Priručnik "Kemija"

PRIRUČNIK

KEMIJAKRUNOSLAV MIROSAVLJEVIĆ

Projekt je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.

Europska unijaUlag t

Više informacija na www.strukturnifondovi.hr

Korisnik

GimnazijaNova Gradiška

Strojarski fakultetu Slavonskom Brodu PARTNERI

PRIRUČNIK ZA NASTAVNIKE

KEMIJA

DOC.DR.SC. KRUNOSLAV MIROSAVLJEVIĆ

Europska unijaUlag t

KEMIJAPriručnik za nastavnike

Autor: Doc.dr.sc. Krunoslav Mirosavljević

Korisnik:GIMNAZIJA MATIJA MESIĆNaselje Slavonija I br.8, 35000 Slavonski BrodTel.: +385 35 446 252 (centrala), +385 35 446 251 (ravnatelj)Fax.: +385 35 402 880E-mail: [email protected] | Web: http://www.gimnazija-mmesic-sb.skole.hr

Grafičko oblikovanje: Udruga Lima - Tin Horvatin

Tisak: Diozit d.o.o.

Partneri:GIMNAZIJA NOVA GRADIŠKATrg kralja Tomislava 9, 34000 Nova Gradiška, HrvatskaTel: +385 35 361 427 | Fax: +385 35 492 721Email: [email protected] | Web: http://gimnazija-nova-gradiska.skole.hr

STROJARSKI FAKULTET U SLAVONSKOM BRODUTrg Ivane Brlić Mažuranić 2, 35000 Slavonski Brod, HrvatskaTel: +385 35 446 188 | Fax: +385 35 446 446Email: [email protected] | Web: http://www.sfsb.unios.hr

Posrednička tijela:MINISTARSTVO ZNANOSTI, OBRAZOVANJA I SPORTADonje Svetice 38, 10000 Zagreb, Hrvatskawww.mzos.hr | email: [email protected]

AGENCIJA ZA STRUKOVNO OBRAZOVANJE I OBRAZOVANJE ODRASLIHOrganizacijska jedinica za upravljanje strukturnim instrumentimaRadnička cesta 37b, 10000 Zagreb, Hrvatska - www.asoo.hr/defco/email: [email protected]

Gimnazija Matija Mesić, Slavonski Brod, 2016.Sva prava pridržana. Nije dopušteno niti jedan dio ovog priručnika reproducirati ili distribuirati u bilo kojem obliku ili pohraniti u bazi podataka bez prethodnog pismenog odobrenja nakladnika.

Priručnik je izrađen u sklopu projekta „STEM genijalci“ kojega je sufinancirala Europska unija iz Europskog socijalnog fonda.

Više informacija o EU fondovima na www.strukturnifondovi.hr.

Slavonski Brod, 2016.

SADRŽAJ - popis poglavlja

.........................................................1

......................................................19

....................................................................50

...........................................................86

...............................................................112

I. Počeci Svemira, Zemlje i kemije

II. Napredna znanja iz opće kemije

III. Kemija okoliša i prirode

IV. Suvremena kemijska analiza

V. Primjene kemije u industriji

PREDGOVOR

Znanje koje imamo samo je mrvica onoga što nemamo(Platon)

Kemija je temeljna prirodna znanost koja proučava sastav i građu tvari, promjene među tvarima te izmjenu energije koja se događa prilikom tih promjena. To kemiji daje potrebnu interdisciplin-arnost za izazove koje nosi razvoj znanosti i industrije u 21. stoljeću.

Edukacija iz područja kemije temeljni je preduvjet uspješnosti u suočavanju sa suvremenim globalnim izazovima. U svemu gore navedenom nadam se da će u određenoj mjeri pomoći i ovaj priručnik.

Osim stjecanja osnovnih i naprednih znanja iz različitih područja života, velika vrijednost kemije očituje se i u njegovanju i poticanju logičnog načina razmišljanja koji se može primijeniti kako na ostale prirodne znanosti tako i na svakodnevni život u cjelini.

Znanja i vještine koje sam stekao tijekom svojeg dugogodišnjeg obrazovanja u području kemije te tijekom izvođenja nastave kemije na svim razinama obrazovanja u Hrvatskoj značajno su mi pomogle tijekom pisanja ovog materijala.

Vjerujem da će i to biti poticaj novim generacijama hrvatskih kemičara da nastave predano raditi na dobrobit zajednice u kojoj žive i cjelokupnog čovječanstva jer kemija je oduvijek bila perjanica hrvatske znanosti i daleko najuspješniji promicatelj hrvatske znanosti u svijetu.

Ovaj priručnik za nastavnike nastao je kao rezultat aktivnosti tijekom izrade kurikuluma fakulta-tivnog predmeta Kemija u okviru projekta STEM genijalci u provedbi Gimnazije Matija Mesić iz Slavonskog Broda.

Slavonski Brod, kolovoz 2016. godine

doc. dr. sc. Krunoslav Mirosavljević, prof. v. š.

“

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________ _______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________________ _____________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________ ___________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________ _________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________ _______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________________ _____________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________ ___________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________ _________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

1

I. POČECI SVEMIRA, ZEMLJE I KEMIJE

Slika 1.1. Dio Svemira

I.1. TEORIJE NASTANKA SVEMIRA - ISHODI UČENJA(I 1.1.1) usporediti najvažnije teorije o postanku Svemira

(I 1.1.2) objasniti teoriju Velikog praska

Didaktičko-metodičke napomene

• Potaknuti učenike da iskažu svoju percepciju nastanka i sadašnjosti Svemira.

• Dočarati učenicima veličine u Svemiru uspoređujući ih s veličinama iz svakodnevnog života (masa, vrijeme, prostorne dimenzije, gustoća, temperatura…).

• Usporediti znanstvene teorije koje govore o mogućnostima nastanka i razvoja Svemira (Veliki prasak, teorija struna, kvantni grafiti, paralelni svemiri…).

• U razgovoru s učenicima prodiskutirati prednosti i mane teorije Velikog praska – poveznica s fizikom.

• Potaknuti učenike da opišu pojam vremena, a zatim im objasniti način definiranja sekunde pomoću izotopa 133Cs.

• U pokusu s balonom prezentirati širenje Svemira (inflaciju).

• Na vremenskoj skali nacrtati faze razvoja Svemira (kvantna gravitacija, veliko ujedinjenje, kvakrovska epoha, leptonska epoha, fotonska epoha, svemir postaje proziran, formiranje galaktika, sadašnja faza razvoja). Ukoliko je traka dovoljno dugačka, oblijepiti ju po zidovima učionice kako bi se stekao bolji dojam veličine.

• Opisati prostorni ustroj Svemira (svemirska tijela, međuzvjezdani prostor, planeti, galaksije, divovi…)

• Prodiskutirati moguće scenarije kraja Svemira (Veliko hlađenje, Veliko sažimanje i Veliko kidanje).

• Osvijestiti popularnost tema vezanih za Svemir kroz medije (TV i radio emisije, filmovi, tiskane publikacije).

ZANIMLJIVOSTI

• Starost Svemira procjenjuje se na 13,8 milijardi godina. Prosječan ljudski život traje otprilike 0,00000054 % starosti Svemira.

• „Promjer“ Svemira se procjenjuje na 91 milijardu svjetlosnih godina (svjetlosna godina je put koji svjetlost prijeđe u godinu dana i iznosi 9,461 bilijun km).

• Pretpostavlja se da masa „poznatog“ Svemira iznosi više od 1053 kg.

KEMIJA

2

• Dio Svemira koji nam je dostupan za promatranje ima oko 100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 čestica (1 i 80 nula!).

• Prosječna temperatura u Svemiru iznosi 2,72548 K (ili oko –270,42 °C).

• Svemir se većinom sastoji od tamne energije (68,3 %) i tamne tvari (26,8 %), a samo 4,9 % Svemira čine (barionske) tvari kakve poznajemo.

• Teoriju Velikog praska predložio je belgijski katolički svećenik Georges Lemaitre 1927. go-dine.

• Počeci Svemira najviše se istražuju putem pozadinskog kozmičkog zračenja.

• Einsteinova opća teorija relativnosti predviđa mogućnost putovanja kroz vrijeme. Ti mostovi u prostor-vremenu nazivaju se crvotočine.

• Higgsov bozon je elementarna čestica bez spina i naboja čije postojanje je teorijski pred-viđeno 1964. godine i koja predstavlja važan dio Standardnog modela u fizici jer objašnjava postojanje mase kod elementarnih čestica. Potraga za Higgsovim bozonom (tzv. Božjom čes-ticom) jedan od svetih gralova znanosti (posebice fizike) i rezultirala je konstrukcijom jednog od najskupljih eksperimentalnih postrojenja na svijetu u CERN-u (Švicarska). dokazan je eks-perimentima 2012. i 2013. godine.

PROVJERA ISHODA UČENJA

1. Koliko iznosi procijenjena starost Svemira?

a) 100 milijardi godina

b) 13,8 milijardi godina

c) 4,6 milijardi godina

d) 1 milijardu godina

e) 1 milijun godina

2. Objasni prednosti i mane teorije Velikog praska.

Prednosti: objašnjava dobar dio trenutnog ustroja i ponašanja Svemira (nastanak galaksija, zvijezda i planeta, širenje Svemira…).

Mane: u početnom trenutku samog praska ne vrijede trenutni fizikalni zakoni pa je znanstveno teško dokazivo što je bilo u samom početku.

3. Što predstavlja pojam širenja Svemira (inflacije)?

Eksponencijalno širenje prostora u ranom Svemiru.

4. Koji su mogući scenariji o kraju Svemira?

a) Veliko sažimanje

b) Veliko hlađenje

c) Veliki prasak

d) Veliko kidanje

e) Nuklearni rat na Zemlji.

KEMIJA

3

I.2. POČECI ZEMLJE

ISHODI UČENJA

(I 1.2.1) prepoznati vremensku i prostornu dimenziju nastanka Zemlje

(I 1.2.2) usporediti životne uvjete na Zemlji pri njenom nastanku i u današnje vrijeme


• Potaknuti učenike da iskažu svoju percepciju nastanka Zemlje.

• Proširiti spoznaje o širenju Svemira na nastanak galaksija, zvijezda i planeta – poveznica s fizikom.

• Opisati Sunčev sustav na način da se loptama različitih dimenzija predoče Sunce i planeti te njihove relativne udaljenosti.

• Na istom modelu predočiti gibanje Zemlje oko svoje osi (rotaciju) i oko Sunca (revoluciju) – poveznica s geografijom.

• analizirati procese hlađenja Zemlje i skrutnjavanja njene kore.

• S obzirom na prevladavajuće geološke procese, usporediti sastav atmosfere pri formiranju Zemlje i danas.

• Grafički predočiti kemijski sastav Zemljine kore.

• Ustanoviti razliku između geografskih i magnetskih polova Zemlje.

ZANIMLJIVOSTI

• Starost Zemlje procjenjuje se na 4,57 milijardi godina.

• Sunčev sustav „izgubio“ je jedan planet (Pluton) 2006. godine koji je sada u kategoriji patul-jastog planeta (uz Ceres i Eris).

• Pretpostavlja se da će Sunce sjati još oko 5 milijardi godina, a budući da mu se zračenje po-jačava, Zemlja će za manje od milijardu godina biti nepogodna za život po ovom parametru.

• Promjer Sunca je 1392000 km (oko 110 puta veći od Zemljinog).

• Masa Sunca iznosi 1,99⋅1030 kg (oko 330 000 puta veća je od Zemljine) i čini 99,86 % mase cjelokupnog Sunčevog sustava.

• Po kemijskom sastavu na Suncu dominiraju H (73,46 %) i He (24,85 %), a svake se sekunde oko 4,3 milijarde kg H pretvori u He dajući energiju koja se širi u svim smjerovima.

• Sučevoj svjetlosti treba oko 8,3 minuta da stigne do Zemlje prelazeći srednji put od 149,6 milijuna kilometara.

• Zemlja ima oblik geoida s polumjerom na ekvatoru od 6378,1 km, a na polovima 6356,8 km.

• Magnetski i geografski polovi Zemlje se ne podudaraju. U prošlosti je zabilježena zamjena polova tijekom koje je sjeverni magnetski pol „otišao“ prema južnom geografskom što je izaz-valo neželjene posljedice u životinjskom svijetu koji koristi Zemljino magnetsko polje i polove za orijentaciju (npr. ptice su zimi odletjele na hladniji sjever umjesto u toplije krajeve na jugu).

