d: esursaiemigrantasgermokslaschemijos …anksčiau valentingumą apibūdindavo kaip vieno atomo...
TRANSCRIPT
9. CHEMIJA
9.1 Oksidacijos laipsnis 9.2 Valentingumas 9.3 Jonų atpažinimo reakcijos 9.4 Dujų nustatymas 9.5 Organinių medžiagų nustatymas 9.6 Kai kurios cheminės medžiagos 9.7 Cheminių elementų lentelės
9.1. OKSIDACIJOS LAIPSNIS
Oksidacijos laipsnis – tai krūvis, kurį įgytų atomas, jei visos cheminį ryšį sudarančios elektronų poros būtų atiduotos elektroneigiamesniam elementui. Oksidacijos laipsnis užrašomas virš elemento simbolio su “+” arba “–” ženklu: Mn+7
(KMnO4). Jono krūvis žymimas taip: Ba2+. Oksidacijos laipsnio skaičiavimo taisyklės:
1. vieninių medžiagų oksidacijos laipsnis lygus nuliui; 2. H – +1, išskyrus metalų hidridus, kuriuose H oksidacijos laipsnis lygus –1. Pavyzdžiui: ; 3. O – –2, išskyrus peroksidus , bei fluoro okside; 4. šarminių metalų oksidacijos laipsnis yra +1; 5. iš dviejų atomų neigiamą oksidacijos laipsnį įgauna tas, kurio elektroneigiamumas didesnis. Pavyzdžiui: ,
nes As elektroneigiamumas yra 1,0, o Se – 2,4; 6. visų molekulę sudarančių elementų oksidacijos laipsnių suma lygi nuliui, o sudėtingame jone - jono
krūviui:
+1+x+4(–2)=0; x=+7; x+4(–2)=–2; x=+6;
Oksidacijos laipsnis gali būti ir trupmeninis:
(magnetitas) – Fe oksidacijos laipsnis yra .
Atsižvelgiant į oksidacijos laipsnį, klasifikuojamos medžiagos, oksidacijos–redukcijos reakcijos. Pavyzdžiui, meta–, orto–,
piro– fosforo rūgštyse (atitinkamai ) fosforo oksidacijos laipsnis yra +5. Vadinasi, šių rūgščių
savybės panašios, bet jos skiriasi nuo ortofosfitinės rūgšties savybių (P oksidacijos laipsnis yra +3).
Oksidacijos laipsnis leidžia numatyti medžiagų oksidacines–redukcines savybes. Aukščiausią oksidacijos laipsnį (kuris dažniausiai atitinka grupės numerį periodinėje elementų sistemoje) turintys elemento atomai reakcijose būna oksidatoriai. Atomai, turintys minimalų oksidacijos laipsnį, yra reduktoriai. Atomai, turintys tarpinį oksidacijos laipsnį, turi oksidacinių ir redukcinių savybių.
Perioduose iš kairės į dešinę oksidacijos laipsnis nuosekliai didėja, nes jis paprastai prilygsta grupės numeriui. Pagrindiniuose pogrupiuose iš viršaus į apačią žemesnio oksidacijos laipsnio junginių stabilumas didėja, o šalutiniuose – atvirkščiai, pastovesni aukštesnio oksidacijos laipsnio junginiai.
9.2. VALENTINGUMAS
Page 1 of 10
5/9/2006file://D:\resursai\emigrantas\Ger\Mokslas\Chemijos_Zinynas\Chemijos Zinynas\index.html
Anksčiau valentingumą apibūdindavo kaip vieno atomo savybę prijungti tam tikrą kitų elementų skaičių. Vėliau valentingumas buvo susietas su nesuporuotų elektronų, sudarančių tarp atomų jungtis, skaičiumi. Pavyzdžiui:
H(1s1) valentingumas yra 1, He(1s2) valentingumas yra 0, Be(1s22s2) valentingumas yra 2 (nes vienas 2s elektronas pereina į sužadintą 2p orbitalę Be*1s22s12p1).
Valentingumas lygus elektronų porų, jungiančių tą atomą su kitų elementų atomais, skaičiui.
Dažnai atomo valentingumas junginyje lygus periodinės sistemos grupės, kurioje yra elementas, numeriui. Tačiau antrojo periodo elementų valentingumas ne visuomet sutampa su grupės numeriu ir nebūna didesnis nei 4.
