PRIPREMNA NASTAVA IZ HEMIJE ZA MEDICINSKI FAKULTET U BEOGRADU

Literatura:1. knjiga iz svake godine za prirodni smer (sve što je obeleženo kurzilom biće na prijemnom)2. 2 zbirke pitanja3. zbirka Medicinskog fakulteta4. informator.

Predavač: Radosavljević Branimir – Hemija u medicini

Zapisivati što više. Učiti po knjigama i po zbirci. Kako se uči? PIŠUĆI što više. Učiti takođe LOGIČKI.Sve možemo da pitamo („nema glupih pitanja“). Učiti i kod kuće. Koristiti vizuelno pamćenje.

I ATOMSKA STRUKTURA I PERIODNI SISTEM ELEMENATA

Masa atoma – čini je jezgro (nucleus) koje je sastavljeno od protona i neutrona.NUKLEONI – broj protona i neutrona.Z – atomski redni broj (broj protona)N – broj neutronaA – maseni broj (zbir protona i neutrona), tj. nukleoni

Masa elektrona je zanemarljiva. Broj p+ = e –

IZOTOPI – atomi istog elementa; isti redni broj, a različit maseni (isti proj p+, a različit broj no).Pr. protijum (vodonik), deuterijum, tricijum.IZOBARI – atomi takođe; isti maseni, a različit redni broj.IZOTONI – isti broj no, različit broj p+.

Zadaci: 1 (10,15,02III/1,2), 19, 21 (22)

Kvantni brojevi4 broja koja karakterišu atom („lična karta“ elektrona):

1. n – glavni; vrednosti od 1 do 72. l – orbitalni; prikazuje oblik; vrednosti od 0 do n-13. m – magnetni: -l, 0, +l (-l, ...., 0, ....., +l)4. s – spinski, ±1/2

OrbitalaOgraničeni deo prostora gde je najveća vervatnoća pronalaženja elektrona.U svakoj orbitali može se naći maksimalno 2 elektrona suprotnih spinova.Orbitale:

1. s – kružna; l=0, m=02. p – l=1, m= - 1,0,+13. d – l=2, m(ima 5 orbitala)= -2, -1, 0, +1, +24. f

Orbitale se razlikuju po vrednostima l. Mogu biti u različitim nivoima/slojevima (K, L, M, N, O, P, Q).

Popunjavanje orbitala

Što je veći broj(veća udaljenost) kvantnog broja, veća je i energija!Prelazak elektrona na viši energetski nivo traži dovođenje energije elektrona, a obrnuto traži otpuštanje energije.Prvo se popunjavaju oribitale na nižem energetskom nivou.

1

Paulijev zakon: U jednom atomu ne mogu postojati 2 elektrona sa sva 4 ista kvantna broja.Hundovo pravilo: Prvo se popunjavaju orbitale sa maksimalnim brojem nesparenih elektrona (međusobno paralelnih).Sve orbitale se preklapaju.2n2 :n – glavni kvantni broj n2 – broj orbitala 2n2 – broj elektrona

PERIODNI SISTEM

Valentni (spoljni) elektron – je elektron najvišeg nivoa (s i p elektron uglavnom, kod prelazni d elektron) koji učestvuje u hemijskim reakcijama.„Uzori“ svim elementima su PLEMENITI GASOVI (INERTNI) – svi elementi teže njima zato što imaju stabilnu elektronsku konfiguraciju.

Oktetno pravilo: elementi teže da postignu elektronsku konfiguraciju najbližeg plemenitog gasa (u poslednjem elektronskom sloju – valentnom, svi imaju 8 elektrona osim He).U periodnom sistemu ima: 11 gasova (H, O, N, F Cl, plemeniti gasovi (njih 6)), 2 tečnosti (Br, Hg).

Pri klasifikaciji elemenata u periodnom sistemu, koristila se atomska struktura, elektronska konfiguracija.Periodni sistem oslikava elektronsku strukturu elemenata.Hemijske i fizičke osobine elemenata su periodična funkcija njihovog rednog broja (ranije atomske težine).Elementi su klasifikovani u periodnom sistemu po rastućem periodnom broju (broju protona).PERIODE – horizontalni nizovi, ima ih 7 (zato što postoji 7 slojeva). Obeležavaju se arapskim brojevima.GRUPE – vertikalni nizovi (redovi), ima ih 8. Obeležavaju se rimskim brojevima i slovom A.

7 perioda = 7 slojeva8 grupa = 8 valentnih elektrona

Nazivi grupa:I alkalni metali (Li, Na, K...)II zemnoalkalni metali (Mg, Ca, Ba, Be...)III nema nazivIV nema nazivV nema nazivVI halkogeni elementi (O, S..)VII plemenitiVIII halogeni

Imamo 3 kratke i 4 dugačke periode. 7 je nepopunjena?Periode:

1. kratka – H, He2. s: Li, Be p: B, C, N, O, F, Ne - a mogu da se pišu i tako što se napiše simbol prethodnog plemenitog gasa i dodaje:

He2s1, He2s2, He2s3...Lantanoidi i aktinoidi popunjavaju f blok.Broj elektrona po slojevima ne odgovara broju elemenata po periodama jer periode moraju započinjati popunjavanjem s-orbitale.Elementi se dele na:

1. osnovne (glavne) – s IA-VIIIA2. prelazne, unutrašnje (tranzicione) – d

2

3. podprelazne – fHemijske i fizičke osobine elemenata se u periodnom __________________________________

Veličina atoma

Što je više nivoa, to je atom veći. Zato se povećava u grupi od gorena dole. U periodi s leva na desno, povećava se broj protona, tj.pozitivno naelektrisanje jezgra, te se stoga povećava privlačenjevalentnih elektrona od jezgra i smanjuje veličina atoma.

Energija jonizacije

Jeste energija potrebna da se udalji najslabije vezan elektron iznajvišeg elektronskog nivoa u slobodnom atomu (kad je elementu GASOVITOM stanju). Izražava se u elektrovoltima (eV) iatodžulima (aJ). Što je elektron veći, Ei je manja. U grupi Ei sepovećava odozdo nagore, a u periodi povećava se s leva na desno.

Afinitet prema elektronu („ljubav prema elektronu“)

Jeste energija koju je potrebno oduzeti ili dodati atomu nekogelementa da bi on vezao jedan elektron. Povećava se odozdonagore u grupi, a u periodi povećava se s leva na desno. Ako jepotrebna veća Ei, potrebna je i veća Ea (veći afinitet, veća energija).

Metalna svojstva

2/3 elemenata u periodnom sistemu su metali. Nalaze se od početkaperiode. Sadrže mali broj valentnih elektrona. Poseduju mali Ea, Ei ilako otpuštaju elektron. Metali „NE vole“ elektrone! Stabilniji su kaoKATJONI. U grupi, svojstva su izraženija odogo nadole, a u periodi sadesna na levo.

Nemetalna svojstva

Nalaze se desno u periodi. Nemetali „VOLE“ elektrone – teško ihotpuštaju. Poseduju veliku Ei i Ea i stabilniji su kao ANJONI. Ugrupi, svojstva su izrazitija odozdo nagore, u periodi sa leva na desno.

Metaloidi

Imaju svojstva metala i nemetala. Raspoređeni su duž centralne silazne dijagonale.

Plemenite gasove NE računamo kao NEMETALE!Specifičnosti: vodonik pripada I i VII grupi. Koordinatno-kovalentna veza: NH4

+

3

II HEMIJSKE VEZE

1. HIDRIDI – jedinjenja metala i nemetala sa vodonikom (gas)a) jonski – I i II (MgH, Be koval. jonski)b) kovalentni – III i daljec) metalni – prelazni

2. OKSIDI – jedinjenja O2 sa metalima i nemetalimaa) jonski - I i II (metali)b) kovalentni - nemetali

3. PEROKSIDI – H2O2 (H-O-O-H) kovalentnaa) jonski – Na-O-O-Na (O-O je kovalentna, O-Na je jonska veza)

4. KISELINEa) kovalentne (H3PO4, H2CO3, HNO3)

5. SOLI – metal ide na mesto vodonika! (Na2SO4, NaCl, Na2S, Ag(NH3))

JONSKA I KOVALENTNA VEZA

A x B – kovalentna (gasovi, tečnosti); vezuju slični elementi! H2, O2, N2, HCl, H2O

A x B – jonska (čvrste, kristalne supstance); vezuju različiti elementi!

Jonska veza

Obrazuju elementi levo (s blok, alkalni i zemnoalkalni, imaju najnižu Ei) i desno gore (p blok, halogeni, O2).Na sobnoj temperaturi javlja se kristalni oblik sa geometrijski pravilnim rasporedom jedinica/jona.Jonska jedinjenja se dobro rastvaraju u H2O.

Kovalentna veza

Javlja kod tečnosti i gasova.Može biti polarna (H:Cl, H2O) i nepolarna (H:H).Elektronegativnost – „ljubav prema elektronu“ (F je najviše elektronegativan, zatim O, N, Cl, C, H, Fr)F > O > N > Cl > C > H >FrPolarna kovalentna veza – javlja DIPOL. pr. HCl, HF, HI

Vodonična veza

Obrazuje je vodonik sa F, O, N (imaju veliku elektronegativnost i slobodan elektronski par). Zastupljena je u HF, H2O, NH3, R-OH, R-COOH, amina (N:), proteina, (R)DNKElektrostatičke je prirode. Prikazuje se isprekidanim linijama. Nevezivni elektronski par elektronegativnijeg atoma postaje vezivni dajući oba ______________________

Hemijske veze učiti iz knjige.

Elektronska teorija valence

Valenca – svojstvo, sposobnost atoma da se međusobno sjedinjavaju.Energija veze: 1 mol.+Elektronegativnost – svojstvo atoma da privuče zajednički elektronski par u kovalentnom jedinjenju.

4

> 1,9 – jonska veza< 1,9 – kovalentna veza

Prelazni metali – Zn, Ag (grade kompleksnu so!)

5

♥ Koordinativna-kovalentna veza:

Ne treba puno. Diaminsrebro(I)-hlorid [Ag(NH3)2]Cl– srebro koordinira sa dve amino grupe. Kod amonijum jona azot koordinira sa vodonikom. Ništa više ne treba za koordinativnu-kovalentnu vezu.

OSNOVNI POJMOVI

Simbol je skraćena oznaka imena (grčkog, latinskog) nekog elementa.Formula je kombinacija simbola i indeksa, predstavlja molekul elementa ili jedinjenja.Hemijska jednačina je kombinacija simbola, formula i koeficijenata. Njome se predstavlja hemijska reakcija.Pr. H2 i 2HKoeficijenti – broj koji stoji ispred simbola (označavaju broj atoma ili molekula); pr. 2H.Indeks – broj koji stoji iza simbola

Relativna atomska masa je broj koji kazuje koliko je puta prosečna masa atoma nekog elementa veća od 1/12 mase atoma ugljenika izotopa 12C. Atomska masa je relativna atomska masa izražena u gramima.Pr. H, C, N, O, Na, K S, P.

Relativna molekulska masa je broj koji kazuje koliko je puta prosečna masa (prosečna zato što ima izotope) molekula nekog elementa ili jedinjenja veća od 1/12 mase atoma ugljenika izotopa 12C.Predstavlja zbir relativnih atomskih masa.

Relativna atomska masa.12

6C6 – C pravi najveći broj jedinjenja, pa je uzet za osnovnu atomsku jedinicu.Mr – relativna molekulska masaAr – relativna atomska masa

Ar: H - 1; C - 12; N - 14; O - 16; Na - 23; Cl - 35,5; P - 31; S - 32A: H - 1g; C - 12g; N - 14g; O - 16g; Na - 23g; Cl - 35,5; P - 31g; S - 32gMr: H2 - 2; N2 - 28, O2 - 32; Cl – 71; H2O – 18; H2SO4 – 98; H3PO4 – 98; SO4-2 – 96M: H2 – 2g; N2 – 28g; O2 – 32g; Cl – 71g; H2O – 18g; ...

Ca3(PO4)2 – kalcijum-fosfat: 40*3+(31+4*16)*2= 120+(31+64)*2=120+95*2=120+190=310g

Pr: za mol i molekulH2O molekul – 2 atoma H2 i 1 atom O2;H2O mol – isto 2 atoma H2 i 1 atom O2H3PO4 mol – 4 atoma kiseonika ....

Sedam dvoatomnih molekula: H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2, I2!!!

Molekulska masa za vodonik: 2gH2SO4 – sulfatna kislelinaH3PO4 – fosfatna/fosforna

Pr: H2, O2, N2, H2O

6

Molarna zapremina

Zapremina koju zauzima 1 mol gasa pod normalnim uslovima iznosi prosečno 22,4L i naziva se molekulskim (molarnim) volumenom gasa. (22.400 ml = cm) 1L=1dLZapremina jednog mola svakog gasa pod normalnim uslovima (p-101325 Pa, T – 273K) iznosi 22,4L (dm3).

Zadaci: 28, 30, 31, 32, 57, 62, 73, 76, 80, 84, 85, 86, 91, 92, 103, 105, 106, 107, 108, 112, 116

Ako se ne naglasi u zadatku misli se na mol molekul!Mol je količina supstance koja sadrži Avogadrov broj čestica (N – 6 * 1023).Postoji nekoliko vrsta molova – mol atom, mol molekul, mol jon, mol elektron, mol grupe atoma:

1. mol-atom (-molekul, -jon, -elektron, -grupe atoma) je količina supstance koja sadrži Avogadr-ov broj atoma (-molekula, - jona, -elektrona,-grupe atoma).

2. mol molekul sadrži isto toliko mol atoma nekog elementa koliko taj molekul sadrži atoma tog elementa.Ukoliko nije naznačeno mol se odnosi na mol molekul, osim što za jednoatomne elemente to je mol atom.

Avogadrov zakon

Iste zapremine različitih gasova, pri istom pritisku i pri istoj temperaturi, sadrže isti broj molekula. (nabubaj!)Zadaci: 54, 68, 183

ZAKONI HEMIJSKOG SJEDINJAVANJA

I Lavoazjeov zakon o održanju masa

Mase supstancija koje stupaju u hemijsku reakciju ravne su masama koje iz reakcije izlaze, ili :masa pre i posle hemijske reakcije ostaje nepromenjena.Ukupna masa supstanci koje stupaju u reakciju jednaka je ukupnoj masi nastalih supstanci.Posledica je da je broj atoma svakog elementa jednak sa obe strane jednačine (broj molekula elemenata i jedinjenja ne mora biti isti).

II Proust-ov zakon konstantnog sastava (stalnih masenih odnosa)

Elementi se međusobno jedine uvek u stalnom masenom odnosu.....

III Dalton-ov zakon umnoženih proporcija

Ako dva elementa daju jedan s drugim nekoliko jedinjenja, to se različite količine jednog elementa koje stupaju u reakciju s jednom istom količinom drugog elementa odnose međusobno kao mali celi brojevi.N2O3 N2O5 SO2 SO3 P2O3 P2O528:48 28:80 48:80 3:5 – pr. Daltonovog zakona

Zadaci: 02/I/1,4

7

IV Gay-Lussac-ov zakon zapreminskih odnosa:

Zapremine gasova koji stupaju u reakciju i zapremine iz reakcije nastalih gasova odnose se međusobno kao mali celi brojevi (reagujući i nastali gasovi moraju biti pod istim pritiskom i temperaturom (to su koeficijenti u jednačini, tj. brojevi molova).

3H2 + N2 → 2NH33 : 1 : 2

Zadaci: 63, 65, 83, 88, 89, 159, 166-184

V RASTVORI

Rastvor je smeša:1. supstance koja se rastvara (rastvorak, disperzna faza)2. rastvarača (disperzno sredstvo)

rastvorak + rastvarač = rastvor

Rastvarač je uvek supstanca koja je u višku (osim kod vode).Rastvorljivost je maksimalna količina supstance (g,mol) koja se može rastvoriti u 1000mL, 1000g, 100g rastvarača na određenoj temperaturi (0,20 stepeni).Rastvorljivost se može povećati usitnjavanjem, mešanjem i zagrevanjem.Prema veličini rastvorene supstance rastvori se dele na prave rastvore, suspenzije i emulzije (naučiti u knjizi.).

Govorimo samo o vodenim rastvorima.Pravi rastvori se dele na:

1. nezasićene – u nezasićenom rastovru je rastvorena manja količina supstance od maksimalno moguće rastvorljive količine.

2. zasićene – u zasićenom rastvoru je rastvorena maksimalno rastvorljiva količina supstance. 3. presićene – u presićenom rastovru se nalazi već količina supstance od maksimalno moguće količine rastvorljive

supstance. Postoje dve faze: TALOG/PRECIPITAT/SEDIMENT i zasićen rastvor iznad njega.

KONCENTRACIJA (FORMULE)

Kvantitativnu osobenost rastvora predstavlja odnos rastvorka i rastvora. Pokušavaju da uspostave odnos jedne i druge smeše.

1. količinska koncentracija, koncentracija supstance, molarna koncentracija, molaritet predstavlja odnos količine rastvorene supstance (a) i zapremine rastvora (r).

ca = na/Vr = mol/L (dm3) 5mol/L = 5 mmol/mL

c = γ / Mr (g/L/g/mol) = mol/l

ck = c * α2. masena koncentracija predstavlja odnos mase rastvorene supstance (a) i zapremine rastvora (r).

γa = ma/Vr = g/L

Između c i γ postoji sledeći odnos:

γ = c x M (M = molska masa)

g/L = mol/L x g/mol

8

Pre ove jednačine, jedna osnovna – n = m / M, omogućava da pretvorimo mole u grame i grame u mole!! Drugi

način (ko zaboravi jednačinu) je korišćenje proporcije.n – količina supstance u molimam- masa u gramimaM- molska masa (g/mol)

n = m / M * 1 / V – c = γ / M – NAJVAŽNIJE!!3. maseni udeo (frakcija) predstavlja odnos mase rastvorene supstance (a) i mase rastvora (r). – to je najčešće

odnos masa rastvorka i rastvora.

ω(omega)a = ma / mr = kg/kg tj. nema jedinice

BITI OPREZAN – može da se frakcija traži od bilo koje supstance (može da se traži i masena frakcija rastvarača).masena frakcija je uvek manja od 1.

Kada se ω pomnoži sa 100 dobija se procentna koncentracija, tj. koncentracija izražena u procentima.

ω x 100 = % - znači da se 2 g rastvorka nalazi u 100g rastvora (pr. ω = 0,02 x 100 = 2%)

Fiziološki rastvor – so u vodi, 0,9% rastovr NaCl – 0,9 g rastvorka NaCl u 100g rastvora. Tj. 9g rastvorka u 1000g rastvora.Maseni udeo: 0,9% - 0,009 (podeli se sa 100).Masene frakcije – ima još 2 komada:

a) količiski udeo (frakcija) = na/nrb) zapreminski udeo = Va/Vr

4. molaLitet predstavlja odnos količine rastvorene supstance (a) i mase rastvarača.

ba= na/mrastvarača = mol/kg

Simboli nisu bitni, važno je znati šta koji označava i kako se dobija.

PRIPREMA RASTVORA

Kako bismo napravili neki rastor?Postoje 2 načina:1. rastvaranje čiste supstance2. koncentrovani rastor - razblaživanje postojećeg rastvora

Rastvor se može pripremiti na sledeće načine:1. rastvaranjem čvrste supstance2. razblaživanjem postojećeg/koncentrovanog rastvora – 10 puta koncentrovaniji, razblažiti 10 puta3. uparavanjem rastvora

a) delimično – suprotan pripremanju rastvora razblaživanjemb) do suva – je suprotan pripremanju rastvora čvrste supstance

4. mešanjem dva ili više rastvora – imaš rastvor jedne supstance i rastor te iste supstance samo drugih koncentracija. Ima dva rastvora:V1 + V2 = Vrastvora – zapremina

masa – m1 + m2 = mrastvora

količina rastvorka – n1 + n2 = nrastvora

koncentracija – c1 + c2 NIJE = crastvora

(c1V1 + c2V2)/

Osnovno pri izračunavanju svih zadataka ovoga tipa je da se: (pitati se prvo koji je način pripreme?)1. odredi način pripreme rastvora2. izračuna količina (mol) ili masa (g) rastorka

9

Preporuke:Skoro svaki zadatak se može uraditi na više načina.Koncentracija se uvek izražava na litar RASTVORA (osim molaliteta i procentne koncentracije).Potrebno je izjednačiti jedinice:

ili sve u grame ili u molove za rastvorak i koncentraciju ___________

Svejedno je kada se grami pretvaraju molove i obratno.Voditi računa koje se jedinice traže (mL/L, mg/g, mmol/mol).Na početku se konkretizuje zahtev (npr. tražena koncentracija je mol/L, šta to znači).

% kiseonika je broj grama kiseonika u 100 grama rastvora.

Stepen disocijacije (alfa) predstavlja odnos - broj disosovanih molekula sa ukupnim brojem molekula (<1,= 1). α * 100 = % α = Ndis/Nuk

Kod zadataka sa razblaživanjem, naučiti obrasce!

2. Koliko je grama natrijum-hlorida potrebno za pripremanje 271,4 grama zasićenog rastvora na 0stepeni? Rastvorljivost NaCl u vodi na 0c iznosi 35,7 grama. (prijemni)

3. U 200ml rastvora NaOH koncentracije 0,1mol/dm3 dodato je 80 mg čvrstog NaOH. Kolika je količinska koncentracija (mol/dm3) dobijenog rastvora (promena zapremine rastvora pri dodatku čvrstog NaOH je zanemarljiva).Ar(Na) = 23c(NaOH) = n(NaOH) / V(rastvora)n(NaOH) = n(NaOH prisutno) + n (NaOH dodato)c (NaOH prisutna) = n (NaOH prisutno) / V(rastvora)n(NaOH prisutno) 0 c(NaOH prisutna) x V(rastvora) = 0,1 mol/dm3 * 0,2 dm3 = 0,02 mol NaOHn(NaOH dodato) = m(NaOH dodato) / M(NaOh) = ___________________________________

Poći od rastvora koji ima „ime i prezime“ (zapreminu i koncentrac iju)! (zadaci sa razblaživanjem)

UKONCENTRISAVANJE46. ZADATAK

ZADACI:

26. c = ?V = 250 mL = 0,25 Lm = 2 gM (NaOH) = 23 + 17 = 40 g/mol

c = n / Vn = ? n = m / M = 2 / 40 = 0,05 mol c = 0,05 / 0,25 = 0,2 mol/ L

ili da se reši proporcijom:

250 mL : 2 g = 1000 mL : x g 1 mol : 40 g = x mol : 8 gx = 8 g baze x = 0,2 mol

25. m(Na2CO3) = ?

10

Vr = 500 mL = 0,5 Lc = 0,05 mol/ L

c = n/ Vn = c * V = 0,5 * 0,05 = 0,025 molM(Na2CO3) = 23 *2 + 12 + 48 = 46 + 60 = 106 g/moln = m / Mm = n * M = 0,025 * 104 = 2,65 g

ili proporcija

1000 : 0,05 = 500 : x molx = 0,025 mol soli

1 mol : 106 g = 0,025 : xx = 2,65 g

36. RASTVARANJE

m(NaOH) = ?mr = 200gw = 0,025

w = m/ mrm = w * mr = 0,025 * 200 = 5 g

1. RASTVARANJEV(Na2CO3) = ? u mLc = 2 mol/Lm = 31,8 g

c = n / Vn = ?n = m / M M(Na2CO3) = 2 * 23 + 12 + 48 = 106 g/moln = 31,8 / 106 = 0,3 molV = n / c = 0,3 / 2 = 0,15 L = 150 mL

ili proporcijom

1 mol : 106 g = x mol :31,8 gx = 0,3 mol soli1000 mL : 2 mol = x : 0,3 molx = 150 mL rastvora

42. b = ?mglukoze = 4,5 gmH2O = 200 g = 0,2 kgMglukoze = 180 g/mol

b = n / mrastvarača

n = m / M = 4,5 / 180 = 0,025 molb = 0,025 / 0,2 = 0,125 mol / kg

ili proporcijom:

200 g H2O : 0,025 mol glukoze = 1000 g H2O : xx = 0,125 mol /kg

12. % kiseonika je broj grama kiseonika u 100 g rastvora!

w(O) = ?n(NaOH) = 0,1 molm(H2O) = 1000g M(NaOH) = 40 g/molM(H2O) = 18 g/mol

w = m / mrastvoram(NaOH) = ?m = n * M = 0,1 * 40 = 4 g

40 g NaOH : 16 g O = 4 g NaOH : x g Ox1 = 1,6 g O18 g H2O : 16 g O = 1000 g H2O : x g Ox2 = 888,89 g Ox = x1 + x2 = 890,49 g O

w = 890,49 / 1004 = 0,8869 = 88,69 = 88,7%

primer 1: HIDRAT – so sa jedan ili više molekula vezana za sebe. Voditi računa kada se javljaju ovi zadaci.w(FeSO4) = ?

11

m(FeSO4 x 7H2O) = 10g HEPTAHIDRATm(H2O) = 100g

w = m / mrM(FeSO4) = 152 g /molM (FeSO4 x 7H2O) = 278 g /molm(FeSO4) : m(FeSO4 x 7H2O) = M(FeSO4) : M(FeSO4 x 7H2O) ODNOS MOLEKULSKIH MASA (bilo kog hidrata i nehidrata)m(FeSO4) = 5,47 gw = 5,57 / 110 = 0,0497 = 4,97 %

zadatak: 10 g bakar-sulfata (CuSO4 x 5H2O) rastvoreno je u 1000mL H2O. Kolika je molarna koncentracija tog rastvora? (koliko ima mola)

m(CuSO4 x 5H2O) = 10 gV (H2O) = 1000 mL = 1 Lc = ?

primer 3: MEŠANJEc(glukoza) = ?V1 = 100 mL = 0,1 Lγ1 = 18 g/L

V2 = 100 mL = 0,1 Lγ 2 = 9 g/L

γ = m / V

m1 = 0,1 * 18 = 1,8 gm2 = 0,1 * 9 = 0,9 gmu = 2,7 gVu = V1 + V2 = 0,2 LM(glukoze) = 180 g/moln= m / M = 2,7 / 180 = 0,015 mol = 15 mmolc = n / Vu = 15 / 0,2 = 75 mmol/L

primer 4: w(NaOH) = 0,50γ (NaOH)= 1,53 g/mL

γ rastvora = ?

w = m / mrastvoraγ = m / V

primer 5:

primer 2:

45. RAZBLAŽIVANJE

44.

12

III TERMOHEMIJA (ENERGETIKA)

H- ENTALPIJA, toplotni sadržaj supstanci H = U + pVDa li je apsolutna vrednost H merljiva? Nije. Merljiva je samo PROMENA toplotnog sadržaja, kada prelazi iz jednog u drugo stanje.ΔH – količina toplote koju reakcioni sistem oslobađa ili apsorbuje pri konstantnoj temperaturi i pritisku

reakciona toplota pri konstantnom pritisku ukupna promena energije određuje se eksperimentalno

ΔH – razlika u entalpiji, tj. toplotnom sadržaju reakcionoih proizvoda i reaktanata

ΔH = ΔU + pΔVΔU – promena unutrašnje energijepΔV – rad širenja, energija koja se troši na savlađivanje spoljašnjeg pritiska

Svaka supstanca, svaki reakcioni sistem ima toplotni sadržaj = ENTALPIJA (funkcija stanja, pored ENTROPIJE i slobodne energije – Gibbsova slobodna energija).Prema toplotnom efektu reakcije se dele na EGZOTERMENE i ENDOTERMNE (apsorpcija/vezivanje toplote iz okoline).

ΔH (reakcije) = Σ pΔH (proizvoda) – Σ rΔH (reaktanata)p, r – stehiometrijski koeficijenti

ΔH (reakcija) < 0 – egzotermnaΔH (reakcija) > 0 – endotermna

14. zadatak iz Energetike.ΔH = ΔU +

A + B → C + Dtoplotni sadržaj reaktanata je viši od proizvoda!

TERMOHEMIJSKA JEDNAČINA:H2(g) + ½ O2 (g) → H2O (g) ΔH = -241,8 kJ/molreakcija je EGZOTERMNA!

Svi zadaci su pod standardni uslovima: ΔH0298 - količina supstance 1 mol

- 298,15 K (25 C)- 101,3 kPa

Standardna entalpija reakcije:ΔH0 (reakcije) = Σ pΔH0 (proizvoda) – Σ rΔH0 (reaktanata)Toplota (entalpija) stvaranja jedinjenja ΔfH – količina toplote koja se oslobađa ili apsorbuje pri nastanku 1 mola nekog jedinjenja iz elementata koji se nalaze u svom najstabilnijem stanju ΔfH0.Po dogovoru:ΔfH0 najstabilnijih alotropskih modifikacija elemenata ravne su nuli.

Hesov zakon:Toplotni efekat hemijske reakcije je stalan, bez obzira da li se ona odigrava u jednom ili više supnjeva.

ZADACI:

13

1. HCl + NaOH → NaCl + H2O – reakcija NEUTRALIZACIJE (reaguju kiselina i baza)ΔH0 (standardna entalpija reakcije za standardne uslove, ali nije entalpija formiranja NaCl) = - 56 kJ/molV (HCl) = 10 L 1 mol HCl : 56 kJ = 0,1 mol HCl : xc = 0,01 mol / L x = 5, 6 kJ = 5600 Jn (HCl) = c * V = 0,1 mol

3. Fe + S → FeS (gvožđe-sulfid) Toplotni efekat kada nastaje 1 mol FeS iz elemenata.m(Fe) = 2,1 gΔfH = - 3,77 KJ (nije standardna entalpija) 0,0375 mol Fe : (-3,77 kJ) = 1 : xΔfH0 (FeS) = ? x = - 100,5 kJ / moln (Fe) = 2,1 / 56 = 0,0375 mol

Obratiti pažnju na formulaciju pitanja (zbog – i + )8. ΔfH = ? N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3

ΔfH0 (NH3) = -46 kJ/mol1 mol NH3 : 46 = 2 : xx = 92 kJ

a da je npr. bilo½ N2 + 3/2 H2 → NH3 ne bismo mogli da izračunamo ΔfH!

