FIZIČKA HEMIJAStudijske grupe:

Tehnologija konzervisanja i vrenja

Tehnologija animalnih proizvoda

Tehnologija ratarskih proizvoda

Upravljanje bezbednošću

Nastavnik: Dr Vesna Rakić, vanredni profesor

Fizička hemija je nauka koja je nastalaprimenom principa fizike u svrhurazumevanja fenomena koji se pojavljuju uhemijskim sistemima, na makroskopskom,mikroskopskom, atomskom ilisubatomskom nivou.

Predmeti izučavanja su: strukturamaterije (sve materije, žive i nežive) naatomskom, odnosno molekulskom nivou;promene koje se u materiji dogadjaju, kaoi zakoni koji ih opisuju.

Fizička hemija se takodje bavi i razvojemmetoda koje omogućavaju prethodnopomenuta izučavanja.

Mihail Lomonosov, PetrogradskiUniverzitet 1752. godine, predavanje podnaslovom: „Kurs prave fizičke hemije“(„Курс истинной физической химии”):

„Fizička hemija je nauka koja objašnjava,na osnovu postavki i iskustva fizike,uzroke onoga što se dešava u hemijskimpromenama u složenim telima“.

Tokom XVIII i XIX veka, mnogi fizičari bavili suse razjašnjavanjem hemijskih fenomena, kao štosu i mnogi hemičari izučavali fizičke pojave.

-Postoji potreba da se prirodni fenomenisagledaju sa aspekta i jedne i druge nauke;

-Fizičku hemiju, čiji je intenzivni razvoj počeokrajem XIX veka i trajao kroz čitav XX vek,mnogi smatraju prvom interdisciplinarnomnaukom.

- U izučavanju makroskopskih i mikroskopskihhemijskih fenomena, fizička hemija jesastavljena od više grana, zavisno od toga kojomse oblašću hemije bavi, pa razlikujemo:

-atomsku i molekulsku spektrohemiju,

-elektrohemiju,

-hemijsku kinetiku,

-fizičku hemiju čvrstog stanja,

-biofizičku hemiju, ...;

- Pri tome je tesno povezana i koristi principetermodinamike, kvantne hemije, statističkemehanike i kinetike.

Fizička hemija izučava:

-strukturu materije (sve materije, žive i nežive) naatomskom, odnosno molekulskom nivou;- promene koje se dogadjaju u materiji.

Uz druge prirodne nauke, fizička hemijadefiniše:

- zakone koji opisuju prirodu materije namikroskopskom i makroskopskom nivou, kao i zakonekoji opisuju promene koje se odgadjaju u materiji.

Predmet fizičke hemije je i razvoj metoda kojeomogućavaju izučavanje prethodnog.

Posebna oblast fizičke hemije je

KOLOIDNA HEMIJA

Koloidna hemija bavi se izučavanjemkoloidnih sistema; posebne vrstevišefaznih sistema kod kojih su česticejedne faze (disperzne faze) ravnomernorasporedjene u drugoj fazi (disperznomsredstvu).

Ovi sistemi su od posebnog značaja, jer senajveći broj telesnih tečnosti nalazi ukoloidnom stanju (ćelije, krv, mleko…).

Zbog toga što su fluidi u živim sistemimasastavljeni od koloida, živi organizminajlakše prihvataju hranu ili lekove kaokoloidne sisteme.

Zašto učiti fizičku hemiju tokom studiranja prehrambene tehnologije?

HRANA je po definiciji bilo koja supstanca koju jeduili piju živi organizmi. Pod hranom se podrazumevaju itečnosti koje se uzimaju kao pića.HRANA je izvor energije.

Supstance koje se koriste kao hrana se mogu imoraju posmatrati kao skup najrazličitijihhemijskih supstanci, odnosno, hemijskihjedinjenja. DAKLE, znanje iz fizičke hemijekorisno je u:- Saznavanju prirode (sastava) hrane- Saznavanju o promenama koje se u hrani odigravaju*- Pri analizi i kontroli kvaliteta hrane.

- Sve ovo je naravno neophodno u procesimaproizvodnje i prerade hrane.

* Fizičkohemijski procesi obuhvataju promene ukojima se u razmeni energije sa sistemom dešavajupromene na molekulskom nivou.

Danas postoji još jedan, obavezni ineizbežni, motiv za svakog obrazovanogi odgovornog čoveka, a posebno onogkoji je u svom obrazovanju učio hemiju:

Svet je suočen sa dva ogromnaproblema:

- Ogromnim zagadjenjem okoline(vazduha, vode i tla);

- Nedostatkom energije.

U rešavanju problema kao što su:

- Zagadjenje vazduha česticama,gasovima ili isparljivim jedinjenjima

-Zagadjenje voda farmaceutskim ili bilokojim drugim proizvodima iz hemijskihindustrija

-Uništavanje ozona, fotohemijski smog

-Zagadjenje svih ekosistema produktimaraspada plastike, baterija i mnogihdrugih proizvoda savremenih tehnologija

-Traženju novih izvora energije.

-Hemičari raznih profila suneophodni u timovima koji se baveovim problemima; a često su iključni faktor.

