SVEUČILIŠTE U MOSTARUAGRONOMSKI I PREHRAMBENO-TEHNOLOŠKI FAKULTET

Opći smjerDODIPLOMSKI STUDIJ

KEMIJA(opća, anorganska i organska)

Dr.sc. Anita Ivanković, docent

Broj ECTS bodova: 6

Ukupno sati izravne nastave: 30 (P) i 30 (V)

Uvjeti za dobivanje potpisa:

Sudjelovanje na predavanjima 70% i vježbama 100%

Način polaganja ispita: pismeno i usmeno

Literatura: 1. I. Filipović, S. Lipanović: Opća i anorganska

kemija, Školska knjiga, Zagreb 1988 (i sva kasnija izdanja)

2. H. S. Pine: Organska kemija, Školska

knjiga, Zagreb 1994 3. M. Sikirica: Stehiometrija, Školska knjiga,

Zagreb 1988 (i sva kasnija izdanja)

Literatura

I) A. Habuš i V. Tomašević: OPĆA KEMIJA 1 (udžbenik za I razred gimnazije); Profil, Zagreb, 1998.

II) D. Nöthing Hus i M. Herak: OPĆA KEMIJA 2 (udžbenik za Ii razred gimnazije); Školska knjiga, Zagreb, 1999.

III) M. Tkalčec, B. Borovnjak Zlatarić i A. Peterski: ANORGANSKA KEMIJA (udžbenik za III razred gimnazije); Školska knjiga, Zagreb, 1998.

IV) M. Sikirica i B. Korpar Čolig: ORGANSKA KEMIJA (udžbenik za IV razred gimnazije); Školska knjiga, Zagreb, 2004.

Što je kemija i što izučava kemija?

• Znanost koja se bavi proučavanjem prirode, tj. prirodnih pojava nazivamo prirodnom znanošću.

• Kemija je prirodna znanost koja proučava tvari od kojih je sastavljen svemir, ispituje njihov sastav, svojstva i građu te istražuje promjene tvari nastale kemijskom reakcijom.

Kemijske i fizičke promjene

• Fizičke promjene

Pri fizičkim promjenama ne mijenja se kemijski sastav tvari

(primjer: H2O – s, l, g)

• Kemijske promjene

Pri kemijskim promjenama mijenja se sastav tvari

(primjer: zagrijavanje Mg žice)

2Mg + O2 → 2 MgO

Materija, masa i energija– Svemir je sastavljen od materije koja je neprestano u

gibanju.

Materija

Čestice(elementarne i složenije)

Polje sila(gravitac., elektromagnetno,

jako i slabo nuklearno)

Masa Energija

Oba su oblika čvrsto povezana međusobnom pretvorbom, a njihov odnos je matematički izražen Einsteinovom jednadžbom ekvivalencije mase i energije (Albert Einstein, 1905. g.):

E = mc2

TVARI I PROMJENE TVARI

Bilo koji stupanj organizacije (sređenosti) materije naziva se tvar ili supstancija.

Tvari izgrađuju svijet koji nas okružuje , a prepoznaju se po njima znakovitim svojstvima.

Izvori tvari:- Zemljina kora

- Voda

- Zrak

- Biljke

• Pojam TVAR govori o homogenosti građe tijela.

• Homogene tvari su npr. zlato, natrijev klorid, otopina modre galice

a) Čiste tvari – homogene tvari točno određenog i stalnog kemijskog sastava i drugih karakterističnih konstantnih svojstava. Npr. čisto Fe - ρ = 7.86 gcm-3; Tt = 1535oC; mekano je i magnetično itd.

b) Homogene smjese ili otopine su homogene tvari sastavljene od smjese čistih tvari (morska voda, otopina šećera, alkohola itd.). Homogenim smjesama pripadaju i tzv. čvrste ili kristalne otopine (zlato za nakit čvrsta je otopina srebra u zlatu) i plinske smjese (zrak).

• Heterogene smjese

• mlijeko (voda, masnoća, kazein)

• granit (kremen, glinenac, tinjac)

Tvari

Smjese Čiste tvari

Homogene Heterogene Homogene

Spojevi(različiti atomi)

Elementarne tvari(istovrsni atomi)

Metali

Nemetali

PODJELA TVARI

RASTAVLJANJE TVARI NA ČISTE TVARI

Smjese Čiste tvari

Spojevi Elementarne tvari

razdvajanje fizičkim postupcima

razdvajanje kemijskim postupcima

Fizički postupci rastavljanja smjesa: sedimentacija, centrifugiranje, filtracija, prosijavanje, ispiranje, kromatografija

Fizički postupci rastavljanja otopina: destilacija, sublimacija, kristalizacija

• Glavni tipovi kemijskih promjena: Sinteza: 2Mg(s)+O2(g) → 2MgO(s)

Analiza: 2HgO(s) → 2Hg(l)+O2(g)

Jednostruka zamjena: Zn(s)+H2SO4(aq) → ZnSO4(aq)+H2(g)

Dvostruka zamjena: Na2SO4(aq)+BaCl2(aq) → BaSO4(s)+2NaCl(aq)

Čiste tvari do kojih se došlo kemijskim ili fizikalnim putem su kemijski spojevi ili elementarne tvari koje imaju karakteristična svojstva:

• gustoća • vrelište

• tvrdoća • topljivost

• talište • vodljivost

• Elementarne tvari se uobičajenim kemijskim i fizičkim metodama ne mogu dalje rastaviti.