Sudėtingose molekulėse nustatyti valentingumą sunku, todėl dažnai vartojama oksidacijos laipsnio savoka. Tai formalus ir lengviau apskaičiuojamas dydis.
Oksidacijos laipsnio ir valentingumo skaičiavimo pavyzdžiai:
9.3. JONŲ ATPAŽINIMO REAKCIJOS
Nustatomasis jonas Reakcijos pavyzdys Reakcijos rezultatas
H+ indikatoriai mėlynas lakmuso popierėlis raudonuoja
Cu2+ CuCl2 + 2NaOH →
Cu(OH)2 ↓ + 2NaCl
CuCl2 + H2S → CuS ↓ + 2HCl
mėlynos spalvos nuosėdos
juodos spalvos nuosėdos
Fe2+ FeCl2 + 2NaOH → žalsvos spalvos, ore
ruduojančios nuosėdos:
Page 2 of 10
5/9/2006file://D:\resursai\emigrantas\Ger\Mokslas\Chemijos_Zinynas\Chemijos Zinynas\index.html
Fe(OH)2 ↓ + 2NaCl
3FeCl2 + 2K3[Fe(CN)6] →
Fe3[Fe(CN)6]2↓ + 6KCl
3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3 →
Fe3[Fe(CN)6]2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O→
→ 4Fe(OH)3 ↓
Jei tirpalai praskiesti, tai mėlynos spalvos nuosėdos nesusidaro, bet gaunami mėlynos spalvos tirpalai
Fe3+ FeCl3+ 3NaOH →
Fe(OH)3↓ + 3NaCl
4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] →
Fe4[Fe(CN)6]3↓ + 12KCl
4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4 →
Fe4[Fe(CN)6]3↓
FeCl3 + 3KSCN →
Fe(SCN)3 + 3KCl
rudos spalvos nuosėdos
Jei tirpalai praskiesti, tai mėlynos spalvos nuosėdos nesusidaro, bet gaunami mėlynos spalvos tirpalai
Kraujo spalvos tirpalas
Al3+ AlCl3+ 3NaOH →
Al(OH)3↓ + 3NaCl baltosspalvos nuosėdos,tirpstančios šarmų pertekliuje:
Al(OH)3 + NaOH→
Na[Al(OH)4]
NH4Cl + NaOH → NH4OH + NaCl
NH4OH → NH3 + H2O
amoniako kvapas; drėgnas raudonas lakmuso popierėlis mėlynuoja:
NH3 + H2O → NH4OH
Ba2+ BaCl2 + Na2SO4 →
BaSO4↓ + 2NaCl baltos spalvos nuosėdos
dažo liepsną gelsvai žalia spalva
Ca2+ CaCl2 + Na2CO3 →
CaCO3↓ + 2NaCl baltos spalvos nuosėdos
dažo liepsną plytos raudonumo spalva
Page 3 of 10
5/9/2006file://D:\resursai\emigrantas\Ger\Mokslas\Chemijos_Zinynas\Chemijos Zinynas\index.html
Na+ dažo liepsną geltona spalva
K+ dažo liepsną violetine spalva
Zn2+ ZnCl2+ 2NaOH →
Zn(OH)2↓ + 2NaCl baltos spalvos nuosėdos, tirpstančios šarmų pertekliuje: Zn(OH)2 + NaOH→
Na[Zn(OH)3]
Cl− NaCl + AgNO3 → AgCl ↓ + NaNO3
2NaCl* + H2SO4 →
Na2SO4 + 2HCl
baltos spalvos nuosėdos