Red

Br.

Poglavlje Metodske jedinice Nastavne aktivnosti

Provera znanja

Uvod 1. Predmeti izučavanja fizičke hemije; naučna metodologija, laboratorijske procedure, rešavanje problema.

2. Organizacija podataka, grafički prikazi.

Predavanja

Interaktivni čas

1 Struktura materije

1. Modeli atoma; struktura atoma, radioaktivnost. Talasno-čestična priroda materije i energije.

2.Struktura molekula, energetski aspekt.

3. Atomska i molekulska spektroskopija

Predavanja

Predavanja

Predavanja, vežbe

Ulazni kolokvijum

2 Stanja materije i fazne transformacije

1. Intra i intermolekulske interakcije. Uticaj na fizičke osobine materije. Gasno, tečno i čvrsto stanje materije. Kinetička teorija gasova

2. Osobine fluida.

3. Fazne transformacije. Raulov zakon, destilacija.

Predavanja

Predavanja, vežbe

Predavanja

Ulazni kolokvijum

3 Koligativne osobine materije

1.Sniženje napona pare, povišenje tačke ključanja, sniženje tačke mržnjenja, osmotski pritisak.

2.Disocijacija i elektroliti; provodljivost elektrolita.

Predavanja, vežbe

Predavanja,

Ulazni kolokvijum

4 Termodina-mika

1.Termodinamičke funkcije stanja, rad.

2.Prvi zakon termodinamike, termodinamičke transformacije; Hesov iKirhofov zakon.

3.Drugi princip, spontanost procesa, entropija, toplotne mašine. Treći zakon termodinamike.

4.Slobodna energija i konstanta ravnoteže. Slobodna energija u hemijskim reakcijama, hemijski potencijal. Predvidjanje uslova pod kojima će se rakcija odigrati.

5. Primena termodinamike na realne sisteme

Predavanja

Predavanja, interaktivni čas, vežbe

Predavanja

Predavanja

Predavanja

Ulazni kolokvijum

Test

5 Transforma-cija hemijske energije u električnu –elektrohe-mija

1.Galvanske i elektrolitičke ćelije - prevodjenje energije redox reakije u električnu.

2. Potencijal elektrode, elektromotorna sila. Dobijanje termodinamičkih veličina iz elektrohemijskih merenja.

3. Komercijalne baterije, gorive ćelije, korozija.

Predavanja

Predavanja, vežbe

Predavanja

Ulazni kolokvijum

6 Hemijska kinetika

1. Brzina i red hemijske reakcije, konstanta brzine; njihovo merenje.

2. Složene hemijske reakcije, mehanizam, molekularnost.

3. Teorija sudara; zavisnost konstante brzine od temperature, Arenijusova jednačina. Kataliza.

Predavanja, vežbe

Predavanja

Predavanja

Ulazni kolokvijum

Test

Red

Br.

Poglavlje Metodske jedinice Nastavne aktivnosti

Provera znanja

Red

Br.

Poglavlje Metodske jedinice Nastavne aktivnosti

Provera znanja

7 Pojave na granici faza, termodinamika površina.Disperzni sistemi, njihove osobine.Tipovi i zastupljenost koloidnih sistema.

1. Adsorpcija, osnovni pojmovi,adsoprcione izoterme. Adsorpcija na granicima čvrsto-gas i čvrsto-tečno. Klase adsorbenata, moguće interakcije adsorbent-adsorbat. Površinska energija. Promena slobodne energije na granici faza.

2. Podela i dobijanja disperznih sistema, prečišćavanje. Svojstva koloidnih sistema. Suspenzije, emulzije, pene, aerosoli, makromolekularni koloidi; njihovi hemijski sastavi. Tipovi koloidnih sistema koji se pojavljuju u hrani. Formiranje dvostrukog električnog sloja, elektrokinetički i potencijal.

Struktura micele, kritične micelarne vrednosti. Stabilnost koloidnih sistema, elektrostatička, sterna.

Predavanja,

Interaktivni

časovi,

rešavanje

zadataka,

vežbe.

Ulazni kolokvijumi,

Test

PLAN ZA 2008/09.

1.Naučna metodologija, merenja, mernisistemi, greške merenja.

2.Struktura materije, Struktura atoma,Radioaktivnost, Struktura molekula,Hemijska veza; Medjumolekulskeinterakcije

3. Priroda gasova4. Priroda čvrstih i tečnih supstanci5. Fazne transformacije6. Rastvori i koligativna svojstva

materije7. Energetski i entropijski aspekt

hemijske transformacijeTermodinamika

8. Transformacija hemijske energije uelektričnu Elektrohemija

9. Brzina hemijske promene Hemijskakinetika

10. Promene koje se dogadjaju nagranici faza: površinske pojave(adsorpcija) i koloidni sistemi

Sistem ocenjivanja:

Predispitne obaveze:

-2 testa po maksimalno 10 bodova = 20

bodova

-Ulazni kolokvijumi: maksimalno 9 x 2

= 18 bodova

-Sredjena sveska (koja je obavezna!)