KEMIJA

4


1. Koliko je stara Zemlja?

a) 100 milijardi godina

b) 13,8 milijardi godina

c) 4,6 milijardi godina

d) 1 milijardu godina

e) 1 milijun godina

2. Nabroji planete Sunčeva sustava.

Merkur, Venera, Zemlja, Mars, Jupiter, Saturn, Uran i Neptun.

3. Koliko traju Zemljina rotacija i revolucija?

Rotacija Zemlje u odnosu na Sunce traje 24 h, a u odnosu na Zvijezde 23 h 56 m 4,099 s.

Revolucija traje 365 d 6 h 9m 9,6 s.

4. Zašto je Zemlja spljoštena na polovima?

Zbog gravitacije i rotacije Zemlje (tj. centrifugalne sile).

5. Kako se mijenjala količina kisika u atmosferi s vremenom?

U početnoj atmosferi nije bilo kisika. Prije 2,2 milijardi godina razina mu je bila 1 % današnje. Prije 800 milijuna godina razina mu je bila 10 % današnje. Danas mu je volumni udio u zraku 20,94 %.

KEMIJA

5

I.3. NASTANAK ŽIVOTA

ISHODI UČENJA

(I 1.3.1) usporediti najvažnije teorije o nastanku života na Zemlji

(I 1.3.2) analizirati teoriju evoluciju u kontekstu suvremenih znanstvenih spoznaja


• Potaknuti učenike da iskažu svoje mišljenje o nastanku života na Zemlji.

• Prokomentirati stajališta starogrčkih filozofa o postanku i elementima života – poveznica s filozofijom i povijesti.

• Na vremenskoj skali razvoja Svemira (nastavna cjelina 1.1.) ucrtati vrijeme pojave prvog života (prije 4,1 milijardu godina), fotosinteze (prije 3,5 milijardi godina), eukariota (prije 2,5 milijar-di godina), višestaničnih organizama (prije 1,5 milijardi godina), života na kopnu (prije 400 milijuna godina), sisavaca (prije 225 milijuna godina), čovjekolikih majmuna (prije 10 milijuna godina) i primata koji izgledom podsjećaju na čovjeka (prije 7 milijuna godina) – poveznica s biologijom i fizikom.

• U razgovoru s učenicima prodiskutirati mogućnosti porijekla života na Zemlji (dolazak na me-teorima, nastanak u atmosferi, nastanak u praoceanu…).

• Opisati Oparinovu teoriju abiogeneze i Miller-Ureyev eksperiment.

• Upoznati učenike s teorijom o evoluciji živih bića temeljem prirodne selekcije, nastaloj na Darwinovim opažanjima u prirodi.

• Kritički analizirati Darwinovu teoriju s obzirom na suvremene spoznaje genetike i nedostatak većeg broja paleontoloških dokaza koji bi ju znanstveno potkrijepili u značajnijoj mjeri – pov-eznica s logikom.

• Povezati teoriju evolucije s velikim progonima stanovništva (rasizam, nacizam, fašizam) – pov-eznica s povijesti.

ZANIMLJIVOSTI

• Postanak života jedno je od najtemeljnijih pitanja koje povezuje znanost i sve religije svijeta i koje oduvijek zaokuplja maštu i znatiželju ljudi.

• Najstariji trag života pronađen na Zemlji je fosil iz zapadne Australije koji je nastao od modro-zelenih bakterija/cijanobakterija), a starost mu se procjenjuje na 3,5 milijarde godina.

• Darwin je svoje najpoznatije djelo Postanak vrsta objavio 1859. godine, nakon 22 godine pisanja. Cijelo izdanje u potpunosti je prodano već prvi dan.

• Kontroverznost porijekla teorije evolucije leži u mogućnosti da ju je prije Darwina iznio Alfred Russel Wallace, engleski prirodoslovac, koji je na tu temu Darwinu poslao esej, a Darwin ga je možda samo preradio i prisvojio.

• Otočje Galapagos na kojem je Darwin uočio niz prirodnih pojava koje su dovele do ide-je o razvoju vrsta prirodnom selekcijom proglašeno je nacionalnim parkom na 97 % svoje površine.

• Tijekom svoje povijesti život na Zemlji prošao je kroz pet razdoblja velikih izumiranja vrsta, a šesto je upravo u tijeku, najvjerojatnije zahvaljujući različitim ljudskim aktivnostima.

KEMIJA

6


1. Kada i gdje se javlja život na Zemlji?

Prije 4,1 milijardu godina u praoceanu.

2. Objasni osnovna načela teorije evolucije.

Sve vrste potječu jedna od druge promjenama/razvojem (mutacijama) i genetskim otklonom, a prirodni odabir osigurava da preživljavaju najjači.

3. Koje su glavne mane Darwinove teorije?

Nedostatak većeg broja paleontoloških dokaza koji bi ju znanstveno potkrijepili u značajnijoj mjeri.

4. Što je dokazao Miller-Ureyev eksperiment?

a) Veliki prasak

b) Oparinovu teoriju abiogeneze

c) Mogućnost nastanka organskih molekula iz anorganskih u ranoj atmosferi Zemlje

d) Teoriju evolucije

e) Teoriju inteligentnog dizajna

5. Kako se očituje uloga čovjeka u izumiranju vrsta?

Glavni uzrok šestog izumiranja vrsta koje je u tijeku.

KEMIJA

7

I.4. PRAPOČECI KEMIJE

ISHODI UČENJA

(I 1.4.1) nabrojiti prve primjene kemije kroz povijest

(I 1.4.2) prosuditi utjecaj starogrčkih filozofa na razvoj prirodnih znanosti


• Prikazati etimološki pregled riječi kemija – poveznica s hrvatskim jezikom i povijesti.

• Prikazati povijesni pregled definicije kemije – poveznica s povijesti.

• U razgovoru s učenicima osvijestiti uključenost kemije u različite vidove života od njegovog nastanka.

• Opisati prve primjene kemije u starim civilizacijama Mezopotamije, Egipta i Babilona – kontro-la vatre, fermentacija, obrada metala, glazure, balzamiranje, priprava lijekova i drugo – pov-eznica s povijesti.

• Opisati utjecaj starogrčkih filozofa na razvoj prirodnih znanosti, posebice kemije – poveznica s filozofijom i povijesti.

ZANIMLJIVOSTI

• Pretpostavlja se naziv „kemija“ potječe od „kemet“ (egip. crn, ugljen), „heo“ (grč. lijevati, sipati) ili „kimia“ (perz. zlato).

• Važnost kemijskih elemenata u svakodnevnom životu i civilizaciji naših predaka najbolje se očitovala u činjenici da su neka povijesna doba nazvana po kemijskim elementima (bakreno, željezno).

• Naziv „atom“ potječe od grčkog izraza „atomos“ što znači „nedjeljiv“ i pripisuje se filozofu Demokritu u vremenu oko 440. godine prije Krista.

• Rimski pjesnik i filozof Tit Lukrecije Kar 50. godine poslije Krista opjevao je atomističku teoriju u filozofskom spjevu „O prirodi“ (lat. „De rerum natura“).


1. Kemija je oduvijek bila sastavni dio života čovjeka. Opiši prve primjere uporabe kemije u sva-kodnevnom životu starih civilizacija.

Kontrola vatre, fermentacija, obrada metala, glazure, balzamiranje, priprava lijekova...

2. Objasni Demokritovu atomističku teoriju.

Atomos (atom) je najmanji dio tvari koji se ne može više fizički podijeliti. Između atoma se nala-ze praznine. Atomi su neuništivi, uvijek su bili i uvijek će biti u pokretu. Postoji beskonačan broj atoma i vrsta atoma koji se razlikuju u veličini i obliku.

KEMIJA

8

I.5. ALKEMIJA

ISHODI UČENJA

(I 1.5.1) prepoznati utjecaj alkemije na suvremenu kemiju

(I 1.5.2) navesti najpoznatije alkemičare


• Prepoznati glavne zadaće alkemije u pronalascima Kamena mudraca, eliksira života i načina pretvorbe običnih, neplemenitih metala u plemenite, posebno u zlato, što bi predstavljalo Veliko djelo.

• U razgovoru s učenicima raspraviti stajalište alkemičara da se svaka tvar sastoji od različitih kombinacija samo četiriju elemenata: zemlje, zraka, vatre i vode, a svaki taj element se sastoji od parova četiriju svojstava: hladno, suho, vruće i mokro (npr. vatra je spoj vrućeg i suhog, zemlja suhog i hladnog, zrak vrućeg i mokrog, a voda mokrog i hladnog).

• Napisati kemijske i/ili strukturne formule poznatih kiselina koje su otkrivene u doba alkemije (sumporna, dušična, klorovodična, limunska, octena).

• Istaknuti iznimnu vrijednost uvođenja eksperimenta u alkemiju kao temelja za formiranje su-vremene kemije.

• Prodiskutirati suvremenost Paracelsusovih zapažanja o otrovnosti tvari.

ZANIMLJIVOSTI

• Vjeruje se da riječ „alkemija“ etimološki potječe od arapskog izraza „al-kimia“ koji ima kori-jene u grčkom izrazu „hymeia“ što je značilo „mješavina“ u smislu „umijeće pretvorbe metala“.

• Počeci alkemije vezani su za arapski svijet u 9. stoljeću i pojavu perzijskog liječnika, filozofa i alkemičara Jabir ibn Hayyana (ili Gebera) koji uvodu znanstveni pristup i eksperiment u lab-oratorijska istraživanja.

• Alkemija dolazi u Europu tek u 12. stoljeću preko Španjolske i latinskih prijevoda arapskih alkemičarskih djela.

• Najpoznatiji europski alkemičar bio je švicarski liječnik Paracelsus koji je uveo kemikalije u medicinu u 16. stoljeću i time udario temelje suvremene farmacije. On je zagovarao i stav da samo doza tvari pravi razliku između njene otrovnosti i neotrovnosti što se smatra početkom toksikologije.

• Prekretnicu u razdvajanju kemije i alkemije napravio je englesko-irski kemičar Robert Boyle svojim djelom „The Sceptical Chymist“ iz 1661. godine te se često naziva „ocem kemije“. U toj knjizi prvi puta su iznesene moderne ideje o atomima, molekulama i kemijskim reakcijama.

• Antoine-Laurent de Lavoisier, također nazvan „ocem moderne kemije“, krajem 18. stoljeća u potpunosti usmjerava kemiju prema eksperimentu i njenom kvantitativnom opisivanju.


1. Koji su bili glavni ciljevi alkemije?

a) Pronalazak Kamena mudraca

b) Dokaz teorije evolucije

KEMIJA

9

c) Pretvorba neplemenitih metala u zlato

d) Pronalazak flogistona

e) Pronalazak eliksira života

2. Navedite najpoznatije alkemičare.

Jabir ibn Hayyan /Geber), Al-Kindi, Avicenna, Pseudo-Geber, Barbara Celjska, John Dee, Paracelsus, Isaac Newton, Jan Baptist van Helmont…

3. Nabrojite pet kemijskih elemenata, spojeva ili smjesa otkrivenih/opisanih u doba alkemije.

Sumporna, dušična, klorovodična, limunska, octena kiselina, zlatotopka (aqua regia), cink…

4. U čemu se najviše očituje vrijednost alkemijske ostavštine?

U uvođenu sustavnog eksperimentiranja u suvremenu kemiju.

5. Koja je uloga Roberta Boylea i Antoine-Laurenta de Lavoisiera u razvoju suvremene kemije?

Robert Boyle: razgraničava modernu kemiju od alkemije uvođenjem eksperimenta kao znan-stvene metode, iznosi moderne ideje o atomima, molekulama i kemijskim reakcijama, for-mulira Boyleov zakon o plinovima…

Antoine-Laurent de Lavoisier: formulira zakon o očuvanju mase, uvodi uporabu vage u ke-miju, objašnjava ulogu kisika u gorenju, reformira kemijsku nomenklaturu, klasificira poznate elemente na metale i ne-metale…

KEMIJA

10

I.6. HRVATSKI KEMIČARI

ISHODI UČENJA

(I 1.6.1) opisati početke razvoja kemije u Hrvatskoj

(I 1.6.2) izdvojiti najznačajnije hrvatske kemičare

(I 1.6.3) valorizirati doprinos hrvatskih kemičara razvoju kemije u svijetu


• Prodiskutirati povijesni doprinos najvažnijih kemičara u Hrvatskoj od kraja 19. stoljeća (Alek-sandar Veljkov, Gustav Janeček, Fran Bubanović, Vladimir Njegovan, Božo Težak, Lavoslav Ružička, Vladimir Prelog i dr.).