išsiskiria bespalvės aštraus kvapo dujos
Br− AgNO3 + KBr → AgBr ↓ +
KNO3
NaBr* ir H2SO4
šviesiai gelsvos spalvos nuosėdos
išsiskiria SO2 ir Br2 (rudos spalvos) dujos
I− AgNO3 + KI → AgI ↓ + KNO3
NaI* ir H2SO4
geltonos spalvos nuosėdos
išsiskiria SO2 ir I2 (violetinės spalvos) dujos
CH3COO− 2NaCH3COO + H2SO4 →
2CH3COOH + Na2SO4 silpnas acto rūgšties kvapas
OH− indikatoriai raudonas lakmuso popierėlis mėlynuoja
8FeSO4+3H2SO4(konc.)+2HNO3
→ 3Fe2(SO4)3+ 2FeSO4NO+4H2O
Jei tiriamame tirpalo laše yra nitratų, aplink FeSO4 kristaliuką susidaro rudas FeSO4NO junginio žiedas
BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4↓ + 2NaCl
baltos spalvos nuosėdos, kuriosnetirpstadruskos rūgštyje HCl
BaCl2 + Na2SO3 →
BaSO3↓ + 2NaCl baltos spalvos nuosėdos, tirpstančios druskos rūgštyje HCl
S2− Na2S + Pb(CH3COO)2 → juodos spalvos nuosėdos
Page 4 of 10
5/9/2006file://D:\resursai\emigrantas\Ger\Mokslas\Chemijos_Zinynas\Chemijos Zinynas\index.html
* Sieros rūgštimi nustatant halogenidus, šie analizei imami kietos druskos pavidalu
9.4. DUJŲ NUSTATYMAS
9.5. ORGANINIŲ MEDŽIAGŲ NUSTATYMAS
PbS ↓ + 2NaCH3COO
K2CO3 + 2HCl →
2KCl + CO2 + H2O
išsiskiria bekvapės dujos, drumsčiančios kalkių vandenį: CO2 + Ca(OH)2
→ CaCO3↓ + H2O
K3PO4 +3AgNO3 →
3KNO3 + Ag3PO4 ↓ geltonos spalvos nuosėdos
Dujos Reakcijos pavyzdys Reakcijos rezultatas
CO2 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ +
H2O bekvapės dujos drumsčia kalkių vandenį. Iškrenta baltos spalvos nuosėdos
H2 įdėjus degančią skalelę į
mėgintuvėlį su dujomis, liepsna užsidega pliuptelėdama
O2
2H2O2 2H2O + O2
rusenanti skalelė užsidega
Organinis junginys Reakcijos pavyzdys Reakcijos rezultatas
Alkanai CnH2n+ 2
CnH2n+ 2 + Br2(sk.) → × neblukina bromo
vandens tirpalą
Alkenai CnH2n
CH3–CH=CH–CH3+Br2(s.k.) → CH3–CH–CH–CH3(sk.)
| |
Br Br
CH2=CH2+[O] +H2O →
blukina bromo vandens tirpalą
violetinis kalio permanganato tirpalas pasidaro rudas, nes įvykus reakcijai
Page 5 of 10
5/9/2006file://D:\resursai\emigrantas\Ger\Mokslas\Chemijos_Zinynas\Chemijos Zinynas\index.html
CH2–CH2
| |
OH OH
susidaro MnO2
Alkinai CnH2n − 2
CH3 –C≡ C–CH3+Br2(sk.)
→ CH3–C=C–CH3
| |
Br Br
CH3 –C=C–CH3+Br2(sk.)
