BOJAN SHOPTRAJANOV

K I M I AK I M I APËR VITIN E DYTË TË

GJIMNAZIT TË REFORMUARPROSVETNO DELLO SHA

BOJAN SHOPTRAJANOV

K I M I APËR VITIN E DYTË

TË GJIMNAZIT TË REFORMUAR

PROSVETNO DELLO SHA

K I M I A

Redaktor i botimit origjinal

Mr. Eli MAKAZLIEVA

Redaktor i botimit në gjuhën shqipe

Refail Sulejmani

Recensues:

Dr. Vlladimir Petrushevski, profesor në Fakultetin natyroro-matematikor

Katerina Bitrakova, profesoreshë në Shkollën e mesme të mjekësisë „Dr. PançeKaragjozov”

Gordana Ilioska, profesoreshë në ShMSh Gimnazin „Nikolla Karev”

So re{enie na Ministerot za obrazovanie i nauka na Republika Makedonijabr. 11-5195/1 od 30. 09. 2002 godina, se odobruva upotrebata na ovoj u~ebnik.

Me vendim të Ministrit të arsimit dhe shkencës të Republikës së Maqedonisënr. 11-5195/1 të datës 30. 09. 2002, lejohet përdorimi i këtij libri.

PARATHËNIE

Libri është shkruar në pajtim me programin për vitin e dytë të gjimnazit të reformuardhe me Konceptin për libër për arsimin fillor dhe të mesëm.

Në të, përveç tekstit themelor, ka edhe shtojca karakteresh të ndryshme. Qënë fillim (në shtojcën A) është dhënë një përshkrim i shkurtë i eksperimenteveqë mund të bëhen në mënyrë të lehtë dhe që duhet të ndihmojnë të shihet ajose për çka bëhet fjalë në tekstin. Mandej në shtojcën B janë dhënë rregullatthemelore mbi emërtimin e komponimeve inorganike, d.m.th. mbinomenklaturën e tyre. Këtu janë dhënë aq hollësi sa duhen për nxënësit eshkollës së mesme. Në shtojcën C ka më shumë tabela – për Si-njësitëthemelore dhe të sajuara, për parashtesat që përdoren në Sisteminndërkombëtar të njësive dhe në fund për emrat, simbolet dhe masat atomikerelative të elementeve kimike. Masat atomike relative janë dhënë me vetëmdy decimale pas presjes. Këtu është dhënë edhe indeksi sipas alfabetit,kuptohet, edhe përmbajtja.

Nxënësit që në vitin e parë e kanë përdorur tekstin e autorit të njëjtë, do ta kenëmë lehtë ta kuptojnë këtë libër. Në të vërtetë, është ruajtur struktura themelore eatij libri me fragmente relativisht të shkurta dhe me përfundime të caktuara mbipërmbajtjen e çdo tërësie të tekstit themelor. Këto përfundime janë të shënuarame shkronja më të zeza dhe në anën e djathtë. Pikëtrisht këto pjesë të tekstitduhet të merren si minimum i domosdoshëm që duhet përvetësuar që të merretnota kaluese. Kuptohet se teksti nuk është notesë dhe autori nuk sugjeron që tëmësohet përmendësh dhe të „dihen” vetëm ato pjesë të tekstit që janë dhënë nëkëtë mënyrë.

Ilustrimet e shumta, gati të gjitha në ngjyra, si qëllim kryesor e kanë t’u ndihmojnënëxënësve që t’i njohin substancat, reaksionet dhe apartet që nuk mund të hasinnë mësonjtoret e tyre. Fotografitë e modeleve për ndërtimin e molekulës dhe tëagregateve tjera atomike (të lëngjeve, kristaleve e të tjera), si dhe të paraqitjeve

4

skematike të proceseve për të cilat bëhet fjalë në tekstin kanë qëllimin të njëjtë.Vlera estetike e librit është me rëndësi të veçantë.

Pjesët e shtypura që janë me prapavijë të kaltër, janë një lloj i paralajmërimit,kurse ato që janë të shoqëruara me shigjetë dhe me prapavijë ngjyrë të kaftë, nëtë vërtetë janë detyra që nxënësit e interesuar duhet t’i zgjidhin.

Një lloj plotësimi të librit do të botohet edhe doracaku me emrin Pyetje dhedetyra nga kimia për vitin II të gjimnazit të reformuar, ku do të ketë pyetjenë lidhje me materialin e mësuar. Duke dhënë përgjigje pyetjeve të parashtruara,nxënësit do të mund të vetëkontrollohen, por edhe të plotësojnë dhe të thellojnënjohuritë e tyre. Nëse këtë nuk mund ta bëjnë vetë – në doracak gjenden edhepërgjigjet e plota. Ky doracak duhet të llogaritet si pjesë integrale e librit dhenxënësi thirret ta shfrytëzojë këtë, (thirrjet bëhen me A KUPTOVE? AMËSOVE? Renditjet (më parë) A KUPTOVE (më pas) A MËSOVE, nukjanë zgjedhur rastësisht kështu. Kështu, një njësi mësimore nga kimia që të mësohetme të vërtetë, më parë ajo duhet të jetë e kuptuar (e vetëm pastaj e mësuar).Kuptohet se mund edhe të mësohet „përmendësh”, por dituria e tillë ështëjetëshkurtë dhe nuk mund të zbatohet.

Padyshim, nderime më të sinqerta meritojnë recensuesit e librit, për kujdesin etreguar gjatë leximit të dorëshkrimit dhe për shumë sugjerime që dhanë (të gjithame kënaqësi janë pranuar).

Autori edhe vetë u mundua që t’i evitojë të gjihta lëshimet dhe pasaktrësitë që ikishte në versionin e parë të dorëshrimit, por poashtu është i vetëdijshëm sepraktikisht është e pamundur që të evitohen të gjitha gabimet dhe mangësitë.Prandaj, ai do të jetë mirënjohës për të gjithë që do të tregojnë për lëshimet (epërgjithshme ose konkrete) që janë në libër. Adresa e tij është: Instituti i kimisëFSHN, fahu postal 162 1001 Shkup. Shfrytëzuesit e internetit mund të drejtohenedhe në adresën bojan@pmf.ukim.edu.mk (në fund nuk duhet pikë).

Në fund autori ju dëshiron sukses të gjithë shfrytëzuesve të librit – nxënësve dhearsimtarëve të tyre.

Autori

5

HYRJE NË PROCESET KIMIKE

PROCESET KIMIKE – BAZA E KIMISË

Proceset kimike quhen reaksione kimike

Nuk ka dyshim se vend kryesor në kimi zënë reaksionet kimike, procese kubëhet ndryshimi i përbërjes së sistemit qëstudjohet. Edhe në rastet kur bëhet fjalë përkiminë teorike, synimi i teorive është qëtë zbulojnë ligjshmëritë sipas të cilavezhvillohen reaksionet kimike.

Kimia kryesisht është shkencë eksperi-mentale (fig. 1.1).

Kimia, kuptohet, studjon cilësitë e substan-cave të veçanta, kryesisht në lidhje mereaksionet ku marrin pjesë ato.

Në të vërtetë, nuk duhet të friksohesh prejkarikaturës së mësipërme – kimia kursesi nuk ështëndonjë shkencë eshëmtuar, e dreqësuar,por laboratoret janëvende me shumërregullsi (fig. 1.2).Duhet të jetë ashtungase parregullsitë dhepakujdesia jo vetëm qëmund të japin rezultatetë dobëta nga pikpa-

mja e kimisë, por edhe të krijojnë situata të rrezikshmepër shëndetin e individit, për shëndetin e të tjerëve,për veshmbathjen si dhe për inventarin.

1

Fig. 1.1. Kimia është shkencëeksperimentale

Fig. 1.2. Laboratoret e kimisëjanë vende me shumë rregullsi

Fig. 1.3. Ndriçimi që shihetështë shenjë se reaksioni

zhvillohet

6

Por, nëse ai i cili punon, punon me kujdes, atëherë rrezik nuk ka.

Por, si do të kuptojmë se zhvillohet* reaksion kimik?

Për fat të keq ne nuk kemi shqisa që regjistrojnë ndryshimet kimike dhe prandajnëse dëshirojmë me vështrim të konstatojmë se a zhvillohet reaksioni kimik, duhettë konstatojmë se lirohet energji – në formë ndriçimi (si në fig. 1.3) ose nxehtësi (sinë fig. 1.4), kur përzien dy tretësira a krijohet substancë e ngurtë (fundrinë fig.

Fig. 1.4. Gjatë djegies së karbonit(që është reaksioni kimik) lirohet

nxehtësia

Fig. 1.5. Krijimi i fundrinës ështëdëshmi se zhvillohet reaksioni

kimik

Fig. 1.6. Në epruvetë zhvillohetreaksioni kimik, – lirohet një gaz

dhe krijohet shkumbë

Fig. 1.7. Ndryshimi i ngjyrës së tretësirës,kur në të shtohet acid, është shenjë e

ndërrimit kimik (majtas – para dhënies sëacidit, djathtas – pas dhënies së acidit)

__________________________

* Zakonisht duhet folur edhe për rrjedhjen ose për dhënien e reaksioneve kimike.

7

1.5) ose lirohet ndonjë gaz (shihen fluska fig. 1.6), ose ndryshon ngjyra (fig. 1.7).ose lirohen substanca që kanë erë karakteristike.

Me fjalë të tjera, konstatojmë ndryshime fizike sipas të cilave vijmë në përfundimse ndodhin reaksione kimike.

Por, sipas kësaj që u tha më lart, a mund të përfundojmë se nëse nuk kemi parëasgjë, nuk i vjen era e asgjësë se edhe reaksion kimik nuk ka? Kuptohet se jo,ngase ekzistojnë reaksione që nuk janë të shoqëruara me këmbim të sasive tëndjeshme të energjisë, me ndryshim të ngjyrës ose me krijimin e gazit ose tëfundërrinës, por kjo nuk do të thotë se në këto raste nuk ka reaksion kimik. Sipaskësaj duhet gjetur një kriter tjetër për atë se kur zhvillohet reaksioni kimik dhe kurnuk zhvillohet.

Të përsërisim:

· peroceset ku bëhet ndryshimi kimik quhen reaksione kimike;

· në qoftë se zhvillohet një reaksion kimik ose jo, përfundojmësipas ndryshimeve fizike (lirimit të energjisë, krijimit tëfundërrinës, lirimit të ndonjë gazi, ndryshimit të ngjyrës etj).

Reaktantët dhe produktet

Parashtrohet pyetja: si mund të dimë se a zhvillohet një reaksion kimik? Përgjigjjaështë e thjeshtë – dimë se në reaksionet kimike bëhet ndryshimi i sasisë sësubstancave (më së paku për dy prej tyre).

Në realitet, gjatë çdo reaksioni kimik sasia e një substanca (ose të disa substancaveqë janë pjesë të sistemit reagues) zvogëlohet, kurse e substancës tjetër (ose atyretjerave) zmadhohet.

Nëse në një reaksion kimik zvogëlohet sasia e vetëm një substance, atëherë kjosubstancë është reaktantë. Nëse kjo ndodh me më shumë substanca, atëherë nëreaksion gjenden më shumë realtantë.

Ngjashëm më këtë nëse në sistemin reagues zmadhohet sasia e vetëm një substance,kjo substancë është produkt i reaksionit, e nëse zmadhohet sasia e dy ose mëshumë substancave, këto substanca janë produkte të reaksionit.

Kur do të pushojë ndryshimi i sasive të pjesëmarrësve të një sistemi reagues, kytregon mbarimin e reaksionit.

___________________________

* D.m.th. në sistemin në të cilin ndodh reaksioni kimik. Substancat nga të cilat ështëpërbërë një sistem, i quajmë konstituentë.

8

Reaksionet kimike tregohen me barazime kimike (ose thjeshtë me barazime).Barazimet përbëhen prej simboleve dhe formulave të reaktantëve ose prej simbolevedhe formulave të produkteve të reaksionit. Simbolet ose formulat e reaktantëvedhe ato të produkteve lidhen me shenjën „+”, kurse midis tyre vehet shenja „®“.Reaktantët zakonisht shënohen në anën e majtë të shigjetës, kurse ato tëprodukteve, në anën e djathtë.

Në të vërtetë, për barazim mund të flitet vetëm pas vënies së koeficientëvestehiometrikë që do të vihet në situatë kur numri i atomeve të çdonjërës prejnjësive formulare të reaktantëve do të bëhet i barabartë me numrin e njësiveformulare të produkteve, d.m.th, vetëm atëherë kur barazimi do të barazohet. Kurdo të përfundojë barazimi, shigjeta zëvendësohet me shenjën „=”.

Siç e dimë, për atë se deri ku ka arritur reaksioni mund të gjykojmë sipas vlerës sëmadhësisë, „arritje e reaksionit”. Përkufizimi i arritjes së reaksionit është:

ndryshimi i sasisë së pjesëmarrësit B

koeficienti stehiometrik i pjesëmarrësit B,

përkatësisht me formulën

n(B) – no(B) Dn(B)

v(B) v(B)

me ç’rast me v(B), është shënuar koeficienti stehiometrik* i substancës B nëbarazimin e reaksionit. Kur lexohet, më mirë është të theksohet emri i vërtetë isubstancaës B dhe të thuhet p.sh: koeficienti stehiometrik i azotit etj. Edhe nërastet kur nuk bëhet fjalë për ndonjë substancë konkrete, asgjë nuk pengon që atëta shënojmë me D ose X, ose me ndonjë shenjë tjetër. Për këto gjëra është bërëfjalë në librin e kimisë për vitin e parë.

Thënë shkurtimisht:

· gjatë reaksionit kimik zvogëlohet sasia e reaktantëve, kursezmadhohet sasia e produkteve;

· reaksionet tregohen me barazime;

· për atë se në ç’masë është zhvilluar reaksioni, gjykohet sipasarritjes së reaksionit;

· derisa zhvillohet reaksioni, arritja e reaksionit zmadhohet.

____________________

* Koeficientët stehiometrikë janë numra. Ndonjëherë këta quhen edhe – numrastehiometrikë.

= —————— ose = ———

arritja e reaksionit =

9

Kahu i rrjedhjes së reaksioneve kimike

Duke bërë fjalë për reaksionet kimike, shpesh herë flasim për kahun e rrjedhjessë reaksioneve kimike. Kuptohet se atëherë nuk mendojmë për kahun, të themiprej lart poshtë, siç dimë kur derdhen lëngjet.

Këtu bëhet fjalë për një term që është mishëruar dhe është bërë i patjetërsushëm.Kur themi se reaksioni rrjedh d.m.th. se reaksioni zhvillohet. Kur flasim përkahun e reaksionit, mendojmë për substancat që janë pjesë të sistemit reagues,disa prej tyre i llogarisim si reaktantë, kurse tjerat si produkte, duke marrë parasyshse sasia e reaktantëve gjatë reaksionit e zvogëlojnë sasinë e tyre, kurse sasia eprodukteve zmadhohet. Kahu i rrjedhjes së reaksionit është prej reaktantëvekah produktet.

Mirë?

Po, por a mundemi (lirshëm) të themi substancat t’i „shpallim” reaktantë, kursedisa substanca tjera, poashtu lirshëm t’i quajmë produkte? Kuptohet se kështu nukduhet të veprojmë.

Të marrim një shembull. Azoti (diazoti) dhe oksigjeni (dioksigjeni) në natyrë gjendennjëri pranë tjetrit dhe mund të reagojnë vetëm në kushte specifike (në temperaturëtë lartë, sikurse bëhet gjatë punës së motorëve të automobilëve dhe gjatëbubullimave). Sipas kësaj, azoti dhe oksigjeni në ajër mund të jenë, por mund edhemos të jenë reaktantë në reaksionin e komponimit midis tyre, por kjo varet prejkushteve të krijuara, e jo nga përcaktimi i tyre.

Siç shihet, ekzistojnë disa ligjshmëri natyrore që e përcaktojnë që një reaksion iparamenduar prej nesh mund të zhvillohet, ose përkundrazi zhvillimi i tij në kahune paramenduar është i pamundshëm. Ligjshëmitë ekzistojnë edhe për atë se nëcilat kahje munden dhe në cilat kahje nuk munden të zhvillohen edhe proceset tjera(si p.sh: procesi i avullimit, sublimimit, kristalizimit, tretjes etj). Kështu, nëse nxehetsistemi që përbëhet prej ujit të lëngët dhe akullit, akulli do të shkrihet, kurse uji nukdo të ngrijë, e duke ftohur sistemin do të ndodhë ngrirje e ujit të lëngët, por nuk dotë shkrihet akulli.

Të përsërisim:

në një sistem a do të zhvillohet një reaksion kimik dhe nëse reaksionido të zhvillohet, cilat substanca janë reaktantë (substanca sasia e tëcilave zvogëlohet), kurse cilat janë produkte (d.m.th. substanca sasiae të cilave zmadhohet gjatë zhvillimit të reaksionit), do të varet prejkushteve.

10

KLASIFIKIMI I REAKSIONEVE KIMIKE

Klasifikimi gjithmonë është i dobishëm

Numri i reaksioneve të ndryshme kimike është tepër i madh. Kjo edhe mund tëkuptohet nëse kihet parasysh sa është numri i substancave të ndryshme kimike qëekzistojnë. Çdo substancë mund të reagojë me numër të ndryshëm substancashtjera. Poashtu ka mundësi që një substancë e njëjtë të marrë pjesë në më shumëreaksione të ndryshme kimike. Për shkak të numrit të madh të reaksioneve tëndryshme kimike shfaqet nevojë që këto në një mënyrë edhe të klasifikohen.Përndryshe, klasifikimi është një punë e mbarë.

Një mundësi e klasifikimit është që reaksionet të ndahen në reaksione tëpakhtyeshme dhe të kthyeshme*.

Reaksione të pakthyeshme janë ato që zhvillohen derisa edhe njëri prej reaktantëvehumbet nga sistemi i reaksionit. Me fjalë tjera, këto reaksione zhvillohen derisasasia e njërit prej reaktantëve barazohet praktikisht me zero. Atëherë kur do tëndodhë kjo, reaksioni i dhënë më nuk mund të zvillohet, reaksioni do të përfundojë.Kjo edhe mund të kuptohet, ngase: që të ketë reaksion në sistemin reagues, duhettë jenë të pranishme të gjitha substancat që janë reaktantë! Nëse mungon qoftëedhe njëri prej reaktantëve, reaksioni nuk mund të zhvillohet, kurse arritja e reaksionitnuk do të mund të zmadhohet. Në atë moment arritja ka vlerën maksimale tëmundshme. Kjo mund të shënohet ashtu që simbolit të arritjes i shtohet indeksimax (nga maksimum), d.m.th. se për vlerën e arritjes do të shënojmë simbolin x

max.

Por, shpesh herë hasim në reaksione kimike, zhvillimi i të cilave mbaron, kurse asnjëriprej reaktantëve nuk është i „harxhuar”, ose me fjalë të tjera, vlera e arritjes nukështë bërë x

max. Sasitë e pjesëmarrësve të reaksionit megjithatë më nuk ndryshojnë.

Që të sqarojmë këtë do të paramendojmë se njëkohësisht zhvillohen dy procese:njëri ku reaktantët japin produkte, (reaksioni direkt) dhe tjetri ku produktet reagojnëmidis tyre dhe krijojnë rekatantë (reaksioni i kundërt - i prapsueshëm). Gjatëkësaj, sikurse ndodh një lloj garimi midis dy proceseve. Reaksioni direkt, të themiashtu sikurse vazhdimisht „është në epërsi”, por edhe reaksioni kthyes „i shfrytëzonshansat që i ka”. Më në fund gara sikurse barazohet dhe sasitë e pjesëmarrësve

_________________________________

* Aspak nuk bën që për reaksionet e kthyeshme dhe jo të kthyeshme të flitet si për reaksionereverzibile dhe reaksione ireverzibile. Mbaj llogari për këtë jo vetëm tash, por edhe më vonë nëse hasnë ndonjë libër të ardhshëm në termin reverzibil dhe ireverzibil. Për reaksionet kthyese mund tëpërdoret termi dykahësh, e për reaksionet jokthyes – njëkahësh, por këto terma hasen shumë rrallë.

11

më nuk ndryshojnë. Reaksionet e këtilla i quajmë të kthyeshme. Kur krijohet kjogjendje e reaksionit kthyes, arritja e reaksionit ka vlerën x

c, ku x

c < x

max.

Kuptohet se substancat që i quajmë reaktantë që të shndërrohen në substanca qëjanë produkte të reaksionit, njësitë e reaktantëve duhet të shndërrohen në njësitë eprodukteve*. Për shembull, jodi dhe hidrogjeni që të shndërrohen në jodhidrik,molekulat e hidrogjenit dhe të jodit duhet të këmbejnë atome, duke krijuar molekulatë jodhidrikut. Ky lloj i transformimit të njësive të njërit në tjetrin quhet aktielementar i transformimit kimik.

Fig. 1. 8. Akti elementar i transformimit kimik në rastin e reaksionit midismonoksid azotit dhe ozonit (skemë)

Në qoftë se reaksioni është i pakthyeshëm, atëherë ndodhin vetëm akte elementaretë transformimit kimik, ku thërrimet e reaktantëve shndërrohen në thërrime tëprodukteve. Nga ana tjetër, nëse reaksioni është kthyes, atëherë njëkohësisht kryhenedhe aktet elementare ku thërrimet e reaktantëve shndërrohen në thërrime tëprodukteve, por edhe të tilla ku thërrimet e produkteve shndërrohen në thërrime tëreaktantëve.

Domethënë,

në mbarim të reaksioneve kthyese (ku në aktet elementare tëtransformimeve kimike marrin pjesë vetëm njësitë e reaktantëve)në sistemin reagues mungon më së paku njëri prej reaktantëve,kurse në rastin e reaksioneve kthyese, sasi të ndjeshme të të gjithëreaktantëve (poshtu edhe të produkteve) janë të pranishme nëmbarimin e reaksionit.

______________________

* Njësitë për të cilat bëhet fjalë mund të jenë molekula, por edhe të mos të jenë. Kështu, nëshumë reaksione (veçanërisht të atyre në tretësira) marrin pjesë thërrimet e elektrizuara – jonet.

NO O3

NO2

O2

12

1.11.2

Mundësitë tjera për klasifikimin e reaksioneve

Numri i reaksioneve kimike, siç kemi thënë, është shumë i madh. Prandaj edhendarja e tyre vetëm në dy grupe kryesore (në reaksione kthyese dhe jokthyese),vetëm pak e zbut problemin, por nuk e zgjidh, prandaj duhet kërkuar mundësitëedhe për ndarje tjera. Si edhe në rastet tjera, ndarja është e kushtëzuar deridikungase i njëjti reaksion në një rast mund të grupohet në një grup, në rastin tjetër nënjë grup tjetër të proceseve kimike.

Në të vërtetë, shumica e reaksioneve kimike mund të klasifikohen në disa grupethemelore, prej të cilave mund të jenë këto:

· reaksionet e komponimit;

· reaksionet e zbërthimit;

· reaksionet e këmbimit (dhe këmbimit të dyfishtë);

· reaksionet e kondensimit;

· reaksionet e polimerizimit dhe të polikondensimit;

· reaksionet e këmbimit të protoneve;

· reaksionet e këmbimit të elektroneve,

por, ekzistojnë edhe lloje tjera të reaksioneve kimike.

Shkurtimisht thënë,

sipas asaj ç’ndodh gjatë rrjedhjes së reaksioneve, këto mund tëndahen në disa tipe kryesore (reaksionet e komponimit, e zbërthimit,e këmbimit, e kondensimit, e polimerizimit dhe të polikondensimit,e këmbimit të protoneve dhe këmbimit të elektroneve).

Reaksionet e komponimit

Një prej detyrave themelore të kimisë është gatitja e substancave të reja. Kjomund të arrihet në mënyra të ndryshme, për shembull, ashtu që do të bëhen reaksioneku prej substanave të thjeshta do të krijohen substanca më të përbëra. Reaksionete tilla quhen reaksione të komponimit ose sintezës. Për reaksionet e tilla kemësuar. Megjithatë të bëjmë dy prova të thjeshta (1.1 dhe 1.2).

Në rastin e parë bakri dhe sulfuri komponohen në sulfurin e bakrit (CuS), kurse nërastin e dytë klorhidriku dhe amoniaku që avullohen prej tretësirave të tyre tëpërqëndruara japin klorurin e amonit (NH

4Cl) që shihet në fig. 1.9.

13

Ekzistojnë një numër i madh procesesh të rën-dësishme të komponimit. Ndoshta në rend të parëduhet të përmenden proceset e ndryshme të djegies(fig. 1.10). Siç e di, proceset e djegies, të cilat i hasimnë jetën e përditshme, janë reaksione të komponimittë lëndëve djegëse (ose pjesëve përbërëse të tyre)*me oksigjenin e ajrit.

Shumë substanca nëmënyrë direkte mund tëlidhen dhe të krijojnëprodukte që me asgjënuk u ngjajnë reaktan-tëve. Kështu, natriumi,(substancë e ngurtëmetalike) dhe klori (gazi gjelbër) kur lidhenkrijojnë një substancë tëbardhë kristalore – klorurin e natriumit (fig. 1.11).

Fig. 1.11. Prej natriumit metalik dhe klorit të gaztë ka „lindur”kloruri i natriumit

_________________________

* Në rastin e qiririt nga fig. 1.10. digjet edhe fitili si dhe materiali prej cilit është bërë qiriri.

Fig. 1.9. Gjatë komponimit,klorhidriku i gaztë dhe amoniakui gaztë krijojnë klorurin e amonit

Fig. 1.10. Djegia ështëproces i komponimit

14

Reaksioneve të komponimit u takojnë edhe proceset e adicionit që janëkarakteristike për komponimet organike, p. sh.:

H2C = CH

2 + Br

2 BrH

2C – CH

2Br

Të përsërisim:

procesi ku prej dy (ndonjëherë edhe më shumë) substanca lidhendhe krijojnë produkt(e) quhet reaksion i komponimit (sintezës).

Duhet të dihet se termi sintezë sot përdoret shpesh edhe për procese të ndryshmekur prodhohen substanca të reja (ose të njohura), por edhe të tilla të cilat sipasklasifikimit tonë nuk u takojnë reaksioneve të sintezës.

Reaksionet e zbërthimit

Reaksionet e zmërthimit janë të kundërta prej atyre të komponimit. Themi seështë bërë zbërthim kur prej një substance krijohen dy ose më shumë substancatjera. Përbërja e substancave të përfituara është më e thjeshtë se e substancës sëzbërthyer.

Zbërthimi bëhet ndonjëherë në mënyrë spontane (vetëvetiu). Kjo ndodh atëherëkur substanca, siç thuhet, është jostabile.

Zbërthimi bëhet më së shumti nga nxehtësia (në këto raste bëhet fjalë për pirolizë)nën veprimin e rrymës elektrike (elektrolizë), nën veprimin e dritës (atëherë këtëe quajmë fotolizë) ose nën veprimin e të a.q. trezatomit jonizues (radiolizë).

Shumë procese të zbërthimit kanë rëndësi praktike. Ndoshta di për ndonjë procestë tillë: piroliza e karbonat kalciumit. Nuk duhet të habitesh nga fjalët që deri taninuk i ke përdorur – procesi për të cilin bëhet fjalë në në jetën e përditshme quhetpjekje e gëlqerorit (gurit gëlqeror).

CaCO3(s) CaO(s) + CO

2(g)

Procesi i pirolizës zbatohet në përpunimin e naftës. Në këtë rast qëllimi është tëshkëputen vargjet e gjata të hidrokarbureve dhe përfitimi i hidrokarbureve me masë

Siç shihet, në të gjitha termat që u përdorën për llojet e ndryshme të zbërthimit del njëprapashtesë e njëjtë …”lizë”.

Mirë është që të gjesh (në bibliotekën e shkollës ose ndonjë tjetër) fjalor me fjalë të huaja,leksikon ose enciklopedi. Orvatu me ndihmën e fjalorit të tregosh se çfarë rëndësie ka dhe prejkah vjen prapashtesa” lizë”.

Nëse të intereson gjeje edhe domethënien e pjesëve të para të termave të dhënë më sipër.

15

1.31.41.5

molare më të vogël*. Për këtë ekziston edhe një emërtim i vaçantë: shpërbërja evargjeve të gjata të hidrokarbureve quhet kreking, përkatësisht proces i krekimit.

Elektroliza, poashtu ka rëndësi të madhe praktike. Kështu, nga elektroliza e klorurittë natriumit përfitohet klori që është një lëndë e parë e rëndësishme për industrinë.Për proceset e elektrolizës do të bëjmë fjalë më vonë (shih fq.114).

Proceseve të zbërthimit me një dozë rezerve u takojnë edhe të aq. reaksione tëeliminimit**. Shembull i një reaksioni të tillë është edhe procesi ku nën veprimin eacidit sulfurik të përqëndruar, ose të ndonjë substanca tjetër për marrjen e ujit, prejetanolit përfitohet eteni (etileni).

CH3CH

2OH H

2C = CH

2 + H

2O

Proceset e zbërthimit poashtu mundemi t’i ilustrojmë me eksperimente (këto janëeksperimentet 1.3, 1.4 dhe 1.5).

Mbaj mend,

reaksione të zbërthimit janë ato te të cilat prej një substance(vetëvetiu ose nën ndikimin e jashtëm) krijohen dy ose më shumësubstanca.

Për reaksionet e zbërthimit deri në substanca të thjeshta (elementare) më parëështë përdorur termi analizë. Nga shkaku se në këtë mënyrë ka mundur të dëshmohetedhe përbërja e substancave të ndërlikuara, i njëjti term ka filluar të ketë kuptimine dëshmisë së përbërjes. Në kohën e trashme ky term tregon vetëm mbi dëshminëe përbërjes në çfarëdo mënyre qoftë***.

Reaksionet e këmbimit

Për reaksionet e këmbimit (ose reaksionet e substituimit, siç thuhet në kiminë****organike) ke ditur më parë.

_________________________

* Hidrokarburet me vargje relativisht të shkurta janë pjesë përbërse e benzinës së motorëve.

** Eliminim d.m.th. marrje, largim. Përkujtohu në klubin futbolistik që është eliminuar prejgarave të kupës.

*** Për shkak të asaj që është thënë më lart nuk është mirë (me gjithëqë jo edhe gabim) fjalaanalizë të përdoret si sinonim për reaksionin e zbërthimit. Kështu është nga shkaku semetodat e dëshmisë së përbërjes që bazohen në zbërthimin deri në elemente kanë humburkuptimin që e kanë pasur më parë.

**** Substituimi është njëlloj si edhe zëvendësimi.

16

1.61.71.8

Reaksionet e substituimit janë p.sh: proceset e klorimit të alkanëve, me ç’rast disaprej atomeve të hidrogjenit nga molekula e alkanit zëvendësohen me atome tëklorit:

CH4 + Cl

2 = CH

3Cl + HCl

Kur bëhet fjalë për reaksionet e zëvendësimit, shpesh herë mendohet përzëvendësim të vërtetë të ndonjë atomi nga molekula me atome tjera. Në këtë tip tëreaksioneve bëjnë pjesë edhe ato ku bëhet zëvendësimi (ose këmbimi) i grupeveatomike që marrin pjesë në përbërjenë e substancave që reagojnë (edhe atëherëkur substancat nuk janë të ndërtuara prej molekulave). Kështu, një reaksion izëvendësimit është edhe procesi i treguar me barazimin:

2K + 2H2O = 2KOH + H

2

megjithqë hidroksidi i kaliumit përbëhet prej joneve, e jo prej molekulave.

Një lloj i veçantë i reaksioneve të zëvendsimit janë reaksionet ku bëhet këmbimi iatomeve ose i grupeve atomike. P.sh.:

NaCl + AgNO3 = AgCl + NaNO

3

Reaksionet e tilla quhen reaksione të këmbimit të dyfishtë.

Që të kemi njohuri për reaksionet e zëvendësimit do të bëjmë eksperimentet 1.6,1.7 dhe 1.8.

Të përsërisim:

reaksione të zëvendësimit janë të gjitha proceset, ku atomet ose grupetatomike të një substance vijnë në vendin e atomeve ose grupeveatomike të substancës tjetër; nëse zëvendsimi bëhet në të dy kahet,d.m.th. nëse bëhet këmbimi i atomeve ose grupeve atomike, atëherëkëtë e quajmë zëvendsim i dyfishtë (ose këmbim i dyfishtë).

Reaksionet e kondensimit

Me termin reaksion të kondensimit kuptohet proces i tillë kimik ku, vështruar nënivelin molekular, dy thërrime japin një tjetër, duke liruar edhe një thërrime të vogël(shpesh herë molekulë të ujit). Kondensim mund të bëjnë edhe më shumë se dy thërrime.Shembull të një reaksioni të këtillë kemi përmendur në krijimin (në temperaturë më tëlartë se temperatura e shkrirjes së acidit fosforik) e të aq. acidit difosforik* H

4P

2O

7:

2H3PO

4 = H

4P

2O

7 + H

2O

_______________________

* Më parë është përdorur emri acidi pirofosforik, por ky emërtim tash nuk përdoret.

17

Të përsërisim:

gjatë reaksioneve të kondensimit bëhet lidhja e dy (ose më shumë)thërrimeve në një, duke liruar molekula të vogla (të ujit, amoniakutetj).

Reaksionet e polimerizimit dhe të ploikondensimit

Për reaksionet e polimerizimit me siguri ke njohuri. Polimerët janë shumë tëpërhapur rreth nesh, prandaj për reaksionet e polimerizimit (polimerët) dinë edheata që nuk kanë mësuar kimi asnjëherë.

Megjithatë, ç’është polimerizimi?

Përgjigja e shkurtë për pyetjen e sipërme është:

polimerizimi është procesi në cilin bëhet lidhja e më shumëmolekulave të vogla në molëkula të mëdha, (pa liruar produkte tëtjera).

Molekulat që lidhen u takojnë substancës sënjëtë dhe quhen monomere. Kuptohet se tëgjitha molekulat nuk lidhen menjëherë, por nëfillim krijohen dimere, pastaj trimere dhemolekula tjera (fig. 1.12).

Prej definicionit të sipërm del se nëse të gjithamolekulat që lidhen janë të njëjta, produkti ipërfituar do të ketë përbërje ku raportet sasijoremidis elementeve janë të barabarta mesubstancën nistare (monomerin).

Një shembull i polimerizimit është krijimi i ploietilenit (polietenit) prej etenit simonomer:

n H2C=CH

2 ~~¾(H

2C-CH

2)

n––~~

Polimerizimi mund të bëhet edhe prej monomereve të ndryshme (në raste të tillabëhet fjalë për kopolimerizim).

Polimere, me gjithë që ka më shumë në kiminë organike, polimere ka edhe nëkiminë inorganike.

Molekula të mëdha (makromolekula) krijohen edhe gjatë procesit tëpolikondensimit. Përkufizimi i shkurtë për këto procese është:

reaksionet e polikondensimit janë procese ku prej numri tëmolekulave të imta krijohen makromolekula, kurse veçohensubstanca të përbëra prej molekulave të vogla (ujit, amoniakut etj).

Dimer

Trimer

Polimer

Thërrime ngamonometri

Fig. 1.12. Polimerizimi(skema)

18

ENERGJETIKA E REAKSIONEVE KIMIKE

Energjia, energjia e brendshme, entalpia

Energjia është njëra prej vetive themelore të materies. Kjo mund të qëndrojë nëlidhshmëri me lëvizjen e trupave ose të thërrimeve që e përbëjnë atë. Kjo pjesë eenergjisë së një sistemi quhet kinetike. Kështu, energji kinetike ka automobili nëlëvizje (fig. 1.13), ose molekula e një gazi (fig. 1.8).

Automobilët nuk kanë gjithmonë energji kinetiketë njëjtë – energjia kinetike e automobilëve qëgarojnë (fig. 1.14), si të atyre nga Formula 1, mesiguri është e pakrahasueshme më e lartë prejenergjisë kinetike të një „fiqo” që e shohim nërrugët e qytetit (fig. 1.15). Në të vërtetë, sa mëshpejt që lëvizin trupat (ose thërrimet) dhe sa më e lartë që është masa e tyre,energjia kinetike e tyre është aq më e madhe.

Energjia mund të jetë në lidhje edhe meineraksionet (veprimet reciproke) qëekzistojnë ndërmjet thërrimeve nga tëcilat përbëhen sistemet ose midis trupavetë sistemit dhe ambientit rrethues (si p.sh:midis sistemit dhe Tokës në përgjithsi).Këtë pjesë të energjisë e quajmë energjipotenciale.

Fig. 1.13. Automobili në lëvizje ka energjikinetike të caktuar që varet prej masës dhe

shpejtësisë së tij me të cilën lëviz

Fig. 1.14. „Bolidët” në garat eFormulës 1 kanë energji

kinetike të lartë

Fig. 1.15. Automobili modern ngafotografia me siguri ka energji kinetike mëtë madhe sesa që është energjia e” fiqos”

së vjetër

19

Sa më e madhe që është masa e një sistemi dhe sa më lart që gjendet ai sistem(ndaj sipërfaqes së Tokës), aq më e lart është energjia potenciale e tij. Nga anatjetër, sa më e madhe është forca vepruese midis thërrimeve, aq më e madhe ështëenergjia potenciale e cila qëndron në lidhshmëri me këtë interaksion.

Prej energjisë së përgjithshme që ka një sistem, një pjesë është energjia potencialee cila varet prej pozitës së sistemit në tërësi. Nëse sistemi (përsëri në tërësi) ështënë lëvizje, atëherë do të ketë energji të dhënë kinetike. Pjesa e energjisë që mbetetquhet energjia e brendshme e sistemit.

Me fjalë tjera,

energjia e brendshme e sistemit është ajo pjesë e energjisë sëpërgjithshme të sistemit që nuk është energji kinetike për shkak tëlëvizjes eventuale të sistemit në tërësi dhe nuk është energjipotenciale që është në lidhje me pozitën e sistemit në tërësi.

Energjia e brendshme e një sistemi shënohet me U. Për kiminë më me rëndësiështë energjia brendshme se sa energjia e përgjithshme e sistemit. Për matjen eenergjisë në kimi si njësi e energjisë përdoret xhul ose njësia njëmijë herë më emadhe kiloxhul. Shenja për këto njësi është J, përkatësisht kJ.

Në energjinë e brendshme marrin pjesë energjitë kinetike të çdo thërrimieje qëështë pjesë përbërse e sistemit, si dhe energjia potenciale që është rezultat i veprimitndërmjet thërrimeve.

Në lidhje me enrgjinë është edhe një madhësi që quhet entalpi. Entalpia e njësistemi është madhësi që shënohet me H dhe si energji i ka njësitë xhul dhe kiloxhul.

Entalpia e një sistemi është shuma e energjisë së brendshme dhe prodhimit tëpresionit dhe vëllimit të sistemit. Me fjalë tjera:

H = U + PV

Domethënë;

në të ardhmen do të merremi kryesisht me energjinë e brendshme tësistemeve, dhe veçanërisht me një madhësi që ka lidhje me energjinëe brendshme e që quhet entalpi.

20

Energjia mund të pranohet edhe të dorëzohet

Siç kemi thënë më parë, nëse dëshirojmë të shkrijmë një trup të ngurtë, duhetatë ta nxehim (t’ia zmadhojmë temperaturën). Që ta bëjmë këtë, trupit të ngurtëduhet t’i japim nxehtësi*. Nxehtësi duhet të japim edhe nëse dëshirojmë tëavullojmë një lëng. Dhënia e nxehtësisë në të vërtetë, është dhënie e energjisësistemit që e vështrojmë (trup i ngurtë, lëng etj). Kuptohet se sistemet munden jovetëm të pranojnë energji prej mjedisit që e rrethojnë, por edhe t’i dorëzojnëenenrgji mjedisit. Sipas kësaj, mund të bëhet fjalë për këmbimin e energjisëndërmjet sistemit dhe mjedisit.

Këmbimi i energjisë mund të bëhet në mënyra të ndryshme. Kështu në proceset epirolizës, energjia jepet në formë të nxehtësisë, në procesin e fotolizës rrezet edritës janë bartësit e energjisë të cilën e pranon sistemi reagues. Energjia mund tëbartet edhe si rezultat i marrjes së thërrimeve të elektrizuara (si p.sh: të elektroneve)prej sistemit, ose dorëzimit të tyre sistemit.

Për ne me interes do të jetë marrja ose dhënia e energjisë në formë të nxehtësisë.Për këmbim të tillë të energjisë u bë fjalë më lart.

Kujdes: Temperatura dhe nxehtësia, kursesi s’janë të njëjta!!!

Proceset që mund të zhvillohen vetëm kur nga jashtë sistemit i jepet energji nëformë të nxehtësisë, quhen procese endoterme**. Nga ana tjetër në procesettjera energjia lirohet.

Nëse energjia që lirohet është në formë të nxehtësisë, atëherë atë proces e quajmëproces ekzoterm (termi më i përshtatshëm do të ishte ekzoenergjetik). Kështuavullimi i ujit (fig. 1. 16) është proces endoterm, kurse kondensimi i avullit të ujitështë proces ekzoterm***.

__________________________

* Që të theksohet sasia e energjisë që këmbehet përdoret shenja q. Nëse sistemit i jepetnxehtësia, q > 0, përkatësisht energjia e dhënë llogaritet me shenjë pozitive, por nësenxëhtësi merret prej sistemit, q < 0 sasia e nxehtësisë së liruar llogaritet si negative.

** Nëse sistemit i jepet energji, por pa e theksuar llojin e energjisë, atëherë mund të përdorettermi endoenergji. Proceset endoterme janë gjithmonë endoenergjetike, por nuk është esigurtë se çdo proces endoenergjetik është vetëvetiu edhe endoterm (energjia mund tëjepet edhe në mënyra tjera).

*** Ndoshta ke vërejtur se shpesh herë dimrit temperatura e ajrit zmadhohet sa të fillojë tëbjerë borë.

21

1.91.101.11

Kur në ujë tretet acidi sulfurik i përqëndruar, lirohetnxehtësi, d.m.th. se procesi është ekzoterm.

Përkundrazi, që të tretet nitrati i amonit, duhet të jepetnxehtësi, d.m.th. se është proces nedoterm*.

Kur komponohen hidrogjeni me oksigjenin (në pranitë katalizatorit) nxehtësia lirohet, por që të zbërthehetavulli i ujit, duhet të jepet sasi e konsiderueshme enxehtësisë (procesi i parë është ekzoterm, kurse i dytiendoterm).

Të përsërisim:

proceset (reaksionet kimike ose llojet tjera të proceseve) që janëtë shoqëruara me lirimin e enxehtësisë dhe dorëzimit të saj mjedisitqë e rrethon, quhen ekzoterme, kurse proceset që mund të zhvillohenvetëm nëse sistemit i jepet nxehtësi quhen endoterme.

Që të njohtohemi me disa procese ekzoterme dhe endoterme, do të bëjmë disaeksperimente.

Efekti termik

Me eksperimentet e punuara më lart, punuam vetëm në mënyrë kualitative (cilësore),më shumë vështruam se sa matëm.

Nëse është nevoja mund edhe saktësisht të matet sa energji nëformë të nxehtësisë është liruar gjatë zhvillimit të një procesi (nëseështë proces ekzoterm) përkatësisht sa energji në formë tënxehtësisë duhet dhënë sistemit (nëse procesi është endoterm).Sasia e dhënë ose e liruar e nxehtësisë është e barabartë mendryshimin e entalpisë së sistemit (ky ndryshim zakonisht shënohetme DH). Për ekperimete të tilla përdoren aparate të quajturakalorimetra (fig. 1.17).

Për një kimist, kuptohet kimist të ardhshëm, nxënës që tregoninteresim për kiminë, më interesant janë reaksionet kimike.Por, ekzistojnë edhe procese tjera që poashtu janë të rëndësishme,megjithëqë në këto nuk ndodhin ndryshime kimike.

_____________________

* Nëse sasia e mjaftueshme e energjisë nuk mund të merret prej mjedisit, që të zhvillohet procesipërdoret edhe një pjesë e energjisë së brendshme dhe temperatura e sistemit zvogëlohet.

Fig. 1. 16. Që të avullohetuji që është në gotë,

duhet dhënë nxehtësi(procesi është endoterm)

Fig. 1.19.Kalorimetri i

thjeshtë

22

Kështu janë p.sh: proceset e avullimit, shkrirjes, kristalizimit po edhe procesi itretjes*.

Për proceset ku nuk bëhet ndryshimi i përbërjes (siç janë këto që i përmendëm mëlart) efekti termik paraqet ndryshim të entalpisë molare të sistemit, përkatësishtsi DHm, (lexohet si delta–ha–em). Ndryshimi i entalpisë molare është raporti(herësi) midis ndryshimit të entalpisë dhe sasisë së substancave të sistemit.

Nëse bëhet fjalë për reaksion kimik, efekti termik tregohet me raportin midisndryshimit të entalpisë së sistemit dhe ndryshimit të arritjes së reaksionit. Në këtëmënyrë përkufizohet një madhësi që quhet entalpia e reaksionit. Entalpia ereaksionit shënohet me D

rH (lexohet delta-er-ha. Gjatë kësaj duhet të supozohet

se në dy rastet temperatura dhe presioni nuk ndryshojnë.

Sipas asj që është thënë,

DH

Dx

Njësitë me të cilat tregohen DHm dhe

DrH janë xhul për mol ose kiloxhul

për mol (J/mol ose kJ/mol). Siç mundtë shihet, entalpia e reaksionit ështënumerikisht (por vetëm numerikisht)e barabartë me ndryshimin eentalpisë që pason si rezultat indryshimit të arritjes.

Nëse sistemit i jepet energji, atëherëDH

m (për proceset ku nuk ndodh

ndryshim i përbërjes) përkatësishtD

rH (për reaksionet kimike) do të

jenë madhësi pozitive (fig. 1.17),kurse për proceset ekzoterme këtodo të jenë negative (fig. 1.18).