• Opisati važnost ustanovljenja prvih institucija koje su se bavile kemijom: Kemijski zavod Sveučilišta u Zagrebu (1876.), Kemijsko-inženjerski odjel Tehničke visoke škole (1919.), Hrvats-ko kemijsko društvo (1926.), Prirodoslovno-matematički fakultet s Kemijskom odjelom (1946.), Institut Ruđer Bošković (1950.)...

• Učeničkim esejskim izlaganjima približiti život i rad dvojice hrvatskih nobelovaca, Lavoslava Ružičke i Vladimira Preloga.

• Analizirati važnost pronalaska azitromicina.

• Analizirati važnost pronalaska Vegete.

ZANIMLJIVOSTI

• U 19. stoljeću kemija u Hrvatskoj se zvala „lučba“.

• Prvi profesor kemije na Sveučilištu u Zagrebu bio je Aleksandar Veljkov koji je akad. god. 1875./76. održao prva predavanja o povijesti kemijskih teorija.

• Naslijedio ga je Gustav Janeček koji je 45 godina bio predstojnik Kemijskog zavoda Mudro-slovnog fakulteta u Zagrebu.

• Kemijski časopisi u Hrvatskoj su Croatica Chemica Acta (utemeljen 1927. kao Arhiv za hemiju i farmaciju) i Kemija u industriji (od 1952. godine).

• Prvi hrvatski znanstveni rad iz kemije objavio je Vinkovčanin Julije Domac 1881. godine u časopise Monatshefte für Chemie.

• Jedan od najpoznatijih hrvatskih proizvoda, Vegeta, izumljena je 1959. godine u Podravci.

• Po Vladimiru Prelogu ime nosi skup pravila (CIP, skraćenica od Cahn-Ingold-Prelog) za određivanje apsolutne konfiguracije kiralnih atoma u organskim molekulama.

• U čast Lavoslava Ružičke u Vukovaru se od 1978. godine održavaju Ružičkini dani.

• Jedna visokoobrazovna institucija u Hrvatskoj nosi ime po Lavoslavu Ružički. Veleučilište Lavoslav Ružička u Vukovaru osnovano je 2005. godine.


1. Koji su najpoznatiji hrvatski kemičari?

Lavoslav Ružička i Vladimir Prelog.

2. Za koji doprinos su Nobelovu nagradu za kemiju dobili Lavoslav Ružička i Vladimir Prelog?

KEMIJA

11

Lavoslav Ružička za rad na polietilenima i višim terpenima.

Vladimir Prelog za istraživanje stereokemije organskih molekula i reakcija.

3. Objasni važnost pronalaska azitromicina.

Azitromicin je bio prvi antibiotik iz podskupine makrolidnih antibiotika nazvane azalidi. u tre-nutku otkrivanja azitromicina (sumameda), Hrvatska je bila jedna od samo devet zemalja u svijetu s vlastitim antibiotikom.

KEMIJA

12

I.7. NOBELOVA NAGRADA ZA KEMIJU

ISHODI UČENJA

(I 1.7.1) obraniti svoj stav o „velikim otkrićima“ u znanosti

(I 1.7.2) procijeniti važnost Nobelove nagrade u svijetu


• U razgovoru s učenicima zajednički prokomentirati neka od najznačajnijih otkrića kroz po-vijest (prvo oruđe i oružje, vatra, kotač, pismo, gravitacija, penicilin, elektricitet, teorija relativ-nosti, kvantna teorija, kompjuter, DNA, ljudski genom…) – poveznica s povijesti.

• Podijelivši učenike u dvije skupine grupnom debatom prodiskutirati hipotezu da su se mnoga najznačajnija otkrića u povijesti dogodila slučajno, a ne sustavim istraživanjem – poveznica s hrvatskim jezikom.

• Predstaviti život i najvažnija otkrića Alfreda Nobela putem učeničkog esejskog izlaganja.

• Propitati etičnost u znanosti na temelju Nobelovog pronalaska dinamita – poveznica s etikom.

• Navesti najpoznatije dobitnike Nobelovih nagrada u pojedinim kategorijama.

• Prokomentirati mogućnost da neki hrvatski kemičar (ili znanstvenik općenito) dobije Nobel-ovu nagradu u svjetlu trenutnog stanja u hrvatskoj znanosti.

ZANIMLJIVOSTI

• Alfred Nobel za svoga je života patentirao čak 355 izuma!

• Nobelova nagrada ustanovljena je trećom i posljednjom oporukom Alfreda Nobela napisa-nom 27. studenog 1895. godine na komadiću papira. Tom oporukom sve svoje bogatstvo od 31,5 milijuna švedskih kruna (u sadašnjosti oko 150 milijuna američkih dolara) ostavio je čovječanstvu.

• Od 900 dosadašnjih laureata u svim kategorijama, njih samo 49 su bile žene. Od 172 laureata za kemiju, samo su 4 žene.

• Najmlađa dobitnica bila je 17-ogodišnja Malala Yousafzai (za mir, 2014. godine), a najstariji 90-ogodišnji Leonid Hurwitz (za ekonomske znanosti, 2007. godine).

• Prosječna dob laureata u godini u kojoj su dobili Nobelovu nagradu za kemiju je 58. Najmlađi dobitnik bio je Frederic Joliot u dobi od 35 godina, a najstariji John B. Fenn u dobi od 85 godina.

• Jedina žena koja je osvojila dvije Nobelove nagrade bila je Marie Curie (fizika, 1903. i kemija, 1911. godine).

• Jedini znanstvenik koji je osvojio dvije Nobelove nagrade za kemiju bio je Englez Frederick Sanger (1958. i 1980. godine).

• Međunarodna organizacija Crveni križ jedini je trostruki dobitnik Nobelovu nagrade (za mir, 1917., 1944. i 1963. godine).

• Američki kemičar Linus Pauling jedina je osoba koja je osvojila dvije nepodijeljene Nobelove nagrade (kemija, 1954. i mir, 1962. godine).

• Šestoro laureata odbilo je primiti Nobelovu nagradu.

• Godine 1915. Nobelovu nagradu za fiziku trebali su podijeliti Nikola Tesla i Thomas Alva Edi-son, ali su ju odbili zbog međusobnog animoziteta.

KEMIJA

13

• Prvi dobitnik Nobelove nagrade za kemiju bio je nizozemski kemičar Jacobus Henricus van't Hoff za otkriće zakona kemijske dinamike i osmotskog tlaka u otopinama (1901. godine).


1. Što je značajno utjecalo na odluku Alfreda Nobela da oporučno ostavi svoje bogatstvo čov-ječanstvu?

Razočarenje što su se njegovi izumi (posebice eksplozivi) više koristili za ubijanje čovječan-stva, a manje za njegovu dobrobit.

2. U kojim kategorijama se dodjeljuje Nobelova nagrada?

Kemija, fizika, medicina, književnost i mir. Švedska banka dodjeljuje nagradu za ekonomske znanosti u počast Alfredu Nobelu od 1969. godine, što se često broji kao šesta kategorija.

3. Navedi barem 5 dobitnika Nobelove nagrade za kemiju.

Frederic Sanger, Marie Curie, Linus Pauling, Ernest Rutherford, Emil Fischer, Svante Arrhenius, Lavoslav Ružička, Vladimir Prelog, Jacobus Henricus van't Hoff, Walther Hermann Nernst…

Dodatni digitalni nastavni materijali koje se mogu koristiti za cjelinu 1.

Slika 1.2. Georges Lemaitre (1894. – 1966.)

• Razvoj Svemira – https://en.wikipedia.org/wiki/File:CMB_Timeline300_no_WMAP.jpg

• Veliko sažimanje – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/52/Big_crunch.png

• Enterprise iz Zvjezdanih staza – https://en.wikipedia.org/wiki/File:The_Shuttle_Enterprise_-_GPN-2000-001363.jpg

• CERN LHC tunel - https://en.wikipedia.org/wiki/File:CERN_LHC_Tunnel1.jpg

KEMIJA

14

Slika 1.3. Sunčev sustav

Slika 1.4. Sunce Slika 1.5. Zemlja

• Porijeklo vrsta – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8f/Origin_of_Species.jpg

• Miller-Ureyev eksperiment - https://en.wikipedia.org/wiki/File:Miller-Urey_experiment_-_Work_by_the_C3BC_consortium,_licensed_under_CC-BY-3.0.webm https://en.wikipedia.org/wiki/File:Miller-Urey_experiment-en.svg

KEMIJA

15

Slika 1.6. The Sceptical Chymist iz 1661. g. Slika 1.7. Antoine-Laurent de Lavoisier (1743. – 1794.)

Slika 1.8. Alfred Nobel (1833. – 1896.)

Slika 1.9. Lavoslav Ružička (1887. – 1976.)

Slika 1.10. Vladimir Prelog (1906. – 1998.)

Nobelova nagrada za kemiju – http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/

KEMIJA

16

BILJEŠKE NASTAVNIKA

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________ _______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________________ _____________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________ ___________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________ _________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

17

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________ _______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________________ _____________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________ ___________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________ _________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

18

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________ _______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________________ _____________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________ ___________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________ _________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

19

II. NAPREDNA ZNANJA IZ OPĆE KEMIJE

Slika 2.1. Adukt NH3-BF3

II.1. STANJA TVARI

ISHODI UČENJA

(I 2.1.1) opisati značajke pojedinog stanja tvari

(I 2.1.2) prosuditi utjecaj stanja tvari na život

(I 2.1.3) objasniti promjene pri prijelazima tvari iz jednog stanja u drugo


• Ponoviti glavne značajke triju osnovnih agregacijskih stanja tvari i demonstrirati ih na primjeru led-voda-vodena para.

• Pokusom sa zagrijavanjem i hlađenjem tekuće vode objasniti promjene energije pri prijelazi-ma iz jednog stanja u drugo – poveznica s fizikom.

• Usporediti stanje plazme s plinom.

• Na primjeru čelika proučiti fazne prijelaze i dijagram stanja Fe-C (slika 2.2).

Slika 2.2. Fazni dijagram Fe-C

KEMIJA

20

• Posebnim stanjem tvari smatraju se nakupine (grozdovi) koji nastaju uporabom lasera.

• Usporediti svojstva amorfnih i kristalnih krutina, plastičnih kristala i kvazi-kristala.

• Na primjeru slaganja fosfolipida (kao glavnih sastojaka stanične membrane) proučiti svojstva tekućih (kapljevitih) kristala.

ZANIMLJIVOSTI

Stanje plazme se često susreće u svakodnevnom životu, iako ga ljudi slabije percipiraju od ostalih osnovnih agregacijskih stanja (plazma televizori, munje, fluorescentna i neon-ska svjetla…).

Tekući kristali (engl. liquid crystals) svoju su primjenu našli u mnogim područjima kao što su LCD ekrani, termometri, poluvodiči, laseri…

Moderna znanost otkrila je još mnogo stanja tvari (supravodljivost, superkritični fluid, kvantna spinska tekućina, Bose-Einsteinov kondenzat, Fermionski kondenzat, supra-tekućina, suprakrutina, fotonska tvar, tamna tvar…), ali se ona pojavljuju obično u ekstrem-nim uvjetima.


1. Plazmu karakterizira:

a) More elektrona

b) Slaba električna vodljivost

c) Jaka reakcija na elektromagnetske sile

d) Ioniziranost čestica

e) Stalan volumen

2. faznim prijelazima I. vrste pripadaju:

a) Supravodljivost

b) Taljenje

c) Gubitak feromagnetičkih svojstava

d) Sublimacija

e) Isparavanje

3. Objasni promjene energije pri faznim prijelazima led-voda-vodena para.

Pri procesima taljenja i isparavanja troši se energija dok se prilikom kondenzacije i kristal-izacije (skrutnjavanja) energija oslobađa.

