prvků jiný ch.

Mocenství se vyjadř uje č í slem udá vají cí m, s kolika atomy vodí ku se slouč í nebo kolik atomů vodí ku nahradí atom prvku. Jednotkou je sluč ovací schopnost vodí ku. Mocenství znač í me ř í mskou č í slicí vpravo nahoř e u znač ky prvku: H‘ –OII – Al‘“ – C^lv atd. Prvky mohou bý t jednomocné až osmimocné.

Chemické ná zvosloví je odvozeno na zá kladě mocenství prvků. Protož e kyslí k se sluč uje té mě ř se vš emi prvky a tvoř í s nimi kyslič ní ky, jsou ná zvy kyslič ní ků zá kladem č eské ho chemické ho ná zvosloví. Mocenství je vyjá dř eno př í ponou př í davné ho jmé na v ná zvu kyslič ní ku. Podle té to př í pony ihned pozná me mocenství, a tí m i poč et atomů prvků, které tvoř í př í sluš ný kyslič ní k.

NÁ ZVOSLOVÍ KYSLIČ NÍ KŮ

Mocenství	Pomě r poč tu atomů	Typ kyslič ní ku	Př í pona	Př í klad kyslič ní ku
I	2: 1	R₂O	–ný	Na_aO	– kyslič ní k sodný
II	1: 1	RO	–natý	CaO	– kyslič ní k vá penatý
III	2: 3	R₂O₃	–itý	Al₂O₃	– kyslič ní k hlinitý
iv	1: 2	RO₂	–ič itý	CO₂	– kyslič ní k uhlič itý
v	2: 5	R₂O₅	–eč ný	p₂O₅	– kyslič ní k fosforeč ný
			–ič ný	N₂O₅	– kyslič ní k dusič ný
vi	1: 3	RO₃	–ový	SO₃	– kyslič ní k sí rový
vii	2: 7	R₂O₇	–istý	Mn₂O₇	– kyslič ní k manganistý
viii	1: 4	RO₄	–ič elý	OsO₄	– kyslič ní k osmič elý

Od ná zvů kyslič ní ků se odvozují i ná zvy jiný ch slouč enin: Ag₂S-sirní k stř í brný, FeS – sirní k ž eleznatý, NaCl – chlorid sodný, CaCl₂ – chlorid vá penatý atd.

CO LZE VYPOČ Í TAT Z CHEMICKÝ CH VZORCŮ

Chemický vzorec udá vá vá hové slož ení slouč eniny. Ze vzorce a z atomový ch hmotností prvků (které jsou uvedeny v tabulce prvků ) vypoč teme i procentové slož ení. Souč et atomový ch hmotností vš ech prvků ve slouč enině udá vá molekulovou hmotnost slouč eniny. A dě lí me-li atomovou hmotnost prvku ve slouč enině molekulovou hmotností slouč eniny, dostaneme v procentech množ ství onoho prvku ve slouč enině.

Př í klady:

Kolik % vá pní ku je ve vá penci?

Vá penec (uhlič itan vá penatý ) CaCO₃ má molekulovou hmotnost 100 (je to souč et atomový ch hmotností vš ech prvků ve vá penci. 40 + 12 + 3. 16 = 100). Procento vá pní ku: 40: 100 = 0, 40. Ve vá penci je tedy 40 % vá pní ku!

Kolik procent olova je v galenitu?

Galenit (sirní k olovnatý ) PbS má molekulovou hmotnost 207 + 32 = 239. Obsah olova: 207: 239 = 0, 866. V galenitu je tedy 86, 6 % olova!

Kolik krystalické vody je v modré skalici?

Modrá skalice (sí ran mě dnatý ) CuS0₄. 5H₂O má molekulovou hmotnost 63 + 32 + 64 + 5. (2 + 16) = 249. Voda má atomovou hmotnost 5. (2 + 16) = 90. Procento vody je 90: 249 = 0, 361. V modré skalici je tedy 36, 1 % vody!