_________________________

* Gjatë tretjes shpesh herë ndodhin procese që mund të merren si procese kimike.

rH = ——

Fig. 1.17. Në proceset endoterme,entalpia e sistemi zmadhohet (shigjeta e

verdhë majtas): H > 0

23

Nga shprehja e sipërm për DrH

shihet se vlera e DH–së mund tëgjehet nëse dihet vlera e entalpisësë reaksionit.

DH = DrH x Dx

me të cilin ndryshimi i arritjes dhesasia e pjesëmarrësve të trans-formuara në atë reaksion janë tëlidhura me marrëdhënien:

Dn(X) v(X)

kurse

Dn(X) = v(X) x Dx

Për këtë duhet pasur kujdes veçanërisht në rastet kur ndryshimi i arritjes nuk ështëi veçantë.

Mbaj mend:

· varësisht prej asaj se a bëhet fjalë për procesin e ndryshimit tëgjendjes agregate ose për reaksion kimik, efekti termik i procesittregohet ose me ndryshimin e entalpisë molare, ose me ndihmëne të ashq. entalpi e reaksionit;

· nëse ndryshimi i arritjes nuk është i vetmi ndryshim, vlera enxehtësisë së liruar ose të pranuar gjehet si prodhim i entalpisësë reaksionit dhe ndryshimit të arritjes.

Barazimet termokimike

Kur ndyshimi kimik i një sistemi reagues tregohet me ndihmën e barazimit kimik,prej tij nuk mund të shihet asgjë për ndryshimet eventuale të efekteve termike.

Nëse dëshirojmë të tregojmë edhe efektet termike (jo vetëm ndryshimet e përbërjessë sistemit reagues) shërbehemi me të aq. barazime termokimike*.

_______________________________

* Termokimia është pjesë e kimisë (më saktësisht e kimisë fizike) që merret me studimin eefekteve termike dhe me ligjshmëritë e proceseve në të cilat bëhen efektet termike.

Fig. 1.18. Në reaksionet ekzoterme, entalpia esistemit zvogëlohet; H < 0

= ––––—

24

Fig. 1.20. Pasi të mbarojë neutralizimi, në tretësirën praktikisht nuk ka jone tëhidrogjenit dhe hidroksile

Si bëhet kjo, mund të tregohet me shembullin e reaksionit të neutralizimit (p.sh:neutralizimin e acidit klorhidrik me hidroksidin e natriumit: shih fig. 1.20).

Ndryshimi i përbërjes tregohet me barazimin kimik në këtë mënyrë*:

HCl + NaOH = NaCl + H2O

Me këtë barazim kimik, ashtu siç thamë më parë, edhe në aspektin cilësor nukmund të vërehet se bëhet fjalë për reakson ekzoterm dhe mos të flasim për përmasate efektit termik. Nga ana tjetër, barazim termikimik i reaksionit të njëjtë do tëduket kështu:

HCl(aq) + NaOH(aq) = NaCl(aq) + H2O(1)

rH = –57,4 kJ/mol

Këtu shihet qartë se në fillim shkruhet pjesa e barazimit që është e njëjtë mebarazimet e rëndomta (stehiometrike), me një dallim se në të shënohen edhe gjendjetagregate të pjesëmarrësve të reaksionit. Kjo bëhet ashtu që pas formulës në kllapëshënohet g, l ose me të cilat tregohet gjendja agregate e gaztë, e lëngtë ose engurtë**. Për substancat që gjenden në tretësira ujore përdoret shenja, aq.

Barazimet termokimike, përveç kësaj, kanë edhe një pjesë, pjesën që tregon edhemadhësinë, ku janë dhënë edhe përmasat e entalpisë së reaksionit. Kjo pjesëshënohet menjëherë pas barazimit – në vazhdimsi (më shpesh) ose pak më poshtë.

Domethënë,

barazimet termokimike përbëhen prej pjesës stehiometrike dhe tëmadhësive (përmasave); në pjesën e parë tregohet ndryshimi ipëbërjes kimike të sistemit reagues, kurse në pjesën e dytë janëdhënë përmasat e entalpisë së reaksionit.

______________________

* Në ralitet, në tretësirën nuk ka molekula të klorur natriumit, por jone të natriumit dhe tëklorit.

** Bëhet fjalë për shkronjat e para të fjalëve në gjuhën angleze (gas, liquid, solid).

25

Entalpia e reaksionit për shumë reaksione kimike ka mundësi të përcaktohet nëmënyrë eksperimentale, kurse rezultatet të shënohen me ndihmën e barazimevetermokimike. Disa shembuj të tillë janë këto:

H2(g) + ½O

2(g) = H

2O(g) D

rH = –241,8 kJ/mol

H2(g) + ½O

2(g) = H

2O(l) D

rH = –285,8 kJ/mol

2H2(g) + O

2(g) = 2H

2O(g) D

rH = –483,6 kJ/mol

C(s) + O2(g) = CO

2(g) D

rH = –393,5 kJ/mol

CO(g) + ½O2(g) = CO

2(g) D

rH = –283,0 kJ/mol

½ H2(g) + ½I

2(g) = HI(g) D

rH = +26,5 kJ/mol

½ N2(g) + ½ O

2(g) = NO(g) D

rH = +90,2 kJ/mol

Vështro me kujdes reaksionet termokimike të dhëna më lart. Mos u mundo t’i dish përmendsh!Me kujdes të posaçëm vështro tri barazimet e para: mënyrën si janë të shënuara (vlerat ekoeficientëve stehiometrikë) dhe gjendjen agregate të ujit që është krijuar. Krahasoi vlerate entalpive të reaksionit.A vëren ndonjë rregullsi?Ndihmë: Avullimi është proces endoterm.

Në reaksionet termokimike, siç shihet prej shembujve të mësipërm, më shpesh sezakonisht përdoren koeficientë stehiometrikë që nuk janë numra të plotë. Kështunuk veprohet rastësisht. Qëllimi është se koeficientët stehiometrikë duhet zgjedhurashtu që koeficienti para produktit për të cilin jemi të interesuar (ose më rrallëpara reaktantit) të jetë i barabartë më numrin një.

Shembuj tjerë si shkruhen barazimet stehiometrike ka në doracakun Pyetje dhedetyra nga kimia për vitin II të gjimnazit të reformuar. Arsimtari yt do të tregojëse cilat pyetje duhet përpunuar dhe cilat jo. Kuptohet se nuk do ka pengesë që tëlexosh edhe pyetjet që arsimtari nuk të ka sugjeruar, por edhe të shohësh përgjigjete tyre.

Më parë këto barazime janë shkruar edhe në këtë mënyrë:

2H2(g) + O

2(g) = 2H

2O(g) + 483,6 kJ/mol

ose

2H2(g) + O

2(g) = 2H

2O(g) + Q

(madje, në vend të shkronjës së pjerrët është përdorur shkronja e drejtë Q). Idejae këtyre barazimeve ka qenë që përveç produkteve të reaksionit (si në rastin eshembujve për ujin) se „fitohet” edhe nxehtësia (ose një sasi e nxehtësisë).

26

Nëse vlera e nxehtësxisë që këmbehet është shënuar në anën e majtë të barazimit,kjo ka pasur domethënien se sistemit duhet t’i jepet nxehtësi, d.m.th. se procesiështë endoterm.

Në të vërtetë, kështu nuk duhet vepruar. Duhet ditur se mund të mblidhen vetëmmadhësitë me bazë të njëjtë, kurse mbledhja e substancave (p.sh: ujit) dhe tëmadhësive (si p.sh: sasi e nxehtësisë) është njëlloj sikurse të mblidhen „dardhatme mollët”. Prandaj, nëse ndonjëherë gjen shprehje të tillë (këto nuk janë barazime)menjëherë shndërroji ato në barazime normale termokimike. Nëse në atë reaksionlirohet nxehtësi, parashenja për D

rH duhet të jetë negative, e nëse duhet të jepet

nxehtësi DrH do të ketë vlerë pozitive.

A KUPTOVE? A MËSOVE?

Përpiqu t’u përgjigjesh pyetjeve dhe t’i zgjedhësh detyrat që janë në doracakun Pyetje dhe detyranga kimia për vitin II të gjimnazit të reformuar (kapitulli 1) që i përgjigjen kësaj pjese të librit.Kjo do të ndihmojë të mësosh më shpejt dhe të krijosh pasqyrim mbi kualitetin e diturisë sate. Kijparasysh se dituri e vërtetë nuk është vetëm mbamendje e thjeshtë e shumë fakteve, por aftësiaqë këto fakte t’i përdorësh.

27

2KINETIKA E REAKSIONEVE KIMIKE

KUPTIMET THEMELORE

Shpejtësia e reaksioneve kimike

Reaksionet kimike bëhen për qëllim të caktuar. Qëllimi është ndonjëherë që tëfitohet një produkt. Herën tjetër qëllimi mund të jetë shfrytëzimi i energjisë qëlirohet gjatë zhvillimit të reaksionit. Nganjëherë dëshirojmë që reaksioni të zhvillohetmë shpejt, si p.sh: te reaksionet që janë bazë e verimit të mjeteve eksplozive. Nëndonjë rast tjetër (si p.sh: kur dëshirojmë që një proces kimik ta studjojmë dhe keminevojë që për një kohë t’i bëjmë të gjitha matjet), më na përgjigjet që ky të jetë ingadalshëm. D.m.th. duhet të kemi njohuri mbi kuptimin shpejtësia e reaksionevekimike.

Për termin shpejtësi ke njohuri prej më parë, si nga jeta e përditshme, ashtu edhenga mësimi i fizikës. Fizikanët, shpejtësinë e një trupi që lëviz e përkufizojnë simarrëdhënie midis rrugës së kaluar dhe kohës që duhet për ta kryer këtë.Rruga e kaluar paraqet ndryshimin e pozitës së trupit.

Njësoj veprohet edhe në kimi. Poashtu edhe në reaksionet kimike mund të mendohetse shpejtësia është raporti midis rrugës së kaluar dhe kohës që duhet për këtë.

Mirë, por duhet të shohim, çka do të ishte rruga që kalon reaksioni? Kështungase reaksioni nuk është as automobil as udhëtar që të mund të ecë një rrugë.Kurse reaktantët dhe produktet e reaksionit, substancat prej cilave përbëhet sistemireagues, në të shumtën e rasteve gjenden në enën e njëjtë ku zhvillohet reaksionidhe prej aty nuk dalin! Megjihtatë, ekziston madhësi që tregon se deri ku ka„arritur” reaksioni kimik. Kuptohet, kjo madhësi është „arritja e reaksionit”.Tash është më lehtë – shpejtësia e reaksionit definohet si raport midis ndryshimit tëarritjes dhe kohës që duhet të kalojë për të bërë ky ndryshim.

Dx

Dt

Për këtë madhësi tash propozohet një emërtim tjetër – shpejtësia e konversionit(d.m.th. shpejtësia e shndërrimit), kurse termi shpejtësi e raksionit duhet t’i takojëmadhësisë v e cila është definuar me shprehjen:

J = ——

28

Dx

V Dtpërkatësisht

J

V

ku V është vëllimi i sistemit reagues.

Ne, sa për tash, për shenjë e shpejtësisë së reaksionit do ta përdorim madhësinë qëshënohet me J.

Mbaj mend:

shpejtësia e reaksionit është raporti ndërmjet ndryshimit të arritjessë tij dhe kohës që duhet të kalojë që bëhet ky ndryshim i vlerës sëarritjes së reaksionit.

Shpejtësia e ndryshimit të përqëndrimit

Pasi arritja nuk mund të matet në mënyrë direkte, për të matur praktikisht shpejtësitëe reaksioneve kimike, shfrytëzohen lidhjet (relacionet) që ekzistojnë ndërmjet ndryshimittë arritjes dhe ndryshimit të madhësive tjera që mund të maten më lehtë.

Shpesh herë si masë e ndyshimit të arritjes merret ndryshimi i përqëndrimit tëndonjërit prej pjesëmarrësve të reaksionit. Nëse veprojmë kështu vijmë te madhësiaqë quhet shpejtësi e ndryshimit të përqëndrimit të një pjesëmarrësi të dhënëtë reaksionit. Kjo madhësi shënohet me v(X)* dhe është definuar si raport ndërmjetndryshimit të përqëndrimit të pjesëmarrësit në reaksion që shënohet me X dhekohës që duhet të kalojë që të vjen te ky ndryshim i përqëndrimit.

Duke përdor shenjat e madhësive, mund të shkruajmë:

Dc(X)Dt

Në këtë shprehje shenja pozitive në anën e djathtë merret nëse substanca X ështënjëri prej produkteve të reaksionit. Përkundër kësaj, shenja është negative nëseX është njëri prej reaktantëve. Kështu veprohet me qëllim që v(X) të jetë gjithmonëmadhësi pozitive. Në të vërtetë, përqëndrimi i reaktantëve gjatë reaksionitzvogëlohet Dc(X) është negativ, poashtu edhe v(X) do të ishte negativ, po qe se nëanën e djathtë nuk vehet shenja negative**.

_________________________

* Lexohet ve-për-iks dhe me këtë tregohet emri i substancës X.

** Ka mundësi që në vend të kësaj të merren gjithmonë vlerat apsolute.

v = ——

v = —

v(X) = ——–

29

2.12.2

Nëse marrim parasyshe se në reaksion ka pjesëmarrës të ndryshëm, shpejtësitë endryshimit të përqëndrimit të tyre mund (ose jo) të jenë të njëjta. Në të vërtetë,shpejtësitë e ndryshimit të përqëndrimit të pjesëmarrësve të ndryshëm do të jenë tënjëjta vetëm nëse të gjithë koeficientët stehiometrikë në barazimin e reaksionit janëmidis tyre të njëtë, përkatësisht të barabartë me një.

Në çdo rast:

shpejtësia e ndryshimit të përqëndrimit të një reaktanti, oseproduktit të reaksionit d.m.th. raporti ndërmjet ndryshimit tëpërqëndrimit të atij pjesëmarrësi dhe kohës që të vijë te ky ndryshim,nuk duhet të quhet shpejtësi e reaksionit.

Kjo për të cilën bëmë fjalë, mund të kuptohet më m irë nëse përpunohen pyetjet përkatëse(si të atyre që janë në doracakun Pyetje dhe detyra nga kimia për vitin II të gjimnazittë reformuar).

Nga kjo që u tha më lart del se:

kur flasim për shpejtësinë e ndryshimit të përqëndrimit duhet tëtheksojmë përqëndrimin e kujt (d.m.th. për përqëndrimin e cilitpjesëmarrës të reaksionit) bëhet fjalë.

Nga se varet shpejtësia e reaksionit?

Disa nga reaksionet janë të shpejta, të tjerat të ngadalshme. Shpejtësia kryesishtvaret prej natyrës së sistemit reagues. Që ta sqarojmë këtë, do të bëjmë dyekspeimente të thjeshta (fig. 2.1 dhe 2.2).

Prej eksperimenetve që shpresojmë se i ke bërë, duket qartë se:

shpejtësia e reaksionit varet prej natyrës së substancave që marrinpjesë në reaksion.

A është krejt kaq? Një reaksion i dhënë a ka gjithmonë shpejtësi të njëjtë?Përgjigje është – jo! Mbi shpejtësinë e reaksionit (ose mbi shpejtësinë endryshimit të përqëndrimit të ndonjë pjesëmarrësi në të), ndikojnë shumë faktorë,prej të cilëve më të rëndësishëm janë përqëndrimi i pjesëmarrësve tëreaksionit, temperatura në të cilën zhvillohet reaksioni dhe eventualisht edheprania e katalizatorit.

30

2.32.42.5

Ndikimi i përqëndrimit

Prej faktorëve që ndikojnë në shpejtësinë ereaksioneve kimike, më lehtë është të kuptohet ndikimii përqëndrimit. Që të vijë te akti elementar itransformimit kimik, thërrimet e reaktantëve duhet tëvijnë më afër njëra tjetrës. Nëse përqëndrimi isubstancës është më i madh, në një vëllim të dhënë tësistemit ka më shumë thërrime. Nga kjo del sethërrimet janë më afër njëra tjetrës, me këtë edhemundësia që ato të jenë aq të afërta sa të këmbejnëatome është më e madhe. Në rastin e reaksionitndërmjet gazeve, zmadhimi i trysnisë ka efekt të njëtësi edhe zmadhimi i përqëndrimit.

Këshillë: Para se të vazhdosh, përsërite ç’janë reaksionet e kthyeshme dhe tëpakthyeshme (faqe 10)

Nëse reaksioni është i pakthyeshëm, atëherë rëndësi ka vetëm përqëndrimi ireaktantëve. Kjo edhe kuptohet lehtë, ngase reaksioni zhvillohet ashtu që vetëmreaktantët shndërrohen në produkte, kurse reaksioni i kundërt nuk zhvillohet, vetëmnjësitë e reaktantëve kalojnë në njësitë e produkteve, kurse e kundërta nuk bëhet.Në këso rastesh nuk ka rëndësi përqëndrimi i produkteve të reaksionit, por vetëmsa është përqëndrimi i reaktantëve në momentin e dhënë.

Por, përqëndrimi i rekatantëve me kalimin e kohës zvogëlohet, që do të thotë se njëreaksion i pakthyeshëm në fillim zhvillohet shpejt, por me kalim të kohës shpejtësiazvogëlohet.

Nga ana tjetër, nëse reaksioni është i kthyeshëm, mbi shpejtësinë e reaksionitduhet të ndikojnë edhe përqëndrimi i reaktantëve edhe i produkteve.

Që të dëshmojmë saktësinë e përfundimeve, do të bëjmë disa eksperimenete tëthjeshta (shih më lart).

Duke dëshmuar supozimet tona, rezultatet e provave të bëra tregojnë mbi rëndësitëkarakteristike të shumicës (por jo edhe të gjitha) reaksioneve;

sa më i lart është përqëndrimi i reaktantëve, aq më e madhe ështëshpejtësia e reaksioneve kimike.

Pasi përqëndrimi i reaktantëve zvogëlohet me kalimin e kohës, në raste të shumtashpejtësia është më e madhe në fillim, kurse pastaj reaksioni zhvillohet gjithnjë e

Fig. 2.1. Nëse përqëndrimii reaktantëve është më imadh, thërrimet janë më

afër njëra tjetrës

31

2.6

më ngadalë. Nuk duhet harruar se ekzistojnë (jo aq edhe shumë) reaksione, te tëcilat shpejtësia e reaksionit me kalim të kohës zmadhohet (shih faq. 41).

Ndikimi i temperaturës

A ke menduar ndonjëherë pse nxehen kur gatohen produktet ushqimore dhe duhettë ftohen nëse dëshirojmë t’i ruajmë më gjatë? A mund të vëresh shkakun pse iashtuquajturi frigirifer me ngrirje „të thellë” (d.m.th. me ulje të ndjeshme të tem-

peraturës) ndihmon që mishi, qumështi, pemët dheperimet për një kohë të gjatë mbeten të përdorshme,ndërsa po qe se i lëmë në temparturë të dhomësshpejt do të prishen (veçanërisht nëse temepraturaështë e lartë)?

Nga pikpamja e kimisë edhe kur përgatitet gjella edhekur prishen prodhimet ushqimore bëhet reaksionikimik ku tempertura ka ndikim të dukshëm: zmadhimii temperaturës i shpejtëson, kurse zvogëlimi itemperaturës i ngadalson këto reaksione.

Shkaku i kësaj është i qartë. Kur temperature do tëzmadhohet, thërrimet e reaktantëve fitojnë energji mëtë lartë dhe rrjedhimisht më lehtë mund të marrin pjesë

në aktin elementar të transformimit kimik*.

Kështu është edhe me shumicën e reaksioneve që i hasim në jetën e përditshmeose në industri.

reaksionet kimike, zakonisht zhvillohen më shpejt në temperaturamë të larta.

Që të tregojmë se me të vërtetë është ashtu, provën 2.4. do ta bëjmë në një mënyrëpak më ndryshe: në vend që të përdorim përqëndrime të ndryshme të reaktantëve,do të punojmë me tretësira me përqëndrim të njëjtë, por do të nxehim në temperaturatë ndryshme.

Ndikimi i temperaturës mbi shpejtësinë e reaksionit kimik mund të tregohet nëmënyrë kuantitative. Një prej mënyrave është të caktohet i ashtuquajturi koeficientii temperaturës së reaksionit, d.m.th. raporti ndërmjet shpejtësive për atë reaksioni matur në dy temperatura të cilat dallohen midis tyre për 10 K (ose njësoj

_____________________

* Për teoritë që sqarojnë ndikimin e temperaturës shih më poshtë (faq. 33).

Fig. 2. 2. Në temperaturë mëtë lartë edhe thërrimet kanë

më shumë energji

32

për 100C*). Eksperimentet tregojnë se në shumë reaksione (por jo të gjitha),koeficienti** i temperaturës ka vlerë që është midis 2 dhe 4.

Me fjalë tjera:

në shumicën e reaksioneve, shpejtësia e reaksioneve zmadhohetpër dy deri katër herë, nëse temperatura zmadhohet për 10 K.

Por ekzistojnë edhe reaksione ku koeficienti i temperaturës është më i vogël se 2ose më i madh se 4, por edhe reaksione që në temperaturë më të lartë të zhvillohenmë ngadalë sesa më të ulët.

Përndryshe, ka arsye të theksohet rëndësia e ndikimit të temperaturës mbi shpejtësinëe reaksioneve kimike.

TEORIA E PËRPLASJEVE DHE TEORIA EKOMPLEKSIT AKTIV

Teoria e kinetikës së kimisë

Që të kuptohet ndikimi i temperaturës mbi shpejtësinë e reaksioneve kimike, mirëështë që reaksioni kimik të shqyrtohet si bashkësi e akteve elementare tëtransformimeve të veçanta të thërrimeve nga rekatantët në thërrime të produkteve.Gjatë aktit elementar të transformimit kimik, detyrimisht bëhet rirreshtim jo vetëmi atomeve, por edhe i elektroneve që marrin pjesë në lidhjen kimike. Në të vërtetë,disa prej lidhjeve të vjetra të reaktantëve shkëputen dhe krijohen lidhje të reja. Qëtë bëhet kjo, thërrimet e reaktantëve duhet të afrohen njëra me tjetrën, ngasevetëm ashtu mund të këmbejnë atome ose elektrone.

Roli i teorisë së kinetikës së kimisë është i dyfishtë. Nga njëra anë duhet të sqarohetndikimi i përqëndrimit të pjesëmarrësve dhe veçanërisht ndikimi i temperaturësmbi shpejtësinë e reaksioneve. Nga ana tjetër duhet të kuptohet si mund të zhvillohenreaksionet kimike në nivelin molekular. Kuptohet se për këtë duhet pasur imagjinatëlogjike që mund të dëshmohen vetëm në mënyrë direkte.

__________________________

* Kushtet në të cilat zhvillohet reaksioni (me përjashtim të temperaturës) për të dy rastetduhet të jenë të njëjta.

** Koeficienti i temperaturës shënohet me shkronjën greke gama (g ).

33

Kohëve të fundit, kimia teorike shfrytëzohet për sqarimin edhe të problemeve ngakinetika e kimisë.

Domethënë,

teoritë e kinetikës së kimisë kanë për qëllim sqarimin e ndikimit tëtemperaturës mbi shpejtësinë e reaksioneve kimike edhe si nënivelin molekular zhvillohen reaksionet kimike.

Teoria e përplasjeve

Sipas një modeli ilustrativ (por jo edhe plotësisht i qëlluar) mund të thuhet separakushti për aktin elementar të transformimit kimik është që të ndodhë përplasjendërmjet thërrimeve të reaktantëve (shih fig. 2.3).

Varësisht prej asaj se thërrimet në ç’mënyrë do të përplasen dhe çfarë energjie qëbartin thërrimet që marrin pjesë në përplasjen, mund të vijë te rirenditja e atomeveprej thërrimeve të reaktantëve dhe krijimi i thërrimeve të produkteve (d.m.th.përplasja të jetë efektive në aspektin e realizimit të aktit elementar të transformimitkimik), ose kjo të mos ndodhë, por thërrimet e reaktantëve thjeshtë të shtyhen dhetë largohen njëri nga tjetri (atëherë përplasja është joefikase). Në mënyrë skematikekjo është treguar në fig. 2. 3. në përplasjen e molekulës së klorurrit të nitrozilit(NOCl) dhe atomit të klorit. Kuptohet se me rëndësi është sa shpesh bëhet përplasjae thërrimeve të reaktantëve.

Me ilustrime të këtilla mund të sqarohet edhe përshpejtimi i reaksioneve me rritjene temperaturës. Ashtu siç thamë më parë (faqe 31), në temperaturë më të lartë

para përplasjes përplasje pas përplasjes

Fig. 2.3. Disa përplasje janë efikase (lart), ndërsa të tjerat nuk janë, domethënënuk bëjnë transformim kimik të thërrimeve që përplasen (poshtë)

34

thërrimet lëvizin më shpejt, kanë energji kinetike më të lartë dhe kur përplasen,energjia kinetike më e lehtë kalon në energji potenciale, lidhjet ndërmjet pjesëve tëthërrimeve shkëputen dhe në atë moment krijohen thërrime të reja.

Nga ana tjetër, shpeshtësia e përplasjeve drejpërdrejtë është e lidhur me përqëndrimine pjesëmarrëve të reaksionit. Nëse bëhet fjalë për reaksion të pakthyeshëm, rëndësika vetëm përqëndrimi i reaktantëve, kurse për reaksionet e kthyeshme rëndësikanë përqëndrimet si të reaktantëve, ashtu edhe të produkteve të reaksionit.

Ideja se përplasja detyrimisht rezulton reaksionkimik është analoge me jetën e përditshme.Kështu, automobilat garues nuk shkatërrohenngase kanë tepër energji kinetike kur lëvizin, porkjo ndodh vetëm kur përplasen (fig, 2. 4).Mundësitë e përplasjes janë më të nëdha nësenë një hapsirë të kufizuar përqëndrimi iatomobilave është i madh.

Megjithatë, thërrimet e imëta nuk sillen në pajtim me ligjshmëritë mbi trupat emëdhenj, kurse pikëpamja se nëse ka përplasje do të ketë edhe transformim kimikdhe nëse nuk ka përplasje nuk ka edhe transformim, nuk janë në pajtim me dituritëmbi lidhjet kimike (si proces ku bëhet rirenditje e elektroneve) dhe mbi gjasat qëelektroni të gjendet në një hapsirë të dhënë*. Sipas kësaj, teoria e përplasjeve nukduhet të merret me saskësi të mjaftueshme.

Prandaj, mbaj mend:

ideja se që të vijë te akti elementar i transformimit kimik, thërrimetnë mënyrë efikase duhet të përplasen, është vetëm një mënyrë eqëlluar e ilustrimit si zhvillohen reaksionet kimike në nivelinmolekular, por nuk duhet të mendohet se përplasjet janë detyrimishtkusht që të vijë te akti elementar i transformimit kimik.

Teoria e kompleksit aktiv

Sipas pikëpamjeve bashkëkohore, thërrimet e reaktantëve para se të shndërrohennë thërrime të produkteve, në fillom krijojnë një grupacion atomesh që quhetkompleks aktiv, ku marrin pjesë plotësisht (domethënë, me të gjitha atomet)

________________________

* Elektronet janë të rëndësishme në krijimin e lidhjeve kimike.

Fig. 2.4. Automobili garuesështë shkatërruar pasi është

përplasur

35

thërrimet e reaktantëve – pjesëmarrësit e aktit elementar të transformimit kimik(fig 2.5).

Kompleksi aktiv që të formohet mjafton që thërrimet e reaktantëve të afrohen dheme këtë të mundësohet këmbimi i elektroneve. Kur të ndodhë kështu, një pjesë eelektroneve që kanë marrë pjesë në lidhjet e thërrimeve të reaktantëve do tërireshtohen dhe në një mënyrë do të fillojnë t’i lidhin atomet që deri atëherë nukkanë qenë të lidhura.

Por, që të krijohen thërrimet e kompleksit aktiv duhet, (të themi ashtu) të përballohetnjë barrierë energjetike për çka duhet pasur energji (fig. 2.6).

Fig. 2.5. Para se të krijohen thërrimet e produkteve formohet kompleksi aktiv – njëgrupacion ku hyjnë të gjitha atomet e reaktantëve që marrin pjesë në aktin elementar të

transformimit kimik (kompleksi aktiv është shënuar me shenjën‡).

Fig. 2.6. Që të vihet prej reaktantëve (gjendja A) deri teproduktet (gjendja B) duhet të tejklohet barriera që gjendet

në „rrugë”.

36

Në të vërtetë, me zvogëlimin e largësisë midis thërrimeve, energjia e sistemit qëpërbëhet prej këtyre thërrimeve zmadhohet dhe fiton vlerë maksimale atëherë kurkrijohet kompleksi aktiv.

Pas kësaj, kur mbaron rigrupimi i atomeve në kompleksin aktiv, fillojnë të krijohenthërrime të produkteve dhe këto kur fillojnë të largohen njëri prej tjetrit, energjia esistemit fillon të zvogëlohet.

Këtë situatë mund ta krahasojmë me një qafë mali ku kalon një rrugë dhe vlera eenergjisë së sistemit shqyrtohet duke shkuar nëpër gjatësinë e rrugës së reaksionit*krijohet i aq. profil i reaksionit (fig. 2.7).

Kompleksi aktiv nuk është stabil dhe shumë shpejt kalon në thërrime të produkteve.Në të vërtetë, te kompleksi bëhet rirenditje e elektroneve (prej lidhjeve të vjetrakrijohen lidhje të reja), mandej disa prej lidhjeve të kompleksit aktiv shkëputen dhekrijohen lidhje të reja. Pas kësaj thërrimet e produkteve largohen njëra prej tjetrës(fig. 2.5). Me këtë, si është thënë më parë, edhe energjia e sistemit vazhdimishtzvogëlohet.

Kompleksi aktiv krijohet edhe në rastet kur zbërthehet vetëm një substancë. Edhenë këto raste disa prej lidhjeve vazhdimisht dobësohen dhe shkëputen, nga anatjetër krijohen lidhje të reja. Thërrimja ose zbërthehet ose kalon në izomer –komponim me formulë të njëjtë, por me strukturë të ndryshme**.

______________________

* Përdoret edhe termi koordinata e reaksionit.

** Procesi quhet izomerizim.

Koordinata e reaksionit

Fig. 2.7. Rruga ereaksionit sikurse kalon nëpër qafë mali (majtas – qafëmali: djathtas – profili i reaksionit)

37

Rruga e reaksionit

Ene

rgji

a

Për shkak të ekzistimit tëbarrierës energjetike nërrugën e reaksionit kimik,thërrimet e reaktantëveduhet të kenë energji qëështë e mjaftueshme që tëmund të tejkalojnë ba-rrierën (fig. 2.8).

Energjia kinetike ethërrimeve, siç mësohet mëgjerësisht në fizikë,zmadhohet me rritjen etemperaturës. Prandaj, nëtemperaturë më të lartë ka

më shumë gjasë që të krijohet kompleksi aktiv, kështu që edhe shpejtësia e reaksionitkimik është më e madhe në temperatura të larta se sa në temperatura të ulta.

Në lidhje me lartësinë e barierrës* është e aq. energjia e aktivizimit, madhësiqë tregon sa energji duhet dhënë reaktantëve, që reaksioni të zmadhojë arritjen e tijpër një mol. Energjia e aktivizimit shënohet me E

a dhe matet (jo edhe plotësisht me

emërtimin e tij) me J/mol ose kJ/mol. Nga ana tjetër, ndryshimi ndërmjet energjisësë produkteve dhe energjisë së reaktantëve (e llogaritur me ndryshimin e arritjespër një mol) e jep vlerën e entalpisë së reaksionit.

Me rëndësi është të dihet:

në rrugën e reaksionit qëndon barriera energjetike që duhet tej-kaluar.

pika e rrugës ku energjia ka vlerë maksimale, i përgjigjet gjendjesku të gjtha atomete e thërrimeve që marrin pjesë në aktinelementar të transformimit kimik janë të kyçura në kompleksinaktiv.

ndryshimi midis energjise së reaktantëve dhe të produkteve ështënë lidhshmëri me entalpinë e reaksionit.

__________________________

* Lartësia e barrierës mund të llogaritet si ndryshim i energjisë së sistemit të thërrimeve tëreaktantëve kur këto qëndrojnë larg njëra tjetrës dhe energjisë së kompleksit aktiv.

Fig. 2.8. Krijimi i kompleksit aktivgjatë izomerizimit

38

2.72.82.9

KATALIZA

Katalizatorët

Para shumë kohësh është ditur se disa reaksione zhvillohen më shpejt nëse nësistemin reagues janë të pranishme edhe disa substanca që quhen katalizatorë.Reaksionet e tilla quhen katalitike, kurse vetë dukuria e tillë quhet katalizë. Duhetpasur parasysh faktin se katalizatorët nuk mund të shkaktojnë zhvillimin e reaksionit,që vetë nuk mund të zhvillohen edhe pa katalizatorë.

Përveç katalizatorëve (që e shpejtojnë reaksionin) ekzisojnë edhe substanca që engadalësojnë reaksionin – quhen inhibitorë.

Varësisht prej asaj se sistemi është homogjen ose heterogjen (duke përfshirë këtuedhe katalizatorin), reaksionet katalitike mund të jenë reaksione të katalizëshomogjene dhe reaksione të katalizës heterogjene. Reaksionet e katalizëshomogjene zhvillohen në fazë të gaztë ose në tretësirë, kurse në reaksionet ekatalizës heterogjene katalizatori zakonisht është në gjendje të ngurtë.

Veprimin e katalizatorëve mund ta tregojmë më shembujt: 2.7, 2.8 dhe 2.9.

Do të thotë:

· katalizatorët janë substanca që e shpejtësojnë reaksionin, eshkurtojnë rrugën e reaksionit dhe në mbarim të reaksionitmbeten të pandryshuara si në sasi, ashtu edhe në cilësi;

· varësisht prej asaj se reaktantët dhe katalizatori janë ose nuk janëtë fazës së njëjtë, reaksionet katalitike mund të jenë katalizëhomogjene dhe heterogjene.

Karakteristikat e katalizatorëve

Megjithqë ka dallim në mënyrën e veprimit të katalizatorëve të ndryshëm,katalizatorët kanë edhe disa karakteristika të përbashkëta:

· pas mbarimit të reaksionit katalizatorët mbeten kimikisht të pandryshuar, kursesasia e tyre mbete e pandryshuar si para reaksionit, por kjo nuk do të thotë sekëto nuk marrin pjesë në reaksionet që e katalizojnë (për këtë shih më poshtë);

· katalizatorët nuk mund të shkaktojnë reaksione që janë të pamundëshme, pormund ta shpetësojnë reaksionet (për qindra ose miliona herë) që pa praninë ekatalizatorëve do të zhvilloheshin shumë ngadalë.

39

· katalizatorët nuk mund ta ndryshojnë gjendjen e drejtpeshimit të reaksionevekthyese, por mund ta shpejtësojnë krijimin e drejtpeshimit;

· sasi të vogla të katalizatorit mund të katalizojnë reaksione ku sasi të mëdhareaktantësh kimikisht transformohen;

· katalizatorët karakterizohen me vetitë specifike, disa mund të katalizojnë njënumër të madh reaksionesh të reaktantëve të ndryshëm*, ose të jenë krejtësishtspecifik, d.m.th. të katalizojë vetëm një reaksion të caktuar, vetëm reaktantë**të caktuar;

· në rastet e katalizës homogjene sasia e madhe e katalizatorit e zmadhon më tepërshpejtësinë e reksionit, kurse te proceset e katalizës heterogjene ndikim kamadhësia e sipërfaqes së katalizatorit.

Siç sheh:

ekzistojnë disa karakateristika të përbashkëta shumë tërëndësishme të katalizatorëve.

Mekanizmi i veprimit të katalizatorëve

Në shumë raste të katalizës homogjene katalizatori merr pjesë në interaksioninme njërin prej reaktantëve (ky reaktant quhet substrat i katalizatorit) dhe me tëkrijon një produkt të ndërmjemë (komponim intermedijar).

Komponimi inermedijar mandej hyn në reaksion me reaktantët tjerë dhe në fundkrijohen produktet. Në nivelin molekular, thërrimet e substratit me thërrimet ekatalizatorit në fillim krijojnë kompleksin aktiv, pastaj ky (duke humbur energji)shndërrohet në thërrime të intermediarit dhe ky i fundit me thërrimet e reaktantit tëtjetër krijon kompleks aktiv (ndryshe nga i pari), prej të cilave më në fund krijohenthërrimet e produkteve.

Me fjalë tjera, rruga e reaksionit ndryshon.

_______________________

* Të tilla janë p.sh: jonet e hidrogjenit, platina koloidale etj.

** Të tillë janë edhe disa enzime, për veprimin e cileve do të bëhet fjalë më poshtë (faq. 43).

40

Thërrime ngareaktantat

Thërrime ngaproduktiKatalizatorii orientonthërrimet

KatalizatoriTransformimikimik

Fig. 2.9. Më shpejt kalohet nëpër barrierat më të vogla

Rruga e re, megjithë që duket më e „tërthortë” dhe me më shumë barrieraenergjetike, nëpër të më lehtë kalohet (fig. 2.9.) nga shkaku se lartësitë e barrieraveqë gjenden ndërmjet reaktantëve dhe intermediarit dhe midis tij dhe produkteve,

janë më e vogla se lartësia ndërmjetreaktantëve dhe produkteve se sa nëreaksionin pa katalizator.

Në rastet e katalizës heterogjenethërrimet e reaktantëve atsorbohen*në sipërfaqen e katalizatorit dhepastaj aty bëhen aktet elementare tëtransformimit kimik (fig. 2.10).Komponime intermediare krijohenedhe në këto raste.

Pasi me rëndësi të theksuar ështësipërfaqja e katalizatorit**, ka-talizatorët e ngrurtë më së shumtipërdoren të thërmuar, ose vendosennë të aq. mbajtës –materiale që kanë

mjaft sipërfaqe aktive. Si mbajtës të katalizatorit mund të përmenden oksidi i aluminit,dioksidi i silicit i përgatitur në mënyrë speciale (silikagjeli) e të tjerë.

______________________________

* Atsorbimi është zmadhimi i përqëndrimit të një substanca në sipërfaqen e një faze (nërastin konkret në sipërfaqen e katalizatorit të ngurtë) d.m.th. në sipërfaqen kufizuese midiskatalizatorit të ngurtë dhe tretësirës ose gazit të reraktantëve).Proces i kundër i atsorbimi është desorbimi.

** Jo e gjithë sipërfaqja, por vetëm e aq. qendrat aktive në të.

Fig. 2.10. Ndikimi i katalizatorit të fortë ndajshpejtësisë

41

Katalizatorët që janë metale të ngurta, mund të përdoren edhe në formë të rrjetitose ndryshe më qëllim që të zmadhohet sipërfaqja aktive, pa e ndryshuar masën*.

Disa herë si katalizatorë veprojnë edhe disa produkte të vetë reaksionit (këto janëtë aq. reaksione autokatalitike). Pasi gjatë zhvillimit të këtyre reaksioneve sasiae katalizatorit zmadhohet, me kalimin e kohës edhe shpejtësia e reaksionitzmadhohet, në vend që të zvogëlohet.

Domethënë,

katalizatorët shpesh herë krijojnë komponime intermediare mendonjërin prej reaktantëve (me substratin e tyre) dhe në këtëmënyrë e ndryshojnë rrugën e reaksionit;

ekzistojnë edhe reaksione autokatalitike.

Rëndësia e katalizatorëve

Shpejtësimi i reaksioneve kimike nga prania e katalizatorëve është shumë me rëndësidhe dobiprurës dhe reaksionet katalitike gjejnë përdorim të gjerë. Për disa procesekatalitike që janë të rëndësishme për industrinë u bë fjalë në kapitullin e mëparshëmtë këtij libri.

Fig. 2.11. Për eliminimin e monoksid karbonit helmues dhe monoksid azotit që është idëmshëm për ekologjinë, në automobilat bashkëkohorë përdoren konvertorët katalitikë

(shndërrues), ku si katalizatorë janë rodiumi dhe platina të vendosura në mbajtësetpërkatëse

________________________

* Shumica e katalizatorëve heterogjenë (platina, paladiumi, rodiumi etj.) janë edhe shumë tështrejtë!

Katalizatori

C2H

3, CO, NO, O

2 CO

2, H

2O, N

2, O

2

42

a

c

b

Rëndësi praktike kanë të aq. konvertorë katalitikë (shndërruesit; shih fig. 2.11),që vendosen në rrugën e kalimit të gazeve që dalin nga automobilat. Nën veprimine katalizatorëve (rodiumit dhe platinës) monoksidi i karbonit shndërrohet në tëparrezikshmin (por ekologjik të dëmshmin)* dioksid të karbonit, kurse monoksidi iazotit – i dëmshëm për ekologjinë kalon në azot.

Fig. 2.12. Modeli molekular që tregon si funksionon konvertori katalitik

Rrëfimi skematik i proceseve që zhvillohen në sipërfaqen e katalizatorit (i shënuarme simbolin kimik të rodiumit) është dhënë në fig. 2.12. Siç shihet nga skema,molekulat e monoksid kabonit dhe monoksid azotit, në fillim atsorbohen në sipërfaqene katalizatorit (a), mandej, në sipërfaqen molekulat e monoksid azotit disocijojnë(b) dhe më në fund krijohen molekulat e dioksid karbonit dhe të azotit (c).

Mbaj mend:

katalizatorët kanë rëndësi të madhe praktike. Shumë proceseindustriale janë të mundshme vetëm nëse përdoren katalizatorët,kurse katalizatorët (që përdoren në konvertorët e automjeteve)ndihmojnë edhe në mbrojtjen e ambientit jetësor.

_________________________

* Zmadhimi i përqëndrimit të dioksid karbonit në atmosferë ndikon në krijimin e të aq.efektit të kopshtit qelqor dhe me të edhe në ngrohjen globale të Tokës.

43

Kataliza me enzime

Reaksionet kimike që zhvillohen në organizmat e gjallë në shumë raste janë reaksionekatalitike. Këtu si një lloj i biokatalizatorëve veprojnë substancat që quhen enzime.Në shembullin e eksperimentit 2.8. veprimi i copës së mëlçisë së zezë sqarohet meatë se në gjak (por edhe në mëlçinë e zezë) ekziston një enzim (peroksidaza) që ezmadhon shpejtësinë e zbërthimit të peroksid hidrogjenit për afër 1,5 · 1012 herë(d.m.th. 1 500 000 000 000 herë).

Ekzistimi dhe veprimi i enzimeve kanë rëndësi për funksionimin normal tëorganizmave. Kështu sinteza e proteinave (albuminave) është e pamundur paveprimin e enzimeve. Kur ndodh çrregullim i funksionit të enzimeve, çrregullohenedhe disa procese të rëndësishme jetësore, deri në vdekjen e organizmit.

Enzimet janë proteina të krijuara prej makromolekulave me madhësi ndërmjetmolekulave të rëndomta ose joneve dhe agregateve të thërrimeve të tilla(substancave të ngurta). Prandaj kataliza me enzime ka karakteristika që të afrojnëedhe katalizën homogjene edhe heterogjene. Ndonjëherë veprimi i enzimeve bëheti pamundur ose ndjeshëm i vështirësuar nëse nuk janë të pranishme substancat qëquhen koenzime.

Shumica e enzimeve dallohen me cilësi të jashtëzakonshme specifike, këto mundtë veprojnë ose në vetëm një substrat, duke e katalizuar vetëm një reaksion, oseme disa substrate por me struktura të afërta, duke katalizuar një ose disa reaksionetë ngjashme kimike. Me fjalë tjera, enzimi dhe substrati sillen si patent-çelësi dhebrava, brava mund të çelet vetëm me një çelës.

Në molekulën e enzimit ka një pjesë që nga struktura është e ngjashme me strukturëne substratit me të cilin vepron enzimi. Pikërisht në këtë pjesë vendoset substrati qëme enzimin krijon një lloj kompleksi ku bëhet rirenditje e atomeve dhe krijimi ithërrimeve të produkteve.

Këto thërrime më vonë ndahen prej enzimeve duke mundësuar kështu të krijohenthërrime tjera të produkteve (fig. 2.13).

Kështu, një sasi e vogël e enzimit mund të katlizojë sasi të mëdha të substratit nënjë reaksion përkatës, të shpejtojë këtë reaksion edhe për disa qindmijë herë oseedhe më shumë. Rezultati është – prej shumë reaksioneve të mundshme, meshpejtësi të dukshme të zhvillohet vetëm një.

______________________

* Mund të paramendojmë se enzimi është çelësi, kurse hapja e derës është katalizimi i njëreaksioni, kurse brava është substrati.

44

Fig. 2.13. Substrati me enzimin kanë ngjashmëri strukturale

Megjithatë, molekulat e enzimeve kanë një fleksibilitet të ndjeshëm dhe mund tëndryshojnë formën. Me këtë sqarohet fakti se disa enzime nuk kanë specifitetabsolut, por mund të katalizojnë edhe reaksione të disa substrateve.

Si përfundim mund të themi se:

kataliza me enzimet është karakteristikë për katalizën homogjenedhe heterogjene;

shumica e enzimeve tregojnë specifitet të jashtzakonshëm;

sasi të vogla të enzimit dukshëm mund të zmadhojnë shpejtësinë ereaksionit.

Reaksionet fotokimike

Reaksione fotokimike janë ato që zhvillohen nën veprimin e dritës.

A kë menduar si do të dukej Toka nëse reaksionet e tilla nuk do të zhvilloheshin?