KEMIJA

21

II.2. VODA KAO OTAPALO

ISHODI UČENJA

(I 2.2.1) kritički prosuditi važnost vode kao otapala

(I 2.2.2) interpretirati proces hidratacije


• U uvodnom dijelu preporuča se ponoviti najznačajnije spoznaje o vodi (fizikalna i kemijska svojstva) i otopinama (otapalo, otopljena tvar, topljivost, vrste otopina prema veličini i količini (masi) otopljenih tvari…).

• Objasniti polarnost molekule vode i njenu sposobnost stvaranja vodikovih veza – poveznica s biologijom.

• Na primjerima iz svakodnevnog života analizirati princip da se slično otapa u sličnom (npr. kuhinjska sol i octena kiselina u vodi). Napisati kemijske reakcije navedenih reakcija.

• Opisati prevladavanje privlačnih sila u krutini i hidrataciju na primjeru otapanja NaCl u H2O.

Slika 2.3. Hidratacija Na+ iona

• Na primjeru glukoze opisati topljivost šećera u vodi.

KEMIJA

22

Slika 2.4. Strukturna formula d-glukoze

• Objasniti topljivost neutralnih molekula s polarnim funkcionalnim skupinama u vodi na prim-jenu alanina.

Slika 2.5. Strukturna formula l-alanina

• Poopćiti hidrataciju u solvataciju.

ZANIMLJIVOSTI

• Voda je najrasprostranjenija tekućina na Zemlji koja pokriva 71 % njene površine.

• Oko 97 % vode na našem planetu je slana voda, a samo je oko 0,03 % pitka voda.

• Voda je jedina tvar koja se prirodno pojavljuje u sva tri osnovna agregacijska stanja na površni Zemlje (led-voda-vodena para).

• Voda čini oko 70 % mase ljudskog tijela, a kod nekih organizama čak i do 99 %.

• Veliki specifični toplinski kapacitet vode (4181,3 J/K⋅kg) jedan od najznačajnijih čimbenika koji utječu na klimu u svijetu i održavanje ujednačene temperature ljudskog organizma.

• Bez vodikovih veza temperatura vrelišta vode pri standardnom atmosferskom tlaku bila bi –75 °C.

KEMIJA

23

• Teška voda predstavlja molekulu D2O (deuterijev oksid) i najčešće se koristi u nuklearnim reaktorima zbog velike sposobnosti apsorpcije neutrona.

• Hrvatska je bogata zalihama pitke vode (oko 32818 m3 obnovljivih zaliha vode po stanovniku godišnje) – treća je po tom kriteriju u Europi (iza Islanda i Norveške) te među prvih 30 zemalja u svijetu.

• U odnosu na svoju površinu, Hrvatska je prva zemlja u Europi po zalihama vode i treća u svi-jetu (iza bangladeša i Libanona)!

• Problem dostupnosti pitke vode trenutno je jedan od najvećih problema u svijetu te zbog toga mnogi vodu smatraju najznačajnijim resursom 21. stoljeća.


1. Za vodu vrijede sljedeće tvrdnje:

a) Nepolarno je otapalo

b) Gustoća joj se linearno povećava od 0 °C do 100 °C pri standardnom atmosferskom tlaku

c) Lako stvara vodikove veze

d) Najznačajnije je otapalo

e) Nijedna od tvrdnji od a) do d) nije točna

2. U vodi se dobro otapaju:

a) Fruktoza

b) Ulje

c) Benzin

d) Askorbinska kiselina (vitamin C)

e) Aminokiseline

3. Objasni razliku između hidratacije i solvatacije.

Solvatacija je proces okruživanja otopljene tvari česticama otapala, a kod hidratacije otapalo je isključivo voda.

KEMIJA

24

II.3. ELEKTROLITSKA DISOCIJACIJA

ISHODI UČENJA

(I 2.3.1) izračunati konstantu disocijacije za pojedinu kemijsku reakciju

(I 2.3.2) prosuditi jakost elektrolita na osnovu vrijednosti konstante disocijacije


• Ponoviti pojam konstantne disocijacije i način matematičkog izračuna za reakcije potpune disocijacije HNO3, HgCl2, Mg(OH)2 i Na2CO3.

• Demonstrirati učenicima rad konduktometra na primjeru destilirane i vodovodne vode.

• Nacrtati baždarni dijagram na temelju mjerenja električne provodnosti (vodljivosti) više otopi-na kuhinjske soli poznatih koncentracija.

• Napisati molekulske formule i kemijska imena najpoznatijih jakih i slabih elektrolita.

ZANIMLJIVOSTI

• Početkom 19. stoljeća pitanjima provođenja električne struje kroz taljevine i vodene otopine soli bavili su se Englezi Michael Faraday i Humphry Davy te Šveđanin Jöns Jakob Berzelius.

• Elektrolitsku disocijaciju u vodi prvi je objasnio švedski kemičar Svante Arrhenius 1887. go-dine.

• Mjerenje električne provodnosti (vodljivosti) često se koristi kao jedan od parametara pri određivanju kakvoće pitke vode.


1. Opišite princip rada konduktometra.

Konduktometar je uređaj za mjerenje električne provodnosti u tekućinama. Prolaskom ka-tiona prema katodi (negativnoj elektrodi) i aniona prema anodi (pozitivnoj elektrodi) mjeri se omjer jakosti struje i električnog otpora.

2. Jakim elektrolitima pripadaju

a) KCl

b) Saharoza

c) Perklorna kiselina

d) Octena kiselina

e) NaOH

3. Da li je jači elektrolit CH3COOH s Ka = 1,75⋅10–5 mol/dm3 ili HCN s Ka = 6,2⋅10–10 mol/dm3?

CH3COOH, ima veću Ka.

KEMIJA

25

II.4. KISELINE I BAZE

ISHODI UČENJA

(I 2.4.1) vrjednovati primjenjivost različitih definicija kiselina i baza

(I 2.4.2) kategorizirati odabrane tvari u kiseline i baze

(I 2.4.3) rangirati kiseline i baze po jakosti na osnovu vrijednosti konstante disocijacije

(I 2.4.4.) predvidjeti produkte u reakcijama neutralizacije


• Usporediti općenitost i obuhvatnost definicija kiselina i baza po Arrheniusu, Brønstedu i Low-ryju te Lewisovu na primjerima HNO3, NaOH, NH3 i BF3.

• Primijeniti konstante disocijacije (K) i stupnjeve disocijacije (α) u rangiranju jakosti kiselina i baza.

• Proučiti amfoternost na primjeru Al(OH)3.

• Predvidjeti formule i nazive soli koje nastaju međusobnim reakcijama sljedećih baza: Mg(OH)2, LiOH, CsOH, Ba(OH)2 i Al(OH)3 sa sljedećim kiselinama: HClO4, HI, HNO3, HCN i H2SO3.

ZANIMLJIVOSTI

• Ukrajinski kemičar Mihail Usanovič 1938. godine poopćio je Lewisovu definiciju na način da je kiselinama proglasio sve tvari koje primaju negativan ili doniraju pozitivan naboj, a bazama sve tvari koje primaju pozitivan ili doniraju negativan naboj. Primjer:

−+ +→+ Cl2Na2ClNa2kiselina

2baza

• Superkiseline su kiseline čija je kiselost veća od kiselosti 100 % čiste sumporne kiseline. Dru-gim riječima, u superkiselinama je kemijski potencijal H+ veći nego što je u sumpornoj kiselini. Neke superkiseline su: FSO3H–SbF5 (čarobna kiselina), CF3SO3H (trifluorometansulfonska kiselina), FSO3H (fluorosulfonska kiselina)…

• Najjača poznata superkiselina je fluoroantimonska kiselina (HSbF6) koja je 1016 (10 bilijardi) puta jača od čiste sumporne kiseline!

• Najkiselina prirodna tvar je moniliformin, toksična tvar koju proizvode neke plijesni (slika 2.6).

Slika 2.6. Natrijev moniliformin

KEMIJA

26

IUPAC definira superbaze kao tvari koje imaju vrlo veliku bazičnost, poput litijevog diizo-propilamida (slika 2.7).

Slika 2.7. Litijev diizopropilamid


1. Slabim kiselinama pripadaju:

a) HCl

b) HCN

c) Perklorna kiselina

d) Octena kiselina

e) H2S

2. Koje od navedenih kemijskih reakcija prikazuju neutralizaciju?

a) OH− + H3O+ → 2H2O

b) HCO3− + H2O → H3O

+ + CO32−

c) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

d) 2NO + O2 → 2NO2

e) H2SO4 + Mg(OH)2 → MgSO4 + 2H2O

3. Koje su od navedenih parova baze u Brönsted-Lowryjevoj teoriji u sljedećoj reakciji?

H2PO4− + H2O → HPO42− + H3O

+

a) H2O i HPO42−

b) H2PO4− i H2O

c) HPO42− i H3O

+

d) H3O+ i H2PO4−

e) Nijedan od ponuđenih odgovora od a) do d) nije točan

4. U reakciji neutralizacije stronijeva hidroksida i dušične kiseline nastaje:

a) Sr2NO3

b) Sr(NO3)2

KEMIJA

27

c) Stroncijev nitrat

d) Stroncijev nitrit

e) Sr(NO2)2

5. Koja vodena otopina se koristi za neutralizaciju viška želučane kiseline?

a) Limunada

b) Vodena otopina etanola

c) Vodena otopina sode bikarbone

d) Fiziološka otopina

e) Nijedan od ponuđenih odgovora od a) do d) nije točan

KEMIJA

28

II.5. IONSKI PRODUKT VODE

ISHODI UČENJA

(I 2.5.1) razlikovati aktivitet od koncentracije iona

(I 2.5.2) riješiti složenije zadatke vezane za pH i pOH otopine


Predočiti vodu (H2O) kao amfoternu molekulu i slabog elektrolita – poveznica s biologi-jom.

Matematički izvesti izraz za ionski produkt vode, Kw – poveznica s matematikom.

Razjasniti sličnosti i razlike između aktiviteta i koncentracije iona na primjeru disocijacije vode:

H2O ⇄ H+ + OH–

Grafički prikazati ovisnost Kw o temperaturi, tlaku i ionskoj jakosti otopine.

Objasniti razloge korištenja p-vrijednosti (pH, pOH, pK) u kemiji.

Učenici bi samostalno ili grupama trebali pripremiti pH-metar za mjerenje i izmjeriti pH vrijednosti destilirane i pitke vode, otopine cedevite, limunade, Coca-Cole te sokova od jabuke i naranče.

ZANIMLJIVOSTI

Čista voda je kiselinski neutralna (pH = 7), ali ostale vode sadrže više ili manje nečistoća što im povećava ili snižava pH. Vodeni uzorci izloženi zraku apsorbiraju CO2 koji im malo povećava koncentraciju H+ iona, odnosno blago snižava pH vrijednost.


1. U nekoj otopini izmjeren je pH = 6,6. Izračunaj vrijednosti c (H+), c (OH–) i pOH.

c (H+) = 2,5⋅10–7 mol/dm3, c (OH–) = 4⋅10–8 mol/dm3, pOH = 7,4

2. Kolika je koncentracija H+ iona i pH u otopini octene kiseline koncentracije 0,1 mol/dm3? Ka = 1,75⋅10–5 mol/dm3.

C (H+) = 1,31⋅10–3 mol/dm3. pH = 2,883.

3. Koja od navedenih smjesa ima najmanju pH vrijednost?

a) Ljudska krv

b) Sok od limuna

c) Otopina sapuna

d) Svježa kišnica

e) Destilirana voda

4. Koji plin otopljen u vodi snižava pOH?

a) SO2

b) CO2

KEMIJA

29

c) NH3

d) NO2

e) H2S

5. Koliki su pH i pOH otopine dobivene miješanjem jednakih volumena sumporne kiseline koncentracije 0,1 mol/dm3 i natrijeve lužine koncentracije 0,3 mol/dm3?

pH = 12,70, pOH = 1,30

KEMIJA

30

II.6. PUFERI

ISHODI UČENJA

(I 2.6.1) objasniti utjecaj hidrolize na djelovanje pufera

(I 2.6.2) povezati sastav pufera s pH područjem djelovanja

(I 2.6.3) primijeniti Henderson-Hasselbachovu jednadžbu u pripremi pufera

(I 2.6.4) prepoznati važnost pufera za ljudski život


U razgovoru s učenicima prodiskutirati ulogu pufera u ljudskom organizmu.