= 2 boda

Ukupno predispitno: 40 bodova

- Usmeni ispit: maksimalno 60 bodova

Završni ispit, ukupno 100 bodova

RASPORED POLAGANJA TESTOVA IZ FIZIČKE HEMIJE

I test: gradivo do oblasti Termodinamike – test je u 17. aprila 2011

II test: oblast Termodinamike, test je 21. maj1 2011

Literatura:

1.Opšti kurs fizičke hemije, UB FFH,Ivanka Holclajtner Antunović

2.Fizička hemija, skripta, Vesna Rakić

3.Načela fizikalne kemije, Piter Atkins

Kolokvijumi

1.Praktikum fizičke hemije, Hemijskifakultet

2.Eksperimentalna fizička hemija,Farmaceutski fakultet

3.Skripte iz fizičke hemije, Vesna Rakić,Vladislav Rac.

OSNOVNA SVOJSTVA MATERIJE

Materija je sve što nas okružuje, → sve što ima masu izapreminu. Osnovni oblici postojanja materije su:

Supstanca Fizičko polje

od supstance su izgradjene sve preko fizičkog polja sestvari koje postoje u prirodi ostvaruju

interakcije:električno, magnetno,gravitaciono

Osnovna svojstva materije su:neprekidno kretanje ENERGIJA – njen značaj!

tako nastaju PROMENE - sposobnost da se izvrši RADmaterija je u stalnom menjanju Potencijalna energija Epoblika i svojstava (odredjena položajem)

Kinetička energija Ek - mv2/2(odredjena kretanjem - v)

Materiju ispitujemo posmatrajući njene osobine,analogno posmatranju čoveka, vrši seidentifikacija osobina

Hemijske osobine one koje se ispoljavaju tokomHEMIJSKE PROMENE, kojom nastaju novesupstance.

Fizičke osobine one koje supstanca pokazuje

sama po sebi, bez interakcija sa drugim

supstancama: boja, miris, ukus, čvrstina, gustina,

viskozitet, provodljivost, tačka ključanja, tačka

topljenja

FIZIČKE PROMENE su one u kojima supstanca menja

formu ili oblik, ali ne i sastav.

Materija postoji u tri osnovna stanja: čvrstom,

tečnom i gasovitom

Materija postoji u vidu: - čistih supstanci i

- smeša

čiste supstance imaju svuda utvrdjen isti sastav. Dele se na:

Elemente hemijska reakcija Jedinjenja

Elementi:

- sastavljeni od jednog istog tipa atoma

- najprostiji oblici materije koji zadržavaju iste

osobine

- postoje kao metali, nemetali i metaloidi

- atomska masa je srednja vrednost izotopskih masa

Jedinjenja:

- supstance sastavljene od 2 ili više elemenata u

fiksnom odnosu masa

- osobine se razlikuju od osobina elemenata

- molekulska masa je suma atomskih masa

Smeše sastavljene su od dve ili više komponenti u

promenljivim medjusobnim odnosima. U smešama

komponente zadržavaju svoje osobine.

Heterogene Homogene

- imaju vidljive čestice - sastojci su nevidljivi

-imaju različit sastav u raznim - imaju isiti sastav svuda

delovima - primer: vazduh

-primeri: tlo, voda

Mogu se primeniti fizičke metode razdvajanja: filtracija,

ekstrakcija, destilacija, kristalizacija, hromatografija

Kako je materija sve što nas okružuje,

saznanja o tome kako je materija organizovana

i kako funkcioniše tiču se svega - od najsitnijih

čestica žive i nežive prirode, do čitavog

kosmosa.

Poredjenje osobina jednog jedinjenja i elemenata od kojih je ono nastalo.

OsobinaNatrijum Hlor Natrijum

hlorid

Tačka topljenja

97,8 C - 101 C 801 C

Tačka ključanja

881,4 C - 34 C 1413 C

Boja Sebrnasta Zleno-žuta Bez boje (beli kristali)

Gustina 0,97 g/cm3 0,0032 g/cm3

2,16 g/cm3

Ponašanje u vodi

Raguje Slabo se rastvara

Rastvara se

Osnovna svojstva elemenata i jedinjenja.

Elementi Jedinjenja

Sastavljeni su od jednog tipa atoma.

Sastavljeni su od atoma dva ili više elemenata u fiksnom odnosu masa

Najprostiji oblici postojanja materije, zadržavaju iste osobine.

Osobine jedinjenja razlikuju se od osobina elemenata.

Postoje kao metali, nemetali i metaloidi.

Postoji više različitih grupa jedinjenja.

Atomska masa je srednja vrednsot izotopskih masa.

Molekulska masa je suma atomskih masa.

Makro i mikro svet

Peta, tera m

300 000 000 m

mesec

Mega m

m, cm, nm, pm

10fm

C-C 150 pm

m

NAUČNI PRISTUP IZUČAVANJU MATERIJE

Naučni metod podrazumeva:

1. Posmatranje;

2. Postavljanje hipoteze;

3. Izvodjenje eksperimenta;

4. Postavljanje teorija i/ili modela.

Sistematski pristup rešavanju problema uključuje:

1. Definisanje problema;

2. Donošenje plana rada;

3. Rešenje problema (eksperimenti, matematički aparat);

4. Provera.

ZNAČAJ MERENJA U IZUČAVANJU MATERIJE

Eksperimenti podrazumevaju merenje vrednostijedne ili više fizičkih veličina; jer se tokomizučavanja može pojaviti potreba za tim podacima.