Bimë nuk do të kishte: ekzistimi i tyre është i lidhur me procesin e fotosintezës –reaksion, ku prej dioksid karbonit dhe ujit krijohen karbohidratet dhe lirohet oksigjeni.Që të zhvillohet ky reaksion, patjetër duhet të ekzisojë substancë e quajtur klorofil.Kjo i apsorbon (i thith) rrezet e diellit dhe mundëson zhvillimin e procesit tëfotosintezës (fig. 2.14). Kurse bimët janë bazë e ekzistimit të gjithë botës së gjallë.Pa bimë nuk do të kishte kush të plotësojë oksigjenin në atmosferë dhe nuk do tëkishte as thëngjill dhe naftë – këto janë të krijuara nga mbeturinat e bimëve të

SUPSTRATI

ENZIMIKOMPLEKSI NDËRMJET

ENZIMIT DHE SUPSTRATIT

ENZIMI

PRODUKTI

45

6CO2 + 6H

2O = C

6H

12O

6 + 6O

2

dikurshme. Nuk do të kishte ushqim për kafshët barngrënës, drithëra, pemë, perimepër njerëzit. Nuk do të kishte…

Por, ja që reaksionet fotokimike ekzistojnë.Në këto, siç kemi thënë, drita luan rolvendimtar. Jo çfarëdo drite, por vetëm ajoqë mund të apsorbohet. Nëse asnjë prejreaktantëve nuk mund të thithë dritë, nësetë gjithë reaktantët janë plotësisht tëtejdukshëm, drita nuk mund të veprojëkimikisht. Në këso rastesh verimi kimik idritës mund të zhvillohet në dy mënyra – dytipe themelore.

Nga një anë, ka mundësi që drita e apsorbuart’i shndërrojë thërrimet e reaktantëve nëthërrime të produkteve (ose të ndonjëprodukti të ndërmjemë) të reaksionit kimik.Reaksionet e tilla ku drita është reaktanti illojit të vet, quhen reaksione fotolitike.

Nga ana tjetër, është e mundshme që drita të veprojë si ndonjë lloj katalizator: nënveprimin e tij të fillojë, e mandej vetë mandej të zhvillohet. Reaksionet e tilla quhenfotokatalitike.

Te reaksionet fotolitike shpejtësia e reaksionit është proporcionale me sasinë edritës së apsorbuar dhe prej kësaj madhësie varet edhe sasia e produkteve të krijuara.Ndryshe nga kjo, sasia e produkteve që krijohen në reaksionet fotokatalitike nukvaret (ndoshta jo – në proporcion të drejtë) me sainë e dritës së apsorbuar.

Prej reaksioneve fotokimike, përveç fotosintezës që e theksuam, mund të përmendenedhe:

· reaksionet që kanë si rrjedhojë krijimin dhe shkatërrimin e shtresës së ozonit nëatmosferë*;

· proceset që janë bazë e fotografimit (fotografisë bardhë-zi ose kolor);

· proceset që kanë si rrjedhojë zbehjen e ngjyrës së pëlhurave kur këto më gjatëkohë qëndrojnë nën dritën.

______________________

* Për hulumtimet në këtë lëmi, tre shkencëtarëve, Krucen [Crutzen], Molina dhe Roulend[Rowland] u është dhënë shpërblimi Nobel për kimi në vitin 1995.

Fig. 2.14. Fotosinteza te bimët(skemë)

46

· reaksioni ku përzierja e hidrogjenit dhe klorit (që është stabil në errësirë) eksplodonnëse ndriçohet me dritë të kaltër që apsorbohet nga klori.

dhe shumë të tjerë. Përpiqu të gjesh, ndërmjet atyre reaksioneve që i di oseproceseve që i has, të tilla që nga natyra e tyre janë fotokimike.

Të përfundojmë:

reaksione fotokimike janë ato që zhvillohen nën veprimin e dritëssë apsorbuar ose katalizohen prej dritës. Reaksionet fotokimikemund të ndahen në: fotolitike dhe fotokatalitike.

A KUPTOVE? A MËSOVE?

Përpiqu të përgjigjesh në pyetjet dhe të zgjedhësh detyrat që janë dhënë në doracakunPyetje dhe detyra nga kimia për vitin II të gjimnazit të reformuar (kapitulli 2) që ipërgjigjenë kësaj pjese të librit.

47

3DREJTPESHIMI KIMIK

SISTEMET – LLOJET DHE VETITË

Sistemet

Siç dihet, sistemi është pjesë e natyrës për të cilin interesohemi, për të cilin e dimëse ku fillon dhe deri ku mbaron, për të cilin i dimë kufijtë (ose siç thuhet zakonisht,deri ku i ka muret*). Ajo pjesë që gjendet ndërmjet mureve të sistemit quhet rrethinae atij sistemi (shih fig. 3.1).

Varësisht prej asaj si janë muret, d.m.th, se a janë të tejkalueshme ose jo, sistemetmund të jenë të: të izoluara, të mbyllura dhe të hapura.

_________________________

* Nuk do të thotë se muret janë reale. Këto mund të jenë edhe të imagjinuara, por edhe murete tilla mundësojnë që të dihet se prej ku fillon sistemi që studjohet.

Sistemi

Substanca

Substanca

Muri

Fig. 3.1. Sistem që mund të pranojë nxehtësi q ngarrethina, të kryejë punë në raport ndaj rrethinës

dhe të pranojë ose të lirojë substancë(a)

48

Sistemet e izoluara kanë mureqë nuk lejojnë nëpër to të kalojëas energjia e as substanca, murete sistemeve të mbyllura mundë-sojnë kalimin e energjisë*, pornuk lejojnë substancat të vijnëose të largohen prej sistemit,kurse te sistemet e hapura mundtë bëhet këmbimi i energjisë dhesubstancave.

Kjo që u tha më lart në mënyrëskematike është treguar në fig.3.2.

Shkurtimisht mund të përfundojmë:

sipas asaj se muret e sistemit mundësojnë ose pengojnë këmbimin eenergjisë dhe të substancave, sistemet ndahen në: të izoluara, tëmbyllura dhe të hapura.

Kur në një sistem (çfarëdo qoftë ai) ndodh reaksioni kimik, atëherë bëhet fjalë përsistem reagues.

Kahu i rrjedhjes spontane të proceseve

Siç dimë, shumë reaksione kimike zvillohen vetëvetiu, (ose siçthemi në mënyrë spontane), në një kah të caktuar – prejreaktantëve kah produktet. Cilët do të jenë reaktantë dhe cilatprodukte, kuptohet se nuk varet prej dëshirës sonë. Kështu,azoti dhe oksigjeni në ajër mund të qëndrojnë njëri pranë tjetritdhe fare të mos reagojnë, por nëse nëpër ajrin kalon vetëtima,do të vijë te krijimi i monoksid azotit**. Sipas kësaj, varësishtprej kushteve, azoti dhe oksigjeni mund të jenë reaktantë, pormund edhe mos të jenë.

Pyetjes rreth asaj se në cilin kah reaksionet kimike mund tëzhvillohen në mënyrë spontane dhe në cilin kah nuk mund tëzhvillohen, është një prej problemeve të rëndësishme në kimi.

____________________

* Energjia më së shumti këmbehet (pranohet ose dorëzohet) si nxehtësi ose si punë. Shenjae punës është w.

** Monoksidi i azotit krijohet edhe gjatë punës së motorëve të atomobilave (shih faq. 9).

Fig. 3.2. Sistemi i izoluar (majtas), i mbyllur (nëmes) dhe i hapur (djathtas).

Fig. 3.3. Nërrugëtimin e

vetëtimës krijohetmonoksid azoti

49

Në realitet, në lidhje me këtë pyetje është edhe pyetja në cilin kah spontanisht mundtë zhvillohet cilido qoftë proces, proces që mund të jetë por edhe mos të jetë reaksion

kimik.

Në të vërtetë, dihet se disa procese mund tëzhvillohen vetëvetiu, pa pasur nevojë që tëintervenohet nga jashtë. Kështu, nxehtësia nëmënyrë spontane dorëzohet prej trupit më tënxehtë kah më i ftohti, por nëse prej një trupi duhettë marrim energji dhe atë t’ia dorëzojmë ambientitqë ka temperaturë më të lart, atëherë mbi sisteminduhet të shtrohet punë*. Uji spontanisht mund tëbjerë poshtë, (fig. 3.4), por spontanisht nuk mundtë ngjitet lart. Nëse duam që ujin ta çojmë në katete sipërme, duhet të përdorim pompën përfunksionimin e së cilës përsëri duhet të përdorimrrymën elektrike.

Megjithatë, edhe tash mund të themi se është gjëlogjike të paramendohet se proceset (dukepërfshirë këtu edhe reaksionet kimike) do tëzhvillohen në atë kah që nga gjendja më pak sta-bile do të kalojë në gjendje më stabile.

Nga fizika dihet se gjendjet stabile karakterizohen me enrgji potenciale minimale.Kështu uji në majën e ujëvarësit (fig, 3.4) ka energji potenciale më të lartë se uji iliqenit poshtë, prandaj edhe uji spontalisht derdhet poshtë (duke e zvogëluar energjinëpotenciale të tij), por nuk ngjitet lart.

Megjithatë, çdo gjë nuk është e lidhur meenergjinë. Kështu tretja është gjë e munduredhe kur bëhet fjalë për proces ekzotermedhe kur është porcesi endoterm.

Mandej, në një sistem të izoluar mund tëkemi dy gaze të ndara në dy pjesë tësistemit. Nëse batriera që i ndan tërhiqet,gazet spontanisht do të përzien (fig. 3.5).Në këtë proces në sistemin e izoluar energjianuk ndryshon, por nuk do të ndryshonte

______________________

* Si p.sh: puna elektrike si në rastin e ftohësve (frigoriferëve).

Fig. 3.4. Uji vetëvetiu derdhetposhtë, por nuk ngjitet lart

Fig. 3.5. Dy gaze spontanisht do të përzienpavarësisht se nuk ka ndryshim të

energjisë së sistemit

50

edhe nëse përzierja e gazeve spontanisht do të ndahej – njëri gaz të mblidhet në njëanë të enës, kurse gazi tjetër në anën tjetër të enës. Kuptohet se përzierja bëhetvetëvetiu, kurse ndarja jo.

Sipas kësaj, përveç kriterit energjetik, duhet të ekzistojëedhe ndonjë kriter shtesë që e përcakton kahun e zhvillimitspontan të proceseve.

Ky kriter shtesë është në lidhje me shkallën e çrregullsisësë sistemit. Marrë në përgjithësi, në kushte tjera të njëjtamë të mundshme janë gjendjet që karakterizohen me shkallëmë të lartë të çrregullsisë. Kështu, më lehtë dhe me mëshumë gjasa ka që në dhomën tënd të krijosh çrregullsi(fig. 3.6) se sa të rregu-llosh. Më lehtë është qërendi të ruhet se saçrregullsia të rregullohet.

Masë e shkallës sëçrregullsisë në njësistem është madhë-sia që quhet entropidhe shënohet me S.Sa më e lartë qëështë shkalla eçrregullsisë së njësistemi, aq më emadhe është entro-pia e sistemit (fig.3.7).

Te substancat e ngurta rregullsia është më e lartë, kurse te gazet më e ulët (fig.3.8). Duke ndryshuar kushtet dhe duke dhënë ose marrë energji, proceset mund tëshkojnë edhe në njërin edhe në tjetrin kah.

Në sistemin e izoluar kriteri i vetëm i zhvillimit spontan të proceseve është zmadhimii entropisë. Nga ana tjetër, nëse sistemi nuk është i izoluar, por temperatura dhepresioni janë konstant, spontanisht mund të shkojnë vetëm proceset që janë të shoqëruarame një madhësi që quhet energjia* e Gibsit, e cila shënohet me shenjën G.

Përndryshe, energjia e Gibsit është e definuar me shprehjen

G = H – T S

_________________________

* Për nder të shkencëtarit amerikan kimi-fizikanit Xhozaja Vilard Gibs [Gibbs] (1839-1903).

Fig. 3.6. Çrregullsiakrijohet lehtë

Fig. 3.7. Entropia zmadhohet

Fig. 3.8. Rregullsi më të lartë ka te substancat e ngurta(majtas), kurse çrregullsi më të lartë – te gazet (djathtas),

lëngjet (në mes) qëndrojnë midis këtyre dy rasteve

51

Domethënë:

në sistemet e izoluara janë të mundshme vetëm proceset që janë tëshoqëruara me zmadhimin e entropisë, kurse në sistemet e mbyllura vetëmproceset që janë të shoqëruara me zvogëlimin e energjisë së Gibsit.

Këshillë: Kushtoji rëndësi thënies se proceset e përmendura janë të mundshme, që d.m.th.se këto ndoshta edhe nuk do të ndodhin.

Zhvillimi spontan i reaksioneve kimike

Shembujt që u dhanë më lart, kuptohet se nuk dëshmojnë se edhe reaksionetkimike do të sillen në atë mënyrë, por te reaksionet kimike me të vërtetë ështëkështu, me atë se kahu i zhvillimit spontan të reaksioneve kimike është një llojkompromisi ndërmjet dy tendencave natyrore: arritje deri te niveli më i ulët energjentikdhe krijimi i shkallës më të lartë të çrregullsisë.

Kështu, praktikisht deri në fund mund të zhvillohen ato reaksione kimike, ku lirohetsasi e madhe e energjisë (reaksionet ekzoterme të forta). Në raste të tilla, gjendjapërfundimtare (ku ka produkte të reaksionit), është me energji dukshëm më tëulët se në fillim (prej atëherë kur kanë qenë vetëm reaktantët), gjatë kësaj edhe nukështë shumë me rëndësi sa është shkalla e çrregullsisë.

Nga ana tjetër, pas mbarimit të proceseve jetësore bëhet zbërthimi gradual imbeturinave të organizmit të gjallë. Bëhet fjalë për rekaione kimike ku molekulat emëdha që kanë marrë pjesë në ndërtimin e organizmave të gjallë, zbërhehen në

molekula gjithnjë më të imëta. D.m.th.kalojnë prej gjendjes me rregullsi tëmadhe në gjendje me çrregullsi më tëmadhe. Për shkëputjenë e lidhjeve duhettë merret energji, por megjithatë dominonefekti i krijimit të shkallës më të lartë tëçrregullsisë.

Por, derisa organizmi është i gjallë, këtoprocese të zbërthimit nuk mbizotërojnë*dhe organizmi vazhdon të ekzistojë nëgjendje të rregullsisë. Në të madjezhvillohen procese të krijimit të molekulave

më të ndërlikuara prej molekulave të thjeshta. (fig. 3.9). Te bimët për këtëdrejpërdrejtë shfrytëzohet energjia e diellit.

* Organizmat e gjallë, kuptohet, nuk janë sisteme të izoluara.

Fig. 3.9. Fotosinteza te bimët rezulton mëzvogëlimin e entropisë.

52

Pa u thelluar në imtësira, mund të përfundojmë:

proceset kimike zhvillohen në kahun që paraqet kompromis ndërmjettendencës për krijimin e gjendjes me sa më pak energji dhe gjendjesme shkallë sa më të lartë të çrregullsisë.

Drejtpeshimi (baraspesha)

Termi drejtpeshim në thelb ka kuptim mekanik.Kështu, fëmijët që rijnë në luhatësen (fig, 3.10)do të jenë në drejtpeshim nëse pasha e tyreështë e barabartë. Në drejtpeshim është edhepeshoja (fig. 3.11).

Për drejtpeshimet e llojit të tillë mësohet mëshumë në fizikë (në atë pjesë të fizikës që quhetmekanikë). Sa për tash mund të themi se

drejtpeshimi stabilbëhet atëherë kurenergjia potencialee sistemit është mëe vogël. Trupi i mbështetur prej poshtë, drejtpeshim stabildo të ketë nëse projeksioni i qendrës së rëndimit* ështënë sipërfaqen e tangimit.

Mund të thuhet se trupi do të ngelë në atë gjendje përkohë të pakufijshme, kuptohet derisa një forcë nga jashtënuk e zhvendos nga ajo gjendje. Me fjalë tjera, deri atëherëdrejtpeshimi do të jetë statik.

Shkurtimisht thënë:

drejtpeshimet për të cilat interesohetmekanika janë statike.

A është statik edhe drejtpeshimi kimik? Kur flasimpër drejtpeshimin kimik a mendojmë në diçka tëngjashme me atë që është treguar në fig. 3.12,peshojë të mbushur me kimikate?

Përgjigje është – kuptohet jo!

_________________________

* Qendra e rëndimit është pikë e paramenduar në cilën sikur është e përqëndruar e gjithëmasa e trupit.

Fig. 3.10. Kur të dy fëmijët do tëishin me peshë të njëjtë, luhatësja

do të ishte në drejtpeshim

Fig. 3.11. Peshojë nëdrejtpeshim

Fig. 3. 12. Drejtpeshimi kimik?

53

Siç e dimë, në çdo reaksion kimik derisa zhvillohet, sasia e reaktantëve zvogëlohet,kurse ajo e produkteve zmadhohet dhe rezultati përfundimtar i rrjedhjes së njëreaksioni kimik është gjedja e drejtpeshimit kimik.

Pasi të krijohet drejtpeshimi kimik, sasitë e reaktantëve dhe të produkteve mënuk ndryshojnë. Kështu do të jetë jo vetëm kur reaksionet janë të pakthyeshme,

por edhe atëherë kur janë të kthyeshme. Nëvështrim të gjitha duken si në rastin edrejtpeshimit mekanik.

Por, fakti se në gjendjen e drejtpeshimit kimiksasitë e pjesëmarrësve nuk ndryshojnë, nukrezulton se në sistemin asgjë nuk ndodh.

Në të vërtetë, thërrimet e reaktantëve edhe paskësaj shndërrohen në thërrime të produkteve.Por, sa thërrime të produkteve janë krijuar, poaq edhe thërrime të produkteve shndërrohennë thërrime të reaktantëve (fig. 3.13). Thënëndryshe, drejtpeshimi kimik është drejtpeshimdinamik.

Nëse dëshirojmë të gjejmë analogji me drejteshimin dinamik, edhe njëherë mund tëshohim fig. 3.5. Nëse niveli i ujit në liqenin nën ujëvarësen është konstant (d.m.th.as zmadhohet, as zvogëlohet) që do të thotë se në liqen vjen aq ujë sa edhe derdhetprej tij. d.m.th. uji në liqen është në drejtpeshimin dinamik.

Por, t’i kthehemi kimisë. Deri kur do të zhvillohetreaksioni? Kur do të krijohet drejtpeshimi? Atëherëkur sistemi do të ketë energji më të ulët tëmundëshme? Ose atëherë kur do të arrijë shkallëmë të lartë të çrregullsisë?

Në të vërtetë, as njëri dhe as tjetri, por vetëm atëherëkur energjia e Gibsit në sistemin reagues do të ketëvlerë më të ulët (fig. 3.14). Si masë për këtë mundtë shërbejë energjia e Gibsit për reaksionin

rG e

cila definohet si rritja e reaksionit:

G

Fig. 3.13. Drejtpeshimi dinamik isistemit NO

2 – N

2O

4 (në mesin e

pjesës së sipërme të figurës, dymolekula të dioksid azotit krijojnëdimer: pak më poshtë dhe djathtas,

molekula e demerit shpërbëhet)

Fig. 3.14. Reaksioni mund tëzhvillohet derisa energjia e

Gibsit për reaksionin ka shenjënegative

rG = ——

54

Kur energjia e Gibsit do të marrë vlerë më të ulët, energjia e Gibsit për reaksioninbarazohet me zero (fig. 3.14). Këtu për vlerën adekuate të arritjes është edhembarrimi i reaksionit për rastet kur konstatohen sasitë e substancave që e përbëjnësistemin reagues.

Kuptohet, këtë e quajmë mbarim të reaksionit ashtu si ne e shqyrtojmë, por nukështë edhe mbarim i reaksionit edhe në nivelin molekular. D.m.th, edhe kur krijohetdrejtpeshimi, thërrimet e reaktantëve do të shndërrohen në thërrime të produktevedhe anasjelltas.

Me fjalë tjera:

drejtpeshimi kimik është dinamik;

reaksioni mund të zhvillohet spontanisht derisa energjia e Gibsitpër reaksionin të barazohet me zero.

Reaksionet kthyese

Për mësim të mëtejmë interes të veçantë paraqesin reaksionet kthyese. Në realitet,numri i reaksioneve që mund të llogaroten si të pakthyeshme është shumë më ivogël se i reaksioneve kthyese.

Që të theksojmë se bëhet fjalë për drejtpeshim që është krijuar si rezultat i zhvillimittë reaksioneve kthyese në barazimin kimik, në vend të shenjës së barazimit epërdorim* shigjetat dykahëshe (). Këshu reaksionin e drejtpeshuar ku prej joditdhe hidrogjenit krijohet jodhidriku (ky është një prej shembujve të reaksionevekthyese) do të shënohet kështu:

H2 + J

2 2HJ

kurse barazimi i reaksionit* ku prej për një njësi të ndryshimit të arritjes së tij,reagojnë numër a mol të reaktantit A dhe b mol të reaktantit B që do të japin p moletë produktit P dhe r mole të produktit R, do të jetë:

aA + bB pP + rR

________________________

* Sipas porosisë ndërkombëtare, kjo është shenja e drejtpeshimit që krijohet si rezultat izhvillimit të reaksioneve kthyese. Më herët është përodorur shenja (), por kjo nuk do tëpërdoret në këtë libër.

** Në reaksionin që pason shenjat a, b, p, dhe r janë koeficientët stehiometrikë (numrat) përpjesëmarrësit A, B, P dhe R.

55

Dhe kështu:

kur reaksioni kthyes krijon gjendjen e drejtpeshimit, në sistem do tëgjenden sasitë përfundimtare, më shumë ose më pak sasi të të gjithëreaktantëve dhe të produktve dhe këto sasi më tutje nuk ndryshojnë.

Reaksionet e pakthyeshme në një mënyrë mund të llogariten si një lloj special ireaksioneve të kthyeshme, te të cilat në momentin e krijimit të drejtpeshimit sasitë ereaktantëve të pranishme (ose të ndonjërit prej tyre) papërfillshëm pak d.m.th. aqpak sa nuk mund të maten.

Siç u tha më parë, reaksionet e pakthyeshme janë ato që lirojnë shumë energji(reaksione të forta ekzoterme). Prej reaksioneve që zhvillohen në tretësirë, tëpakthyeshme janë ato, te të cilat ndonjë prej produkteve është gaz ose substancë epatretshme. Ekzistojnë edhe raste tjera të reaksioneve të pakthyeshme*.

Nëse paramendojmë se reaksioni i kthyeshëm njëkohësisht paraqet zhvillimin e dyreaksioneve: njërin ku prej reaktantëve krijohen produktet (rekasioni direkt) dhetjetrin, ku prej produkteve krijohen reaktantët (reaksioni i kthyeshëm), mund tëthemi se:

______________________

* Kur duam qartas të theksojmë se bëhet fjalë për reaksion të pakthyeshëm, në vend tëshenjës barazi, përdorim shigjetën () (edhe atëherë kur barazimi është i barazuar). Mosharro se nuk duhet të përdoren termat reaksione reverzibile dhe ireverzibile. Mund tëpërdoren termat reaksione njëkahëshe dhe reaksione dykahëshe.

Nëse në ndonjë libër (tënd ose të huaj) i gjen termat reverzibil dhe ireverzibil dije se nukështë në rregull.

shpejtësia direkte ereaksionit të dy shpejtësitë

janë të njëjta

Arritja e reaksionit

Shpe

jtë

sia

e re

aksi

onit

shpejtësia e reaksionit tëkthyeshëm

Fig. 3.15. Kur krijohet drejtpeshimi, shpejtësia e reaksionitdirekt dhe të kthyeshëm barazohen

56

në gjendjen e drejtpeshimit kimik, shpejtësia e reaksionit direktështë e barabartë me shpejtësinë e reaksionit të kthyeshëm.

Duhet theksuar se në rastin e reaksioneve katalitike, gjendja e drejtpeshimit nëprani të katalizatorit nuk ndryshon prej rastit kur nuk ka katalizator. Katalizatorëtvetëm e shpejtësojnë krijimin e gjendjes së drejtpeshimit.

Konstanta e drejtpeshimit kimik

Kur reaksioni i kthyeshëm

aA + bB pP + rR

do të krijojë gjendje të drejtpeshimit kimik (në vlera kostante të temperaturës dhepresionit), me ndihmën e përqëndrimeve drejtpeshuese të reaktantëve dheprodukteve të reaksionit mund të definohet e aq. konstantë e drejtpeshimit kimik:

[c(P)]p [c(R)]r

[c(A)]a [c(B)]b

ose nëse duam të jemi më të saktë:

[c(P)]p [c(R)]r

[c(A)]a [c(B)]b

ku indeksi e, (prej latinishtes equilibrium) tregon se bëhet fjalë për përqëndrimete pjesëmarrëve të drejtpeshimit.

Siç shihet, nga barazimi në anën e djathtë të barazimit në numëruesin gjendetprodhimi i përqëndrimeve të produkteve të reaksionit, kurse në emruesin,prodhim i përqëndrimit të reaktantëve, me atë se koeficientët stehiometrikë tëbarazimit të reaksionit shfaqen si tregues të fuqizimit të përqëndrimeve përkatëse*.

Prej mënyrës si janë të definuara shihet se konstanta e drejtpeshimit kimik vetëmnë raste specifike është madhësi padimensionale (vetëm numra). Në të vërtetë,njësitë e konstantës së drejtpeshimit varen prej koeficientëve stehiometrikë tëpjesëmarrësve të reaksionit.

___________________________

* Kështu, koeficienti stehiometrik a, i reaktantit A në barazimin e reaksionit është tregues ifuqizimit të përqëndrimeve të drejtpeshuara të kësaj substance. Njësoj është edhe mepjesmarrësit tjerë të reaksionit.

K = ——————

K = (————— )e

57

Këto pohime do t’i kesh më të qarta nëse shqyrtojmë një reaksion kimik konkret,krijimin e amoniakut prej azotit dhe hidrogjenit:

N2 + 3H

2 = 2NH

3

Në të vërtetë, reaksioni është i kthyeshëm dhe pas drejtpeshimit, barazimi për tëështë:

N2 + 3H

2 2NH

3

Në sistemin reagues gjenden hidrogjeni, azoti dhe amoniaku, kurse konstanta edrejtpeshimit do të jetë:

[c(NH3)]2

[c(H2)]3] [c(N

2)]

Në këtë, siç është thënë më parë, përqëndrimet që hyjnë në këtë shprehje janë atome të cilat hidrogjeni, azoti dhe amoniaku e kanë, pasi sistemi të krijojë gjendjene drejtpeshimit kimik.

Mbaj mend:

vlerat e përqëndrimeve që janë në shprehjen e konstantës sëdrejtpeshimit kimik, janë ato që disa pjesëmarrës i kanë atëherë kurështë krijuar drejtpeshimi.

Në çfarë njësie do të jenë vlerate konstantës së drejtpeshimit Kr, në rastet e reaksioneve:

a) H2 + I

2 2HI

b) 2H2 + O

2 2H

2O

c) 3H2 + N

2 2NH

3

nëse përqëndrimet i tregojmë me mol/dm3?

Këshillë: Më parë shkruaj shprehjen mbi konstantën e drejtpeshimit. Pasi nuk i di sa janëpërqëndrimet e tyre të drejpeshimit, shkruaj a mol/dm3 për reaktantin e parë, b mol/dm3 përreaktantin e dytë dhe c mol/dm3 për produktin e reaksionit. Pas kësaj, bëj njehsimin e duhur.

Konstantat e drejtpeshimit kimik kanë vlera të caktuara vetëm në kusht të dhënë.Kështu, konstantat e drejtpeshimit kimik ndryshojnë (disa më shumë e disa më pak)nga ndryshimi i temperaturës. Duhet të dish se konstantat e drejtpeshimit mundtë tregohen, përveç me përqëndrimet e drejtpeshimit, edhe me ndihmën e vlerave tëmadhësive tjera (si p.sh: me vlerat e pjesëmarrjeve molare).

Përndryshe, shenja e përgjithshme për konstantën e drejtpeshimit është K, kurseme indeksin poshtë tregohet se cilat madhësi janë në shprehjen e konstantës së

Kc = ——————–

58

drejtpeshimit. Kështu, në shembullin e sipërm indeksi poshtë është c, që d.m.th. sekonstanta tregohet me pëqëndrimet e pjesëmarrësve të reaksionit.

Zhvendosja e drejtpeshimit

Të shohim tash ç’do të ndodhë, nëse në sistemin që është në drejtpeshim, ndryshonsasia e ndonjërit prej pjesëmarrësve?

Për hir të thjeshtësimit të paramendojmë se vëllimi i sistemit nuk do të ndryshojëdhe, nëse sasia e ndonjë pjesëmarrësi të reaksionit zvogëlohet, përgjysmohet ngavlera nistare, për aq do të zvogëlohet edhe përqëndrimi i atij pjesëmarrësi.

Nëse përsëri marrim një reaksion të përgjithshëm, të shkruar si

aA + bB pP + rR

që e shënojmë si konstanta e drejtpeshimit

[c(P)]p [c(R)]r

[c(A)]a [c(B)]b

për këtë temperaturë të dhënë konstanta e drejtpeshimit do të ketë një vlerë tëdhënë. Për një reaksion konkret kjo vlerë edhe mund të njehsohet, por tash këtënuk do të bëjmë. Nëse temperatura nuk ndryshon, K

c për atë sistem nuk e ndryshon

vlerën e vet.

Por, nëse tash ndryshohet sasia e ndonjërit prej pjesëmarrësve të reaksionit, pas njëkohe* krijohet një gjendje tjetër e drejtpeshimit (me përqëndrime tjera tëpjesëmarrësve të drejtpeshimit).

Të paramendojmë se në sistemin që është në drejtpeshim shtojmë një sasi të caktuartë substancës A, me ç’gjë është zmadhuar përqëndrimi i tij. Nga aspekti matematikor,e kemi zmadhuar vlerën e njërit prej shumëzuesve te emëruesi në anën e djathtë tëshprehjes.

[c(P)]p [c(R)]r

[c(A)]a [c(B)]b

Në vështrim të parë duket sikur në anën e djathtë qëndron shprehja mbi konstantëne drejtpeshimit K

c.

_________________

* Në fillim gjendja nuk drejtpeshohet.

Kc = ——————

Q = ——————

59

Por, në këtë shprehje madhësitë nuk i takojnë gjendjes së drejtpeshimit, prandajky edhe nuk është i njëjtë me konstantën e drejtpeshimit.

Konstanta e drejtpeshimit, siç kemi thënë, që të mbetet e pandryshuar, duhet tëbëhet ndryshim i përbërjes së gjithë sistemit dhe të krijohet gjendje e re edrejtpeshimt.

Një pjesë e sasisë së reaktantit A do të lidhet më një pjesë të reaktantit B dhe mekëtë do të krijohen sasi të reja të produkteve të reaksionit, kështu do të krijohetgjendje e re e drejtpeshimit.

Konstanta e drejtpeshimit nuk ndryshon, por përbërja e sistemit në drejtpeshimndryshon. D.m.th, në të do të ketë më shumë produkte të reaksionit sesa që kapasur para se të shtohet sasi e reaktantit A. Pas krijimit të gjendjes së re tëdrejtpeshimit do të zmadhohet vlera e numëruesit në shprehjen e konstantës sëdrejtpeshimit, por edhe zmadhimi i vlerës së emëruesit nuk do të jetë i tillë që sa utakon sipas sasisë që është shtuar reaktanti A.

Në raste të këtilla, kuptohet se zmadhohet vlera e arritjes së reaksionit gjatë tëcilit përsëri krijohet drejtpeshimi. Për këtë themi se drejtpeshimi ështëzhvendosur djathtas, d.m.th, kah vlera më e lartë e arritjes së reaksionit.

Deri te rezultati i njëjtë (d.m.th, zhvendosja e drejtpeshimit djathtas) do të vihetedhe nëse zvogëlohet përqëndrimi i ndonjërit prej produkteve të reaksionit.

Nga ana tjetër, nëse zmadhohet përqëndrimi i ndonjërit prej produkteve të reaksionit(ose zvogëlohet përqëndrimi i ndonjërit prej reaktantëve), drejtpeshimi do tëzhvendoset majtas (kah vlerat më të ulta të arritjes së reaksionit). D.m.th, do tëvijë te shndërrimi i një pjese të produkteve në raktante.

Si shembull mund të marrim reaksionin e „pjekies” së gëlqerorit:

CaCO3(s) CaC(s) + CO

2(g)

Nëse pjekien e bëjmë në furrë gëlqereje të mbyllur, do të krijohet një lloj drejtpeshimindërmjet karbonat kalciumit, oksid kalciumit dhe dioksidit të karbonit. Por, nësedioksidi i karbonit që krijohet si rezultat i pirolizës së CaCO

3, kohë pas kohe largohet

nga sistemi, do të fitohet më shumë oksid kalciumi (gëlqere e pashuar), nga shkakuse drejtpeshimi do të zhvendoset djathtas. Me siguri e di se pikërisht gëlqerja epashuar është produkti për cilin jemi të interesuar më shumë se për dioksidin ekarbonit. Nëse mendojmë se edhe ky na duhet, ka mundësi që edhe atë „ta zëmë”dhe eventualisht të përpunojmë (p.sh: ta shndërrojmë në gjendje të lëngët ose tapërdorim për pijet freskuese).

60

Domethënë,

konstanta e drejtpeshimit, nga shkaku se në kushte të dhëna ka vlerëtë caktuar, ndryshimi i përqëndrimit të ndonjërit prej pjesëmarrëvetë reaksionit rezulton me „zhvendosjen” e tij (kah ana e majtë d.m.th.kah zvoglimi i sasisë së produkteve, ose djathtas – kah krijimi i mëshumë produkteve).

Ndikimi i temperaturës dhe i presionitmbi drejtpeshimin kimik

Më lart (në faqen 57) shkurtimisht përmendëm se konstantat e drejtpeshimit kimikkanë vlera konstante vetëm në kushte të caktuara.

Kështu konstantat e drejtpeshimit ndryshojnë nëse ndryshon temperatura, porshpesh herë edhe nga ndryshimi i presionit në sistemin reagues.

Më në fund, konstantat e drejtpeshimit varen edhe prej përbërjes së sistemit, jovetëm prej temperaturës (përkatësisht sa është temperatura dhe presioni). Përndikimin e sistemit nuk do të flasim më shumë përveç asaj që është thënë më parë.

Në disa raste temperatura ka ndikim të ndjeshmë mbi konstanën e drejtpeshimit. Itillë është rasti me këtë barazim që kemi përmendur edhe më parë.

N2(g) + 3H

2(g) 2NH

3(g)

ku konstanta e drejtpeshimit në temperaturë prej 398 K është afër njëqind herë mëe vogël se në temperaturë prej 298 K. Kurse në reaksionin e disocijimit të treoksidsulfurit:

SO3(g) SO

2(g) ½ O

2(g)

në temperaturë prej 400 K konstanta edrejtpeshimit është për afër 24 000 herë më emadhe se në temperaturë prej 298 K. Por,ekzistojnë edhe reaksione kimike ku temperaturanuk ka aq shumë ndikim në konstantën edrejtpeshimit.

Kështu vetëvetiu parashtrohet pyetja: pse disakonstanta të drejtpeshimit zmadhohen merritjen e temperturës, kurse të tjerat zvogë-lohen?

Kjo varet prej natyrës së reaksionit, a ështëreaksion ekzoterm ose endoterm.

Fig. 3.16. Drejtpeshimi ndërmjettrioksid sulfurit, oksigjenit dhe

dioksid sulfurit

61

a b

Fig. 3.17. Në temperaturë të ulët (a) kamë shumë tetraoksid diazoti, kurse në

temperaturë më të lartë (b) ka më shumëdioksid azoti

Nëse reaksioni është ekzoterm, zmadhimi i temperaturës shkakton zhvendosjen edrejtpeshimit kah ana e majtë (krijohen më pak produkte), kurse me zvogëlimin eteperaturës, sasia e produkteve të krijura është më e madhe. Rasti i kundërt ndodhnë reaksionet endoterme. Në këto reaksione me zmadhimin e temperaturëspërfitohen më shumë produkte (drejtpeshimi zhvendoset djathtas).

Prej dy shembujve të përmendur më lart reaksioni i parë është ekzoterm, kurse idyti është endoterm.

Sipas kësaj në rastin e përfitimit tëamoniakut, më shumë amoniak do tëpërfitohen nëse temperatura është sa më eulët*, kurse zbërthimi termik i trioksid sulfuritdo të bëhet më lehtë nëse temperatura ështësa më e lartë (kurse krijimi i tij nëtemperaturë – sa më të ulët).

Ndikimi i temperaturës mbi drejtpeshiminshihet mirë në fig 3.17.

Në ampullën e ftohur, ka më shumëtetraoksid diazoti. Por në ampullën e nxehur(p.sh: me ujë të nxehur), brendësia e ampu-llës merr ngjyrë të kaftë nga dioksid zoti qëkrijohet pas zbërthimit të dimerit. Reaksionii zbërthimit të tetraoksid diazotit mund tëtregohet me barazimin termokimik:

N2O

4(g) = 2NO

2(g)

rH = 58,8kJ/mol

prej ku shihet se reaksioni është endoterm. Dukuria është krejtësisht në pajtim mesupozimet tona, në temperaturë më të lartë ka më shumë dioksid azoti.

Varshmëria nga temperatura është më e theksuar sa më i lartë është efekti termiki reaksionit (sipas vlerës apsolute). Me fjalë tjera, me ndryshimin e temperaturësmë shumë do të ndryshojnë konstantat e drejtpeshimit të reaksioneve që janë shumëekzotermë ose shumë endotermë, në krahasim me reaksionet që kanë efekte termikeme vlera të vogla.

_____________________

* Megjithatë, temperatura nuk duhet të jetë shumë e ulët, ngase atëherë reaksioni do tëshkojë shumë ngadalë, po edhe nëse është i pranishëm katalizatori. Për këtë do të bëhet fjalënë kapitullin e fundit të këtij libri.

62

Shkurtimisht thënë:

në reaksionet ekzoterme, zmadhimi i temperaturës e zhvendosdrejtpeshimin kah ana e majtë;

në reaksionet endoterme në temperatura më të larta drejtpeshimikrijohet në vlera më të larta të arritjes, se sa në vlera më të ulta;

për reksionet që nuk janë të shoqëruara me ndryshim të ndjeshëmtë efekteve termike, ndryshimi i temperaturës fare pak ndikon nëvlerën e konstantës së drejtpeshimit.

Ndryshimi i presionit, nga ana tjetër do të ndikojë mbi vlerat e konstantës sëdrejtpeshimit në ato reaksione që zhvillohen në fazë të gaztë, ose të ato ku mësë paku ndonjëri prej pjesëmarrësve është i gaztë. Ndikimi do të jetë ikonsiderueshëm veçanërisht atëherë kur shuma e koeficientëve stehiometrikëtë reaktantëve të gaztë dallohet prej shumës së koeficientëve stehiometrikë tëprodukteve të gazta.

Në sistemin reagues ku shuma e koeficientëve stehiometrikë të produkteve të gaztaështë më e madhe se shuma e koeficientëve stehiometrikë të reaktantëve të gaztë(rasti i tillë është reaksioni i zbërthimit termik të treoksid sulfurit dhe piroliza ekarbonat kalciumit), drejtpeshimi zhvendoset majtas me rritje të presionit, kursemë shumë produkte krijohen kur zvogëlohet presionit (zhvedoset djathtas).

Përkundër kësaj, nëse shuma e koeficientëve stehiometrikë të prodkuteve ështëmë e vogël se shuma e koeficinteve të reaktantëve (siç është rasti te sinteza eamoniakut ose dimerizimi i dioksid azotit), zmadhimi i presionit e zhvendos gjatë

Fig. 3.18. Në presion të lartë molekulat e dioksid azotit (ato që në fig. b janë me ngjyrë tëerrët - atomi i azotit) lidhen në tetraoksid diazoti

a b c

63

drejtpeshimin djathtas (fig 3.18), kurse zvoglimi i tij – majtas. Në pajtim me këtë nërastin e përfitimit të amoniakut nga hidrogjeni dhe azoti zbatohet presioni i lartë(në disa raste edhe drei 100 Mpa*).

Siç shihet:

në reaksionet ku sasia e pjesëmarrësve të gazta të sistemit zmadhohetgjatë zhvillimit të reaksionit, më shumë produkte përfitohen nëpresione më të ulta; në reaksionet ku sasia e pjesëmarrësve të gaztazvogëlohet, situata është e kundërt.

Parimi i Lë Shatelie dhe Braunit

Atë që e dhamë më lart janë shembuj që tregojnë rëndësinë e aq. parim i LëShatelie** dhe Braunit***.

Ky parim përkufizohet kështu:

kur mbi një sistem që është në drejtpeshim vepron ndonjë ndikim ijashtëm, në sistemin krijohen ndryshime të brendshme që rezultojnëme zvogëlimin e ndikimit të jashtëm.

Kështu, kur reaksioni është ekzoterm,krijimi i produkteve rezulton medhënien e nxehtësisë së ambie-ntit*****. Nëse dëshirojmë të zma-dhojmë temperaturën, atëherë vetësistemit duhet t’i japim nxehtësi. Nëndikimin e këtillë nga jashtë, vetësistemi do të reagojë në atë mënyrëqë në të do të krijohen më pakprodukte, kështu do të neutralizohetndikimi i jashtëm.

______________________

* Shih faqen 61.

** Anri Lui Lë Shatelie [Le Chatelier] (1850-1936)

*** Karl Ferdinand Braun [Braun] (1850-1918). Shpesh herë përmendet vetëm Lë Shatelie,kurse Brauni nuk përmendet. Brauni ka marrë shprëblimin Nobël nga fizika në vitin 1909, porpër hulumtime tjera.

**** Nëse nxehtësia e liruar nuk mund të hiqet shpejt, do të zmadhohet temperature esistemit reagues.

Fig. 3.19. Anri Lui Lë Shatelie dhe KarlFerdinand Braun

64

Nga ana tjetër, nëse dëshirojmë ta zvogëlojmë temperaturën, nga sistemi reaguesi drejtpeshuar duhet të nxjerrim nxehtësi. Ndikimit të tillë të jashtëm sistemi do t’i„kundërvihet” në atë mënyrë që drejtpeshimi do të zhvendoset kah vlerat më tëlarta të arritjes së reaksionit, do të krijohen më shumë produkte, e me këtë do tëlirohet më shumë nxehtësi.

Nëse reaksioni është endoterm, do të ndodhë e kundërta.

Nga ana tjetër, nëse shuma e koeficientëve stehiometrikë të produkteve të gaztaështë më e madhe se shuma e koeficientëve stehiometrikë të reaktantëve të gazta,me kalimin e kohës numri i molekulave që janë në fazë të gaztë do të zmadhohet, qëdo të rezultojë me zmadhimin e vëllimit të sistemit që është në drejtpeshim (nësepresioni është konstant). Vëllimi edhe më shumë do të zmadhohet nëse bëhet zvogëlimii pesionit të jashtëm. Këtij ndikimi të jashtëm sistemi do të „reagojë», ashtu që mezvogëlimin e presionit të jashtëm do të krijohen më shumë produkte. Kështu, zmadhimii presionit të jashtëm ka efekt të kundër – pëfitohen më pak produkte.

Kuptohet se efektet shkojnë në kahun e kundër në reaksionet ku shuma ekoeficientëve stehiometrikë të produkteve është më e vogël se shuma e koeficientëvestehiometrikë të reaktantëve (i tillë është rasti i sintezës së amoniakut dhe i dimerizimittë dioksid azotit).

Duhet pasur prasysh se:

parimi i Lë Shatelie dhe Braunit nuk kufizohet vetëm në reaksionetkimike, por mund të zbatohet edhe në proceset siç janë avullimi,shkrirja etj.

Drejtpeshimi heterogjen

Rast interesant është kur në drejtpeshim gjenden pjesëmarrësit e reaksionit që janëtë gaztë dhe të ngurtë. I tillë është shembulli i drejtpeshimit që krijohet gjatë pirolizëssë karbonat kalciumit.

CaCO3(s) CaO(s) + CO

2(g)

Konstanat e drejtpeshimit për këtë rast formalisht është:

c[CaO(s)]c[CO2(g)]

c[CaCO3(s)]

që në të vërtetë vjen si drejtpeshim i përqëndrimit të dioksid karbonit, ngasepërqëndrimi i substancave të ngurta është i përhershëm – i pandryshueshëm dhenuk varet prej temperaturës ose prej presionit.

Kc = ––––——————

65

Fig. 3.20. Përqëndrimi i dioksid karbonit i krijuar nga piroliza e karbonat kalciumit (majtasnë fillim) nuk varet, sa kemi dhënë karbonat kalciumi (në pjatën majtas) ose oksid kalciumi

(në pjatën djathtas)

Prandaj, nëse presioni dhe temperatura mbahen konstant, dhënia e karbonat kalciumitose të oksid kalciumit (fig. 3.20) nuk do ta ndryshojë gjendjen e drejtpeshimit.

Shembull tjetër i rëndësishëm për drejtpeshimin heterogjen është kur në sistemgjendet ndonjë substancë e ngurtë që vështirë tretet dhe tretësirë e ngime ku kajone që janë krijuar nga disosijimi i pjesës së tretur të substancës.

66

Si shembull i figurës 3.20 a, është tretësira e ngime e sulfat argjendit(I), në të cilënështë krijuar drejtpeshimi:

Ag2SO

4(s) 2Ag+(aq) + SO

42–(aq)

dhe në të cilën shtohet tretësirë e sulfat natriumit (në të jonet e sulfatit janë të njëjtame ato të tretësirës së ngime të sulfat argjendit).

Në rastin e tillë drejtpeshimi ndërmjt substancës së ngurtë dhe tretësirës do tëzhvendoset majtas, d.m.th. kah krijimi i substancës me tretshmëri të dobët (nërastin tonë – sulfat argjendi i bardhë, që nëse vështrohet me kujdes shihet në fundine gotës në anën e djathtë të figurës).

Ky fenomen është i njohur me emrin: efekti i jonit të përbashkët.