9. ΔfH = ?2Ca + O2 → 2 CaOm (Ca) = 4 g 0,1 mol Ca : x kJ CaO = 1 mol Ca : 636,0 kJ CaOΔfH0 (CaO) = -636,0 kJ /mol x = 63,6 kJM (Ca) = 40 g/moln = m / M = 4 / 40 = 0,1 mol

ENTROPIJA, SJeste mera neuređenosti sistemaS (s) < S (L) < S (g)ΔS (reakcije) = Σ pS (proizvoda) – Σ rS (reaktanata)

Kako porast temperature utiče na S? I ona raste.Standardna molarna entropija S0

Od čega još zavisi entropija? Ako postoje dva sistema (pr. amonijak iz elemenata pod standardnim uslovima) istog agregatnog stanja, entropija je proporcijalna količini!N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g) – entropija OPADA!ENROPIJA je proporcijalna količini supstance!

ZADACI:5. 1) tečno u čvrsto (l → s)

2) g→ l3) Hg (l) + O2 (g) → HgO (s) tj. l i g → s4) sublimacija jeste kada čvrsto prelazi u gasovito (s → g)5) 2H2 + O2 → 2H2O tj. g → l

4. termičko razlaganje CaCO3 (krečnjaka) – CaO + CO2 – POVEĆANJE ENTROPIJE

SLOBODNA ENERGIJA, G

Jeste deo ukupne energije sistema pri konstantnim p i T koja se može iskoristiti za vršenje rada.ΔG – MERILO SPONTANOSTI

ZADACI:10.

14

ΔH = ΔG + TΔSΔG = ΔH – TΔS zadaci V-7,8

ΔG (reakcije) < 0 SPONTANA

ΔG (reakcije) > 0 NIJE SPONTANAΔG = 0 stanje dinamičke ravnoteže

Koje su reakcije spontane na svim temperaturama? EGZOTERMNE ali moraju biti praćene povećanjem ENTROPIJE. Reakcije koje NISU nikada spontane – ENDOTERMNE praćene smanjenjem ENTROPIJE.

ZADACI:

13. NH4Cl (s) → NH3 (g) + HCl (g) uvek pretvoriti kJ u J! Kada iz čvrstog prelazi u gasovito, entropija raste!

ΔG0 = ΔH0 – TΔSΔfH0 = ((-45,9) + (-92,3)) – (-314,64) = 176,44 kJ ) 176.440 J – ENDOTERMNA REAKCIJAΔS0 = (192,8 + 186,9) – 94,6 = 285,1ΔG0 = 176.440 – 285,1 * 298 = 91,5 kJ –NIJE SPONTANO

11. T < 0ΔG = ΔH – TΔS ΔG < 0 T – uvek je pozitivno, nije važno kada se izračunava ΔGegzo= – +endo= + –

IV KINETIKA, RAVNOTEŽE

Brzina i mehanizam hemijske reakcije

Tipovi reakcionih sistema:homogena hemijska reakcija odvija se u jednoj fazi (isto agregatno stanje)CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (g)heterogena hemijska reakcija odvija se u više fazaC (s) + O2 (g) → CO2 (g)

Broj uspešnih sudara po jedinici zapremine u jedinici vremena – HOMOGENABroj uspešnih sudara po jedinici površine u jedinici vremena – HETEROGENA

Brzina hemijske reakcije:promena koncentarcije (Δc) nekog od učesnika u reakciji u jedinici vremena.A → B (A opada, B raste)V = Δc (produkata) / Δt Jedinice:V = - Δc (reaktanata) / Δt V [mol/ dm3 * s]Δc – od krajnjeg oduzme početno stanje

A → proizvodi monomolekulske (jedan molekul reaktanta)A + B → proizvod bimolekulska2A → proizvodi

A+ B+ C → proizvodi trimolekulska – Zašto su retke? Manja verovatnoća da će doći do sudara.

15

Ea – energija aktivacijeEnergija dovoljna za početak reakcije tj. za prealz sistema u stanje aktiviranog kompleksa.

Faktori koji utiču na brzinu hemijske reakcije1. prirode reaktanta2. koncentracije reaktanta – Zakon o dejstvu masa (izguglaj ili nađi od ranije)3. pritiska kod gasovitih sistema4. temperature5. dodirne površine faza (heterogene reakcije)6. raznih vrsta zračenja – ne prijemnjuje Zakon o dejstvu masa7. katalizatora

Katalizatori su supstance koje: (zadatak 4)1. povećavaju kinetičku energiju molekula2. smanjuju izdvojenu količinu toplote u reakciji3. povećavaju broj sudara među molekulima4. smanjuju energiju aktivacije reakcije5. povećavaju energiju aktivacije reakcije

Prirode reaktanta:Zn (s) + 2 HCl (aq) → ZnCl2 (aq) + H2 (g) BRZAFe (s) + 2 HCl (aq) → FeCl2 (aq) + H2 (g) SPORA

Zakon o dejstvu aktivnih masa : Gouldberg-WaageBrzina homogene hemijske reakcije je na konstantnoj temperaturi proporcionalna proizvodu aktivnih masa.

Aktivne mase – koncentracije onih reaktanata koji određuju brzinu reakcije. C ne ulazi!!! Samo učesnici u gasovitom stanju i koji su joni!! U izraz ulaze samo promenljive!!homogena reakcija C2H2(g) + Cl2(g) → C2H4Cl2(g) v = k [C2H2] * [Cl2]

k – konstanta brzine, zavisi od temperature, a NE zavisi od koncentracije !!!

heterogena reakcija C (s) + O2 (g) → CO2 (g) v = k [O2] zadaci VII – 6,8 ; VI – 1,2

ZADACI:

12. 2NO (g) + O2 (g) → 2NO2 (g) - HOMOGENA REAKCIJAv = k * [NO]2 * [O2]v’ = k *(3[NO])2 * [O2]v’ = 9 k * [NO]2 * [O2] - povećaće se 9 puta!

1. 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)V↓ : p↑x3 c↑ 3[NO]*3[O2] v↑ = k (3[NO])2 *3[O2] = 27 k[NO]2 *[O2]V↑ : p↓ c↓ v↓

24. 2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g)v’ = ?[][][][][][][][][][]

25.

HEMIJSKA RAVNOTEŽA

16

aA + bB cC + dD

v1 = k1 [A]a [B]b

v2 = k2 [C]c [D]d

v1 = v2k1 [A]a * [B]b = k2 [C]c * [D]d

kc = k1 /k2 = [C]c [D]d / [A]a [B]b mol / L (25˚C)kp = pcC * pdD / paA * pbB

tj. 2A – Bv1 = k1 * [A]2v2 = k2 * [B]v1 = v2k = k1 / k2 = [B] / [A2] – KONSTANTA RAVNOTEŽE!

Konstanta se izvodi iz brzine. ?Kod kiselina i baza: HCN – k 10-10 izuzetno slaba kiselina

Ravnoteža u homogenom sistemu:H2 (g) + I2 (g) 2HI (g)kc = k1 / k2 = [HJ]2 / [H2] * [I2] zadac 545

Ravnoteža u heterogenom sistemu:2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)kc = k1 / k2 = [CO]2 * [H2O]

Uticaj spoljašnjih faktora na položaj hemijske ravnoteže – Le Chatelier-ov (Le Šateljeov) princip. Ako se na sistem koji je u ravnoteži deluje promenom spoljašnjih faktora (uslova), ravnoteža će se pomeriti u smeru u kome se sprečava uticaj tog faktora.

ZADACI:13, 19, 6.

NAJVAŽNIJI PRIMER:3H2 + N2 2NH3 povratna reakcija je ENDOTERMNA! ΔH = -92,5 kJkc = [NH3]2 / [H2]3 * [N2] = ........... mol / L (25˚C)Ako se doda H, povećava se nadesno! Ako povećamo koncentraciju, sistem radi suprotno, favorizovana je direktna reakcija.Smanjimo amonijak, favorizovala bi se direktna reakcija.Smanjimo konc. azota ili vodonika, favorizovala bi se povratna reakcija.

Pritisak favorizuje reakciju kojom nastaje manji broj molova gasa!!sa leve 4, sa desne 2 – favorizuje se desna reakcija!Smanjenje pritiska favorizuje obrnuto. Povećanje temperature favorizuje ENDOTERMNU reakciju! Povratna je endotermna, direktna je egzotermna!

Uticaj koncentracije: Uticaj pritiska:povećanje N2 nadesno smanjenje H2 nalevopovećanje H2 nadesnosmanjenje NH3 nadesno 8.3.11. 7. zadatakpovećanje NH3 nalevosmanjenje N2 nalevo

9.2.

17

Sledeće nedelje neće biti pripreme zbog praznika. Na sajtu može da se nađe raspored za hemiju (uobličeno plavim slovima).Shvatiti šta se u zadatku traži, pročitati više puta, skoncentrisati se. Kada izračunamo, ponovo pročitati zadatak. Kod rastvora: izračunati u mmol ili mg, a u odgovoru može biti mol/L pa da se zeznemo. Zato kada rešimo zadatak, trebalo bi ponovo pročitati šta se radi.

VESNA DRAGUTINOVIĆ (videćemo se ponovo u terminu Organske hemije – krajem maja)

VI STEPEN DISOCIJACIJE, KONSTANTA DISOCIJACIJE, JONSKE REAKCIJE

Elektroliti – supstance čiji vodeni rastvori i rastopi provode električnu struju. Spadaju KISELINE, BAZE i SOLI. Prema Arsenijusovoj teoriji (Teorija o električkoj dioscijaciji) elektroliti u vodi DISOSUJU (raspadaju) na pozitivno i negativno naelektrisane čestice – JONE koji provode struju kroz rastvor.

Neelektroliti – većina organskih jedinjenja rastvorljivih u vodi (etanol, saharoza, glicerol).

Jonizacija – proces nastajanja jona pri rastvaranju POLARNIH KOVALENTNIH JEDINJENJA u vodi. Obrazovane jone okružuju molekuli vode koji su POLARNI – tj. dolazi do SOLVATACIJE (oni hidratizuju).

Na 100. strani u knjizi:Ako je α > 30% u 0,1 mol/L – JAK ELEKTROLIT!

(H2SO4, HCl, HNO3, NaOH, KOH, NaCl, KCl, Na2SO4, NH4Cl, K2CO3, AgNO3, CaCl2, CaSO4, MgCl2, MgSO4) i oni su u potpuno disosovani na jone!

Stoga je njihov proces NEPOVRATAN.Kod jakih elektrolita javlja se uglavnom jonska veza (soli)!

Ako je α < 3% u 0,1 mol/L – SLAB ELEKTROLIT!(sirćetna kiselina CH3COOH, cijanovodična HCN, amonijak NH3, NH4OH, H2O, H2S) i njihova disocijacija je POVRATAN proces. Sadrže kovalentnu vezu sa delimično jonskim karakterom!

Disocijacija SLABIH elektrolita:AB A+ + B-

KONSTANTA DISOCIJACIJE koja pokazuje ječinu elektrolita (što je veća, elektrolit je jači) – K = [A+][B-] / [AB] , a ove koncentracije predstavljaju ravnotežne koncentracije.

Konstanta je povezana sa stepenom disocijacije (α) u formuli – K = (α2 * c) / (1 – α)Kod jako slabih elektrolita α je veoma malo, te se može uzeti da je 1 – α ≈ 1 – K = α2 * c

Jačina kiseline

Jačina kiseline je odraz njene sposobnosti ili tendencije da otpusti proton. Jaka kiselina se potpuno jonizuje u vodi; drugim rečima, jedan mol jake kiseline HA se rastvara u vodi dajući jedan mol H+ i jedan mol konjugovane baze, A−. U kontrastu s tim slaba kiselina podleže parcijalnoj disocijaciji, te se formira se ekvilibrijum kiseline i njene konjugovane baze u rastvoru.[1]

Primeri jakih kiselina su hlorovodonična kiselina (HCl), jodovodonična kiselina (HI), bromovodonična kiselina (HBr), perhlorna kiselina (HClO4), azotna kiselina (HNO3) i sumporna kiselina (H2SO4). U vodi se svaka od njih 100% jonizuje. Što je jača kiselina, to ona lakše gubi proton, H+. Dva ključna faktora koja doprinose lakoći deprotonacije su

18

polarnost H—A veze i veličina atoma A, koja uslovljava jačinu H—A veze. Jačina kiseline se takođe često razmatra putem stabilnosti konjugovane baze.

Jače kiseline imaju veće Ka vrednosti i negativnije pKa vrednosti od slabijih kiselina.

Sulfonske kiseline, koje su organske oksikiseline, su klasa jakih kiselina, npr toluensulfonska kiselina (tosilna kiselina). Za razliku od sumporne kiseline, sulfonske kiseline mogu da budu čvrste. Polistiren funkcionalisan u polistiren sulfonat je čvrsta visoko kisela plastika.

Superkiseline su kiseline koje su jače od 100% sumporne kiseline. Primeri superkiselina su fluoroantimonska kiselina, magična kiselina i perhlorna kiselina. Superkiseline mogu formiraju jonske kristalne hidronijum soli. One takođe mogu da kvantitativno stabilizuju karbokatjone.

Jonske reakcije

Jonske reakcije – reakcije koje se dešavaju između JONA ili JONA i NEDISOSOVANIH vrsta (TALOZI, GASOVI, NEDISOSOVANI MOLEKULI) u najčešće vodenim rastvorimaSvi JAKI elektroliti napisani su u obliku JONA, a slabi elektroliti, neelektroliti, gasovi i talozi kao MOLEKULI.pr. 2 Na(s) + 2 HCl(aq) → 2 NaCl (aq) + H2(g)napisano u jonskom obliku: 2 Na(s) + 2 H+(aq) + 2Cl-(aq) → 2 Na+(aq) + 2 Cl-(aq) + H2(g)

Do reakcije između jona u vodenim rastvorima elektrolita može doći u slučajevima kada kao proizvod reakcije nastaje:

a) slabo disosovano jedinjenjeb) teško rastvorno jedinjenje (talog ↓)c) lako isparljivo jedinjenje (gas ↑)

Sirćetna kiselina (CH3COOH) – slabo disosovano jedinjenje.

pr.1 – NE gradi / NE daje – obratiti pažnju.1) nastaće talog srebro hlorid2) barijum sulfat – talog 3) slaba kiselina – ugljena kiselina (H2CO3) koja nije stabilna, povratna je reakcija!4) jak elektrolit5) nastaje voda

2. Koja jonska jednačina NIJE tačno napisana?5) ne nastaje talog Al(OH)3

3. Koja od navedenih jonskih reakcija je moguća?5) gradi se talog AgCl – srebro-hlorid. Dokazna reakcija za hloridne jone u vodi (bele boje).

4. Koliko će molekula disosovati od 3000 molekula ako je stepen disocijacije elektrolita α = 0,01? pr. α = 100% = 1

α = broj disosovanih molekula / ukupan broj molekula = 305. U kom nizu se nalaze samo ona jedinjenja koja disosuju u vodenom rastvoru?

Disosovaće soli, dobro baze, kiseline. Neće disosovati neki HIDRIDI (Na- hidrid) i GASOVI (ugljen-tetra-hlorid...)

1) HBr će samo disosovati2) samo CH4 neće disosovati3) CCl4 neće disosovati4) CO neće disosovati

6. Koje od navedenih hemijskih jedinjenja disosuje u vodenom rastvoru?ugljen-disulfid CS2

7. U kom nizu se nalaze samo ona jedinjenja koja ne disosuju u vodenom rastvoru?3) samo NaCl disosuje4) KOH će disosovati

19

8. Koje od navedenih jedinjenja ne disosuje u vodenom rastvoru?metan – gas

9. U nizu navedenih jedinjenja slab elektrolit je:Provode struju – jaki, spadaju jake kiseline, jake bazeSlab – slaba baza ili kiselina.

10. U nizu navedenih jedinjenja slab elektrolit jeHalogenske kiseline su jako fluorovodonične kiseline.

11. Izračunati konstantu disocijacije cijanovodonične kiseline u rastvoru koncentracije 0,02...

K = α2 * c12. K = α2 * c13. Koliki je stepen disocijacije....

K = α2 * c14. Kolika je koncentracija vodonikovih jona (mmol/L) u rastvoru sulfidne kiseline koncentracije 0,02 mol/L ako je stepen disocijacije 4,2%?

c = n * α * ckiseline

VII KISELINE I BAZE

Arrheniusova teorijaOdnosi samo na vodene rastvore. Kiseline su jedinjenja koja u vodenom rastvoru kao jedine pozitivne jone daju jone vodonika (hidronijum jone). Baze su jedinjenja koja u vodenom rastvoru kao jedine negativne jone daju hidroksidne jone.

Proteolitička teorija (Bronsted-Lowry)Češće je korišćena. Kiseline su supstance koje daju proton (donori protona). Baze su supstance koje primaju proton (donori protona).Proteolitička ravnoteža:

H2O + H2O → H3O+ + OH-

kis. bazaK2 B1 K1 B2

Napisati formulu konjugovane KISELINE za svaku od navedenih baza:CN- HCN HS- H2SCH3COO- CH3COOH Br- HBrClO2

- HClO2 NH3 NH4+

H2PO4- H3PO4 NO2

- HNO2

Napisati formulu konjugovane BAZE za svaku od navedenih kiselina:H2SO4 HSO4

- H2PO4- HPO4

2-

H3O+ H2O HClO42- PO4

3-

HI I- HPO42- PO4

3-

H2CO3 HCO3- HNO3 NO3

-

pKa + pKb = pKwpKa + pKb = 14

pKa = (negativni logaritam) –logKa pKb = -logKbpKa ↑ Ka↓ pKb ↑ Kb↓

1. Na osnovu pKa vrednosti poređati kiseline po rastućoj kiselosti:HCN, H2S, H2CO3, HClO2

Ako ide od rastuće – od najniže kiseline to je za pKb. A za pKa je obrnuto – od najveće.

20

2. Na osnovu pKb vrednosti poređati jone po rastućoj baznosti:SO4

2-, HS-, CN-, CO32-

Amfoterni elektroliti – AMFOLITI

Jedinjenja koja se mogu ponašati i kao baze i kao kiseline.Be(OH)2, Zn(OH)2, Sn(OH)2, Pb(OH)2, Al(OH)3, Sb(OH)3, As(OH)3

[Al(OH)3(H2O)3], [Pb(OH)2(H2O)2] – amfoterni hidroksidi – AKVA KOMPLEKSI

HClO(Cl +1) – hipohlorasta kiselina; daje soli HIPOHLORIDEHClO2 (Cl+3) – hlorasta (jaka); soli HLORITIHClO3 (Cl +5) – hlorna (jaka); soli HLORATIHClO4 (Cl +7) – perhlorna (najjača); soli PERHLORATI

H2CO3 HCO3- (amfolit) CO3

2-

pr. 1 – najslabija baza – najjača kiselina (pKb – najveća)Što je veće Kb, manje je Ka!

1. Na osnovu pKb vrednosti navedenih konjugovanih baza odrediti koja je od odgovarajućih kiselina najslabija?pKb(HCOO-) = 10,1 tj. HCOOHpKb(CO3

2-) = 3,7 tj. HCO3-pKb (NH3) = 4,8 tj. NH4+pKb (CH3COO-) = 9,2 tj. CH3COOHpKb(H2PO4

-) = 11,92. U kom nizu su kiseline porešane po opadajućoj kiselosti?

HI > HBr > HCl > HFHF je veoma slaba kiselina i veoma opasna, razara staklo, drži se u plastičnim bocama.H3PO4 je jaka samo u I stupnju.Borna kiselina je slaba kiselina (služi za ispiranje očiju).HCl je jača od borne kiseline ( _______ )Azotna kiselina (HNO3) je slabija od sumporne (H2SO4).

3. U kom od navedenih nizova se nalaze samo amfoliti.4. Koji od navedenih molekula ili jona pokazuje amfoterne osobine? HCO3

-

5. Na osnovu datih vrednosti Ka, koja kiselina je najjača u vodenom rastvoru? (kao zadatak 7) HF – gleda se najveća vrednost, ali treba paziti na stepene!

6. U kom nizu su kiseonične kiseline hlora pravilno pređane prema rastućoj jačini:HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4

7. U kom nizu oksida se nalaze samo oni koji sa vodom daju dvobaznu kiselinu ili dvokiselu bazu?CO2, SO2, CaO, P4O6, MgO (tj. H2CO3, H2SO3, Ca(OH)2, H2PHO3, Mg(OH)2)

NEUTRALNI OKSIDI: NO, N2O i CO. Oni NE reaguju! Kada ih vidimo u nizu, znamo da nije tačno.Sa porastom oksidacionog broja raste i jačina kiselina!8. (zadatak koji je bio pre desetak godina) U kojoj reakciji je voda kiselina?

1) HCl + H2O = Cl- + H3O+

2) NH3 + H2O = NH4+ + OH-

3) H2SO4 + H2O = H2SO4- + H3O+

4) HCN + H2O = CN- + H3O+

9. U kom nizu se nalaze samo amfoterni hidroksidi? Al(OH)3, Zn(OH)2, Pb(OH)2, Cr(OH)3

Sa najvećim oksidacionim brojem biće kiseo, a sa najmanjim bazan. Anhidridi baza daće bazu.10. U kom nizu se nalaze samo jake kiseline u vodenom rastvoru? HBr, HNO3, HClO3, HCl

21

HCN ne može biti pre azotne kiseline. H2S nije jaka. Sirćetna kiselina je slaba kao i H2CO3.11. Koji od navedenih elektrolita je amfoteran? Zn(OH)2

Jake baze: I i II grupa (NaOH, KOH, LiOH u prvoj, a u drugoj Ca(OH)2 i Ba(OH)2 dok Mg nije jak!12. Koja je od navedenih kiselina diprotonska? DIPROTONSKA kiselina - __________________________

H2PHO3 – gradi dve soli!13. U kom nizu se nalaze samo anhidridi polikiselih baza?

kalcijum-oksid, gvožđe(III)-oksid, barijum-oksid, hrom(II)-oksid14. U kom nizu su kiseline poređane po rastućoj jačini?

HCN, CH3COOH, H3PO4, HClO4

CH3COOH, HCN, H3PO4, HClO4

HCN Ka = 7,2 * 10-10CH3COOH Ka = 1,8 * 10-515. U kom nizu se nalaze samo one kiseline koje bi u reakciji sa bazama mogle dati samo dva tipa soli: jednu kiselu i jednu neutralnu?

sulfitna, fosfitna, karbonatna, sulfidna, oksalatna (najprostija dikarboksilna)Kod soli sa više karboksilnih grupa ____________________________________jodatna kiselina – HIO3

jodidna kiselina – HI16. U kom nizu se nalaze samo amfoliti?

CH2(NH2).................

Jonska koncentracijaci = n * c * αn – broj jona koji disosuju (1 molekula)c – molarna koncentracija (mol/L)α – stepen disocijacije

c(K2SO4) = 0,001 mol/Lα = 92 %K2SO4 → 2K+ + SO4

2-

c(K+) = 2 * 0,001 * 0,92 = 1,84 * 10-3 mol/L = 1,84 mmol/Lc(SO42-) = 1 * 0,001 * 0,92 = 9,2 * 10-4 mol/L = 0,92 mmol/L

1. Kolika je koncentracija hloridnih jona koji u jednom litru sadrži 0,01 mol aluminijum hlorida?AlCl3 → Al3

+ + 3Cl-

c(Al3+) = 0,01 * 1 = 0,01 mol/Lc(Cl-) = 3 * 0,01 = 0,03 mol/L2. Kolika je koncentracija hloridnih jona u rastvoru koji u 400 mL sadrži 380 mg magnezijum hlorida i 234 mg natrijum hlorida? ( Na – 23, Mg – 24, Cl – 35,5)MgCl2 = 95 MgCl2 → Mg2+ + 2Cl-

400 mL : 0,38 g = 1000 mL : x 1 mol : 95 g = x : 0,95 gx = 0,96 g/L x = 0,01 mol/L c(Cl-) = 2 * 0,01 = 0,02 mol/L

NaCl = 58,5 NaCl → Na+ + Cl-

400 mL : 0,234 g = 1000 mL : xx = 0,585 g/L

1 mol : 58,5 = x : 0,586 gx = 0,01 mol/Lc(Cl-) = 0,001 mol/LΣCl- = 0,02 + 0,01 = 0,03 mol/L = 3 * 10-2 mol/L

3. Kolika je koncentracija natrijumovih jona koji u 200 mL sadrži 117 mg natrijum hlorida i 142 mg natrijum sulfata?(Na – 23, Cl – 35,5; S – 32)

22

117 mg = 0,117g142 mg = 0,142g Na2SO4 → 2Na+ + SO4

2-

200 mL : 0,117 g = 1000 mL : x 1 mol : 58,5 g = x : 0,585 gx = 0,585 g/L NaCl = 58,5 x = 0,01 mol/L c(Na+) = 0,01 mol/L

200 mL : 0,142 g = 100 mL : xx = 0,71 g/LNa2SO4 – 142 c(Na+) = 2 * 0,005 = 0,01 mol/L

Σ(Na+) = 0,01 + 0,01 = 0,02 mol/L = 2 * 10-2 mol/L1 mol : 142 g = x : 0,71 gx =0,005 mol/L

4. Izračunati koncentraciju natrijumovih i hloridnih jona u mmol/L u fiziološkom rastvoru (9g/L)?NaCl = 58,5

1 mol : 58,5 = x : 9x = 0,154 mol/L = cc(Na+) = 0,154 mol/L = 154 mmol/Lc(Cl-) = 0,154 mol/L = 154 mmol/L

5. Izračunati koncentraciju Na+, Ca2+ i Cl- jona u mmol/L, rastvora koji u 500 mL sadrži 1,17 g natrijum hlorida i 1,11 g kalcijum hlorida (disocijacija je kompletna).(Ca – 40, Na – 23, Cl – 35,5)NaCl = 58,5 CaCl2 = 111 NaCl → Na+ + Cl-500 mL : 1,17 g = 1000 mL : xx = 2,34 g/L

1mol : 58,5 = x : 2,34 x = 0,04 mol/Lc(Na+) = c(Cl-) = 0,04 mol/L

500 mL : 1,11 g = 1000 mL : x CaCl2 → Ca2+ + 2Cl-x = 2,22 g/L

1 mol : 111 = x : 2,22 x = 0,02 mol/Lc(Ca2+) ) 0,02 mol/L c(Cl-) = 2 * 0,02 = 0,04 mol/L

c(Na+) = 0,04 mol/L = 40 mmol/Lc(Ca+) = 0,02 mol/L = 20 mmol/Lc(Cl-) = 0,04 + 0,04 = 0,08 mol/L = 80 mmol/L

6. Kolika je koncentracija K+ jona mol/L koji u 500 mL rastvora sadrži 745 mg KCl i 1,74 g K2SO4?(K – 39, Cl – 35,5) Rezultat je 0,06! KCl → K+ + Cl-

7. Kolika je koncentracija Br- jona mol/L u rastvoru koji u 500 mL sadrži 119 mg KBr i 200 mg CaBr2?(K – 39, Ca – 40, Br – 80)500 mL – 119 mg KBr = 0,119 g

- 200 mg CaBr2 = 0,2 g1000 mL – 0,238 g KBr / 119 = 0,002 mol/L

- 0,4 g CaBr2 / 200 = 0,002 mol/L

KBr → K+ + Br- CaBr2 → Ca+2 + 2Br-0,002 0,002 0,002 0,004 – 0,006 mol/L = 6 mmoL

23

U zbirci se poneki zadaci nalaze u rastvorima.

17. zadatak na 37. strani:CH3COOH → CH3COO- + H+

c(H+) = n * α * c sirćetne kiselineα = 4,2 % = 0,042c(H+) = 1 * 0,042 * 0,01 = 0,00042 = 0,42 mmol/L

37. zadatak na 33. strani:CH3COOH → CH3COO- + H+c(CH3COO-) = n * α * c CH3COOH

i sve posle isto kao i kod prethodnog...

Odraditi zadatke sa:mravljom kiselinom, hlorovodoničnom, sulfidnom, bakar-sulfatu.

15. zadatak na 37. straniK = α2 * c

24

23.2.2013.

Lidija Izrael Živković – docent za Hemiju

JONSKI PROIZVOD VODEH2O H+ + OH-

Kw = [H+][OH-] = 10-14 mol2/L2 na 25 Czavisi samo od temperaturepH = -log[H+] pOH = -log[OH-]pH + pOH = 14

Kiselost rastvora – pH (p – negativni logaritam). Količinska koncentracija (mol/L)

Kiseo rastvor[H+] > 10-7; pH <7; [OH-] < 10-7; pOH >7Bazan rastvor[H+] < 10-7; pH > 7; [OH-] > 10-7; pOH < 7Neutralan rastvor[H+]=[OH-]= 10-7; pH = pOH = 7

1. Najkiseliji je rastvor koji ima:1) [H+]= 10-8 2) 6 x 1013 jona OH-/L 3) pH = 6 4) 6 x 1013 jona H+/L 5) pOH=5

2) – 6 x 1013 jon Oh : x mol = 6 x 1023 : 1 molx = 4 = pH

5) 6 x 1013 H+ : x mol = 6 x 1023 : 1 mol x = 10-10pH = 10 – pH= 9

2. Najbaznije reaguje rastvor koji ima: (isto kao prvi)1) [H+] = 10-8 2) 6 x 1013 jona H+/L 3) pOH = 5 4) 6 x 1013 jona OH-/L 5) pH=6

3. Najkiseliji rastvor ima pH vrednosti:1) 9 2) 1 3) 11 4) 0 5) 7

4. U 50 mL rastvora nalazi se 3 x 1020 potpuno disosvanih molekula perhlorne kiseline (HClO4). Koliki je pH tog rastvora ?