Fizičke veličine, ili, kraće, veličine, su svojstvapredmeta, pojava ili stanjâ u prirodi koja se moguuporedjivati (na primer: dužina, masa, temperatura,napon, sila, gustina, ...).

Merenje predstavlja postupak uporedjivanjaistovrsnih veličina. Pri tome se jedna oduporedjenih veličina uzima kao polazna, osnovnaveličina, i naziva se mera, jedinica mere ilijednostavno jedinica te veličine.

Rezultat merenja je broj odgovarajućih jedinica(iznos) koji ta merena veličina sadrži; taj broj ćezavisiti od izbora jedinice koja se koristi.

Dakle, fizička veličina je potpuno odredjena samoako su navedena oba podatka: iznos (broj) i jedinicamere (koliko i čega).

Mnoge veličine mogu se izvesti iz drugih,ali postoje neke koje se ne mogu izvestiiz drugih, jednostavnijih veličina. Takveveličine se nameću kao iskustveni pojmovii nazivaju se osnovnim veličinama.

Iz jedinica koje označavaju osnovneveličine, mogu se izvesti jedinice za oneveličine koje se mogu izvesti iz osnovnihveličina.

Grupa jedinica koje su u bilo kakvojmedjusobnoj vezi čine sistem mernihjedinica ili merni sistem.

Naravno, merenja se ne koriste samo usvrhu sprovodjenja naučne metodologije.Zapravo, čitav svet oko naskarakterišemo izmerenim veličinama –merenja i izražavanja vrednostiizmerenih veličina su svakodnevnoprimenjivani i opšte prihvaćeni procesi.

Da bi se izmerene vrednosti mogle izražavati imedjusobno porediti, bilo je neophodno uvestitačne i nepromenljive standarde, kao i opšteprihvaćeni jedinstveni sistem mernih jedinica.

Pionirski korak učinjen je u Francuskoj, krajemXVIII veka: jedna od tekovina Francuskerevolucije bila je upravo zamisao stvaranjajedinstvenog mernog sistema „à tous les temps, àtous les peuples“ („za sva vremena, za sve narode“).

Na taj način, nastao je takozvani metrički sistem.Za jedinicu dužine uzet je jedan deseto-milionitideo rastojanja od ekvatora do Severnog Pola (satrasom kroz Pariz), naziv je uzet od grčke reči zameru (μέτρον, izgovor: „metron“).

Do postavljanja danas usvojenog, bilo jepostavljeno nekoliko mernih sistema.

Medjunarodni ured za za mere i etalone sasedištem u Sevru (Sèvres) kod Pariza

(Système International d’Unités) poznat podimenom SI sistem.

Osnovne jedinice SI sistema

Fizička veličina (dimenzija)

Naziv jedinice Skraćenica jedinice (simbol)

Masa kilogram kg

Dužina metar m

Vreme sekunda s

Temperatura kelvin K

Električna struja

amper A

Količina supstance

mol mol

Intenzitet svetlosti

kandela cd

Neke od izvedenih jedinica SI sitema i njihovi nazivi

Fizička veličina

Naziv jedinice

Simbol

Veza sa drugim jedinica

ma

Veza sa osnovnim

jedinicama SI sistema

Učestalost herc Hz 1/s

Sila njutn N m·kg/s2

Pritisak paskal Pa N/m2 kg/(m·s2)

Energija, rad, količina toplote

džul J N·m m2·kg/s2

Snaga vat W J/s m2·kg/s3

Količina naelektrisanja

kulon C s·A

Električni potencijal, razlika potencijala, elektromotorna sila

volt V W/A m2·kg/(s3·A)

Kapacitivnost farad F C/V s4·A2/(m2·kg)

Električni otpor

om Ω V/A m2·kg/(s3·A2)

Provodljivost simens S A/V S3·A2/(m2·kg)

Magnetski fluks

veber Wb V·s m2·kg/(s2·A)

Gustina magnetskog fluksa

tesla T Wb/m2 kg/(s2·A)