Domethënë:

kur në drejtpeshim gjenden substanca të gazta dhe të ngurta,drejtpeshimi varet vetëm prej përqëndrimit të substncës së gaztë;

prej proceseve të drejtpeshimit heterogjen, gjithsesi duhet tëpërmenden ato te të cilat bëhet efekti i jonit të përbashkët.

Fig. 3.21. Në tretësirën e ngime të sulft argjendit(I), shtohettretësirë e sulfat natriumit (a): një pjesë e joneve Ag+, e sulfat

argjendit të tretur lidhen me jonet e SO42– dhe krijohet

fundërrina (b).

a b

A KUPTOVE?A MËSOVE?

Përpiqu t’i përgjiegjeshpyetjeve dhe të zgjedhëshdetyra që gjenden nëdoracakun Pyetje dhedetyra nga kimia për vitinII të gjimnazit të reformuar(kapitulli 3) që i përgjigjenkësaj pjesë të librit.

3.1

67

4PROCESET PROTOLITIKE

REAKSIONET JONIKE

Reaksionet e elektrolitëve në tretësiratujore janë reaksione jonike

Në kimi shumë shpesh kemi reaksione në tretësirat ujore të elektrolitëve. Elektrolitët,ashtu siç ke mësuar më parë, janë subststanca (acidet, baza, kripëra) që të tretura

në ujë e përçojnë elektricitetin.

Kjo veti e tyre është rezultat i disocijimitnë jone me elektrizim pozitiv (katjone)dhe në jone me elektrizim negative(anjone).

Disa herë jone ka edhe në substanca tëpastra, tretësirat e cilave sillen sielektrolitë (p.sh: i klorur natriumit fig.4.1). Në raste të tilla molekulat polare tëujit mblidhen rreth joneve të substancëssë ngurtë (fig. 4.2), i ndajnë njërin prejtjetrit dhe mandej i shpërndajnë nëpërtretësirën.

Fig. 4.1. Disocijimi elektrolitik ihidroksid natriumit

Fig. 4.2. Molekulat e ujit rrethjoneve të klorur natriumit

Fig. 4.3. Disocijimi elektrolitik i aciditsulfurik

68

Në raste tjera, molekulat polare të substancës së pastër (si p.sh: te acidi sulfurik)më parë jonizohen (d.m.th. ndahen në jone), mandej jonet largohen, d.m.th. bëhetdisocijimi (fig. 4.3).

Sidoqoftë, reaksionet që zhvillohen kur përzien dy tretësira të elektrolitëve, janëreaksione ndërmjet joneve që gjenden në tretësirën.

Ashtu siç ke mësuar më parë:

në tretësirat ujore të elektrolitëve gjenden jone me elektrizim pozitiv(katjone) dhe jone me elektrizim negativ (anjone).

Kushtet kur reaksionet jonike shkojnë deri në fund

Në disa raste, përzierja e dy tretësirave të elektrolotëve nuk rezulton me ndonjëreaksion të ndjeshëm. Kështu do të jetë p.sh: nëse përzien tretësirat e klorur kaliumitdhe sulfat natriumit ose tretësirat e sulfat magnezit dhe nitrat amonit dhe shumëraste të tjera.

Fig. 4.4. Shembujt e reaksioneve jonike që shkojnë deri në fund: krijimi i gazit (majtas),krijimi i fundërrinës (në mes) dhe krijimi i komponimit kompleks (djathtas)

Që të zhvillohet reaksioni që shkon deri në mbarim (ose i atillë që drejtpeshimindjeshëm është zhvendosur djathtas) paraprakisht duhet të plotësohen disa kushtetë rëndësishme:

në sistemin reagues të krijohet ndonjë produkt i gaztë;

në sistemin reagues të krijohet ndonjë produkt që tretet vështirë

në sistemin reagues të krijohet ndonjë komponim që ka jone komplekse stabile;

në sistemin reagues të kriohet ndonjë produkt që tretet vështirë.

Shembuj për tre tipat e parë të këtyre reaksioneve janë dhënë në figurën 4.4.Reaksioni i neutralizimit – proces në të cilin prej tretësirës së acidit dhe tretësirës

69

së bazës krijohet ujë (komponim që disocijon fare pak) është përmendur më parë(shih faqe 24 dhe fig. 1.20).

Kështu:

reaksionet jonike do të shkojnë deri në përfundim, nëse krijohenprodukte të gazta, komponime që treten vështirë ose disocijojnëvështirë ose komponime që kanë jone komplekse stabile.

PROTOLITËT

Cilat substanca i quajmë acide dhe cilat baza?

Për acidet dhe bazat ke mësuar më parë*. Në të vërtetë, pak më parë folëm përreaksionet e neutralizimit.

Për acidet është ditur që nga lashtësia. Dihet se vera thartësohet si gjithmonë,me fjalë tjera që kur njerëzit kanë filluar ta prodhojnë atë kur vera thartësohet,kalon në uthull. Me siguri e di se uthulla përmban një acid organik, emri i cilitështë acidi acetik.

Në epokën e alkimistëve janë zbuluar edheacide tjera. Për alkimistët rëndësi tëveçantë ka pasur acidi nitrik (fig. 4.5). sidhe përzierja e tij me acidin klorhidrik –uji mbretëror (fig. 4.6.). Numri i substancave që sot renditen në këtë grup tëkomponimeve është jashtzakonisht i madh. Bazat, poashtu, janë shumë.

____________________

* Në shkollën fillore dhe në vitin e parë të gjimnazit të reformuar.

Fig. 4.5. Shenja e alki-mistëve për acidin nitrik

Fig. 4.6. Përfitimi i ujit mbretëror(mbarimi i shek XVI)

70

Por, pyetja se si mund të dimë se një substancë është pikërisht acid (dhe jo diçkatjetër) mbetet pa përgjigje. Në kohëra të ndryshme, kjo pyetje ka pasur edhe përgjigjetë ndryshme.

Përdorimi i indikatorëve është mënyrë i qëlluar përtë dëshmuar se një substancë është acid ose bazë.Me siguri ke ndëgjuar për lakmusin, njërin prejindikatorëve më të njohur. Se lakmusi e ndryshonngjyrën nën veprimin e acideve, ka ditur edhe kimisti iparë i vërtetë Robert Bojli* (fig. 4.7.) qysh në shekXVII. Për lakmusin dhe vetitë e tij si duket kanë diturpesë shekuj më parë disa lakimistë.

Acidet ngjyrën e kaltër të lakmusit e ndryshojnë në tëkuq**, kurse tretësira e substancave të qujtura baza– kanë veprim të kundërt – ngjyrën e kuqe të lakmusite ndryshon në të kaltër. Acidet dhe bazat e ndryshojnëedhe ngjyrën e indikatorëve tjerë. Indikator

tjetër që shpesh përdoret është fenolftaleini, që në ambient acidik është pa ngjyrë,kurse në ambient bazik ka ngjyrë mjedhulle të kuqe (fig. 4.9).

Fig. 4.8. Letra e lakmusit, e kaltër dhe e kuqe (majtas): pikë baze mbi letrën e lakmusit tëkuq dhe pikë acidi mbi letrën e lakmusit të kaltër (në mes) dhe lakmusi i ngurtë (djathtas)

Me zhvillimin e kimisë janë kërkuar edhe metoda mëtë sigurta në përcaktimin se cilës klasë i takon njëkomponim. Kjo vlen edhe për acidet dhe bazat. Ështëkërkuar një shenjë që me siguri do të tregojë se bahetfjalë për acid ose bazë, ose për asnjërin prej tyre.

_____________________

* Robert Bojl [Boyle] (1627 –1691).

** Atë që ne e quajmë lakmus të kuq ose të kaltër, në realitet janë dy forma me ngjyra tëndryshme të një substancë të njëjtë natyrore – lakmusit.

Fig. 4.7. Robert Bojl

Fig. 4.9. Fenolftaleini nëambient acidik (majtas)

dhe bazik (djathtas).

71

Lavuazie*, kimisti i famshëm (fig 4.10), ka menduarse të gjithta acidet përmbajnë oksigjen, prandaj edhekështu e ka emërtuar këtë element. Më vonë ështëkonstatuar se Lavuazie këtu ka gabuar ngase janëzbuluar substanca që kanë veti të acideve (si p.sh:acidi klorhidrik), por nuk përmbajnë oksigjenin (acidepaoksigjenike).

Një hapërim përpara ka qenëbotkuptimi i Areniusit** (fig. 4.11).Ky në kuadrin e tij mbi teorinë edisocijimit elektrolitik ka propozuarqë acidet të quhen subtancat qëgjatë disocijimit të tyre në tretësirënujore japin jone të hidrogjenit silloj të vetëm të katjoneve.

Bazat, nga ana tjetër, sipas Areniusit,janë elektrolitë që gjatë disocijimit tëtyre në tretësirën ujore japin jonehidroksile, si të vetmin lloj tëanjoneve.

Më vonë janë propozuar edhe teoritjera, prej cilave më hollësisht do tëpërpunojmë teorinë e Bronsted***dhe Laurit**** (fig. 4.12).

Në këtë moment, do të përsërisim:

si shenjë sipas të cilës një substancë mund të quhet acid janë:ndryshimi i ngjyrsë së indikatorit dhe lirimi i joneve të hidrogjenitgjatë disocijimit elektrolitik (si lloje të vetme të katjoneve), kursebazat (që poashtu e ndryshojnë ngjyrën e indikatorëve) gjatëdisocijimit elektrolotik japin jone hidroksile (si lloje të vetmeanjonesh).

________________________

* Antoin Lavoisier [Lavoiser] (1743-1794).

** Svante August Arhenius [Arrhenius] (1859-1927).

*** Johanes Nikalaus Bronshted [Bronsted] (1879-1947).

**** Tomas Martin Lauri [Lawry] (1874-1936).

Fig. 4.10. AntoanLavuazie

Fig. 4.11. Areniusinë moshën rinore

Fig. 4.12. Johanes Bronshted dhe Tomas Lauri

72

Këmbimi i protoneve

Jonet e hidrogjenit janë pakrahasueshëm më të vogla se jonet tjera, ngase janë tëvetmet që nuk përmbajnë elektrone.

Jonet e hidrogjenit në të vërtetë, janë protone, nëse bëhet fjalë për formën erëndomtë të hidrogjenit (protiumin). Pasi në hidrogjenin natyror, përveç protiumit,gjendet edhe deuteriumi dhe tritiumi, përdorimi vetëm i termit proton nuk ështëplotësisht me vend (por jo edhe tepër keq*). Më mirë është të përdoret termi hidron.Pas kësaj do të përdorim këtë emërtim.

Për shkak të dimensionit shumë të vogël, hidronet në tretësiratujore tërheqin molekulat e tretësit. Çdonjëri prej joneve tëhidrogjenit lidh më së paku një molekulë të ujit që gjendet nëtretësirë (procesi quhet hidratizim). Në këtë mënyrë krijohenjonet H

3O+. Këto jone poashtu hidratizohen, prandaj më e drejt

është të shënohen si H3O+ (aq). Bërthamat e atomeve të

hidrogjenit që nuk janë të hidratizuara dhe ato që janë tëhidratizuara, pra H

3O+, i quajmë hidrone ose thjeshtë jone të

hidrogjenit***.

Me rëndësi është të dihet se:

në tretësirë nuk ka jone hidroni që janë të lira, por të lidhura nëH

3O+. Ky jon është thërrmia më e vogël që mund të ekzistojë në

tretësirën ujore.

Reaksioni i disocijimit të acideve (p.sh.: acidit klorhidrik ose acidit acetik) në tretësiratujore, në pajtim me atë që është thënë mund të tregohet me barazimet siç janë:

HCl(aq) + H2O(l) = H

3O+(aq) + Cl–(aq)

ose

CH3COOH(aq) + H

2O(l) = H

3O+(aq) + CH

3COO–(aq)

_________________________

*Pjesëmarrja e protiumit në hidrogjenin natyror është pakrahasueshëm shumë më e madhese ajo e deuteriumit dhe veçanërisht e tritiumit. Më saktësisht duhet të flasim për trotone,dutrone dhe tritone.

** Kuptohet për bërthamën pa mbështjellsin elektronik.

*** Më parë janë përdorur termat hidroksonium dhe hidronium. Sipas rekomandimeve tëUnionit ndërkombëtar për kiminë aplikative, këto termia nuk duhet të përdoren.

Fig. 4.13. Modelihapsinor i jonit

H3O+

73

Siç shihet, proceset e disocijimit të acideve, në të vërtetë, janë procese të lirimit tëprotoneve. Në qoftë se me HA shënojmë formulën e një acidi tëpërgjithshëm,rekasionin e disocijimit të tij do ta tregojmë në këtë mënyrë:

HA + N2O = H

3O+ + A–

ku shigjeta tregon kahun e dorëzimit të protoneve.

Thërrimja që liron proton(e), quhet proton-donor, kurse ajo që pranon proton(e),quhet proton-akseptor. Termat e njëjtë përdoren edhe për supstancat të cilatjanë të përbëra prej thërrimeve* të tilla. Reaksionet ku bëhet bartja e protonevequhen reaksione protolitike, substancat që marrin pjesë në reaksionet protolitikequhen protlite. Nga shkaku se në tretësirën ujore nuk mund të ketë protone të lira,që të mund të bëhet bartja e protoneve, në sistem duhet të ketë njëkohësisht edhesubstancë që e jep protonin (proton donor) edhe substancë që i pranon këto protone(proton akseptor).

Protolitët e fortë dhe të dobët

Disa substanca lirojnë protone më lehta sesa që pranojnë. Nga ana tjetër, disa tjerapranojnë më lehtë sesa që i lirojnë. Kuptohet se ka të tilla që as mund të paranojnëas të lirojnë protone.

Protolitë të fortë janë ato substanca që ose janë proton-donorë të mirë (lirojnëlehtë protonet, ose siç thuhet kanë vtitë protogjene të theksuara). Protolitë tëdobët janë ata që vështirë lirojnë ose pranojnë protone. Ekzistojnë edhe substancaqë thua njëlloj lehtë (përkatësisht njëlloj vështirë) edhe pranojnë edhe lirojnë protone.Këto substanca quhen amfiprotolitë (i tillë është uji).

Domethënë,

protolitët e fortë lirojnë lehtë ose pranojnë lehtë protone; protolitëtë dobët janë ata që vështirë lirojnë (ose vështirë pranojnë) protone,kurse amfiprotolitët thua njësoj lehtas lirojnë ose pranojnë protone.

Në të vërtetë, çdonjë protolit mund të jetë qoftë proton-donor, qoftë proton-akseptor.Një protolit në një reaksion protolitik do të lirojë ose pranojë protone varet prejpartnerit tjetër të palës protolitike.

Nëse partneri është proton akseptor më i mirë, protoliti që shqyrtohet do të jetëproton-donor. Nga ana tjetër, nëse partneri është proton-donor më i mirë, protoliti ishqyrtuar do të marrë rolin e akseptorit të protoneve.

_________________________

* Donor, do të thotë dhënës, kurse akseptor – pranues.

74

Kështu, acidi acetik në tretësirën ujore është proton-donor i dobët, kurse i treturnë amoniak është proton-donor i fortë, por kur vetë është tretës i HCl ështëproton-akseptor i dobët.

Përpiqu t’i kuptosh këto. Mos i mëso përmendësh!

Siç shihet:

për një substancë nuk mund të thuhet a është pron-donor ose proton-akseptor, pa e ditur cili është partneri i saj në reaksionin protolitik.

Acidet dhe bazat sipas teorisë së Bronshted dhe Laurit

Siç kemi thënë më parë (në faqe 71), sipas teorisë së Areniusit, acidet janë substancaqë gjatë disocijimit elektrolitik në tretësirë ujore japin jone të hidrogjenit si katjonetë vetme, kurse bazat janë ato që në disocijimin elektrolitik japin jone hidroksile si llojtë vetëm anjonesh*. Kjo teori gjatë kohë ka qenë e pranuar, por më vonë ështëzëvendësuar me një teori më gjithpërfshirëse të cilën (në vitin 1923) e kanë dhënënjëkohësisht, pavarësisht njëri prej tjetrit, Bronshtedi dhe Lauri.

Sipas teorisë së Bronshted dhe Laurit, acidet dhe bazat janë protolite, d.m.th. substancaqë kanë aftësi të këmbejnë protone. Acid është substanca që në një reaksion protolitikështë proton-donor, kurse bazë është ajo që në atë reaksion është proton-akseptor.Mbetja acidike** ka aftësi që përsëri të pranojë proton. Sipas kësaj, kjo mbetjeështë bazë potenciale. Për këtë bazë themi se është e konjuguar*** me acidin prejcilit është krijuar. Nga ana tjetër, thërimja e bazës pasi të pranojë protonin, këtë protonmund ta lirojë, d.m.th. duke pranuar protonin një bazë e deriatëhershme ka kaluar nëacid (i konjuguar me bazën nga e cila është krijuar).

Nëse për acidin e përdorim shenjën A****, kurse për bazën shenjën B, atë qëthamë më lart mund ta shënojmë kështu:

______________________

* Kushtoji kujdes fjalëve të nënvizuara – jonet e hidrogjenit te acidet duhet të jenë të vetmetkatjone që lirohen nga disocijimi dhe po ashtu grupet hidroksile, të vetmet anjone që lirohennga disocijimi i elektrolitit që të jetë bazë.

** D.m.th. ajo pjesë e molekulës së acidit që është pushuar me lirimin e protoneve.

*** Konjuguar domethënë në zgjedhë.

**** Nga shenja nuk shihet se substanca A është proton-donor (nuk është shënuar simbolii hidrogjenit). Megjithatë, duhet kuptuar se substanca përmban atome hidrogjeni që mundtë zëvendsohen (një ose më shumë) të cilat gjatë disocijimit do të shndërrohen në jone tëhidrogjenit (hidrone).

75

A H+ + B

B + H+ A

Sipas kësaj teorie, nuk është me rëndësi se thërrimet prej të cilave janë krijuarsubstancat A dhe B a janë elektroneutrale ose kanë ngarkesë elektrike. Kështu,acid mund të jetë p.sh: acidi acetik (i ndërtuar prej molekulave), kurse baza ekonjuguar e tij të jenë jonet e acetatit (bashkësi e thërrimeve të tij të elektrizuara);

CH3COOH H+ + CH

3COO–

Por si acid mund të trajtohen edhe jonet e hidrogjenit (me elektrizim pozitiv),ngase mund të zhvillohet reaksioni:

H3O+ H+ + H

2O

Gjatë kësaj bazë e konjuguar për hidronët (thërrimet e elektrizuara) është uji (ikrijuar prej molekulave).

Domethënë:

sipas teorisë së Bronshted dhe Laurit, acide dhe baza mund të jenësubstanca që janë elektroneutrale, por edhe bashkësi e thërrimevetë elektrizuara; acidi ka ngarkesë pozitive më të lartë se baza mecilën është konjuguar.

Në sistem duhet të ketë edhe acid edhe bazë

Siç pamë më parë, procesi i lirimit të protoneve nuk mund të zhvillohet nëse aty nukjanë të pranishëm proton-akseptorët dhe e kundërta.

Sipas kësaj, nuk ka acid nëse aty nuk ka edhe substancë që është bazë (protonakseptor). Poashtu nuk mund të ekzistojë baza (proton-akseptori) nëse nuk kasubstancë që është proton-donor (acid).

Që të mund të flitet për acid ose për bazë në sistem duhet të ketë:

substancë A1 (acid) që duke dhënë protone, shndërrohet në bazën e vet të

konjuguar B1,

por edhe

substancë B2 (bazë) e cila duke pranuar protonet e liruara shndërrohet në acidin

e vet të konjuguar, A2.

Reaksioni që zhvillohet në këtë sistem do të jetë:

A1 + B

2 B

1 + A

2

76

Një substancë e njëjtë në një reaksion protolitik mund të jetë proton-donor, (acid),kurse në një reaksion proton-akseptor (bazë). Kështu në reaksionin:

NH3(aq) + H

2O(l) NH

4+(aq) + OH–(aq)

(fig 4.14) uji është acid (baza e tij e konjuguar është joni OH–), kurse në reaksionin:

HCN(aq) + H2O(l) CN–(aq) + O

3H+(aq)

uji është bazë (acdi i tij i konjuguar është joni H3O+).

Fig. 4.14. Bartja e protonit prej molekulës së ujit kah molekula e amoniakut rezulton mekrijimin e jonit të amonit dhe jonit hidroksil (skemë).

Kujdes:

çdo reaksion protolitik është njëkohësisht proces i dhënies sëprotoneve nga ana e substancës që ka veti të theksuar protogjene(acidi) dhe pranim i protoneve nga ana e substancës që ka veti tëtheksuar protofile (d.m.th. që sillet si bazë);

si rezultat përfitohet baza që është e konjuguar me acidin e parëdhe acidi që është i konjuguar me substancën që më parë ka qenëbazë.

Joni i hidroksilitJoni i amonit

77

Drejtpeshimet protolitike

Reaksionet e protolizës si edhe të gjitha reaksionet tjera krijojnë gjendje tëdrejtpeshimit kimik (këto quhen gjendje të drejtpeshimit protolitik).

Reaksionet protolitike, në disa raste shkojnë deri në përfundim, kurse në disa rastetjera nuk përfundojnë plotësisht dhe gjendja e drejtpeshimit karakterizohet me praninëedhe të reaktantëve edhe të produkteve. Nëse reaksioni protolitik është i kthyeshëm,atëherë ka kuptim të bëhet fjalë për konstantën e drejtpeshimit për atë reaksion.Konstantat e drejtpeshimit, si edhe në rastet tjera që do t’i hasim, do të shprehenashtu që në numëruesin do të jenë prodhimet e përqëndrimeve të produkte tëreaksionit (çdonjëra prej përqëndrimeve të fuqizuara për vlerat e koeficientëvestehiometrikë në barazimin e reaksionit), kurse në emërusin do të jenë prodhimi ipërqëndrimit të reaktantëve (edhe këtu çdo përqëndrim është fuqizuar mekoeficientin stehiometrik sipas barazimit të reaksionit).

Për konstantën e drejtpeshimit të disa reaksioneve konkrete protolitike do të bëhetfjalë më vonë.

Të theksojmë:

për konstantën e drejtpeshimit të reaksioneve protolitike ka kuptimtë flitet vetëm atëherë kur reaksioni është kthyes.

AUTOPROTOLIZA DHE pH-i

Reaksionet autoprotolitike

Pamë s, një substancë e njëjtë mund të jetë edhe acid* i Bronshtedit edhe bazë eBronshtedit**. Nëse substanca ka vetitë protogjene edhe protofile të theksuara nëmasë të njëjtë (i tillë është uji***), në një reaksion**** të njëjtë ajo mund të jetëedhe acid edhe bazë. Reaksioni i tillë quhet reaksion autoprotolitik.

_________________

* Domethënë, acid në kuptimin e teorisë së Bronshted dhe Laurit.

** Domethënë, bazë në kuptimin e teorisë së Bronshted dhe Laurit.

*** Në masë ndjeshëm më pak kjo mund të thuhet edhe për elektrolitët tjerë të dobët si p.sh:për acidin acetik. Për kuptimin e fjalëve protogjene dhe protofile shih në faqen 73.

**** Çdo protolit në reaksione të ndryshme mund të jetë qoftë, acid qoftë bazë.

78

Reaksionet autoprotolitike, në masë më të vogël janë të mundshme edhe te substancattjera me vetit përafërsisht të barabarta protogjene dhe protofile.

Reaksioni autoprotolitik i ujit (fig. 4.15) mund të tregohet në këtë mënyrë:

H2O(l) + H

2O(l) H

3O+(aq) + OH–(aq)

Nëse ky reaksion vështrohet me kujdes, dotë shihet se njëkohësisht tregon disocijimine ujit (duke marrë se edhe ky është procesprotolitik). Në këtë rast drejtpeshimindjeshëm është i zhvendosur majtas (dimëse uji është elektrolit i dobët).

Pasi të krijohet gjendja e drejtpeshimit, mendihmën e përqëndrimeve të drejt-peshimit mund të definohet konstanta edrejpeshimit*:

c(H3O+) · c(OH–)

c(H2O) · c(O

2H)

Përqëndrimi i ujit të lëngët praktikisht është konstantë (e përhershme). Prandajnëse me këtë përqëndrim në katror, shumëzohet me konstantën e drejtpeshimit K

c,

fitohet një konstantë e re që shënohet me Kw.

Kw = c(H

3O+) · c(OH–)

Siç shihet:

konstanta Kw është prodhim i përqëndrimeve të drejtpeshuara të

joneve të hidrogjenit e të grupeve hidroksile, ka emërtimin përkatësprodukti jonik i ujit.

Vlera e produktit jonik të ujit, në masë të madhe, varet prej temperaturës. Kështu,në temperaturë prej 328 K produkti jonik i ujit ka vlerën për 64 herë më të lartë senë temperaturën prej 273 K. Në temperaturën prej 298 K (25oC) vlera e K

w

përafërsisht është 1 · 10–14 mol2 dm-6.

____________________

* Për shkak të thjeshtësimit shenjat aq dhe l nuk janë shënuar. Këto duhet të nënkuptohen.Përveç kësaj edhe në vetë fomulën nuk janë theksuar se bëhet fjalë për përqëndrimet edrejtpeshimtit.

Fig. 4.15. Autoprotoliza e ujit(skemë)K

c = ———————

79

Nga ana tjetër vlera e Kw nuk varet prej asaj se bëhet fjalë për ujë të pastër ose për

tretësirë, por edhe për ato raste kur ka më shumë jone të hidrogjenit, përkatësishtmë shumë ose më pak jone hidroksile se në ujin e pastër.

Në të vërtetë, nëse në ujë tretet substancë që zmadhon përqëndrimin e joneve tëhidrogjenit (si për shembull, ndonjë acid), një pjesë e tyre do të lidhet me jonethidroksile, duke krijuar molekula të padisocijuara të ujit. Vlera e produkti jonik të ujitdo të mbetet e pandryshuar, por në tretësirë do të kemi më shumë jone të hidrogjenitse jone hidroksile.

Ky efekt në esencë është i njëjtë me efektin e jonit të përbashkët nga rasti idrejtpeshimit midis fazës së ngurtë të substancës që vështirë tretet dhe joneve tëkrijura nga disocijimi i pjesës që tretet (shih faqe 66).

Kur kemi ujë të pastër, themi se ambienti është neutral, d.m.th. nuk është as acdikas bazik*. Kuptohet se në ujin e pastër përqëndrimi i joneve të hidrogjenit dhe ijoneve hidroksile midis tyre janë të barabarta dhe çdonjëri prej tyre paraqet rrënjëkatrore të produktit jonik të ujit**.

Në ujin e pastër në temperaturë prej 250C, përqëndrimi i joneve të hidrogjenitdhe joneve hidroksile është thuaja saktësisht 1·10–7 mol/dm3 dhe një përqëndrim itillë zakonisht llogaritet si karakteristik i ambientit neutral. Por, në temperaturë prej37oC (afër temperaturës së trupit), ambienti përsëri do të jetë neutral, por përqëndrimii joneve të hidrogjenit dhe të hidroksileve do të jenë përafërsisht të barabarta me1,5·10–7 mol/dm-3, atëherë përqëndrimi i këtyre joneve është më i madh se nëtemperaturën prej 25oC për afër 50%.

Mbaj mend:

ambienti do të jetë neutral, nëse përqëndrimi i joneve të hidrogjenitdhe i grupeve hidroksole janë të barabarta (vlera e saktë varetnga temperatura);

ambienti do të jetë acidik nëse përqëndrimi i joneve të hidrogjenitështë më i madh se përqëndrimi i grupeve hidroksile;

ambienti do të jet bazik nëse përqëndrimi i joneve hidroksile ështëmë i lartë se i joneve të hidrogjenit.

______________________

* Për shembull, lakmusi në ujin e pastër nuk e ndryshon ngjyrën.

** Dëshmo se me të vërtetë është ashtu!

80

Reaksione autoprotolitike ka edhe te acidi acetik:

CH3COOH + CH

3COOH CH

3COOH

2+ + CH

3COO–

ose te amoniaku i lëngët:

NH3 + NH

3 NH

4+ + NH

2–

Por, këto janë në masë shumë më të vogël se te uji.

Treguesi hidrogjenik (p-H)

Përqëndrimet e joneve të hidrogjenit, në vend që të jepenme numra të tillë, këto zëvendësohen me një madhësi, përatë se ambienti është acidik, neutral ose bazik, kjo madhësiquhet tregues i hidrogjenit. Shenja e treguesit të hidrogjenitështë pH (lexohet, pe-ha)*.

Treguesin e hidrogjenit mund ta definojmë si logaritëmnegativ me bazë dekade të vlerës së përqëndrimit tëjoneve të hidrogjenit të terguara me mol/dm3.

c(H3O+)

mol dm–3

Përndryshe, logaritëm negativ me bazë dekade ështënumër me të cilin fuqizohet numri 10 që të fitohet numriprej cilit kërkohet logaritmi. Kështu, logaritmi i 0,1 është 1,ngase 10–1 = 1/10 d.m.th. se 10–1 = 0,1.

Nëse e di vlerën e përqëndrimit të joneve të hidrogjenit, vlerëne përafërt të pH mund ta gjesh me ndihmën e shkallës sëdhënë në fig. 4.16. Nëse ke kalkulator elektronik ku ka tasterëme shenjën LOG, vlerën e pH mund ta njehsosh më mesaktësi.

____________________

* Kjo shenjë shënohet me shkronja të drejta, jo me shkronja të pjerrta. Për këtë ka shkaqe qënuk bëjmë fjalë.

** Ekziston edhe definim më i saktë për pH.

Fig. 4.16. Raportimidis përqëndrimit (të

dhënë me mol/L) ijoneve të hidrogjenit

(kolona e majtë), ipërqëndrimit të

joneve hidroksile(kolona e djathtë)dhe pH (në mes)

pH = – log —–——

81

Fig. 4.18. Pehametriqë bartet

Nga ana tjetër, vlera e pH në një tretësirë mund të përcaktohet eksperimentalisht

Siç pamë, në ujin e pastër në temperaturë prej 25oC ambientiështë neutral, nëse përqëndrimi i joneve të hidrogjenit (por edhei joneve hidroksile është 10–7 mol/dm3. Në këtë rast pH i ambientitdo të jetë 7 (fig. 4.16).

Siç thapamë, me rritjen e temperaturës zmadhohet vlera e produktit jonik të ujit, me këtë edhepërqëndrimi i joneve të pranishme të hidrogjenit dhe joneve hidroksile.

A do të zmadhohet (ose do të zvogëlohet) vlera e pH në ujin e pastër nga zmadhimi i temperaturës?A mund të themi se kemi ambient neutral nëse vlera e pH është 7, pa theksuar ndonjë kushtëzim?

Nëse mendon mirë, me siguri do të vish në përfundim se në ambientin neutral vlerae pH është saktësisht 7, vetëm nëse temperature është 25oC, kurse do të zvogëlohetme rritjen e temperaturës. Kështu, në temperatura prej 37oC ambienti që ështëneutral (si p.sh: i ujit të pastër) do të ketë vlerë të pH afër 6,8, kurse në 55oC vlerae pH është afër 6,6!

Kujdes: Nuk duhet menduar gjithmonë (me përjashtim kur di se temperatura është 25oC) se vlerae pH në ambient neutral është saktësisht 7! Përveç kësaj duhet ditur se pH është thjeshtë numërdhe nuk mund të mblidhet me përqëndrimin ose me ndonjë madhësi tjetër që nuk është vetëmnumër. Nëse diç të tillë gjan në ndonjë tekst (po edhe nëse teksti është libër) dije se autorët nukkanë vepruar drejt!!!

Përndryshe, nëse ambienti është acidik (përqëndrimi i joneve të hidrogjenit ështëmë i lartë se në ambientin neutral), pH do të jetë më i vogël se në ambientinneutral*. Gjendja do të jetë ndryshe në ambientin bazik (pH do të jetë më i lartë senë ambientin neutral).

_______________________

* Kështu, për shembull, në temperaturë prej 25oC, pH-i do të jetë më i vogël se7!

me ndihmën e letrës të aq.indikator universal (fig. 4.17),por saktësia e kësaj është ekufizuar.

Ekzistojnë instrumente të quaj-tura pehametra që më me saktë-si e përcaktojnë vlerën e pH. Pe-hametrat mund të jenë laboratorikdhe ata që barten (fig. 4.18).

Fig. 4.17. Letra pHuniversale

82

Domethënë:

në ambientin neutral pH është afër 7 (vlera e saktë varet prejtemperaturës); në ambientin acidik vlera e pH është më e vogël,kurse në ambientin bazik më e lartë se në neutralin.

HIDROLIZA

Proces protolitik është edhe hidroliza e kripërave

Ndryshimin e ngjyrës së indikatorëve e bëjnë jo vetëm acidet dhe bazat, por edhedisa kripëra. P.sh: duke gjykuar sipas ngjyrës së indikatorëve, ambienti është acidiknë tretësirën ujore të klour amonit, kurse bazik në tretësirën e acetat natriumit osecianur kaliumi, megjithqë në të gjitha këto raste bëhet fjalë për kripëra, që në vështrimtë para duhet të jenë neutral. Përndryshe, ekzistojnë edhe kripëra acidike tretësirate cilave tregojnë ambient bazik (p.sh: hidrogjenkarbonat i natriumit).

Më parë është menduar se në këto raste zhvillohet një lloji vaçantë i reaksionit meujin, i quajtur hidrolizë. Proceset e hidrolizës mund të sqarohen lehtë sipas teorisësë Bronshted dhe Laurit. Këtë do të tregojmë sipas eksperimentit 4. 1. dhe do tasqarojmë.

Rezultatet e eksperimentit mund të sqarohen kështu. Në tretësirën ujore të kloruramonit (bëhet fjalë për elektrolit të fortë), para së gjithash do të zhvillohet reaksioni:

NH4Cl(aq) NH

4+(aq) + Cl–(aq)

Çdonjëri prej joneve të amonit mund të dorëzojë protone prej molekulave të ujit,duke u shndërruar vetë në molekula të amoniakut:

NH4+(aq) + H

2O(l) H

3O+(aq) + NH

3(aq)

Në këtë mënyrë përqëndrimi i joneve të hidrogjenit do të zmadhohet dhe me këtëdo të zmadhohet edhe aciditeti i ambientit*.

Siç shohim, jonet e amonit mund të llogariten si acid të Bronshtedit, kurse amoniakun– bazë të Bronshtedit (që është e konjuguar me jonet e amonit).

______________________

* Në të vërtetë, vetëm një pjesë e vogël e joneve të amonit që janë të pranishëm do të hynënë reaksion. Prej hidroneve të krijuara, një pjesë do të lidhet me jonet hidroksile duke krijuarmolekula të ujit.

4.1

83

Jonet e klorurit, që poashtu janë të pranishme në tretësirën, nuk do të hyjnë nëreaksion me ujin. Këta, në të vërtetë, janë proton-akceptorë* shumë të dobët.

Njëlloj sillen edhe tretësirat ujore të kripërave tjerë të krijuara prej bazës së dobëtdhe acidit të fortë, pavarësisht prej llojit të kripës (d.m.th. pavarësisht a bëhetfjalë për kripë normale ose acidike).

Nga ana tjetër, në tretësirën ujore të acetat natriumit, janë të pranishme jonet Na+(aq)dhe CH

3COO–(aq). Prej tyre vetëm jonet e natriumit nuk marrin pjesë në

reaksionin protolitik me ujin, ngase atëherë do të krijohej tretësirë e hidroksidit tënatriumit. Ky është elektrolit i fortë dhe krejtësisht do të disocijonte në jone.Përkundër kësaj jonet e acetatit (bazë që është e konjuguar me acidin acetik tëdobët) mund të pranojë protone prej molekulave të ujit:

CH3COO–(aq) + H

2O(l) CH

3COOH(aq) + OH–(aq)

duke zmadhuar në këtë mënyrë përqëndrimin e joneve hidroksile. Një pjesë prejtyre do të lidhen me jonet e hidronit të krijuara nga autoprotoliza e ujit, me këtë do tëzvogëlohet përqëndrimi i joneve të hidrogjenit dhe do të bëhen më pak se ijoneve hidroksile. Kuptohet se më këtë krijohet ambient bazik.

Situatë të njëjtë do të kemi edhe me kripërat tjerë që janë të krijuar prej acideve tëdobta dhe bazave të forta.

Me fjalë tjera, ngadhnjen më i forti** (nëse ka të tillë) dhe ky e përcakton si do tëjetë ambienti – acidik ose bazik.

Domethënë:

si rezultat i reaksionit protolitik midis ujit dhe kripës së acidit tëfortë dhe bazës së dobët, ambienti do të jetë acidik, kurse rezultatii rekasionit protolitik midis ujit dhe kripës së acidit të dobët dhebazës së fortë ambienti do të jetë bazik;

reaksionet e tilla quhen reaksione të hidrolizës.

Të gjithë kripërat nuk hidrolizojnë

Megjithatë, nëse bëhet fjalë për kripë të krijuar nga acidi i fortë dhe bazës sëfortë (i tillë është p.sh: kloruri i natriumit) tretësirat ujore të tyre janë neutrale,

________________________

* Po të mos të ishte ashtu, acidi klorhidrik i tretur në ujë nuk do të sillej si elektrolit i frortëd.m.th. si proton-donor i mirë.

** D.m.th. acid më i fortë ose bazë më e fortë.

84

d.m.th. se te këto (si edhe te uji i pastër) përqëndrimet e hidroneve dhe i OH–

joneve janë të njëjta. Në realitet, katjonet që janë krijuar nga disocijimi i kripës sëtillë nuk janë proton-donorë, kurse anjonet nuk janë proton-akseptorë (ose janëshumë të dobët) ashtu që reaksioni protolitik nuk mund të zhvillohet.

Domethënë,

kripërat e krijuara prej acidit të fortë dhe bazës së fortë, në tretësiratujore nuk hidrolizojnë.

Kuptohet se edhe midis acideve të forta ka pak më të forta ose pak më të dobëta,kurse i tillë është rasti edhe me bazat. Nëse fortësia e acidit dhe bazës ështëpërafërsisht e barabartë, procesi i hidrolizës nuk ndodh në masë të ndjeshme.

Me siguri hidroliza është proces protolitik dhe nuk ka ndonjë shkak që të shqyrtohetsi ndonjë dukuri e veçantë.

A KUPTOVE? A MËSOVE?

Përpiqu të përgjigjesh në pyetjet dhe t’i zgjdhësh detyrat që janë dhënë në doracakunPyetje dhe detyra nga kimia për vitin II të gjimnazit të reformuar (kaptina 4) që idedikohet kësaj pjese të librit.

85

5PROCESET

OKSIDO-REDUKTUESE

PROCESET REDOKSE

Oksidimi nuk është vetëm komponim me oksigjenin

Për oksidimin ke mësuar. E di se ky term përdoret për të treguar procesin kimikku një element lidhet me oksigjenin. Kështu, kur hidrogjeni lidhet me oksigjenin,themi se hidrogjeni është oksiduar, duke krijuar oksidin e hidrogjenit – ujin. Kur nëajër digjen karboni ose sulfuri, këto poashtu oksidohen dhe krijojnë okside.Komponimi i metaleve me oksigjenin (si p.sh: djegia e shiritit të magnezit ose djegiae telit të hollë të hekurit në ajër) është oksidim. Të shohim se ç’ndodh në nivelinmolekular në këto procese.

Gjatë djegies së magnezit në oksigjen:

Mg(s) + ½O2(g) = MgO(s)

elektronet barten prej manezit (që i liron) kah oksigjeni*,që elektronet e liruara i pranon. I gjithë procesi mundtë paramendohet si rezultat i dy proceseve të veçanta(si gjysëmreaksioneve**). Njëri gjysmëreaksionparaqet lirimin, kurse i dyti pranimin e elektroneve.

Barazimet e gjysmëreaksioneve janë (duke marrë parash se gjysmë molekulë e O2

është e njëjtë me një atom):

_____________________

* Nëse konsiderojmë se njësi e definuar e oksigjenit është ½O2, atëherë mund të mendojmë

se njësitë janë në të vërtetë, atomet e oksigjenit të lidhura në molekulë;

Kështu është vepruar në tekstin më lart, por siç dimë, njësi nuk domethënë se janë thërrimeqë ekzistojnë realisht.

** Emërtimi i tillë tregon mbi faktin se dy procese zhvillohen njëkohësisht dhe nuk janë tëmundshëm njëri pa tjetrin. Këto janë ashtu të themi nga një gjysmë reaksion.

Fig. 5.1. Djegia e magnezitnë ajër

86

Mg Mg2+ + 2e–

dhe

O + 2e– O2–

ashtu që procesi i oksidimit të magnezit mund të kuptohet edhe si proces i bartjessë eleketroneve.

Këmbim i elektroneve bëhet edhe gjatë komponimit të hekurit me oksigjenin (p.sh:atëherë kur digjet teli i hekurit: shih fig. 5.2):

2Fe(s) + O2(g) FeO(s)

me ç’rast mund të tregohet se atomet e hekurit lirojnë elektrone:

Fe Fe2+ + 2e–

kurse atomet e oksigjenit i pranojnë elektronet e liruara:

O2 + 2e– 2O2–

Që të dy proceset e shqyrtuara paraqesin të lidhurit me oksigjenin dhe sipaskësaj bëhet fjalë për proceset e oksidimit.

Por, atomet e hekurit lirojnë elektrone edhe atëherë kur hekuri lidhet me klorin(p.sh: kur tel hekuri i skuqur lëshohet në enë të mbushur me klor të gaztë (shihfigurën 5.3);

2Fe(s) + 3Cl2(g) FeCl

3(s)

ose kur hekuri lidhet me sulfurin (fig. 5.4):

Fe(s) + S(s) FeS(s)

Fig. 5.2. Djegia e çelikut(hekurit) të fijëzuar në ajër

Fig. 5.3. Hekuri i nxehur paraprakisht digjet nëatmosferë të klorit

87

Fig. 5.4. Duke nxehur përzierjen e hekurit dhe sulfurit, më në fund përfitohet sulfuri ihekurit(II), që nuk vepron me magnetin

Në rastin e parë çdo atom i hekurit liron tri elektrone, kurse në rastin e dytë dyelektrone:

Fe Fe3+ + 3e–

përkatësisht

Fe Fe2+ + 2e–

Elektronet e liruara nga rasti i parë pranohen prej atomeve të klorit, kurse në rastine dytë prej atomeve të sulfurit:

Cl + e– Cl–

S + 2e– S2–

Siç shihet, këmbimi i elektroneve, që ndodh në reaksionet kur atomet lidhenme oksigjenin, në nivelin molekular, është karakteristikë edhe për reaksionet tjera,jo vetëm kur atomet lidhen me oksigjenin. Shembujt e sipërm tregojnë se këmbimelektronesh ka edhe atëherë kur metalet lidhen me klorin ose me sulfurin, por edhenë shumë raste tjera.

Ngjashmëria e reaksioneve të sulfurit dhe oksigjenit, në realtet edhe nuk duhetshumë të na habitë. Oksigjeni dhe sulfuri i takojnë grupit të njëjtë të sistemit periodikdhe kanë konfiguracion të njëtë elektronik (merren parasysh vetëm elektronet evalencës).

Duke u bazuar në ngjashmëritë e proceseve që ndodhin në nivelin molekular,tash

procese oksidimi quhen të gjitha ato procese ku bëhet dorëzimi ielektroneve.

88

Të lidhurit me oksigjenin, tash trajtohet vetëm si prej një prej proceseve tëmundshme të oksidimit, por jo edhe të vetmin proces.

Ke mësua se, përkundër reaksioneve të lidhjes me oksigjenin, ekzistojnë edhereaksione ku oksigjeni merret prej komponimeve që kanë oksigjen. Këto reaksionequhen procese të reduktimit. Nga zgjerimi i domethënies së termit oksidim, kuptimmë të gjerë ka marrë edhe termi reduktim*.

Kështu, sot

me termin reduktim kuptojmë çdo proces ku bëhet pranimi ielektroneve.

Redoks proceset

Siç pamë prej shembujve të dhënë më lart, dorëzimi i elektroneve gjithmonë ështëi shoqëruar me pranimin e tyre. Për një situatë të tillë dimë prej më parë: nësistemet nuk mund të ketë protone të lira, prandaj në proceset e protolizës protonimund të dorëzohet nëse është i pranishëm proton-akseptori. Kështu është edhe nëproceset e këmbimit të elektroneve. Që të mund të dorëzohen elektronet (të bëhetoksidimi) duhet të ekzisojë substancë që elektronet e liruara t’i pranojë. Në shembujte dhënë më lart, akseptorë të elektroneve të liruara ishin atomet e oksigjenit, kloritdhe sulfurit.

Në mënyrë analoge me shembujt që u thanë më lart mund të shqyrtohet edhenatyra e oksidimit. Mund të thuhet se nuk do të ketë reduktim (proces tëpranimit të elektroneve), nëse nuk ka substancë që duke u oksiduar i lironkëto elektrone.

Siç shihet, proceset e oksidimit dhe reduktimit midis tyre janë të lidhura patjetër.Prandaj gjithmonë duhet të flitet për proceset redokse, përkatësisht për procesete oksidimit-reduktimit.

Thënë shkurtimisht,

redoks procese janë ato ku bëhet këmbimi (lirimi dhe pranimi) ielektroneve.

______________________

*Shpesh herë përdoret edhe termi proceset oksido-reduktuese. Duhet t’i shmangemi këtijtermini, ngase pjesa e parë e tij (oksido) më tepër na përkujton termin oksid se sa terminoksidim.

89

Mjetet oksiduese dhe reduktuese

Në çdo reaksion redoksi dallojmë mjete oksiduese dhe mjete reduktuese.

Mjet oksidues është substanca që e shkakton oksidimin e ndonjë reaktanti tjetër(me këtë vetë reduktohet). Atomet e një substance sa më lehtë i pranojnë elektronetaq mjet oksidues i mirë është substanca e dhënë. Mjet reduktues është substanceaqë mund të shkaktojë reduktimin e ndonjë substance tjetër, me ç’rast, kuptohet,patjetër oksidohet vetë.