1) 2 2) 4 3) 1 4) 3 5) 050 mL 3 x 1020 molekula HClO43 x 1020 molekula : x mola = 6 x 1023 molekula : 1molx = 0,5 x 10-3 - 50 mLx : 1000 mLpH = 0,01 = 10-2 = 2pH = -log[H+] mol/L

Slični: 8, 10, 16!Svi jaki elektroliti POTPUNO disosuju!5. Koliko ima molova jona vodonika u 500 mL rastvra čije je pH = 3 ?

1) 10-3 2) 1,5 x 10-3 3) 5 x 10-2 4) 5 x 10-4 5) 3 x 1020x mol H+ jona u 500 mLpH=3[H+]= 10-3 mol/L10-3 mol : 1L = x mol : 0,5 Lx = 5 x 10-4 molSlični: 9, 25, 31, 32, 38!6. Koliko ima jona vodonika u 100mL rastvora čije je pH=2?

1) 2 2) 10-2 3) 10-3 4) 6 x 1021 5) 6 x1020x jona H+ = ? u 100 mL

25

pH=2[H+]= 10-2 mol/L10-2 mol : 1 L = x : 100 mLx = 0,001 mol = 10-3 mol

10-3 : x jona = 1 mol : 6 x10 23x = 6 x 1020Slični: 7.

7. Koliko ima hidroksilnih jona u u 500 mL rastvora čije je pH=12?x OH- jona = ? u 500 mL, pH=12

pOH = 2[OH-] = 10-2 mol/L10-2 mol : 1 L = x : 0,5 Lx = 5 x 10-3 mol

5 x 10-3 : x jona = 1 mol : 6 x 1023x = 3 x 1021 jona

Naučiti obavezno prebacivanje mola u grame, u jone i ostalo !

8. Koliki je pH rastvora koji u 250 mL sadrži 1,5 x 1017 hidroksidnih jona?pH = ? 250 mL = 0,25 L[OH-] = 1,5 x 1017 jona

-log[H+] mol/L1,5 x 1017 jona : x mola = 6 x 1023 jona : 1 molx = 9 x 10-69 x 10-6 : 0,25 L = x : 1 LpOH = 6pH = 89. Koliko ima molova hidroksidnih jona u 200 mL rastvora u kome je pH=2?

x mol OH- = ? 200 mL = 0,2 L; pH = 2pOH = 12[OH-] = 10-12 mol/L10-12 mol : 1 L = x mol : 0,2 Lx = 2 x 10-13 molova10. pH rastvora koji u 20L sadrži 2 x 10-2 mola hidroksidnih jona u odnosu na pH čiste vode je:

pH = ? 20L [OH-] = 2 x 10-22 x 10-2 mola :20 L = x mol : 1 Lx = 0,1 x 10-2 = 10-3pOH = 3pH = 11 – veće za 4 (pH čiste vode = 7!)11. Koliko se grama azotne kiseline u 150 mL rastvora čije je pH = 0? (N=14)

x g HNO3 = ? u 150 mL = 0,15 L pH =01 mol : 1 L = x : 0,15 Lx = 0,15 mol0,15 mol : x g HNO3 = 1 mol = 63 gx = 9,45 gAtomske mase ugljenika, kiseonika i vodonika moraju da se znaju!12. Koliko je pH rastvora koji u 200 mL sadrži mola 0,2 hlorovodonične kiseline?13. Kolika je koncentracija hidroksidnih jona u rastvoru koji u 500 mL sadri 0,05 mola hlorovodonične kiseline?

OH- = ? 0,5 L, HCl 0,05 mol0,05 mol H+ jona : 0,5 L = x : 1 Lx = 0,1 mol

26

pH = 1 [OH-]= 10-13???14. Koliko miligrama natrijum-hidroksida treba dodati u 200mL vode da bi se u toj zapremini nalazilo 1,2 x 1013 jona OH-? (Na=23)Jone pretvaramo u mole i onda u miligrame!x mg NaOH = ? V(H2O) = 0,2 L 1,2 x 1013 jona OH-1,2 x 1013 OH jona : x mol = 6 x 1023 : 1 molx = 2 x 10-6 mol15. Kolika je koncentracija hidroksidnih jona u rastvoru koji u 10 litara sadrži 0,001 mol hlorovodonične kiseline?16. Koliko je pH rastvora koji u 250 mL sadrži 1,5 x 1020 hidroksidnih jona?

broj mola prvo! zatim litri!17. Ako se pH nekog rastvora promeni sa 3 na 6, koncentracija H+ jona se : smanji 1000 puta !18. teži zadatak:

NEUTRALIZACIJA – jonska reakcija, lako isparljivo i teško rastvorljivo!rastvor A : 18,9 g/L – HNO3 0,3 mol/Lrastvor B : 3,2 g/L – NaOH 0,08 mol/L

NaOH + HNO3 -> H2O + Na+NO3-1 : 1nB = nK c = n/VcB*VB = cK*VK

0,08 * 0,3 * VB = 0,08 * 0,3 * VK

8:301:3,7519. Koliko je potrebno…

x mg KOH = ? 40 mL = 0,04 L HNO3 pH=10,1 mol/LKOH + HNO3 -> KNO3 + H2O1 : 10,1 mol : 1 L = x mol : 0,04 Lx = 0,004 mol H+ - važi za oba!0,004 mol : x mg = 1 mol : 56000 mgx = 224 mg20. Koliko treba mg KOH da bi se napravilo ....

x mg KOH = ? 300 mL = 0,3 L pH = 12pOH = 210-2 mol OH- : 1 L = x mol : 0,3 Lx = 3 x 10-3 mol3 x 10-3 mol : x mg = 1 mol : 56000 mgx = 168 mg21. Koliko je potrebno…

NEUTRALIZACIJAx mg NaOH = ? 200mL HNO3 pH = 2

10-2 mol : 1 L = x mol: 0,2 Lx= 2 *10-3 molHNO3 + NaOH -> H2O + NaNO32x10-3 : x mg = 1 mol : 40000mgx = 80 mg22. pH rastvora koji....

10-4 mol jona OH pH = 10veće za 323. Kolika je koncentracija OH- jona ...

OH- jona = ?200 mL = 0,2 L 0,15 mol/L Ca(OH)2 – 0,03 mol

27

0,3 L 0,2 mol/L HCl – 0,06 molCa(OH)2 + 2HCl -> CaCl2 + 2H2O1:20,03 : 0,06 mol10-7da je npr bilo:0,04 : 0,06prvo broj mola – pa onda na litar !24. isti kao prethodni !25. Koliko je potrebno…MONOBAZNO – jednobazno51. Konjugovani par :Ka * Kb = 10-14Konjugovana baza od kiseline S2- jeste HS-26. Koliki je stepen disocijacie cijanovodonične kiseline HCN….K= α2 * c27. Ako je pOH…29. Veličina pOH…

pOH = pH/3 pH + pOH = 143 pOH + pOH = 14pOH = 3,5 pH = 10,5 H+ = 3,10

30. Veličina pH je…33. Koliko ima OH-…

OH- jona500 mL 0,1 mol/L KOH500 mL 0,2 mol/L HNO3KOH + HNO3 -> H2O + KNO30,05 0,1mol

0,05 mol HNO3 u višku!5 x 10-2 mol/L H+OH- jona = 2 x10-13 mol/L2x10-13 mol : x jona = 1 mol : 6x1023 jonax = 1,2 x 1011 jonaIsti je 34 zadatak!34. Koliko ima H+ jona…

H+ jona = ?500 mL 0,1 mol/L HNO3500 mL 0,2 mol/L NaOH1:1HNO3 + NaOH -> NaNO3 + H2O0,05 0,1

0,05 u višku!OH- = 5 x 10-2 mol/LH+ = 2 x10-13 mol/L2x10-13 mol : x jona = 1 mol : 6x1023x = 12 x 1010 = 1,2 x101135. Ako se pH nekog rastvora...36. pOH rastvora koji u 30L..37. Koliko je potrebno miligrama...

KOH + HCl -> KCl + H2O38. Koliko ima molova...39. pH rastvora...40. HNO3 + NaOH -> NaNO3 + H2O43. Stepen disocijacije…

28

Organske kiseline su slabe!HCOOH H+ + HCOO-

alfa = 0,05c = 0,2 mol/LpOH = ?Kod slabih kiselina, najveći deo je nedisosovano – nalazi u ovom obliku HCOOH. 5% je samo disosovalo i dalo jone!Jonske koncentracije – koncentracija jona u nekom rastvoru je jednaka = α * c * z0,2 mol : x = 100 : 5%x = broj mola H+ jona!pH =2 pOH = 1244. Izračunajte koncentraciju H+ jona…45. bio 2006. godine na prijemnom ispitu!

c=? CH3COOH CH3COO- + H+pH= 3

48. Kiseline i baze koje su slabe – z = 1!50. 1L 6 g CH3COOH = 60 g/mol

alfa = 0,05[OH-]=?[H+]= 5 x 10-3OH- = 2 x 10-12

ZADACI SA PRIJEMNIH:1. Koliko ima OH- jona u 1dm3 rastvora u kome je pH=12? 6x10212. Koliko je pOH sumporne kiseline, c=0,005 (5x10-3)mol/L? Potpuna je disocijacija.

H2SO4 -> 2H+ + SO42-0,005 0,01

10-2 = H+pOH = 12

3. x mg =? NaOH30mL HNO3 pH3NaOH + HNO3 -> NaNO3 + H2O

10-3 mol : 1L = x mol : 0,03Lx = 3 x 10-5 mol3 x 10-5 : x mg = 1 mol : 40000mgx = 1,2 mg4. Najkiseliji rastvor je onaj koji...?5. Izračunati pOH , rastvor 250 mL ima 10 mg NaOH

29

2.3.2013.

SOLI, DOBIJANJE, HIDROLIZAPUFERI

Karadžić

Najdosadniji deo – soli. Puferi – više ćemo raditi fazone.

Vrste soli (prema formuli)1. neutralne (normalne): NaCl, NH4Cl, Na2CO3, Na2HPO3 (so fosforaste kiseline H3PO3) – vodonik menja ako je

vezan preko kiseonika, ovo je jedan mali trik; ove soli fosforaste kiseline se često pojavljuju (Na, Ca može biti)2. kisele – kisele po formuli: NaHCO3 (Na-hidrogen, Na-bikarbonat; soda bikarbona) – H dolazi iz ugljene kiseline

H2CO3, ova so je proizvod DELIMIČNE neutralizacije a potpune Na2CO3!; Ca(HSO4)2, NaH2PO4, NaH2PO3

3. bazne: (CaOH)Cl – Ca-hidroksihlorid iz Ca(OH)2 radi se o dvokiseloj bazi u kojoj je neutralizana jedna OH grupa, (BaOH)J, Bi(OH)2NO3

4. dvogube: Na2SO4 x Al2(SO4)3 x 24H2O5. kompleksne6. mešovite

Kisela so: NaHSO4 → Na+ + HSO4-

HSO4- → H+ + SO4

2-

Kiselo – u vodenom rastvoru disosuje! Disosuje kiselinski ostatak!Bazna so: (BaOH)NO3 → Ba+OH + NO3

- (Ba-hidroksi-nitrat) BaOH je jaka baza! (I i II grupa su jake baze!!)Ba+OH- → Ba2+ + OH-

ZADACI:6. Bazna so: MgOHCl : MgOHCl → (MgOH)+ + Cl-

(MgOH)+ → Mg2+ + OH-

1) kisela so – HSO4 potiče iz sumporne kiseline: Ca(HSO4)2 -> Ca2+ + 2(HSO4)-

HSO4- → H+ + SO4

2-

2) neutralna3) NH4 – amonijum jon4) kiselo po formuli!

7. 1) neutralno2) kisela: H2PO4 – potiče iz fosforne kiseline (H+ nama treba!)3) neutralna : K-sulfid4) Na-acetat: so organske kiseline, jednobazna kiselina CH3COOH5) MgOHCl – bazna

Dobijanje soli:1. pri reakciji baze i kiseline – NEUTRALIZACIJA, nastaje VODA (to je jonska reakcija pri kojoj nastaje slabo

disosovano jedinjenje)2. pri reakciji baze i kiselog oksida3. pri reakciji kiseline i baznog oksida – pri korak je da će kiseli oksid dati kiselinu, bazni će dati bazu4. pri reakciji metala i kiseline – radićemo pri oksidoredukcijama!5. pri reakciji direktnog sjedinjavanja metala i nemetala6. pi reakciji kiseline i soli (istiskivanje slabe kiseline)

NEUTRALIZACIJA KAO KONAČNA REAKCIJA – da u reakciji nastaje so koja NE reaguje sa vodom (da reaguje, pisali bismo povratnu reakciju – HIDROLIZA)

1. kada reaguju jaka kiselina i jaka bazaH2 + SO4

2- + 2K+OH- → 2H2O + K2+SO42-

30

2. kada nastaje so slabo rastvorljiva u vodiBa2+(OH)2- + H2CO3 -> 2H2O + BaCO3(s)

Soli nastale iz jake kiseline i jake baze NE hidrolizuju!NaCl (potiče iz jake kiseline HCl) -> Na+ + Cl-Na+ + Cl- + HOH -> /

Jake kiseline: HCl, H2SO4, HNO3, H3PO4Jake baze: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2

ZADACI:1. Možemo dobiti jednu neutralnu i jednu kiselu so! Na2SO4 – neutralna (NEUTRALIZACIJA)2. 1) Al(OH)3 + 3HNO3 -> Al(NO3)3 + 3H2O -

2) NaOH + HNO3 -> NaNO3 + H2O – odmah otpada3) Zn(OH)2 + 2HNO3 -> ZN(NO3)2 + 2H2O tačno (gledaju se molovi!)

3. trik pitanje: neutralna so! u slučaju kiseline, moraju da sadrže kiseonik!!!P2O3 (iz H3PO3 – HPO32-) + 2Ca(OH)2 -> 2CaHPO3 + 2H2O

4. 1) 2NaOH + H3PO3 -> Na2HPO3 + 2H2O – nije2) Mg(OH)2 + H3PO3 -> MgHPO3 + 2H2O3) 2Fe(OH)3 + 3H3PO3 -> Fe2(HPO3)3 + 6H2O – TAČNO

9. Mg(OH)2 + 2H3PO4 -> Mg(H2PO4)2 + 2H2Oprimarna so – kada se zameni jedan H atom! (sekundarna dva, ...) traži se Mg-dihidrogenfosfat!!

10. 3CaO + 2H3PO4 -> neutralna so Ca3(PO4)2 + 3H2O11. H2SO4 + Mg(OH)2 -> kisela so Mg(HSO4)2 + 2H2O35. 1) kisela so se dobija

2) kisela so takođe3) KHS je so koja hidrolizuje (reaguje bazno!!)! HS reaguje sa vodom!! HS- + H2O H2S + OH- K- so jake baze HS – slaba kiselina (H2S)4) organske kiseline su slabe kiseline! Slaba kiselina i jaka baza – bazna so! Iako je so neutralna, ali zbog

hidrolize reaguje bazno!5) KCl NE hidrolizuje! Nastaje iz jake baze i jake kiseline!

NEUTRALIZACIJA KAO POVRATNA REAKCIJA – reaguju baze i kiseline različitih jačina1. kada reaguju jaka kiselina i slaba baza

2H+NO- + ZN(OH)2 2H2O + Zn2+(NO3-)2 (svi amfoterni elektroliti su slabe baze!)2. kada reaguju jaka baza i slaba kiselina

Na+OH- + CH3COOH H2O + CH3COO-Na+3. kada reaguju slaba kiselina i slaba baza

3CH3COOH + Al(OH)3 3H2O + Al3+(CH3COO-)3

Soli nastale iz slabe kiseline i jake bazeHIDROLIZUJU-HIDROLIZA ANJONACH3COO-Na+ + HOH CH3COOh + OH-

NaHCO3 (nastala iz ugljene kiseline H2CO3 – slaba kiselina! a Na iz jake baze NaOH) + HOH H2CO3 + Na+ + OH-

Na2+CO32- (joni iz druge ugljene kiseline HCO3- koja je još slabija 10-5, prva je H2CO3) + HOH HCO3- + 2Na+ + OH- (Na-karbonat hidrolizuje, reaguje bazno! Ako pada vrednost, teži da uzme više H+ jona iz vode i pravi višak OH- jona tako da je Na-karbonat JAKO bazna so)

HCO3- + HOH H2CO3 + OH-

41. 1) Na2O bazno, ZnSO4 kiselo, AlOHSO4 kiselo (Al(OH)2 slaba baza), BaO bazno, Na2CO3 bazno2) Na2HPO4 sa fosfornom je komplikovano (prva je jaka, druga i treća su slabe! H2PO4 slaba kiselina!) –

bazno, NaNO3 neutralno, BaOHCl bazno (baze alkalnih i zemnoalkalnih su JAKE!), Na2CO3 bazno, NH4Cl kiselo

31

3) K2O bazno, CaOHJ bazno zato što će disosovati na Ca OH i J, BaO bazno, Na2S bazno (Na iz NaOH, a S iz HS- koja je još slabija od H2S), K2CO3 bazno (KOH jaka baza, HCO3- slaba kiselina)

4) NH4NO3 kiselo, CaOHCl bazno zbog DISOCIJACIJE (CaOHCl -> CaOH+ + Cl-) – Ca(OH)2 jaka baza CaOH+ -> Ca2+ + OH-), K2O, N2O neutralno, KHCO3 bazno

5) K3PO4 fosfat (KOH i HPO42-) reaguje bazno! NaHCO3

42. ovaj niz treba posmatrati OH- veća nego u vodi – mora biti BAZNO!2) neutralno 3) kiselo 4) H2SO4 i HSO4- su jake kiseline! 5)Na2S (iz NaOH i HS-)

43. Hidrolizuje1) Ca(OH)2 + KOH -> ne hidrolizuje2) N2O3 + KOH -> (HNO2 azotasta kiselina3) Li2O + KOH ->

46. Al, Zn, ____ - slabe sa OH!!

Moramo naučiti: JAKE I SLABE KISELINE, i kada imamo formulu soli, pogledati iz čega neposredno potiče!

PUFERI

Smeše od slabe kiseline i njena konjugovana baza!CH3COOh CH3COO- + H+K BCH3COOH / CH3COO- = PUFERAko u acetatni pufer dodamo jaku bazu, reagovaće sa kiselom komponentom! Pufer ima kiselu(CH3COOH) i baznu (CH3COO-) komponentu!CH3COOH + NaOH -> CH3COONa + H2O K KONJ. BCHECOO- + H+ CH3COOH

4 PUFERA:1. acetatni – CH3COOH (iz sirćetne kiseline) i CH3COO- baze. Jednostavan je za razmatranje ali NIJE

FIZIOLOŠKI važan!2. bikarbonatni – H2CO3 slaba ugljena kiselina i HCO3-. Akko se u njega doda kiselina reagovala bi bazna

komponenta! HCO3- + H+ -> H2CO3 A ako se doda baza, reagovala bi kisela komponenta. Jako je važan (fiziološki)!

3. fosfatni – mali trik. Sastoji iz H2PO4- (slaba kiselina, H3PO4 NE dolazi u obzir u pravljenju pufera!) i HPO42- baze. Svaki dodatak mora da ostane među ove komponente (ne mogu da se pojavi H3PO4 ili PO4). HPO42- + H+ H2PO4- KISELI PUFERI rade u sredinama čije su pH vrednosti manje od 7

4. amonijačni – BAZNI pufer NH3 slaba baza i NH4+ jaka kiselina. NH3 + H+ NH4+ NH4+ + OH- NH3 + H2O BIOLOŠKI VAŽAN: radi u bubrezima!

CH3COOH/CH3COO- koristimo jednačinu.Jednake koncentracije kiseline i konjugovane baze = Ka! (konstanta aciniteta koja je jednaka 10-5)

Pitanja su elementarna, nikada ne daju zadatak sa računanjem.

HA H+ + A- NaA -> Na+ + A-Ka = ([H+][A-])/[HA]

Henderson-Hasselbach-ova jednačina:[H+] = Ka * [HA]/[A-]

pH = pKa + log[A-][HA]

32

ako je HA = A- pH = pKapH pufera se ne menja sa razblaženjem rastvorakapacitet pufera

Puferski kapacitet se uvek veže za koncentraciju (veći ima veći kapacitet).

ZADATAK:2. 1) nastaje samo Na-acetat

2) CH3COOH + NaOH -> CH3COONa + H2O1 0,5 0,50,5 0,5

4. nastaje ugljena kiselina (kada se uvodi CO2 u vodu !)26. najbitnija je najveća koncentracija, bolja je sposobnost!33. sem neorganskih pufera, postoje i organski (kod hemoglobina – HEMOGLOBINSKI, AMINOKISELINSKI)

PI-2: Koncentracija H+ jona u rastvoru acetatnog pufera je jednaka vrednosti konstante disocijacije kiseline kada su koncentracije: 0,3 mol/l sirćetne i 0,3 mol/L natrijum-acetata

33

9.3.2013.

Nataša Avramović – doc. na Hemiji

KOLIGATIVNE OSOBINE RASTVORA

Osmotski pritisak je koligativna osobina rastvora.Koligativne (koligere – sabirati) osobine rastvora zavise samo od broja čestica koje se nalaze u rastvoru, bez obzira na hemijsku prirodu rastvorene supstance.Koligativne osobine su:

1. sniženje napona pare rastvora u odnosu na čist rastvarač2. povišenje tačke ključanja rastvora u odnosu na čist rastvarač3. sniženje tačke mržnjenja rastvora u odnosu na čist rastvarač4. osmotski pritisak rastvora

Uglavnom teorijska pitanja su na prijemnom.

Sniženje napona pare rastvarača iznad rastvora, sniženje tačke mržnjenja i povišenje tačke ključanja rastvoraxrč = 1, čist rastvaraču rastvoru:xrč = nrč / (nrč + nrs)xrč < 1Ravnotežni napon pare rastvarača iznad rastvoraP = XrčP0 (Xrč u rastvoru)gde je Xrč – molski udeo rastvarača, a P0 ravnotežni napon pare rastvarača

Sniženje tačke mržnjenja rastvora (ΔTm) i Povišenje tačke ključanja (ΔTk)ΔTm = Kk*c * i ΔTm = Torastvarača – Tmrastvora

ΔTk = Ke*c * i ΔTk = Tkrastvora – Torastvarača

Ke – ebulioskopska konstanta (konstanta povišenja tačke ključanja rastvora)Kk – krioskopska konstanta (sniženja tačka mržnjenja, brojna vrednost zavisi od rastvarača)c – koncentracija supstancei – vant Hoff-ov koeficijent (broj čestica rastvorene supstance u rastvoru)

Jednačina osmotskog pritiska za neelektroliteOsmotski pritisak je koligativna osobina rastvora.Razblaženi rastvori se ponašaju kao idealni gasovi za koje važi jednačina gasnog stanja:

PV = n*R*Tgde je P = pritisak gasaV = zapremina gasaR – univerzalna gasna konstanta (R = 8,315 JK-1mol-1)T – apsolutna temperaturan – broj molova gasaAko se gornja jednačina podeli sa V i uzme u obzir da je n/V = c sledi da je:

P = c*R*T

Elektroliti i neelektrolitiSupstance koje pri rastvaranju u vodi ne disosuju/ ne daju naeleketrisane čestice (jone) su neelektroliti.Supstance koje disocijacijom u vodi daju naelektrisane čestice (jone) su elektroliti.Rastvori elektrolita provode električnu struju.

Van’t Hoff-ov koeficijentRastvori elektrolita pokazuju odstupanja u eksperimetalno dobijenoj vrednosti osmotskog pritiska. Odnos između izmerene (eksperimentalno dobijene) vrednosti osmotskog pritiska (Pexp) rastvora elektrolita i izračunate vrednosti (Pizr) za rastvor neelektrolita iste molarne koncentracije, naziva se van’t Hoff-ov koeficijenti.

34

i = Pexp/Pizr

Vrednost van’t Hoff-ovog koeficijenta je u razblaženim rastvorima (koncentracija manje od 0,01 mol/L) jednaka broju čestica/jona koje nastaju pri disocijaciji elektrolita, dok u rastvorima većih koncentracija (veće od 0,01 mol/L) opada (prividno opada koncentracija) i manja __________________

Osmotski pritisak rastvora elektrolitaUzimajući u obzir van’t Hoff-ov korekcioni faktor jednačina za osmotski pritisak elektrolita je

P = c*R*T*iVrednost c x i predstavlja koncentraciju osmotski aktivnih čestica i izražava se u osmol/L (osmolarnost).

____________________________________________

Rastvori iste koncentracije:a) glukoza 1 osmol/L i=1b) KCl 2 osmol/L i=2c) Na2SO4 3 osmol/L i=3Rastvori su istih koncentracija 0,1 mol/L!!

ZADACI:1. n = c*R*T*i AlCl3 aluminijum-hloridkarbamid = urea (NH2CO???)2. ΔTm = Kk * m*i Na3PO4 natrijum-neutralni fosfat3. ΔTm = Kk*m Tmrastvora = Tmrastvarača – ΔTm = 0C (voda mrzne na 0 stepeni!!) – ΔTm

m = mol/kgH2O m=? n=3g/60=0,050,05:50g = x : 1000gx=1mol/kg

Kod tačke mržnjenja znak se MENJA!!!Isti tip zadatka: 8 i 9!4. ΔTk = Ke * m Tkrastvora = Tkrastvarača + ΔTk = 100C (tačka ključanja vode!) + 0,51*0,5 = 100,255

m = mol/kgH2O m=? n = 51,3 /342 = 0,150,15:300 = x :1000 x=,5mol/kg

Isti tip zadatka: 10!5. Tmrastvora=Tmrastvarača-ΔTm ΔTm=0C-(-0,0558) = 0,0558C

ΔTm=Kk*m m=ΔTm/KkΔTk=Ke*m=Ke*ΔTm/Kk Tk=100C + ΔTk=100 + 0,52*0,0588/1,86=100,0156

Paziti šta se traži tačka ključanja ili povišenje tačke ključanja!12. ΔTk=Tkrastvora-Tkrastvarača

ΔTk=Ke*m m=ΔTk/KeΔTm=Kk*m=Kk*ΔTk/Ke Tmrastvora=Tmrastvarača-ΔTm=0C – 1,86?0,208/0,52=0,744

Sledeći tipovi zadatka u kojim se traži MOLALITET:Kada je disocijacija potpuna – to je elektrolit!6. Tmrastvora=Tmrastvarača – ΔTm

ΔTm=0,372CΔTm=Kk*m*i KNO3 -> K+ + NO3- i=2m=ΔTm/Kk*i=0,372/1,86*2= 0,1 mol/kg

7. ΔTm=Kk*m m=ΔTm/Kk=0,372/1,86=0,2mol/kgN=n/Mr=30/60=0,5 mol0,2:1kgH2O = 0,5:xx= 2,5 kgH2O

Isti tip zadatka: 11!13. ΔTk=Ke*m ΔTk(metanol)=0,83*m ΔTk(etanol)=1,22*m ΔTk(benzen)=2,53*m

ΔTk(metanol) < ΔTk(etanol) < ΔTk(benzen)

35

14. ΔTk(aceton-1,71) < ΔTk(benzen -2,53) < ΔTk(hloroform-3,63)

RASTVORI

Rastvori su homogeni, energetski stabilni disperzni sistemi, koji se sastoje od rastvarača i rastvorene supstance.U pravim rastvorima dimenzija rastvorenih čestica ne prelazi 1nm (čestice su rastvorene do nivoa jona ili molekula).U koloidnim rastvorima je dimenzija rastvorenih čestica 1-100 nm (agregati molekula ili makromolekuli).Grubodisperzni sistemi (suspenzije i emulzije) kod kojih je dimenzija dispergovanih (raspodeljenih) čestica iznad 100nm. Kod suspenzija je disperzna faza (rastvorena supstanca) čvrsta, a kod emulzija tečna.Rastvore delimo na osnovu veličine čestice u rastvorenoj supstanci.

disperzna faza (rastvorena supstanca)disperzno sredstvo (rastvarač)

Pri rastvaranju jedne supstance u drugoj, ona čije se agregatno stanje ne menja pri rastvaranju predstavlja rastvarač.Rastvarač je istog agregatnog stanja kao i rastvor (jedini izuzetak je VODA – uvek je rastvarač!)

Rastvori različitih koncentracijaKako izraziti kvantitativni sastav rastvora? Kvantitativno i kvalitativno.

Kvantitativni sastav rastvoramolska (količinska)koncentracija

cB=nB/Vmasena koncentracija

γB=mB/V

molalitetbB=nB/mrastvarača

Rastvaranje NaCl u vodi: kristal NaCl i hidratisani jon (solvatacija)1. poces – rastvaranje kristalne rešetke, oslobađanje jona2. proces – hidratacija jona

Sve soli imaju KRISTALNU rešetku!

Energetski efekti procesa rastvaranja (rastvaranje jonskih jedinjenja)Da bi se razorila kristalna rešetka potrebno je utrošiti energiju (ΔH1, energija kristalne rešetke), dok se pri hidrataciji energija oslobađa (ΔH2). Toplotni efekat koji prati rastvaranje dat je kao:Δhrastvaranja = ΔH1 + ΔHhNa+Cl-(s) -> Na+(aq) + Cl-(aq) ΔH=4,2 kJ/mol

Bez obzira na to da li je rastvaranjeegzotermno (ΔH<0) ili endotermno (ΔH>0) ono je uvek spontano!! ΔG<0(ΔG nezavisno od znaka ΔH, može da bude manje od nule, samo u slučaju kada je ΔS>0, odnostno kada entropija raste.____________________)

RastvorljivostKoncentracija rastvorene supstance u zasićenom rastvoru na određenoj temperaturi najčešće je data u gramima rastvorene supstance u 100g vode i predstavlja rastvorljivost te supstance na određenoj temperaturi.