Uobičajeni decimalni prefiksi koji su u upotrebi u SI sistemu

Prefiks

Simbol prefiksa

Značenje Eksponencijalni prikazBroj Naziv

broja

Tera T 1000000000000 triolion 1012

Giga G 1000000000 bilion 109

Mega

M 1000000 milion 106

Kilo k 1000 hiljada 103

Hekto

h 100 stotina 102

Deka da 10 deset 10

- - 1 jedinica 100

Deci d 0,1 deseti deo

10-1

Centi c 0,01 stoti deo 10-2

Mili m 0,001 hiljaditi deo

10-3

Mikro

μ 0,000001 milioniti deo

10-6

Nano n0,000000001

bilioniti deo

10-9

Piko p0,000000000001

trilioniti deo

10-12

Femto

f0,000000000000001

kvadrilioniti deo

10-15

Ato a0,000000000000000001

10-18

Neke od jedinica izvan SI sistema koje su još uvek u upotrebi

Fizička veličina

Naziv jedinice izvan SI sistema

Simbol Veza sa jedinicom u SI sistemu

Energija kalorija cal 1 cal = 4,184 J

Dužina angstrem Ǻ 1 Ǻ = 10-10 m

Pritisak atmosfera atm 1 atm = 101325 Pa

Pritisak bar bar 1 bar = 105 Pa

Zapremina litar dm3 1 dm3 = 10-3 m3

Da bi se vrednosti izmerenih fizičkih veličina mogleizražavati u više različitih jedinica, bilo u okviru iliizvan SI sistema, potrebni su konverzioni faktori;brojni odnosi koji prikazuju upravo odnose izmedjurazliitih jedinica, bilo da su one unutar, ili izvan SIsistema.

Osnovne merne jedinice SI sistema su vremenom redefinisane:

Metar je 1650763,73 umnožak talasnih dužinanarandžasto-crvene svetlosti dobijene emisijom odpobudjenih kriptonovih atoma.

Danas prihvaćeni etalon za metar je još pouzdaniji:jedan metar je rastojanje koje svetlost proputujeu vakuumu tokom 1/299792458 dela sekunde.

Etalon za kilogram je fizičko telo – cilindarnačinjen od mešavine iridijuma i platine koji sečuva u Francuskoj, pod odgovarajućim uslovimakoji ga štite od korozije i bilo kakvih oštećenja.Kilogram je jedina osnovna jedinica SI sitema kojau svom imenu ima prefiks, i sastoji se od hiljadugrama.

Pored kilograma, SI sitem daje i definiciju gramakao jedinice mase: jedan gram je definisan kaomasa 5,02 1022 atoma ugljenikovog izotopa 12C.Ovaj broj dobija se kao N/12; jer je jedan gramdvanaesti deo jednog mola ugljenika, a NAvogadrov broj (6,023 1023).

Za osnovnu jedinicu za vreme u SI sistemu jeizabrana sekunda, iako je čovek odvajkada meriovreme danima i godinama.

Sekunda je jedinica koja može biti definisana naatomskoj skali, preko vremena oscilovanjamikrotalasnog zračenja apsorbovanog atomimacezijuma (113Cs) u gasnom stanju: jedna sekunda jedefinisana kao vreme potrebno za 9192631770takvih oscilacilacija.

SIGURNOST MERENJA, ZNAČAJNE CIFRE

Merenja su od velikog značaja za nauku, alii u svakodnevnom životu, takodje.

Medjutim, sprave koje primenjujemo zamerenja imaju svoja specifičnaograničenja, a u procesima merenja čovekkoristi svoja (nesavršena) čula,

nikada nismo u stanju da fizičke veličineizmerimo tačno i sa apsolutnom sigurnošću.

Stoga, treba imati na umu da je „tačnavrednost“ neke fizičke veličinenedostupna.

Svako merenje sa sobom nosi odredjenumernu nesigurnost, pa najbolje što se možeje:

izabrati odgovarajuću metodu koja ćeomogućiti traženu mernu sigurnost.

Uradjaj koji će biti primenjen za nekokonkretno merenje zavisiće od toga kolikaje željena sigurnost merenja.

-Pri izboru uredjaja kojim ćemo meritiodredjenu veličinu treba imati na umu da,pri upotrebi uredjaja za merenje,poslednju cifru u broju kojim izražavamoizmerenu vrednost uvek procenjujemo (ane očitavamo tačno);

-Prema tome, prihvatamo da merenje imanesigurnost u iznosu od jediničnevrednosti te poslednje cifre.

-Dakle, cifre kojima se zapisuje rezultatmerenja mogu biti sigurne i nesigurne; a ijedne i druge se zajedničkim imenomnazivaju značajne cifre.

-Ako je merenje ostvareno sa većimbrojem značajnih cifara, ono jesigurnije.

Broj značajnih cifara zavisi od mernoguredjaja.

Slika prikazuje dva različita termometra kojimere istu temperaturu.

Termometar levo je graduisan na 0,1°C, i njimese može pročitati 33,33°C.

Termometar desno je graduisan na 1°C, i njimese može pročitati 33,3°C. Prema tome,termometrom levo se može očitati višeznačajnih cifara.

Prethodni primer sa termometrima kao i primeri naslikama levo (vaga sa merenim predmetom imenzura sa tečnošću) pokazuju da je brojznačajnih cifara odredjen izborom sprave koja seza merenje koristi.

Masa izmerena analitičkom vagom ima višeznačajnih cifara (6,8605 g) nego zapreminaizmerena menzurom (68,2 mL).

PRECIZNOST I TAČNOST MERENJA; GREŠKE MERENJA

Preciznost i tačnost su dva aspektasigurnosti merenja.

Preciznost (ili reproduktivnost) pokazujekoliko su medjusobno bliske vrednostidobijene u seriji merenja jedne istefizičke veličine, sa istom vrednošću.

Tačnost govori o tome koliko je izmerenavrednost blizu tačnoj vrednosti fizičkeveličine (o kojoj je već prethodno rečenoda se ne može nikada u potpunostidostići).