ANORGANICKÉ SLOUČ ENINY

1. Kyslič ní ky (oxidy) jsou slouč eniny prvků s kyslí kem.

2Na +O à Na_aO 2K + O à K₂O

2. Hydroxidy jsou slouč eniny kovů se skupinou OH‘ (hydroxyl).

Na₂O + H₂O à 2NaOH (hydroxid sodný )

CaO +H₂O à Ca (OH) ₂ (hydroxid vá penatý )

NH₃ + H₂O à NH₄OH (hydroxid amonný – č pavek)

3. Kyseliny jsou slouč eniny nekovový ch kyslič ní ků a vody.

CO₂ + H₂O à H₂CO₃ (kyselina uhlič itá )

SO₃ + H₂O à H₂SO₄ (kyselina sí rová )

N₂O₅ + H₂O à 2HNO₃ (kyselina dusič ná )

Kyseliny bezkyslí kové:

H₂ + Cl₂à 2HCI (chlorovodí k) H₂ + S à H₂S (sirovodí k)

Kyseliny a hydroxidy zkoumá me zkoumadly (indiká tory). Lakmus v hydroxidu zmodrá, fenolftalein zč ervená. Kyseliny barví lakmus nač erveno. Kyselý charakter kyseliny udá vá vodí k (nikoli kyslí k! ).

TABULKA DŮ LEŽ ITÝ CH KYSELIN

Druh	Jmé no	Vzorec	Zbytek	Odvoz soli
jednosytné	dusič ná	HNO₃	(NO₃) I	dusič nany
	chlorovodí ková	HCl	(Cl) ‚	chloridy
dvojsytné	uhlič itá	H₂CO₃	(CO₃) II	uhlič itany
	siř ič itá	H₂SO₃	(SO₃) II	siř ič itany
	sí rová	H₂SO₄	(SO₄) II	sí rany
trojsytné	fosforeč ná	H₃PO₄	(PO₄) III	fosforeč nany

4. Soli.

Reakcí, v ní ž na sebe pů sobí kyselina a zá sada, vzniká sů l a voda. Tomuto pochodu ř í ká me neutralizace.

Soli jsou slouč eniny zbytků kyselin (viz tabulku kyselin! ) s kovy nebo se skupinou (NH₄)

Vzorec soli odvozujeme od vzorce kyseliny (v ní ž je atom vodí ku nahrazen atomem kovu) a od zbytku kyseliny. Ná zev soli je odvozen od ná zvu kyseliny (viz tabulku kyselin! ). Př í pona se ř í dí pravidly o mocenství. Např í klad: NaNO₃– dusič nan sodný, Ca₂(NO₃) _2-dusič nan vá penatý, Al₂ (NO_a) _3-dusič nan hlinitý apod.

Dvojsytné kyseliny tvoř í dvě skupiny solí: kyselé a normá lní.

Kyselé soli (hydrosoli) mají nahrazen jen jeden atom vodí ku atomem kovu. Např. NaHS0₄ (hydrosí ran sodný ).

Normá lní soli mají oba atomy vodí ku nahrazeny atomy kovu. Např. Na₂CO₃(uhlič itan sodný ).

Soli vznikají

a) neutralizaci kyselin a zá sad

NaOH + HNO₃à NaNO₃ + H₂O

b) reakcí zá sadotvorný ch (kovový ch) kyslič ní ků s kyselinami

CaO + H₂SO₄à H₂O + CaSO₄

c) reakcí hydroxidů s kyselinotvorný mi kyslič ní ky (nekovový mi)

2NaOH + CO₂à Na₂CO₃ + H₂O

d) reakcí ně který ch kovů s kyselinami

Zn + H₂SO₄à H₂ + ZnSO₄

ZÁ KLADNÍ POZNATKY Z CHEMIE

kovy

Prvky nekovy

Chemicky č isté lá tky

kyslič ní ky

Slouč eniny hydroxidy

kyseliny

soli

Oxidace

Kov + kyslí kà kyslič ní k kovu (dá vá s kyselinou sů l a vodu)

2Na + O à Na₂O

Na₂O + H₂SO₄à Na₂SO₄ + H₂O

Nekov + kyslí kà kyslič ní k nekovu (dá vá se zá sadou sů l a vodu)

S + 3O à SO_s

SO3 + 2NaOH à H₂O + Na₂SO₄

Reakce s vodou

Kyslič ní k kovu + vodaà – hydroxid [Na₂O + H₂O à 2Na (OH) ₂]

Kyslič ní k nekovu + vodaà kyselina [SO₃ + H₂Oà H₂SO4)

Neutralizace

Hydroxid + kyselinaà voda a sů l (2NaOH + H₂SO₄à 2H₂O + Na₂SO₄)

NĚ KOLIK SLOV O ORGANICKÉ CHEMII

Organická chemie se zabý vá slouč eninami uhlí ku (C^IV) a jejich př emě nami. V organický ch slouč eniná ch bý vá kromě uhlí ku ješ tě vodí k, č asto kyslí k a ně kdy ješ tě dusí k, sí ra, fosfor a jiné prvky.