Kështu, oksigjeni dhe klori në shembujt e sipërm janë mjete oksiduese (me ç’rastvetë reduktohen), kurse metalet luajnë rolin e mjeteve reduktuese (me ç’rast vetëoksidohen).

Në ndonjë tabelë gjeji vlerat e elektronegativitetit për elementet që në shembujt e sipërmlirojnë elektrone (d.m.th. oksidohen) dhe të tilla që pranojnë elektrone (d.m.th. reduktohen).

Dëshmo në cilin „kah” barten elektronet: prej elementit me vlerë më të ulët tëelektronegativitetit kah më e larta ose e kundërta. A është gjë logjike kjo?

Nëse tash për tash shqyrtojmë vetëm substanca të thjeshta (elementare), mundtë thuhet se te substancat e thjeshta, të krijuara prej elementeve të një grupi tësistemit periodik, vetitë oksiduese zvogëlohen me rritjen e numrit atomik tëelementit. Në kudrin e një periode vetitë oksiduese të substancave të thjeshtazmadhohen me rritjen e numrit atomik të elementit. Kështu, ndër elementethalogjene, mjet oksidues më i fortë është fluori, kurse më i dobët jodi. Ndërelementet e periodës së dytë mjet oksidues më i fortë përsëri është fluori, kursemë i dobët është litiumi.

Kontrollo, kjo e thënë sa është në pajtim me mënyrën e ndryshimit të vlerës sëelektronegativitetit!

Pasi fluori më lehtë paranon elektronet se sa klori, fluori elementar mund të pranojëelektrone edhe prej joneve të klorurit të cilat janë në përbërjen e ndonjë klorurit*.Prandaj kjo rezulton me siç thuhet – fluori e shtyn klorin, proces që rezulton me

_____________________

* Njësoj edhe jonet e bromurit që janë në përbërje të ndonjë bromuri dhe joduri që është nëpëbërje të ndonjë joduri.

90

krijimin e fluorurit dhe klorit elementar*. Ngjashëm me këtë vepron edhe klori – eshtyn bromin prej bromureve dhe jodin prej jodureve (fig. 5.5).

Vërejtje: Fluori nuk e shtyn klorin prej komponimeve tjera, por vetëm prej klorureve.Ngjashëm është edhe me elementet tjera halogjene.

Fig. 5.5. Lart majtas: në shishe me tretësirë ujore të klorit (ujë i kloruar) shtohet jodur**,lart djathtas: shtresë e ujit merr ngjyrë të kafesë nga jodi i liruar; poshtë majtas shishja

tundet; djathtas poshtë: shtresë heksani me jod të tretur që ka ngjyrë vjollce. Në trishishet djathtas kanë klor brom dhe jod të tretur në heksan dhe ujë

Prej substancave oksiduese që përdoren në laboratoret kimike mund të përmendim:permanganatin e kaliumit, kloratin e kaliumit, dikloratin e kaliumit, klorin etj.

_________________________

* Fluori mund të shtyjë edhe bromin edhe jodin.

** Në shtresën e sipërme në tri shishet djathtas gjenden tretësirat e klorit, bromit dhe joditnë heksan. Këto shërbejnë për krahasim.

91

Nga ana tjetër, një substancë sa më lehtë i liron elektronet, aq mjet reduktues i mirëështë. Për shkak se relativisht lehtas i lirojnë elektronet e tyre, metalet jane mjetereduktuese. Midis tyre mjete më të mira reduktuese janë metalet alkaline, aftësiae tyre reduktuese zmadhohet duke shkuar prej litiumit kah ceziumi.

A është kjo në pajtim me vlerat e elektronegativitetit?

Nëse një substancë është mjet oksidues i mirë, forma* e redukuar e saj do të jetëmjet reduktues i dobët dhe anasjelltas. Poashtu edhe format** e oksiduara të mjetevereduktuese do të jenë mjete të dobëta oksiduese, sa të forta kanë qenë vetitëreduktuese të substancës nistare.

Kjo është e qartë:

nëse një substancë i pranon lehtë elektronet, substanca që krijohetnë atë rast vështirë i liron elektronet dhe anasjelltas.

A sheh ndonjë analogji me acidet dhe bazat sipas Bronshted dhe Laurit?

Numrat e oksidimit

Shqyrtimi i proceseve të oksidimit dhe reduktimit që të thjeshtësohet, ndoshta nëkuptimin formal, nëse përdorim numrin e oksidimit*** të atomeve në një molekulë,jon ose në ndonjë njësi të formulës (mund të jetë pozitiv, negativ, por edhe me vlerëzero).

Vlerat e numrave të oksidimit mund të gjehen nëse respektohen disa rregulla tëthjeshta që duhen të mbahen në mend:

___________________

* Mjet oksidues domethënë substancë që përfitohet pas reduktimit të substancës nistare.

** Domethënë, ajo substancë që krijohet nga oksidimi i substancës nistare, që ka qenë mjetreduktues.

*** Shpesh herë në kuptim të njëjtë përdoret termi gjendje e oksidimit.

92

1. Numrat e oksidimit të joneve njëatomike janë të barabartë me ngarkesënelektrike relative* të joneve që e kanë.

2. Numri i oksidimit për atomet e substancave të thjeshta (substancat që janë nëgjendje elementare) është i barabartë me zero.

3. Numrat e oksidimit të metaleve alkaline (litiumit, natriumit, kaliumit, rubidiumitdhe ceziumit) janë gjithmonë të barabartë me +1, kurse të metalevealkalinetokësore (beriliumit, magneziumit, kalciumit, stronciumit dhe bariumit)janë gjithmonë të barabartë me +2.

4. Vlera e numrit të oksidimit për atomin e fluorit është gjithmonë –1.

5. Vlera e numrit të oksidimit për atomin e oksigjenit në pjesën më të madh tëkomponimeve** të tij është –2.

6. Vlera e numrit të oksidimit për shumicën e komponimeve*** të tij është +1.

7. Shuma e të gjithë numrave oksidues të atomeve në një molekulë ose njësi neutraleështë e barabartë me zero, kurse në një jon është e barabartë me ngarkesënrelative të jonit.

Numrat e oksidimit shënohen mbi simbolin kimik të elementit të dhënë në formulëne molekulës, jonit ose njësisë së definuar. Në këtë më parë shënohet parashenja (+ose –), mandej me numër arab shënohet vlera numerike e numrit të oksidimit.

Shembuj përkatës do të gjesh në doracakun Pyetje dhe detyra nga kimia përvitin II të gjimnazit të reformuar.

__________________

* Ngarkesë elektrike relative është raporti midis ngarkesës elektrike që ka një thërrime e elektrizuardhe ngarkesës elektrike elementare (d.m.th. ngakesë që e bart një elektron). Në pajtim me këtërregullsi, numri i oksidimit të natriumit në Na+, jonet është +1, i katjonit të magneziumit Mg2+ do tëjetë +2, i sulfurit, në jonet e sulfurit (S2–) do të jetë –2 etj.

Kij kujdes në mënyrën kur shënohen ngarkesat relative dhe numrat e oksidimit. Në rastin e parëshenjat + dhe – shënohen pas numrit, kurse, kur shënojmë numrat e oksidimit shenjat + dhe –shkruhen para numrit përkatës. Përveç kësaj, kur bëhet fjalë për ngarkesën relative numri, 1, nukshënohet, por kur shënojmë vlerën e numrit të oksidimit, detyrimisht duhet të shënohen +1 dhe –1.

** Përjashtim është në rastin e peroksideve ku numri i oksidimit për atomet e oksigjenit është –1.

*** Përjashtim është në rastin e hidrureve të metaleve, ku numri i oksidimit për atomin e hidrogjenitështë –1.

93

Thënë shkurtimisht:

duke u bazuar në rregulla të thjeshta, për atomet e elementeve tëndryshme në një komponim mund të përcaktohen vlerat e të aq.numra të oksidimit;

në disa raste vlerat e numrave të oksidimit mund të kenë lidh-shmëri me ngarkesën relative të thërrimeve të elektrizuara, pornumra të oksidimit mund të përcaktohen edhe për atomet që janëpjesë përbërse e thërrimeve neutrale ose njësive tjera.

Duhet pasur parasysh se shpesh herë flitet, jo vetëm për numrat e oksidimit tëatomeve të një elementi të dhënë, por edhe për vlerën e numrit të oksidimit të atijelementi.

Numrat e oksidimit në disa redoksprocese ndryshojnë

Të shqyrtojmë edhe njëherë shembujt për redoks proceset e dhëna më lart, portash nga këndi i asaj që mësuam. Nëse përsëri fillojmë me procesin e djegies sëmagnezit në atmosferë të oksigjenit, mund të shkruajmë*:

0 0 +2 –2

Mg + ½O2 = MgO

Siç shihet, magnezi** e zmadhon vlerën e numrit të oksidimit të vet: ky numër ndryshonprej 0 bëhet +2. Kuptohet se kështu edhe pritet të bëhet; magnezi dorëzon elektrone(thërrime me elektrizim negativ), duke krijuar jone me elektrizim pozitiv. Nga ana tjetër,oksigjeni e zvogëlon vlerën e numrit të oksidimit (–2 është më i vogël se zero!).

Njësoj është edhe në reaksionet e hekurit me oksigjenin, përkatësisht sulfurin:

0 0 +2 –2

2Fe + O2 = 2FeO

0 0 +2 –2

Fe + S = FeS

Mund të shihet lehtë se edhe këtu atomet e hekurit (elementi që dorëzon elektrone)e zmadhojnë vlerën e numrit të oksidimit. Atomet e elementeve që reduktohen,

________________________

* Shigjeta në këtë rast tregon kahun e bartjes (plotësisht ose pjesërisht) të elektroneve.

** Në këtë rast magnezi oksidohet.

94

d.m.th, ato që pranojnë elektrone (të tilla janë, oksigjeni në reaksionin e parë lartdhe sulfuri në të dytin), e zvogëlojnë vlerën e numrit të oksidimit.

Në përgjithsi:

numri i oksidimit të atomeve të elementit që oksidohet në njëredoks reaksion zmadhohet, kurse i atomeve të elementit qëreduktohet zvogëlohet;

reaksion oksido-reduktues është çdo reaksion ku bëhet ndryshimii vlerave të numrave të oksidimit të ndonjërit prej atomeve qëmarrin pjesë në përbërjen e pjesëmarrësve të reaksionit (reaktantose produkt).

Nëse të gjitha llojet e atomeve që marrin pjesë në përbërjen e një substance kanëvlerën më të madh të mundëshme të numrit të oksidimit, kjo substancë nukmund të oksidohet. Por, nga ana tjetër, asnjë lloj i atomeve të substancës nukmund të zvogëlojë vlerën e numrit të oksidimit, substanca nuk mund të reduktohet.Kuptohet, kështu do të jetë nëse të gjitha llojet e atomeve kanë vlerën më tëvogël të mundëshme për numër të oksidimit.

Këto thënie do të qartësohen nëse përgjigjesh në pyetjet përkatëse që janë nëdoracakun Pyetje dhe detyra nga kimia për vitin II të gjimnazit të reformuar.

Si shembull mund të shërbejë reaksioni i sulfat bakrit me zinkun. Barazimi kimik ikëtij reaksioni është:

CuSO4(aq) + Zn(s) = ZnSO

4(aq) + Cu(s)

Nëse i shënojmë edhe vlerat e numrave të oksidimit, barazimi i sipërm do të duketkështu:

+2 +6 –2 0 +2 +6 –2 0

CuSO4(aq) + Zn(s) = ZnSO

4(aq) + Cu(s)

Në këtë reaksion numrat e oksidimit për sulfurin dhe oksigjenin (këto elemente ikrijojnë jonet e sulfatit) nuk ndryshojnë. Por, në reaksion ndryshojnë numrat eoksidimit të bakrit (ky numër zvogëlohet) dhe e zinkutk (ky zmadhohet).

Sipas kësaj edhe në këtë rast bëhet këmbin i elektroneve, d.m.th. se bëhet fjalëpër reaksion oksido-reduktues. Kahu i bartjes së elektroneve shënohet me shigjetëdhe do të kemi:

+2 +6 –2 0 +2 +6 –2 0

CuSO4(aq) + Zn(s) = ZnSO

4(aq) + Cu(s)

95

Me fjalë tjera: bakri në këtë rast reduktohet, kurse zinku oksidohet.

Në vend të barazimit të njohur për reaksionin mund të shkruajmë edhe barazimin eshkurtë të reaksionit jonik (efektiv):

+2 0 +2 0

Cu+2(aq) + Zn(s) = Zn2+(aq) + Cu(s)

nga e cila shihet më lehtë se:

në rastin e redoks reaksioneve jonike, ndryshimi i numrave tëoksidimit bëhet vetëm te ata pjesëmarrës që në mënyrë efektivemarrin pjesë në proces.

Numrat e oksidimit dhe emërtimi i oksideve,hidroksideve dhe e kripërave

Të njohurit e vlerave të numrave të oksidimit, mundëson që emërtimi i oksideve,hidroksideve dhe kripërave të bëhet në mënyrë sistematike.

Kështu, në vend që të thuhet treoksid i dihekurit, komponimi:

+3 –2

Fe2O

3

mund të emërtohet si oksid i hekurit(III), me atë që numri romak i vënë në kllapatregon vlerën e numrit të oksidimit. Për këtë mënyrë të emërtimit të komponimevenë kimi është mësuar në vitin e parë, kur edhe kemi thënë se numri tregon valencëne atomit të elementit përkatës. Dituria e tashme është ajo e vërtetë!

Të dy oksidet e bakrit:

+1 –2 +2 –2

Cu2O dhe CuO

mund të emërtohen jo vetëm si oksid i dibakrit dhe oksid i bakrit, por edhe si oksidi bakrit(I) dhe oksid i bakrit(II) (emërtimet e fundit duhet të respektohen).

Kështu, në këtë mënyrën e fundit të emërtimit të oksideve,

më parë theksohet fjala oksid, mandej afër emrit të elementit,oksidin e të cilit e emërtojmë, në kllapë me numra romakë shënohetvlera e numrit të oksidimit të atij elementi.

Shenja + nuk shënohet, por nënkuptohet, kurse kllapa shkruhet bashkë me emrine elementit (nuk lehet hapsirë).

96

Në mënyrë të njëjtë mund të bëhet emërtimi i hidroksideve dhe i kripërave.Kështu kripërat:

+2 –1 +1 –1

HgCl2 dhe Hg

2Cl

2

emërtohen: klorur i merkurit(II), përkatësisht* klorur i merkurit(I), kurse komponimi:

+2

CuSO4 · 5H

2O

sulfat i bakrit(II) pentahidrat.

Domethënë, në krijimin e emrit të kripërave të metaleve

më parë theksohet emri i anjonit, pastaj përveç emrit të metalit, përkripën e të cilit bëhet fjalë, me numra romakë në kllapë afër emritshënohet vlera e numrit të oksidimit të metalit.

Kur elementi ka vetëm një vlerë të mundëshme për numrin e oksidimit (si p.sh:te metalet alkaline dhe alkalinetokësore), nuk ka pse të theksohet. Kështu zakonishtthemi korur natriumi, por nuk themi koruru natriumi(I). Nuk emërtohen as nitratkaliumi(I), oksid kalciumi(II), sulfat bariumi(II) etj.

Reaksionet e metaleve me acide;rendi elektrokimik i metaleve

Ke mësuar si përfitohet hidrogjeni i gaztë. Në laboratoret kimike kjo bëhet shpeshnga veprimi i zinkut metalik me acid të holluar (p.sh: sulfurik):

Zn(s) + H2SO

4(aq) = ZnSO

4(aq) + H

2(g)

[zakonisht shtohet edhe një sasi e sulfat bakrit(II)]. Mund të shihet lehtë se gjatëzhvillimit të reaksionit numri i oksidimit të zinkut zmadhohet (prej 0 në +2), kurse ihidrogjenit zvogëlohet (prej +1 në 0).

_____________________

* Në molekulën e klorurit të merkurit(I) dy atomet e merkurit janë të lidhura njëri me tjetrindhe çdonjëri prej tyre edhe me nga një atom të klorit. Kështu edhe në këtë komponimmerkuri në të vërtetë është divalent, por numri i oksidimit të tij është +1. Emërtimi është idrejtë, vetëm nëse numri romak tregon numrin e oksidimit, por jo edhe valencën. Ekzistojnëende shembuj të ngjashëm si ky.

97

Reaksioni, sipas kësaj është oksido-reduktues dhe mund të tregohet me barazimete gjysmërekasioneve*:

0 +2

Zn – 2e– Zn2+

+1 0

2H+ + 2e– H2

Poashtu edhe metale tjera si (magnezi, alumini, hekuri etj.) reagojnë me acidet eforta (fig. 5.6), kurse metalet alkaline madje edhe me acide aq të dobëta siç ështëuji. Në këto reaksione lirohet hidrogjeni si gaz.

Por, në disa raste ndodh, siç thuhet, pasivizim imetaleve. Kështu, reaksioni i plubmit me acidinsulfurik, nuk zhvillohet në masë të ndjeshme, ngashkaku se në sipërfaqen e plumbit krijohet sulfatplumbi(II) që vështirë tretet. Alumini nga ana tjetërpasivizohet prej acidit nitrik, nga shkaku se nësipërfaqe krijohet një cipë e oksidit të aluminit qënuk tretet.

Reaksionet e metaleve me acide mund të ilustrohenme këto prova 5.1, 5.2. Siç mund të shihet, nësebëhen provat, disa metale kur reagojnë me acidelirojnë hidrogjenin. Por, ka edhe metale (siç janëp.sh: bakri, merkuri, mandej metalet fisnikeargjendi, ari, platina etj) që nuk marrin pjesë në reaksionet e tilla (fig. 5.6).

Ka dallim edhe në mënyrën e reagimit të metaleve me acide. Disa reagojnë meacide të dobëta edhe me acide të forta (në rastin e fundit reaksioni është më ivrullshëm), disa vetëm me acide të dobëta,. Poashtu ka dallim edhe në shpejtësinëme të cilën zhvillohen reaksionet (fig. 5.6). Këto dallime mund të sqarohen nësepërkujtohemi se, në të vërtetë, bëhet fjalë për redoks-reaksione d.m.th. për procesete këmbimit të elektroneve.

Metalet që reagojnë me acidet (që domethënë me jonet e hidrogjenit) dorëzojnëelektronet më lehtë se hidrogjeni i gaztë. Prandaj në mënyrë spontane (vetëvetiu)mund të zhvillohet gjysmëreaksioni:

H3O+ + e– H

2 + H

2O

________________________

* Siç kemi thënë, kur bëhet fjalë për gjysmëreaksionet, paramendojmë së ndaras zhvillohenreaksionet e dorëzimit dhe pranimit të elektroneve. Kuptohet se kjo nuk është e vërtetë (papasur kush t’i pranojë elektronet nuk mund të lirohen), por në këtë mënyrë lehtësohetsqarimi.

Fig. 5.6. Magnezi (majtas)reagon vrullshëm me acidinsulfurik të holluar, zinku (nëmes) reagon më qetë, kursebakri (djathtas) nuk reagon

5.15.2

98

si edhe gjysmëreaksioni ku metali shndërrohet në jonin përkatës(si për shembull, natriumi në jon të Na+, alumini në jonin Al3+ etë tjera).

Nëse metali është i tillë që më vështirë i liron elektronet sehidrogjeni i gaztë, gjysmëreaksionet si më lart nuk mund tëzhvillohen spontanisht. Metalet e këtilla (si p.sh: bakri) nuk dotë reagojnë me acidet dhe nuk do të lirojnë hidrogjenin kur mekëto metale veprojnë acidet.

Por, nëse acidi ka veprim oksidues (me ç’rast do të ndryshojënumri i oksidimit të ndonjë elementi tjetër nga përbërja e acidit,por jo e hidrogjenit) reaksioni mund të zhvillohet (fig. 5.7).

Mbaj mend:

hidrogjenin, në reaksion me acidet mund ta lirojnë vetëm metaletqë dorëzojnë elektronet më lehtë se sa hidrogjeni i gaztë.

Reaksionet e metaleve me acide ndodhin edhe në rastet e disa burimeve të rrymëselektrike* nëse përçuesit elektrik janë zhytur në tretësirë të ndonjë acidi. Nëse tëthemi një thupër bakri dhe një tjetër prej zinku zhyten në tretësirë të acidit sulfurik,do të krijohet burim i rrymës elektrike që quhet** element i voltit (faqe 110). Nëakumullatorët e voltit ekzistojnë pllaka (pak të përpunuara) të zhytura në tretsirë tëacidit sulfurik. Akumulatorët e plumbit (për këto kemi mësuar më herët), siç e di,gjenden te automjetet, por kanë edhe përdorime tjera.

Varësisht prej asaj, metalet sa lehtë reagojne me acidet, por edhe sipas disa vetivetjera metalet e njohura mund të renditen sipas këtij vargu:

Li K Ca Na Al Zn Fe Cd Ni Sn Pb H2 Cu Ag Hg Au

Për shkak të lidhshmërisë midis reaksionit të metaleve me acide dhe proceseveelektrokimike, vargu i këtillë quhet vargu elektrokimik i metaleve.

Siç shihet, në varg është përfshirë edhe hidrogjeni, megjithë që nuk është metal.Kjo bëhet ngase hidrogjeni shërben si një bazë e krahasimit. Në të vërtetë, nëse njëmetal në vargun elektrokimik gjendet para hidrogjenit, atëherë ka mundësi që ky

_________________

* Për burimet e rrymës elektrike do të bëjmë fjalë më vonë (faqe 108).

** Për nder të fizikani italian Alesandro Volta [Volta] (1745-1827).

Fig. 5.7. Bukallireagon me acidinazotik (gazi i kaftë

është dioksidazoti)

99

metal në reaksion me acidet të lirojë hidrogjenin e gaztë, e nëse metali gjendet pashidrogjenit, reaksioni i tillë nuk mund të zhvillohet spontanisht (vetëvetiu).

a b

Fig. 5.8. Spiralja e bakrit, e vënë në tretësirë të nitrat argjendit (a) e shtyn argjendin (b).Në spiralen ngjiten kristale të argjendit metalik, kurse tretësira merr ngjyrë të kaltër prej

joneve të Cu2+ që krijohen

Përveç kësaj, metali që gjendet më në fillim të vargut elektrokimik mund të shtyjëprej komponimeve të tyre secilin metal që në varg zë vend pas tij*. Kështu, metretësirën e sulfat bakrit duke e liruar bakrin elementar, do të reagojnë të gjithametalet e vargut deri te plumbi. Kuptohet se edhe bakri mund t’i shtyjë të gjithametalet që në vargun elektrokimik gjenden pas tij. I këtillë është rasti edhe meargjendin (fig. 5.8).

Të përsërisim:

nëse në vargun elektrokimik në një metal gjendet para një metalitjetër, ky mund të reragojë me kripën e metalit të dytë;

produkte të këtij reaksioni do të jenë kripa e metalit që më lehtëliron eleketronet dhe metali (në gjendje elementare) që mëvështirë liron elektronet.

_____________________

* Komponimet për të cilat bëhet fjalë, janë komponime të metalit që në vargun elektrokimikzë vend më djathtas. Nëse mendojmë për komponimet e metalit që gjendet më majtas,atëherë themi „prej komponimeve të veta”!

100

BARAZIMET E REAKSIONEVEOKSIDO-REDUKTUESE

Edhe redoks-reaksionet tregohen me barazime kimike

Si proceset tjera kimike, edhe reaksionet oksido-reduktuese mund të tregohenme ndihmën e barazimeve kimike. Në të vërtetë, kështu vepruam më lart.Praktikisht nuk ka ndonjë dallim midis barazimeve të proceseve redokse dhellojeve tjera të reaksioneve kimike. Poashtu edhe këtu në anën e majtë shënohenreaktantët, kurse në anën e djathtë produktet e reaksionit, mandej reaksionibarazohet.

Por, këmbimi i elektroneve (dhe pikërisht kjo është karakteristika e proceseveoksido-reduktuese) nuk tregohet në barazimet e shënuara në mënyrën ezakonshme*. Për këtë shkak edhe gjithmonë** nuk është aq e qartë se a bëhetfjalë ose jo për reaksion oksido-reduktues.

Nëse dëshirojmë të tregojmë se bëhet këmbim të elektroneve, me barazim të veçantëduhet të paraqesim procesin e dorëzimit të elektroneve (procesin e oksidimit) dheatë të pranimit të elektroneve (procesin e reduktimit). Me fjalë tjera, mund tëshkruajmë barazimet e gjysmëreaksioneve përkatëse.

Kështu, për procesin ku zinku reagon me jonet e bakrit (ky reaksion u shqyrtua mëlart) mund të shkruajmë:

Zn Zn2+ + 2e–

Cu2+ + 2e– Cu

Siç e dimë, gjysmëreaksionet (proceset e lirimit dhe pranimit të elektroneve), nukmund të zhvillohen pavarësisht njëri prej tjetrit. Në të vërtetë, reaksioni i vërtetëështë rezultat i zhvillimit të njëkohshëm të dy gjysëmreaksioneve. Duke pasurparasysh këtë, mund të mbledhim barazimet e dy gjysëmreaksioneve:

Zn + Cu2+ + 2e– Zn2+ + 2e– + Cu

___________________

* Ndoshta jo në atë formë që mund të vërehet.

** Veçanërisht nëse barazimi është i komplikuar.

101

Pasi në të dy anët e barazimit paraqiten 2e–, ky mund edhe mos të shkruhet (d.m.th.mund të thjeshtohet*, ashtu siç veprohet në njehsimet algjebrike). Kështu, barazimii procesit oksido-reduktues do të marrë formën përfundimtare:

Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu

Kështu edhe në rastet tjera (veçanërisht në më të thjeshtat):

barazimet e reaksioneve oksido-reduktuese janë një lloj ireaksioneve të mbledhura të dy gjysmëreaksioneve – dorëzimit dhepranimit të elektroneve d.m.th, oksidimit dhe reduktimit.

Numri i elektroneve të dorëzuara duhet të jetë i njëjtëme ato të elektroneve të pranuara

Në shembullin e sipërm numri i elektroneve të dorëzuara dhe të pranuara nëgjysmëreaksionet është i njëjtë: për njësi të arritjes së tyre dy mole elektroneshjanë dorëzuar dhe pranuar. Me fjalë tjera, një njësi formulare e mjetit reduktues(zinkut) liron dy elektrone, kurse një njësi formulare e mjetit oksidues (jonet ebakrit) pranon poashtu dy elektrone.

Ndryshe qëndron puna nëse bëhet fjalë për reaksion të ngjashëm, por ku jonet ezinkut reagojnë me jonet e argjendit.

Zn + 2Ag+ Zn2+ + 2Ag

Në këtë rast, një njësi formulare e mjetit reduktues (zinkut) liron dy elektrone,kurse një njësi formulare e mjetit oksidues (joneve të argjendit) pranon një elektron:

Zn Zn2+ + 2e–

kurse

Ag+ + e– Ag

Nëse mblidhen barazimet e të dy gjysmëreaksioneve:

Zn + Ag+ + e– Zn2+ + 2e– + Ag

në anën e majtë do të ketë më pak elektrone se në anën e djathtë dhe shprehja epërfituar nuk do të jetë barazim.

______________

* Ki kujdes: Të zhduket, por jo edhe të shkurtohet!

102

Që të shkruhet barazimi përfundimtar, ku nuk tregohen elektronet, gjysmëreaksionii dytë duhet të shumëzohet me dy (këtë duhet bërë me të gjithë antarët):

2Ag+ + 2e– Ag

pas kësaj të mblidhet me barazimin e gjysmëreaksionit të dytë:

Zn + 2Ag+ + 2e– Zn2+ + 2e– + 2Ag

Në reaksionin e oksidimit të hekurit me oksigjen (për shembull, gjatë korrozionit),

4Fe + 3O2 = 2Fe

2O

3

barazimet e të dy gjysmëreaksioneve:

Fe Fe3+ + 3e–

dhe

O2 + 4e– 2O2–

duhet të shumëzohen me faktorë përkatës (4, përkatësisht 3) që të vihet që nësituatë kur pjesëtarët që tregohen me elektrone të jenë të barabartë në të dy anët.Prej barazimeve të sipërme, te ky i fundit koeficienti 4 paraqitet ngase dy atomet eoksigjenit duhet të pranojnë nga dy elektrone që të ketë numrin e oksidimit –2. Nëtë vërtetë, mund të shkruhet edhe kështu:

Fe Fe3+ + 3e–

dhe

O2 + 2 x 2e– 2O2–

mandej barazimet e të dy gjysmëreaksioneve t’i shkruajmë në formë të shkurtë.Kështu duhet të veprosh derisa fiton përvojë të mjaftueshme. Në këtë libër ashtunuk bëhet për herë.

Veprimet e mbetura deri sa të shkruhet barazimi përfundimtar për këtë procesredoksi, mund edhe t’i bësh. Bëje këtë – do të duhet!

Duhet të mbash mend:

kur barazimi përfundimtar fitohet duke i mbledhur dygjysmëreaksionet, shpesh herë duhet të shumëzohen barazimet meshumëzues që mundësojnë te çdonjëri prej tyre të paraqitet numri injëjtë elektronesh të këmbyera (ose, në ndryshim të arritjes, sasi tënjëjtë).

103

Kuptohet se kjo është ashtu: sa elektrone lirohen gjatë një reaksioni oksido-reduktues,poaq edhe duhet të pranohen!

Kujdes: Barazimi përfundimtar i proceseve oksido-reduktuese, nuk ka gjithmonë vetëmformula të substancave (ose të njësive formulare) që oksidohen ose reduktohen osejanë krijuar gjatë oksidimit të mjetit reduktues ose me reduktimin e mjetit oksidues. Përkëtë duhet pasur kujdes gjatë barazimit.

Kështu, në reaksionin e treguar me barazimin:

10FeSO4 + 2KMnO

4 + 8H

2SO

4 = 5Fe

2(SO

4)

3 + 2MnSO

4 + K

2SO

4 + 8H

2O

përveç substancave që marrin pjesë në këmbimin e elektroneve (gjej cilat janëkëto) ka edhe një reaktant që as merr e as liron elektrone (gjeje edhe këtë).Poashtu edhe midis produkteve të reaksionit ka edhe të atilla që nuk i kanë ndryshuarvlerat e numrave të oksidimit gjatë reaksionit (gjeji këto?).

Barzimi përfundimtar në rastet e tilla, nuk mund të përfitohet lehtë prej barazimevetë gjysmëreaksioneve të oksidimit dhe reduktimit.

Barazimi i barazimeve të redoks-reaksioneve

Barazimet kimike të reaksioneve oksido-reduktuese mund të barazohen në mënyrëtë njëjtë si edhe të tjerat.

Por, ekziston edhe mënyrë më e thjeshtë (më e sigurtë) e barazimeve të reaksioneveoksido-reduktuese. Kjo mënyrë mbështetet në vlerat e numrave oksidues si dhe nëfaktin sa do që të jetë ndryshimi i arritjes së reaksionit, numri i elektroneve tëliruara dhe të pranuara është gjithmonë i njëjtë.

Që të ndryshohet barazimi në këtë mënyrë, veprojmë kështu:

1. Caktohen elementet që e ndryshojnë vlerën e numrit të oksidimit.

2. Hartohet skemë, ku shënohen:

simbolet e elementeve, të ndara me shigjetë (majtas dhe djathtas ngashigjeta, simboli i elementit të njëjtë);

nëse në ndonjë formulë, përveç simbolit të elementit ka edhe indeks,shënohet edhe ky;

mbi simbolet e elementeve shënohen vlerat e numrave të oksidimit tëtyre;

104

skema kompletohet me numrin e elektroneve që duhet të lirohen osetë pranohen që të vijë te ndryshimi përkatës i vlerës së numrit tëoksidimit.

3. Duke shumëzuar me shumëzues të përshtatshëm, barazohet numri i elektronevetë liruara me të pranuara. Kuptohet se i njëjtë duhet të jetë edhe numri i atomeve(ka rëndësi për indekset para simboleve në formulat e reaktantëve dhe produktevetë reaksionit).

4. Koeficientët që gjehen në këtë mënyrë para simboleve të elementeve në skemëbarten në barazimin e pabarazuar kimik.

5. Me këta koeficientë në mënyrë të zakonshme përfundohet me barazimin ebarazimit.

Nëse në reaksionin marrin pjesë substancat që përmbajnë oksigjen, mënyrë më emirë që të dëshmohet gjithë veprimi është që pas përfundimit të barazimit tëkonstatohet numri i atomeve të oksigjenit në të dy anët e barazimit.

Mënyra e barazimit të reaksioneve oksido-reduktuese do të jetë më e qartë dhe mëe lehtë nëse i përpunon shembujt që janë dhënë në doracakun Pyetje dhe detyranga kimia për vitin II të gjimnazit të reformuar.

Mbaj mend:

barazimi i barazimeve të reaksioneve oksido-reduktuese (si edhe tëgjitha barazimeve kimike) duhet të ushtrohet.

Këshillohet që në fillim të shkruhet çdo hap veçmas. Pasi aftësia për barazim do tëushtrohet mirë, operacionet e duhura mund të bëhen „përmendësh” (kuptohet,nëse nuk kërkohen të tregohen të gjithë hapat).

A KUPTOVE? A MËSOVE?

Përpiqu t’u përgjigjesh pyetjeve dhe t’i zgjedhësh detyrat që janë dhënë në doracakunPyetje dhe detyra nga kimia për vitin II të gjimnazit të reformuar.

105

PROCESET ELEKTROKIMIKE

PROCESET ELEKTROKIMIKE

Elektrokimia dhe proceset elektrokimike

Pjesa e kimisë* që merret me proceset kimike të cilat zhvillohen nën veprimin errymës elektrike quhet elektrokimi. Të tillë janë proceset që zhvillohen gjatëelektrolizës dhe të atyre që shërbejnë si bazë për fitimin e rrymës elektrike.

Elektroliza siç e di, është proces, ku nën veprimin e rrymës njëkahëshe që kalonnëpër elektrolit (tretësirë ose shkrirje) në sistem ndodhin ndryshime kimike (lirimi igazeve, fundërrimi i metaleve në elektrodat etj).

Këshillë: Me shembuj nga elektroliza ke hasur më parë. Përsërite dituritë mbi elektrolizënqë ke mësuar!

Me siguri ke përdorur ndriçues me bateri, transistor me bateri ose kalkulator qëpunon me bateri. Ndoshta ndonjëherë ke shtyrë automobilin, akumulatori i të cilitështë dobësuar dhe nuk „ndez”. Ashtu si aparatet e elektrolizës, edhe puna eburimeve të rrymës njëkahëshe (bateritë, akumulatorët) është rezultat i zhvillimevetë proceseve elektrokimike.

D.m.th. se ekziston lidhshmëri midis rrymës elektrike dhe disa reaksionve kimike.Reaksionet për të cilat bëhet fjalë, ose zhvillohen ngase nëpër sistem kalon rrymaelektrike, ose vetë shërbejnë si bazë e përfitimi të rrymës elektrike. Reaksionet etilla quhen reaksione elektrokimike. Siç do të shohim, proceset elektrokimike sipaskarakterit të tyre janë procese redokse, d.m.th. janë të shoqëruara me këmbim tëelektroneve.

Me fjalë tjera;

reaksione elektrokimike janë ato reaksione që ndodhin nga kalimi irrymës elektrike nëpër elektrolitë (gjatë elektrolizës), ose të tillaqë mundësojnë të bëhen burim i rrymës njëkahëshe.

_________________

* Më saktësisht, pjesë e kimisë fizike.

6

106

Redoks proceset elektrokimike

Në reaksionet midis metaleve dhe acideve, siç kemi parë, bëhet këmbimi ielektroneve. Elektronet këmbehen edhe në reaksionit siç janë midis zinkut metalikdhe joneve të bakrit:

Zn(s) + Cu2+(aq) = Zn2+(aq) + Cu(s)

Gjatë kësaj mund të llogaritet se këmbimi i elektroneve është rezultat i zhvillimit tëgjysmëreaksionit që ndodh për shkak të oksidimit të zinkut:

Zn Zn2+ + 2e–

dhe gjysmëreaksionit tjetër ku jonet e bakrit(II) reduktohen:

Cu2+ + 2e– Cu

Nëse zinku metalik zhytet në tretësirë ku ka jone të bakrit, elektronet bartendrejtëpërdrejt prej zinkut metalik në jonet e bakrit, kurse prej thuprës metalikejonet e zinkut kalojnë në tretësirë.

Prej pllakës metalikeatomet e zinkut dukeliruar elektrone shndë-rrohen në jone të cilatkalojnë në tretësirëedhe atëherë kur pllakae zinkut vehet nëtretësirë ku ka jone tëZn2+. Por në këtë rast poaq edhe jone nga tre-tësira do të kalojnë nëmetalin, prej tij do tëpranojnë elektrone dhedo të çelektrizohen (dotë humbin elektrizimin).

Me fjalë tjera, do të krijohet drejtpeshimi dinamik ku praktikisht asgjë nuk vërehet(fig. 6.1). Njësoj do të ndodhë nëse pllaka e bakri zhytet në tretësirë që ka joneCu2+.

Por, nëse të dy tretësirat lidhen me të aq. urë elektrolitike*, kurse pllakat metalikelidhen me një përçues nga jashtë dhe ku është instaluar një instrument për matjen

_______________________

* Urra elektrolitike është gyp i lakuar që është i mbushur me tretësirë të elektrolitit. Uraelektrolitike mundëson që të dy tretësirat të jenë të lidhura (jonet mund të kalojnë nëpërurën) por mos të përzien.

Fig. 6.1. Ndërmjet pllakës së zinkut dhe tretësirës qëpërmban Zn+2 jone vihet drejtpeshimi dinamik

6.1

107

Fig. 6.2. Elementi galvanik i Danielit

e tensionit (si në fig. 6.2), siç tregon voltmetri, do të krijohet burim i rrymësnjëkahëshe.

Burimi i tillë i rrymës elektrike quhet elementi galvanik. Për elementet galvanikemë hollësisht do të bahet fjalë më poshtë. Emërtimi, element galvanik është nëlidhje me mbiemrin e mjekut italian (por edhe fizikant) Galvani* (fig. 6.3), i cili krejtrastësisht ka bërë një zbulim me ndikim të rëndësishëm dhe afatgjatë (fig. 6.3 dhe6.4). Për zbulimet e Galvanit flitet në faqen tjetër.

Elementet galvanike janë njëri prej tipave kryesorë të elementeve elektrokimike.

Tipi i dytë (për të cilin poashtu do të bëjmë fjalë) janë celulat e elektrolizës (fig.6.5). Në elementet e tilla elektrokimike poashtu zhvillohen procese të lirimit dhepranimit të elektroneve, por këto ndodhin nën ndikimin e rrymës njëkahshe të sjellënga jashtë. Elektronet pranohen në elektrodën negative, kurse i dorëzohen politpozitiv të lidhur me burimin e jashtëm.

* Luixhi Galvani [Galvani] (1727-1789).

Voltmetri

Ura elektrolitike

108

a b

Fig. 6.3. Luixhi Galvani (a) dhe zbulimi i tij (b)

GALVANI DHE KOFSHAT E BRETKOSËS

Duke studjuar në mënyrë sistematike veprimin e elektricitetit mbi nervat e bretkosës, Galvani kazbuluar se nga kontakti me elektrizimin bëhet dridhje e muskujve të kofshës së bretkosës.

Dukuria e njëjtë ka ndodhur edhe kur kofshat e kripura të bretkosës të varura me telin e bakrit,kur fryn era dhe këto e prekin gardhin prej hekuri të ballkonit (fig. 6.3 b), por edhe atëhrë kur nëlokal të mbyllur janë prekur me telin metalik (fig. 6.4). Galvani ka përfunduar se vetë muskujtjanë burim i të aq. elektricitet animal.

Kurse zemërkëqinjtë kanë thënë se zbulimin e ka bërë Lucia, gruaja e Galvanit, kur duke përgatiturgjellë, me majën e thikës së çeliktë e ka prekur kofshën që ka qenë në enën e bakrit të kalljisur.Kofsha është shtangur (është dridhur), kurse Luixhi Galvani ka vazhduar me hulumtimin.

Përfundimet e Galvanit kanë qenë të gabuara, por kanë shërbyer si bazë për punën e Voltës (shihfaqe 112).

Kështu, në të gjithaelementet elektrokimikeekziston një pjesë kubëhet procesi i oksidimitdhe pjesa e dytë kubëhet reduktimi (pranimii elektroneve). Këto dypjesë të elementitelektrokimik quhengjysmëelemente.

Fig. 6.4. „Eksperimenti megjallesa”?

Fig. 6. 5. Celula e elektrolizës(skemë)

109

Gjysmëelementi ku bëhet oksidimi quhet anodë, kurse aty ku bëhet gjysmëreaksioniështë reduktim, quhet katodë*.

Emërtime të njëjta përdoren edhe për përçuesit metalikë të zhytur në tretësirë:pllaka, thupra etj.

Kështu:

te çdo element elektrokimik, në njërin gjysmëelement – në anodë,bëhet gjysmëreaksioni i oksidimit;

në gjysmëelementin tjetër (në katodë) bëhet gjysmëreaksioni ireduktimit.

ELEMENTET GALVANIKE

Elementet galvanike

Siç kemi thënë, bazë e punës së elementeve galvanike është reaksioni kimik qëndodh në to. Ky reaksion kimik, për nga natyra e tij është oksido-reduktuesd.m.th. reaksion i këmbimit të elektroneve. Që të krijojmë pasqyrë të qartë për atëse ç’ndodh në punën e elementeve galvanike, do të shqyrtojmë proceset në elementine Danielit, megjithqë ky tash nuk ka ndonjë rëndësi praktike.

Reaksionin që e pasqyron punën e elemntit të Danielit e kemi të njohur prej mëparë:

Zn(s) + Cu2+(aq) = Zn2+(aq) + Cu(s)

por, tash gjysmëreaksionet

Zn Zn2+ + 2e–

dheCu2+ + 2e– Cu

nodhin në dy vende larg njëri tjetrit – i pari në enë me thupër zinku të zhytur nëtretësirë të sulfat zinkut, kurse i dyti në enë ku thupra e bakrit është zhytur nëtretësirë të sulfat bakrit(II). Në enën e parë thupra e zinkut, duke liruar jone nëtretësirë** gradualisht tretet, kurse në të dytin jonet e bakrit duke pranuar elektrone

____________________

* Mënyrë e qëlluar si të mbahen mend se në anodë bëhet oksidimi është se të dy fjalët(anoda dhe oksidimi) fillojnë me zanore. Përkundrazi, katoda dhe reduktimi fillojnë mebashkëtingëllore.

** Në realitet, njëkohësisht, por në masë më të vogël zhvillohet edhe procesi i kundërt.

110

shndërrohen në bakër elementar dhe fundrojnë në thuprën e bakrit* (fig. 6.2).Thupra e zinkut është poli negative (–), kurse thupra e bakrit është poli pozitiv(+) i tij.

Elektronet që në zinkun metalik mbeten në tepricë për shkak të dërgimit të katjonevenë tretësirë, kalojnë nëpër përçuesit metalik deri te thupra e bakrit, në pjesën kuthupra e prek tretësirën dhe këto pranohen prej joneve të bakrit nga tretësira esulfat bakrit. Falë bartjes së këtillë të elektroneve mund të zhvillohet reaksioni ipërgjithshëm (sumar):

Zn(s) + Cu2+(aq) = Zn2+(aq) + Cu(s)

Ura elektrolitike mundëson që jonet e sulfatit të kalojnë prej tretësirës së sulfatbakrit(II) kah tretësira e sulfat zinkut, duke ruajtur elektroneutralitetin e të dytretësirave.

Jo vetëm elementi i Danielit, por në përgjithësi:

si bazë e punës së një elemneti galvanik është reaksioni kimik qëmund të zhvillohet ashtu që dorëzimi i elektroneve të bëhet në njëvend, kurse pranimi i elektroneve të bëhet në vend tjetër (të ketëdallim hapsinor).

Elementet galvanike me rëndësi praktike

Me gjithë që zbulimi i Galvanit (faqe 108) mund të merretsi bazë e të gjitha elementeve të mëvonshme galvanike,burim të rrymës njëkahësheelektrike që praktikisht mund tëpërdoret ka konstruktuar bashkë-vendasi i Galvanit –AlesandroVolta** (fig. 6.7). Ky aparat qëquhet shtyllë e Votës (fig. 6.8) gjatëkohë ka qenë i vetmi që ështëpërdorur dhe me të janë bërë njëvarg zbulimesh të rëndësishme.

Shtylla e Voltës përbëhet prej më shumë pllakave të zinkutqë më parë kanë qenë në kontakt me pllakë bakri dhe çdopalë e këtillë ka qenë ndarë me pëlhurë të lagur me acidsulfurik të holluar.__________________

* Poashtu edhe në këtë rast zhvillohet procesi i kundërt, por është më pak i theksuar.

** Alesandro Volta [Volta] (1754-1827).

Fig. 6.6. A. Volta

Fig. 6.7. Shtylla eVoltës

111

Kombinimi zink metalik–tretësirë e acidit sulfurik–bakri metalik, quhet element iVoltit.

Prej elementeve galvanike më i njohur është i aq. elementi iLeklansheut (fig. 6.8), elementi i thatë* dhe akumullatorët**.

Elementi i thatë i Leklansheut (fig. 6.9) ka përdorim të gjerëpraktik. Një ose më shumë elemente të këtilla gjenden në bateritë

e rëndomta që i përdorim(bateritë*** e xhepit, dhe ndriçuestjerë). Bateria quhet e thatë ngasenë të në vend të tretësirave tëlëngëta, ka pastë të dendur****.