Tačnost se odredjuje po tomekoliko je dobijeni rezultat blizu„tačnoj“ vrednosti.

Reč „tačna“ je u znacima navodaovde jer unosi pretpostavku da jeeksperimentator u stanju daizmeri tu „tačnu“ vrednost; a ustvari, u svakom merenju postojigreška.

Rezultat nekog eksperimenta možebiti reproduktivan, ali pogrešan.

Razlikujemo dva tipa greški:

Sistematske greške kao posledicu imajuizmerene vrednosti koje su ili sve veće,ili sve manje od tačne vrednosti. Ovegreške nastaju zbog nekog razlogaunutar samog mernog uredjaja(sistema); na primer, usled kvara uuredjaju ili usled očitavanja vrednostisa uredjaja uvek na isti, pogrešan,način.

Slučajne greške se pojavljuju kada nemasistematske greške i čine da su neke odizmerenih vrednosti veće, a neke manje,od stvarne, tačne vrednosti. Slučajnegreške se uvek pojavljuju a njihovaveličina zavisi od veštineeksperimentatora i preciznostiinstrumenta.

Precizno merenje ima malu slučajnugrešku, odnosno, malo odstupanje odsrednje vrednosti. Tačno merenje imamalu sistematsku grešku i malu slučajnugrešku, takodje.

0 1 2 3 4

23

24

25

26

27

28 (a)

Ma

sa v

od

e,

g

Broj eksperimenta

0 1 2 3 4

23

24

25

26

27

28 (b)

Masa

vode

, g

Broj eksperimenta

Slučaj (a): visoka preciznost, visoka tačnost;

(b): visoka preciznost, mala tačnost (sistematska greška)

0 1 2 3 4

23

24

25

26

27

28 (c)

Ma

sa

vo

de

, g

Broj eksperimenta

0 1 2 3 4

23

24

25

26

27

28 (d)

Ma

sa

vo

de

, g

Broj eksperimenta

Slučaj (c): mala preciznost, srednja vrednost bliska pravoj; slučaj (d): mala preciznost, mala tačnost.

PRIKAZIVANJE REZULTATA; NEZAVISNO I ZAVISNO

PROMENLJIVE VREDNOSTI

Merenja mogu biti kvalitativna ikvantitativna.

Grafičko prikazivanje dobijenih rezultata primenjuje se onda kada su merenja sprovedena na takav način da:

- jednu promenljivu svesno i svojevoljno menja eksperimentator,

- a druga promenljiva se menja kao posledica tog kontrolisanog menjanja prethodne promenljive.

SAZNANJA O MATERIJI OD STAROG DO XIX VEKA

U najstarija vremena, čovek je svoja poimanja sveta

iskazivao mitovima.

MIT (mitos) reč, priča, kazivanje (grč.);

MITOLOGIJA od , priča i (logos), reč,

učenje.Mitovi - bajkom, pričom ili pesmom izražene prednaučne

predstave o nastanku sveta, živih bića i pojava.

Danas se reč mit upotrebljava u prenosnom značenju i

označava nedokazano mišljenje ili samovoljnu sliku o

nečemu (mitovi o superiornosti rasa i naroda, mit o

Napoleonu).

Po verovanju ranih Grka, prvo biće bilo je HAOS (

prazan neizmeran prostor koji je bio pre svih stvari).

Po istim verovanjima iz HAOSA su nastali:

- EREB (tama) i NIKTE (noć)

- ETER (svetlo) i HEMERA (dan)

- GEJA (gea, zemlja), TARTAR (podzemlje) i EROS (ljubav).

Vasionom i čovekom u njoj upravljala su moćna

bića – BOGOVI, a sve što postoji shvatano je kao

NESAZNATLJIVO

Kraj VII i početak VI veka p.n.e: početak razvoja

FILOZOFIJE ljubav prema mudrosti, od:

, (filos, fila) - prijatelj, prijateljstvo, ljubav; i

(sofia) - mudrost.

Ovaj period i ovaj deo sveta mogu se smatrati

mestom i vremenom gde je rodjena NAUKA.

Razlozi i objašnjenja:

- Grčka, i posebno ostrva u Egejskom moru bili su na

RASKRŠĆU CIVILIZACIJA

- usvojen je prethodno osmišljeni feničanski alfabet

znanje je postalo dostupno velikom broju ljudi

- nije postojala centralizacija vlasti

KOSMOLOŠKO RAZDOBLJE GRČKE FILOZOFIJE

- period izmedju VI i IV veka p.n.e., u kome je iz pojma

NESAZNATLJIVOG HAOSA stvoren pojam KOSMOSA.

Vasiona se odlikuje unutrašnjim redom i zato je saznatljiva.

U prirodi postoje pravilnosti, i mogu se otkriti pravila kojima

se vasiona pokorava i koja omogućavaju otkrivanje načina

na koji priroda funkcioniše.

Ovakva predstava o sredjenoj vasioni dobila je naziv

KOSMOS - red, svemir.