Elementarne tvari i spojevi sastavljeni su od atoma kemijskih elemenata.

Atom je najsitnija čestica neke tvari koja još zadržava sva svojstva te tvari.

• LITOSFERA – maseni udio elemenata• Kisik (O) 46,5 %• Silicij (Si) 28 %• Aluminij (Al) 8 %• Željezo (Fe) 5 %• Kalcij (Ca) 3,5 %• Natrij (Na) 3 %• Kalij (K) 2,5%• Magnezij (Mg) 2 %• Svi ostali elementi 1,5 %

Zakoni kemijskog spajanja po masi

1. Zakon o održanju mase

2. Zakon stalnih omjera masa

3. Zakon umnoženih omjera masa

4. Zakon spojnih masa

pokus: - zagrijavanje kositra u

zatvorenoj posudi

nakon reakcije kositra s kisikom masa

reakcijske smjese je ista

ZAKON O ODRŽANJU MASE – pri kemijskoj reakciji ukupna masa tvari koje reagiraju ostaje nepromijenjena A.L.Lavoisier (18.st.)

2Sn + O2 → 2SnO reaktanti produkt

• A.Einstein: Teorija relativnosti (1905.)

• ZAKON EKVIVALENTNOSTI MASE I ENERGIJEE = m x c2

• E = energija (J – Joule) [1 cal = 4,17 J]• m = masa (kg) • c = brzina svjetlosti 2,998 x 108 m/s (3 x 108 m/s)

• Prema Einsteinovoj jednadžbi ekvivalencije mase i energije, mora pri svakoj kemijskoj reakciji u kojoj dolazi do promjene energije, doći i do odgovarajuće promjene mase.

• Zakon o održanju materije – za potpuno zatvoreni reakcijski sustav vrijedi da je ukupna masa i energija stalna.

• Npr. analiza čiste vode uvijek pokazuje 88,81% kisika + 11,19% vodika tj.

100g vode → 88,81g kisika + 11,19g vodika

Ako u reakciji dobivanja vode reakcijom vodika i kisika, imamo suvišak bilo kojeg od elemenata, taj element će jednostavno ostati nepotrošen uz nastalih 100 grama vode.

ZAKON STALNIH OMJERA MASA – “određeni kemijski spoj uvijek sadrži iste kemijske elemente spojene u stalnom omjeru masa” (J. Proust, 18. st.).

Primjer : 5 dušikovih oksida –N2O 57 g kisika 100 g dušika NO 114 g kisika 100 g dušika N2O3 171 g kisika 100 g dušika NO2 228 g kisika 100 g dušika N2O5 285 g kisika 100 g dušika 1:2:3:4:5

ZAKON UMOŽENIH OMJERA MASA – “kada dva elementa tvore više nego jedan kemijski spoj, onda su mase jednog elementa u jednostavnim umnoženim omjerima (1:2:3 …) s masom drugog elementa” (J. Dalton, 19. st.)

Npr. 1 g vodika spaja se s 3 g ugljika u metan, a s 8 g kisika u vodu.Dakle, 3 g ugljika moraju reagirati s 8 g kisika.Stvarno, tako nastaje CO2!

Mase elementarnih tvari koje ulaze u međusobne kemijske reakcije nazivaju se spojnim masama (ili ekvivalentnim masama).

- uveo je naziv STEHIOMETRIJA

ZAKON SPOJNIH MASA – “Mase dviju elementarnih tvari koje reagiraju s nekom trećom elementarnom tvari, iste mase reagiraju i međusobno, a isto tako i s nekom četvrtom tvari jednake i određene mase” (J.B. Richter, 18. st.).

Zakoni kemijskog spajanja po volumenu

1. Gay-Lussacov zakon spojnih volumena

2. Avogadrov zakon

K: 4H2O + 4e- → 2H2 + 4OH–

A: 4OH– – 4e- → O2 + 2H2O 2H2O → 2H2 + O2

Volumeni plinova koji međusobno reagiraju ili nastaju kemijskom reakcijom odnose se kao mali cijeli brojevi kada su mjerenja obavljena pri stalnom tlaku i temperaturi (J. L. Gay-Lussac, 1808. g.).

Avogadrova hipoteza:Plinovi jednakog volumena pri istoj temperaturi i tlaku sadrže isti broj molekula.Iz Avogadrovog zakona mogu se izvući 2 važna zaključka:

1. Ako plinovi istog volumena sadrže isti broj molekula, onda se mase plinova jednakog volumena odnose kao

mase molekula tih plinova, odnosno kao Mr tih plinova.

2. Ako različiti plinovi istog volumena sadrže isti broj molekula,onda, i obratno, isti broj molekula bilo kojeg plina zauzima uidentičnim fizičkim uvjetima isti volumen.

Molarni volumen (Vm0); Vm

0 = 22,4 dm3 mol-1

Najmanje čestice nekog plina nisu slobodni atomi, već skupine malog broja atoma koje je Avogadro nazvao molekulama (lat.molliculus = sitan) (A.

Avogadro, 1811. g.).