Njëra pastë (ajo që vehet rreth thuprës prej grafitgjendet në mes dhe është poli pozitiv i elementit)përmban oksid të manganit(IV), kurse tjetra (kjo eplotëson hasirën e mbetur në enën e zinkut që ështëpoli negativ i elementit të Leklansheut) përmbanNH

4Cl dhe ZnCl

2.

Gjysmëreaksionet e oksidimit dhe reduktimit që zhvillohen nëelementin e thatë mund të tregohen përafërsisht në këtëmënyrë (këto në të vërtetë, janë më të ndërlikuara):

Zn Zn2+ + 2e–

dhe2MnO

2 + 2H+ + 2e– Mn

2O

3 + H

2O

Gjatë kohës sa punon elementi, pastat bëhen më të holla (nëreaksionin lirohet uji), kurse muret e enës prej zinku bëhen gjithnjëmë të holla disa herë edhe shpohen. Atëherë, siç themi, bateriarrjedh.

_________________________

* Sipas mbiemrit të konstruktuesit Zhorzh Leklanshe [Leclanché] (1839-1882). Përndryshelementi origjinal i Leklansheut duket pak më ndryshe se forma e sotme e tij (fig. 6.10).

** Ki kujdes për drejtshkrimin: nuk shkruhet akomulator!

*** Termi „bateri” në të vërtetë, duhet të përdoret vetëm atëherë kur bashkërisht janë tëlidhura disa elemente galvanike (si te bateritë e gjera prej 4,5 voltësh), por jo edhe për ato qëpërbëhen vetëm pej një elementi (siç janë ato prej 1,5 volte). Ndoshta ke dëgjuar edhe për„bateri topash“.

**** Këto pasta megjithatë përmbajnë edhe ujë dhe sipas kësaj nuk janë krejtësisht tëthatë.

Fig. 6.8. Zh.Leklanshe

enë zinkucilindrik

thupërgrafiti

pastë melelektolitët

Fig. 6.9. Elementi i thatë iLeklansheut (forma bashkohore)

Fig. 6. 10.Origjinali i

elementit tëLeklansheut

112

Elementi i ri i Leklansheut ka tension prej 1,5 voltësh, por ky vazhdimisht zvogëlohet.Kur tensioni zvogëlohet deri në gjysmën e vlerës fillestare, themi se bateria është„zbrazur” dhe atëherë duhet të hidhet.

Akumulatorët

Ekzistojnë edhe elemente galvanike që pasitë „zbrazen” përsëri të „mbushen” nëselidhen me rrymën elektrike njëkahëshe.Këto elemente quhen akumulatorë.

Më të njohur janë të aq. akumulatorë tëplumbit (fig. 6.11). Akumulatorët qëpërdoren në automjetet përbëhen prej disa(shpesh herë, gjashtë) „celulave”, d.m.th.elementeve galvanike. Në çdo celulë tëakumulatorit të mbushur të tipit të tillëtensioni është afër 2V.

Kur akumulatori i plumbit punon si burimi rrymës elektrike (shih shigjetat e kuqe nëfig. 6.11), në të ndodhin këto gjysmë-reaksione:

Pb + SO4

2– PbSO4 + 2e–

dhePbO

2 + 4H+ + SO

42– + 2e– PbSO

4 + 2H

2O

kurse kur mbushet akumulatori (kahu i lëvizjes sëelektroneve është treguar me shigjeta të kaltëra në fig.6.11), proceset zhvillohen në kahun e kundërt.

Përveç akumulatorëve të plumbit, ekzistojnë edhe llojetjera akumulatorësh, si p.sh: të aq. bateritë që mund tëmbushen të cilat kanë formë dhe madhësi si edhebateritë e rëndomta të thata (fig. 6.12), të cilat pasi të„zbrazen” munden përsëri të mbushen me „mbushës”përkatës.

Mbaj mend:

akumulator është çdo element galvanik, që pasi t’i zvogëlohettensioni dhe „zbrazet”, mund përsëri të „mbushet”.

Fig. 6.1. Akumulatori i plumbit

Fig. 6.12. Bateritë qëmbushen janë akumulatorë

113

Duke u nisur prej barazimeve të gjysmëreaksioneve që ndodhin në elementin e Leklansheut,shkruaj barazimin e plotë të të gjithë procesit oksido-reduktues.

Shkruaj e barazimin e përgjithshëm (sumar) të redoks procesit që ndodh në akumulatorin eplumbit.

Nuk duhet të mësohen përmendësh këto reaksione!

Përpiqu që të dish edhe për lloje tjera të elementeve galvanike (akumulatorëve). Në kalkulatorëtelektronikë përdoren të aq. „bateri” të nikel-kadmiumit. Në rastet tjera përdoren bateritë –akumulatorët përkatës që mund të mbushen.

Celulat që mund të digjen

Një lloj i veçantë i elementeve galvanike janë të aq. celulat djegëse. Në këtondodhin procese të oksidimit dhe reduktimit që në tërësi janë të njëjta me reaksionetqë ndodhin gjatë djegies (prej aty edhe emri). Kështu gjatë disa fluturimeve nëkozmos, si burim të rrymës elektrike janë përdorur celulat djegëse (fig. 6.13),gjysmëreaksionet e cilave janë:

2H2(g) + 4OH–(aq) 4H

2O(l) + 4e–

dheO

2(g) + 2H

2O(l) + 4e– 4OH–(aq)

Barazimi i plotë i procesit oksido-reduktues do të jetë:

2H2(g) + O

2(g) = 2H

2O(l)

d.m.th, plotësisht i njëjtë meprocesin e djegies sëhidrogjenit.

Elektrodat, në celulat e tillatë djegies, janë poroze dhepërmbajnë katalizator(zakonisht platinë).

Në kushtet e fluturimevekozmike, kjo celulë siguronjo vetëm energji, por qëështë edhe më e rëndë-sishme, edhe ujë tëpijshëm.

Kohëve të sotme bëhenedhe prototipe automo-

Fig. 6.13. Një lloj i celulave të djegies

uji

ajrilëndadjegëse

katalizatori nxehtësia elektroliti

114

bilash, që për punën e tyre shfrytëzojnë celulatë djegies (fig. 6.14). Celula e djegies e tipit tëkëtillë, është e qartë se në asnjë mënyrë nuk endot ambientin.

Prandaj, celulat e djegies ndoshta në të ardhmendo të jenë tipa më të rëndësishëm të elementeveelektrokimike.

Ekzistojnë edhe lloje tjera të celulave për djegie,si p.sh: ato ku si lëndë djegëse është metanolidhe ajri.

ELEKTROLIZA

Proceset e elektrolizës

Eelektrolizë, siç e dimë, quhet procesi ku nën veprimin e rrymës njëkahëshe prejburimit të jashtëm, në elektrolitin (tretësirë ose shkrirje) zhvillohet reaksioni oksido-reduktues.

Proceseve të elektrolizës u takojnëedhe veprimet tjera (p.sh: kromimi,nikelimi, zinkimi etj. d.m.th. veshje enjë metali me shtresë të hollë ngametali tjetër). Këto procese me njëemër të përbashkët quhengalvanizim. Galvanizimi bëhet edhenë përmasa industriale, në instalimetsiç janë treguar në fig. 6.15.

Me ndihmën e elektrolizës gjësendetprej një metali mbulohen me njëmetal tjetër (p.sh: me argjend). Këtoprocese quhen procese të galvano-stegisë (fig. 6.16).

Me disa procese të elektrolizës do të njihemi më mirë nëse bëjmë provat 6.2, 6.3dhe 6.4.

Fig. 6.14. Prototip i automobilit mecelulë djegëse

Fig. 6. 15 Instalimet e galvanizimit6.26.36.4

115

Me ndihmën e elektrolizës, disa gjësendemetalike mund edhe të ngjyen (fig. 6.17).

Në esencë të gjitha proceset e elektrolizësjanë të ngjashme midis tyre.

Në të vërtetë, kur nëpër tretësirën e një kripe,baze ose acidi lëshohet rryma njëkahëshe,jonet që janë të pranishme në tretësirënfillojnë të lëvizin në kahje të caktuara, ngaelektrodat me elektrizime të kundërta:katjonet nga elektroda negative (katoda),kurse anjonet nga elektroda pozitive(anoda)*.

Kur katonet vijnë në afërsi të katodës, atymund të pranojnë elektrone dhe tëreduktohen.

Prej katjoneve të pranishme cili do të pranojë elektronetnga katoda, varet prej faktorëve të ndryshëm, në vendtë parë sa lehtë katjoni në fjalë i pranon elektronet(d.m.th. prej pozitës së elementit në vargunelektrokimik).

Prej atyre tri eksperimenteve të treguara, te i pari nëtretësirën ujore të klorur bakrit janë të pranishmekatjonet e bakrit(II) dhe hidronet (jonet e hidrogjenit).Të parët e pranojnë elektronin më lehtë (bakri dorëzonelektronet më vështirë se hidrogjeni), prandaj në katodëfundërron bakri.

Përkundrazi, nëse bëhet elektroliza e sulfat natriumit,(ose të ndonjë kripe tjetër të natriumit), në katodë do

______________________

* Nuk duhet të harrojmë se katjonet dhe anjonet e substancës së tretur nuk janë jone tëvetme që gjenden në tretësirën. Përveç tyre, në tretësirën ujore ka edhe katjone të hidrogjenitdhe anjone hidroksile të krijuara nga disocijimi i ujit.

Fig. 6.16. Argjendimi(një lloj i galvanizimit)

Fig. 6.17. Nëse ngjyrapërmban thërrime të

elektrizuara, ngjyerja egjësendeve metalikemund të bëhet edhe

me elektrolizë

Lugët

116

të lirohet hidrogjeni (atomet e natriumit i lirojnë lehtë elektronet, përkatësisht jonete natriumit vështirë i pranojnë elektronet)*.

Në anën tjetër kur anjonet do t’i afrohen anodës në masë të mjaftueshme, këtoanodës mund t’u dorëzojnë elektronet dhe të çelektrizohen (d.m.th, të humbinngarkesën elektrike). Rasti i tillë është me jonet e klorurit në provën e parë tëpërmendur, këto në gjysmëreaksionin e anodës dorëzojnë elektronet dhe krijojnëatome të klorit që menjëherë lidhen në molekulë.

Në provën e dytë, gjysmëreaksioni i anodës mund të tregohet kështu:

4OH–(aq) O2(g) + 2H

2O + 4e–

dhe në anodë lirohet oksigjeni i gaztë.

Nëse anoda është bërë prej metali (si në rastin e provës së fundit), në vend që rrethsaj të lirohen produktet e elektrolizës, vetë anoda mund të tretet, duke dërguarkatjone në tretësirën.

Në disa raste, produktet që lirohen në elektrodat mund të hyjnë në reaksioneplotësuese, por janë të mundshme edhe komplikime tjera për të cilat këtu nuk bëjmëfjalë.

Atë që duhet të mbash mend është:

në proceset e elektrolizës ndodhin reaksionet oksido-reduktuese;

në katodë disa prej katjoneve të pranishme pranojnë elektronedhe reduktohen, në anodë bëhet dorëzimi i elektroneve (oksidimi);

në anodë, ose lirohen produktet e elektrolizës, (p.sh: oksigjeni,klori etj), ose vetë anoda tretet duke dorëzuar katjone tretësirës.

Proceset e elektrolizës kanë rëndësi të madhe praktike. Në këtë mënyrë, midistjerash, përfitohen alumini, klori, hidroksid natriumi, hidrogjeni dhe shumë produktetjera të rëndësishme.

Me elektrolizë pastrohet bakri (faqe 142).

Për disa prej këtyre proceseve do të bëjmë fjalë në kaptinën e ardhëshme.

_____________________

* Përveç vendit të elementeve në vargun elektrokimik, për atë se çka saktësisht do tëlirohet në katodë, kanë edhe përqëndrimet e joneve të veçanta si dhe materiali prej cilitështë bërë vetë katoda.

117

KORROZIONI I METALVE

Korrozioni

Me siguri ke parë si duken gjësendet prej metali tëlënë gjatë kohë në vend të hapur, të pambrojtur.Gjësendet e tillambulohen me njështresë ngjyrë kafe-je, prej ndryshkut.Në rastet tjera,vetëm në disa pjesëtë sipërfaqes meta-like duken njolla tëndryshkut (fig.6.18).

Këto njolla me kalim të kohës zmadhohen dhe thellohenduke e brejtur objektin metalik (fig. 6.19).

Krijimi i ndryshkut është një prej manifestimeve të korrozionit të metaleve.

Marrë në përgjithësi:

korrozion është çdo proces që nën veprimin e ambientit, një materiali humb vetitë e mëparshme dhe shkatërrohet.

Kështu shkatërrimi gradual i ndonjë materiali (mermerit,gëlqerorit) prej cilave bëhen përmendoret duhet tëllogaritet si korrozion i atij materiali (fig. 6.20). Madjeedhe qelqi nëse qëndron në tokë më gjatë kohëkorrodohet.

Pa dyshim, rëndësi më ta madhe kanë proceset ekorrozionit të metaleve, veçanërisht e hekurit. Korrozionii metaleve nga këndvështrimi praktik është proces shumëi dëmshëm dhe kundër tij bëhet luftë e vazhdueshme.

Korozioni te metalet mund të jetë: kimik oseelektrokimik.

Korrozioni kimik është veprimi direkt i gazeve të thata(oksigjenit, klorit, dioksid sulfurit, dioksid karbonit) mbimetalin.

Fig. 6.18. Korrozioni i sendeveprej hekurit

Fig. 6.19 Sendi prej hekuri,krejtësisht i korroduar

Fig. 6.20. Përmendoreprej guri e shkatërruar

nga korrozioni

118

Korrozioni kimik i metaleve, kuptohet se më shumë ndodh nga veprimi i oksigjenittë ajrit, me ç’rast në sipërfaqen e metalit krijohet një cipë e hollë e oksidit (i aq.film i oksidit). Nëse ndërtimi i oksidit nuk dallohet fort prej strukturës së vetëmetalit, cipa e oksidit të metalit ngjitet mirë në sipërfaqen e metalit. Oksidi i tillë imetalit (filmi) mund të pengojë korrozionin e mëtejmë të metalit dhe ta mbrojëmetalin nga shkatërrimi (i tillë është rasti i aluminit). Për fat të keq, produkti iveprimit të hekurit me oksigjenin (oksidi i tij) nuk i ka këto veti, por madje edhe ikatalizon proceset e korrozionit.

Domethënë:

korrozioni kimik bëhet në mjediset që nuk janë përçues të rrymëselektrike, korrozionin e shkaktojnë gazet agresive.

Korrozioni elektrokimik mund të ndodhë edhe në mjediset që e përçojnë rrymënelektrike (p.sh: uji ku është tretur dioksid karboni, dioksid sulfuri ose ndonjë gaztjetër). Nëse një pikë e ujit të tillë gjendet në një vend ku ka kontakt midis dymetaleve të ndryshme (ose midis metalit dhe ndonjë papastërtie të tij), do të krijohetnjëlloj elementi elektrokimik, kurse proceset elektrokimike që do të zhvillohen në tëdo të jenë shkaktarë për korrozionin e materialit. Në procesin e fillimit të korrozionitka ndikim prania e metalit të dytë. Kjo mund të ilustrohet me provën 6.5.

Domethënë:

që të bëhet korrozioni elektrokimik i metaleve duhet:

të ekzisojnë kontakti midis dy metaleve të ndryshme (ose midismetalit dhe ndonjë pjese të papastër që është e pranishme, ezgjatur ose e deformuar) dhe

të ketë ujë (po edhe në formë pikash të imëta ose shtresë e hollë)ku janë tretur kripëra ose gaze (veçanërisht ato që kur tretenkrijojnë acide si dioksidi i karbonit, dioksidi i sulfurit, sulfhidriku,oksidet e azotit etj).

Të mbrojturit e metaleve nga korrozioni

Të mbrojturit e metaleve nga korrozioni bëhet në mënyra të ndryshme.

Kështu, siç pamë, hekuri mund të mbulohet me një cipë të hollë të ndonjë metalitjetër që vetë nuk i nënshtrohet korrozionit (p.sh: kromi) ose korrozioni i tij mund tëtolerohet (p.sh: zinku).

6.5

119

Vënia e shtresave mbrojtëse metalike, më së shumtibëhet me ndihmën e elektrolizës. Veprimi i tillë quhetgalvanizim.

Galvanizimi si mënyrë ku sendet prej alumini ose prejlegurës së aluminit vishen me shtresë të ngurtë tëoksidit, quhet eloksim.

Lyerja e meta-leve me ngjyra,vernikë dhemateriale të

ngjashme kryesisht ka veprim mbrojtës –kështu sendet metalike mbrohen ngakorrozioni.

Në të vërtetë, prej veprimeve të shumtashtohet edhe bukuria e sendeve (fig. 2.22).

Emajlimi i enëve për amvisëri gjithashtu kaedhe për qëllim që t’i mbrojë nga korrozioni.

Më parë kanë qenë në përdorim sende të ndryshme prej bakri si, tepsitë, kazanët, tenxheret etj

Këto enë kanë qenë të kallajisura (të mbuluara me shtresë kallaji) që të mbrohen ngakorrozioni (produktet e korrozionit të bakrit janë helmues).

Mbrojtja e tillë a është efikase nëse në shtresën e kallajit ka ndonjë çarje të vogël? Te cilido të përparonte korrozioni: te bakri ose te kallaji?

Në këtë rast, a do të ishte situatë e njëjtë nëse kallajiset enë e bërë prej hekurit?

Këshillë: Shih vargun elektrokimik të metaleve!

Gypat e ujësjellsit nën tokë mbrohen nga korrozioni ashtu që lidhen me polin negativtë rrymës njëkahëshe elektrike, kurse për polin pozitiv lidhet pllaka metalike që„viktimizohet” dhe kohë pas kohe duhet të zëvendsohet me tjetër. Mundësi tjetërështë që në gypin e ujësjellsit të lidhet ndonjë metal aktiv në mënyrë direkte (përshembull, thupër e magnezit) që do të korrodohet, duke e mbrojtur hekurin prejkorrozionit.

__________________

* Sendi që mbrohet ka rolin e katodës, kurse tretësira e celulës për elektrolizë ka jone tëmetalit me të cilin krijohet mbështjellsi.

Fig. 6.21. Çeliku igalvanizuar

Fig. 6.22. Prej aluminit të eloksuarmund të bëhen sende për përdorim

praktik, por edhe gjëra me vlerëarti

120

Fig. 6.23. Sende prej çeliku që nuk ndryshken

Në prodhimtarinë e çelikut, duke shtuar shtesa të ndryshme mund të përfitohetmaterial që është i durueshëm ndaj korrozionit (çelik që nuk ndryshket fig 6.23),por ekzistojnë edhe mënyra tjera të mbrojtjes nga korrozioni.

Me rëndësi është të dihet se:

kimia ndihmon që metalet të mbrohen nga korrozioni.

A KUPTOVE ? A MËSOVE?

Përpiqu t’i përgjigjesh pyetjeve që janë dhënë në doracakun Pyetje dhe detyra ngakimia për vitin II të gjimnazit të reformuar (kaptina 6) që i takojnë kësaj pjese të librit.

121

REAKSIONET KIMIKE NË INDUSTRI

HIDROKSIDI I AMONIT DHE HIDROKSIDI I NATRIUMIT

Reaksionet kimike – bazë e industrisë

Proceset kimike janë interesante edhe nga shkaku se mundësojnë të njohim si t’ithemi „fshehtësitë natyrore”. Me rëndësi është të dihet se cilat janë kushtet qëduhet të krijohen për të zhvilluar një reaksion, sa është shpejtësia e reaksionit, sikrijohet gjendja e drejtpeshimit etj. E gjithë kjo e pasuron fondin e diturisë së njerëzimitdhe mundëson të bëhen hapa të rinj në njohjen e natyrës.

Por, hulumtimi i rekasioneve kimike ka edhe një anë shumë praktike. Në realitet,e gjithë industria kimike bazohet në realizimin e reaksioneve kimike. Qëllimiështë që reaksionet të zhvillohen në kahun e dëshiruar, të japin produkte përmasashmë të mëdha në kohë të shkurtë, prodhimtria të jetë sa më ekonomike, kurseshpenzimet më të vogla. Që të arrihet krej kjo duhet pasur njohuri themelore(fundamentale) për shumë degë të kimisë. Proceset që do t’i mësojmë, do tadëshmojnë këtë.

Të përfundojmë:

studimi i proceseve kimike është i rëndësishëm jo vetëm për kiminë,por edhe për shkak të zbatimit të njohurive në industrinë kimike.

Amoniaku dhe hidroksidi i amonit – ndërtimi dhe vetitë

Njëri prej produkteve më të rëndësishme të industrisë kimikeështë komponimi amoniaku, formula e të cilit, siç dimë,është NH

3, kurse ndërtimi i molekulës (atë do ta hasim disa

herë) është treguar në fig. 7.1.

Në kushte të rëndomta, amoniaku është gaz me erë therëse,frymëzënëse.

7

Fig. 7.1. Modeli i mole-kulës së amoniakut

122

Në temperaturë prej afër -33oC mund të kalojë në gjendje të lëngët. Amoniaku ilëngët është tretës i mirë dhe ka vetitë të ngjashme si të ujit.

Njëri prej vetive interesante të amoniakut të lëngët është senë të mund të tretet natriumi metalik (por edhe metalet tjerasi dhe kalciumi, stronciumi dhe bariumi). Përfitohet njëtretësirë me ngjyrë të kaltër të erët për të cilën mendohet seka elektrone të solvatizuara me molekulat e amoniakut. Siçduket, një produkt i ngjashëm përfitohet edhe nga elektrolizae amoniakut të lëngët (fig. 7.2).

Amoniaku i gaztë është shumë i tretshëm në ujë. Nëtretësirën e ngime pjesëmarrja në masë e amoniakut është

28%, kurse përqëndrimi është afër 15 mol/L. Tretësira e amoniakut në ujë zakonishtquhet hidroksid amoni (shih fig. 7.4).

NH3(aq) + H

2O(l) NH

4+(aq) + OH–(aq)

Në të vërtetë, vetëm njëpjesë e molekulave NH

3

pranojnë protone prejmolekulave të ujit (fig. 7.4),prandaj tretësirat e amonia-kut sillen si baza shumë të dobëta në kuptiminsipas Areniusit.

Bazat e forta (si p.sh: tretësira e hidroksidnatriumit) e shtyjnë amoniakun prej tretësiraveujore të tij. Kjo kuptohet nga era e tij ose ngangjyra e letrës së lakmusit të lagur në ujë.

Amoniaku i gaztë, siç kemi parë më herët, ështëbazë e Bronshtedit, kurse jonet e amonit acidi iBronshtedit.

Hidroksi i amonit si substancë e pastër nuk ekziston.

Me shumë jone metalike krijon kmplekse të amonit.Kështu me më shumë jone metalike (p.sh: me Ni2+, Co2+

etj) krijon jone të heksaaminmetalit (2+) (fig. 5.7) metretësira që kanë jone të Cu2+ krijohen jonet [Cu(NH

3)

4]2+

dhe tretësira merr ngjyrë të kaltër (fig. 7.6 a), kurse

Fig. 7.2. Elektroliza eamoniakut të lëngët

Fig. 7.3. Modeli ijonit të amonit

Fig. 7.4. Vetëm një pjesë e vogël emolekulave të amoniakut me

molekulat e ujit krijojnë jone tëamonit dhe jone hidroksile

Fig. 7.5. Modeli indërtimit të jonit

[Co(NH3)

6]2+

123

b

Fig 7.6. Nëse tretësirës së sulfatit të bakrit(II) i shtohet hidroksidi i amonit – ipërqëndruar, krijohet tretësirë e kaltër e errët e tetramino sulfatit të bakrit(II) (a),

kurse në rastin (b) fundrërrina e klorur argjendi(I) tretet dhe krijon diamino klorurin eargjendit(I) (b)

me jonet e argjendit krijon jonet e diamonoargjendit(I) [Ag(NH3)

2]+, që rezulton

me tretjen e fundrinës së AgCl (fig. 7. 6 b).

124

Të përfundojmë:

amoniaku është gaz me erë therëse, tretet mirë në ujë dhe tretësiaujore e tij quhet hidroksid amoni, të cilat, në të vërtetë, kanë pakjone të amonit e të grupeve hidroksile;

amoniaku mund të lëngëzohet dhe një prej vetive interesante tëamoniakut të lëngët është aftësia e tij që të tretë metalet alkalinedhe alkaline tokësore;

amoniaku krijon shumë komplekse të amminit.

Amoniaku – përfitimi

Amoniaku në industri përfitohet nga sinteza direkte e hidrogjenit me azotin:

3H2(g) + N

2(g) = 2NG

3(g)

rH = –92 kJ/mol

Siç shihet, reaksioni është ekzoterm dhe sipas parimit të Lë Shatelie dhe Braunit,zmadhimi i temperaturës e zhvendos drejtpeshimin majtas. Nga ana tjetër shumae koeficientëve stehiometrikë të reaktantëve është më e vogël se koeficientistehiometrik i të vetmit produkt, kështu që zmadhimi i presionit e zhvendosdrejtpeshimin djathtas dhe e zmadhon prodhimin e amoniakut.

Nga kjo del se duhet tëpunohet në temperaturë samë të ulët dhe presion sa mëtë lartë. Por, kështu ështëvetëm në vështrim të parë.Në temperaturë të ulët,reaksioni shkon shumëngadalë. Zgjidhja, vetëvetiuimponohet, duhet të përdoretkatalizatori që do tashpejtojë reaksionin.

Problemi i gjetjes së katalizatorit të përshtatshëm ka qenëi theksuar veçanërisht në Luftën e Parë Botërore. Deriatëherë nitratet (lëndët e para për eksplozivët) janëimportuar nga Kili, por veprimet luftarake këtë e kanëpenguar. Prandaj janë munduar të gjejnë mënyrë si tësintetizohet amoniaku prej hidrogjenit dhe azotit.

Fig. 7.7. Fric Haber

Fig. 7. 8. Kthina (dhoma)reaguese për krijiminkatalitik të amoniakut

125

Duke eksperimentuar me qindra substanca të ndryshme, kimisti gjerman Haber*(fig. 7.7) më në fund ka gjetur zgjidhje duke përdorur si katalizatorë të përshtatshëmhekurin (me një shtesë të oksid aluminit).

Për zbulimin e mënyrës së përfitimit të amoniakut Haberi në vitin 1918 ka marrëshpërblimin e Nobelit. Procesin e ka përmirësuar dhe e ka përshtatur zbatimitindustrial (fig 7.8). Një kimist tjetër gjerman Karl Bosh**, që poashtu ka marrëshpërblimin Nobel (në vitin 1931), bashkë me Fridrih Bergius, pasi është gjeturkatalizatori i përshtatshëm, është bërë i mundshëm përfitimi industrial i amoniakut.Këtu kontribut më të madh ka dhënë Boshi i cili ka punuar në zgjidhjen e problemitpër zbatimin e presionit të lartë.

Procesi zhvillohet në temperaturë prej afër 500oC dhe presion prej 20 Mpa (fig.7.9).

Fig. 7.9. Sinteza e amoniakut (skemë)

Mbaj mend:

amoniaku përfitohet në procesin që quhet procesi i Haberit (ose iHaber-Boshit) që, në të vërtetë, është reaksioni katalitik ikomponimit direkt të azotit me hidrogjenin në temperaturë prejafër 5000C dhe presion prej afër 20 Mpa.

________________________

* Fric Haber [Haber] (1868-1934).

** Karl Bosh [Bosch] (1874-1940).

Katalizatori

Presioni i ulët

Presioni i lartë

Ftohësi

Amoniaku i lëngët

Katali-zatori

126

Amoniaku dhe hidroksidi i amonit – përdorimi

Amoniaku ka përdorim të gjerë. Ndoshtapërdrimi i tij më i rëndësishëm është silëndë e parë në prodhimin e acidit nitrik(shih më poshtë). Nga ana tjetër acidinitrik përdoret në prodhimin e plehëraveartificiale, materialeve eksplozive dhelëndëve tjera. Vetë amoniaku (ilëngëzuar) mund të përdoret si plehartificial (fig. 7.10).

Vetë fakti se procesi i sintezës sëamoniakut është zbuluar, e ka bërëGjermaninë të pavarur nga importi initrateve dhe i papenguar në prodhimine materieve eksplozive dhe municionit, ndoshta e ka zgjatur Luftën e Parë Botërore.Si edhe në rastet tjera, zbulimet e rëndësishme mund të përdoren edhe për qëllimetë dobishme (p.sh: prodhimin e plehërave artificiale, me të edhe rritjen erendimenteve), por edhe për qëllime të dëmshme.

Me rëndësi është të dihet se:

amoniaku përdoret si pleh artificial (vetë amoniaku ose në mënyrëindirekte si nitrat amoniumi ose urea – substancë, për prodhimin e tëcilave përdoret amoniaku), në prodhimin e mjeteve eksplozive, lëndëdjegëse raketore dhe si lëndë e parë në prodhimin e acidit nitrik.

Hidroksidi i natriumit – përbërja, vetitë dhe përdorimi

Hidroksidi i natriumit është substancë e bardhë kristalore (fig. 7.11). Përbëhet prejjoneve të Na+ dhe joneve OH–. Nën veprimin e dioksid karbonit (që është i pranishëm

në ajër) sipërfaqja e kokrave (granulave) tëhidroksid natriumit mbulohet me një shtresë tëhidrogjenkarbonat natriumit.

Nëse e prek lëkurën, atë e dëmton, duke krijuarplagë që vështirë shërohet (plagë të gjallë).Prandaj kur punohet me të duhet mbrojtur duartme dorëza gome, substanca të merret vetëm melugë.

Hidroksidi i natriumit në tretësirën ujore disocijonplotësisht (shih fig. 4.41).

Fig. 7.10. Me amoniak të lëngëzuarplehërohet toka.

Fig. 7.11. Granula të hidroksidnatriumit

127

Hidroksidi i natriumit përdoret në prodhimin e sapunit dhe detergjentëve, në industrinëe letrës, tekstilit, naftës dhe për shumë qëllime të ndryshme. Më parë është përdoruredhe në amvisëri.

Domethënë:

hidroksidi i natriumit ësht i ngurtë, substancë me ndërtim jonik itretur në ujë është bazë e fortë;

përdoret për prodhimin e sapunit, detergjentëve, në industrinë eletrës, tekstilit dhe naftës si dhe për qëllime tjera.

Hidroksidi i natriumit – përfitimi

Hidroksidi i natriumit në industri përfitohet nga elektroliza e tretësirës ujore tëklorur natriumit. Kah elektroda pozitive (anoda) afrohen jonet negative tëhidroksidit, në elektrodë dorëzojnë elektrone, çelektrizohen dhe krijojnë molekulatë klorit:

2Cl–(aq) Cl2(g) + 2e–

Nga ana tjetër, kah elektroda negative (katoda) afrohen jonet Na+, por elektronepranojnë molekulat e ujit duke liruar jone hidroksile dhe molekula të hidrogjenit:

Fig. 7.12. Elektroliza e klorur natriumit me celulë të merkurit

2H2O(l) + 2e– H

2(g) + 2OH–(aq)

Megjithatë, nëse katoda është bërë prej merkurit (fig. 7.12) elektronet prej tij ipranojnë jonet e natriumit dhe natriumi i liruar menjëherë tretet në mekurin dukekrijuar amalgam:

128

Na+(aq) + e– Na(Hg)

Amalgami* mandej dërgohet në ujë dhe kështu përfitohet tretësirë e hidroksidit tënatriumit dhe hidrogjeni i gaztë:

2Na(Hg) + 2H2O(l) = 2Na+(aq) + 2OH–(aq) + H

2(g)

kurse merkuri lirohet dhe përsëri kthehet në proces. Ana e dobët e këtij procesiështë se një pjesë e merkurit mund të „ikë” dhe ta ndotë ambientin.

Kështu, përveç hidroksidit të natriumit përfitohet edhe hidrogjeni (i gaztë) dhe klorii gaztë (që të dyjat janë prodhime shumë të rëndësishme industriale) dhe në një

mënyrë mund të thuhet se hidroksidi inatriumit është produkt dytësor i procesit.

Përndryshe, ekzistojnë edhe mënyra tjera përpërfitimin e hidroksid natriumit nga tretësiratujore të klorur natriumit (për shembull, eashtuquajtur metodë me diafragmë: fig.7.13). Në aspektin ekologjik ky proces ështëmë i përshtatshëm se ai me celulë të merkurit,por hidroksidi i natriumit i përfituar në këtëmënyrë është më i papastër.

Hidroksid natriumi më i pastër, zakonishtpërfitohen me celulë të merkurit.

Hidroksidi i natriumit është njëri prej dhjetë prodhimeve më të rëndësishme tëindustrisë kimike.

Kështu,

hidroksidi i natriumit përfitohet nga elektroliza e tretësirës ujoree klorur natriumit (kripës së gjellës);

nëse në proces përdoret celula e merkurit, më parë përfitohetamalgam i natriumit që me ujin jep hidroksid të natriumit dhehidrogjen;

në proces përfitohet edhe klori i gaztë.

____________________

* Siç pamë, amalgam është tretësirë e ndonjë metali (në këtë rast – e natriumit) në merkur.Shumica e metaleve të ndryshme mund të krijojnë amalgame.

Fig. 7.13. Elektroliza e tretësirës ujoretë klorur natriumit në aparatin me

diafragmë (skemë)

129

ACIDI SULFURIK DHE ACIDI NITRIK

Oksidet dhe acidet e sulfurit

Sulfuri krijon dy okside. Në njërin (dioksidin e sulfurit) numri i oksidimit tësulfurit është +4, kurse në të dytin (trioksidin e sulfurit) numri i oksidimit tësulfurit është +6.

Dioksidi i sulurit është më i përhapur, i cili krijohetnga djegia e sulfurit në ajër, si dhe nga të nxehurit(fërgimi) i xeheve dhe mineraleve sulfure (shihmë poshtë). Krijohet edhe nga djegia e thëngjillevedhe lëndëve tjera djegëse fosile (p.sh: mazutit)që përmbajnë sulfur. Nga ana tjetër, për përfitimine acidit sulfurik (shih faqe 131) shumë më irëndësishëm është trioksidi i sulfurit, që njëheritështë edhe anhidrid i acidit sulfurik.

Dioksidi i sulfurit tretet në ujë mirë. Tretësira ujore e dioksidit të sulfurit quhet acidsulfuror. Një emërtim i tillë ndoshta nuk është me vend ngase nuk është përfituaracid sulfuror i lirë.

Dioksidi i sulfurit që gjendet në ajër sindotës i ajrit, kur tretet në ujë krijon tëaq. shira të tharta – shkaktuesit mëseriozë të çrregullimeve të ambientitjetësor (fig. 7.15).

Trioksidi i sulfurit në temperaturë tërëndomtë është lëng që në ajër „tymon”.Në realitet, avujt e trioksidit të sulfurit meavujt e ujit krijojnë pika të imëta të aciditsulfurik, kështu që krijohet mjegulla e jotymi.

Trioksidi i sulfurit tretet në ujë, por gjë e sigurtë është nëse tretet në acidin sulfurik,produkti i përfiruar quhet oleum. Duke holluar gradualisht oleumin, përfitohet acidisulfurik i përqëndruar, ku pjesëmarrja e masës së H

2SO

4 është afër 0,98.

Fig. 7.14. Modelet për molekulate dioksidit të sulfurit dhe

trioksidit të sulfurit

Fig. 7.15. Efekti i shirave të thartambi vegetacionin e pyjeve

130

Siç ndoshta më e di:

prej oksideve të sulfurit, më i përhapur është dioksidi i sulfurit,gaz që krijohet kur digjet sulfuri, ose substancat tjera që përmbajnësulfur; dioksidi i sulfurit mund të llogaritet si anhidrid i aciditsulfuror; ky është një ndotës serioz i ambientit jetësor;

trioksidi i sulfurit në temperaturë të rëndomtë është lëng; ky ështëanhidrid i acidit sulfurik, në të cilin tretet mirë dhe krijon oleumin.

Acidi sulfurik – vetitë

Acidi sulfurik (fig. 7.16) është lëng pa ngjyrë që i ngjan vajit. Dendësia e tij ështëafër dy herë më e lartë se dendësia e ujit.

Molekula e acidit sulfurik ka dyatome të hidrogjenit që mund tëndahen prej tij. Në „shkëputjen”graduale të këyre atomeve ngamolekula, krijohenjonet HSO

4– dhe

përkatësisht joniSO

42- (fig. 7.16). Në

pajtim me këtë acidisulfurik krijon dy lloje kripërash – sulfate dhe hidrogjensulfate.

Acidi sulfurik është acid i fortë –njëri prej acideve më të forta. Këtëacid e kanë pasur të njohur edhealkimistët dhe për të kanë pasurnjë shenjë siç është treguar nëfigurën 7.17.

Acidi sulfurik i përqëndruar ka veprimdehidratizues, që do të thotë se emerr ujin prej ajrit (përdoret si mjetpër terjen e ajrit), prej lëkurës(krijon pjesë të djegura) sa edhe prejsubstancave që nuk kanë molekulatë ujit, por atome të hidrogjenit dhe

Fig. 7.16. Modelet e molekulave të aciditsulfurik, jonit të hidrogjensulfatit dhe jonit të

sulfatit

Fig. 7. 17. Shenjae alkimistëve përacidin sulfurik

Fig. 7.18. Dhënia e acidit sulfurik tëpërqëndruar në sheqer (a) rezulton me

karbonizimin e tij (b)

131

oksigjenit të lidhura me atomet e karbonit si p.sh: te sheqeri (sakaroza) celuloza etjera (fig. 7.18).Prandaj edhe pikat shumë të imëta të acidit sulfurik kur bijnë në teshat shkaktojnëdëmtimin e tyre. Për këtë arsye, kur punohet me acidin sulfurik të përqëndruarduhet pasur kujdes të jashtzakonshëm.

Acidi sulfurik i përqëndruar kurhollohet (ky është një proces ekzotermi fortë) duhet të hidhet gjithmonë (nëdoza të vogla) me acidin sulfurik nëujë, kurrsesi ndryshe. Në të vërtetë,uji (që ka dendësi më të vogël) mbetetmbi sipërfaqen e acidit sulfurik, kursesasia e madhe e nxehtësisë që lirohetrezulton me vlimin dhe stërpikjen epikave të acidit sulfurik të përqëndruar(fig. 7.19) të cilat mund të dëmtojnësytë, lëkurën dhe qelizat tjera, por edhepëlhurat dhe veshjet.

Duhet të mbash mend:

acidi sulfurik është lëng me dendësi gati dy herë më të lartë sedendësia e ujit;

në molekulën e acidit sulfurik ka dy atome të hidrogjenit që janëtë zëvendsueshme, prandaj ky acid krijon dy lloje kripërash –hidrogjensulfate dhe sulfate;

duhet pasur tepër kujdes kur punohet me acidin sulfurik(veçanërisht me acidin e përqëndruar).

Acidi sulfurik – përfitimi dhe përdorimi

Acidi sulfurik, padyshim, është komponimi më i rëndësishëm i sulfurit dhe njëri prejprodhimeve më të rëndësishme të industrisë kimike marrë në tërësi.

Në përfitimin e acidit sulfurik lënda e parë kryesore është dioksidi i sulfurit.Vendet që kanë sulfur natyror, dioksidin e sulfurit e përfitojnë nga djegia e sulfurit.Te ne dioksidi i sulfurit përfitohet si produkt dytësor në prodhimin e bakrit, plumbitdhe/ose zinkut.

Dioksidi i sulfurit shndërrohet në trioksid të sulfurit me oksidim katalitik.

Fig. 7.19. Acidi sulfurik nuk zbërthehet nëkëtë mënyrë!

132

Si katalizator më parë është përdorur dioksidi i azotit:

SO2(g) + NO

2(g) + H

2O = H

2SO

4(aq) + NO

kurse monoksidi i azotit që lirohet, përsëri oksidohet me oksigjenit nga ajri dhepërsëri kthehet në proces. I gjithë procesi është zhvilluar në të ashtuquajturat kthinatë plumbit.

Mënyra e vetme që zbatohet sot është i aq. proces i kontaktit, ku si katalizatorpërdoret pentaoksidi i divanadit*.

Nga hollimi i pjesërishëm i oleumit, përfitohet acidi sulfurik i përqëndruar kupjesëmarrja e masës së H

2SO

4 është 0,98.

Acidi sulfurik ka përdorim të gjerë në industri (në përfitimin e acideve, përfitimine plehrave artificiale dhe qëllime tjera) si dhe në praktikën laboratorike. Nëakumulatorët e plumbit (shih faqe 112) si elektrolit përdoret tretësirë e aciditsulfurik.

Shkurtimisht:

acidi sulfurik përfitohet prej dioksidit të sulfurit që në fillimoksidohet në trioksid të sulfurit dhe mandej ky tretet në ujë osemë mirë në acidin sulfurik (në këtë rast përfitohet oleumi);

në procesin e kontaktit, si katalizator përdoret pentaoksidi ivanadit;

acidi sulfurik përdoret në prodhimin e plehërave artificiale, nëprodhimin e kemikateve tjera dhe në praktikën laboratorike;

tretësira e acidit sulfurik përdoret për akumulatorët e plumbit.

Oksidet dhe acidet oksigjenike të azotit

Azoti krijon disa okside. Numri i oksidimittë azotit në këto okside mund të jetë: +1.+2, +3, +4, dhe +5, kurse formulat e tyrejanë: N

2O, NO, N

2O

3, NO

2 dhe N

2O

5.

Ashtu siç është thënë më parë (faqe 62),dioksidi i azotit mund të dimerizohet dhe tëkrijojë tetraoksid diazoti.

___________________

* Mund të përdort edhe platina, por ky katalizator është më i shtrenjtë, por edhe më lehtë„helmohet” d.m.th. se deaktivohet.

Fig. 7.20. Modelet e molekulave tëmonoksid azotit, trioksid diazotit dhe

dioksid azotit

133

Modelet e molekulave, të këtyre tri oksideve janë dhënë në fig. 7.20, kurse epentaoksidit të diazotit në fig. 7.21.

Prej oksideve të azotit, monoksidi i diazotit është oksid indiferent dhe nuk ka ndonjërëndësi nëse bëhet fjalë për acidin nitrik.

Monoksidi i azotit nuk tretet në ujë, por oksidohet lehtë në dioksid azoti i cili kurtretet në ujë disproporcionohet, d.m.th. pjesërisht oksidohet dhe pjesërishtreduktohet:

2NO2(g) + H

2O(l) = HNO

2(aq) + HNO

3(aq)

Kështu, dioksidi i azotit mund të llogaritet si anhidrid i acidit nitrik dhe i acidit nitror.

Anhidridi i vërtetë i acidit nitror është troksidi i diazotit:

N2O

3(l) + H

2O(l) = 2HNO

2(aq)

Acidi nitror është i qëndrueshëm vetëm në tretësirë. Kripërat e tij quhen nitrite.

a b c

Fig. 7.21. Modelet e molekulave të a) pentaoksiddiazotit, b) acidit nitrik dhe c) jonit të nitratit

Anhidridi i acidit nitrik është pentaoksidi i diazotit:

N2O

5(g) + H

2O(l) = 2HNO

3(aq)

Kripërat e acidit nitrik quhen nitrate.

Modelet e ndërtimit të molekulave të pentaoksid diazotit, acidit nitrik si dhe të jonittë nitratit janë dhënë në figurën 7.21.

Siç sheh:

azoti krijon okside më numër të oksidimit +1, +2, +3, +4 dhe +5;

monoksidi i azotit oksidohet lehtë në dioksid azoti që është anhidridi përzier i acidit nitror dhe i acidit nitrik.

134

Acidi nitrik – përfitimi

Acidi nitrik i takon grupit të acideve më të rëndësishme inorganike ngase ështëbazë e prodhimit të plehërave artificiale, mjeteve eksplozive, plasmasave dhe të njëvarg prodhimeve tjera të rëndësishme. Prandaj ka qenë provokim serioz gjetja e

mënyrës si të prodhohet praktikisht dhe lirë. Përndryshe,edhe alkimistët kanë ditur si ta prodhojnë acidin nitrik.

Acidi nitrik një kohë të gjatë është prodhuar duke e nxehurnitratin e kaliumit me acidin sulfurik të përqëndruar:

KNO3(s) + H

2SO

4(l) = KHSO

4(s) + HNO

3(g)

Kjo metodë i atribuohet kimistit dhe jatrokimistit gjermantë shekullit shtatmbëdhjetë Glauberit*.

Mënyra kryesore e prodhimit të acidit nitrik qëpërdoret tash është procesi i propozuar (në vitin 1901)prej kimistit të famshëm gjerman Osvald** (fig.7.22). Në esencë ky është oksidimi i amoniakut meajrin ose oksigjenin në prani të katalizatorit, platinësose rodiumit (fig 7.23)***.

4NH3(g) + 5O

2(g) = 4NO(g) + 6H

2O(g)

Temperatura e punës duhet të jetë më e lartë se7500C.

Reaksioni është ekzoterm, ashtu që monoksidi i azotit që është përfituar është inxehur në temperaturë të lartë dhe duhet të ftohet. Kuptohet se, monoksidi i azotitështë vetëm produkti i parë i ndërmjemë në prodhimin e acidit nitrik dhe pikërishtky reaksion është më i rëndësishëm.

_________________

* Johan, Rudolf Glauber [Glauber] (1604-1668).

Glauberi e ka zbuluar sulfatin e nariumit, dekahidratin e të cilit Na2SO

4 · 10H

2O e ka quajtur

kripë mrekullie (sal mirabile). Nga ky emërtim del edhe emri mineralogjik miribalit përsulfatin e natriumit dekahidrat. Emri trivial i kësaj substanca është kripë e Glauberit.

Për nder të Glauberit, minerali me përbërje Na2Ca(SO

4)

2 quhet glauberit.