| |
Br Br
→ CH3–CBr2=CBr2–CH3
labai smarkiai blukina bromo vandens tirpalą
Aromatiniai angliavandeniliai
C6H6+Br2(sk.) → ×
C6H6+Br2
C6H5Br+HBr
neblukina bromo vandens tirpalą
išsiskyrusios dujos HBr reaguoja: AgNO3+HBr→ AgBr↓ +KNO3 – iškrenta šviesiai gelsvos spalvos nuosėdos
Vienhidroksiliai alkoholiai
C2H5OH+CuO →
O
⏐ ⏐
CH3–C–H+Cu↓ +H2O
įdėjus įkaitintą vario vielą į mėgintuvėlį su etilo alkoholiu, atsiranda aštrus acto rūgšties kvapas ir nuo vario vielos dingsta juodos apnašos
Daugiahidroksiliai alkoholiai
CH2–OH
| +Cu(OH)2 →
CH2–OH
CH2–O
→ | Cu+2H2O
CH2–O
mėlynos spalvos tirpalas
Page 6 of 10
5/9/2006file://D:\resursai\emigrantas\Ger\Mokslas\Chemijos_Zinynas\Chemijos Zinynas\index.html
Fenolis 6C6H5OH+FeCl3 →
3HCl+H3[Fe(OC6H5)]
C6H5OH+3Br2(sk) →
3HBr+C6H5(OH)Br3 ↓
susidaro violetinės spalvos tirpalas
baltos spalvos nuosėdos
Aldehidai O
⏐ ⏐
R--C-----H + Ag2O
RCOOH +2Ag ↓
O
⏐ ⏐
R--C-----H+ 2Cu(OH)2
RCOOH+2CuOH↓ +H2O
2CuOH Cu2O↓ +H2O
“sidabrinio veidrodžio” reakcija – šildomo mėgintuvėlio sienelės apsitraukia blizgančia kaip veidrodis danga
šildant mišinį, mėlynos Cu(OH)2 nuosėdos iš pradžių pasidaro geltonos (CuOH), o po to raudonos (Cu2O) spalvos
Karboninės rūgštys
CH3COOH+NaHCO3→
NaCH3COO+CO2 +H2O skiriasi dujos, kurios drumsčia kalkių vandenį: CO2 +Ca(OH)
2→ H2O+CaCO3↓
Aminai (anilinas) C6H5NH2+3Br2(sk) →
3HBr+C6H2(NH2)Br3↓
C6H5NH2+chlorkalkės →
baltos spalvos nuosėdos
violetinės spalvos tirpalas
Angliavandeniai (gliukozė)
CH2OH--(CHOH)4--COH
+Ag2O t,amoniak.tirp
CH2OH--(CHOH)4--COOH
+2Ag↓
CH2OH--(CHOH)4--COH+
Cu(OH)2 →
„sidabrinio veidrodžio” reakcija – šildomo mėgintuvėlio sienelės apsitraukia blizgančia kaip veidrodis danga
susidaro mėlynos spalvos tirpalas
šildant mišinį, mėlynos
Page 7 of 10
5/9/2006file://D:\resursai\emigrantas\Ger\Mokslas\Chemijos_Zinynas\Chemijos Zinynas\index.html
9.6. KAI KURIOS CHEMINĖS MEDŽIAGOS
HCl – druskos rūgštis. Vandeninis vandenilio chlorido tirpalas vandenyje. Koncentruota yra 37% (d = 1,19 g/ml).
H2SO4 – sieros rūgštis. Koncentruota yra 95,98% (d = 1,84g/ml). Tirpsta vandenyje, išskirdama didelį šilumos kiekį. Gaminama Kėdainių chemijos gamykloje.
HNO3 – azoto rūgštis. Aštraus kvapo bespalvis skystis, gerai tirpsta vandenyje. Koncentruota yra 60% (d = 1,367 g/ml),
rudos spalvos dėl NO2 priemaišų. Šviesoje skyla. Gaminama Jonavoje.
„Karališkas vanduo” (aqua regia) – koncentruotų rūgščių mišinys: 1 tūris HNO3 ir 3 tūriai HCl. Stiprus oksidatorius, tirpina Pt, Au ir kitus metalus, netirpstančius paprastose rūgštyse.
H3PO4 – ortofosfatinė rūgštis. Kieta kristalinė medžiaga, gerai tirpstanti vandenyje. Gaminama Kėdainių chemijos gamykloje.
CH3COOH – acto rūgštis.
NaOH – „muilo akmuo” arba kaustinė soda. Kieta balta kristalinė medžiaga. Gerai tirpsta vandenyje, išskirdama šilumą. Oreištyžta, nes sugeria drėgmę.
CuSO4 ⋅ 5H2O – „mėlynasis akmenėlis”.
FeSO4 ⋅ 7H2O – „žaliasis akmenėlis”.
CaSO4 ⋅ 2H2O – gipsas.
CaO – negesintos kalkės.
Ca(OH)2 – kalcio hidroksidas (gesintos kalkės). Balti birūs milteliai, menkai tirpstantys vandenyje.
NaCl – valgomoji druska.