ZADACI – osobine rastvora:15. ΔHrastvaranja = ΔH1+ΔHh za Δhrastvaranja > 0

ΔHl > 0ΔHh < 0

16. heterogena smešaZADACI – KOLOIDI

36

5. apsorbuje toplota iz okoline

KOLOIDNO-DISPERZNI SISTEMI

Koloidni rastvor – SOL ima čestice veličine 1-100 nm sadrže 103-109 atoma koji ili čine agregate manjih molekula ili pripadaju jednom velikom molekulu (makromolekulu). Rastvor nukleinskih kiselina, proteina....Tindalov (Tyndall) efekatZa sve koloidne rastvore – homogeni su! 2 faktora : čestice su stabilizovane svojim naelektrisanjem ili apsorbuju jone iz svoje okoline. I svi pokazuju Tindalov efekat i ne podležu dijalizi (ne prolaze kroz polupropustljivu membranu).

Dijaliza koloida – NE podležu!

Stabilnost i naelektrisanje koloidaStabilnost koloidnih rastvora je posledica delovanje dva faktora:

1. naelektrisanje koloida2. vodenog omotača na njegovoj površini.

Koloidna čestica nosi naelektrisanje ili1. zato što je došlo do jonizacije grupa koje se nalaze na njenoj površini zavisno od pH (što je slučaj kod proteina )2. od selektivne adsorpcije jona iz okolnog ____________

Pr. AgCl – teško rastvoran u vodičestice apsorbuju prvi adsorpcioni sloj, pa mogu i drugi i na taj način su stabilizovane (granula, micela)

Taloženje/koagulacija koloidaKoloid stabilizovan dvostrukim eda gradi veće agregate ukoliko se koloidne čestice oslobode adsorbovanih jona i nađu na dovoljno bliskom rastvojanju tako da dođe do njihovog privlačenja i taloženja.ovaj uslov se postiže ____________________Proces taloženja koloida se zove KOAGULACIJA a dobijeni talog KOAGULUM.Koagulum se može, ponovo prevesti u koloidni rastvor postupkom PEPTIZACIJE.

Hidrofobni i hidrofilni koloidiU zavisnosti od količine adsorbovane vode nastaju:hidrofilni ili hidrofobni koloidiHidrofilni koliidi adsorbuju velike količine vode i grade viskozne sokove Hidrofilni solovi mogu koagulisati jedino pri dodatku velikih količina elektrolita (zasićeni rastvori). __________________

Isoljavanje hidrofilnih koloidaTaloženje koloida velikim koncentracijama soli se zove ISOLJAVANJE. Isoljavanje hidrofilnih koloid aje u osnovi DEHIDRATACIJA koloida, odnosno uklanjanje vodenog omotača sa koloidne čestice, koje je praćeno taloženjem.

ZADACI – KOLOIDI:1. glukoza monosaharid potpuno rastvoren u vodi (monomolekulski rastvor)2. sol (koloidni rastvor) -> kada se oduzima voda dolazi do umrežavanja – gela4. skrob u toploj vodi se ne rastvara dobro

Koloidni rastvori – rastvori makromolekula (proteini,... ) ili hidrofobni (koloidni sumpor, teške rastvorne soli AgCl3...)6. Čvrste emulzija – puter9. koagulacija – dodatak jakog elektrolita

37

OKSIDOREDUKCIJE(REDOKS REAKCIJE)

str. 71, uradiće se 21 zadatak od 51

Vesna Vujić

Koje su to reakcije? To su reakcije koje se karakterišu prelaskom elektrona sa jednog molekula na drugi.Šta je oksidacioni broj? Broj elektrona koji je potreban da bi se nagradila veza i način na koji se angažuju jeste oksidacioni broj. Ako se gube e-, oksidacioni broj raste, a kada se primaju raste.Šta je oksidacija, a šta redukcija? Oksidacija jeste gubljenje elektrona, a redukcija primanje elektrona.Da li elektroni stvarno prolaze na atom elektronegativnijeg elementa? Pri građenju kovaletne veze elektroni se pomere samo ka elektronegativnijem atomu.Supstanca koja predaje elektrone drugoj – REDUKCIONO sredstvo, kada je predala elektrone povećava svoj oksidacioni broj!OKSIDACIONO sredstvo – supstanca prima elektrone, smanjuje se oksidacioni broj i naziva se REDUKCIJA.

Redukciono sredstvo ----e- --- oksidaciono sredstvo(predaja e-, povećanje (primanje e-,oksidac. br. smanjenje oks. brojaOKSIDACIJA) REDUKCIJA)

ZADACI:2. Redukcija je: primanje elektrona16. Redukcija – smanjenje oksidacionog broja

Hg+2 Hg0

20.10.

Oksidacioni broj i kako se određujeMax oks. br. = broj grupe (otpušteni svi elektroni iz poslednjeg energetskog nivoa)Min oks. br. = br. gupe – 8S – max +6, min -2

8. N-N veza se ne uzima u obzir (dva ista atoma!)

Koja kiselina hlora nastaje dejstvom sumporne kiseline na barijum-hlorat?

kiselina naziv kiseina anhidrid oks.br.Cl soliHCl hlorovodonična nema -1 hlorIDHClO hipohlorasta Cl2O +1 hipohlorITHClO2 hlorasta Cl2O3 +3 hlorITHClO3 hlorna Cl2O5 +5 hlorATHClO4 parhlorna Cl2O7 +7 perhlorAT

Što više O2 to je JAČA kiselina!!!

Odrediti oksidaciono ili redukciono sredstvoAko je atom nekog elemnta ima max oksidacioni broj u datom jedinjenju, tada može samo da se redukuje i da bude OKSIDACIONO sredstvo.Ako je atom nekog elementa ima min oksidacioni broj u datom jedinjenju, tada može samo da se OKSIDUJE (otpušta elektrone) i da bude REDUKCIONO sredstvo.Ako je oksidacioni broj atoma u jedinjenju između min i max, tada to jedinjenje može da bude i OKSIDACIONO i REDUKCIONO sredstvo.Zavisi od drugog molekula (ako je drugi redukc. sredstvo, biće oksidaciono).

38

14. Oksidaciona sredstva – prima elektrone, ima max oksidac. brojMn – max +7

12. između max i min broja!H2O2 – kiseonik je -1!!! Vodonik peroksid – veza između dva ista atoma – tačno na sredini, niko ne

dobija niti ne gubi elektron (ne uzima se ova veza). Da se oksiduje – O2, da se redukuje H2O.

21. H2O2 + KMNO4 (jako dobro oksidaciono sredstvo!!! K-permanganat) O2 + MnO2 + KOH + H2O2 O-1 O2 + 2e- /x3Mn+7 + 3e- Mn+4 / x2

3H2O2 + 2KmnO4 3O2 + 2MnO2 + 2KOH + 2H2O neutralna sredina Mn+7 Mn+4

Oksidoredukcije u organskoj hemiji2KmnO4 + 5 H2C2O4 + 3H2SO4 2MnSO4 + 10CO2 + K2SO4 + 8H2O

Mn+7 + 5e- Mn+2 /x2 (duplira zbog H2C2O4)C+3 C+4 + e- /x5

Mn+7 Mn+2 u kiseloj sredini!

KMnO4 u kiseloj sredini pH<7 (H2SO4) onda Mn+7 Mn+2 u neutralnoj sredini pH=7 Mn+7 Mn+4 u baznoj pH>7 Mn+7 Mn+6

COOHCOOH (C+3)C-H (-1)C-C (0)C – X (jednostruka veza +1, dvostruka +2, trostruka +3)

50.

Koji metal može da istisne H2 iz mineralne kiseline?

Naponski niz

39

16.3.2013.

Koji metal može da istisne H2 iz mineralne kiseline?Mteali ispred vodonika su redukciona sredstva, a iz oksidaciona.

Koji od navedenih metala u reakciji sa sumpornom kiselinom NE može da istisne vodonik?1) K 2)Fe 3) Mg 4)Pb 5)Au

Naponski niz metala je niz u kome su metali poređani na osnovu svojih redukcionih sposobnosti.I, II Al – svi su pre VODONIKA (dobra su redukciona sredstva)Fe je ispred olova Pb.

Li, K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Sn, Pb – dobra redukc. sr. H Cu, Hg, Ag, Au – dobra oksidac. sredstva

Svaki metal pre H2 u naponskom nizu može da istisne gas vodonika iz kiseline, dok metali za H2 ne mogu!

ZADACI:9.11.30. Zn + 2HCl ZnCl2 + H2

Zn0 Zn+2 + 2e-

2H+ + 2e- H20

Kako metali koji se nalaze IZA H2 u naponskom nizu metala reaguju sa kiselinama (konc. H2SO4, conc. HNO3, razblaž. HNO3)? Kiselina se redukuje do GASA!M + conc. H2SO4 Mn+ + SO42- + SO2↑ + H2OM + conc. HNO3 Mn+ + NO3- + NO↑ + H2OM+ razbl. HNO3 Mn+ + NO3- + NO↑ + H2O

Oksidaciono sredstvo prima elektrone! Bolje je ono koje može VIŠE elektrona da primi, zato je razblažen. kiseli. bolje oksidaciono sredstvo.Metal se uvek oksiduje do najvećeg oksidacionog stanja!!

Cu +1 i +2 – ide do +2 uHg +1 i +2Ag +1

ZADACI:45. Cu + konc. H2SO4 CuSO4 + SO2 + H2O (koeficijenti)

Cu0 Cu+2 + 2eS+6 + 2e- S+4Cu + 2H2SO4 CuSO4 + SO2 + 2H2O

Broj otpuštenih elektrona i primljenih nije isti, treba da se sredi! Zato paziti METAL + KISELINA u sređivanju!

46. isti kao prethodniAg + razbl. HNO3 AgNO3 + NO + H2OAg0 Ag+1 + e- / x3N+5 + 3e- N+2

3 Ag + 4 HNO3 3 AgNO3 + NO + 2H2O AgNO3 + NaCl AgCl↓ + NaNO3

1mol AgCl : 143,5 g = x mol AgCl : 8,61 g 1mol Ag : 108g = 0,06 : x gx = 0,06 mol Ag x = 6,48 g

8,1 g : 100% = 6,48 g : x

40

x = 80%31. Bakar ili živa (Cu ili Hg) – DVOVALENTAN!

NO2 – conc kiselina!!Z + conc. HNO3 Z(NO3)2 + NO2 + H2OZ0 Z+2 + 2e-N+5 + 1e- N+4 / x2

Z + conc. 4HNO3 Z(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Koji metal može da istisne drugi metal iz njegove soli?Metal koji se pre pojavljuje u naponskom nizuj može da istisne drugi metal koji se nalazi niže u naponskom nizu iz jedinjenja.Bilo koji metal koji se pre pojavljuje u naponskom nizu može da istisne metal koji je niže koji se pojavljuje kao soli (bolje je REDUKCIONO sredstvo)!LI, K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Au + plemeniti

ZADACI:18. Fe može da istisne Ag zato što se nalazi niže u naponskom nizu!17. elementi 7 grupe: F, Cl, Br, J, As – F veća težnja da privlači elektrone – NAJJAČE OKSIDACIONO SREDSTVO (opada u grupi)!!15. 2KBr + J2 2KJ + Br2 elektronegativnost Br > J

halogeni elementi su dobra oksidaciona sredstvajačina oksidacionog sredstva: F>Cl>Br>Jtako da Br istiskuje J iz JEDINJENJA!!

51. Cl2 + KJ KCl + J2 (hlor je elektronegativniji, bolje oksidaciono sredstvo)1 mol J2 : 6*1023 molekula = 2 * 6* 1023 atoma J = 12 * 1023 = 120*1022

1 mol J2 : 120 * 1022 = x : 2,4 * 1022

x = 0,02 mol J2 = 0,02 mol Cl20,02 * 22400 mL = 448 mL Cl2

Jednačine potrebne za zadatke:srediti koeficijente

J2 + conc. HNO3 HJO3 + NO2 + H2ONH4Cl + NaNO2 N2 + NaCl + H2O

H2S + SO2 S + H2OCl2 + H2S + H2O H2SO4 + HClFeCl3 + H2S FeCl2 + S + HCl

PH3 (fosfin) + O2 P2O5 + H2O

32. 2Al + 6NaOH 2Na3AlO3 + 3H2ili 2Al + 2NaOH + 6H2O 2Na[Al(OH4)]- + 3H2 – natrijum-aluminat

primer 1: (sve je isto, samo treba srediti koeficijente)HClO3 + HCl Cl2 + H2OHBrO3 + HBr Br2 + H2OHJO + HJ J2 + H2O

2009. prijemni: U reakciji bakra sa razbl. HNO3 nastaje bakar (II)-nitrat, azot(II)-oksid i voda. Koliko će se cm3 azot(II)-oksida (n.u.) osloboditi u reakciji 76,8 mg bakra sa razblaženom azotnom kiselinom? Ar(Cu)=

2010. Koliko se milimola broma dobija u reakciji 1,19g kalijum-bromida sa potrebnom količinom kalijum-bromata, u kiseloj sredini (HCl) ? Ar(K)=39, Ar(Br)=80

41

XIII ELEKTROHEMIJA(strana 79, uradiće se 21 zadatak od 27 i IV-5 iz informatora)

Grana hemije koja proučava vezu između hemijskih promena i električnog rada. Ehemijska GALVANSKI ELEMENT Eelektrična ĆELIJA ZA ELEKTROLIZU Ehemijska

Elektrohemijski procesi:1. u spontanoj hemijskoj reakciji oslobađa se energija koja se prevodi u električnu energiju (galvanski elementi)2. koristi se električna energija koja omogućava nespontanu hemijsku reakciju (ELEKTROLIZA)

red1 ox1 + ne- polureakcija OKSIDACIJEox2 + ne- red2 polureakcija REDUKCIJE_____________

red1 + ox2 ox1 + red2

Red1 i ox1 su redukovani i oksidovani oblik supstance 1, red2 i ox2 su redukovani i oksidovani oblik supstance 2.

Redoks par: ox/red (konjugovan par)Što je oksidaciono sredstvo jače to je redukciono sredstvo slabije i obrnuto.Par ZnO redukovani oblik ! Zn je oksidovani oblik !Cu2+/CuZn2+/Zn

Šta se dešava ako se metal stavi u rastvor svoje soli?1. metal se RASTVARA !

M(s) Mn+(aq) + ne- OKSIDACIJAMetal se naleketriše NEGATIVNO. Zn2+/Zn redoks par/elektroda/poluelement metal je jače redukciono sredstvo, a njegovi joni slabije oksidaciono sredstvo. Električni dvosloj metal/rastvor. Potencijal između metala i rastvora elektrodni ili REDOKS potencijal.Zn(s) Zn2+(aq) + 2e- OKSIDACIJATj, pošto su joni cinka prešli u rastvor (potpuno naelektrisani) elektroni ostaju na pločici. elektriše se negativno (njena površina) i privlači pozitivne jone oko pločice – stvara se DVOSLOJ. Javlja se redoks potencijal! A par jona cinka i cinka čine REDOKS PAR. Na pločici ostaju negativni elektroni. Razlika čini jedan elektrodni ili redoks potencijal. Proces rastvaranja ide dokle go dima

2. joni metala iz rastvora se TALOŽE na površini metalaMn+(aq) + ne- M(aq) REDUKCIJAŠta se dešava sa metalima iza ? Pošto su to dobra oksidaciona sredstva, dobro primaju elektrone (joni se redukuju do elementarnog stanja). Metal se naelektriše pozitivno (tj. pločica). Stvara se redoks potencijal, pločica se naelektriše pozitivno. Joni metala su jače oksidaciono sredstvo, tj. metal je slabije redukciono sredstvo. Električno dvosloj metal/rastvor, elektrodni ili redoks potencijal.

U zavisnosti od prirode metala jedan od ova dva procesa je izraženiji.

Ako bismo poređali redoks parove prema potencijalu, opet bismo dobili niz :K+/K dobra redukciona sredstva imaju NEGATIVNE vrednosti, što je veća to je (ispred vodonika). A iza imaju pozitivne, dobra oksidaciona sredstva.Na+/Na

Galvanska ili elektrohemijska ćelija (Daniell-ova ćelija – element)E0Zn2+/Zn= -0,76VE0Cu2+/Cu= 0,34VAnoda (OKSIDACIJA) – negativno naelektrisana.Katoda (REDUKCIJA) – pozitivno naelektrisana.Spontana hemijska reakcija omogućava koristan električni rad (protok struje).

42

Elektromotorna sila – elektron ide ka pozitivnoj katodi!! I dobija se električna struja. Elektrolitički most – spaja elemente i provodi elektrone.Uvek se od katode oduzima potencijal manje!!!Zn-elektroda, anoda (oksidacija): Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-Cu-elektroda, katoda (redukcija): Cu2+(aq) + 2e- Cu(s)

Ćelijski dijagram: Zn anoda | Zn2+ (1mol/L) | | Cu2+ (1mol/L) | Cu katodaStandardni elektrohemijski potencijal ćelije ili Ems: ΔE0ćel = E0kat – E0anod

ZADACI:9. Metali ispred vodonika!7. imaju veliku težnju da se OKSIDUJU!

Da je od ovih elemenata napravljena elektroda, kako bi bila naelektrisana? NEGATIVNO – ANODA!!15. Ispred vodonika – anoda!16. 17. 18. Katoda je uvek ona na kojoj se vrši REDUKCIJA!19.

Vodonična elektroda (SVE)Kako se meri redoks potencijal jedne katode? Mora da se ima dva para (galvanska ćelija) i da se očita razlika u potencijalu, ne može ponaosob.Dogovorom ćemo uzeti jedan na koji ćemo uvek meriti sve ostale, a za njega ćemo reći da je 0.Redoks par koji sadrži proton H+ | H2Može da bude i anoda i katoda u galvanskoj ćeliji: H2(g) 2H+(aq) + 2e-

oksidac/ redukc.T=25Cp=101,3kPcH+=1mol/LŠta se dešava sa anodom pre H2 ? predaju – OKSIDACIJA. Ako se metal oksiduje dešava se redukcija !Ako se spari elektroda sa metalima posle – primaju elektrone, lako se reduju , dešava se OKSIDACIJA.

******** Elektromotorna sila jednog od navedenih galvanskih spregova jednaka je standardnom potencijalu katode sprega. Zaokruži odgovarajući spreg.Ems = Ekat – Eanodšto znači da je Eanod = 0, tj Anoda = sve (OKSIDACIJA)H2(g) 2H+(aq) + 2e-1) Zn | Zn2+ (1mol/L) || Cu2+ (1mol/L) | Cu2) Pt, H2(g) (p=101,3 kPa) | H+ (1mol/L) ||| Ag+ 1mol/L | Ag3) Cu | Cu2+ (1mol/L) || Ag+(1mol/L) | Ag4) P = 1 KPa5) || Ag (1mol/L) | Ag

ELEKTROLIZA

Eelektrična Ehemijska

Elektroliti disosuju na JONE.Potrebna je energija (električna) da bi se odigrala NESPONTANA hemijska reakcija.Koja vrsta čestica se nalazi u rastvoru ili rastopu elektrolita i kako se kreću?

ZnJ2(s) Zn2+(aq) + 2J-(aq)Šta se dešava pod dejstvom elektroličnog polja? Dolazi do DISOCIJACIJI čestica na JONE.Pozitivni joni putuju ka NEGATIVNOJ elektrodi i na njoj se redukuju, primaju e-.

Zn2+(aq) + 2e- Zn(s)

43

Negativni joni putuju ka pozitivnoj elektrodi i na njoj se oksiduju, otpuštaju e-.2J-(aq) J2(s) + 2e-

Anoda je u elektrolizi POZITIVNA – vrši OKSIDACIJA, odlaze negativni joni ANJONI, otpuštaju se elektroni.Katoda je NEGATIVNO naelektrisana – vrši REDUKCIJA, primaju se elektroni.

Tokom elektrolize, pod dejstvom električne struje, dolazi do usmerenog kretanja jona elektrolita (iz rastvora ili rastopa) ka odgovarajućim elektrodama i izdvajanja produkta elektrolize na elektrodama.Ćelija u kojoj se odigrava elektroliza zove se ELEKTROLITIČKA ĆELIJA.Elektrode: anoda (oksidacija, pozitivno naelektrisana)

katoda (redukcija, negativno naelektrisana)

ZADACI:2. Rastvor soli.

NaCl Na+ + Cl-anoda (+) : 2Cl- Cl2(g) + 2e- oksidacijakatoda (-): Na+ + e- Na(l) / x2 redukcija

2Cl- + 2Na+ Cl2(g) ‚ 2Na(l)1. H+ joni imaju veću težnju da prime elektrone od Na+ (položaj u naponskom nizu). Važi za elemente Ia, IIa i Al (oksiduju se)!!! Za Zn ili Pb ipak će se ipak redukovati!

NaOH Na+ + Oh-H2O H+ + OH- H+ idu ka katodi (katjoni), OH- idu ka anodi (anjoni)

Proton lakše prima elektrone!! Na katodu ide proton!A+: 4OH- 2O2 + 4e- + 2H2O – OSLOBAĐA SE KISEONIK!K-: 2H+ + e- H2

Primarni proizvod elektrolize – šta se izdvaja na elektrodama.Sekundarni proizvod - NaOH.3. NaCl Na+ + Cl-

H2O H+ + OH-katoda(-) : 2H+ + 2 e- H2 tj. voda se redukuje 2H2O 2H2 + 2OH-anoda(+) : 2Cl- Cl2 + 2e-

primarni produkti elektrolize: Cl2 na anodi i H2 na katodisekundarni produkt: Na+OH-

Slični: 14 (šat se oslobađa na anodi), 13 (na katodi?), 10, (kako se menja pH) !

Izuzeci: 4 i 5!! Jedna od elektroda napravljena od metala čiji su joni u rastvoru! Nije NEUTRALNO! Srebro prima elektrone, izdvaja se elementarno srebro. Na anodu ide kiseonične kiseline – OH-!!!5. AgNO3 Ag+ + NO3-

H2O H+ + OH-K-: Ag+ + e- Agsrebrna A+(Ag) : Ag Ag+ + e-

1molAg : 108g = x : 3,24x = 0,03 mol24. Nije naglašeno da je anoda od srebra, podrazumeva se da je Pt!!!!AgNO3 Ag+ + NO3-H2O H+ + OH-Na katodu odlaze joni srebra i redukuju se, a na anodu odlaze OH- joni i oksiduju se do elementarnog kiseonika!elektroda je od inertnog metala!!!11. Koji metali najlakše primaju elektrone? Koji će se prvi jon redukovati? Ag, Pb, Fe, Zn !21. spontana ΔG < 0

reakcija nije spontana ΔG > 0

44

sistem je u ravnoteži ΔG = 0

Kvantitativni aspokti elektrolizeI Faradey-ev zakonMasa produkta izdvojenog na elektrodi tokom elektrolize srazmerna je količini naelektrisanja koja prođe kroz rastvor ili rastop elektrolita.m= k*qq = I * tM= k * I * tk – konstanta razmene, q – količina naelektrisanja [C], I jačina struje [A], t - vreme[s]

II Faraday-ev zakon1F = 96500 CF – Faraday-eva konstanta (naelektrisanje 1 mola elektrona)Količina naelektrisanja od 96500 C izdvaja na elektrodi 1 mol jednovalentnog elementa.Na+ + e- Na za 1 mol Na treba (6*1023 e-) 1FMg2+ + 2e- Mg za 1 mol Mg treba 2* (6*1023 e-) 2FAl3+ + 3- al za 1 mol Al treba 3* (6*1023 e-) 3F

primer3: I = q/tq= I*t = 3960 C (C=As)

Fe2+ + 2e- Fe 1mol atoma Fe: 2*96500 = x : 3960x= 0,02 mol

6. Al3+ + 3e- Al1 molAl : 3*96500 = x : 57894x= 0,2 molAlm = n*M = 5,4 g

prijemni 2009./2012. Pri elektrolizi zasićenog vodenog rastvora KCl (NaCl) na anodi se izdvaja:1) Hcl 2) H2 3) O2 4)Cl2 5)Cl2O

45

23.3.2013.

OKSIDI, HIDRIDIRade Bašić

Osnovni problem – pisanje formula i tipovi neorganskih jedinjenja.

Osnovni tipovi jedinjenja – OKSIDI i HIDRIDI najednostavniji, pa BAZE, KISELINE, AMFOLITI.OKSIDI – jedinjenja kiseonika sa bilo kojim elementom (osim plemenitim). Kriterijumi:

1. šta se dešava kada ih povežemo sa vodom (pa tako nastaju kiseline, baze, amfoliti, neutralni)2. ova prethodna povlači drugu, sa čim daju soli – amfoterni daju i sa kiselinama i sa bazama soli tj. sve ovo –vrsta

elemenataKako delimo elemente? Metali, nemetali, metaloidi (od bora do astata), ali postoji još par kriterijuma – po broju atoma kiseonika od 1 do 7 (max broj elektrona koji drugi atom može da otpusti je 7).Bilo koji iz sedme grupe pr. Cl može da otpusti 7 elektrona – Cl2O7.I možemo da ih podelimo po još jednom kriterijumu – primer alkalni metal sa O2 gradi 3 jedinjenja:

K2O – K+1, O-2 OKSIDIK2O2 – K+1, O-1 PEROKSIDIK3O2 – K+1, O-1/2 HIDROKSID

Možemo da ih povežemo (treba da naučimo napamet ili logično – naučiti neutralne i amfoterne).

Neutralni oksidi: (ne reaguju) oksidi azota – azot(I)-oksid ili azot-suboksid N2O (i stara nomenklatura, moramo znati

obe) NO, CO, F2O – oksidacioni broj kiseonika je +2 jedino jedinjenje gde kiseonika DAJE ELEKTRONE!!

Amfoterni: Be- berilijum, njegov oksid je amfoteran, baznost opada odozdo nagore! BeO, ZnO, PbO, PbO2, SnO, Sn2O, Al2O3, As2O3, Sb2O3, Fe2O3, MnO2Kako zapamtiti - +2, +3 i +4 oksidi!

Svi ostali nemetalni oksidi moraju da budu KISELI!! Plus, kod njih se pojavljuju i 3 metalna oksida!Neki metali mogu da daju metalni oksid.Kako raste oksidacioni broj, tako raste i kiselost. Mn – MnO kiseo, MnO2

Jedina 3 oksida metala – CrO3, MnO3, Mn2O7.

Svi nemetalni oksidi i prethodna 3 su kiseli, a svi ostali moraju da budu BAZNI.

Problem: oksid kada reaguje sa kiselinom mora da se zna šta gradi!Ukoliko kiseli oksid stavimo u vodu, nastaje kiselina.

SO2 + H2O kiselina H2SO3 sumporasta zbog oksidacionog broja – nomenklatuH3BO3 borna B+3 kao i fosfor, ali je u 3 grupi i ovo je njemu najviće oksidaciono stanje 3H3PO3 fosforasta P je isto +3 ali je on u PETOJ grup ii !

-NA max ox broj-ASTA

Kada ima vise kiselina:HClO4 Cl+7 - perhlornaHClO3 Cl+5 – hlorNA (umesto NA može i SKA, tj. OVA)HClO2 Cl+3 - hlorasta

46

HClO Cl+1 - hipohlorastaHCl Cl-1 - hlorovodonična (nemaju kiseonika, njihove SOLI se završavaju na –ID)Ima samo nekoliko kiselina gde je element +7 i to je preko uobičajenog max broja.

NaClO4 – PER-hlorATNaClO7 – hlorATNaClO2 – hlorITNaClO – HIPOhlorIT

Sa hidridima ista pričaHIDRIDI – jedinjenja vodonika sa uglavnom jednim elementom (sa više – KISELINA). Delimo ih na kisele, neutralne i bazne. Na osnovu vrste na metale, nemetale i metaloide.Hidridi I, II, alkalnih, zemnoalkalnih su karakteristični po tome što je vodonik -1!!!!

Elektronegativnost – sila koja privlači ili zadržava elektron u jonskoj vezi (F najelektronegativniji u svim jedinjenjima je -1 naelektrisan). Posle F dolazi kiseonik, koji je u svim jedinjenjima -2, osim sa F je +2.Zemnoalkalni uvek +2, Alkalni +1...Problem vodonik – nacrtan iznad halogenih elemenata (gas je međutim mesto mu nije tu jer nema 7 elektrona).He – nema 8 elektrona, već samo 2.Najmanje elektronegativan Fr – jačina baza opada u grupi, a kiseline obrnuto.H – po faktoru negativnosti je elektronegativniji od svih levo zato je -1!!F – faktor 4!

NaH – bazni, u vodi daju vodu i elementarni vodonik.Hidridi zemnoalkalnih isto!Hidridi 7. grupeKod 6. grupe je situacija – odozgo nadole nastaje kiselost hidrida. H2O je neutralan. Hidrid sumpora je kiseo!5. grupa – N pravi i KISELE i BAZNE hidride. Od baznih – amonijak daje HIDROKSIDNE jone, alit u je i hidrazin H2N-NH2 . Azot ima KISELI hidrid! Soli AZIDI – H- N=N ≡N (HN3)

Oksidi tipa oksid-azota N2O3, B2O3 daju KISELINU samo! Svi ovi atomi moraju da grade molekul kiseline H2N2O4

N2O3 + H2O H2N2O4 = 2HNO2B2O3 + 3H2O H6B2O6 treba im 3 molekula H2O = 2H3BO3isto P2O3P2O5As2O5

(anhidrid azotaste kiseline) N2O3 + NaOH moraju da daju so i vodu H2O + NaNO2 nitrid! nije oksidoredukcija!važi skoro za sve!