** Vilhelm Osvald [Ostwald] (1853-1932) fitues i shpërblimit Nobel nga kimia për vitin 1909.

*** Katalizatori përdoret në formë rrjeti të dendur.

Fig. 7.22. VilhelmOsvald

Fig. 7.23. Katalizatori prejplatine dhe rodiumi

(i zmadhuar)

135

Monoksidi i azotit që përfitohet, oksidohet në dioksid të azotit (për këtë nuk kanevojë për katalizator):

NO(g) + ½O2(g) = NO

2(g)

kurse dioksidi i azotit që krijohet, tretet në ujë dhe krijon përzierje të acidit nitrik dhemonoksidit të azotit (i cili rikthehet në proces).

3NO2(g) + H

2O(l) = 2HNO

3(aq) + NO(g)

Në këtë mënyrë përfitohet acid nitrik relativisht i holluar, ku pjesëmarrja e masëssë HNO

3 është afër 50-70 %.

Përfitimi i acidit nitrik të përqëndruar bëhet duke e distiluar këtë në prani të aciditsulfurik të përqëndruar që shërben si mjet dehidratues.

Kështu,

acidi nitrik përfitohet nga oksidimi katalitik i amoniakut, ku nëfillim përfitohet monoksidi i azotit i cili oksidohet në dioksid tëazotit dhe ky mandej tretet në ujë;

që të përfitohet acidi nitrik i përqëndruar, acidi nitrik i holluardistilohet me acid sulfurik të përqëndruar.

Acidi nitrik – vetitë dhe përdorimi

Acidi nitrik kur është i pastër është lëng pa ngjyrë (fig. 7.24)që vlon në temperaturë prej 83oC, kurse ngrin në temperaturëprej –42oC. Acidi nitrik i përqëndruar shpërbëhet:

2HNO3(aq)

= NO

2 (g)

+ O

2 (g)

+ H

2O (l)

Dioksidi i azotit që lirohet tretet në acidin nitrik, duke e ngjyerkëtë në të verdhë ose ngjyrë kafeje.

Acidi nitrik është acid i fortë (njëri prej acideve më të forta),kështu që në tretësirën ujore thuaja se është i disocijuarplotësisht.

HNO3(aq) + H

2O(l) H

3O+(aq) + NO

3(aq)

Acidi nitrik i përqëndruar (w 0, 7) është mjet oksidues i fortë dhe vetëreduktohet në dioksid azoti.

Në qoftë se me argjendin vepron acidi nitrik me përqëndrim mesatar, si produktkrijohet NO:

3Ag(s) + 4HNO3(aq) = 3AgNO

3(aq) + NO(g) + 2H

2O(l)

Fig. 7.24. Acidinitrik i pastër është

lëng pa ngjyrë

136

Mjet oksidues është edhe acidi nitrik i holluar. Siç shihetnga fig. 7.25. acidi nitrik i holluar e oksidon bakrin:

3Cu(s) + 8HNO3(aq) = 3Cu(NO

3)

2 + 2NO(g) +

4H2O(l)

Mjet oksidues shumë i fortë është përzierja e aciditnitrik të përqëndruar dhe acidit klorhidrik tëpërqëndruar, ku raporti vëllimor midis dy acideve ështëe 1 : 3. Përzierja e tillë quhet uji mbretëror, ngasemund të tretë edhe arin „mbretin” e të gjitha metaleve.

Au + HNO3 + 3HCl = AuCl

3 + NO + 2H

2O

AuCl3 + HCl = HAuCl

4

Në ujin mbretëror tretet edhe platina.

Acidi nitrik ka përdorim të gjerë praktik. Përveç asaj që është një kimikat merëndësi në laboratoret, përdoret shumë edhe në industri. Përdorimi më i rëndësishëmi tij ndoshta është për neutralizimin e amoniakut:

HNO3(aq) + NH

4OH(aq) = NH

4NO

3(aq) + H

2O(l)

Nitrati i amonit është plehu artificial* më i rëndësishëm azotik, por edhe i shumëmjeteve eksplozive.

Acidi nitrik (zakonisht bashkë me acidin sulfurik si mjet dehidratues) përdoret përprodhimin e mjeteve tjera eksplozive (si p.sh: trinitrotoluenit dhe gliceriltrinitratit)**. Nga reaksioni midis acidit nitrik dhe celulozës përfitohet përzierje enitrateve të celulozës (përzierja zakonisht quhet nitroceluloza), nga e cila prodhohenvernikët. Nga nitrimi i benzenit përfitohet nitrobenzeni, që pastaj me reduktimkalon në anilinë. Prej anilinës përfitohen shumica e ngjyrave sintetike.

Të përkujtojmë:

acidi nitrik është mjet i fortë oksidues;

përdoret në industrinë e plehërave artificiale, vernikëve dhe përshumë qëllime tjera.

______________________

* Pjesëmarrja e azotit në të është w(N) 0,35.

** Ky komponim zakonisht quhet nitroglicerinë.

Fig. 7.25. Oksidimi i bakrit meacid nitrik të holluar

137

BAKRI DHE PLUMBI

Vendgjetjet në natyrë

Bakri në natyrë mund tëgjendet si i lirë (fig. 7.26),por rëndësi më të madhenë përfitimin e tij kanëxehet e bakit të cilatpërmbajnë minerale, siçjanë kupriti Cu

2O (fig.

7.26), kalkozina Cu2S,

kovelina CuS, kalko-piriti CuFeS

2, malakiti

Cu2CO

3(OH)

2 dhe shu-

më të tjera (fig. 7.27).

Minerali kryesor i plumbit është galeniti PbS, që shpesh herë gjendet bashkë mesfaleritin ZnS. Pikërisht për këtë arsye shpesh herë flitet për xehet e plumb-zinkut. Ekzison edhe plumbi i lirë (fig. 7.28).

Fig. 7.27. Mineralet e bakrit: kalkozina, kovelina, malakiti dhe kalkopiriti (prej anës sëmajtë kah e djathta)

Fig. 7.28. Galeniti (majtas), galeniti dhe sfaleriti (në mes) dhe plumbi i lirë (djathtas)

Fig. 7.26. Bakri i lirë (majtas) dhe kupriti (djathtas)

138

Siç shihet

ekzistojnë shumë minerale me rëndësi praktike të bakrit, kurseminerali më i rëndësishëm i plumbit është galeniti, PbS;

galeniti zakonisht gjendet bashkë me sfaleritin (ZnS), prandaj xehetqë i përbëjnë këto dy minerale quhen xehet e plumb-zinkut;

bakri i lirë dhe plumbi i lirë, gjenden rrallë herë.

Vetitë dhe përdorimi

Bakri i pastër është metal me ngjyrë karakteristike të kuqe(fig. 7.29). Është i butë dhe i farkëtueshëm. Është përçues shumëi mirë i elektricitetit dhe nxehtësisë*. Prandaj, nuk është habi pse

pjesa më e madhe e bakrit të prodhuarpërdoret për prodhimin e përçuesveelektrikë – telave, kabllove e tjera (fig. 7.31).Bakri, në ajër mbulohet me një cipëoksidi që e bën me ngjyrë të kuq në tëkaftë. Në prani të lagështisë dhedioksidit të karbonit, në sipërfaqen esendeve prej bakri krijohet një shtresëe gjelbër (fig. 7.30) e Cu

2CO

3(OH)

2:

2Cu(s) + O2(g) + H

2O(g) = Cu

2CO

3(OH)

2(s)

Bakri në prani të oksigjenit gradualisht tretet nëacidet e holluara (madje edhe në ato që nuk kanëveti oksiduese), por pa e liruar hidrogjenin:

2Cu(s) + 4HCl(aq) + O2(g) = 2CuCl

2(aq) + 2H

2O(l)

Kripërat e bakrit(II) përfitohen duke e tretur bakrinnë acidin nitrik ose acidin e përqëndruar sulfurik.Me këtë, përveç kripërave dhe ujit, përfitohen edheoksidet e azotit, përkatësisht sulfurit**.

______________________

* Vetëm argjendi është përçues metalik i elektricitetit dhe nxehtësisë më i mirë se bakri.

** Nëse bakri tretet në acidin sulfurik të përqëndruar (reaksioni mund të zhvilloht vetëmnëse nxehim) si produkt përfitohet SO

2. Nëse tretet në acidin nitrik të holluar, krijohet

monoksidi i azotit, kurse në acidin nitrik të përqëndruar, krijohet dioksidi i azotiti.

Fig. 7.29. Bakrimetalik

Fig. 7.30. Çekërku me telbakri

Fig. 7.31. Vepër arti qëpjesërisht është pastruar ngadihidroksid karbonat dibakri

139

Tretësirat e përfituara kanë ngjyrë të kaltër, nga shkaku i pranisë së jonit[Cu(H

2O)

6]2+, përkatësisht [Cu(H

2O)

4]2 jone të hidratizura të bakrit (2+).

Domethënë:

bakri nuk është metal aq fisnik, sa argjendi dhe ari (në ajërgradualisht oksidohet);

prej acideve të holluara nuk mund ta shtyjë hidrogjenin, por nësenxehet, tretet në acidin e holluar nitrik dhe acidin e përqëndruarsulfurik (në prani të oksigjenit – tretet edhe në acidet që nukkanë veti oksiduese) duke krijuar tretësira me ngjyrë të kaltërtë kripërave të bakrit(II).

Bakri më parë është përdorur për prodhimin e enëve tëamvisërisë (fig. 7.32), të cilat për shkak se komponimete bakrit janë helmuese, ështëdashur të kallajisen, d.m.th. tëmbulohen me një cipë të hollë prejkallajit (mund të kallajisen edhegjësendet tjera; fig. 7.33).Megjithqë enët e bakrit më nuk

përdoren në amvisëri, prej bakrit ende prodhohen enë, gypadhe sende tjera që përdoren në industri.

Bakri përdoret edhe për prodhimin edisa legurave të rëndësishme. Kështu,bronza është legurë e bakrit dhekallajit, kurse mesingu legurë e bakritdhe zinkut* (fig. 7.34).

Bronza është më e fortë se bakri,prandaj në lashtësi është përdorur përprodhimin e veglave dhe armëve(përkujtohu në periodën e bronzëspër zhvillimin e civilizimit).

____________________

* Që të mbash mend se legura e zinkut është mesingu (dhe jo bronza), ndoshta do tëndihmojë fakti se fjalët zink dhe mesing rimohen.

Fig. 7.33. Klemë prejbakri të kallajisur

Fig. 7.32. Tavat prej bakrit

Fig. 7.34. Elefanti indian prej mesingu dhekëmbona ertrure prej bronzës

140

Bakri krijon legura edhe me metale tjera. Prej tyre nikelini (legura me nikelin)përdoret për prodhimin e telave rezistente për kaloriferët elektrikë. Bakri merrpjesë edhe në legurat që përdoren për prodhimin e monedhave (parave metalike),për disa instrumente muzikore (fig. 7.36).

Nga shkaku se ari i pastër është i butë, për përgatitjen e stolive prej ari përdoretari i përzier me bakër (ose me argjend – më rrallë).

Bakri, përveç këtyre, përdoret edhe për prodhimin e disa komponimeve të tij qëkanë përdorim praktik (si p.sh: CuSO

4 · 5H

2O etj).

Mbaj mend:

bakri është metal i kuq, i butë, fortësia e tij mund të zmadhohetnëse përzihet me kallaj, me zink dhe me metale tjera;

bakri i pastër është përçues shumë i mirë i elektricitetit dhenxehtësisë, kurse legurat e tij (bronza dhe mesingu) janë përçuesmë të dobët.

Plumbi është metal i butë dhe shumë i farkueshëm (fig.7.37). Plumbi posa i prerë është i përhimtë që shkëlqen,por në ajër oksidohet shpejt dhe mbulohet me një shtresëtë përhimtë të errët që përbëhet prej përzierjes nga plumbidhe oksidi i plumbit. Kjo shtresë shërben si mbrojtëse dhepengon korrozionin e mëtejmë të metalit.

Plumbi në kontakt me acidin klorhidrik ose sulfurik krijonshtresë të hollë të PbCl

2, përkatësisht PbSO

4 të patretshëm.

Këto kripëra të patretshme e bëjnë plumbin rrezistues ndajveprimit të mëtejm të acideve.

Plumbi shkrihet në temperaturë relativisht të ulët (327oC), kurse disa legura të tijshkrihen edhe më lehtë si p.sh: legura e tij me kallajin, me kallajin dhe bizmutin etj.

Fig. 7.35. Modeli i strukturës së mesingut –tunxhit (topthat e kuq paraqesin atomet e

zinkut, kurse të gjelbrat – të bakrit

Fig. 7.36. Legurat e bakrit përdoren përprodhimin e monedhave, instrumeneteve

muzikore dhe sendeve tjera

Fig. 7.37. Plumbi metalik

141

Ka dendësi të lartë (11,35g/cm3). Apsorbon mirë rrezatimet me energji të lartë (si për shembull ato të rentgenit).

Plumbi ka qenë i njohur qysh nga lashtësia (fig. 7.38).

Plumbi metalik përdoret si mbrojtës prej rrezatimit, simbështjellës i kabllove nën ujë ose nën tokë, në industrinë emunicionit, për prodhimin e leguraveqë shkrihen lehtë dhe për qëllime tjera.Për shkak se plumbi është helmues,gjithnjë e më pak përdoret përprodhimin e gypeve të ujësjellsit e tëkanalizimit (fig. 7.39). Plumbi dhekomponimet e tij kryesisht përdoren nëprodhimin e akumulatorëve.

Përdoren edhe shumë komponime të plumbit. Kështu,monoksidi i plumbit përdoret për prodhimin e të aq. qelqitkristalik (në të pjesëmarrja e monoksidit të plumbit mundtë arrijë deri në 30%), kurse miniumi* përdoret për tëmbrojtur objektet që janë prej hekuri dhe çeliku (si p.sh:korritat e anijeve dhe e barkave (fig. 7.40).

Komponimet e plu-mbit përdoren sipigmente. Kështu,kromati i plumbitPbCrO

4 është me

ngjyrë të verdhë, kursekarbonati bazik i plumbit Pb

3(CO

3)

2(OH)

2

është me ngjyrë të bardhë. I ashtuquajturikallaji për ngjitje (fig. 7.41), në të vërtetë,është legurë e kallajit me plumbin.

Përdorimi i tetraetilplumbit [Pb(C2H

5)

4] si shtesë e benzineve gjithnjë e më shumë

hiqet, nga shkaku i rezikut të ndotjes së ambientit jetësor.

________________________

* Formula e këtij komponimi zakonisht shkruhet Pb3O

4, megjthqë më mirë është ky të trajtohet

si plumbat i plumbit(II), Pb2PbO

4, d.m.th. se bëhet fjalë për kripë e jo oksid.

Fig. 7.38. Katrori prejplumbi për lojë prejpara më shumë se

1500 vitesh

Fig. 7.39. Gypat prejplumbi gjithnjë e më

pak përdoren

Fig. 7.40 Lyerja ekorritës së anijes

me minium

Fig. 7.41. „Kallaji për ngjitje” ështëlegurë e kallajit me plumbin

142

Kështu:

plumbi është metal i butë, i farkatueshëm, ka dendësi të lartë,është i qëndrueshëm ndaj verpimit të pjesëve përbërse të ajrit,veprimit të acidit sulfurik dhe klorhidrik, nga shkaku se krijonkomponime të patretshme në sipërfaqen e tij;

përdorimi kryesor i plumbit është në prodhimin e akumulatorëvetë plumbit, si mbrojtës nga rrezatimi, si mbështjellës i kabllove,në industinë e municionit, për prodhimin e legurave që shkrihenlehtë, kurse gjithnjë e më pak përdoret për prodhimin e gypavetë ujësjellësit dhe të kanalizimit;

oksidi i plumbit(II) përdoret për prodhimin e të aq. qelq kristalik,disa komponime të plumbit përdoren si pigmente, kursetetraklorplumbi përdoret si shtesë në benzinën për motorët.

Përfitimi dhe pastrami

Xehet e bakrit janë shumë të vobegëta, gjegjësisht sasia e bakrit në to është shumëe vogël. Prandaj prej tyre më parë përfitohet i aq.koncentrat. Kjo arrihet me mënyrën që quhet flotacion(fig. 7. 42). Mineralet sulfure të bakrit veçohen prejmineralve të padobishme (shterrpe), mandej me fërgimpërfitohet oksidi përkatës:

2Cu2S(s) + 3O

2(g) = 2Cu

2O(s) + 2SO

2(g)

Oksidi i përfituar mund të reduktohet me ndonjë mjet tëpërshtatshëm reduktues, me hidrogjen ose me karbon.Më shpesh reduktimi bëhet me sulfurin e bakrit që ështëi pranishëm në reaksionin:

2Cu2S(s) + Cu

2S(g) = 6Cu(s) + SO

2(g)

Në këtë mënyrë përfitohet bakri brut, që nuk ështëplotësisht i pastër.

Pastrimi i mëtejmë bëhet me ndihmën e elektrolizës(fig. 7.43). Në këtë bakri brut përdoret si elektrodëpozitive (anodë), kurse katoda merret prej bakrit tëpastër.

Fig. 7.42. Flotacioni ikalkopiritit

Fig. 7.43. Rafinimielektrolitik i bakrit

143

Të dyja elektrodat zhyten nëtretësirën e CuSO

4, e cila

përmban edhe acid sulfurik dheklorur natriumi (fig. 7.44).

Kur nëpër celulën për elektrolizëlëshohet rryma njëkahëshe,materiali i anodës tretet dukedërguar tretësirës jone të Cu2+.Nga ana tjetër, në elektrodënnegative jonet Cu2+ pranojnë

elektrone dhe çelektrizohen, kështu në katodë lirohet bakri i pastër, i aq. bakrielektrolitik. Ari që zakonisht është shoqërues i bakrit, bie rreth anodës, kurseargjendi nëse evetualisht është i pranishëm, krijon kloruruin e argjendit të patretshëm.Këtu do të mbetet edhe platina nëse është e pranishme. Kështu krijohet i aq. lym ianodës, i cili shërben për përfitimin e arit, argjendit dhe platitnës.

Nuk ka dilemë, lymi i shtrenjtë!

Të përsërisim:

bakri brut përfitohet prej xeheve të tij nga flotacioni i minerave tëdobishme të koncentratit i cili pasi të fërgohet kalon në oksid tëbakrit dhe së fundi oksidi në bakër brut;

pastrimi i bakrit brut bëhet me anë të elektrolizës.

Plumbi përfitohet prej xeheve të plumb-zinkut,prej të cilave në fillim me flitacion nxirretkoncentrati (fig. 7.45), i cili pastaj thahet dhe„fërgohet” (d.m.th. nxehet në temperaturë tëlartë afër 1400OC), me ç’rast sulfuret emetaleve (galeniti dhe sfaleriti) kalojnë në oksidepërkatëse:

2PbS(s) + 3O2(g) = 2PbO(s) + 2SO

2(g)

2ZnS(s) + 3O2(g) = 2ZnO(s) + 2SO

2(g)

Gjatë fërgimit shtohet edhe gëlqerori (ky me mbeturinat e shterpës krijon bramzëndhe kokun).

Produkti i fërgimit, pas përpunimit paraprak, shkrihet (bashkë me kokun) nëfurrënaltë (fig. 7.46). Ajri që dërgohet të kalojë nëpër furrënaltën me kokun nëtemperaturë prej 12000C krijon monoksidin e karbonit i cili ka veprim reduktues.

anoda prejbakrit jo të

pastër

katoda prejbakrit tëpastërlym i anodës

Fig. 7.44. Rafinimi elektrolitik i bakrit(skemë)

Fig. 7.45. Flotacioni i xeheve tëplumb-zinkut

144

Fig. 7.46. Skemë e përfitimit të plumbit dhe zinkut me shkrirje

PbO(s) + CO(g) = Pb(s) + CO2(g)

Të ngjashme janë edhe reaksionet ku merr pjesë oksidi izinkut.

Prej masës së shkrirë plumbi dhe zinku ndahen dhemetalet brut përpunohen* mëtutje (fig. 7. 47).

Një pjesë e madhe e plumbit të pastër përfitohet ngareciklimi i hedhurinave të plumbit (nga gypat e ujësjellsitdhe veçanërisht akumulatorit).

Siç shihet, gjatë fërgimit të xeheve të plumb-zinkut, krijohet sasi e madhe e dioksidittë sulfurit që duhet të eliminohet dhe zakonisht përdoret për prodhimin e aciditsulfurik**. Ky mëtutje përdoret për prodhimin e plehërave artificiale dhe për qëllimetjera.

__________________________

* Për këtë ekzistojnë mënyra të ndryshme. Përveç plumbit dhe zinkut, përfitohet edhekadmiumi, argjendi dhe disa metale tjera.

** Kjo është e arsyetuar edhe ekonomikisht.

Fig. 7.47. Plumbi i pastër

VentilatoriPlumbi brut i

shkrirë

Zinku brut ishkrirë

Plumbi dhe zinkui ftohur

Ajri inxehurNxehës

të ajrt

Furrë-nalta

Hedhja e mbushjes -sharzha

Gazet qëdalinPlumbi dhe

zinku i shkrirënë separator Mikseri

Plumbi kthe-het prapa

FryrësiShtresë e hollë e

plumbit të shkrirë

145

Por, siç tregon rasti i shkritores së plumbit dhe zinkut në Veles, nëse nuk merrenmasa të rrepta të kontrollimit të punës, prodhimet e këtyre metaleve tepër e ndotinambientin që rezulton me pasoja katastrofale për shëndetin e njerëzve (përveçtjerash, nga shkaku i helmimit me plumb) dhe për cilësinë e ajrit, ujit dhe të tokës.

Si përfundim mund të themi:

veprimi i parë në përfitimin e plumbit është flotacioni – si në rastine bakrit, i përcjellë me tharje dhe fërgim të koncentratit i cilikryesisht përbëhet prej galenitit dhe sfaleritit;

gjatë fërgimit lirohet sasi e madhe e dioksidit të sulfurit, i cilimblidhet dhe shfrytëzohet në përfitimin e acidit sulfurik;

shkrirja e koncentratit bëhet në furrënaltë ku përfitohet plumbidhe zinku i shkrirë;

plumbi dhe zunku ndahen dhe përsëri pastrohen;

plumbi dhe komponimet e tij janë helmues dhe paraqesin ndotësseriozë të ambientit jetësor.

A KUPTOVE? A MËSOVE?

Përpiqu t’u përgjigjesh pyetjeve dhe të zgjedhësh detyrat që janë dhënë në doracakun Pyetje dhedetyra nga kimia për vitin II të gjimnazit të reformuar (kaptina 7) që i përgjigjen kësaj pjese tëlibrit.

SHTOJCAT

148

149

AEKSPERIMENTET

Eksperimenti 1.1

Në një epruvetë të fiksuar në stativin (në pozitë vertikele) vendo pak pluhur sulfuri. Nxehekëtë, në fillim pak, pastaj më shumë derisa sulfuri të follojë të vlojë. Kur epruveta fillon tëmbushet me avujt e sulfurit, në epruvetë hudhe një tufë telash bakri të hollë (nga kabllielektrik i zhveshur). Bakri do të ndizet, do të digjet në sulfurin.

Kujdes: Epruveta mund të thehet. Prandaj, ndër epruvetën vendo një enë porcelani.Kujdesohu mos të thithësh avujt që dalin prej epruvetës! Puno në digestorin (pjesë elaboratorit ku, me ventilatorin ajri nga laboratori hidhet jashtë). Nëse eksperimentin nuk ebën në laborator, atëherë gjithsesi puno afër dritares së hapur.

Eksperimenti 1.2

Merr dy thupra qelqi të pastra. Njërën zhyte në tretësirën e përqëndruar të acidit klorhidrik,kurse tjetrën në tretësirën e përqëndruar të amoniakut.

Afroi thuprat njërën pranë tjetrës. Ç’do të ndodhë? Cilës substancë i takon tymi i bardhë qëkrijohet?

Eksperimenti 1.3

Në epruvetë vendo pak (afër gjysmë gram) HgO. Më mirë është këtë ta bëjë arsimtari.Epruvetën mbylle me mbyllëse nëpër të cilën kalon gyp i hollë prej qelqit, mandej nxeheepruvetën. Pas një kohe, majës së epruvetës afroja një copë druri të ndezur.

Çka ndodh? Vështro bashkë me shokët, pjesën që ka mbetur në epruvetë. A vëren diçka?

Kujdes: Pas eksperimentit, pjesa që ka mbetur në epruvetë nuk duhet të hudhet nëkanalizimin, por në enë të veçantë. Arsimtari më vonë do të kujdeset për këtë. Në realitet(për këtë është bërë fjalë më herët), oksidi i merkurit dhe merkurit metalik që përfitohet ngazbërthimi i oksidit, janë helmues!

Eksperimenti 1.4

Në epruvetë vendo pak Cu2CO

3(OH)

2. Epruvetën mbaje me kapsen prej druri (ose fiksoje në

stativin) ashtu që fundi i epruvetës të jetë pak më lart se gryka.

Nxehe kripën, në fillim më afër grykës. Vështro çka do të ndodhë. Vështro me kujdes rrethgrykës së epruvetës, por edhe aty ku nuk nxeh. Kur kripa do të fillojë të marrë ngjyrë të zezë,nxehe epruvetën në tërësi.

150

Fig. A.2. Kështuhulumtohet era e

substancave të gazta

vata mealkool

ujëbromi

Pasi afër gjysma e kripës merr ngjyrë të zezë, kah gryka e kësaj epruvete afroje një epruvetëtjetër ku ka tretësirë të kulluar të hidroksid kalciumit (këtë epruvetë mbaje ashtu, ose fiksojevertikalisht në stativin). Vazhdo ta nxehësh edhe disa minuta.

Tunde epruvetën me ujin gëlqeror. Çka vëren?

Eksperimenti 1.5

Në fundin e epruvetës (1) vendo pak pambuk të lagurme alkool (shih fig. A.1.). Epruvetën fiksoje në stativin,në pozitë horizontale, kurse në afërsi të mesit tëepruvetës vendo afër gjysmë lugëz oksid të aluminitanhidër. Mbylle epruvetën me mbyllëse prej gome nëmesin e të cilit kalon gyp qelqi i lakuar për kënd tëdrejtë. Në epruvetën e dytë (2) që duhet të jetë në pozitëvertikale shtirr tretësirë ujore të bromit („ujë i bromuar”)dhe në këtë tretësirë zhyte skajin tjetër të gypit të lakuar.Nxehe epruvetën në vendin ku qëndron oksidi ialuminit. Vështro ç’ndodh me ujin e bromuar. A di pseç’ngjyhet ky?Shënoji rezultatet e vëzhgimit. Shkruaji barazimet e reaksioneve për këto tri eksperimentet e fundit.

Eksperimenti 1.6

Në epruvetë shtirr tretësirë ujore të sulfat bakrit(II). Këtë tretësirë mund ta përfitosh nëse etret gurkalin (CuSO

4 · 5H

2O) në ujë.

Në epruvetë hidh disa kokrra të zinkut. Nxehe epruvetëm duke e tundur njëkohësisht.Vështroje ndryshimin e ngjyrës së tretësirës.

Pasi tretësira të çngjyroset, kokrrat e zinkut nixrri prej epruvetës dhe shpërlaji me ujë. Avëren ndonjë ndryshim te këto?

Eksperimenti 1.7

Në epruvetë vendo ndonjë acetat. Në të shto një sasi të aciditsulfurik të holluar.

Nuhate me kujdes. Epruvetën asnjëhere mos e vendo afërhundës, por, në vend të kësaj luhate dorën ashtu që ajri të vijëafër hundës (shih fig. A.2.). A të duket një erë e njohur?

Eksperimeti 1.8

Një copë të pllakës së bakrit zhyte në gotë të mbushur me acidnitrik të përqëndruar. Pllakën mbaje me pincetë. Kij kujdes qëpinceta mos të vijë në kontakt me acidin nitrik.

Puno në digestorin ose afër dritares së hapur.

Kur do të fillojë të lirohet një gaz me ngjyrë kafeje, pllakën e bakrit nxirre prej tretësirës dheshpërlaje me ujë. Pas kësaj menjëherë zhyte në tretësirën e nitrat të merkurit(II). Lëre të qëndrojënjë kohë, pastaj nxirre prej tretësirës, shpërlaje me ujë dhe pastroje me një letër të butë.

Fig. A.1. Aparatura për provën 1.5

151

A vëren ndryshim në pamjen e pllakës?Eksperimentin mund ta bësh me ndonjë legurë të bakrit, por që i tërhequr nga përdorimi (memonedhat që janë në përdorim nuk duhet të bëhen eksperimente!).

Kujdes: Pas mbarimit të eksperimentit laji mirë duart. Siç kemi thënë më parë (shih në faqen111), komponimet e merkurit janë helmues.

Shënoji rezutatet e vrojtimit. Shkruaj barazimet e reaksioneve që janë zhvilluar në trieksperimentet.

Eksperimenti 1.9

Në dy epruveta shtirr ujë të distiluar. Lëre të qëndrojnë një kohë, që të barazohet temperaturae tyre me temperaturën e lokalit. Konstatoje temperaturën me termometër. Nëse në laboratorka termometër më të përsosur, përdore atë.

Në njërin prej epruvatave hidh pak klorur kalciumi të thatë, kurse në tjetrin – nitrat kaliumi.Me termometrin përzieji epruvetat me qëllim që të shpejtësohet tretshmëria e kripërave, pornjëkohësisht të vërehet edhe ndryshimi i temperaturës.

A ndryshon temperatura? Zmadhohet ose zvoglohet? Ç‘mund të përfundosh mbi procesetekzoterme ose endoterme të tretshmërisë së këtyre substancave?

Këshillë: Në vend të nitrat kaliumit mund të përdoret edhe nitrati i amonit ose i natriumitdhe në vend të klorur kalciumit të thatë mund të përdoret sulfat bakri pa ujë (anhidër) osekarbonati i natriumit, poashtu anhidër.

Eksperimeti 1.10

Në një epruvetë më të gjerë ose në gotë laboratorike vendo tretësirë të acidit klorhidrik.Vëllimi i tretësirës të jetë afër 10 centimetra kub, kurse përqëndrimi i acidit klorhidrik të jetë1 mol/dm3.

Me termometrin konstatoje temperaturën e tretësirës –nëse ka mundësi termometri të jetëmë i saktë.

Në tretësirën me acid klorhidrik, gradualisht shto hidroksid të natriumit. Vëllimi i tretësirësdhe përqëndrimi i substancës së tretur të jenë të njëjta si në rastin e acidit klorhidrik.

Duke përzier me termometrin, njëkohësisht mate edhe temperaturën. A ka ndryshuar kjo?Është zmadhuar ose është zvogëluar?

Shkruaj barazimin e procesit që është zhvilluar. Procesi a është ekzoterm, ose endoterm? Sivjen te ky përfundim?

152

Eksperimenti 1.11

Disa gota plastike të jogurtit të pastra vendoji njërën në tjetrën. Ndërmjet tyre vendo pambuk.Në gotën e fundit hidh tretësirë të acidit klorhidrik. Vëllimi i tretësirëstë jetë afër 25 centimetra kub, kurse përqëndrimi të jetë afër 1 mol/dm3.

Mate temperaturën.

Nga bireta (fig. A.3) shto tretësirë të hidroksid natriumit, ku c(NaOH)= 1 mol/dm3. Përpiqu që gjithmonë të japësh nga një dozë të caktuar(p.sh.: nga një centimetër kub). Pas çdo doze të dhënë, përzieje metermometrin duke matur njëkohësisht edhe temperaturën. Në këtëmënyrë shto më së paku 30 cm3 nga tretësira e NaOH.

Në një letër milimetrike vizato lakoren. Në boshtin e apcisës shënojevëllimin e përgjithshëm të tretësirës së hidroksid natriumit që ështështuar deri në momentin e matjes përkatëse, kurse në boshtin eordinatës – temperaturën e matur.

Ç’pamje ka lakorja (grafiku)? A mund ta sqarosh këtë?

Eksperimenti 2.1Në katër gota laboratorike vendo tretësirë ujore të acidit klorhidrik (raporti vëllimor i aciditkorhidrik të përqëndruar dhe ujit të jetë 1 : 1).

Në njërën prej gotave hidh një copë shiriti të magnezit, në të dytën një copë zinku, në tëtretën një gozhdëzë të hekurit, kurse në të katrtën një copë pllake të bakrit.

Në gotën me shiritin e magnezit do të fillojë vrullshëm të lirohen fluska të gazit. Kjo tregonse aty zhvillohet reaksioni kimik.

Vështro ç’ndodh në tri gotat tjera. A lirohen te të gjitha këto fluska të gazit? A lirohen meshpejtësi të njëjtë?

Vërejtje: Në eksperimentin e sipërm krahasimi bëhet pa i pasur parasysh kushtet e njëjtapër të tri rastet. D.m.th. sipërfaqja e të gjitha metaleve nuk do të thotë të jetë e njëjtë, kurseshpejtësia e lirimit të hidrogjenit varet prej sipërfaqes së metalit.

Eksperimenti 2.2

Në një gotë laboratorike vendo tretësrë të acidit klorhidrik, kurse në një tjetër tretësirë tëacidit acetik.

Përqëndrimet e të dy acideve të tretura të jenë të njëjta në të dy rastet (p.sh.: përqëndrimetmund të jenë nga 1 mol/dm–3).

Në të dyja gotat vendo nga një copë mermeri (që është karbonat kalciumi thuaja i pastër).Copat me mundësi të jenë me madhësi të barabartë. Vështro me kujdes ç’ndodh? Edhe nëkëtë rast lirohen fluska të gazit, por a lirohen me shpejtësi të njëjtë?

A e di përbërjen kimike të gazit që lirohet? Ky gaz a është i njëjtë me gazin që lirohet sipaseksperimentit 1.12?

Shënoji rezultatet e vështrimit. Shkruaji barazimet e reaksioneve të zhvilluara në të dyeksperimenetet.

Fig. A.3. Bireta

153

Eksperimenti 2. 3Përgatit tretësirë të holluar të jodur kaliumit dhe të acidit sulfurtik (përqëndrimi i tretësiravenë të dy rastet të jetë 0,001 mol/dm3). Përgatit poashtu edhe tretësirë ujore njëpërqindëshe(të masës) së nishestesë (në realitet koloid) dhe tretësirë ujore të peroksidit të hidrogjenit(pjesëmarrja vëllimore e H

2O

2 të jetë 0,03 – 0,04).

Në cilindrin matës (menzurë), vendo nga 10 centimetra kub prej tretësirave tëjodur kaliumit dhe acidit sulfurik, 5 centimetra kub nga tretësira e nishestesëdhe pas kësaj shto nga 20 centimetra kub ujë. Përzije mirë.

Në një cilindër të ngjashëm, shto nga 20 centimetra kub tretësirë të jodurkaliumit dhe acidit sulfurik dhe nga 5 centimetra kub tretësirë të nishestesë(ujë mos shto aspak). Tretësirat përzieji mirë.

Kështu të dy tretësirat kanë vëllim të njëjtë, por në të parën përqëndrimi i jodurkaliumit dhe acidit sulfurik është dyfish më i holluar se në të dytin.

Fillo ta masësh kohëzgjatjen dhe në të njëjtën kohë duke e përzier vazhdimishtshto tretësirë të H

2O

2 (gjithësej 5 centimetra kub).

Shëno sa kohë duhet të kalojë deri në momentin e lirimit të ngjyrës së kaltër nga kompleksii nishestesë me jodin që lirohet nga reaksioni i peroksidit të hidrogjenit.Veprimin e njëjtë përsërite edhe me tretësirën e dytë (edhe në këtë shto vëllim të njëtë tëperoksid hidrogjenit).

A lirohet ngjyra e kaltër për kohë të njëjtë?

Reaksioni që zhvillohet mund të tregohet me këtë barazim:

2KJ + H2O

2 + H

2SO

4 = J

2 + K

2SO

4 + 2H

2O

Eksperimenti 2.4

Në dy gota vendo tretësirë të tiosulfat natriumit (Na2S

2O

3), kurse në dy gota tjera tretësirë

të acidit sulfurik. Vëllimet e tretësirave le të jenë të njëjta, por përqëndrimet e tyre tëndryshojnë ashtu që pala e dytë të ketë përqëndrim dyfish më të vogël se pala e parë.Përqëndrimet mund të jenë, për shembull: 0,5 dhe 1,0 mol/L.

Tretësirën e acidit nga pala e parë shtoje në tretësirën e tiosulfatit nga pala e parë etretësirave.

Sa shpejt do të turbullohet tretësira (nga sulfuri i liruar)?

Veprimin e njëjtë përsërite edhe me palën e dytë. Sa shpejt turbullohet tretësira?

Reaksioni përafërsisht mund të tregohet me këtë barazim:

Na2S

2O

3 + H

2SO

4 = S + SO

2 + Na

2SO

4 + H

2O

(Barazimi nuk ka arsye të mbahet në mend!).

Bëhet mirë nëse koha matet prej momentit të dhënies së acidit deri në kohën kur humbet ngapamja shenja e shënuar mbi letër të bardhë që vendohet nën gotën. D.m.th. kohën mate prejmomentit që i përzien reaktantët deri kur shenja nën gotën nuk shihet më, nëse vështrojmëprej grykës së gotës kah fundi.

Fig. A.4.Menzura

154

Eksperimenti 2.5

Eksperimetin e mëparshëm përsërite, por në formë të ndryshuar.

Në një gotë vendo 20 centimetra kub tretësirë të tiosulfat natriumit, po aq edhe tretësirë tëacidit sulfurik (përqëndrimi i tretësirave le të jetë 0,5 mol/dm3) dhe 20 centimetra kub ujë.

Në gotën e dytë në fillim hidh 20 centimetra kub tretësirë të tiosulfat natriumit dhe po aqtretësirë të sulfat natriumit (që është njëri prej produkteve të reaksionit). Përqëndrimi isubstancës së tretur le të jetë edhe në këtë rast, 0,5 mol/dm3.

Në këtë tretësirë shto 20 centimetra kub acid sulfurik c(H2SO

4) = 0,5 mol/dm3.

Krahaso kohën e paraqitjes së sulfurit me atë nga detyra 2,6. A ka dallim?

Eksperimenti 2.6

Përgatit katër gota (dhe këto shënoji me A, B, C dhe D), në çdonjërin gotë vendo nga 20centimetra kub tretësirë të tiosulfat natriumit me përqëndrim prej 0,5 mol/dm3.

Ndaras përgatit edhe katër gota me nga 20 centimetra kub tretësirë të acidit sulfurik (edhepërqëndrimi i acidit sulfurik të jetë 0,5 mol/L). Këto gota shënoji me a, b, c dhe d.

Përzie tretësirat e acidit sulfurik dhe tiosulfatit të natriumit nga gotat A dhe a dhe matekohën e duhur që të lirohet aq sulfur sa të mos shihet „shenja” nën gotën (d.m.th. të mosshihet më).

Tretësirat nga gotat B dhe b nxehi deri në temperaturë prej 400C (mat me termometër) dhepastaj përzieji. Kohën mate njësoj si më parë.

Veprimin e njëjtë përsërite edhe me gotat C dhe c si dhe D dhe d, me një dallim që në rastine parë temperature të jetë 500C, kurse në rastin e dytë 600C.

Në cilin rast shenja e shënuar nën gotën „zhduket” më shpejt dhe në cilin më vonë?

Eksperimenti 2.7

Në dy epruveta vendo tretësirë të peroksid hidrogjenit, H2O

2. Në njërin prej epruvetave

shto pak dioksid mangani MnO2 si katalizator. Vëzhgo se ç’ndodh.

Afroje një copë druri që digjet pa flakë kah epruveta ku nuk ka dioksid mangani. A merrflakë druri? Përsërite këtë edhe në epruvetën me katalizatorin. A ka dallim?

Pse në rastin e dytë druri merr flakë? Cili është gazi që lirohet dhe e ndihmon djegien?Shkruaj barazimin e reaksionit (katalizatori nuk merr pjesë në barazimin).

Eksperimenti 2.8

Përsërite eksperimentin 2.7, por tash në njërën epruvetë shto dioksid mangani, kurse nëtjetrën një copëzë mëlçi të zezë.

155

Krahasoje shpejtësitë e lirimit të oksigjenit në të dy rastet.

A janë të njëjta?

Cili reaksion zhvillohet më shpejt?

Eksperimenti 2.9

Në dy gota të vogla shto nga 10 centimetra kub tretësirë të oksalat natriumit (përqëndrimii kripës le të jetë 0,1 mol/dm3).

Tretësirat e oksalat natriumit thartoji me nga 10 centimetra kub acid sulfurik të holluar(përqëndrmi i acidit sulfurik duhet të jetë afër 2 mol/dm3).

Në njërën prej gotave shto afër 1 centimetër kub tretësirë të sulfat i manganit(II). Përqëndrimii tretësirës së sulfatit të jetë 0,1 mol/dm3.

Shto (në fillim në gotën e parë, mandej edhe në gotën e dytë) nga tri pika tretësirë tëpermanganat kaliumit (KMnO

4), duke matur njëkohësisht edhe për sa kohë çngjyen çdonjëri

prej tretësirave.

E ç’ngjyen për kohë të njëjtë? Cila nga substancat është katalizator?

Përpiqu të shkruash barazimin e reaksionit midis oksalatit të natriumit dhe permanganatkaliumit që zhvillohet në prani të acidit sulfurik. Shënoji rezultatet e të gjitha vështrimeve.

Eksperimenti 3.1

Pëgatit tretësirë të ngime të sulfat kalciumit (tretësira e tillë shpesh quhet „ujë gipsi”). Pasitë bëhesh i sigurtë se tretësira është e ngime, ndaje në dy pjesë.

Të dy tretësirat lëri në qetësi që të fundrojnë thërrimet e ngurta. Pasi të kullohet tretësira, nënjërën prej tretësirave me kujdes shto tretësirë të klorur kalciumit, kurse në të dytën tretësirëtë sulfat natriumit.

Vështro se ç’ndodh. Nëse nuk ka ndonjë ndryshim, prite deri në ditën e nesërme.

Shkruaj barazimet jonike të reaksioneve që janë shkaktarë të krijimit të fundrinës në të dyrastet.

Eksperimenti 4.1

Në një epruvetë hidh tretësirë të klorur amonit – në një tjetër acetat natriumi, kure në tretënklorur natriumi. Në epruvetën e katërt vendo vetëm ujë.

Me ndihmën e letrës së lakmusit (ose më mirë me indikatorin universal) konstato ambientia është neutral, acidik ose bazik, duke krahasuar ngjyrën e indikatorit me atë kur ështëzhytur në ujë të pastër.

Shënoji rezultatet e eksperimentit.

Eksperimenti 5.1

Në gjashtë epruveta vendo tretësirë të acidit sulfurik (përqëndrimi i tretësirës le të jetë1 mol/dm3).

156

Fig. A.5. Aparatura përeksperimentin 6.1

Fig. A.6. Aparatura përeksperimentin 6.2

Në çdonjërën prej epruvetave vendo nga një copë metali: magnezit, aluminit, zinkut, hekurit,plumbit dhe bakrit.

Vështro ç’ndodh. Krahasoje me eksperimentin 2.1.

Shënoji rezultatet e vështrimit. Shkruaj barazimet e reaksioneve që zhvillohen. Për çdoreaksion që zhvilohet, shkruaj barazimet e gjysmëreaksionit të oksidimit dhe të reduktimit.

Eksperimenti 5.2

Një copë plumbi vëre në tretësirë të acidit klorhidrik (përqëndrimi i acidit të jetë 1 mol/L).Vështro ç’do të ndodhë.

Me kujdes nxehe lëngun në epruvetë. A ka ndryshim të situatës para dhe pas nxehjes?

Shkruaj barazimin e procesit që zhvillohet.

Kini parasysh se në temperaturë të dhomës kloruri i plumbit(II) tretet vështirë, kurse nëtemperaturë më të lartë tretshmëria dukshëm zmadhohet.

Eksperimenti 6.1

Përgatite një aparaturë siç është treguar (në fig. 5A)djathtas. Kjo përbëhet prej një pllake ose thupre të zinkuttë zhytur në sulfatin e zinkut dhe një thupre ose pllake tëbakrit metalik të zhytur në tretësirë të sufat bakrit(II). Të dytretësirat janë të lidhura me të ashq. urë elektrolitike – njëgyp i lakuar qelqi i mbushur me zhelatinë që ka ndonjëelektrolit si, për shembull, tretësirë të sulfat kaliumit .

Për të dyja thuprat metalike (të zinkut dhe bakrit) lidhpërçues elektrik. Në mesin e përçuesit vendos njëvoltmetër (ky është aparati që mat tensionin elektrik ).

Ç’ndodh?

Eksperimenti 6.2

Kombino aparaturë siç është treguar në fig. A.6.

Nëpër mbyllëset prej tape që në mesin e tyre janë të shpuara, kalonithupra grafiti (p.sh.: të baterive të vjetra).

Në gypin e lakuar vendo tretësirë klorur bakri(II) aq sa, kur në të dyskajet e gypit të vehen thuprat e grafitit (elektrodat) të jenë të zhyturapër 3 deri në 4 centrimetra në tretësirën. Pjesëmarrja e masës sëkripës në tretësirën të jetë 0,1.

___________________________

* Tretësira e kripës së pari përzihet me zhelatinë të nxehur dhe të lëngët, vendohet në gyp, hapjet etë cilit mbyllen me tampon të vatës ose me letër filtri dhe lihet që të ftohet.

157

Fig. A.7. Veprimi ibakrit në korrozionin

e zinkut

Elektrodat lidhi me burimin e rrymës njëkahëshe (në figurë është treguar me një vijë të gjatëdhe paralel me të edhe një vijë të shkurtë).

Vëzhgo sipërfaqen e thuprës së grafitit të lidhur me polin negativ të burimit të rrymëselektrike. A vëren diçka?

Me Kujdes, duke tërhequr kah vetë me dorë, nuhate ajrin mbi elektrodën që lidhet me polinpozitiv të burimit të rrymës elektrike. A ndjen një erë karakteristike frymëzënëse?

Mos nuhat duke anuar mbi gypin. Produkti i elektrolizës është helmues!