Dosud zná me př es dva milió ny organický ch slouč enin. Vě tš inou byly př ipraveny v laboratoř í ch.

Ohromné množ ství organický ch slouč enin lze vysvě tlit schopností uhlí ku tvoř it s jiný mi atomy uhlí ku ř etě zce.

V př í rodě vznikají organické slouč eniny v organismech rostlin a ž ivoč ichů. Zá kladní rostlinný chemický proces, jí mž vzniká organická slouč enina, je asimilace. Rostliny př ijí mají ze vzduchu CO₂ a z pů dy H₂O. Pů sobení m sluneč ní energie a zelené ho listové ho barviva, chlorofylu, vzniká z CO₂ a z H₂O bunič ina, celuló za.

chlorofyl

6CO₂ + 5H₂O + energie slunce à C₆H₁₀O₅ + 6O₂

katalyzá tor

Zá kladní př ehled organický ch slouč enin

1a) Uhlovodí ky s vazbou jednoduchou (nasycené ) jsou: metan (CH₄), etan (C₂H₆), propan (C₃H₈), butan (C₄H₁₀), pentan (C₅H₁₂) atd.

U uhlovodí ků pí š eme kromě obvyklý ch chemický ch vzorců ješ tě vzorce strukturní, které ná m prozrazují vnitř ní stavbu (strukturu) molekul.

Př í klady:

Uhlovodí ky s C₃ až C₁₀ jsou kapalné (benzí n, petrolej). Uhlovodí ky s C_u až C₁₅ jsou mazlavé (strojní oleje, vazelí na). Uhlovodí ky s C₁₆ a ví ce jsou tuhé (parafí n).

1b) Uhlovodí ky s vazbou dvojnou, trojnou (nenasycené )

Molekuly nenasycený ch uhlovodí ků se mohou vzá jemně vá zat ve velké molekuly (vazba dvojná př echá zí v jednoduchou).

… CH2-CH2-CH2-CH2-CH2…

Tak z etylé nu vznikají polyetylé ny.

Z uhlovodí ků plynný ch vznikají vysokomolekulá rní slouč eniny (tuhé ). Tato reakce se nazý vá polymerace a vznikají v ní polymery s vlastnostmi plastický ch hmot. Etylé n a acetylé n jsou zá kladní suroviny pro vý robu umě lý ch hmot (syntetický kauč uk apod. ).

1c) Ropa je smě s rů zný ch uhlovodí ků a jiný ch slouč enin.

Frakč ní destilací uvolň ují se př i rů zný ch teplotá ch rů zné lá tky:

př i 40-150 °C surový benzí n

př i 150-250 °C petrolej (nafta)

př i 250-350 °C plynný olej

nad 350 °C surové oleje, vazelí na, parafí n. Zbytek je asfalt.

1d) Rozkladná destilace dř eva a uhlí. Př i tepelné m rozkladu (1000 až 1200 C bez př í stupu vzduchu) vzniká v plyná rná ch a koksá rná ch: 1. ze dř eva: dř evný plyn, dehet, lí h (metanol), ocet a dř evě né uhlí,

2. z uhlí sví tiplyn, dehet a koks.

Z dehtu se vyrá bě jí barviva, lé ky, cukerí n, vý buš niny a jiné hmoty. 1e) Syntetický benzí n vzniká hydrogenací (obohacení vodí kem) hně douhelné ho dehtu. (Naš e vý roba v Zá vodech č eskoslovensko-sově tské ho př á telství v Zá luž í u Mostu. )

II. Cukry vznikají asimilací v zelený ch rostliná ch (fotosynté za). Jsou slož eny z atomů C, H a O. Dě lí me je na jednoduché a slož ené.

1. Jednoduché:

cukr hroznový (glukó za) C₆H₁₂0₆

cukr ovocný (fruktó za) C₆H₁₂0₆ (stejné slož ení, ale jiná struktura molekuly)

2. Slož ené ze dvou molekul cukrů jednoduchý ch:

cukr ř epný (sacharó za) C₁₂H₂₂O₁₁cukr sladový (maltó za) cukr mlé č ný (laktó za)

⇐ Предыдущая 12 13 14 15 161718 19 20 21 Следующая ⇒