18. N – neutralni oksidi, F – gradi bazne, As – amfoterne,19. Fe – iako je metal, gradi amfoterne okside (Fe2O3) ima izrazito bazni karakter, ali je amfoteran!20. 21. CO, N2O – neutralan, B2O3 – kiseo23. Kisele soli – dvobazne i višebazne kiseline! Prema broju vodonikovih atoma u molekulu, ali nije samo to. CH3COOH, H3PO3(ima 3 vodonika, ali je dvobazna kiselina), HCOOH Dvobazna kiselina – 1 kisela i 1 neutralna soTrobazna – 2 kisele i 1 neutralnaDisocijacijom jedan broj disosuje i daje hidroksidne i _______ joenP2O5 – trobB2O3 – daje 2 kisele soli!Kod kiselih i baznih oksida – 3 mešovita : 2 kisela mešovita oksida

47

Cl2O3 + Cl2O5 Cl je +4 a NE MOŽE !Cl2O3 + H2O HClO2 + HClO3N2O3 + N2O5 NO2FeO + Fe2O3 Fe3O4 mešoviti oksid (magnetit, ruda)

Al2O3 – amfoterni oksid, trobazna kiselinaMn2O7 – jednobazna

neutralna so fosforaste kiseline – Na2HPO3 – vodonik ne može da se zameni atomom metala

24. Anhidridi kiselina – oduzima voda!31. Bilo koja baza ili kiselina otpada.32. I AMFOTERNI reaguju sa kiselinom.39. 0,3 mol HNO3 daje 0,15 mol soli neutralne

Metal +2 (NO3)2

P4O6 – javlja kao dimer! Obratiti pažnju u knjizi za drugu godinu.

U grupi kiselost ___________________

3 vrste zadataka:1. po zakonima (po formuli)2. stehiometrija3. ___________

Čitanje formula: toliko mola toga i toliko mola toga daje toliko mola toga!!

H2 – formulaH – simbolNaCl – jedinjenjeH2 = 2 * 1g (masa) = predstavlja izvestan broj molekula 6 *1023 (broj) = 1 mol molekula (količina) = 22,4 L = 2*6*1023 atoma! = 2 mol atomaKoji elementi mogu da nagrade molekul? Uglavnom GASOVI (svi osim PLEMENITIH).H2, N2, O2, O3, F2, Cl2, Br2(tečno), J2(čvrsto)! Grade molekule!C32, P4, Sc – ALOTROPSKE MODIFIKACIJE (nisu pravi molekuli)!!1000 = KILO6*1023 = MOL

1 mol supstance – podrazumevaju se MOLEKULI!MILI = hiljaditi deo 1/1000 = 10-3

3g H2 – količina 1,5 g7 mg N2 –1 mol N2 = 28 g , količina 0,25 mmol, a koliko ima molekula 1,5 * 1020, a zapremina ? 5,6 mL , a količina atoma je duplo veća !

1. 6*1019 atoma azota = količina 0,1 mmoL atomNH3 amonijak 0,1 mol NH3 = 0,1 mmoL NH3Ako jedan mol ima 22,4 L onda ima 2,24mL tj 2,24mL!

2.3. 280/22.4 = 12,5 25mmoL atoma 25*10-3 * 6 * 10234. hipohlorasta – voda ne može mora x2

HClO x 2 = H2Cl2O2H2 O – H2

48

224 mL Cl2 ? 10 mmol Cl2 = 20 mmol Cl * 10 mmol atoma O5. voditi računa 450 mL vode

1 mol isključivo gasa = 22,4 L1 mol vode = 18g = 18mL pri n.u.450 mL = 450 g / 18g/mol = 25 mol H2Odaje 12,5 mol O2 2. Ako je dvovalentni metal sulfide

M+2S-2 + O2 M+2O-2 + 1,94 g 1,62 g194 g 162 g97 metal 81

97g = M + 32 81g = M + 16M = 656. H2S

2:321:16 – 4g : 4g 4 će izreagovati sa 0,25 g = 4,25 g 3,75

7. HgO200 :1610 :6 10g reaguje sa 0,8 g = 1,8 g

9. CO212 :32 – 4,5 g i 16 g4,5 reaguje sa 12 g kiseonika = 16,5 CO2ž

(svedeš na 1, vidiš koliko ostane i pomnožiš koliko treba)12. S O

640mg 672 mL 30 mmol molekula kiseonika

to je 640 mg : 960 mg2 : 3

14. M+2CO3-2 M+2O + CO22,1g 1,0 1,1 g40 g – 16 g = 24 g M

15. 2N2O 2N2 + O2300mL 300mL 150 mL kiseonika

49

30.3.2013.

OSOBINE ELEMENATA I JEDINJENJA

Nomenklatura: koliko smo u stanju da napišemo formulu i damo ime?1. CHCl3 – organsko jedinjenje

NaOCl – daje hipohloritne jone (Na-hipohlorit)Cl2O7 – daje perhloratni jonCCl4 – ne daje jone

2. S2- joni – sulfidni joniCS2 – daje Disulfidne joneNa2S2O3 – Na-tiosulfat, disocijacijom dajeKHS – daje bi sulfidni jon

3. Metali d bloka koordinativno se vezuju za negativne jone anjone ili za molekule sa slobodnim elektronskim parom.pr. [Ag(NH3)2]NO3 – nomenklatura jon metala – centralni, joni za koje je vezan – LIGANDI i daju

kompleksan broj. 2 u br. kod liganata – KOORDINACIONI BROJ : Diamin-srebro-nitrat! (Koord. br-lignd-centr.-nitrat)[Ag(NH3)2]NO3 [Ag(NH3)2]+ + NO3- (primer sa SVIM vrstama hemijskih veza)

NO- kovalentna gotovo nepolarna vezaNH – kovalentna jakno malo polarna vezaAg-N – koordinativna-kovalentna vezakompl i nitratni jon – jonska veza (AgO) H-O-N(=O)=O

Kompleksni joni NE DISOSUJU !

[Cu(NH3)4]SO4 [Cu(NH3)4]+2 + SO4-2Centralni joni su SAMO joni metala D-grupe (prelazni). Ostali NE GRADE kompleksne soli !!

Oksidoredukcije – znati šta istiskuje (šta je jako oksidaciono sredstvo), treba se znati naponski niz – Ia grupa (K, Na) Iia.... Pb H Cu Ag Hg Au PtPoređani su po svojoj redukcionoj sposobnosti (raste oksidaciona sposobnost tj. primanje elektrona)Bilo koji metal pre H uronjen u kiselinu mora da atom preda H! Desno od njega ne mogu pa zato se zovu plemeniti metali!

Amfoliti, slabe kiseline, slabe baze i voda – jonska reakcija.Kompleksni jon – ne može da disosuje.5. 1) jaki elektroliti 3) vodonikovi moraju da se spoje – slaba ugljena kiselina H2CO3

KHCO3 + HCl – ovo nije tačno napisano, razume se da je u rastvoru – postoje slobodni joni!(molekul) H2CO3 + K+ + Cl-

I grupa – alkalni – skoro sve soli su rastvorne!II karbonati i sulfadi i ___________ nisu rastvorniHalogenidi su nerastvorni, HgCl je nerastvoran.

8. 4) Cu ne može da istisne Fe!2) topljenje ruda gvožđa ( u knjizi)

6. Elementarni hlor se slabo rastvara u vodi, ali kada se rastvara dolazi do spontane oksidoredukcije (i prima i otpušta)Cl2 + H2O HCl + HClOCl2 + NaOH NaCl + NaClO mora da se neutrališe!3) daje so 4)anhidrid sumporaste 5)bazno!

9. 1) azotaste kiseline 2)kiseli hidrid 4) neutralni oksid!12. 1) neutralni hidrid! 4) mešoviti kiseli oksid14. 3) neutralni

Sve se vrti oko neutralnih oksida i hidrida!

50

13. Nešto jaka baza istiskuje nešto .....(NH4)2SO4 + NaOH NH4OH (spontano raspada na NH3 i H2O) + Na2SO4V = 448 mL => 20 mmol amonijaka40 :10 = 100 :251 L = 50 mmol0,25 mol = 250 mmol

15. 3)16. Amonijak može da rastvori samo ako reaguje sa soli. Amonijak pošto ima slobodan elektronski par gradi kompl. sa jonom Ag – diamin-srebrni jon.

AgCl + 2NH3 [Ag(NH3)2]+Cl-

Trivijalni nazivi – arsin AsH3Hlorni kreč – je vrsta mešovite soli.Mešovite soli :

CaOHCl (bazna so) + HClO H2O + Ca+2Cl-OCl- (CaClOCl – mešovita so, disocijacijom daje ______ - hlorni kreč)

CaO – živi/negašeni krečCa(OH)2 – gašeni kreč/ krečna voda / krečno mleko

CaClOCl – hlorni kreč !

Cl2 + Ca(OH)2 CaClOCl (kalcijum-hlorid-hipohlorid) + H2O

20. 4) nerastvoran CaCO3 – krečnjak/mermer !24. autooksidoredukcija

NH4Cl + NaNO2 N2 + NaCl + 2H2ON-3 -3e- N0N+3 +3e- N0

m = 10,7 g NH4ClM = 53,5n = 0,2 mol

25. kalcijum-karbid ili kalcijum-acetilin – so acetilena! (etina)etin H-C≡C-H

kalcijum-karbid CaC2 je so etina i kalcijuma u vodi daje etin (gas)CaC2 + H2O C2H2 + Ca(OH)2

26. Li2O + CO2 Li2CO328. mešovita so – magnezijum-amonijum-fosfat 29. silicijum-dioksid (staklo) + HF (jedino rastvara staklo, drži se u plastičnim bocama)

SiO2 + HF (H2F2 zato što HF – HF, stvaraju se vodonične veze iz atoma molekula susednih)SiO2 + 4HF SiF4 (gas) + 2H2O

25ml0,02 mol/l

0,5 mmol HFx = 0,125 mmol * 22,4 = 2,8 L30. kalcijum-hidrogensulfIT – Ca(HSO3)2 - so sumporaste

krečno mleko Ca(OH)231. amonijum karbonat (NH4)CO3 +2 NaOH (2NH3 + H2O) tj NH4OH + Na2CO3

9,6 mg0,1 mmol 0,2 mmol

32. P4 – crveni fosfor (alotropska modifikacija)P4 + NaOH + H2O PH3 + NaH2PO4P0 +3e- P-3 / 5P0 -5e- P+5 / 3

33. Superoksidi – strateška sirovina, regeneriše kiseonik (sa CO2 stvara oksid).

51

4KO2 + 2CO2 2K2CO3 + 3O214,2 g0,2 mol 0,15 * 22,4 = 3,36 L

35. Cl2 + CO COCl2 fozgen!Ugljene kiseline imaju HLORIDE i AMIDE.R-C(=O)- OH

Hlorid: Cl – C (=O) – ClAmid: NH2- C (=0) – NH236. CaO + 3C CaC2 + CO

640 mg

Kiseonik uve -2 osim u oksidu F gde je +2, i u peroksidima.

STIPSA – dvogube soli. One se samo nalaze u čvrstom stanju. Ne postoje molekuli soli, spakovane su u jonske kristalne rešetke (postoji više tipova). Rastvor dve različite soli – ista vrsta kristalne rešetke, isparavanjem počinju da kristališu u jedan Kristal. Obično sulfati jednovaletnih i trovalentnih metala.

MI MIII (SO4)2 x XH2Opr. K2SO4 x Al2(SO4)3 x 24H2O tj. Kal(SO4)2 x 12H2O (kristalna/inkluiziona voda)Ovo su STIPSE – skupljaju krvne sudove. Bile su u upotrebi pre živela.42. sve ostalo su hidratisane soli. Plavi kamen – CuSO4 x 5H2O46. autooksidoredukcija

trobazna je – fosfitnaH3PO3 PH3 -3 + H3PO4 +5

PIROKISELINE – pirofosfati soliH3PO4 – H2O = H4P2O7H3PO4

GIPS – CaSO4 x 2H2O

Vitamini grupe B – gvožđe i kobalt

52

6.4.2013.

ORGANSKA HEMIJAHEMIJA UGLJENIKOVIH JEDINJENJA

Broj do sada poznatih neorganskih jedinjenja je oko 100.000.Broj do sada poznatih organskih jedinjenja je oko 30.000.000 sa tendecijom rasta.

Atomi ugljenika se mogu međusobno povezivati u duge otvorene, zatvorene i račvaste nizove!

Veze između atoma ugljenika mogu biti jednostruke, dvostruke (dvogube), trostruke ili kombinacije istih.Drugi atomi kao H,O,N,S,P, halogeni i drugi mogu se vezivati za C atome dajući veliki broj jedinjenja.

Funkcionalne grupeFunkcionalna grupa je atom ili grupa atoma ili predstavljaju deo organskog molekula koji je centar reaktivnosti i određuje hemijsko ponašanje celog molekula.Funkcionalne grupe reaguju na određeni način bez obzira na ostali deo molekula.Postoji više tipova funkcionalnih grupa.

Funkcionalne grupe istog tipa pokazuju iste osobine bez obzira na ostatak molekula!!

sp3 - jednostrukasp2 – dvostruka (nezasićeni)sp – trostruka veza (nezasićeni)

Klasa jedinjenja sa O: alkoholi, aldehidi, ketoni...S-H grupa: tiolimolekul sa Br: brom-ciklo-heksan (ciklo-heksilbromid)

Nukleofilni reagenski (vole jezgro)Luisove baze, u hemijskim reakcijama daju ili otpuštaju elektrone i ponašaju se kao redukciona sredstva. To su molekuli ili anjoni bogati elektronima koji u hemijskim reakcijama mogu da daju elektronski par.Npr. H-O-H, OH-, Cl-, NH3, RO-, CN-, RS- itd

Elektrofilni reagenski (vole elektrone)Luisovce kiseline u hemijskim reakcijama primaju elektrone. To su različiti katjoni ii molekulideficitarni u elektronima kao npr. H+, Br+, NO2+, R3C+, BF3, AlCl3

ZADACI: 19,20.19. No2+ - nitronijum jon (kod nitrovanja benzena), nastaje iz azotne kiseline20.

Prikazivanje organskih jedinjenja1. empirijske formule – vrsta i relativan odnos atoma (pr. CH2)2. molekulske formule – vrsta i atoma u molekulu (pr. C3H6)3. potpune strukturne formule4. racionalne strukturne formule5. formule veza-crtica6. molekulski modeli

53

UGLJOVODONICIOrganska jedinjenja koja sadrže samo ugljenik i vodonik (C i H)Ugljovodonici:

1. acikličnia. zasićeni

i. alkanib. nezasićeni

i. alkeni ii. alkini

iii. dieniiv. polieni

2. cikličnia. alicikličnib. aromatični

i. monocikličniii. policiklični

iii. kondenzovani prstenovi

NOMENKLATURAPREFIKS – OSNOVA – SUFIKS

Sufiks određuje funkcionalnu grupu!!-AN: alkani – bez funkcionalnih grupa-EN: alkeni – jedna dvostruka veza-IN: alkini – jedna trostruka veza-DIEN: dieni – dve dvostruke veze

ALKANISadrže samo C i H.Nemaju funkcionalnih grupa.Svi C atomi su sp3 hibridizovani.U molekulama se nalaze samo jednostruke veze.Opšta formula CnH2n+2U homologom nizu alkana svaki sledeći član se razlikuje od prethodnog za –CH2?

Broj izomera raste sa brojem ugljenikovih atoma!!! HALOGENIZACIJA i SUPSTITUCIJA (halogena) koju započinju slobodni radikali – karakteristični za alkane!!!

Nalaženje i dobijanje alkanaU nafti – viši alkani! U prirodnom gasu – niži alkani.CH4 nastaje truljenjem organskog materijala, u rudnicima.Laboratorijsko dobijanje CH4:

CH3COO-Na+ + NaOH CH4 + Na2CO3

ZADACI:31. metan32. Mr(CH3COO-Na+) = 82

82 : 22,4 = x : 6,72x = 24,6 g

54

Nomenklatura:prefiks – šta su i gde su supstituentiosnova – koji je najduži niz C atomasufiks – šta je funkcionalna grupa

Prefiks određuje vrstu, položaj i broj supstituenata.metil CH3-etil CH3-CH2-propil CH3-CH2-CH2-izopropil CH3-CH-CH3osnova + il

Broj supstituenata iste vrste:di- 2tri – 3tetra – 4penta – 5

Količinu (broj istih supstituenata) pišemo slovima!

POLOŽAJ SUPSTITUENATAUgljenikovi atomi najdužeg niza se numerišu polazeći od onog kraja koji je najbliži supstituentu (najmanji brojevi).Supstituenti se nižu po abecednom redu.

prvo ide etil!!4-etil-2,2,7-trimetiloktan

ZADACI:15.16.

Alkoholi – za kakav je ugljenik vezana OH grupa!!!

Fizičke osobine alkana:Nepolarni su i nerastvorljivi u vodi.Gustina 0,65 – 0,75 g/cm3 – plivaju na vodiImaju niske tačke topljenja i ključanja.1 – 4 C atoma – gasovi5 – 17 C atoma – tečnostiPreko 17C atoma – čvrsti!

26. Manja molekulska masa! I međumolekulske interakcije su najmanje između kratkih molekula (najbolje su između linearnih molekula)!

H veze – visoka tačka ključanja!

HEMIJSKE OSOBINE ALKANAPARAFINIZahvaljujući svojoj hemijskoj strukturi slabo su reaktivni. Karakteristične reakcije su:

1. reakcije sagorevanja2. reakcije supstitucije (halogenovanje)3. krakovanje (piroliza)4. reakcije sagorevanja alkana

Na višim temperaturama u prisustvu kiseonika, egzotermna!

55

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2OZadaci: 8-10, 57.Opšta formula sagorevanja:CxHy + (x+y/4) O2 xCO2 + y/2 H2On(CO2) = 0,88/44 = 0,02n(H2O) = 0,45/18 = 0,025

n(C) = 0,02n(H) = 2 x n(H2O) = 0,05n(C) : n(H) = 2 : 5 C2H5

Zadaci: 8,9,10

3.27. CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O28. C5H12 + 8O2 5CO2 + 6H2O(l)

8 O2 : 6H2O = 4O2 :xx=3m=nxM = 54 γ= 1 g/mL

2) REAKCIJE SUPSTITUCIJE (HALOGENOVANJE)U prisustvu sunčeve svetlosti ili na temperaturi od 300˚C

17.18.

CH4 + Cl2 –hv CH3Cl + HClCH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl CCl4 + HCl

Mehanizam reakcije halogenovanja alkana (u knjizi)29. SAMO 2 DERIVATA: 2metil-2hlor-propan, 1-hlor-2-metil-propan

3) KRAKOVANJE (PIROLIZA)Na temperaturi...

ALKENI (OLEFINI)STRUKTURA DVOSTRUKE VEZENomenklaturaAlkeni imaju sufiks –EN-CnH2nPoložaj dvostruke veze se određuje po principu najmanjih brojeva.

HEMIJSKE OSOBINEReaktivni su zbog prisustva dvostruke veze.Najvažnije reakcije su:

1. reakcije adicije2. reakcije oksidacije3. reakcije polimerizacije

Reakcije elektrofilne adicije (slika)

Zadaci:34. metana – zasićen ugljovodonikJedna sigma i jedna pi veza.

56

H2C = CH2 + H2 CH3-CH3 etan – HIDROGENIZACIJA+ Br2 Br-CH2-CH2-Br 1,2-dibrometan – BROMOVANJE+ HCl CH3-CH2-Cl hloretan – HIDROHLOROVANJE+ H2O CH3-CH2-OH etanol – HIDRATACIJA

Katalizator kada se adira H2O – sumporna kiselina H2SO4! (važno) – HIDRATACIJA!

Adicija H2, katalitička hidrogenizacijaR-CH=CH2 + H2

Zadaci: primer 2 i 51.

Akleni obezbojavaju bromnu vodu!!! To je reakcija ADICIJE BROMA (BROMOVANJE)!

51. 1g smeše C6H14 – ne reagujeC6H12 – reaguje sa bromom + Br2 C6H12Br2

V=5ml = 0,005 Lγ = 160 g/L

c = γ / M = 1 mol/L

n(Br2) = 0,005 molm(heksena) = 0,42 g 58% heksena

Adicija halogena (na sobnoj temperaturi)R-CH=CH2 + Br2 –Pt R-CH-Br-CH2-Br

(75-77)66.75. CnH2n + Br2 CnH2nBr2

33,6g 64gM(Br2) = 160 g/mol

33,6 : 64 = x : 160 x=84 g/moln*12+2n*1 = 8414n=84 n=6 ugljenikovih atoma!

Adicija halogenovodonika (na sobnoj temperaturi, bez katalizatora)R-CH=CH2 + H+ + CL- R-C2H4+ + Cl- R-C2H4Cl

Adicija HX na nesimetrične alkeneMarkovnikovljevo praviloCH3-CH=CH2 + HCl CH3-CH(Cl)-CH3 A NE CH3-CH2-CH2-Cl

MARKOVNIKOVLJEVO PRAVILO: „Pri adiciji na nesimetrično supstituisane alkene, elektrofil (što je najčešće H+ jon), vezuje se za C atom dvostruke veze koji sadrži veći broj H-atoma, jer na taj način nastaje stabilniji karbokatjon.“

65.

Adicija sumporne kiselineR-CH=CH2 + H2SO4 R-CH (O-SO2OH) – CH3

Adicija vode, hidratacija u prisustvu sumporne kiselineR-CH=CH2 + H2O –H2SO4 R-CH(-OH)-CH3 – adicija po Markovnikovljevom pravilu

57

35.36.37.

REAKCIJE OKSIDACIJE1. SAGOREVANJE

CH2=CH2 + 3O2 2 CO2 + 2H2O; ΔH= -1380 kJ/mol2. REAKCIJA SA KmnO4

CH2=CH2 + (O) + H2O –KmnO4 OH-CH2-CH2-OH ETANDIOL

39.40. CH3-CH=CH2 –KmnO4 CH3-CH(-OH)-CH2-OH 1,2-propandiol

ALKINICnH2n-2

Sufiks – inPoložaj trostruke veze po principu najmanjih brojevaH-C≡C-H etin (acetilen)CH3-C≡CH (propin)HC≡C-CH2-CH3 (1-butin)CH3-C≡C-CH3 (2-butin)

Adicijom vode na alkin = KETON!!!

Nalaženje i dobijanje alkinaLaboratorijsko (industrijsko) dobijanje etina:

a) CaC2 (kalcijum-karbid) + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2

40.

Hemijske osobine alkina – vrlo reaktivnia) reakcije trostruke vezeb) reakcije H-atoma vezanog za sp C-atom

a) __________________

68.a) H-C≡C-H + H-Cl CH2=CH-Cl + HCl CH2-CH-Cl2GRUPA IZ ETENA = VINIL

Adicija vode na alkineU kiseloj sredini, u prisustvu HgSO4 kao katalizatora.

Adicija prema Markovnikovljevom praviluAdicioni proizvod je nestabilan i prelazi u odgovarajuće karbonilno jedinjenje.

R-C≡C-H + H2O –HgSo4/H2SO4 R-C(-OH)=CH2 (nestabilan) R-C(=O)-CH3

CH2=CHOH – vinil alkohol (nestabilan) – podleže izomerizacije (igra elektrona i vodonika) CH3-CH=O aldehid (etanal – acetaldehid)Iz acetilena (etina) dobija se acetaldehid!!

58

Propin: H-C≡C-CH3 + H2O krajnji proizvod adicije vode uz prisustvo Hg soli dobićemo KETON – aceton!! CH3-C(=O)-CH3

b) GRAĐENJE ACETILIDASlaba kiselost etina i 1-alkina tj. mogućnost zamene H atoma vezanih sp C atom. Kada se etin ili 1-alkin uvode u amonijačni rastvor bakar (I)-hlorida ili srebro-nitrata nastaju ACETILIDI!Jedini vodonik koji je kiseo – H koji je vezan za sp hibridizovan C! (može se zameniti metalnim jonima)

H-C≡C-H—Cu2Cl2/NH3 CuC≡CCu – bakar(I)acetilid

45.

DIENISadrže dve dvostruke veze u molekulu, imaju sufiks dien.Postoji trojak raspored dvostrukih veza kod diena .

-C=C-C=C- KONJUGOVANI (moguće da će biti zadatak) - delokalizacija elektrona, sva 4 su sp2 hibridizovana elektrona!-C=C=C- KUMULOVAN-C=C-C-C-C=C- IZOLOVAN

CH2=CH-CH=CH2 + Br2 Br-CH2-CH(-Br)-CH=CH2 + Br-CH2-CH=CH-CH2-Br (nastaje u najvećoj količini)proizvod 1,2-adicije proizvod 1,4-adicije3,4-dibrom-1-buten 1,4-dibrom-2-buten

Br-CH2-CH(-Br)-CH=CH2Br-CH2-CH=CH-CH2-Br + Br-Br Br-CH2-CH(-Br)-CH(-Br)-CH2-Br -1,2,3,4-tetra-brombutan

ODNOS DIENA I Br 1:1!!! (pod dejstvom p elektrona dvostrukih veza)

CH2=CH-CH=CH2 + Br-Br REZONANCIJA – MIGRACIJA!

CH2=C-(CH3)-CH=CH2 – 2-metil-1,3-butadien (izopren)

81.

59

13.4.2013.

ARENI, AROMATIČNI UGLJOVODONICI

Aromatični ugljovodonici su grupa ugljovodonika koji se hemijski razlikuju od zasićenih i nezasićenih ugljovodonika.Karakteristična grupacija je šestočlani prsten sa tri konjugovane dvostruke veze – BENZENOV PRSTEN (mogu se smatrati derivatima benzena).

Struktura benzenaUgljenikovi atomi u benzenu su sp2 hibridizovani sa p orbitalama na svih 6 atoma.P orbitale se preklapaju oko prstena tako da se vezujuća molekulska orbitala sa gustinom elektrona iznad i ispod ravni prstena.

27.4.2013. – radni ! 4.5. ne!!

Koji tip reakcije je karakterističan za BENZEN?ELEKTROFILNA AROMATIČNA SUPSTITUCIJA !

Da bi jedinjenje bilo aromatično, mora da:1. bude ciklično2. planarno3. svaki atom u prstenu mora imati p orbitalu koja mora biti normalna (90stepeni) u odnosu na ravan prstena4. mora da sadrži (4n+2)Pi elektrona (gde je n=1,2...) – HIKELOVO PRAVILO

Aromatični su kancerogeni!

XVIII oblast14. naftalen – benzen sa dve metil grupe!

Benzen pokazuje izuzetnu stabilnost.Ne daje reakcije karakteristične za nezasićene ugljovodnike.

BENZEN + HBr –Br2/CCl nema adicije (na sobnoj 25stepeni)BENZEN –KmnO4/H2O nema oksidacije (na sobnoj 25stepeni)BENZEN –H3O+/H2O nema hidratacije (zagrejavanje)

Reakcije benzenaELEKTROFILNA AROMATIČNA SUPSTITUCIJA: HALOGENOVANJE, NITROVANJE I SULFONOVANJE!

HALOGENOVANJEbenzen + Br2 –FeBr3 brombenzen ili fenil-bromid (C6H5) + HBr – BEZ KATALIZATORA, REAKCIJA NIJE MOGUĆA!

FeBr3 + Br2 FeBr4- + Br+ mehinizam nam nije potreban da pamtimo! Jedan vodonik se menja halogenim elementom i to je bitno!

88. u VII oblastiReaguju u odnosu 1:1n(Br2)= 0,48/160 = 0,003 mol Br2benzen + Br2 brom-benzen + HBr

92. isti kao prethodni90. ista reakcija kao u 88. nastaje ista masa brom benzena,

78g benzena i ista masa brom-benzenaM(benzena)=78g/mol

60

M(brom-benzen)=157g/molDobijamo samo 78g brom-benzena, što znači da nije sav izreagovao!Izreagovalo je samo 78:157=x:78 x=38,5g ! 78:100%=38,5:x x=49,7

U organskoj uvek imamo dva reaktanta i dva proizvoda!

NITROVANJEbenzen + HO-NO2 –H2SO4 nitrobenzen + H2O

Mehanizam kako nastaje NO2:H-O-NO2 + H2SO4 (H+) kiseonik se ponaša kao protonakceptor i nastaje čestica: H2O+-NO2+ nitronijum jon NO2+benzen + HNO3 –H2SO4 nitrobenzen + H2O

63. u XVII

SULFONOVANJEbenzen + SO3 –H2SO4 pušljiva benzensulfonska kiselina (benzen-SO3H)

64. Uvođenjem pozitine grupe, postaje rastvorljiv.

ADICIONE REAKCIJE (paziti da se ne pomešaju sa prethodnim)Nisu karakteristične za benzen, i samo pri drastičnim reakcionim uslovima.benzen + 3H2 cikloheksan (u pristustvu svetosti i na povišenoj temperaturi)benzen + 3Cl2 1,2,3,4,5-heksa-hlor-cikloheksan supstitucija dolazi kada imamo FeBr3!! bez toga je ADICIJA!! PAZITI!I u jednom i u drugom dobijamo zasićeno jedinjenje.

89.52.56.

HOMOLOZI BENZENA (nažalost se uči napamet)benzen-CH3 : toluen (metilbenzen)benzen-CH2CH3: etilbenzenbenzen-CH(CH3)2: izopropilbenzenbenzen-CH=CH2: stiren (vinilbenzen)

Izomeri:benzen-1,2—CH3: 1,2-dimetilbenzen (orto ksilen)1,3-dimetilbenzen (meta ksilen)1,4-dimetilbenzen (para ksilen)

ORTO, META i PARA pozicije!Karakteristična je supstitucija, ali sve pozicije nisu podložne njoj!Orto i para se zamenjuju! Orto-para dirigujuće! Tu je supstitucija samo moguća!! (zbog intermedijera) – koliko god da dodamo, meta nikada neće supstituisati!

Uvek su derivati reaktivniji od samog benzen!!!

benzen-CH2- : benzil! vrlo važno jedinjenje, pojavljuje se u zadacima kod aromatičnih!