Analizirati djelovanje pufera na primjeru acetatnog, amonijačnog i fosfatnog pufera.

Izvesti matematički izraz za Henderson-Hasselbachovu jednadžbu – poveznica s matem-atikom.

ZANIMLJIVOSTI

Ljudska krv ima pH od 7,35 do 7,45. Povećanje ili smanjenje pH može izazvati ozbiljne posljedice pa čak i smrt.

Dvopolni (zwitter-ionski) karakter aminokiselina omogućava im pufersko djelovanje u stanicama.


1. Koliko iznosi pH acetatnog pufera koji se sastoji od octene kiseline koncentracije 0,1 mol/dm3 i natrijeva acetata koncentracije 0,01 mol/dm3? Ka = 1,75⋅10–5 mol/dm3.

pH = 3,76

2. Koliko grama amonijevog klorida treba dodati u 500 cm3 otopine amonijevog hidroksida koncentracije 0,13 mol/dm3 da se dobije pufer pH vrijednosti 8,70? pKb = 4,74.

m (NH4Cl) = 12,65 g

3. U otopini pufera koji sadrži octenu kiselinu koncentracije 0,1 mol/dm3 i natrijev acetat kon-centracije 0,01 mol/dm3 izmjeren je pH = 3,76. Koliki će biti pH ako se u 100 cm3 tog pufera doda 1 cm3 otopine natrijevog hidroksida koncentracije 0,1 mol/dm3?

pH = 3,81

4. Izračunaj pH otopine cijanovodične kiseline koncentracije 0,05 mol/dm3. Ka = 7,9⋅10–10 mol/dm3.

pH = 5,20

5. Nabroji tri pufera koji djeluju u kiselom području.

Acetatni, fosfatni (prvi puferski sustav), citratni.

KEMIJA

31

II.7. KOLIGATIVNA SVOJSTVA

ISHODI UČENJA

(I 2.7.1) izračunati povišenje temperature vrelišta otopine koristeći ebulioskopske konstante

(I 2.7.2) predvidjeti sniženje temperature ledišta koristeći krioskopske konstante

(I 2.7.3) primijeniti Raoultov zakon na sniženje tlaka pare otapala


Usporediti učinak dodatka određene količine otopljene tvari na sniženje ledišta (kri-oskopiju) i povišenje vrelišta (ebulioskopiju) vode.

Usporediti molarne vrijednosti krioskopskih i ebulioskopskih konstanti za odabrana otapala (voda, benzen, etanol, octena kiselina).

U pokusu sa udubljenim krumpirom ili mrkvom objasniti važnost osmoze u biološkim sus-tavima s obzirom na (ne)polarnost bioloških membrana i (ne)polarnost tvari koje kroz njih prolaze – poveznica s biologijom.

Izračunati utjecaj dodatka određene količine otopljene tvari na sniženje tlaka pare čiste vode kao otapala primjenjujući Raoultov zakon:

AAA xpp ⋅= 0

gdje je pA parcijalni tlak pare otapala A nad otopinom, pA0 parcijalni tlak pare čistog otapa-

la, a xA molni (količinski) udio otapala u otopini.

ZANIMLJIVOSTI

Najveći doprinos matematičkom opisu koligativnih svojstava otopina dao je francuski ke-mičar François-Marie Raoult krajem 19. stoljeća.

Pojam „koligativan“ uveo nobelovac Wilhelm Ostwald 1891. godine.

Primjena sniženja temperature ledišta vode koristi se zimi za hlađenje uređaja koji su izloženi niskim temperaturama. Npr. za rad automobila pri niskim vanjskim temperatura-ma koristi se antifriz (kojemu je glavni sastojak slatkasti, ali otrovni etilen-glikol) koji može značajno sniziti temperaturu ledišta vode. Smjesa od 60 % etilen-glikola i 40 % vode se ledi na –45 °C, a smjesa od 70 % etilen-glikola i 30 % vode se ledi na –51 °C.


1. Zimi se ulice posipaju solju da bi se otopio snijeg i led. U 1 kg vode pri ≈ 0 °C topljivo je 280,5 g NaCl. Koliko je snjiženje ledišta te zasićene otopine NaCl? Kk (voda) = 1,86 K⋅kg/mol.

∆T = 18 K odnosno TL = –18 °C

2. Koliki volumen etilen-glikola gustoće 1,1 g/cm3 treba dodati u 5,5 kg vode da bi se ledište vode snizilo na s 0 °C na –10 °C? Kk (voda) = 1,86 K⋅kg/mol. M (etilen-glikol) = 62,08 g/mol.

V (etilen-glikol) = 1670 cm3

3. Kolika će biti temperatura vrelišta otopine ako se u 750 g vode otopi 390 g etilen-glikola?

KEMIJA

32

Tv = 104,3 °C

4. Koliki je tlak pare otopine ako je pri 20 °C 1 mol šećera otopljen u 20 mol vode? Tlak pare vode pri zadanoj temperaturi iznosi 2338 Pa.

P (H2O) = 2227 Pa.

KEMIJA

33

II.8. KEMIJSKA RAVNOTEŽA

ISHODI UČENJA

(I 2.8.1) objasniti Le Chatelierov princip

(I 2.8.2) napisati izraz za konstantu ravnoteže zadane kemijske reakcije

(I 2.8.3) procijeniti promjenu ravnotežnog stanja pri utjecaju vanjskih čimbenika


Potaknuti učenike da prodiskutiraju pojavu vraćanja sustava u ravnotežno stanje na prim-jerima iz svakodnevnog života (oporavak od bolesti, međuljudski odnosi (svađa–pomir-ba), odmor organizma tijekom sna…) – poveznica s biologijom.

Razlikovati povratne (reverzibilne) od nepovratnih (ireverzibilnih) kemijskih reakcija. Podi-jeliti učenike u dvije skupine i svakoj dati zadatak da napiše po deset primjera povratnih odnosno nepovratnih kemijskih reakcija koje su upoznali na nastavi kemije.

Naučiti kako iz vrijednosti koncentracijske konstante ravnoteže (Kc) odrediti preferirani smjer u kojem se odvija određena reakcija.

Objasniti utjecaj promjene temperature, tlaka i koncentracija svakog sudionika reakci-je na pomicanje kemijske ravnoteže na primjerima Haber-Boschovog postupka sinteze amonijaka i sinteze uree iz amonijaka i ugljikovog(IV) oksida.

ZANIMLJIVOSTI

Gotovo sve kemijske reakcije su povratne (u većoj ili manjoj mjeri). Nuklearni raspadi su nepovratni.

Henry Louis Le Chatelier je bio značajan francuski kemičar koji se proslavio radovima na ravnoteži kemijskih reakcija, ali koji je istovremeno veliki dio svog znanstvenog i stručnog rada posvetio potrebama industrije (metalurgija, rude, cement…). Princip nazvan po njemu utvrđen je 1884. godine.

Le Chatelierov princip vrijedi u svakodnevnom životu, ne samo u kemiji. Npr. ako se u ne-kom području poveća broj kukaca, povećat će se i broj životinja koje te kukce jedu, čime priroda nastoji spriječiti novonastalu promjenu i vratiti prijašnju ravnotežu.

Na Le Chatelierovom principu počiva ekonomska isplativost cjelokupne kemijske indus-trije.


1. U kojoj će reakciji povećanje tlaka u sustavu rezultirati najvećim iskorištenjem?

a) H2(g) + Cl2(g) ⇄ 2HCl(g)

b) N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g)

c) 2H2O(g) ⇄ 2H2(g) + O2(g)

d) PCl5(g) ⇄ PCl3(g) + Cl2(g)

e) 2SO2(g) + O2(g) ⇄ 2SO3(g)

2. U zatvorenome kemijskom sustavu nalaze se molekule etana, etena i vodika u stanju ke-mijske ravnoteže:

C2H6(g) ⇄ C2H4(g) + H2(g)

KEMIJA

34

Na početku reakcije u sustavu je samo 16 mola C2H6. U stanju kemijske ravnoteže u reakcijskoj je smjesi 6 mola C2H4. Kolike su količine (množine) C2H6 i H2 u ravnotežnome reakcijskom sustavu?

a) 4 mola C2H6 i 6 mola H2

b) 6 mola C2H6 i 6 mola H2

c) 8 mola C2H6 i 2 mola H2

d) 10 mola C2H6 i 6 mola H2

e) 0 mola C2H6 i 10 mola H2

3. Navedena reakcija opisuje sustav u stanju kemijske ravnoteže pri 25 °C:

bezbojna4

obojena žuto3 SCN(aq)NH3)aq(FeCl + ⇄

bezbojna4

obojena crveno3 Cl(aq)NH3)aq(Fe(SCN) +

Koja će se promjena dogoditi ako sustavu u ravnoteži dodamo nekoliko kapi zasićene vodene otopine amonijeva tiocijanata (NH4SCN) uspostavljanjem novoga ravnotežnog stanja?

a) Otopina će poprimiti žutu boju

b) Povećat će se koncentracija Fe(SCN)3(aq)

c) Smanjit će se koncentracija NH4Cl(aq)

d) Otopina će se obezbojiti

e) Povećat će se koncentracija FeCl3(aq)

4. Kako na ravnotežu reakcije

N2(g) + O2(g) ⇄ 2NO(g) ∆rH = 90,5 kJ/mol

utječe

a) Povišenje temperature – pomiče ravnotežu udesno

b) Smanjivanje tlaka – ne utječe na ravnotežu

c) Povećanje koncentracije dušikova(II) oksida – pomiče ravnotežu ulijevo

d) Povećanje koncentracije O2 – pomiče ravnotežu udesno

e) Smanjivanje koncentracije dušika – pomiče ravnotežu ulijevo

KEMIJA

35

II.9. BRZINA KEMIJSKIH REAKCIJA

ISHODI UČENJA

(I 2.9.1) opisati kako pojedini čimbenici utječu na brzinu kemijske reakcije

(I 2.9.2) izračunati red zadane reakcije


• Upoznati učenike s teorijom sudara i teorijom prijelaznog stanja (slika 2.8).

• Razjasniti utjecaj temperature, tlaka, površine čestica, koncentracija reaktanata, zračenja i katalizatora na brzinu kemijskih reakcija.

• Matematički definirati doseg kemijske reakcije (ξ) i usporediti ga s brzinom promjene koncen-tracije reaktanta ili produkta.

Slika 2.8. Teorija prijelaznog stanja

• Usporediti način izračunavanja brzine kemijske reakcije s izračunom brzine kretanja tijela – poveznica s fizikom.

• Povezati red reakcije sa stehiometrijskim koeficijentima reaktanata.

ZANIMLJIVOSTI

U stanju kemijske ravnoteže brzine povratnih reakcija su izjednačene.

Kod složenih kemijskih reakcija red reakcije ne mora biti cijeli broj i ovisi o redu najsporije međureakcije.

Mjerna jedinica za brzinu kemijske reakcije nije svaki puta ista kao u fizici (m/s ili km/h).

KEMIJA

36

Reakcije nultog reda su one u kojima je brzina stvaranja produkta tijekom reakcije stalna.

Reakcije u kojima reagiraju dva reaktanta, a brzina promjene koncentracije proporcio-nalna je koncentraciji samo jednog od njih (npr. reaktant u suvišku) nazivamo reakcijama pseudo (ili prividno) prvog reda.


1. Razlaganje sulfuril-klorida (SO2Cl2) reakcija je prvog reda prikazana sljedećom jednadžbom:

SO2Cl2(g) → SO2(g) + Cl2(g)

Kolika je konstanta brzine raspara SO2Cl2 ako je utvrđeno da se pri 327 °C i stalnom vol-umenu 10 % prvobitno prisutne količine SO2Cl2 raspalo nakon 37,9 minuta.

k = 4,63⋅10–5 s–1

2. Koji je ukupan red sljedeće reakcije

H2O2(aq) + I–(aq) → OH–(aq) + HOI(aq)

a) 0

b) 1

c) 2

d) 3

e) –1

3. Konstanta brzine reakcije na 100 °C četiri puta je veća od konstante brzine iste reakcije na 50 °C. Koliko iznosi energija aktivacije ove reakcije?