Tales iz Mileta, VI p.n.e.: “Nešto ne može nastati iz

ništa” - → materijalistički pristup

Heraklit iz Efesa, 540 – 480 p.n.e. → “Ja sam proučio

samoga sebe”

Neprekidna promena, kretanje, je bit svega. Svetom

vlada sveopšta zakonitost →

Pitagorejci, kraj VI i V vek p.n.e. – sekta sa strogom

disciplinom i obavezom da intelektualno žive. Bavili

su se matematikom, muzikom i astronomijom.

Broj i brojni odnosi su bit svega.

U razlikovanju broja (pojam) od stvari (pojava) nalaze

se koreni idealizma.

ATOMISTI, V i IV v p.n.e.

- Leukip, koji je bio učitelj DEMOKRITU.

- Demokrit (460-370 p.n.e): “Više bih voleo da nadjem

jednu jedinu uzročnu vezu, nego da dobijem persijsko

kraljevstvo”.

Atomisti su razmatrali problem beskonačne deljivosti što

je dovelo do pojma atoma (atomos, nedeljiv).

Demokrit: “Ne postoji ništa drugo, osim atoma i praznine.”

Ovim su uvedeni osnovni filozofski pojmovi nebića (prazno) i

bića (puno, atomi).

“Nasmejani filozof”

Cilj života je sreća koju daju

uravnoteženost, duhovno

spokojstvo i vedrina,

siromaštvo u demokratiji je

poželjnije od bogatstva u

tiraniji.

Po zakonima prirodne nužde, mase atoma se kreću,

sastaju, sukobljavaju i razilaze u beskrajnom

svemirskom prostoru; povremeno nastaju atomski

vrtlozi koji onda očvršćavaju, i tako nastaju planete.

Smatrao je da je opažanje fizički i mehanički proces;

a da su mišljenje i osećanje svojstva materije.

Demokrit je izgradio prvu materijalističku gnoseologiju

(gnoseologija - nauka o spoznaji).

Univerzalni mislilac – 73 napisane knjige ali samo 299

sačuvanih fragmenata i 352 svedočanstva. Ogroman

raspon interesa: pisao je o problemima spoznaje, etike,

filologije, kulture, vaspitanja, prava, države, organske

prirode, fizike, matematike, tehnike.

Razlika izmedju mitskog i naučnog poimanja pojave:

GALAKSIJA

- Grčka mitologija: mlečni put je mleko boginje Here

- pleme Kung Bušmana: mlečni put je kičma velike

životinje unutar koje svet živi

- Demokrit: “mlečni pit čine zvezde koje se ne mogu

videti golim okom”.

- današnje shvatanje: galaksije su veliki skupovi zvezda,

medjuzvezdanog gasa i prašine koji se prostiru sve do

granica astronomskog opažanja.

ANTROPOLOŠKO RAZDOBLJE GRČKE FILOZOFIJE

Sredina V v. P.n.e – prelazi se na razmatranje pitanja

vezanih za čoveka. Sokrat (469 -399 pre n.e.)

“Spoznaj samog sebe” najbolji su oni koji ZNAJU.

Osudjen je na smrt “jer ne veruje u bogove u koje

veruje država i kvari mlade”.

ONTOLOŠKO RAZDOBLJE GRČKE FILOZOFIJEontologija - nauka o biću

Platon (427 -347 pre n.e.) ideje su večna i

nepromenljiva bit svega. Osnovao svoju filozofsku školu

u Akademovom vrtu odavde potiče naziv Akademija

Aristotel (384-322 p.n.e.) Platonov učenik; učitelj

Aleksandra Makedonskog Velikog. Po povratku u Atinu,

osnovao je svoju školu u vežbalištu ( - gimnazion

- vežbalište, odavde potiče naziv gimnazija).

Mnogi ga smatraju najuspešnijim univerzalnim

misliocem svih vremena. Osnovao je logiku, dao

doprinose razvoju: zoologije, botanike, mineralogije,

astronomije, gramatike, retorike, psihologije…

Ali, Aristotel je potpuno potisnuo atomističku

koncepciju. Njegovo shvatanje materije svodi se na

tvrdnju da je sve sastavljeno iz četiri elementa -

vazduha, vode, vatre i zemlje.

Zašto?

U osnovi, odgovori se nalaze u Platonovom i Aristotelovom

shvatanju društva.

***************************************************

Izvršio odlučujući uticaj na zapadnu civilizaciju sve do

kraja XVII veka.

“Aristotelizam” – odbacivanje materijalističke filozofije.

U periodu od Aristotela do XVI veka, jedini izvor znanja o

MATERIJI bili su ALHEMIČARI.

Alhemičari su sledili starogrčku zamisao o prirodi koja teži

savršenstvu. → Bili su opsednuti pretvaranjem drugih

supstancija u zlato, traženjem eliksira večne mladosti kao i

kamena mudrosti.

Njihovi postupci prožeti su misticizmom. Svojim radom proizveli

su dosta konfuzuje, ali su ipak doprineli sveukupnom razvoju

ponovnim uvodjenjem eksperimenata i razvojem nekih

eksperimentalnih postupaka (destilacija).