Soda:
kalcionuota soda – bevandenis natrio karbonatas – Na2CO3;
C6H7O(OH)3O2Cu+2H2O
CH2OH--(CHOH)4--COH+
2Cu(OH)2
CH2OH--(CHOH)4--COOH+ 2CuOH↓ +H2O
2CuOH Cu2O↓ +H2O
Cu(OH)2 nuosėdos iš pradžių pasidaro geltonos (CuOH), o po to raudonos (Cu2O) spalvos
Page 8 of 10
5/9/2006file://D:\resursai\emigrantas\Ger\Mokslas\Chemijos_Zinynas\Chemijos Zinynas\index.html
kristalinė soda – Na2CO3 ⋅ 10H2O; geriamoji (valgomoji) soda – NaHCO3;
Potašas – K2CO3, naudojamas kepimui;
Krakmolas – (C6H10O5)n, polisacharidas.
C2H5OH – etilo alkoholis (etanolis, vyno spiritas). Bespalvis skystis, bet kokiu santykiu maišosi su vandeniu, alkoholiais, gliceroliu ir kitais tirpikliais. Dega melsva liepsna. Naudojamas gaminant sintetinį kaučiuką, chloroformą ir kt. Etilo alkoholis – narkotikas.
Nitroglicerinas – glicerolio ir azoto rūgšties esteris. Aliejiškas skystis, netirpstantis vandenyje. Sprogsta pašildytas ar sukrėstas. Naudojamas dinamitui gaminti. 1% alkoholinis nitroglicerino tirpalas naudojamas medicinoje kraujagyslėms praplėsti. Nitroglicerino formulė:
Cukringosios medžiagos
Sacharozė (C12H22O11) – runkelių, cukranendrių cukrus. Molekulę sudaro gliukozės ir fruktozės liekanos. Bespalviai daugiasieniai kristaliukai, gerai tirpstantys vandenyje. Sacharozė yra cukrinio diabeto ir dantų karieso priežastis.
Sacharinas . Pirmą kartą susintetintas 1879 m. Jis yra 400–500 kartų saldesnis už cukrų, bet truputį kartina. Nekaloringa medžiaga, kurią žmogaus organizmas gerai pašalina. Patariama naudoti nedidelėmis dozėmis.
Geriausias dirbtinis cukraus pakaitalas – sorbitolis:
Tai dvigubai mažiau saldesnė nei cukrus medžiaga, tačiau nepadidina cukraus kiekio kraujyje. Naudoja diabetikai.
Ksilitolis – , gaunamas iš daugelio augalų. Jis du kartus saldesnis už cukrų, sumažina dantų karieso procesą. Pigesnis nei sorbitolis, bet 10 kartų brangesnis už cukrų.
„Geltonasis” cukrus – tai neišgrynintas cukrus, tarpinis cukraus gamybos produktas.
Karčioji druska – MgSO4 ⋅ 7H2O. Vartojamas kaip vaistas prieš vidurių užkietėjimą.
Page 9 of 10
5/9/2006file://D:\resursai\emigrantas\Ger\Mokslas\Chemijos_Zinynas\Chemijos Zinynas\index.html
KMnO4 – kalio permanganatas (antiseptikas).
„Sidabro vanduo” – vanduo, kuriame ištirpęs didelis Ag kiekis. Šiame vandenyje esantys Ag+ jonai pasižymi antiseptinėmis savybėmis.
Skystas stiklas (kanceliariniai klijai) – Na2SiO3.
Amoniako vanduo – NH3 ⋅ H2O. Gaunamas prisotinant vandenį amoniako dujomis. 1l vandens tirpsta 700ml amoniako dujų.
Askorbino rūgštis (vitaminas C): . Bespalvė kristalinė medžiaga.
Polimetilmetakrilatas (organinis stiklas): .
Plastilinas – medžiaga lipdymui. Tai molis su vaško, taukų ir vazelino priemaišomis, neleidžiančiomis jam išdžiūti.
Freonai (šaldikliai) – gaunami veikiant fluoro vandeniliu atitinkamus chlorintus angliavandenilius. Nenuodingi. Labiausiai paplitęs freonas–12 (CCl2F2) ir freonas–11 (CCl3F). Vartojami buitiniuose šaldytuvuose.
9.7. CHEMINIŲ ELEMENTŲ LENTELĖS
© 2000 UAB "Lietuvos rytas"
Page 10 of 10
5/9/2006file://D:\resursai\emigrantas\Ger\Mokslas\Chemijos_Zinynas\Chemijos Zinynas\index.html