Ea = 27,7 kJ/mol

KEMIJA

37

II.10. ENERGIJA KEMIJSKIH REAKCIJA

ISHODI UČENJA

(I 2.10.1) razlikovati egzotermne od endotermnih reakcija na osnovi promjene temperature u sus-tavu

(I 2.10.2) navesti energijske promjene do kojih dolazi tijekom promjene agregacijskoga stanja

(I 2.10.3) povezati promjenu Gibbsove energije s promjenama entalpije i entropije sustava

(I 2.10.4) primijeniti Hessov zakon na izračunavanje entalpije odabrane reakcije na temelju za-danih podataka


• U uvodnom dijelu sata ponoviti razliku između endotermnih i egzotermnih kemijskih reakcija na primjeru promjene agregacijskih stanja pri prijelazima led-voda-vodena para u oba smjera.

• Definirati entalpiju i entropiju sustava – poveznica s fizikom.

• Razlikovati entalpiju stvaranja (tablica 2.1), izgaranja, otapanja, prijelaza, atomizacije, denatu-racije, hidrogenacije, neutralizacije, sublimacije, isparavanja, taljenja, faznog prijelaza, mi-ješanja, hidratacije, reakcijsku entalpiju i standardnu reakcijsku entalpiju.

• Povezati promjenu entropije sustava sa spontanošću odvijanja kemijskih reakcija.

• Tablica 2.1. Standardna entalpija stvaranja nekih tvari

tvar ∆fH / (kJ/mol)

O2(g) 0

c(grafit) 0

CO(g) –110,5

CO2(g) –393,5

H2(g) 0

H2O(g) –241,8

HF(g) –271,1

NO(g) 90,25

NO2(g) 33,18

N2O4(g) 9,16

SO2(g) –296,8

SO3(g) –395,7

Matematički definirati Gibbsovu energiju – poveznica s fizikom i matematikom.

• Povezati promjenu Gibbsove energije s egzergonim i endergonim kemijskim reakcijama.

• Upoznati učenike s kemijskim potencijalom i njegovom promjenom pri odvijanju kemijskih reakcija.

• Primijeniti Hessov zakon na termokemijsku analizu oksidacije grafita prikazanu na dva načina:

c(grafit) + O2 → CO2(g) ∆H = –393,5 kJ/mol

KEMIJA

38

c(grafit) + 1/2O2 → CO(g) ∆H = –110,5 kJ/mol

CO(g) + 1/2O2 → CO2(g) ∆H = –283,0 kJ/mol

Zbrajajući ∆H u dvije pojedinačne reakcije u primjeru 2 vidljivo je da je ta vrijednost jed-naka vrijednosti ∆H iz primjera 1.

ZANIMLJIVOSTI

• Ocem kemijske termodinamike naziva se američkog fizičara Willarda Gibbsa koji je od 1873. do 1876. godine objavio tri članka u kojima je pokazao kako se prva dva zakona termodina-mike mogu primijeniti na termodinamičku ravnotežu kemijskih reakcija.

• Riječ „entalpija“ potječe iz starogrčkog „enthalpein“ što znači „ugrijati“, a prvi put je upotrijeb-ljena u znanstvenoj literaturi 1909. godine.

• Standardna reakcijska entalpija (∆rHΘ ) odnosi se na onu reakciju koja se odvija uz stan-

dardne uvjete (T = 298 K, p = 101325 Pa i a = 1).

• Određivanjem reakcijskih entalpija bavi se kalorimetrija.

• U literaturi se ∆G često naziva Gibbsova slobodna energija, ali IUPAC sugerira nazive Gibbso-va energija ili Gibbsova funkcija.

• Hessov zakon objavljen je 1840. godine i može se izraziti na sljedeći način: ukupna promjena entalpije neke kemijske reakcije je jednaka bez obzira da li se reakcija odvija u jednom ili u više koraka. Drugim riječima, reakcijska entalpija ne ovisi o putu između početnog i konačnog stanja.


1. Koliko iznosi entalpija stvaranja CaCO3 od elemenata

Ca(s) + C(s) + 3/2O2(g) → CaCO3(s)

polazeći od sljedećih podataka

Ca(s) + 1/2O2(g) → CaO(s) ∆fHΘ = –635,5 kJ/mol

C(s) + O2(g) → CO2(s) ∆fHΘ = –393,5 kJ/mol

CaO(s) + CO2(g) → CaCO3(s) ∆fHΘ = –178,0 kJ/mol

∆fHΘ (CaCO3) = –1207,0 kJ/mol

2. Izgaranje metana može se prikazati jednadžbom

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)

Koliko iznosi standardna entalpija reakcije izgaranja metana ako su poznati podaci: ∆fHΘ

(CO2) = –393,5 kJ/mol, ∆fHΘ (H2O) = –285,8 kJ/mol i ∆fH

Θ (CH4) = –75 kJ/mol?

∆rHΘ = –890,1 kJ/mol

3. Kakva je promjena entalpije u reakciji kondenzacije vodene pare?

a) Pozitivna i proces je egzoterman

b) Pozitivna i proces je endoterman

c) Negativna i proces je egzoterman

d) Negativna i proces je endoterman

KEMIJA

39

e) Nema promjene entalpije

4. Kolika je vrijednost molarne entalpije isparavanja vode pri 100 °C ako specifična entalpija isparavanja vode iznosi ∆vapH = 2260 J/g?

a) 2260 kJ/mol

b) 4,18 kJ/mol

c) 125,4 kJ/mol

d) 22,6 J/g

e) 40,7 kJ/mol

KEMIJA

40

II.11. ELEKTRONSKA STRUKTURA ATOMA

ISHODI UČENJA

(I 2.11.1) povezati elektronsku strukturu atoma u osnovnom stanju s njegovom reaktivnošću

(I 2.11.2) predvidjeti elektronsku konfiguraciju najvjerojatnijeg iona zadanog atoma


• U uvodnom dijelu predavanja ponoviti redoslijed atomskih orbitala po rastućoj energiji i os-novna pravila pisanja elektronske konfiguracije atoma na primjerima Li, C, N, Al, P, Cl i Ar.

• Usporediti značenje kombinacije četiriju kvantnih brojeva nekog elektrona u atomu (tablica 2.2) s JMBG-om ili OIB-om građana.

Tablica 2.2. Kvantni brojevi

kvantni broj oznaka vrijednosti

glavni n 1,2,3,4,5,6,7…

sporedni l 0,1,2,…,n-1

magnetski m -l,…,0,…,l

spinski s -1/2, +1/2

Vizualizirati atomske orbitale kao matematičke funkcije s vjerojatnoću nalaženja elektrona u određenom dijelu prostora oko jezgre atoma (slika 2.9) – poveznica s matematikom, fizikom

i informatikom.

Slika 2.9. Atomske orbitale

• Povezati elektronsku strukturu atoma s njegovom reaktivnošću u nastojanju da u kemijskoj reakciji dođe do elektronske konfiguracije najbližeg plemenitog plina (primjeri alkalijskih i zemnoalkalijskih metala te halgokenih i halogenih elemenata).

• Na primjerima H, Na, Mg, Al, P, S i Cl, pomoću elektronske konfiguracije i položaja atoma u periodnom sustavu elemenata, odrediti nabojni broj najvjerojatnijeg iona svakog navedenog atoma.

• Nabrojiti svojstva prijelaznih metala povezana s djelomičnom popunjenošću d-orbitala (obo-jenost spojeva, nespareni elektron(i) – paramagnetičnost, javljanje u više oksidacijskih stanja,

KEMIJA

41

koordinacijska kovalentna veza – kompleksni spojevi).

• Upoznati učenike s osnovama teorije molekulskih orbitala koja strukturu molekula predstavlja kao posljedicu linearne kombinacije atomskih orbitala.

ZANIMLJIVOSTI

• Kvantna teorija (mehanika) je jedna od najznačajnijih teorija u povijesti znanosti koja se po-javila početkom 20. stoljeća u nastojanju da se objasne svojstva i ponašanje tvari te njihova interakcija s elektromagnetskim značenjem na razini atoma i subatomskih čestica.

• Znanstvenici koji su dali veliki doprinos razvoju kvantne teorije bili su Max Planck, Albert Ein-stein, Niels Bohr, Louis de Broglie, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger, Paul Dirac i mnogi drugi.

• Heinsebergov princip neodređenosti, po kojem je nemoguće točno odrediti položaj i brzinu čestice, može se demonstrirati u makroskopskom svijetu gledajući kako se kreću bolid for-mule i puž i pokušavajući im utvrditi točan položaj u nekom trenutku.

• Najpoznatija matematička jednadžba u kvantnoj teoriji je Schrödingerova jednadžba koja za nju predstavlja ono što Newtonov 2. zakon gibanja predstavlja klasičnoj fizici. Jednadžba opi-suje kako se kvantno stanje nekog sustava mijenja s vremenom i formulirana je 1925. godine. Vremenski neovisna Schrödingerova jednadžba ima sljedeći oblik

Ψ=Ψ∧

HEgdje su E ukupna energija, H Hamiltonov operator, a Ψ valna funkcija kvantnog sustava.


1. Koja je elektronska konfiguracija iona magnezija u osnovnom stanju?

a) 1s22s22p4

b) 1s22s22p6

c) 1s22s22p63s2

d) 1s22s22p63s23p2

e) 1s22s22p63s23p6

2. Koliki je maksimalan broj nesparenih elektrona u d-orbitali?

a) 1

b) 3

c) 5

d) 7

e) 10

3. Koji je nabojni broj i elektronska konfiguracija fluoridnog iona?

Nabojni broj je –1. elektronska konfiguracija je 1s22s22p6

4. Koliko elektrona pripada svim s-orbitalama neutralnog atoma željeza u osnovnom stanju?

a) 2

b) 4

c) 6

d) 8

e) 10

KEMIJA

42

II.12. OBLICI MOLEKULA

ISHODI UČENJA

(I 2.12.1) objasniti VSEPR teoriju

(I 2.12.2) nacrtati karakteristične oblike poznatih anorganskih molekula


• Prodiskutirati značaj vezujućih i nevezujućih elektrona u VSEPR teoriji (engl. Valence Shell Electron Pair Repulsion Theory) pri određivanju geometrijskih oblika molekula.

• Podijeliti učenike u dvije grupe. Jednoj grupi zadati da nacrta strukture i izradi modele moleku-la BeCl2, BCl3, IF7 i CH4. Drugoj grupi zadati da nacrta strukture i izradi modele molekula H2O, PCL5, ClF3 i SF6 – poveznica s matematikom.

ZANIMLJIVOSTI

• VSEPR teoriju razvili su Ronald Gillespie i Ronald Nyholm 1957. godine iako originalna ideja o vezi između geometrije molekule i broja valentnih elektrona datira iz Japana iz 1939. godine.

• VSEPR teorija uglavnom je kvalitativnog karaktera.


1. Kod koje čestice se prema VSEPR teoriji svi njeni atomi nalaze u istoj ravnini, kod CH3+ ili

CH3–?

a) Kod CH3+

b) Kod CH3–

c) Kod obje

d) Niti kod jedne

2. Koji oblik ima molekula amonijaka?

Oblike trigonske (trostrane) piramide.

3. Oblik molekule XeF2 prema VSEPR teoriji je

a) Linearan

b) Kvadratno-planaran

c) Trokutast

d) Oktaedarski

e) Tetraedarski

KEMIJA

43

II.13. KOMPLEKSNI SPOJEVI

ISHODI UČENJA

(I 2.13.1) prepoznati donorsko-akceptorsku kovalentnu vezu u molekulama

(I 2.13.2) imenovati poznate kompleksne spojeve


• utvrditi glavne značajke koordinacijske (donorsko-akceptorske) kovalentne veze.

• Iz elektronske konfiguracije utvrditi zašto su prijelazni metali pogodni za tvorbu velikog broja kompleksnih spojeva i iona.

• Na primjerima [Co(NH3)6]3+, AlCl4

–, Cr(OH)4– i [CrCl(H2O)5]

2+ utvrditi koordinacijski broj i nazivlje kompleksnih spojeva i iona.

• Potaknuti učenike da identificiraju biološki važne kompleksne spojeve poput hemoglobina, klorofila, vitamina B12 i dr.