Ksileni – sa dve metil grupe!

61

OKSIDACIJA DERIVATA BENZENAtoluen + 3O –KmnO4 benzen-COOH (benzoeva kiselina) + H2Oetil-benzen + 6O benzoeva + CO2 + 2H2Opropil-benzen + 9O benzoeva kiselina + 2CO2 + 3H2O

Koliki god da je niz, uvek će se dobiti benzoeva kiselina i CO2!

XVI IZOMERIJA(uvek jedno pitanje)

Izomerija je pojava kada dva ili više jedinjenja imaju istu molekulsku formulu, a različite osobine.Izomerija:

1. strukturna izomerija (dva jedinjenja imaju različitu strukturnu formulu)a. izomerija niza - C4H10 pr. butan i 2-metilpropanb. izomerija položaja - C3H7Br pr. 1-brompropan(propil-bromid) i 2-brompropan (izopropil-bromid)c. funkcionalna izomerija - C2H6O pr. etanol i dimetiletar (CH3-CH2-OH i CH3-O-CH3)d. tautomerija - C2H4O pr. keto oblik i enolni oblik (CH3-CO-H CH2=CH-OH)

2. stereoizomerija – Da li je molekul identičan svojoj slici u ogledalu?a. NE – optička izomerijab. DA – geometrijska izomerija

pr. cis i trans-buten su STEREOIZOMERI!

Dva strukturna izomera imaju istu molekulsku formulu, a različitu strukturnu!

CnH2n – alkeni i cikloalkani su funkcionalni izomeri!!!CnH2n-2 – alkini i dieniCnH2n+2O – alkoholi i etri! (C3H8O)CnH2nO – aldehidi i ketoni!Karboksilni i estri!

1. C5H12 – 2,2-dimetilpropan2. 9 izomera, uslov da su aciklični! Kumolovani (akumulacija) i izolovani dieni (pr. CH2=C=Ch-CH2-CH3 -1,2-pentadien; CH3-CH=C=CH-CH3 2,3-pentadien)CH2=C(-CH3)-CH=CH2 izoprien!5. u osnovi cikloheksan! Orto, meta i para su karakteristični samo za aromatične!8. 1-propanol, 2-propanol i etar (etil,metil-etar)

CHE-CH2-CH2-OH, CH3-CH(-OH)-CH3 i CH3-O-CH2-CH3

STEREOIZOMERIJAStereoizomerija ili prostorna izomerija je pojava da se jedinjenja razlikuju po prostornom rasporedu supstituenata (konfiguraciji) na jednom ili više atoma u molekulu (kojise može promeniti samo raskidanjem postojećih i stvaranjem novih hemijskih veza), dok im je redosled povezivanja atoma isti.

a) geometrijska ili cis/trans – 1-alkeni nikada ne pokazuju geometrijsku izomeriju!! Ili sa dvostrukom vezom sa različitim, ili ciklični! Ovde treba asmo da prepoznamo ko pokazuje izomeriju (znači da li su sa dvostrukom vezom ili su ciklični sa najmanje 2 supstituenta).

b) optička – sadrže jedan ili više hiralnih (asimetričnih) ugljenikovih atoma (C*)CH3-CH2-C(-H)(-CH3)-CH2-CH2-CH3

Ukoliko molekul ima više hiralnih centara (n), broj mogućih stereoizomera je veći, i iznosi 2n, jer za svaki hiralni ugljenikov atom postoje dve moguće konfiguracije.

62

17.24.26.9.18.

HETEROCIKLIČNA JEDINJENJA

Ova sranja se zaboravljaju! Uči se – pišući! Obnavlja se – pišući!Najkorisnija stvar je ova za buduće lekare.Udžbenik za treću godinu.

Temelj heterociklusa:Heterociklus – prstenaste strukture, hetero – nešto se razlikuje! Heteroatom – bilo koji element – gradi dve hetero veze.N, O, S pored C!Prsten može biti od 3, 4 do 18 atoma (najčešće sa 5 i 6 atoma).5 članova: pirol, furan, tiol, imidazol, oksazol, tiazol!!Šestočlani: piridin, pirimidin!Kod svakog imena prefiks i sufiks – za IUPAC nomenklaturu.Prefiksi – pr. za kiseonik –OKSO, za sumpor –TIA, za azot –AZA!Sufiksi: petočlani –OL, šestočlani –IN!Elementarno naučiti o IUPAC-u.

Konjugovani dieni – NISU! Za diene je karakteristična adicija!Benzen – aromatična struktura. Imamo 6 ugljenika, svuda po jedan vodonik. Kakvi su to ugljovodonici? Hibridizovani (sp2) i i ma 3 hibridizovanih ugljovodonika.C ima 4 valentna – četvrta je Nehibridizovana, nalazi se normalno na ravan table (Pi orbitala – nalaze se Pi elektroni).Svaki ugljenik – 3 hibridizovane i jedna nehibridizovana! (6 Pi elektronskih orbitala sa 6 Pi elektrona i obrazuju elektronski oblak iznad i ispod ravni table)Sekstet – aromatično!

Kod pirola 4 ugljenika sp2, N ima elektronski par, O dva... Svi C daju nehibridizovanu orbitalu, a N,O, S daju istu nehibridizovanu sa tim elektronskim parom i opet imamo 6 Pi sekstet!! Važi za sve (pirol, furan, tiol...) Svi su aromatični!Uslov za aromatičnost – da mogu da grade Pi sekstet!

Kakva je osobina aromatičnih? Da li su planarni? Jesu, svi su planarni (nalaze se u jednoj ravni, atomi se nalaze u ravni).Karakteristična? Supstitucija – halogenovanje, alkilovanje, acilovanje... Svi aromatični daju ove reakcije.Koje je više aromatično (koje više liči na benzen)

F>O>N,Cl

Elektronegativnost – ljubav prema elektrona (najviše F).NOS moraju da daju elektronski par – onaj koji je najmanje elektronegativan (S – njviše će da napravi aromatičnu strukturu). O je sebičan, najmanje će da da!Znači prvo tiofen ima najveći aromatični _________, najbliži benzenu.Što je aromatičniji, to je stabilniji!!

Pored C-atoma u strukturi prstena sadrže jedan ili više heteroatoma (N,S,O...).Petočlani prstenovi sa jednim heteroatomom:

aromatična jedinjenja pošto obrazuju Pi-elektronski sekstet i sp2 su hibridizovani C-atomi

63

podležu reakcijama elektrofilne supstitucije (halogenovanje, nitrovanje, sulfonovanje) i to reaktivnost je PIROL>FENOL>TIOFEN>BENZEN

katalitičkom hidrogenizacijom daju pirolidin (amin), tetrohidrofuran (etar), tetrohidrotiofen (sulfid), pirolidin je BAZAN (kao sekundarni amin)

ne pokazuju bazne osobine, pirol je slaba kiselina (kiseline polimerizuju) – tiol + KOH slabija kiselina pirilkalijum + H2O

Derivati PIROLA4 pirola daju ciklični sistem porfin, tj. porfin koji ulazi u sastav hemoglobina, hlorofila (Mg), vitamina B12 kobalamin (Co), bilirubin (u nizu)CH2 – metilenska grupa-CH= metinska grupa

4 PIROLA sa metinskim prstenovima (grupama) = PORFINSKI PRSTEN!Ali ako se H supstituišu dobija se PORFIRIN!

Porfirin sa metalom:Hemoglobin – HEM = porfirinski prsten u centru metal! (hemoglobin najvažniji u životinjskom svetu)Umesto Fe, Mg – HLOROFIL (najvažniji za biljni svet), zeleni pigment, omogućava fotosintezu.Co – vitamin B124 pirola povezana sa metinskim mostovima – BILIRUBIN (u nizu) – raspadni materijal hemoglobina.Hemoglobin – u eritrocitu.16 članova, konjugovani!

Šestočna prstenovi sa jednim heteroatomom – piridin je aromatičan prsten (sp2) manje reaktivan od benzena, elektrofilna supstitucija se vrši u položaju 3.tercijarni amin + HBr pirimidin-HBr-

Piridin – najznačajnije aromatične jedinjenje. Derivati: nikotin –oksidacija nikotinska kiselina, nikotinamid (vit B), piridoksal (vit B6)

nikotin KmnO4 nikotinska kiselina – biće na ispitu

Petočlani prstenovi sa dva heteroatoma:diazol (imidazol) ima kiseliiDerivati imidazola:HISTAMIN i HISTIDIN

Oksazol i tiazol su slabe baze, derivati:sulfatiazol, tiamin (vit B1), penicilin

Šestočlani sa dva heteroatoma:pirimidin, derivati su:citozin, timin, uracil, 5-metilcitozen

Purin – kondenzovani heterociklično jedinjenje – to su spojeni prstenovi gde postoji najmanje 2 zajednička atoma.Prvo je purin – pirimidin + imidazol (uči se pišući formulu)Derivati: purinske baze – adenin, guanin, kofein, ksantin, teofilin(u čaju), teobromin (kakao)- stimulativna sredstva, onda i mokraćna kiselina (derivat purina)Kiselost – davanje protonaBaznost – primanje protona.

Ko voli da daje elektrone? Pirol daje elektron da uđe u aromatičnost. Da li može da se ponaša kao baza (donor elektrona) i da da protonu? Neće to da radi. Kiseo je!!

64

N je dao elektrone za džumbus. Veza N-H je kovalentna, jedan elektron od N i jedan od H, azot je elektronegativniji i proton može lako da se otcepi. PIROL je KISEO!!Može da reaguje sa KOH (kiseo je po tome)! i nastaje piril-kalijum!!

Sva ova jedinjenja što nisu baze, ako su u kontaktu sa kiselinama polimerizovaće i daće SMOLASTE MATERIJE! (najviše odnosi se na PIROL, kod tiola i furana đene đene)

Piridin – dao je elektrone, ali ima slobodan elektronski par koji nije preopterećen da uđe u ________- i zato je BAZAN (isto i pirimidin)! Reaguju sa kiselinama – PIRIDINIJUM (postaje pozitivan)!

Poslednja reakcija, šta se dobija kada aromatične strukture pretvorimo u nearomatične? ADICIJA VODONIKA – HIDROGENIZACIJA! Dobja se ALIFATIČNO JEDINJENJE!Od PIROLA PIROLIDIN (alifatičan)!FURAN TETRAHIDROFURANTIOFEN TETRAHIDROTIOFEN

PIRIDIN PIPERIDINPIRIMIDIN PIPERAZIN

I sada samo bubanje formula, sve osnovno je pređeno.

NH3 ako zamenimo sa aril grupom dobijamo AMIN. Ako ubacimo jedan – primarni amin, dva sekundarni...Pirolidin je SEKUNDARNI AMIN!Kod tetrahidrofurana – ETARKod tetrahidrotiofena – TIOLAPiridin – TERCIJARAN AMIN

Što pre ponoviti ovo.

Prolin – pirolidinOksidacijom nikotina – nikotinska kiselina!

Piridin + CH3, OH, CH2OH, COH PIRIDOKSAL u svom sastavu

Šestočlani sa O – PIRAN (alfa, beta i gama položaj)Gama-piran (oksin) tetrahidropiran (oksan) je ETAR

Histidin! – nalazi AMIDAZOL! Oduzimanjem CO2 – HISTAMIN! (kod alergija, uzimaju se antihistamini)

Sulfatiazol – antibiotik, ima benzen, bensulfanilna kiselina , tiazol – derivat tiazola – sulfatiazol!

Pirimidin i njegovi erivati uracil, citozi, timin, metil-citozin (naći u knjizi)

Barbiturna kiselina i barbiturati se koriste kao sedativi (ureid – nastaje između estra malonske kiseline i uree)

Indol = benzen + pirol – TRIPTOFAN je ____________ indola!!!! (može biti na prijemnom)

Hinolin = benzen + piridin – malarija se lečiKinin = hinolinsko jezgroPurin = pirimidin + imidazol adenin ima purinsko jezgro (6-aminopurin), guanin = 2amino-6,hidroksipurin i mokraćna kiselina koja izaziva GIHT (bolni simboli u hrskavici) – 2,6,8trihidroksipurinKsantin – purin 2,6-dihidroksipufinKafein, teobromin, teofilin!

65

Pitanja u zbirci je sve ovo što smo danas radili. Uvek je najmanje jedno pitanje iz heterociklusa.

66

20.4.2013.

ALKILHALOGENIDI RXSUPSTITUCIONE REAKCIJE HALOGENIH DERIVATA UGLJOVODONIKA

Redosledom po zbirci.

Jedinjenja nisu baš reaktivna (osim supstitucije)Jačina halogena odgovara konjugovanim svojstvima halogena iz jake HCl kiseline!

HCl H+ ++ Cl- (konjugovana slaba baza)

R-X – razlika u elektronegativnosti i halogena je dovoljno jaka da negativno naelektrisanje pomera na halogen (Cl, Br...). Uslovljava čitav niz reakcija koje su date na slajdu.R-X + HOH (OH grupa iz vode može biti dovoljno jak nukleofil te se reakcija supstitucije može uspešno izvršiti) R-OH + HX (dobijaju se alkoholi)

Iako reaktivnost alkihhalogenida nije ista kao reaktivnost aldehida ili ketona (najreaktivniji).Nećemo raditi ARIL halogenide.

R-OH alkoholR-O-R etarR-SH TIOLR-S-R ORGANSKI SULFID (samo u smislu nastajanja TIOLA)R-NH2 + H+ PRIMARNI AMINR-CN NITRILR-R1NH + H+ sekundarni aminR-R1R2 + H+ TERCIJARNIR-NO2 NITRO JEDINJENJE

Alkili rado reaguju sa amonijakom – primarni, sec i terc amini zahvaljujući slobodnom elektronskom paru koju azot poseduje na sebi.

Etil-sulfidEtil-sulfat paziti!!

Zadaci:82. Koje od navedenih jedinjenja može nastati oksidacijom hloroforma?

Spontana je oksidacija.Fozgen – COCl2

CHCl3 + O2 COCl2 + HCl

83. CH3CH=CH-R1mol Br2 : 160 = x : 32x=0,2 mol

16,8 g : 0,2 = x : 1mol x=84g (masa polaznog alkena)

84. Koja od navedenih reakcija nije moguća pod običnim uslovima?1) zbog zasićene strukture će se vrlo lako izvršiti supstitucija (zbog delokalizacije)2) benzenhlorid – nemoguće

Kod ovakvih ići eliminacijom.CH3CH2CH2CH2Cl + NaOH CH3CH2CH2CH2OH + NaCl4) 1:2 – sekundarni

67

85. DEHIDROHALOGENOVANJE:KOH + CH3CH2CH2CH2Br CH3CH2CH=CH2 + KBr

Rezultat je dvostruka veza kod dehidrohalogenovanja!!Mr(C4H9Br) = 137Mr(C4H8) = 56

56:1 = 5,6 : xx= 0,1 137:1=x:0,1 x=13,7 g

86. Reakcijom etil hlorida sa amonijakom nastaje jedinjenje koje sa natrijum-hidroksidom daje:Dobijanje amina – dvostepena reakcija! Pisati krajnji proizvod reakcije! Uve i slobodno.1) CH3CH2Cl + NH3 CH3CH3NH3Cl + NaOH CH3CH2NH2 + NaCl + H2O

87. 1) vinil-hlorid – dvostruka veza CH2CHCl – vrlo lako supstitucijaVaži ista priča za aromatični prsten.

Negacije će biti boldovane.2) nastaje gas3) nepolarna je supstanca CCl4 – tačno, u njemu se organske supstance rastvaraju4) reakcija za dobijanje etara CH3ONa + CH3I CH3OCH3 + NaI (nastaje etar)5) videli smo malopre na butil-hloridu

88. U reakciji 0,48 g broma sa potrebnom količinom...U prisustvu luisovih baza, postoje različiti proizvodi kada je reakcija fotokatalizovana i kada je ______

luisovim.benzen –FeBr3 + Br2 mono-brom benzen (supstitucija) u orto i para položajubenzen –hV, 3BR2 heksabromcikloheksan + 3HBr (dolazi do raskidanja aromatične strukture)

FeBr3 + B42 FeBr4- + Br+ (vezati za benzen)

89. C6H6 + 3Cl2 C6H6Cl6razlika mase

90. C6H6 + Br2 C6H5Br + HBr

91. C6HCH2-Cl benzil-hloridvrlo su reaktivne (zbog dvostruke i halogena)

92. C6H6 + Cl2 C6H5Cl + HClUkoliko se u ovakvom tipu „U prisustvu dovoljne količine“ – onda je POTPUNO

HLOROVANJE/BROMOVANJE...

93. CH3-J + C6H6 C6H5-CH3 + HJ – nastaje TOLUEN!! Alkilaren CCl4 je katalizator!!

94. Bez obzira na dužinu bočnog niza – uvek se stvara karboksilna grupa!!!5) 1,4-dioksan (ciklični etar)

SALICILNA KISELINA: fenol sa COOH na orto mesto (orto-hidroksibenzoeva)

95. 5)ALIL HLORID: CH2=CH-CH2-Cl + CH3ONa CH3=CH-CH2-O-CH3 + NaCl daje ETAR!1) rezonancija – pozitivni rezinancioni efekat – NEMA REAKCIJE C6H5-Cl + CH3ONa NEMA2) C6H5CH2Cl + CH3ONa C6H5-CH2-O-CH3 + NaCl3) C6H11-Cl + CH3ONa C6Hn-O-CH3 + NaCl4) (CH3)2-CH-Cl + CH3ONa (CH3)2-CH-O-CH3 + NaCl

96. 2) VINIL-HLORID CH2=CH-Cl + CH3CH2ONa NEMA!1) može se lako supstituisati

68

3) takođe, daje etar4) u odnosu na 2) smiruje metil grupa. Važi isto i za aromatični sistem!

Reaktivnost se svodi na dobijanje etara, na supstituciji – zasićenost u strukturi zasićenosti!Sa halogenidom – daju mogućnost ovih reakcija!

ALKOHOLI i FENOLI

Sinteza alkohola po Gringard-uVažna reakcija je sa aldehidima (RCHO) i ketonima (RCOR), pri čemu nastaju alkoholi. Karbonilna grupa je nezasićena i podleže reakciji adicije između ostalog i Grignard-ovog reagensa:

>C=O + R-MgX >C(R)-O-MgX + H2O >C(R)-OH + Mg(OH)-X + H+ Mg2+ + X- + H2O

Priroda C atoma:Formaldehid H2C=O – OH grupa je vezana koji ima već dva atoma

Viši aldehida – najreaktivniji karbonilna-aldehida grupa (zbog H atoma na vrhu karbonilne grupe), kod ketona nema H atom!!

Proizvodi Grignard-ove sinteze:1. H2-C=O (form-aldehid) + R-MgX H2C-(R)-OmgX + H2O H2C-(R)-OH PRIMARNI alkoholi2. R1C(H)=0 (viši aldehidi) + R-MgX R1RC(H)-O-MgX + H2O R1R-C(H)-OH SEKUNDARNI3. R1R2C=0 (ketoni) + R-MgX R1R2R-C-O-MgX R1R2R-C-OH TERCIJARNI

Prva eliminacija – vrsta (aldehid, keton..)Druga – dužina niza

Budući da je na kraju reakcije –OH grupa, vezana baš za karbonilni C atom, broj H atoma na tom C-atomu definiše nastali alkohol kao primarni, sekundarni ili tercijarni.Npr.CH3CH2CH(MgBr)-CH3 + H2C=O CH3CH2CH(CH3)CH2-O-MgBr + H2O CH3CH2CH(CH3-CH2OH4 3 2 1 primarni alkohol, 2-metil-1-butanol ili sec. butil karbinol

n-C4H9-MgBr + (CH3)2C=O n-C4H9-C(CH3)2-OH tercijarni alkohol (2-metil-2-heksanol)

Dvohidroksilni aromatični alkoholi: (orto) KATETOL, (meta) REZORCINOL, (para) HIDROHINONHidrohinon – oksidacijom nastaje HINON!

1. CH3-J + Mg(s) CH3-MgJ + CH3-CO-CH3 (CH3)3C-OH + MgJpropanon (keton) nastaje tercijarni alkohol!!Ovo je Grinjarova reakcija!

2. CH3MgBr + CH3CO-CH2CH3 CH3C(OH)(CH3)CH2CH3 C5H12O (tercijarni alkohol)CH3MgBr + HCOH CH3CH2OH (primarni alkohol – formaldehid)

3. CH3MgBr + CH3CO-CH2CH3 CH3C(OH)(CH3)CH2CH3 C5H12OCH3MgBr + CH3CH(CH3)CH2CHO (CH3)2CH-CH2-CH(OH)CH3 (sekundarni) C6H14O

4. Zadatak suprotnog koncepta.CH3CH2C(OH)(CH3)CH2CH3 CH3CO-CH2CH3 + CH3CH2MgBr

5. CH3CH(OH)CH2CH(CH3)CH3 CH3CH2CH(CH3)CHO + CH3MgBr

69

Alkalna kondenzacija – mogu se dobiti različiti proizvodi iz metanala i propanala npr.

6. CH3CH(CH3)CH2-CH3 (H2) CH3-CH(CH3)-CH))CH2 + HOH CH3-CH(OH)-CH2-CH3 + O2 CH3CO-CH2CH3Nezasićeno – veza mora biti na kraju !Markovljevo pravilo: „Ko ima, tom se daje!“

7. HCO-O-C2H5 (etil-formijat) + (NaOH + HOH) C2H5OH i onda proporcija(etilestar mravlje kiseline)

8. Proizvod koji redukuje Tollensov reaktiv mora biti aldehid, a koji nastaje dehidrogenovanjem primarnog alkohola. Dakle: jedinjenje je RPIMARNI ALKOHOL!

9. CH2(OH)-CH(OH)-CH2(OH) – gleda se C atom koji je vezan za primarnu –OH grupu!

10. (CH3)2CH-OH-HOH CH3-C(CH3)=CH2Dehidratacija na bilo koje CH3 i OH grupeU smislu dehidratacije (eliminacije) – najlakše na nivou TERCIJARNIH alkohola!

11. CH2(OH)CH(OH)CH2(OH) + KHSO4(t) CH2=CH-CHO C3H4O AKROLEIN (dehidr. glicerola)Dokazna reakcija :C3H8O3 --KHSO4 2HSO + HCO-CH=CH2 ENOL CHOH-CH=CH2

12. 2R-OH + 2Na H2(g) + 2R-O-Na22400 mL : 1 = 672 : x x=0,032x0,03 = 0,06 mola alkohola0,06 : 5,28 = 1 mol : x x=88 gOva je jedna od dokaznih za etanon! Izdvaja vodonik, mora biti 2 mola svih reaktanata!Često greši zbog odnosa!! Paziti! Često i fosfo-pentahlorid!

Trohidroksilni alkoholi su NAJKISELIJI (3 OH grupe – zbog negativnog induktivnog efekta povećavaju kiselost)!

13. isti kao 12.2R-OH + 2Na H2(g) + 2R-O-Na22400 mL : 1 = 448 : x x= 0,022x0,02 = 0,04 0,04:3,52g = 1 : x x=88g

Može se tražiti i masa Na! Paziti na stehiometriju!

14. i 15. isto kao prethodni

16. isti kao 10. zadatak! Najlakše se hidratišu TERCIJARNI alkoholi – i prvi će dati proizvod u Lukasovoj reakciji!

17. CH3CH2CH2OH (primarni) + O2 CH3CH2CHO + O2 CH3CH3COOH(CH3)2CH-OH (sekundarni) + O2 CH3COCH3 + O2 CH3COOH + HCOOH – daju smešu kiselina

(ketoni)

18. Tražimo samo PRIMARNI ALKOHOL!(CH3)2CHCH2OH (CH3)2CH-CHO

19. ketonCH3CH(OH)-CH2-CH3 + O CH3-CO-CH2-CH3 metil-etil-keton

20. CH3-CH(CH3)CH2-OH + O2 CH3-CH(CH3)-COOH – primarni alkohol

70

21. Glicerol – trohidroksilni alkohol - oksidacijom mogu nastati – gliceraldehid, glicerinska kiselinaOksidacija primarne grupe glicerinska kiselinaDrastična oksidacija – pirolizid ? i voda

22. CH3-CH=CH2 + KmnO4 CH3CH(OH)-CH2(OH) + MnO2 !!!! GREŠI SE ČESTO!!Dolazi do uvođenja _____ - dvohidroksilni alkohol

23. Redukcija – najlakše podleže SEKUNDARNA OH GRUPA!CH2(OH)-CH(OH)-CH2(OH) + H2 CH2OH-CH2-CH2OH

Akrolein – DEHIDRATACIJA!Eliminacija vode ______________

24. C2H5O-SO3H(etilsulfat) C2H5OH + H2SO4Monoesterifikacija – građenje ESTARA, uvek nastaje voda

25. 2C2H5OH + H2SO4 (C2H5)2-SO4Esterifikujemo obe hidroksilne grupe!

26. CH2OH-CHOH-CH2OH + 3HONO2 CH2O(NO2)-CHO(NO2)-CH2O(NO2) (trinitroglicerol)Estri – NO2 grupa je vezana preko O za C, a NITRO jedinjenja je nitro grupa vezana DIREKTNO!

27. Lukasov reagens služi za razlikovanje primarnih, sekundarnih i tercijarnih alkohola!To je rastvor ZnCl2 u HCl!!Oksidac – primarni aldehidi, sek. ketoni, terc %

LUCASZnCl2 + HClprimarni: CH3CH2OH + ZnCl2 + HCl vrlo spora reakcija – primarni se teško i sporo mogu dokazati Lukasovim za razliku od sekundarnih i tercij.sekundarni: CH3CH(OH)CH3 + ZnCl2 + HCl reaguje za 5-6 min CH3CH(Cl↓)CH3sekundarni: CH3C(OH)(CH3)CH3 CH3-C(CH3)(Cl)-CH3 – odmah se istaloži, u jednom sekundu!

28. C2H5OH – H2O (H+) CH2=CH2CH2=CH2 + J2 CH2(J)-CH2(J)

***CH3CH2-OH –t/H+ CH2=CH2 eten (visoka temperatura i kisela sredina kod primarnih alkohola je potrebno!!)2CH3CH2-OH –t/H+ CH3CH2-O-CH2CH3 etar

29. (CH3)2-C(OH)-CH3 – H2O (CH3)2C=CH2 (2-metil-propen iliti IZOBUTILEN)TERCIJARNI ALKOHOL

30. Nastaje akrolein

*****31. CH2=CH-CH2OH (akrolein) + Cl2 CH2(Cl)-CH(Cl)-CH2OH dihalogeni supstituent + H+ CH2(OH)-CH(OH)-CH2(OH) dobija se GLICEROL!

32. OksidacijaC2H5OH + 3O2 2CO2 + 3H2O

** 33.

34. kao 10. 12.35. PCl5 + CH3CH2CH2OH CH3CH2CH2Cl + POCl3(fosfor-oksihlorid) + H3PO3 – alkilhalogenid

71

36. ENOLI – na istom C atomu imaju i OH grupu i dvostruku vezu!

37. CH3O-Na CH3Cl CH3-O-CH338. Dobijaju se etri.

2CH3CH2OH – H2O C2H5-O-C2H5 (dietiletar) da su drugi odnosi, bilo bi ETEN!

39. DIOKSAN – (CH2)2 – O- (CH2)2O – 1,4dioksan

41. C6H5O-Na + CH3J C6H5O-CH3 + NaJ

42. Tetrahidrofuran43. CH3CH=CH2 + KmnO4 (H2O) CH3CH(OH)CH2(OH)44. Jaka baza – NaOH + FENOL (aromatični alkoholi, SLABE KISELINE!)

U poređivanju fenola sa drugim kiselinama – slabe! A u odnosu sa H2O – jake! Zato se nikada ne mogu rastavarati u H2O!!fenol + NaOH benzen-O-Na+ + H2O

45. 1,3-DIHLORBENZEN (metahidroksifenol)46. Rezorcinol – dvohidroksilni fenol! Aromatični alkohol.47. C6H5OH + NaOH C6H5O-Na + H2O48. 2C6H5OH + 2Na 2C6H5O-Na + H2(g) – treba dvostruko više fenola, tj. 0,04 mol!49. C6H6O + O2 C6H4O2 – HINON

50. C7H8O + CO2 + H2O C8H7O2NaOH grupa se oksiduje do kiseline, odnosno nastaje njena Na-so (orto-metil-benzoat)

51. C6H5OH + HONO2 + H2SO4 C6H5O-NO2 (ustvari je para položaj, ali u knjizi kažu orto, pa je tako onda!)o-nitrofenol -I, +R efekat OH grupe

52. C6H5OH + 3Br2 C5H3Obr3 (s) – potpuno bromovanjex=16,55 g – diskusija

72

27.4.2013.

ALKOHOLI i FENOLI - nastavak

50. C7H8O + CO2 + H2O C8H7O2NaOH- grupa se oksiduje do kiseline, odnosno nastaje njena Na-so (orto-metil-benzoat)

51. C6H5OH + HONO2 + H2SO4 C6H5O-NO2o-nitrofenol – I, +R efekat OH grupe

52. dovoljna količina broma – reč o KOMPLETNOM bromovanju (nastaje tribrom-fenol)smeša ORTO i PARO PROIZVODA!C6H5OH + 3Br C6H3OBr3(s)Mr(C6H3OBr3) = 331g 1mol:331 = 0,05:x x=16,55g

53. RCO-Cl + C6H5OH C6H5O-CO-R estar + H2ODerivati su najreaktivniji i najjači!ACIL GRUPA – R-C=ONASTAJU ESTRI!!

UVEK JEDNO PITANJE IZ ALDEHIDA I JEDNO IZ KETONA! (5 ISPITNIH PITANJA IZ SVEGA)

54. C6H5OH + CH3CO-Cl C6H5O-CO-CH3 (fenil-acetat) + HCl

55. Rezorcinoli, hidrohinoli se lakše oksiduju zbog negativnog efekta?Fenolna grupa NE može se zameniti halogenom zbog AROMATIČNOG JEZGRA (pozitivnog efekta)!