Shënoji rezultatet e vrojtimit.

A mund t’i shkruash barazimet e gjysëmreaksioneve që zhvillohen në të dy elektrodat?

Eksperimenti 6.3

Pastroje enën që u përdor në eksperimentin e mëparshëm, shpërlaji elektrodat, mandejmbushe enën me tretësirë të sulfat natriumit afër dhjetë përqindsh (në masë) ku shtohenedhe disa pika nga tretësira e indikatorit fenolftaleinë (ose edhe më mirë indikatori timolblu). Elektrodat lidhi me burimin e rrymës njëkahëshe (tensioni duhet të jetë së paku 15 V).

A vëren se ç’ndodh në katodë? A ndryshon ngjyra e tretësirës rreth katodës?

A ndodh diçka në anodë? Afroje një copëzë të drurit të ndezur pa flakë në tapën ku kalongypi i kësaj elektrode. Çka ndodh aty?

Shënoji rezultatet e vrojtimit.

Eksperimenti 6.4

Në gotë vendo tretësirë të sulfat bakrit dhe në të zhyte një fletë alumini të pastruar mirë (kjoështë katodë) dhe një fletë bakri që do të shërbejë si anodë. Të dyja fletët lidhi me burimine rrymës njëkahëshe.

Ç’ndodh në sipërfaqen e fletës së aluminit? A lirohet ndonjë gaz në anodë?

Shënoi rezultatet e vrojtimit.

A mund t’i shkruash barazimet e gjysmëreaksioneve që zhvillohen?

Ky eksperiment është i njëtë me përfitimin industrial (rafinimin) e bakrit brut.

Eksperimenti 6.5

Në epruvetë vendo acid sulfurik të holluar dhe në të hidhe njëcopë zinku të pastër. A lirohen fluska gazi?

Me një tel bakri preke copën e zinkut (fig. A.7). A vëren se pasafrimit të telit sa më intensivisht lirohen fluskat e gazit?

Cili gaz është ky?

158

BNOMENKLATURA E KOMPONIMEVE

INORGANIKE

Emërtimi i substancave të thjeshta

Kur substanca e thjeshtë është endërtuar prej njësive ndërtuese, përbërja e të cilave nukdihet me saktësi, si dhe atëherë kur këto njësi nuk paraqesin ndonjë interes, atëherë emri isubstancës së thjeshtë është vetë emri i elementit. Lista me emrat e elementeve është dhënënë Shtojcën B. Me emrin e elementit emërtohen edhe substancat e ngurta, në përëbërjen ecilave nuk marrin pjesë molekulat (të tilla janë metalet, p.sh.: alumini).

Nëse nga ana tjetër dihet përbërja e njësive ndërtuese dhe kjo theksohet, atëherë para emrittë elementit vehet parashtesa (mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, heksa-, okta-, nona-, deka-,undeka-, dodeka etj), që e tregon numrin e atomeve të elementit të dhënë në njësinëndërtuese (parashenjat e dhëna më lart tregojnë 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, dhe 12 atome tëelementit të dhënë në njësinë ndërtuese të substancës së thjeshtë).

Prefiksat (parashenjat) që përdoren janë *:

Prefiksi Domethënia Prefiksi Domethënia

mono 1 hepta 7

di 2 okta 8

tri 3 nona 9

tetra 4 deka 10

penta 5 undeka 11

heksa 6 dodeka 12

Kështu, nëse dëshirojmë të theksojmë se bëhet fjalë për substancë të thjeshtë të oksigjenittë ndërtuar prej molekulave dyatomike, do të përdorim emërtimin dioksigjen. Nga ana tjetër,për të ashtuquajturin oksigjenin nascent (ose atomik) që përbëhet prej atomeve të veçuaratë oksigjenit, emërtimi do të jetë monooksigjen, kurese ozoni që ka molekulë të përbërë prejtri atomeve O

3 do të jetë trioksigjen.

__________________________

Kuptohet, ka edhe prefiksa tjerë për numrat më të mëdhenj se 12.

159

Kur ekzistojnë modifikime alotropike, atëherë ose përdoren emërtime trivijale (si përshembull, dijamanti) ose te disa substanca të ngurta në një mënyrë theksohet struktura ekristalit (si p.sh.: sulfuri monoklinik).

Domethënë,

emrat e substancave të thjeshta ose janë të njëjtë me emrin e elementit prej atomeveprej të cilit është i ndërtuar, ose para emrit të elementit vehet prefiksi që tregonnumrin e atomeve të elementit në njësinë ndërtuese të substancës së thjeshtë, osemë në fund jepen të dhëna mbi strukturën kristalike (nëse bëhet fjalë për substancëtë thjeshtë).

Emërtimi i katjoneve dhe anjoneve njëatomike

Katjonet njëatomike emërtohen ashtu që emrit të elementit i shtohet parashtesa katjon.Nëse një element krijon më shumë se një katjon (d.m.th. nëse një element ka më shumëkatjone që midis tyre dallohen nga ngarkesa relative dhe sipas kësaj nga numri i oksidimit),në kllapë me numër romak shënohet vlera e numrit të oksidimit. Kllapa shënohet afër-ngjitas me emrin e elementit, kurse shenja + nuk shënohet.

Për elementet që kanë vetëm një vlerë të mundëshme për numrin e oksidimit (si p.sh.: temetalet alkaline dhe alkaline tokësore) vlera e numrit të oksidimit nuk shënohet.

Kështu shkruhet katjoni i bakrit(I), ose katjoni i bakrit(II), por vetëm katjoni i natriumitose katjoni i kaliumit*.

Në vend të numrit të oksidimit, mund të tregohet vlera e ngarkesës relative të katjonit. Kjobëhet ashtu që në kllapë (përsëri e bashkangjitur me emrin e elementit) me numër arab dheme shenjën +, shënohet vlera e ngarkesës relative. Domethënë, mund të shkruhen jone tëbakrit(2+), jone të aluminit(3+) etj.

Thënë shkurt:

katjonet njëatomike kanë emra të ngjashëm me emrin e elementit, me atë që nëkllapë (të shkruar bashkanjitas me emrin e elementit) mund të jepet ose vlera enumrit të oksidimit të shkruar me numra romakë, ose vlera e ngarkesës relativetë shkruar me numra arabë.

Anjonet njëatomike kanë emra të krijuar nga rrënja e emrit latin të elementit, duke shtuarprapashtësën -ur. Këto rrënjë për hidrogjenin janë hidr-, për oksigjenin oks-, për sulfurinsulf-, (por për selenin selen-), për fluorin fluor- (njësoj edhe elementet tjera halogjene) etj.Kështu p.sh.: flitet për jonet hidrure, sulfure etj. Theksi bie në rrokjen e fundit.

_______________________

* Për shkak se shenja për vlerën e numrit oksidues është shkruar me shifra romake, nuk përmbanparashenjë (+ ose –), më mirë është të bëhet fjalë për bakrin(II) katjonin, në vend për bakrin(II)jonin.

160

Domethënë,

emrat e anjoneve njëatomike përbëhen prej rrënjës së emrit të elementit në gjuhënlatine të cilës i shtohet prapashtesa -ur.

Te anjonet si edhe te katjonet në fund mund të jepet vlera e ngarkesës elektrike të anjonit(numri arab dhe shenja –).

Në mënyrë të njëjtë krijohen emrat e joneve që përbëhen prej më shumë atomeve të elementittë njëjtë, me atë ndryshim që para emrit vehet prefiksi (parashtesa) që tregon numrin eatomeve (mono-, di- etj.; këto prefikse janë të njëta me ato që përdoren në emërtimin esubstancave të thjeshta; shih faqen 158). Prefiksi mono- mund edhe të mos shkruhet, pormund edhe të shënohet në kllapë numri i oksidimit të ngarkesës relative të joneve (tëshkruar sipas parimeve të treguara më lart). Kështu, joni O

2– quhet dioksid(1–), kurse joni

O22- quhet dioksid(2–).

Emërtimi i acideve

Acidet paoksigjenike kanë emra që përbëhen prej emrit të elementit që është i lidhur mehidrogjenin. Më parë theksohet fjala acid, ndaras, mandej emri i jometalit bashkë me fjalënhidrik. Kështu p.sh.: emërtohet acidi fluorhidrik, acidi klorhidrik, suifhidrik etj).

Emrat e acideve oksigjenike mund të krijohen në disa mënyra; por njërën do ta përdorim, atëqë quhet mënyra tradicionale*.

Por, mund të përmendim se njëra pej këtyre metodave është që acidet të emërtohen njësojsi kripërat (shih faqen 161), por kripëra të hidrogjenit. Kështu, acidi nitrik mund të quhetnitrat hidrogjeni.

Sipas përdorimit tradicional për emërtimin e acideve, më parë zgjedhet një acid si ai kryesor,ku numri i oksidimit të elementit është i barabartë me numrin e grupit në sistemin periodik(sistemi i vjetër) me një ndryshim te grupi i shtatë (7 – 2 = 5). Në këtë acid emrit të elementiti shtohet prapashtesa -ik.

________________________

* Mënyra tradicionale e formimit të emërtimeve të acideve është e kufizuar te acidet e zakonshme,siç janë anto me të cilat ne njëkohësisht edhe do t’i hasim. Për acidet e tjera ekzistojnë disa mënyrasistematike të emërtimit. Ato janë më të komplikuara dhe për to nuk do të bëjmë fjalë.

161

Kështu emërtohen p.sh.: acid sulfurik, acid nitrik, acid fosforik (ndonjëherë edhe acidortofosforik) acid klorik etj. si dhe acid selenik, acid silicik (acid ortosilicik) etj.

Nëse ekziston acid me numrin e oksidimit të jometalit më të vogël se te acidi kryesor, ky acidmerr prapashtesën, -or duke shkruar veçmas fjalën acid. P.sh.: acid sulfuror, acid nitror,acid fosforor, acid kloror, acid selenor etj.)

Nëse ka acid me numër të oksidimit ende më të vogël, merr parashtesën hipo-, (për shembullacid hipokloror). Nëse ekziston acid ku numri i oksidimit të elementit është më i madh se teacidi me prapashtesën -ik, para emrit vehet parashtesa, per-, (psh. acid perklorik).

Ekzistojnë edhe acide që kanë emra siç janë acid dikromik, acid metafosforik, por nëmënyrën e krijimit të emrave të tyre nuk do të ndalemi.

Kështu:

acidet oksigjenike kanë emra që dalin nga emri i elemntit që e krijon acidin, dukeshtuar prapashtesën -ik, përkatësisht -or, emrit të elementit. Në disa raste përdorenedhe parashtesat (orto-, hipo-, per-, di-, meta-, etj).

Nomenklatura (emërtimi) e kripërave

Emërtimi i kripërave bëhet duke theksuar emrin e anjonit dhe veçmas emrin e katjonit.Kështu p.sh.: shkruhet klorur natriumi, sulfat hekuri(II) etj.

Në leximin e emrave theksi i adaptohet gjuhës përkatëse.

Në rastin e kripërave dyfishe, kur në formulën gjenden dy katjone, atëherë më parë theksohet(shkruhet) emri i katjonit sipas rendit alfabetik (të themi, për shembull, sulfat i kaliumnatriumit). Njësoj veprohet edhe me kripën e dyfishtë e cila në njësinë formulare ka dyanjone*,siç është rasti me hipoklorur klorur kalciumin, CaCl (OCl). Në formulat simboletshënohen sipas rendit alfabetik.

Nëse bëhet fjalë për kripërat hidrogjenike, më parë theksohet fjala hidrogjen, mandej emrii anjonit dhe në fund emri i katjonit. Sipas sugjerimeve të Unionit ndërkombëtar për kiminëaplikative (IUPAC) fjala hidrogjen shkruhet ngjitas me emrin e anjonit.

________________________

* Ky është rast mjaft i rrallë.

162

Sipas nevojës shtohen edhe prefiksa që e tregojnë numrin e katjoneve ose të anjoneve nënjë njësi të formulës. Shembuj të emërtimit të këtyre kripërave janë hidrogjenkarbonatnatriumi, NaHCO

3, dihidrogjenfosfat kaliumi, KH

2PO

4 etj.

Përkundër kësaj, kripërat hidrokside trajtohen si kripëra të dyfishta, ku ekziston anjonihidroksil OH–. Njësoj veprohet edhe me kripërat që kanë jone okside, O2–. Shembuj përemërtime të tilla janë dihidroksid karbonat dibakri, Cu

2CO

3 (OH)

2, ose klorur trihidroksil

dimangani. Mn2Cl (OH)

3. emërtimi bëhet sipas renditjes alfabetike.

Kujdes: Fjala hidroksid shkruhet vetëm me një shkronjë o, (jo hidrooksid).

Në emërtimin e kripërave që janë hidrate kristaline, fakti që kripa përmban ujë tregohetme fjalën -hidrat, me atë që në vend të vizës gjendet prefiksi që tregon numrin e molekulavetë ujit në një njësi formulare të substancës (dhe jo në substancën). Kështu, substancaCuSO

4·5H

2O është sulfat bakri(II) pentahidrat, por nuk mund të thuhet se sulfati bakrit

ka pesë molekula ujë, ose se bëhet fjalë për sulfatin e bakrit me pesë molekula uji. Paramendosa e papërfillshme do të ishte sasia e ujit nëse në një nasë të konsiderueshme të gurkalitdo të kishte vetëm pesë molekula të ujit. Kjo për qëllime praktike do të ishte sulfat bakripa ujë.

Sipas sugjerimeve të IUPAC-ut ekzistojnë mënyra tjera të emërtimit të hidrateve kristaline.

Në përgjithsi:

në emërtimin e kripërave, më parë theksohet emri i anjonit (nëse janë mëshumë atëherë renditen sipas alfabetit), mandej emri i katjonit, përkatësishttë kajoneve, përsëri sipas radhitjes së alfabetit; sipas nevojës mund të përdorenprefikse që tregojnë numrin e katjoneve ose të anjoneve në njësinë formulare;edhe formulat shkruhen sipas radhitjes alfabetike;

kur shkruhen formulat e kripërave që kanë më shumë katjone ose më shumëanjone, këto reanditen sipas reanditjes alfabetike; kjo renditje mund edhe tëjetë ndryshe nga renditja e emërtimit.

Emërtimi i oksideve dhe hidroksideve

Oksidet dhe hidroksidet emërtohen në mënyrë të njëjtë sikurse kripërat: emrit të katjonit (ikrijuar si në rastet e treguara më lart) i shtohet si parashtesë fjala oksid ose hidroksid. Sipasnevojës mund të përdoren edhe prefikset (mono-, di- etj.) që tregojnë numrin e katjoneveose anjoneve në njësinë formulare.

163

Kur përdoren prefiksat, detyrimisht përdoret dhe theksohet gjithë prefiksi. Kështu ështëedhe atëherë kur prefiksi mbaron me shkronjën a. Kështu, për shembull, shkruhet dheshqiptohet pentaoksid, dekaoksid etj. (d.m.th. jo pentoksid ose dekoksid etj.) Përjashtim ivetëm është kur thuhet monoksid (nuk thuhet monooksid).

Sipas kësaj mund të bëhet fjalë për oksid bakri(I) (ose oksid dibakri) ose dioksid karboni(përkatësisht oksid karboni(IV), për dekaoksid tetrafosfori ose për hidroksid kromi(III)përkatësisht, hidroksid kromi(3+) etj.

Domethënë,

emrat e oksideve dhe hidroksideve përbëhen nga emri i katjonit përkatës dhefjalës oksid (ose hidroksid) të shënuara ndaras.

Formulat dhe emrat e komponimeve komplekse

Sipas rregullave të IUPAC-ut, kur shkruhen formulat, pjesët e njësisë formulare që janëkomplekse veçohen duke shkruar në kllapa të mesme, ndërsa kllapat e vogla përdoren përformulat e ligandeve.

Me rëndësi është:

pjesa e formulave të komponimeve komplekse që paraqesin kompleks shkruhennë kllapa të mesme, formulat e ligandeve shkruhen në klapa të vogla, kurse numrii tyre shkruhet si indeks pas kllapave të vogla.

Nëse kompleksi ka më shumë ligande të ndryshme në formulë, më parë theksohen (sipasrendit të alfabetit) ato që janë negative, kurse pas kësaj (poashtu sipas alfabetit) ato qëjanë neutrale.

Emërtimi i komponimeve komplekse varet prej asaj se a është komponim jonik ose kompleksneutral.

Te komponimet komplekse jonike, më parë emërtohet katjoni, mandej anjoni, ashtu siçbëhet te komponimet e rëndomta.

Nëse kopmleksi është katjon, atëhere emërtimi i tij bëhet në këtë mënyrë:

së pari theksohet numri i ligandeve, pastaj emri i tyre (numri tregohet me prefiksetmono-, di-, tri- etj., kurse emri i ligandeve krijohet sipas regullave të dhëna mëposhtë);

në fund theksohet emri i elementit të cilit i takon atomi qendror (joni), dukedhënë nëse ka nevojë vlerën e numrit të oksidimit (të shkruar me numra romakënë kllapa) ose ngarkesën relative të jonit (të shkruar në kllapë me numra arabë dheshenjën +);

kllapat në të gjitha rastet shkruhen ngjitas (e jo ndaras) p.sh.: tetraaminbarkër(II)ose tetraaminbakër(2+), e jo tetraaminbakër (II) ose tetraaminbakër (2+).

164

Kështu, kur bëhet fjalë për katjonin kompleks theksohet:

në fillim numri i ligandeve;

mandej emri i tyre dhe

në fund emri i atomit qendror (përkatësisht jonit).

I tërë emri i jonit kompleks shkruhet ngjitas.

Nëse komponimi përmban anjon kompleks, emri i anjonit nxirret në këtë mënyrë:

më parë theksohet numri i ligandeve dhe emri i tyre;

vazhdohet (ngjitas!) me rrënjën e emrit* latin të elementit që është atom qendrordhe cilit i shtohet prapashtesa -at (kështu përfitohen emrat si p.sh.: ferat, kobaltat,nikolat, kuprat, argentat etj.); ose nëse ka nevojë edhe numri i oksidimit osengarkesa relative shkruhen sipas mënyrës së rëndomtë në fund.

Në rast se ka më shumë ligande, emërtimi i tyre bëhet sipas rendit alfabetik, pavarësisht abëhet fjalë për ligande neutrale ose të elektrizuara.

Mbaj mend:

te anjonet komplekse më parë shtohet numri i ligandeve dhe emri i tyre, pastajngjitas shtohet emri latin i elementit që është atom qendror, duke shtuar në fundprapashtesën -at.

I gjithë emri shkruhet ngjitas.

Nëse janë komplekse edhe anjoni edhe katjoni në pajtim me rregullat e përgjithshme, mëparë theksohet katjoni kompleks (sipas mënyrës së dhënë më lart), kurse mandej emri ianjonit kompleks (edhe ky sipas rregullave).

Nëse kompleksi është neutral, veprohet si më lart me një dallim se emri mbaron me emrin eelementit që i takon atomit qendror (eventualisht duke dhënë edhe numrin e oksidimit qëshënohet me numra romakë në kllapa).

Emrat e ligandeve nxirren në këtë mënyrë:

nëse ligandi është thërrime neutrale (molekulë), përdoren termat akua për H2O,

amin për NH3, karbonil për CO, nitrozil për NO etj. (molekulat tjera rrallë herë janë

ligande!);

nëse ligandi është thërrime me elektrizim negativ, emrit të anjonit përkatës ishtohet prapashtesa -o (p. sh. sulfito, tiosulfato, karbonato, hidrido, acetatoetj.); mund të përporen edhe emërtime pak të ndryshuara, por edhe për këto vehetprapashtesa -o (kloro, bromo, jodo, ciano, okso, hidrokso, në vend të hidrido,bromide, jodido, cianido, oksido, hidroksido), por edhe emra specialë siç janënitrozo për NO–, nitro për NO

2– etj).

______________________

* Për emërtimet e anjoneve komplekse të zhivës nuk përdoret rrënja e emrit latin për zhivë (hidranium)prej të cilës është dhënë simboli kimik për këtë element. Në vend të tij, komponimet e tilla quhenmerkurate (e jo hidrargirate).

165

Për thërrimen ujë si ligandë, nuk duhet të përdoret termi akuo (ngase nuk është thërrime eelektrizuar), kurse në emrtimin për NH

3 si ligandë detyrimisht përdoret dy herë shkronja m

(ammin, e jo amin) që të eliminohet dyshimi a bëhet fjalë për amoniak, ose ndonjë aminorganik (aminet mund të jenë ligande)!

Që t’i sqarojmë rregullat për emërtimin e komponimeve komplekse, më poshtë është dhënënjë shembull.

Të emërtohet komponimi kompleks që ka këtë formulë K[Au (Cn)4].

Komponimi, është krijuar prej katjoneve të kaliumit dhe anionit kompleks, prandaj emërtimifillon me fjalën kalium, e mandej i shtohet emri i anionit kompleks.

Emri i anionit nxirret kështu:

pasi numri i ligandeve është 4, emërtimi do të fillojë me tetra-;

pasi ligande janë anionet cianure, emërtimi do të vazhdojë me ciano-;

pasi bëhet fjalë për anionin kompleks të arit (ose latinisht, aurum) emërtimi do të mbarojë me -aurat.

Nëse dëshirojmë të shënojmë edhe vlerën e numrit të oksidimit të arit, këtë duhet ta njehsojmë.Për shkak se ligandet e cianurit janë anjone të HCN, ngarkesa relative e tyre është 1- dhesipas kësaj edhe numri i oksidimit -1. Tani është e lehtë të shihet se numri i oksidimit të aritështë +3. Domethënë, shuma e numrave të oksidimit për të gjitha njësitë ndërtuese tëkomponimit duhet të jetë e barabartë me zero. Numri i oksidimit të kaliumit dihet se është +1dhe prej këtu vlerën e numrit të oksidimit të arit e shënojmë me x, atëherë do të dalë +1 + x+ 4 · (-1) = 0, d.m.th. x = + 3.

Emri i plotë i komponimit kompleks, sipas kësaj, do të jetë tetracianoaurat(III) kaliumi.

Për nxjerrjen e emrave të komponimeve tjera inorganike nuk do të bëjmë fjalë.

166

C

Gjatësia

Masa

Koha

Rryma elektrike

Temperatura termodinamike

Sasia e substancës

Intensiteti idritës

l

m

t

i

T

n

Iv

metër

kilogram

sekondë

amper

kelvin

mol

kandelë

m

kg

s

A

K

mol

cd

Fuqia

Shtypja

Energjia

Dendësia

F

P

E

njutën

paskal

xhul

kilogram nëmetër kub

N

Pa

J

kg m-3

kg m s-2

N/m2 = kg m-1 s-2

N m = kg m2 s-2

kg m-3

TABELAT

1. NËSITË THEMELORE SI

Madhësia fizike Njësia

Emri Shenja Emri Shenja

2. DISA NJËSI TË SAJUARA SI

Emri i Simboli i Emri i Simboli i Përkufizim madhësisë madhësisë njësisë njësisë i njësisë

167

3. PREFIKSAT QË PËRDOREN NË SISTEMINNDËRKOMBËTARE TË NJËSIVE

Vlera Emri Shenja Vlera Emri Shenja

10-24

10-21

10-18

10-15

10-12

10-9

10-6

10-3

10-2

10-1

jokto

zepto

ato

femto

piko

nano

mikro

mili

centi

deci

y

z

a

f

p

n

m

c

d

1024

1021

1018

1015

1012

109

106

103

102

101

jota

zeta

eksa

peta

tera

giga

mega

kilo

hekto

deka

Y

Z

E

P

T

G

M

k

h

da

4. EMRAT, SIMBOLET DHE MASAT ATOMIKE RELATIVE TËELEMENTEVE KIMIKE

azot

ajnshtajnium

alumin

aktinium

nitrogenium

einsteinium

aluminium

actinium

N

Es

Al

Ac

7

99

13

89

14,01

(254)

26,98

(227)

Emri shqip Emri latin Simboli Z Ar

168

Emri shqip Emri latin Simboli Z Ar

americium

antimoni

argon

arsen

astat

bakër

barium

berilium

berklium

bismuth

bor

borium

brom

vanadium

hidrogjen

volfram

gadolinium

galium

germanium

disprozium

dubnium

erbium

evropium

hekur

merkur

ari

indium

iridium

iterbium

itrium

americium

stibium

argon

arsenicum

astatium

cuprum

barium

berylium

berkelium

bismuthum

borum

bohrium

bromum

vanadium

hydrogenim

wolfram

gadolinium

gallium

germanium

dysprosium

dubnium

erbium

europium

ferrum

hydrargyum

aurum

indium

iridium

yterbium

ytrrium

Am

Sb

Ar

As

At

Cu

Ba

Be

Bk

Bi

B

Bh

Br

V

H

W

Gd

Ga

Ge

Dy

Db

Er

Eu

Fe

Hg

Au

In

Ir

Yb

Y

95

51

18

33

85

29

56

4

97

83

5

107

35

23

1

74

64

31

32

66

105

68

63

26

80

79

49

77

70

39

(243)

121,75

39,95

74,92

(210)

63,54

137,34

9,01

(247)

208,98

10,81

(262)

79,91

50,94

1,01

183,85

157,25

69,72

72,59

162,50

(262)

167,26

151,35

55,85

200,59

196,97

114,82

192,2

173,04

88,90

169

Emri shqip Emri latin Simboli Z Ar

karbon

jod

kadmium

kallaj

kalium

kalifornium

kalcium

kirium

oksigjen

kobalt

kripton

ksenon

lantan

litium

lorencium

lutecium

magnezium

majtnerium

mangan

mendelevium

molibden

natrium

neodium

neon

neptunium

nikel

niobium

nobelium

plumb

osmium

paladium

carboneum

iodum

cadmium

stannum

kalium

californium

calcium

curium

oxygenium

cobalt

krypton

xenon

lanthanium

lithium

lawrencium

lutetium

magnesium

maitnerium

manganium

mendelevium

molybden

natrium

neodymium

neon

neptunium

niccolum

niobium

nobelium

plumbum

osmium

palladium

C

I

Cd

Sn

K

Cf

Ca

Cm

O

Co

Kr

Xe

La

Li

Lr

Lu

Mg

Mt

Mn

Md

Mo

Na

Nd

Ne

Np

Ni

Nb

No

Pb

Os

Pd

6

53

48

50

19

98

20

96

8

27

36

54

57

3

103

71

12

109

25

101

42

11

60

10

93

28

41

102

82

76

46

12,01

126,90

112,40

118,69

39,10

(251)

40,08

(247)

16,00

58,93

83,80

131,30

138,91

6,94

(257)

174,97

24,31

(266)

54,94

(256)

95,94

22,99

144,24

20,18

(237)

58,71

92,91

(254)

207,19

190,2

106,4

170

Emri shqip Emri latin Simboli Z Ar

____________________________

* Zakonisht te ne ky element quhet titan. Me të drejtë do të duhej të quhet titanium.

platina

plutonium

polonium

prazeodium

prometeum

protactinium

radium

raderfordium

radon

renium

rodium

rubidium

ruthenium

samarium

selen

sibogium

silicium

skandium

stroncium

argjend

sulfur

talium

tantal

telur

terbium

tehnecium

titan(ium) *

torium

platinum

plutonium

polonium

praseodymium

promethium

protactinium

radium

rutherfordium

radon

rhenium

rhodium

rubidium

ruthenium

samarium

selenum

seaborgium

silicium

scandium

strontium

argentum

sulphur

thallium

tantalum

tellurium

terbium

technetium

titanium

thorium

Pt

Pu

Po

Pr

Pm

Pa

Ra

Rf

Rn

Re

Rh

Rb

Ru

Sm

Se

Sg

Si

Sc

Sr

Ag

S

Tl

Ta

Te

Tb

Tc

Ti

Th

78

94

84

59

61

91

88

104

86

75

45

37

44

62

34

106

14

21

38

47

16

81

73

52

65

43

22

90

195,09

(242)

(210)

140,91

(147)

(231)

(226)

(261)

(222)

186,2

102,90

85,47

101,07

150,35

78,96

(263)

28,09

44,96

87,62

107,87

32,06

204,37

180,95

127,60

158,92

(99)

47,90

232,04

171

Emri shqip Emri latin Simboli Z Ar

talium

ununbium

ununnilium

unununium

uran

fermium

fluor

fosfor

francium

hasium

hafnium

helium

klor

holmium

krom

cezium

cerium

zink

cirkonium

thulium

ununbium

ununnilium

unununium

uranium

fermium

fluorum

phosphorus

francium

hassium

hafnium

helium

chlorum

holmium

chronium

caesium

cerium

zincum

circonium

Tm

Uub

Uun

Uuu

U

Fm

F

P

Fr

Hs

Hf

He

Cl

Ho

Cr

Cs

Ce

Zn

Zr

69

112

110

111

92

100

9

15

87

108

72

2

17

67

24

55

58

30

40

168,93

238,04

(253)

19,00

30,97

(223)

(265)

178,49

4,00

35,45

164,93

52,00

132,90

140,12

65,37

91,22

Vërejtje: Masat atomike relative janë dhënë me dy decimale. Numrat në klapa tregojnëmasat atomike relative të izotopit më stabil.

172

173

INDEKSI ALFABETIK

Acidet 69, 74

Acidi azotik 133

Acidi azotik, përfitimi 134

Acidi azitik, përdorimi 135

Acidi azotik, vetitë 135

Acidi nitrik 133

Acidi sulfurik 129

Acidi sulfurik, përfitimi 131

Acidi sulfurik, përdorimi 131

Acidi silfurik, vetitë 130

Akti elementar itransforimit kimik 11

Akumulatorët 112

Akumulatori i plumbit 112

Amoniaku 121

Amoniaku, përfitimi 124

Amoniumi hidronik 121

Amfiprotolitët 73

Anoda 108

Areniusi, Svatie 71

Arritja e reaksionit 8

Azoti, oksidet 132

Barazimet fotokimike 44

Barazimet termokimike 23

Bakri, përfitimi dhe pastrimi 142

Bakri, elektrolitik 143

Bakri, gjetja në natyrë 137

Bakri, lëndë e parë 142

Bakri, vetitë dhe përdorimi 138

Barazimet, termokimike 23

Bazat 70, 74

Bojli, Roberti 70

Bojli, Karli 125

Brenshtedi, Johanesi 71

Bronzi 139

Galvani, Luixhi 107

Galvanizimi 115, 119

Galvanostegjioni 115

Galeniti 137

Drejpeshimi 52

Drejtpeshimi, dinamik 53

Drejtpeshimi, zhvendosja 58

Drejtpeshimi, kimik 47, 53

Drejtpeshimi, heterogjen 64

Drejtpeshimi, protolitik 77

Dioksidi sulfurik 129

Efektet e nxehtësisë 21

Energjia e brendshme 19

Elementi i Danielit 109

Energjia e Gjipsit 50

174

Energjia e Gjipsit, reaksione 53

Elementet galvanike 109

Elementi i Voltës 111

Eloksimi 119

Emajlizioni 119

Elektroliza 105, 115

Elementet elektrokimike 108

Elementi, i Voltës 111

Elementi, i Danielit 109

Elementet, galvanike 109

Elementet, elektrokimike 108

Elementi i thatë i Lenklansheut 111

Energjetika e rekasioneve kimike 18

Energjia 18

Energjia e aktivacionit 37

Energjia, e brendshme 19

Energjia, e Gjipsit 50

Energjia, kinetike 18

Energjia, potenciale 18

Energjia e reaksionit 22

Entalpia 19

Entalpia, reaksione 22

Entripia 50

Enzimet 43

Fotacioni 142, 143

Fotosinteza 45

Haberi, Frici 124

Halkozini 137

Halkopiriti 137

Halkopiriti, flotacioni 142

Hidroliza 82

Hidronet 72Indikatorët 70

Inhibitori 38

Jonet hidrogjenike 72

Kahu i reaksionit 9

Kalorimetri 21

Kataliza 38

Kataliza, heterogjene 40

Kataliza, homogjene 39

Katalizatori 38

Katoda 108

Kovelini 137

Komplekset, ammine 122

Konventori 41

Konstanta e drejtpeshimit kimik 56

Konstanta e drejtpeshimit kimik,ndikimi i presionit 60

Konstanta e drejtpeshimit kimik,ndikimi i temperaturës 60

Kompleksi i aktivizuar 34

Komplekset aminike 122

Koordinata e reaksionit 36

Korrozioni 117

Korrozioni, elektrokimik 118

Korrozioni, mbrojtës 119

Korrozioni, kimik 118

Korrozioni i imetaleve 117

Kupriti 137

Mahaliti 137

Mbrojtja nga korrozioni 119

Mesingu 139

Mjedisi acidik 79

175

Mjedisi bazor 79

Mjedisi neutral 79

Mjetet oksiduese 89

Mjetet reduktuese 89

Natrium hidroksidi - përfitimi 127

Ndeshjet, teoria 33

Ndryshku 117

Neutralizimi, reaksioni 14,68

Nitrobenzini 136

Nitroceluloza 136

Nxehtësia 20

Numrat oksidues 91

Numrat oksidues dheemërtimi i komponimeve 95

Lavoazje 71

Lauri, Tomas 71

Leklanshe, Zhorzh 111

Lë Shatelje, parimi 63

Oksidimi 85, 87

Oleumi 129

Ostvaldi, Vilhemli 134

Parimet e Lë Shatelje dhe Braunit 58

Pehametri 81

Plumbi, fitimi dhe pastrimi 143

Plumbi, gjetja në natyrë 137

Plumbi, vetitë dhe përdorimi 140

Proceset ekzoterme 20

Proceset endoterme 20

Proceset elektromekanike 105

Proceset redoks elektrokimike 106

Proceset protilitike 67

Proceset, e Ostvaldit 134

Proceset, Haber-Boshit 125

Proceset, ekzoterme 20

Proceset elektromekanike 105

Proceset, endoterme 20

Proceset, protolitike 67

Proceset, kimike 5

Produktet (e reaksionit) 7

Prodhimi jonik i ujit 78

pH 80

Protoni 72

Protoni, shkëmbimi 72

Proton-akceptori 73

Proton-donori 73

Protilitët 69

Protilitët, e fortë 73

Protolitët, e dobët 73

Reaktantët 7

Reaksionet, autoprotolitike 77

Reaksionet, jonike 67

Reaksionet e këmbimit 15

Reaksionet e kondensimit 16

Reaksionet e pakthyeshme 10

Reaksionet e polimerizimit 17

Reaksionet e polikondensimit 17

Reaksionet kthyese 10

Reaksionet e komponimit 12

Reaksionet, e pakthyeshme 10

Reaksionet, e kthyeshme 10, 54

176

Reaksionet, protolitike 73

Reaksionet kimike 5

Reaksionet kinetike dhe kimike 27

Reaksionet kimike, klasifikimi 10

Reaksionet oksiduese-reduktuese, barazimet 100

Reaksionet oksiduese-reduktuese të barazimeve 103

Reaksionet e zbërthimit 14

Reaksioni i energjisë së Gjipsit 53

Reaksioni i neutralizimit 24

Redoks proceset 88

Reaksionet protolitike 73

Reduktimi 88

Sfaleriti 137

Sistemet 47

Sistemi, i mbyllur 48

Sistemi, i izoluar 48

Sistemi, reagues 7

Teoria e kompleksit të ativuar 34

Teoria e përplasjeve 33

Tetraetilplumbi 142

Treguesi i hidrogjenit 80

Trinitrotolueni 136

Trioksidi sukfurik 129

Celulat djegëse 113

Celula kristalore 141

Ura elektrolitike 143

Vargu elektrokimik i metaleve 96

Volta, Aleksandro 111

Shkëmbimi i protoneve 72

Shpejtësia e ndryshimittë koncentrimit 28

Shpejtësia e konversionit 27

Shpejtësia e reaksionit kimik 27

Shtylla e Voltës 111

Zhvendosja e baraspeshës 58

177

PËRMBAJTJA

Parathënie ............................................................................................. 3

1. HYRJE NË PROCESET KIMIKE .......................................................5

PROCESET KIMIKE - BAZA E KIMISË ............................................. 5

Proceset kimike quhen reaksione kimike ........................................... 5

Reaktantët dhe produktet .................................................................. 7

Kahu i rrjedhjes së rekaksioneve kimike ........................................... 9

KLASIFIKIMI I REAKSIONEVE KIMIKE .......................................... 10

Klasifikimi gjithmonë është i dobishëm ............................................. 10

Mundësitë tjera për klasifikimin e reaksioneve kimike ..................... 12

Reaksionet e komponimit ................................................................. 12

Reaksionet e zbërthimit .................................................................... 14

Reaksionet e këmbimit ...................................................................... 15

Rekasionet e kondensimit .................................................................. 16

Reaksionet e polimerizimit dhe të polikondensimit .......................... 17

ENERGJETIKA E REAKSIONEVE KIMIKE ..................................... 18

Energjia, energjia e brendshme, entalpia ......................................... 18

Energjia mund të pranohet dhe të dorëzohet ................................... 20

Efekti termik ............................................................................... 21

Barazimet termokimike .................................................................... 23

2. KINETIKA E REAKSIONEVE KIMIKE ................................. 27

KUPTIMET THEMELORE ................................................................... 27

Shpejtësia e reaksioneve kimike ....................................................... 27

Shpejtësia e ndryshimit të përqëndrimit .......................................... 28

Nga se varet shpejtësia e reaksionit? ............................................ 29

Ndikimi i përqëndimit ........................................................... 30

Ndikimi i temperaturës .................................................................... 31

178

TEORIA E PËRPLASJEVE DHETEORIA E KOMPLEKSIT AKTIV .......................................................32

Teoritë e kinetikës së kimisë ............................................................ 32

Teoria e përplasjeve ......................................................................... 33

Teoria e kompleksit aktiv ................................................................. 34

KATALIZA ........................................................................................ 38

Katalizatorët....................................................................................... 38

Karakteristikat e katalizatorëve ........................................................ 38

Mekanizmi i veprimit të katalizatorëve ............................................ 39

Rëndësia e katalizatorëve ................................................................ 41

Kataliza me enzime ........................................................................... 43

Reaksionet fotokimike ....................................................................... 44

3. DREJTPESHIMI KIMIK ............................................................ 47

SISTEMET – LLOJET DHE VETITË ................................................. 47

Sistemet .............................................................................................. 47

Kahu i rrjedhjes spontane të proceseve .......................................... 48

Zhvillimi spontan i reaksioneve kimike ......................................... 51

Drejtpeshimi ...................................................................................... 52

Drejpeshimi kimik .............................................................................. 52

Reaksionet kthyese ............................................................................ 54

Konstanta e drejtpeshimit kimik ........................................................ 56

Zhvendosja e drejtpeshimit ................................................................ 58

Ndikimi i temperaturës dhe ipresionit ndaj drejtpeshimit kimik ..................................................... 60

Parimi i Lë Shatelje dhe Braunit ...................................................... 63

Drejtpeshimi heterogjen ..................................................................... 64

4. PROCESET PROTOLITIKE ....................................................... 67

REAKSIONET JONIKE ..................................................................... 67

Reaksionet e elektrolitëve në tretësirat ujore janë jonike .......... 67

179

Kushtet kur reaksionet jonike shkojnë deri në fund ....................... 68

PROTOLITËT .................................................................................... 69

Cilat substanca i quajmë acide, e cilat baza? .................................. 70

Këmbimi i protolitëve ....................................................................... 72

Protolitët e fortë dhe të dobët ........................................................... 73

Acidet dhe bazat sipas teorisë së Brenshted dhe Laurit .................... 74

Në sistem duhet të ketë edhe acid edhe bazë ..................................... 75

Drejtpeshimet protolitike ................................................................... 77

AUTOPROTOLIZA DHE pH ............................................................ 77

Reaksionet autoprotolitike ................................................................ 77

Treguesi hidrogjenik (pH) ............................................................... 80

HIDROLIZA ......................................................................................... 82

Edhe hidroliza është proces protolitik ............................................. 82

Të gjithë kripërat nuk hidrolizojnë ................................................. 83

5. PROCESET OKSIDO-REDUKTUESE ................................... 85

PROCESET REDOKSE ........................................................................ 85

Oksidimi nuk është vetëm komponim me oksigjenin ......................... 85

Redoks proceset ................................................................................. 88

Mjetet oksiduese dhe reduktuese ...................................................... 89

Numrat e oksidimit ........................................................................... 91

Në redoks proceset disa numra oksidues ndryshojnë ...................... 93

Numrat oksidues dhe emërtimi i oksideve,

hidroksideve dhe kripërave ............................................................... 95

Reaksionet e metaleve me acide;rendi elektrokimik i metaleve ........................................................... 96

BARAZIMET E REAKSIONEVE OKSIDO-REDUKTUESE ............ 100

Edhe redoks reaksionet tregohen me barazime kimike ................... 100

Numri i elektroneve të dorëzuara duhet të jetë i njëjtëme ato të elektroneve të pranuara ................................................... 101

Barazimi i barazimeve të redoks-reaksioneve ................................... 103

180

6. PROCESET ELEKTROKIMIKE ..................................................... 105

PROCESET ELEKTOKIMIKE .............................................................. 105

Elektrokimia dhe proceset elektrokimike ........................................... 105

Redoks proceset elektrokimike ......................................................... 106

GALVANI DHE KOFSHAT E BRETKOSËS .............................................. 108

ELEMENTET GALVANIKE .................................................................. 109

Elementet galvanike ........................................................................... 109

Elementet galvanike me rëndësi praktike ..........................................110

Akumulatorët ..................................................................................... 112

Qelitë që mund të digjen ................................................................ 113

ELEKTROLIZA ................................................................................... 114

Proveset e elektrolizës ....................................................................... 114

Galvanizimi ........................................................................................ 115

KORROZIONI I METALEVE ................................................... 117

Korrozioni ...................................................................................... 117

Të mbrojturit e metaleve nga korrozioni ........................................ 118

7. REAKSIONET KIMIKE NË INDUSTRI ..................................... 121

HIDROKSIDI I AMONIT DHE HIDROKSIDI I NATRIUMIT ........... 121

Reaksionet kimike – bazë e industrisë............................................... 121

Amoniaku dhe hidroksidi i amonit – ndërtimi dhe vetitë ......................121

Amoniaku – përfitimi ........................................................................ 124

Amoniaku dhe hidroksidi i amonit – përdorimi .............................. 126

Hidroksidi i natriumit – ndërtimi, vetitë dhe përdorimi ..............126

Hidroksidi i natriumit – përfitmi ....................................................... 127

ACIDI SULFURIK DHE ACIDI NITRIK ........................................... 129

Oksidet dhe acidet e sulfurit ........................................................... 129

Acidi sulfurik – vetitë ....................................................................... 130

Acidi sulfurik – përfitimi dhe përdorimi .......................................... 131

181

Oksidet dhe acidet oksigjenike të azotit ........................................ 132

Acidi nitrik – përfitimi ..............................................................134

Acidi nitrik – vetitë dhe përdorimi ................................................... 135

BAKRI DHE PLUMBI ......................................................................... 137

Vendgjetja në natyrë ....................................................................... 137

Vetitë dhe përdorimi ..................................................................... 138

Përfitimi dhe pastrimi ...................................................................... 142

SHTOJCA ............................................................................................. 147

A. EKSPERIMENTET ........................................................................ 149

B. NOMENKLATURA E KOMPONIMEVE INORGANIKE ............... 158

Emërtimi i substancave të thjeshta .................................................... 158

Emërtimi i katjoneve dhe anjoneve njëatomike ............................... 159

Emërtimi i acideve ............................................................................. 160

Nomenklatura (emërtimi) e kripërave ........................................... 161

Emërtimet e oksideve dhe hidroksideve ......................................... 162

Formulat dhe emrat e komponimeve komplekse ........................... 163

C. TABELAT ................................................................................... 166

1. NJËSITË THEMELORE SI ............................................................. 166

2. DISA NJËSI TË SAJUARA SI .................................................. 166

3. PREFIKSAT QË PËRDOREN NË SISTEMINNDËRKOMBËTAR TË NJËSIVE ....................................................167

4. EMRATT, SIMBOLET DHE MASATRELATIVE ATOMIKE TË ELEMENTEVE KIMIKE ....................... 167

INDEKSI ALFABETIK ........................................................................ 173

PËRMBAJTJA ....................................................................................... 177

Akcionersko dru{tvo za izdavawe u~ebnici i nastavni sredstva Prosvetno delo- Skopje, ul, „Dimitrie ^upovski” br. 15, Gradski yid, blok 4 * Za izdava~ot: m-rPavle Petrov, generalen direktor * Prof. d-r Bojan [optrajanov: HEMIJA zaII godina za reformiranoto gimnazisko obrazovanie * Prevod: Burhanxaid Nebiu* Lektor-korektor: Refail Sulejmani * Tehni~ki urednik: Novko Gruevski *Kompjuterska podgotovka: Solidar Sulejmani * Rakopisot e predaden vo pe~atvo avgust 2015 godina. Pe~ateweto e zavr{eno vo avgust 2015 godina. Obem: 184stranici. Format: 17 h 24 cm. Tira`: 200 primeroci. Knigata e otpe~atena vope~atnicata „Napredok” - Tetovo.

Shoqata aksionare e botimit të teksteve dhe të mjeteve mësimore Prosvetno dello, Rr.„Dimitrie Çupovski” nr. 15. Gradski xid, blloku 4 * Për botuesin: Mr. Pavle Petrov,drejtor gjeneral * Prof. dr. Bojan Shoptrajanov: KIMIA për vitin II të gjimnazit tëreformuar * Përkthyes: Burhanxhaid Nebiu * Lektor-korrektor: Refail Sulejmani *Redaktor teknik: Novko Gruevski * Përgatitja kompjuterike: Solidar Sulejmani *Dorëshkrimi u dorëzua në shtyp në gusht 2015. Libri doli nga shtypi në gusht 2015.Madhësia: 184 faqe. Formati: 17 x 24 cm. Tirazhi: 200 kopje. Libri u shtyp nështypshkronjën „Napredok” - Tetovë.