Tablica 2.3. Imena čestih liganada

Kemijska formula Ime liganda

F– fluoro

Cl– kloro

Br– bromo

I– jodo

O2– okso

CN– cijano

NC– izocijano

H2O akva

NH3 amino

CO karbonil

NO Nitrozil

EDTA4– etilendiamintetraacetato

Tablica 2.4. Latinska imena čestih metalnih aniona

Prijelazni metal Latinsko ime u anionu

Fe ferat

Cu kuprat

Ag argentat

Pb plumbat

Au aurat

ZANIMLJIVOSTI

• Prva teorija kemijske veze u kompleksnim spojevima potječe iz 1893. godine od švicarskog

KEMIJA

44

kemičara Alfreda Wernera koji je za rad na području veza atoma u molekulama dobio Nobel-ovu nagradu za kemiju 1913. godine.

• Boje i pigmenti koji se koriste u industriji u velikoj su mjeri kompleksni spojevi.


1. Oblik iona AlCl4– je

a) Linearan


c) Trokutast

d) Oktaedarski

e) Tetraedarski

2. Kako se zovu CuCl42– i [CrCl2(H20)4]

+ ioni?

Tetraklorokuprat(ii) i tetraakvadiklorokrom(III).

3. Oblik iona [CoCl3(NH3)3] je

a) Linearan


c) Trigonsko-bipiramidalan

d) Oktaedarski

e) Tetraedarski

KEMIJA

45

II.14. REDOKS REAKCIJE U PRIRODI

ISHODI UČENJA

(I 2.14.1) povezati prijenos elektrona s promjenama tvari u prirodi

(I 2.14.2) odrediti oksidacijske brojeve atoma i iona

(I 2.14.3) riješiti redoks reakciju u vodenoj otopini i talini


• U uvodnom dijelu nastavne jedinice potrebno je utvrditi pravila za određivanje oksidacijskih brojeva na primjerima Na, Mg, O2, H2O, HCl, NaH, H2O2, Na+, Mg2+, NO3

–, AlCl4–, SO4

2–, H3PO4, K2Cr2O7 i KMnO4.

• U razgovoru s učenicima identificirati poznatije oksidacijsko-redukcijske reakcije koje se javl-jaju u prirodi (gorenje vatre, hrđanje željeza, fotosinteza, stanično disanje…) – poveznica s biologijom.

• Razlikovati oksidanse i reducense po prijenosu elektrona i njihovim primjenama.

ZANIMLJIVOSTI

• Pojam „oksidacija“, koji je označavao kemijsku reakciju s kisikom (grč. oxys znači kiseo), u kemiju je uveo Antoine-Laurent de Lavoisier.

• Naziv „redukcija“ potiče od lat. „reducere“ što znači „dovesti natrag“.

• S obzirom da su oksidacija i redukcija nužno povezane tako da tvore istu cjelinu ( jednom reaktantu su povećava oksidacijski broj, a drugom se smanjuje), takve reakcije skraćeno se nazivaju redoks reakcije (procesi).

• Redoks reakcija u kojoj se ista tvar i oksidira i reducira naziva se disproporcioniranje (dis-mutacija).


1. U reakciji bakra i koncentrirane sumporne kiseline razvija se bezbojan plin oštrog mirisa, a reakcijska smjesa se oboji zbog prisutnosti Cu2+ iona. Navedeni plin nastaje i u reakciji gorenja sumpora. Rješavajući redoks reakciju potrebno je napisati polureakcije oksidaci-je i redukcije te sumarnu jednadžbu kemijske reakcije.

O: Cu → Cu2++2e−

R: SO42− + 4 H++ 2 e− → SO2 + 2 H2O

Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O

2. Koja od navedenih promjena predstavlja reakciju oksidacije?

a) Fe3+ u Fe2+

b) C(III) u C(IV)

c) 1/2Cl2 u CL−

d) N(IV) u N(II)

e) S(VI) u S(IV)

KEMIJA

46

3. Ako se na manganov(IV) oksid djeluje klorovodičnom kiselinom, razvija se elementarni klor, a u otopini zaostaje manganov(II) oksid. Koliko se grama manganova(IV) oksida reducira jednim molom klorovodične kiseline?

m (MnO2) = 43,47 g

4. Što se u redukcijsko-oksidacijskom smislu događa s dijelom nitratnih iona u sljedećoj jed-nadžbi kemijske reakcije?

3Cu(s) + 8HNO3(aq) → 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(g) + 4H2O(l)

a) Reduciraju se

b) Oksidiraju se

c) Disproporcioniraju se

d) S njima se ništa ne događa

e) Nitratni ioni ne sudjeluju u prijenosu elektrona

5. Uravnotežite jednadžbe sljedećih kemijskih reakcija

Zn(s) + HNO3(aq) → Zn(NO3)2(aq) + NH4NO3(s) + H2O(l)

P4(s) + HNO3(aq) + H2O(l) → H3PO4(aq) + NO(g)

rješenja:

4Zn(s) + 10HNO3(aq) → 4Zn(NO3)2(aq) + NH4NO3(s) + 3H2O(l)

3P4(s) + 20HNO3(aq) + 8H2O(l) → 12H3PO4(aq) + 20NO(g)


• Ovisnost Kw o tlaku – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/92/Pressure_de-pendence_water_ionization_pKw_on_P.svg

• Ovisnost Kw o temperaturi – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d6/Tempera-ture_dependence_water_ionization.svg

• Ovisnost Kw o ionskoj jakosti – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/40/Kw_vs_I.png

• Kiselo-bazni indikatori – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/05/Acid-base-in-dicators.png

• Osmoza - https://en.wikipedia.org/wiki/File:0307_Osmosis.jpg

• Atomske orbitale – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4a/Single_electron_orbitals.jpg

• Objašnjenje paramagnetičnosti molekule O2 teorijom molekulskih orbitala – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5b/MO_diagram_dioxygen.png

• Willard Gibbs – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c7/Josiah_Willard_Gibbs_-from_MMS-.jpg

Slika 2.10. Heksacijanoferat(III) ion

KEMIJA

47


___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________ _______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________________ _____________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________ ___________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________ _________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

48

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________ _______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________________ _____________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________ ___________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________ _________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

49

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________ _______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________________ _____________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________ ___________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________ _________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

50

III. KEMIJA OKOLIŠA I PRIRODE

Slika 3.1. Konji u prirodi

III.1. KEMIJSKI SASTAV ZRAKA

ISHODI UČENJA

(I 3.1.1) nabrojiti najzastupljenije sastojke zraka

(I 3.1.2) procijeniti utjecaj udjela kisika u atmosferi na život na Zemlji kroz povijest

(I 3.1.3) protumačiti promjenu temperature u različitim slojevima atmosfere

(I 3.1.4) objasniti glave uzroke uništavanja ozonskog omotača


• U razgovoru s učenicima istaknuti važnost atmosfere za život na Zemlji – poveznica s biologi-jom.

Slika 3.2. Podjela atmosfere na slojeve prema gradijentu temperature

KEMIJA

51

• Podijeliti atmosferu na četiri osnovna sloja (troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera) prema promijeni temperature s porastom visine (slika 3.2). Istaknuti slojeve pauza između njih u kojima se javlja izotermija – poveznica s geografijom.

• Promatrajući promjenu tlaka zraka s visinom, zaključiti da li će voda brže proključati na vrhu Himalaje ili na vrhu Dilj gore (uz uvijek da su svi ostali parametri u „eksperimentu“ jednaki).

• Nabrojiti najvažnije sastojke zraka i navesti njihove volumne udjele (tablica 3.1).

• Tablica 3.1. Kemijski sastav suhog zraka

Sastojak Volumni udio*

N2 780 900 ppm = 78,09 %

O2 209 400 ppm = 20,94 %

Ar 9 340 ppm = 0,934 %

CO2 350 ppm = 0,35 ‰

H2O 40 ... 40 000 ppm

Ne 18,18 ppm

He 5,24 ppm

CH4 1,5 ppm

Kr 1,14 ppm

H2 0,5 ppm

N2O 0,27 ppm

CO 0,19 ppm

Xe 87 ppb

O3 40 ppb

NO 0,5 ppb

NO2 1 ppb

NH3 4 ppb

SO2 1 ppb

H2S 50 ppt

* ‰ = 10−3; ppm = 10−6; ppb = 10−9; ppt = 10−12

• Na grafu prikazati kako se u atmosferi mijenjao udio kisika od postanka Zemlje do danas (slika 3.3).

KEMIJA

52

Slika 3.3. Porast udjela O2 i O3 tijekom razvoja Zemlje

• Na primjeru kisika i ozona podsjetiti učenike na alotropske modifikacije tvari.

• Apsorpcijom ultraljubičastog zračenja Sunca molekula kisika (O2) se raspada na atome kisika (O) koji dalje s novim molekularnim kisikom tvore ozon (O3).

• Odrediti formalne naboje i oksidacijske brojeve svih atoma u molekuli ozona.

• Kroz esejski rad učenika ili grupe učenika proučiti nastanak ozonskih rupa i njihovo značenje za život na našem planetu.

• Debatom dviju grupa učenika prodiskutirati opravdanost narušavanja ozonskog omotača zbog tehnološkog razvoja civilizacije.

• Kroz esejski rad učenika ili grupe učenika proučiti postanak aerosola i njegov utjecaj na kvalitetu života.

ZANIMLJIVOSTI

• troposfera i stratosfera zajedno sadržavaju 99,9 % mase cjelok-upne atmosfere.

• Gustoća zraka je pri prosječnoj temperaturi od 15 °C i normal-nom tlaku od 101 kPa iznosi oko 1,225 kg/m3, a s porastom visine opada. Kad bi gustoća atmosfere bila svugdje jednaka, atmos-fera bi bila debela svega 3 km, a ne nekoliko stotina kilometara kao što je to u realnosti.

• Sav živi svijet nastaje iz ugljika koji potječe od atmosferskog

KEMIJA

53

ugljikovog(IV) oksida kojeg u atmosferi ima relativno malo (svega 0,035 %). S druge strane, CO2 dominira atmosferama Venere i Marsa.

• Prvi kisik na Zemlji vjerojatno je nastao fotolizom vode i ugljikovog(IV) oksida.

• Ozonski sloj u početku je nastajao blizu površine Zemlje, a zatim se uzdizao u visine. Sadašn-ja ozonosfera se prostire na visini od 18 km do 35 km.

• U atmosferi se nalaze i aerosol, mikroskopski sitne čvrste i tekuće čestice koje lebde nošene zračnim strujama. U 1 cm3 nad oceanom ima oko tisuću lebdećih čestica, a nad industrijskim područjem i do milijun čestica

• Erupcija vulkana Krakatau iz 1883. godine bila je jedna od najvećih zabilježenih prirodnih katastrofa u povijesti našeg planeta. Dim se uzdizao do 80 km visine, nekoliko dana atmos-fera nad cijelim područjem je bila zamračena od pepela, a nastao je plimni val (tsunami) visok 30 m koji je potopio više od 36000 ljudi. Sama eksplozija je probila bubnjiće mornara na bro-du udaljenom 65 km, čula se oko 5000 km daleko i imala je četiri puta veću snagu od najjače termonuklearne bombe ikad detonirane.


1. Ozon u stratosferi smatra se „dobrim“ jer apsorbira štetno ultraljubičasto zračenje Sunca. Ozon u troposferi smatra se „lošim“ jer može štetiti biljkama i izazvati probleme u plućima ljudi. Budući da ozon nastaje i tijekom oluja (gromovi, munje) poslije njih se javlja karak-terističan miris. Na osnovu navedenog, da li je ozon nastao tijekom oluje „dobar“ ili „loš“?

a) Loš jer nastaje tijekom lošeg vremena

b) Loš jer nastaje u troposferi

c) Dobar jer nastaje u stratosferi

d) Dobar jer miriše dobro

2. Bez prisustva ozona u atmosferi ljudski organizam bio bi više podložan bolestima koje izaziva štetno ultraljubičasto zračenje Sunca. Takva bolest je i:

a) Rak pluća

b) AIDS

c) melanom

d) Dijabetes tipa 2

e) Skolioza

3. Dva najzastupljenija sastojka zraka su

a) Kisik i vodik

b) Vodena para i ozon

c) Ugljikov(IV) oksid i kisik

d) Dušik i argon

e) Dušik i kisik

4. U kojim slojevima atmosfere se povećava temperatura s porastom visine?

a) Troposfera

b) Stratosfera

c) Mezosfera

d) Termosfera

KEMIJA

54

e) Niti u jednom od navedenih slojeva

5. Što predstavlja pojava izotermije u atmosferi?