56. natrijum-fenoksid: benzen-O-Na+Fenoli se NE mogu rastvoriti u vodi! natrijum-salicilat: fenol sa orto –COONa

57. C6H5ONa + CO2 C7H5O3Na (Na-salicilat)Samo na ovim temperaturama se ovo dešava! (na drugim ne)

58. gornja reakcija

59. isto

60. 6C7H8O + FeCl3 FE(C6H4O)63+ (kompleks ljubičaste boje) + 3Cl- + 6H+BIURE: daju pozitivnu biuretsku reakciju, stvara se kompleksno jedinjenje! (nastaje iz 2 mola amonijaka)Kompleksna jedinjenja – OKSIDACIONI BROJ SE NE MENJA!OKSIPROLIN – nema OH grupu!Pored ovoga poz. FENOLI i MLEČNA KISELINA!Jedinjenja fenolne strukture koja imaju fenolatnu grupu će da daju ljubičaste komplekse a mlečna kiselina daje

ŽUTU boju!

61. isti kao prethodni

62. Uticaj aromatičnog jezgra, supstitucija halogenida nije moguća...Metilenska grupa – benzen-CH2OH! aromatičan alkoholJabučna kiselina – soli malati?

63. KATEHOL: di hidroksid-benzen – ima 2 OH grupe

73

64. isto kao prethodno65. Misli se na kompleks ljubičaste ili žute grupe.

1) imamo OH grupu2) aromatični 3) 4)5) ne može dati obojeni kompleks!

66. o-krezol67. Jača je kiselina od etanola. FENOL je jači od ETANOLA! Imati to u vidu, to je tako zbog 3nitro-fenol je PIKRINSKA KISELINA (kisela svojstva) – soli PIKRATI. Samim tim o-krezol je derivat fenola pa je jača kiselina. Alkoholi su amfoterna jedinjenja mogu pokazati __________ i sa kiselinama i sa bazama68. Etil-jodid: alkil halogenid!

Etanoil-jodid: derivat odgovarajuće kiseline! (trivijalno acetil-hlorid)69. O-krezol (OH struktura, aromatična OH grupa) pokazuje rastvaranje u KOH

ALDEHIDI i KETONI

1. HCHO + CH3CH2MgX CH3CH2CH2OH (primarni alkohol)Aldehidi- primarni i sekundarni alkoholiKetoni – tercijarni alkoholi

2. CH3CH2CHO + CH3MgX CH3CH2CH(OH)CH3 (sekundarni alkohol)

3. CH3CH2MgBr + HCHO CH3CH2CH2OH (primarni alkohol) – mora biti formaldehidKETONI ne pokazuju ovakve reakcije!

4. AKROLEIN: CH2=CHCHOKeto-enolna izomerija – barbiturna kiselina, akrolein... Nastaje reakcijom dehidratacije GLICEROLA

5.

6. CH2=CHCOOH + O2 /Hidroliza halogena – uvođenje OH grupe!

7.

8. CH3CHO + CH3CHO CH3CH(OH)CH2CHO – H2O CH3CH=CHCHOCH3CH=CHCHO(krotonaldehid) + 2H2 CH3CH2CH2CH2OH (došlo do redukcije, nastaje BUTANOL!)Vrši u baznoj sredini (uloga baze: izbaci jedan atom H i prevede strukturu u karbanilsku strukturu. Tako

prevedeni se karbanjon se veže za pozitivno naelektrisan atom ugljenika! Većina negativnog naelektrisanja je locirana na kiseoniku! p-elektroni su u jednoj ravni!) – trihidroksi-aldehid (može lako hidratisati, nestabilan)

Kroton-aldehid nastaje (butenal)Nastaje 3-hidroksialdehidi ili BETA-hidroksialdehidi! (paziti na grčka slova)U beta položaju je OH grupa. Reaktivna grupa je veoma blizu (karbonilna) i tada se INDUKCIJOM vrši duž

sigma veza PRENOS ELEKTRONSKE GUSTINE do izvesne mere da destabilizuje ovo jedinjenje. U drugom stepenu ove reakcije dolazi do dehidratacije jedinjenja gde dolazi nezasićen aldehid – KROTONALDEHID! (i sada je stabilan, ali reaktivan)

9. CH2=C(CH3)COOH 2-metil propenska kiselina (METAKRILNA KISELINA)CH2=CH-CH2OH (alil-alkohol) + O2 CH2-CH-CHO (AKROLEIN)

10. etanal –kondenzacija beta-hidroksibutanal CH3CH(OH)CH2CHO

11. OH-HCHO + CH3CH2CHO CH2(OH)CH2CH2CHO

74

Da bi jedinjenje pokazallo mogućnost kondenzovanja, mora u alfa položaju u odnosnu na karbonilnu grupu imati H atome!

Benzealdehid – nema H atoma koji bi mogli da se supstituišu!Trimetilacetaldehid: ima sve 3 H grupacije supstituisane sa metil grupacijama

12. HCHO + HCHO nema reakcije!Kondenzovati butanal i propanal – nastaje 4 vrste proizvoda! (kao vežba)

13. CH3CHO + CH3CHO CH3CH(OH)CH2CHO

14. RCHO + R1OH RCH(OH)OR1ACETALIPOLUACETALI – imati u vidu da aldehidi i ketoni mogu reagovati sa alkoholima u 1:1 – nastaju poluacetali ili

poluketali! (Ostaje tako iako je promenjeno.)Na O se nalazi ostatak dolazećeg alkohola. Ukoliko reaguju sa 2 mola – nastaju ACETALI ili KETALI

16. ROH + R1CHO RCHO(OH)OR117. RCHO + 2R1OH (HCl) RCH(OR1)2

19. 2CH3OH + CH3CH2CHO CH3CH2CH(OCH3)2 (1,1-dimetoksipropal)Propanal sa 2 mola metanola

20. CH3OH + CH3CH2CHO CH3CH2CH(OH)O-CH3

21. 2H2 + CH3CH=CHCHO CH3CH2CH2CH2OH (1-butanol)

22. C6H10O + 2CH3OH CC6H10 (O-CH3)2 to je C8H16O2Daje KETALE.

23. CH3CH2COCH3 + NH3 CH3CH2C=(NH)-CH3 (2-butanimin)AMONIJAKprimarni amini RNH2hidroksiamin NH2-OHhidrazin NH2-NH2

24. HCHO + 2[Ag(NH3)2]+ 2Ag(s) + HCOO-NH4+ + 3NH3 + H2OPotrebno da znamo reakcije aldehida koji pokazuju oksidacione reakcije u prisustvu soli metala kao što su

bakar.. U reakciji dolazi do oksidacije formaldehida. Aldehidi u oksidaciji uvek daju ISTU kiselinu, dok KETONI daju smešu!

Isto i za Nilanderovu reakciju.

25. HCHO + 2 [Ag(NH3)2]+ 2Ag(s) + HCOO-NH4+ + 3NH3 + H2OPored amonijaka, amina... Cijanovodonična kiselina pokazuje reakciju ADICIJE na ovaj Uvođenjem _______ prduženje niza za 1 _______ grupu ???

26. RCHO + HCN RCH(OH)-C≡N – samo aldehida i cijanovodonika

27. RCHO + HCN RCH(OH)C≡N

RCH(OH)C≡N + HOH(H+) RCH(OH)COOH – hidroliza cijanidne funkcije (nastaje hidroksikiselina??)

Nastaje mlečna kiselina.

28. RCHO + N3H RC(H)=NH + H2 RCH2-NH2Jednog od proizvoda koji nastaje adicijom __ na atomu azota – IMIN – a redukcijom – AMIN primarni!

75

29. HCHO + CH3CH2MgBr CH3CH2CH2OH – Grinjar

30. CH3CH2CHO + CH3MgBr CH3CH2CH(OH)CH3

31. CH3CH2MgBr + HCHO CH3CH2CH2OH32. CH3MgBr + CH3CHO CH3CH(OH)CH3

33. CHO-CH(OH)-CH2OHBrojeve izračunavamo tako što računamo samo onaj ugljenikov atom gde je vezana određena grupa. Hiralan –

vezan sa 4 različite grupe!

34. CH3CO-CH(CH3)2 CH3CH(OH)-CH(CH3)2metil-izopropil keton

35. trimetil-acetaldehid: (CH3)3C-CHO ne može!Enolatni anjon – ENOLI su jedinjenja koji na istom C atomu imaju dvostruku vezu i OH grupu – mogu da

nagrade enolatni anjon!

36. CH3CHO + 2Cu2+ + 5OH- CH3COO-Na+ + Cu2O (s) + H2OCuSO4 + NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4Svi prelazni imaju ovo svojstvo.

37.38. CH3CH2COCH2CH(CH3)2 + O2 (CH3)2CH-CH2COOH + CH3CH2COOH

(CH3)2CH-CH2CHO + O2 (CH3)2CH-CH2-COOH

39. CH3CO-CH(CH3)2 + O2 HCOOH + (CH3)2CH-CHOOHHCHO + O2 HCOOH

40. C6H5CO-CH3 acetofenonC6Hn-CHO – cikloheksankarbaldehidKetoni ne pokazuju reakciju srebnrnog ogledala!

41. C6H5-CO-C6H5 ne podleže aldolnoj kondenzacijiC6HnCHO + CH3CHO C6HnCH(OH)CH2CHO – H2O C6HnCH=CH-CHO

42.43. C6H5-CO-C6H5 benzofenon

timol

44. CHO-CH=CH2 + 2[Ag(NH3)2]+ CH2=CH-COO- + 2Ag(s) + 3NH3 + H2O

47. C6H5CO-CH348. CH3CH2CO-CH3 + H2 CH3CH2CH2CH349. Oksidacije 2-pentanona: 4

50. CH3CO-CH2CH3 + O2 CH3CH2COOH + HCOOH

51. C6H10O + 2R-OH C6H10 (O-R)252. CH3CH2CO-CH2CH3 + NH2OH CH3CH2C=N(OH)-CH2CH3 + H2O

53. CH3COCH3 + CH3MgJ (HCl) (CH3)2C(OH)CH354. (CH3COO)2Ca + tc CH3COCH355. CH3CH(OH)CH3 + O2 CH3COCH3

76

Jodoformski test – razlikovanje etanola, acetaldehida, sekundarnih metilalkohola i ketoneEtanol CH3CH2-OH + J2 CH3CH=O + 2HJ[J2+KJ] J2’’’K+J-SUPSTITUCIJA CH3CH=O + 3J2 CJ3-CHO jodal + 3HJALKALNA LIZA CJ3CHO + NaOH CHJ3(s) jodoform + HCOONa

I CH3CH2OH – potrebne 3 faze! (zbog stehiometrije nam treba)II CH3CHO – 2 faze!III ALFA CH3-CH-OH… IV CH3-C=O -….

56. CH3COCH3 + H2 CH3CH(OH)CH3

57. (CH3)3C-CH(OH)-CH3 + O2 (CH3)3C-CO-CH3

58. RC≡CH + H2O RCO-CH3

59.

60. CH3CH(CH3)CH2CHO + O2 CH3CH(CH3)CH2-COOHCH3CO-CH2-CH(CH3)-CH3 + O2 HCOOH + CH3CH(CH3)-CH2-COOH

61. CH3-CH2-CH(CH3)CHO + O2 (aldehidi ne daju smešu)CH3COCH2CH2CH3 + O2 daje smešu kiselina

62.63. CH3CHO i CH3COCH364. CH3CH(CH3)COCH3 + O2 HCOOH + (CH3)2CH-COOH

65., 66, 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. 78. 79. 80. 81. 82. 83. 84. pišemo

Ketoni ne reaguju sa Tollensovim reagensom !

Mezo oblik : Ako neki molekul poseduje bilo koji oblik simetrije – vinska kiselina ravan simetrije – MEZOvinska kiselina ! Ugao skretanja se na D stranu poništava, jedinjenje gubi optičku aktivnost. Struktura iznad i ispod ravni simetrije – MEZOVINSKA KISELINA !!Racenska smesa (smeša) – podjednaka količina L i D oblika – gubi se optička aktivnost.

82. 2-propanol !

Katedra za hemiju – 2 sprat, uvek možemo da je pitamo nešto.

77

11.5.2013.

KARBOKSILNE KISELINE, SUPSTITUISANE KISELINE(uradiće se 29 zadataka)

R-C(-OH)=O

Dobijanje karboksilnih kiselina:1. oksidacijom alkohola, aldehida i ketona2. hidrolizom:

a. estarab. nitrila: RCN + H2O RCONH2 RCOOH + NH4+

3. oksidacijom alkil benzena (aromatične kiseline)4. adicijom RMgX (alkil-magnezijum-halogenid) na CO2

U zbirci, zadaci za reagovanje i dobijanje.

NITRIL – jedinjenja koja imaju -CN grupu vezanu za neki ugljovodonični niz. Prelazi u karboksilnu kiselinu kada se veže.

4. Kako se može dobiti propanska kiselina? (3 C-atoma)H3C-CH2-CO-CH3 2CH3COOH + HCOOH + CH3CH2COOH – oksidacija butanona2) akrolein je nezasićen aldehid3) / alkih halogenidi ne hidrolizuju!4) propil-etanoat je estar sirćetne kiseline (ima 5 C atoma)5) nastala bi butanska kiselina (4 C atoma)

butanon: CH3-CH2C(=O)-CH3 –[O] CH3COOH + CH3CH2COOH + HCOOH

5. Ima 2 C-atoma. (COOH-COOH) – oksalna kiselinaetilen-glikol: HO-CH2-CH2-OH

6. toluen (benzen-CH3) –[O] benzene-COOH (benzoeva kiselina)

7. o-krezol (beznen-CH3 i na orto –OH) –[O] salicilna kiselina (benzen-COOH i na orto –OH)

22. knjiga za 3. godinu! METODA ZA DOBIJANJE MRAVLJE KISELINE! NAUČITI!CO + NaOH HCOO-Na+ --H+ HCOOH0,2 mol x grama1 mol : 1 mol

0,2 x 68 = 13,6 g soli

9. Metanska (mravlja) kiselina se dobija uvođenjem CO u rastvor NaOH, a zatim dodavanjem mineralne kiseline.Salicilna kiselina se dobija uvođenjem CO2 u Na-fenolat _____________-

3. R-CN + H2O [R-CO-NH2] R-COOH + NH4+

primer 2: (polarne veze delimično poz) O=C=O + R-Mg-X R-C(-OMgX)=O –H2O R-C(-OH)=O + MgOHX

Naučiti Grinjarov reagens!

Poređenje kiselina po jačini

78

Apsolutno merilo jačine elektrolita je Kd, zavisi samo od temperature.Što je Kd veća, kiselina je jača.

R-COOH R-COO- + H+KD = [RCOO-][H+]/[R-COOH]

-logKdkiseline = pKaŠto je pKa vrednost manja kiselina je JAČA!

Jačina karboksilnih kiselina1. Dužina –R ostatka zanemarljivo utiče na jačinu k.k.H-COOH mravlja k pKa 3,75 Ka: 10-4CH3-COOH sirćetna kCH3(CH2)2-COOH valerijanska k. pKa 4.86 Ka: 10-5Sa produženjem ugljovodoničnog niza jačina kiselina neznatno opada.

2. Grupe sa –I efektom (-X, -OH, >C=O=, -COOH) u alfa položaju raste kiselost k.k. (halogeni, karboksilna, dvostruka veza…)

pKa gama beta alfa pKaCH3COOH 4.74 CH3- CH2- CH2COOH 4,9ClCH2COOH 2.86 CH3CH2CH(Cl)COOH 3.8Cl2CHCOOH 1,26 CH3CH(Cl)CH2COOH 4.1Cl3COOH 0,64 CH2(Cl)CH2CH2COOH 4.5

Što veći broj grupa u alfa položaju, to je jača kiselina!

13. Traži se najjača kiselina.oktadekanska (stearinska) < heksadekanska < butanska < etanska < metanskaCH3(CH2)16COOH < CH3(CH2)14COOH<CH3CH2CH2COOH<

pr. 3: Najjača kiselina se traži.trihloretanska Cl3CCOOH najjača !

11. Najslabija kiselina.HCOOH > CH3COOH > CH3(CH2)16COOH1) CH3(CH2)16COOH2) HCOOHNE GLEDAJU SE SUPSTITUISANE : 3) CH3CH2CH(Cl)COOH i 4) CH3(CH2)3CH(Cl)COOH5) CH3COOH

Grupa sa –I efektom ________

28. Valerijanska kiselina (pentanska kiselina) CH3CH2CH2CH2COOH (C5H10O2)Šta su izomeri? Jedinjenja sa istom molekulskom formulom, ali različite strukture.Vrste strukturne izomerije? Izomeri:

1. NIZA2. POLOŽAJA3. FUNKCIONALNA (alkoholi i etri, aldehidi i ketoni)

Imamo i STEREOIZOMERIJU:1. OPTIČKA – mora se imati hiralan C-atom, nijedna ravan simetrije2. GEOMETRIJSKA (cis, trans)

H-CO-OCH(CH3)CH2CH3 - 5 C-atoma : sec butil-formijat

79

29. Valerijanska kiselina (pentanska kiselina)1) n-butil-formijat (estar) – prvo ide ime alkohola

H-C=O(-OCH2CH2CH2CH3) jesteFormijati su soli ili ESTRI mravlje kiseline !

2) sec. butil-formijat H-C=O(-OCH3(-CH3)-CH2CH3)3) etil-etanoat nije estar!!! CH3-C=O(-OC2H5)4) izobutil-formijat H-C=O(-O-CH2CH(CH3)2)5) 2,2-dimetilpropanska kiselina: H3C-C

Nesupstituisane dikarboksilne kiseline

br. C- formula sistemsko ime trivijalno ime naziv soli2 HOOC-COOH etandikiselina oksalna oksalati3 HOOC-CH2-COOH propandikiselina malonska malonati4 HOOC-(CH2)2-COOH butandikiselina ćilibarna sukcinati5 HOOC-(CH2)3-COOH pentandikiselina glutarna glutarati

43. Dikarboksilnih kiselina – 5 C-atoma44. * Koja od navedenih soli NIJE so dikarboksilne kiseline? STEARAT!

Nazivi soli dikarboksilnih kiselinaCOOH-CHOH-CH2-COOH - JABUČNA KISELINA (SOLI MALATI)

Oksalna malonska ćilibarna hidroksićilibarna (jabučna kiselina)oksalati malonati sukcinati malati

31. Malati

Supstituisane mono-, di- i tri- karboksilne kiselineHIDROKSI KISELINEŠta su tartarati, laktati, citrati, malati ?Ugljovodonični niz – uvedena neka grupa

vinska k mlečna limunska jabučnadihidroksićilibarna hidroksipropanska hidroksićilibarnatartarati laktati citrati malati

Limunska kiselina NIJE optički aktivna (nema hiralan C-atom): CH2COOH-C(-OH)-COOH(-CH2COOH)

40. Soli vinske kiseline zovu se TARTARATI !

32. COOH-CHOH-(CH3) MLEČNA KISELINA4) CH3CH(OH)COONa

Aromatične karboksilne kiseline

salicilna ftalna benzoeva k.salicilati soli ftalati benzoati

34. R-1

80

19.ftalna kiselina (benzen-COOH i na orto –COOH) + 2NaOH (benzene-COONa i na orto – COONa) + 2H2O

C8H4O4Na2 M = 2102,1 : 210 = 0,01 mol soli tj. 0,02 mola NaOH0,02 mol x 40 = 0,8 NaOH

Nezasićene kiseline

Akrilna kiselina (2-propenska) H2C=CH-COOHKrotonova kiselina (2-butenska) CH3-HC=CH-COOHOleinska kiselina (cis-9-okstadecenska kiselina) CH3(CH2)7-CH=CH(CH2)7COOHLinolna kiselina (cis, cis-9,12-oktadekadienska kiselina) HOOC(CH2)7-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)4)CH3

COOH-CH=CH-COOH

48. Akrilna kiselina (2-propenska) H2C=CH-CHOOHC3H4O2 Mr = 72

47. Trivijalni nazi trans-butendikarboksilne (nezasićena) kiseline je FUMARNA kiselina!

30. Linolna kiselina ima 18 C-atoma, 2 = veze u položaju 9 i 12!H3C-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH + 2Br2 H3C-(CH2)4-CH(Br)-CH(Br)-CH2-CH(Br)-CH(Br)-(CH2)7-COOH

1 mol kiseline 320 g (2 mol Br)x mola kis. 0,08 g Br2x = 0,00025 mol. kiselin (količina) tj. 0,25 mmol!

Ovakav zadatak može doći i kod LIPIDA (triacil-glicerola)!

37. Sekundarna alkoholna grupa!1) holin HO-CH2-CH2-N+(CH3)32) limunska kiselina COOHCH2-C(-OH)(-COOH)-CH2COOH3) COOH-CH=CH-COOH (nema OH grupe slobodne)4) COOH-CH(-OH)-CH2-COOH jeste!5) benzen-COOH i orto –OH

38. Tercijarna alkoholna grupa1) salicilna2) mlečna COOH-CH(-OH)-CH33) jabučna COOH-CH(-OH)-COOH4) limunska5) vinska kiselina nema 4 izomera! Ima ih 3! Treći nije optički aktivan, znači ima ih 2!!!

1. Jednobazna karboksilna kiselina ima 36,36% kiseonika...Opšta formula – R-COOH (R sadrži i C i H)

1 molekul kiseline ima 2 atoma kiseonika (32 g)O2 = 36,36%100g kiseline 36,36% kiseonikax(1 mol) 32 gx= 88g

pr. 1: Mr = ? R-COOH (2 atoma kiseonika u 1 molekulu = 32 g)31,4% O2 58,8% C 9,8%H2

81

100g kiseline 31,4 g kiseonikax g (1 mol) 32 g kiseonika (2 mola atoma O)x=101,91 g = 102 g (Mr kiseline)H: 100 g 9,8 g C: 100g 58,8g

102 g x 102 g xx= 10g (H=1) = 10 molatoma x=60 g (1 molatoma C=12g) = 5 molatoma C5H10O2

49. HOOC-COOH + H2O2 CO2 + H2OU zadatku 50. je greška! Rešenje je 25 mmola oksalne kiseline !!C+3 C+4 + 1e- / x22O-1 + 2e- 2O-2 /

H2C2O4 + H2O2 2CO2 + 2H2O9g mL= ?

1 mol kis 90g 1 mol kis 2 mol CO2 1 mol gasa 22400 mL (n.u.)x mol kis 9g 0,1 mol x 0,2 mol xx= 0,1 mol kis x = 0,2 mol CO2 x= 4480 mL

HO-C+3(=O)-C(=O)-OH O=C+4=O

Prijemni 2011:1. Koja od navedenih karboksilnih kiselina ima najvišu vrednost za pKa? OktanskaPrijemni za 2010:Koje od navedenih tvrđenja je tačno? Ugljena kiselina(karbonatna) 10-7Karboksilna 10-5Fenoli 10-10Limunska kis. nije optički aktivnaBenzoeva kiselina nastaje OKSIDACIJOM toluena!

82

18.5.2013.

XXII DERIVATI KARBOKSILNIH KISELINAJedinjenja izvedena iz karboksilnih kiselina

Samo jedno pitanje. A Derivati ugljene (obimnije) pa je spojeno sa Jedinjenjima sumpora.Podela derivata karboksilnih kiselinaDerivati kiselina (zamena –OH grupe u –COOH grupi):

hloridi kiselina (acil-halogenidi) anhidridi kiselina estri kiselina amidi kiselina

R-C(=O)-OH opšta formula karboksilne kiselineR-C(=O)-Cl hlorid-O-C(=O)-R anhidrid-OR estar-NH2 amidZamena (supstitucija) –OH grupe!

Nastaju zamenom –OH grupe u –COOH grupi kiselina nekim drugim atomom ili grupom.Za ovu grupu

HLORIDI KISELINA – ACILHLORIDIDobijanje:3R-C(=O)-OH + PCl3 3RReakcije:

1. U reakciji sa vodom daju karboksilne kiseline: (hidroliza)CH3-C(=O)-Cl + H2O CH3-C(=O)-OH + HCl

2. Sa alkoholima daju estre (alkoholiza)CH3-C(=O)-Cl + HOOCH2CH3 CH3-C(=O)-CH2CH3 + HCl

3. U reakciji sa amonijakom nastaju amidi kiselina (amonoliza)CH3-C(=O)-Cl + NH3 CH3-C(=O)NH2 + HCl

4. U reakciji sa SOLIMA karboksilnih kiselina daju anhidrideCH3-C(=O)-Cl + NaO-C(=O)-CH3 CH3CO-O-COOCH3 (acet-anhidrid) + NaCl

ANHIDRIDI KARBOKSILNIH KISELINACH3-C(=O)-O-C(=O)-CH3anhidrid monokarboksilne kiseline anhidrid dikarboksilne kiselineanhidrid sirćetne kiseline anhidrid ćilibarne kiselineacikličan cikličan

1. hidroliza (oduzimamo vodu) – daju karboksilne kiseine2. alkoholiza – daju estre3. amonoliza – sa amonijakom daju amide

ESTRI KARBOKSILNIH KISELINAHidrolizaCH3-C(=O)-O-CH2CH3 + H2O CH3-C(=O)-OH + HO-CH2CH3Alkalna hidroliza saponifikacijaCH3COOCH2CH3 + NaOH CH3COONa + CH3CH2OHTransesterifikacija (promeni se alkoholna komponenta koja je deo estra)R-C(=O)-O-CH3 + CH3-CH2-OH R-C(=O)-O-CH2-CH3 + CH3-OHAmonolizaCH3-C(=O)-OCH2CH3 (etil-etanoat) + NH3 CH3-C(=O)-NH2 (etanamid) + CH3CH2OHNomenklatura:

83

halogenidi – OIL (metanoil hlorid, etanoil-hlorid..)anhidridi (mešovite nemamo u knjizi) : CH3COOH HOOCCH3 – H2O CH3COOCOCH3 (acetanhidrid tj. anhidrid sirćetneestri: znati naziv soli i alkil grupu (može se reći propil te i te kiseline, ali metil-acetat ili metil estar sirćetne kiseline)amid:

AMIDI KARBOKSILNIH KISELINADobijanje zagrevanjem amonijumovih soli karboksilnih kiselina.RCOONH4 RCONH2 + H2O(kiselina + amonijum baza so)Reakcija hidrolize:CH3-C(=O)-NH2 –H2O CH3-C(=O)-OH + NH3

U nastavku (azotasta je samo nova) samo ponavljamo!U knjizi: redukcije karboksilnih kiselina i derivata (nije bilo dosad na prijemnom, ali ne mora da znači da neće biti).

REDUKCIJA KARBOKSILNIH KISELINA I DERIVATAJaka redukciona sredstva (LiAlH4)Kod estara – dobija alkohol!Amidi – dobija amin!!

Zadaci:Uvod – pr. 1: acetil-hlorid i Na-acetat – reakcija dobijanja ANHIDRIDA! Napišemo reakciju i računicapr.2: propanoil-hlorid + etanol ESTARpr3: piroliza (zagrevanje) amonijum-benzoata

1. benzoil-hlorid (benzen-C(=O)-cl) + Na-benzoat (benzen-C(=O)-ONa) anhidrid benzoeve (benzen-C(=O)-O-C(=O)-benzen)2. Identična: acetil-hlorid (hlorid sirćetne: CH3-C(=O)-Cl) + SO sirćetne kiseline (CH3COONa) CH3C=O-O-C=O-CH3 (anhidrid)3. Alkoholizom svih reaktivnijih – estar Alkoholizam anhidrida karboksilnih kiselina nastaju ESTAR i KARBOKSILNA KISELINA4. Derivati – alkalna hidroliza estara (saponifikacija)

NaOH + i estar koje kiseline (sirćetne) CH3COOC2H5 CH3COONa + CH3CH2OH

6. metil-propanoat7. Izomerija – posebno pitanje! Crtaćemo izomere. Izomernih estara sirćetne kiseline C6H12O2

4 C atoma! CH3-C=O-O-C-C-C-Cprvo pišemo prim, sec, izo, terc + strukturna (svih!) i pričamo i o hiralnom ugljeniku! (ima dva)

8. Stereoizomerija – dobijanje estara moramo znati.H-C=O-

C-C(-OH)-C-O-C=O-H imamo hiralan C atomOH-CH2-CH(-CH3)-O-C=O-H imamo hiralan

9. Izomerija isto. benzoeva kiselina je izdiktirana, pozajjmili smo 7 C atoma! Još imamo C4 koji pripadaju alkoholu! Ukupno 5! n, sec-butil, izo, terc-butil

10. Metakrilne kiseline nema u knjizi. Akrolein (akrilnu kiselinu znamo ako znamo akrolein)Akrolein (nezasićen aldehid) CH2=C-C(=O)-HMetakrilna (ima OH grupu) CH2=C-C(=O)-OHMetil-estar metakrilne CH2=C(-CH3)-COOCH3

11. Estri fosforne kiseline – najveći značaj. Fosforna – nastaju adekvatni estri

84

12. Metil-salicilat (metil-estar salicilne kiseline)benzen-o-OH i meta-COOH benzen-o-OH i meta-COOCH3

Desetak je računskih zadataka. Derivati kiselina su kao zadatak u poslednjih par godina.

14. Izopropil-formijat15. Formijat: HC=O-OR (a R može da bude n, sec, terc, izo...)16. Metil-salicilat (metil-estar salicilne kiseline)

x mol – 3,6x 1022 at. O1mol – 3x6x1023 at0,02

17. Reakcija: dobijamo ESTARpropanoil-hlorid CH3CH2C=O-Cl + CH3CH2OH CH3CH2-C=O-O-CH2CH3 + HCl

1,2x1023 at.Ox mol – 1,2x10231 mol – 2x6x1023x=0,1 mol

18. propen C-C=C + H2SO4 C-C(-C)-O-SO3H19. Metil-etanoat (hlorid kiseline + metanol ili sirćetna sa metanolom20.24. Aspirin – derivat salicilne kiseline (o-hidroksi-benzoeva)

o-hidroksi-benzoeva kiselina (meta-COOH) + CH3-C(=O)-O-C=O-CH3 benzen-o-O-C=O-CH3 i na m-COOH + CH3COOHPodleže reakciji esterifikacije (ali ne sa kiselinama!)