Nastavak učenja o biti materije, kosmosu, gravitaciji,

prirodi gasova vezan je tek za Isaka Njutna, Roberta

Bojla (XVII vek), Rudjera Boškovića (XVIII vek).

Robert Bojl : “jedan element sastoji od prostih Tela, koja

nisu sastavljena od bilo kakvih drugih Tela; od tih Tela

su napravljena složena Tela, i na njih se razlažu”. Ovaj

opis odgovara današenjem poimanju elementa, u kome

je pojam Tela zamenjen pojmom Atom. Ali, bilo je

potrebno još 100 godina da bi se razumeli zakoni koji se

tiču masa supstanci koje ulaze u medjusobnu reakciju.

DALTONOV ATOMSKI MODEL

2300 godina posle DEMOKRITA!

Polazna znanja – zakoni o: održanju mase; stalnom

(utvrdjenom) sastavu i umnoženim odnosima.

Zakon o održanju mase masa supstance ne menja se

tokom hemijske reakcije. Može se menjati broj supstanci i

njihove osobine, ali ukupna količina materije ne.

180 g glukoze + 192 g O2 264 g CO2 + 108 g H2O

372 g pre 372 g posle

Opšteprimećeno iskustvo:

“Na osnovu svih hemičarskih iskustava, može se tvrditi

da materija ne može biti stvorena ili uništena”.

Zakon stalnog sastava bez obzira kako je nastalo, odredjeno

hemijsko jedinjenje je sastavljeno uvek od istih elemenata u

istom medjusobnom odnosu masa. Primer: CaCO3

20 g CaCO3 1 g CaCO3 %

ima: 8 g Ca 0.4 g Ca 40% Ca

2.4 g C 0.12 g C 12% C

9.6 g O 0.48 g O 48% O

Zakon umnoženih odnosa Jonh Dalton ako

elementi A i B reaguju stvarajući 2 različita jedinjenja,

različite mase supstance B koje reaguju sa istom

masom supstance A mogu biti izražene kao odnos

malih celih brojeva.

Primer: 2 jedinjenja nastala od C i O:

oksid ugljenika (I) oksid ugljenika (II)

g O/100 g 57.1 72.7

g C/100 g 42.9 27.3

g O/ g C 57.1/42.9 = 1.33 72.7/27.3 = 2.66

g O/g C u jedinjenju II (CO2) = 2

g O/g C u jedinjenju I (CO) 1

Jedinjenje II sadrži 2 puta više kiseonika na istu

masu ugljenika u odnosu na jedinjenje I.

DALTONOVA ATOMSKA TEORIJAJohn Dalton, bez formalnog obrazovanja; matematiku počeo da

uči u 12. godini. Bavio se gasovima (zakon), matematikom,

meteorologijom i problemom slepila za boje daltonizam.

Daltonova atomska teorija ima 4 postulata:

1. Sva materija sastoji se od atoma, sićušnih nedeljivih

čestica jednog elementa koje ne mogu biti stvorene

niti uništene ( preuzeto od Demokritovih večnih,

neuništivih atoma i u saglasnosti je sa Lavoisier-ovim

zakonom održanja mase). Danas znamo da se

atomi mogu deliti na subatomske čestice.

2. Atomi jednog elementa ne mogu se pretvoriti u

atome drugog elementa. U hemijskoj reakciji,

jedinjenje se može podeliti na atome od kojih je

nastalo; od istih atoma može nastati drugo jedinjenje.

( ova tvrdnja nastala je nasuprot alhemičarima i

magičnoj transformaciji elemenata). Danas znamo

da se atom jednog elementa može pretvoriti u atom

drugog elementa, ali isključivo u nuklearnim

reakcijama, dok se to nikada ne dogadja u hemijskim

reakcijama.

3. Atomi jednog elementa imaju identične mase i ostale

osobine, i ove osobine se razlikuju od osobina atoma

drugih elemenata ( danas znamo da izotopi imaju

različite mase). Ovaj postulat je originalno

Daltonova ideja.

4. Jedinjenja nastaju kombinovanjem atoma različitih

elemenata u specifičnim odnosima. Ovo je

Daltonov zaključak, proistekao direktno iz zapažanja

o stalnom sastavu.

Daltonovi postulati objasnili su prethodno uočene

zakone:

Zakon održanja mase: Atomi ne mogu biti stvoreni

niti uništeni (postulat 1) ili prevedeni u atome drugih

elemenata (postulat 2). Kako svaka vrsta atoma ima

fiksnu masu (postulat 3) u hemijskoj reakciji se ne

može desiti promena mase.

Zakon stalnog sastava: Jedinjenje je kombinacija

specifičnih odnosa različitih atoma (postulat 4) od kojih

svako ima svoju atomsku masu (postulat 3). Zato svaki

element u jedinjenju uvek čini stalni udeo od ukupne

mase.

Zakon umnoženih odnosa: Atomi jednog elementa imaju

istu masu (postulat 3) i nedeljivi su (postulat 1). Kada

se različiti broj atoma elementa B vezuje sa jednim

atomom elementa A nastaju dva različita jedinjenja.

Tada, mase elementa B koje reaguju sa istim masama

elementa A stoje u celobrojnom odnosu.