27. !!!! U pisanju reakcija u organskoj hemiji, ne smemo ostaviti neizjednačeno!sirćetna kiselina 3CH3COOH + PCl3 3CH3-C=O-CL + H3PO3i ono važno, izjednačiti!

0,2 X 1 : 3

28. Fozgen – prebačen u drugi deo u novoj zbirci29. 30. Propanoil-hlorid dobija se sa kiselina + PCl331. mravlja kiselina + metilamin (amini su takođe BAZNI)

HCOOH + CH3NH2 amonijumova so HCOONH3CH3 –T HC=O-NHCH3 + H2O32. karbamid (urea) NH2-C=O-NH233. acetamid (amid-sirćetne kiseline) CH3-C=O-NH234.CH3COOCH2CH3 (etil-acetat) + NH3 CH3CONH2 + CH3CH2OH35.36. amid C2H5CONH2 – ima mnogo načina kako se dobija (zagrevanje/pirolizom amonijumove soli)37. 39. C-C-C=O-NH2

C-C=O-NH-CH-C=O-N(-C)-CH-C=O-NH-C-C

CIKLOALKANI I ALKENI SU IZOMERI!

42. pikrinska (trinitrofenol)holin alkoholdifenil-amin

43. propanoil-hlorid + amonijak propanamid44.

85

Zadatak sa prijemnog 2009:Koliko će mola propanoil hlorida nastati reakcijom 0,1 mol fosfor-trihlorida sa odgovarajućim jedinjenjem?PCl3 + 3CH3CHC2COOH 3CH3CH3-C=O-Cl + H3PO3

Zadatak sa prijemnog 2010:Koliko grama sirćetne kiseline nastaje u reakciji acet-anhidrida sa vodom?CH3C=O-O-C=O-CH3 + H2O 2CH3COOH

0,005 mol : xg 1 mol : 2x60g

2011:Koliko će mola acetil-hlorida nastati...PCl3 + 3CH3CH2COOH 3CH3CH3-C=O-Cl

Prinos reakcije? Šta je to? Dobijeni rezultat je u slučaju 100%, a onoliko procenata u slučaju prinosa!

XXII DERIVATI UGLJENE KISELINE

Ugljena kiselina: HO-C=O-OH Cl-C=O-Cl dihlorid (FOZGEN) najreaktivnijiR-O-C=O-OR DIESTARNH2-C=O-NH2 UREA (KARBAMID)

Nazivi: karbamid (urea)

2. biuret – nastaje iz dve ureeNH2-C=O-NH2 + NH2-C=O-NH2 NH2-C=O-NH-C=O-NH2

3. u baznoj sredini sa bakar-sulfatom sve ono što ima makar dve peptidne veze daje pozitivnu diuretsku reakciju!Dipeptid neće dati pozitivnu reakciju!

4. Urea nastaje u reakciji:CH3CH2O-C=O-OCH2CH3 (dietilkarbonat) + 2NH3 NH2-C=O-NH2 + 2CH3CH2OH

5. 1) amonijumova so (nikakva amidna grupa)2) aromatični amin3) alanin (aminokiselina)4) urea

6. ugljenmonoksid CO + Cl2 COCl2fozgen se dobija i treba da se prevede u ureu: COCl2 + 2NH3 NH2-C=O-NH2 + 2HClx mL CO=?m(urea)=1,2gx mL : 1,2 = 22,4 : 60 g (urea)

7. isti kao i prethodni, samo je proporcija drugačija (1:2)8. 11. fozgen ili estar12. 13. ******

fozgen Cl-C=O-Cl + CH3CH2OH Cl-C=O-OCH2CH3 samo jedan će se promeniti zbog 0,1 mola!14. etil-uretan (amid-estar)

CH3CH2O-C=O-NH215. dimetil-karbonat: treba nam duplo više mola fozgena!!16.. dietil-karbonat (znati samo nacrtati formulu)17. etil-karbamat (URETAN) – soli karbaminske

NH2-C=O-OC2H5

86

18. dietil-karbonat19.dietil-karbonat20. dietil-karbonat21. amini sa azotastom!!!!

NH2-C=O-NH2 + 2HNO2 HO-C=O-OH + 2N2 (gas) + 2H2Ox g 13,4L60g 2*22,4L

Karboksilna grupa - nije rečeno da samo mono karboksilne grade derivate.pr.1:

87

25.5.2013.

TIOLI, AMINI I NITROJEDINJENJA (TIOLI – JEDINJENJA SUMPORA)XXIII zajedničko sa derivatima!

Grupa R-SH (tiolna grupa) = TIOLIPored njih je mali deo pitanja zastupljen, važno je znati KLASIFIKACIJU i PODELU.

3. Soli tiola sa metalima nazivaju se MERKAPTIDI!4. RCH=CH2 + H2S RCH2CH2SH - adicija vodonik-sulfida na alkene u prisustvu svetlosti!5. Tioli se dobijaju ADICIJOM VODONIKSULFIDA NA ALKENE!6. TIOLI su JAČE kiseline od alkohola.7. CH3CH2Br + NaSH CH3CH2SH + NaBr (TIOL)8. 2R-S-H R-S-S-R – ovo imamo i kod aminokiselina (imaju tiolnu grupu – iz cisteina možemo dobiti cistin)

pr. 2CH3CH2SH –(O)blago oksidac. sredstvo CH3CH2-S-S-CH2-CH3 (disulfidni most i nastaje DISULFID)

9. R-S-S-R + Zn/KALAJ –HCl TIOL10. R-Cl + R-S-R R2S-R-Cl11. R-S-H RSO3H12. SULFANILAMID – NH2C6H4SO2NH213. SULFANILNA KISELINA – NH2C6H4SO3H (p-aminobenzen sulfonska kiselina)

Oksidacije blagim oksidacionim sredstvom je karakteristično!

XXIV AMINI I NITRO JEDINJENJA

AMINI -NH2 grupaPRIMARNI: R-NH2SEKUNDARNI: R-NH-RTERCIJARNI: R-N(-R)-R

Karakteristični su po svojoj baznosti. Alifatični ili aromatični! Alifatični su bazniji.Aromatični < amonijak < alifatični (po baznosti)

1. ESTAR AZOTNE KISELINE – CH3(CH2)6CH2-O-NO2

ESTRI SE GRADE: R-COOH + R’-OH R-C(=O)-O-R’HNO3HONO2 (NO2)

2. C6H5NO2 (nitro-jedinjenje) C6H5NH2 ANILIN0,025 mol x1 1

x=0,025 molM(anilin)= 93m=2,325 g

3. C2H4NO2 nitrojedinjenje C2H5NH2 AMIN4. Reakcija FENOLA:

nitrovanje fenola – dobijaju se DVA oblika (orto i para-nitrofenol, ali više je zastupljen ORTO!)fenol + HNO3 orto i para

88

5. alkohol + cijanid NIJE MOGUĆE!9. primarni amini: C4H11N10. sekundarni amini: 3A da kaže broj svih, bilo bi 9 (5 primarnih, 3 sec i 1 terc)

11. NEMA 12. Iz -imina redukcijom mogu da se dobiju AMINI!

redukcija IMINA AMIN (2-butanimin 2-butananim)Ketali – i aldehidi i ketoni reaguju sa ALKOHOLIMA poluketal + alkohol ketal)

14. aromatični < NH3 < tercijarni < primarni < sekundarni (po baznosti!)N-metilbenzenamin je sekundarni aromatični!

N,N –

15. anilin 16. NITRIL (CIJANIDI)

R-CN NITRIL/CIJANID R-CH2-NH2CH3CH2CN CH3CH2CH2NH2

17. C3H9NCH3CH2CH2NH2 CH3CH(CH3)NH2 CH3CH2NHCH3 (CH3)3N

18. TERCIJARNI amini grade SOLI SA KISELINAMA!KVAT. AM SOLI R4N+Cl- + OH- R4NOH + Cl-N+- dobro se rastvaraju u H2O

19. 1) (CH3)2NH2+OH- ALKILAMONIJUMHIDROKSIDALKILAMONIJUM-HLORID (ako se doda HCl)

20. 22. C2H5(CH3)3N+Cl-23. DIAZON C6H5N≡N+Cl-

C6H5NH2 + HNO2 + HCl C6H5N≡N+Cl + 2H2O

PRIMARNI(ALIFATIČNI) sa azotastom alkohol sa istim brojem C atoma, N2 i H2oCH3CH2NH2 + HNO2 CH3CH2OH + N2 + 2H2O24.C6H5NH2 + HNO2 + HCl C6H5N≡NCl + 2H2O

0,2 mol x1 1

25. (CH3)2NH(dimetil-amin) + HNO2 (CH3)2N-N=O N-nitrozo-dimetilaminDIAZONIJUM SOLI – KOD AROMATIČNIHNITROZO – KOD SEKUNDARNIH!!!

20. CIKLIČNI KETAL!!

26. (CH3)2NH + HNO2 (CH3)2N-NO

27. PRIMARNI CH3CH2CH2NH2 + HONO CH3CH2CH2OH + N2 + H2OSEKUNDARNI CH3N(CH3CH2)H + HONO CH3N(CH3CH2)N=O treba nam razlika!! 2N = 28

29. orto-toluidin: spada u PRIMARNE amineC6H4(CH3)NH2

89

31. C6H5NH2 + HONO + Cl C6H5N≡N+Cl-

0,3 x1 1

x=0,3m= 42,15

32. C6H5NHCH3 + HONO + HCl CH3N(C6H5)N=OSEC. – NASTAJE NITROZO JEDINJENJE!

35. CH3CH2COO-NH3C+CH3 – SO36. 37. Amini su JONSKA jedinjenja38. C6H11NH2ANILIN – BENZEN-CH2NH2

40. 41. 42. JAČINA BAZA43. 45. (CH3)2NH + HONO (CH3)2NN=O

SEC48. NITROBENZEN –REDUKCIJA ANILIN49. 50. N-NITROZOAMIN DAJU SEKUNDARNI!51. R3N + HCl52. ANILIN + HNO2 DIAZONIJUMSO

AROMATIČNI 53. 54. AMID – RCONH255. 2 AZOTA! NH2C6H4SO2NH2

BITNO:Podela na primarne, sekundarne i terc, alifatične i aromatične. Znati formule i bazne! (aromatični < amonijak...)Reakcije sa azotastom kiselinom – primarni ALKOHOL, sec AZOT I VODU!Sa HCl – prim. diazonijumterc. kvaterne amonijum soli!

90

1.6.2013.

AMINOKISELINE

Opšta formula:H2N-CH(-R)-COOHCOOH – kisela grupa znači da DISOSUJE dajući CO- anjon (daje proton) i reaguje sa bazama i daje SO! ESTERIFIKACIJA – reakcija sa __________- OH grupa se supstituiše ____________ anjonom! DEKARBOKSILACIJA – ukljanja se grupa i dobija CO2!NH2 – bazna, prima proton zato što ima SLOBODAN ELEKTRONSKI PAR na azotu! Reakcije: NH2 ako reaguje sa HCl daće SO! (protonovaće se NH2 grupa!) Neće svi amini reagovati na isti način. Primarni amini izdvajaju AZOT (jako korisno u analitičkom smislu). Sekundarni prave N-nitrozo jedinjenja! Obratiti pažnju sa azotastom kiselinom u knjizi!Hiralan C atom- entatiomeri su optički aktivni (svi osim glicina). Jedan par ENANTIOMERA – optički izomeri koji se odnose kao lik u ogledalu!

Osnovno o aminokiselinama:Aminokiseline su konstituenti proteina.Struktura AKSterohemija aminokiselinaEsencijalne aminokiselineReaktivnost AK (COOh, NH2, R-ostaci)

Osnovne karakteristike proteinskih AK:1. ima ih ukupno 202. sve su L-konfiguracije! (ne pitati!)3. sve su α-amino! (na hiralan) – samo alfa!

Enzimi – biokatalizatori.

Struktura AK – i amino i karboksilna grupa su vezane za isti alfa ugljenikov atom.Bočni R-ostaci se međusobno razlikuju po:veličini, konformacionoj fleksibilnosti, polarnosti, kiselo-baznim osobinama i hemijskoj reaktivnosti.*za strukturu i osobine proteina podjednako su značajne sve navedene osbobine bočnih ostataka aminokiselina!

Dipolarni jon – „Zwitter“ jon AKUkljanja se vodonik iz COOH, NH2 se protonuje i postaje NH3+!

AK sa NEPOLARNIM R-ostacima:Gly (G), Ala (A), Val (V), Leu (L), Ile (I)Gly je „svet za sebe“, po potrebi zadatka je stavljen u ovu grupu.Val je dobila ime po VALERIJANSKOJ KISELINI (5). – izopropil grupa.Leu – ima još jednu METILENSKU (CH2) grupu više od Val!Ile – IZOBARNA kisel.Leu i Ile su IZOMERI (imaju isti br. C atoma i imaju istu molekulsku masu!Pro (P) – IMINO kiselinaPhe (F) – fenil ostatak Trp (W) – INDOL grupaMet (M)

Nepolarni R- ostaciDevet aminokiselina ima nepolarne bočne ostatke.Glicin ima najmanji –R ostatak (H atom)Alanin, valin, leucini i izoleucin imaju ALIFATIČNE uljovodonične ostatke.

91

Metionin je TIOETAR čiji bočni ostatak ima slične osobine sa n-butil grupom, jer je atom sumpora slične zapremine kao metilenska grupa.Fenilalanin i triptofan imaju nepolarne, aromatične i voluminozne –R ostatke.Prolin je IMINOKISELINA.

21. Leu, Val, Ala33. Rastvorljivost – polarni molekuli su dobro rastvorljivi u vodi (OH grupa – može da napravi VODONIČNU vezu).

Nepolarne su slabo rastvorljive – što je veći R ostatak, to je nerastvorljivo.Gly se dobro rastvara u vodi!

ESENCIJALNE NEPOLARNE: Val; Leu, Ile, Met, Trp, Phe

4. Triptofan ima 2 NH2 grupe.20. 2) može li amino grupa da reaguje sa aminokiselinom ? Može, naravno. Ceo živi svet počiva na toj reakciji (amino i COH grupe) HN-C=O

3) C=O karbonilna grupa sa NH2 grupom nastaju ŠIFOVE BAZE: C=N4) pokazuje ksantoproteinsku reakciju daju SVE AROMATIČNE AMINOKISELINE! BITNO!

30. aromatične aminokiseline

AK sa POLARNIM NEJONIZUJUĆIM R-OSTACIMA! – pojavljuje HETEROATOM (sve što nije ugljenik i vodonik)!Ser (S)Thr (T) – SEKUNDARNA ALKOHOLNA GRUPA! i ESENCIJALNA JE AMINOKISELINA!Cys (C) – sadrži sumpor, kod serina OH a kod Cys SH grupu! Ser i Cys su METABOLIČKE POVEZANE!Tyr (Y) – 3 aminokiseline koje imaju OH grupe (Ser, Thr, Tyr)Asn (N) Gln (Q)

Reakcije SH grupe:Jedinjenja su ANALOZI ALKOHOLIMA (TIOALKOHOLI drugi naziv)!Kod TIOLA – reakcija OKSIDACIJE! (ubacimo 3O2).DISULFID – kako iz SH može da nastane? 2 S-H -S-S- disulfidna veza (DEHIDROGENIZACIJA/OKSIDACIJA!) Oksidacija BLAGA!

U fiziološkim uslovima neće moći da disosuje _________ jon kod Asn i Gln!!!

Polarne nenaelektrisane AKŠest proteinskih aminokiselina ima polarne nenaelektrisane bočne ostatke.3 sadrže OH-grupu: Ser i Thr imaju hidroksilnu –OH grupu, a Tyr fenolnu grupu.

26. Ser, Thr, Tyr

Cistein ima TIOLNU –SH grupu, koja oksidacijom daje disulfidnu vezu u dimeru koji se naziva se CISTIN.Asparagin i glutamin imaju AMIDNU grupu.

Aromatične AKAK sa aromatičnim bočnim ostatkom su: Phe, Tyr, Trp

28.

Ksantoproteinska reakcijaAK sa aromatičnim bočnim ostatkom (Phe, Tyr, Trp) daju pozitivnu ksantoproteinsku reakcju, koja se zasniva na NITROVANJU benzenovog prstena pri zagrevanju aromatičnih aminokiselina sa konc. azotnom kiselinom.

Tyr + 2HNO3 trinitrovanje na meta položajima + 2H2O

92

31.5. Serin ima hidroksimetil grupu! Alfa-amino-propanska kiselina i na beta OH grupa. Znači prvo je uvek ALFA amino pa posle tražimo. Ser = alfa-amino-beta-hidroksi-propionska kiselina!!!Cys = alfa-amino-beta-tiol-propionska kiselina11. ESTAR može da nagradi COOH grupa i alkoholna OH redukcija!

OH grupa (Ser, Thr, Tyr) – HIDROKSI amino-kiseline! Grade DIESTRE!12. 6. Cys = alfa-amino-beta-tiol-propionska kiselina7. 2-propan-tiol8. 9. 4) NH2 grupa može da regauje sa FORMALDEHIDOM!

merkaptid Cys-SH + Hg+ CysS-Hg + H+sulfonska kiselina Cys-SH

AK sa jonizujućim R-ostacima – POLARNE (pri njihovom R ostatku ima kiselina – daje proton!) to su KISELE aminokiseline!Asp (D)Glu (Q)3. jako bazna sredina – anjon!!

AK sa jonizujućim R-ostacima – BAZNE aminokiseline! I sve 3 su esencijalne!!!Lys (K)Arg (R) – karbamid GUANO GRUPA (3 N)His (H)Iako su bazne, sadrže različit broj azota (raste)

23. Lys, Arg, His25.

AK sa jonizujućim R-ostacima:Pet aminokiselina ima bočne ostatke koji su naelektrisani na fiziološkom pH. Lizin ima butilamonijum, arginin guanidino, a histidin imidazol grupu. Bočni ostaci ovih amonikiselina su bazni, pa su na fiziološkom pH protonovani, tj. pozitivno naelektrisani.

ESENCIJALNE:Val, Leu, Ile, Phe, Trp, Met, Thr, Lys, Arg, His

Stereohemija aminokiselinaSve proteinske aminokiseline ______________

Ile i Thr – AK sa dva hiralna centraAminokiseline: izoleucin i treoninPored hiralnog centra na alfa ugljenikovom atomu imaju još po jedan asimetričan beta-ugljenikov atom u R ostatku!Thr i Ile pored L i D stereoizomera imaju još po jedan par STEREOIZOMERA!ALLO – forme (L-treonin, D treonin, L-allo-treonin, D-allo-treonin).

15. Isti broj enantiomera: treonin i izoleucin (isti broj hiralnih ugljenikovih atoma)19. CISTIN – proizvod BLAGE oksidacije!!16. hidroksilizin – dobija se još jedan

93

PEPTIDIGrađenje peptidne vezeamidna-CO-NH-veza = PEPTIDNA VEZAN-terminal (slobodna NH2 grupa) i C-terminal (slobodna COOH grupa)

Koliko peptidnih veza, toliko molekula vode!Dipeptid – jedna peptidna veza!

Konvecija – peptidi se pišu uvek na isti način – N i C terminal!

Kako čitamo naziv: - dodamo nastavak –ILAla-Cys-Val (alanil-cisteinil-valin) : na poslednjem se NE dodaje –IL!!!

35. 25. 7. fenilalanin je na C terminalu!!5. C terminal10. 2

Specifične reakcije R-ostataka AK1. Ksantoproteinska – aromatične AK (Phe, Tyr, Trp)2. Reakcije Cys: disulfidni most, građenje merkaptida sa teškim metalima

13. Trp15. 29. 2) Ksantoproteinska reakcija – sa aromatičnom kiselinom – može da reaguje sa HNO3!

a Pb ne (da ima Cys moglo bi)21. 22. Disulfidni most daje samo jedna kiselina (Cys)!!!!!37. Opet cistein!

GLUTATION – važan peptid, dobro ga naučiti!

KAZEIN

SERIL-ARGININ

3. CH33CH2CH2NH2 + HNO2 CH3CH2CH2OH + H2O + N2

1. Koje dve aminokiseline mogu zameniti jedna drugu a da se molekulska masa proteina, u čiji sastav ulaze, ne promeni? Leucin i izoleucin2. Koji od navedenih peptida u svom bazne bočne – Lys, Arg, His

94

8.6.2013.

MONOSAHARIDI

Hidrolizom saharoze nastaje ekvimolarna smeša glukoze i fruktoze, invertni šećer, koja obrće ravan planarno polarizovane svetlosti na levo, za razliku od saharoze koja istu ravan obrće na desno!Šećeri su polihidroksilni aldehidi ili ketoni. Zato što imaju veći broj hidroksilnih grupa. Ako se pita da li imaju aldo ili keto grupu dele se na aldoze i ketoze!Od najprostijih saharida :

GLUKOZA, GALAKTOZA i MANOZA (heksoze)RIBOZA i DEOKSIRIBOZA (pentoza)FRUKTOZA (ketoza)

ENANTIOMERI – stoje kao lik i predmet u ogledalu. Najlakše je objasniti na monosaharidima. Za linearni oblik D-glukoze imamo 4 HIRALNIH CENTARA! Karbonilni karton je sp2 hibridizovan. 2n = 16 ENANTIOMERA!L i D položaj se odnosi na npr. glicel-aldehid!Kod svih aldoza u linearnom obliku, broj enantiomera je 16, a kod CIKLIČNOG se razlikuje!

MANOZA JE C-2 EPIMER GLUKOZE! GALAKTOZA JE C-4 EPIMER GLUKKOZE!

Reakcije karakteristične za šećere – vezane za aldehide, ketone i alkohole!Glavne reakcije:

1. na linearan oblik – OKSIDACIJA, REDUKCIJA, DEHIDRATACIJA2. na cikličan oblik – GRAĐENJE ACETALA (GLIKOZIDA)

Sve HEKSOZE zagrevanjem sa konc. HCl ili H2SO4 dolazi do DEHIDRATACIJE (3 molekula) i dobija se HETEROCIKLIČNO JEDINJENJE 5-HIDROKSIMETIL FURFURAL!Pentoze zagrevanjem sa ovim kiselinama dehidratacijom daju samo FURFURAL!

BLAGA OKSIDACIJA – dolazi do oksidacijeALDEHIDNE GRUPE i prelazi u karboksilnu, a joni teških metala se redukuju! Pomoću bakarnih jona u prisustvu bazne sredine (Felingova reakcija) ili Ag+ jona u baznoj sredini (Tolensova

reakcija) daće KARBOKSILNU GRUPU i to su ALDONSKE KISELINE!Aldonska – iz glukoze nastaje GLUKONSKA, iz galaktoze GALAKTONSKA...

JAKA OKSIDACIJA – + dobijaju kiseline gde primarna alkoholna grupa postaje KARBOKSILNA URONSKE KISELINE!! Znači dobija se DIKARBOKSILNA KISELINA – ALDARNE KISELINE! (pr. glukarna kiselina iz glukoze) u prisustvu azotne kiseline!OKSIDACIJA: PRIMARNI ALKOHOLI ALDEHIDI KARBOKSILNE KISELINE

REDUKCIJA:

Dobijaju se POLIHIDROKSILNI ALKOHOLI = ALDITOLI! Redukcijom glukoze – SORBITOL!Manoze – MANITOL!Redukcijom FRUKTOZE dobija se smeša (2 alkohola) – SORBITOL i MANITOL!!

glukoza –[H]D- sorbitolmanoza –[H] D-manitolfruktoza –[H] smeša D-sorbitol + D-manitol

Aldehidi su reaktivniji od ketona! Aldehidi podležu blagim oksidacijama, a ketoni NE!Svi monosaharidi jesu redukujući šećeri i sve ketoze (fruktoze) jesu! Zato što sve ove blage oksidacije se dešavaju u alkalnoj sredini – fruktoza kao ketoza izomerizuje u dva epimera (manozu i glukozu)!Laktoza – beta 1-4 veza!

95

Amiloza – polisaharid glukoze!POLI : SKROB i CELULOZA!SKROB – amiloza (alfa 1-4) i amilopektin (alfa 1-4 + alfa 1-6)!Amiloza iz skroba daje pozitivnu reakciju sa jodom (boji plavo)!Amilopektin je razgranat molekul.GLIKOGEN – iste građe kao amilopektin, samo dolazi do većeg stepena grananja.

INVERTNI ŠEĆER – dolazi do inverzije (pomeranja ugla skretanja svetlosti) – za SAHAROZU je udesno, a smeša glukoze i fruktoze ULEVO!!

Zadaci:1. Pri zagrevanju glukoze sa koncentrovanom HCl nastaje 5-hidroksimetil furfural.2. Vodeni rastvor saharoze obrće ravan polarizovane svetlosti udesno!3. D-fruktoza se pod dejstvom razblaženih alkalija izomerizuje u D-manozu. Reakcija odvija u baznoj sredini.

Fruktoza u baznoj sredini izomerizuje u D-manozu i D-glukozu. Zato je fruktoza redukovani šećer.Endiol – dvostruka veza i 2 OH grupe!!Neredukujući šećeri – saharoza i trehloza!Jedna poluacetalna grupa je slobodna a druga reaguje – MALTOZNI TIP VEZETREHALOZNI TIP VEZE – dve glukoze ali veza je alfa 1-1, reaguju dve poluacetalne grupe i zato je neredukujući!

5.6. Intramolekulska reakcija – unutar samog molekula kod saharida! OH grupa na 5-C atomu reaguje sa aldehidnom grupom na prvom C atomu!

Kod cikličnih ima 5 hiralnih C atoma! 32 IZOMERA!! (25)

ANOMERI – alfa i beta (zavise od poluacetalne grupe!!) – ispod ravni prstena je alfa, iznad je beta!Fruktoza – karbonilna grupa je na 2C, i javlja se FURANOZNI (petočlani) prsten.

MUTAROTACIJA – promena optičke aktivnosti u rastvoru šećera zbog uspostavljanja ravnoteže između cikličnih i linearnih oblika!Kako dolazi do ciklizacije kod fruktoze? Najviše je zastupljen beta anomer, a najmanje linearni!

Ukoliko reaguje poluacetalna OH grupa kod cikličnog oblika šećera sa npr. nekim alkoholom (metanol) dolazi do

građenja ACETALA – GLIKOZIDA i nećemo više imati slobodnu poluacetalnu grupu i nemam otvaranje prstena i moguću oksidaciju aldehidne grupe!Kada je zauzeta acetalna grupa, nema redukcionih osobina!alfa-D-glukopiranoza + CH3OH alfa-D-metil-glukopiranoZID (nije slobodna poluacetalna grupa – nema redukujućih osobina!)Derivati monosaharida – GALAKTOZAMIN, GLUKOZAMIN – OH grupa je u poziciji 2 ima NH2 grupu!To su derivati monosaharida, ali kod njih je slobodna poluacetalna grupa OH – imaju redukujuće grupe!SAMO GLIKOZIDI NEMAJU REDUKUJUĆE OSOBINE!

Od derivata treba znati ESTRE: kada je jedna od OH grupa ili više ESTERIFIKOVANA (sa neorganskom kiselinom fosfornom npr.) dobijaju se GLUKOZO-FOSFAT, FRUKTOZO-6-FOSFAT (-CH2-OPHO3)

Svi šećeri grade ESTRE SA NEORGANSKIM KISELINAMA (FOSFATI)!!!

Formule DISAHARIDA:

ANOMERI kod cikličnog!REDUKUJUĆI DISAHARIDI: maltoza i laktozaNEREDUKUJUĆI: saharozaTREHALOZA – sastoji iz dve glukoze koje su vezane preko poluacetalnih OH grupa (1 1)

96

HIDROLIZA SAHAROZE – ekvimolarna smeša iz glukoze i fruktoze = INVERTNI ŠEĆER!!!INVERTNI ŠEĆER – saharoza okreće ravan polarne svetlosti udesno, ekvimolarna smeša okreće ulevo!!!

MED = EKVIMOLARNA SMEŠA FRUKTOZE I GLUKOZE!Disaharid redukujući – pokazuje sve osobine: da u vodenom rastvoru uspostavlja ravnotežu (MUTAROTACIJA), da pokazuje reakciju OKSIDACIJE na aldehidnu grupu koja se oksiduje do karboksilne.

97

15.6.2013.

LIPIDI

CH3(CH2)10COOH – laurinska kiselinaCH3(CH2)16COOH – stearinska kiselinaCH3(CH2)14COOH – palmitinska kiselinaCH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH – linolna kiselina

NEZASIĆENE KISELINE – adicija! (halogena...)

1. Stearinska se dobija potpunom hidrogenizacijom linolne kiseline!2. 4.

OLEINSKA CH2-O-CO-(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 CH2OHCH-O-CO-(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 + NaOH CH-OH + 2CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COONaCH2-O-CO-(CH2)16 CH2OH

11. atomska mala Br je 80! A molekulska 160!12. 14.CH2-O-CO-(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 CH2-O-CO-(CH2)7CH2CH2(CH2)7CH3CH-O-CO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 + 2H2 CH-O-CO-(CH2)CH2CH2(CH2)7CH3CH2-O-CO(CH2)14CH3 CH2-O-CO-(CH2)14CH315.CH2-O-CO(CH2)14CH3CH-O-CO-(CH2)14-CH3 +3NaOH CH2-O-CO(CH2)14CH3 16. 17. 18. CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH + 2I2 21. CH3(CH2)CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH + 2H2

98