Izotermija je pojava da se s porastom visine temperatura u atmosferi ne mijenja.

KEMIJA

55

III.2. VRIJEME I KLIMA

ISHODI UČENJA

(I 3.2.1) razlikovati vrijeme i klimu

(I 3.2.2) nabrojiti najvažnije meteorološke parametre koji se sustavno mjere


• Nabrojiti poznatije biološke procese koji ovise o atmosferskom utjecaju (fotosinteza, disanje, pigmentacija kože, rast i razmnožavanje biljaka…) – poveznica s biologijom.

• Razjasniti pojmove vremena i klime u vremenskom kontekstu njihovog praćenja.

• Nabrojiti najznačajnije meteorološke parametre koji se sustavno mjere i promatraju na mete-orološkim postajama (temperatura zraka, vlažnost zraka, tlak zraka, smjer vjetra, brzina vjetra, količina oborina, količina isparene vode, temperatura tla, stanje tla, vidljivost, naoblaka, jakost upadnog Sunčevog zračenja…).

• Razjasniti važnost standardiziranog prikupljanja meteoroloških podataka u svrhu usporedbe s podacima prikupljenim na drugim meteorološkim postajama u zemlji i svijetu.

• Približiti značaj izo-linija u klimatografiji (izoterme, izobare, izohipse, izohigre, izonefe, izohi-jete…) – poveznica s geografijom.

ZANIMLJIVOSTI

• Državni hidrometeorološki zavod (DHMZ, http://meteo.hr) temeljna je ustanova za meteo-rologiju i hidrologiju u Hrvatskoj i djeluje od 1947. godine.

• Krovna svjetska organizacija u području vremena, klime i vode djeluje pod okriljem UN-a i zove se World Meteorogical Organization (WMO, www.wmo.int) i osnovana je 1950. godine.

• U Slavonskom Brodu smještena je glavna meteorološka postaja na Jelasu (slika 3.4).

Slika 3.4. Termometrijske kućice na glavnoj meteorološkoj postaji Slavonski Brod

KEMIJA

56

• Najpoznatiju podjelu klime napravio je njemački klimatolog Wladimir Köppen koji je prvi puta prezentirao svoj sustav klimatskih tipova 1884. godine, a popravljao ga je do sve do 1936. godine kako bi isti što više bio usklađen s vegetacijskim značajkama svakog područja.

• Ključni parametri pri karakterizaciji klime su temperatura zraka i količina oborina jer se oni najdulje i najsustavnije prate.

• Po Köppenovoj podjeli klime u Hrvatskoj postoji čak 19 tipova klime!

• Slavonija ima Cfwbx tip klime: umjereno topla kišna klima (C), s toplim ljetom (b), bez izrazito suhog razdoblja (f ), s najmanje oborina u zimskoj polovini godine (w), s jednim glavnim obo-rinskim maksimumom početkom ljetnog razdoblja (x) – pogodna za uzgoj kukuruza.


• Objasni razliku između vremena i klime.

Vrijeme je ukupnost atmosferskih pojava i stanja atmosfere u određenom trenutku na određenom mjestu. Klima je prevladavajuće stanje vremena i pravilnost pojavljivanja vre-menskih tipova, a određuje se dugogodišnjem praćenjem i mjerenjem atmosferskog stanja i pojava.

• Nabroji pet meteoroloških parametara koji se sustavno prate na meteorološkim postajama.

temperatura zraka, vlažnost zraka, tlak zraka, smjer vjetra, brzina vjetra, količina oborina, ko-ličina isparene vode, temperatura tla, stanje tla, vidljivost, naoblaka, jakost upadnog Sunčevog zračenja…

• Na kojim parametrima se zasnivaju podjele klime i zašto?

Na mjerenju temperature zraka i količine oborina jer se oni najdulje i najsustavnije prate.

KEMIJA

57

III.3. PRETVORBA VODE U ATMOSFERI

ISHODI UČENJA

(I 3.3.1) analizirati kružni tok vode u prirodi

(I 3.3.2) povezati udio vodene pare u zraku s relevantnim pojavama u prirodi

(I 3.3.3) prezentirati rad higrometra i higrografa

(I 3.3.4) klasificirati rodove oblaka po visini podnice

(I 3.3.5) usporediti postanak različitih vrsta oborina


• U uvodnom dijelu nastavne teme preporuča se ponoviti značajke svakog agregacijskog stan-ja u kojem se H20 pojavljuje u prirodi.

• Objasniti kružni tok vode u prirodi – poveznica s geografijom.

• Razjasniti učenicima da vlagu u zraku predstavlja vodena para, a ne čestice tekuće vode i krutog leda.

• Uočiti razliku između stvarnog i ravnotežnog tlaka vodene pare, a relativnu vlažnost zraka definirati kao kvocijent navedenih tlakova.

• Navesti vrste higrometara (vlagomjera) i objasniti način njihovog rada.

• Objasniti ulogu kondenzacijskih jezgri u stvaranju vodenih kapljica i ledenih jezgri smrzavanja u nastanku ledenih kristala.

• Grafički predočiti klasifikaciju svih deset rodova oblaka po visini njihove podnice.

• Esejskim radovima učenika predstaviti rodove oblaka.

• Predočiti nastanak zrna tuče modelom koncentričnih kugli i opisati štete koje tuča nanosi.

ZANIMLJIVOSTI

• Godišnja količina oborina koja padne u cijelom svijetu teži oko 1014 t (ili 100 bilijardi kg).

• U atmosferi je sadržano oko 10 puta više vode nego u svim rijekama na svijetu zajedno!

• Prvi higrometar izumio je Leonardo Da Vinci 1480. godine.

• Protugradna obrana temelji se na dodavanju ledenih jezgara u oblake kako bi nastalo puno malih zrnaca tuče (umjesto malo velikih) jer se ona na putu do površine Zemlje uslijed trenja otope u vodene kapljice. Ledene jezgre koje se najčešće koriste su molekule AgI, a zatim i PbI2, CdI2, kolesterol, testosteron i suhi led (kruti CO2). U zadnje se vrijeme korištenje AgI u ove svrhe dovodi se pod pitanje zbog njegove otrovnosti.

• Mjesto Cherrapunji u Indiji ima prosječnu godišnju količinu oborina oko 12000 mm (12000 l/m2), s tim da je jedne godine izmjereno čak 26400 mm!

• Grad Iquique na zapadnoj obali Perua ima prosječnu godišnju količinu oborina samo 1 mm, a

KEMIJA

58

smatra se da u nekim dijelovima Čilea u pustinji Atacama nije bilo kiše već 400 godina. Tak-va suša razlog je što su u Atacami pronađene neke od najstarijih i najbolje očuvanih mumija (Atacama indijanaca).


1. U čemu je razlika između higrometra i higrografa?

Higrometar mjeri trenutnu relativnu vlažnost zraka, a higrograf ju mjeri i zapisuje kroz određeno vremensko razdoblje.

2. Koja vrsta soli se najčešće koristi u raketama za protugradnu obranu?

a) Kloridi

b) Karbonati

c) Jodidi

d) Bromidi

e) Nitrati

3. Koliki se obujam vode nalazi u kišomjeru površine 200 cm3 ako je u njega u nekom vre-menskom razdoblju palo 5 mm oborine?

V (H2O) = 100 cm3= 0,1 dm3

4. Koji se oblak najviše proteže u visinu i nosi naziv „tvornica oblaka“?

a) Kumulonimbus

b) Cirus

c) Stratus

d) Nimbostratus

e) Kumulus

KEMIJA

59

III.4. GIBANJE ZRAKA

ISHODI UČENJA

(I 3.4.1) protumačiti utjecaj tlaka zraka na puhanje vjetra

(I 3.4.2) nabrojiti najpoznatije vjetrove u Hrvatskoj i svijetu

(I 3.4.3) raspraviti utjecaj vjetrene temperature na osjećaj topline


• Ponoviti glavna svojstva Hg zbog kojih se koristi u izradi termometara i barometara.

• Objasniti razloge puhanja vjetra u odnosu na tlak zraka nad nekim područjem.

• Usporediti značajke anticiklone i ciklone s obzirom na tlak i smjer strujanja zraka.

• Nabrojiti glavne vjetrove koji pušu na Jadranu i smjerove iz kojih pušu.

• Smjer vjetra označava se po onoj strani svijeta odakle vjetar puše. Npr. sjeverni vjetar puše od sjevera prema jugu.

• Objasniti utjecaj vjetra na formiranje morskih struja i valova.

• Na terenskoj nastavi demonstrirati rad vjetrulje u određivanju smjera vjetra.

• Na terenskoj nastavi dočarati i procijeniti učinak vjetrene temperature.

ZANIMLJIVOSTI

• Anticiklone koje najviše djeluju nad našim područjem su Azorska i Sibirska, a ciklone Islands-ka i Genovska. Sva navedena imena nastala su po geografskim područjima iznad kojih se anticiklona i ciklona formiraju.

• Duljim zadržavanjem zraka nad nekom homogenom podlogom (ocean, pustinja, polarni sni-jeg i led) on poprimi neka svojstva te podloge. U tome leži razlog zbog čega nekad u našim krajevima pada žuta kiša (pijesak iz Sahare).

• Beaufortova ljestvica izražava jačinu vjetra po njegovom učinku na okoliš, a objavio ju je 1805. godine Sir Frances Beaufort, irski hidrograf i kontraadmiral britanske Kraljevske ratne mornarice. Ljestvica od 13 stupnjeva počinje s oznakom O (tišina), koja predstavlja situaciju bez vjetra u kojoj se lišće ne miče, a završava s oznakom 12 (orkan) koja predstavlja totalno pustošenje okoliša i vjetrove koji pušu više od 118 km/h i uzrokuju valove više od 14 m.

• Najveća brzina vjetra dosad zabilježena (izuzev tornada) potječe od ciklona Olivia. Dana 10. travnja 1996. godine automatska mjerna postaja na otoku Barrow kod obala zapadne Australi-je na visini od 10 m zabilježila je nalet vjetra brzine 408 km/h.

• Pojava da organizam osjeća sniženje temperature na svom dijelu po kojem struji zrak naziva se vjetrena temperatura (engl. wind chill).


1. Kako se razlikuju anticiklone i ciklone po smjeru strujanja zraka?

U anticiklonama zrak struji od središta prema van, a u cikloni od ruba prema središtu.

2. Na Jadranu se javljaju sljedeći vjetrovi

a) Monsun

KEMIJA

60

b) Bura

c) Ciklon

d) Jugo

e) Fen

3. Iz kojeg smjera puše bura na Jadranskom moru?

a) Jug

b) Jugoistok

c) Jugozapad

d) Istok

e) Zapad

KEMIJA

61

III.5. ONEČIŠĆIVAČI ZRAKA, VODE I TLA

ISHODI UČENJA

(I 3.5.1) identificirati glavne uzročnike onečišćenja u zraku, vodi i tlu

(I 3.5.2) procijeniti utjecaj smoga na zdravlje ljudi

(I 3.5.3) preispitati ulogu čovjeka u onečišćenju okoliša


• Prodiskutirati moguće uzroke nastanka najvećih uzročnika zagađenja zraka u svijetu, smo-ga, sumporovih oksida (SOx), dušikovih oksida (NOx), ugljikovog monoksida (CO), hlapivih or-ganskih spojeva, lebdećih česta... i razlučiti im porijeklo (prirodno ili antropogeno) – povezni-ca s biologijom.

• Analizirati postanak kiselih kiša i njihov negativan utjecaj na prirodu.

• Esejskim radom učenika osvrnuti se na kvalitetu zraka u Slavonskom Brodu.

Slika 3.5. Onečišćenje zraka uzrokovano industrijskom aktivnošću

• Voda se smatra onečišćenom kada nije dobra za piće (ljudsku potrošnju) ili kada ne podržava život biljaka i životinja koji se u njoj prirodno odvija. Potrebno je upoznati učenike s važećim pravnim aktima koji reguliraju pitanje vode za ljudsku potrošnju u Hrvatskoj i vrijednostima maksimalnih dopuštenih koncentracija pojedinih parametara koji se mjere prilikom ispitivanje kakvoće vode – poveznica s biologijom.

• Nabrojiti glavne onečišćivače voda (patogeni mikroorganizmi, termalni izvori te organski, anorganski i makroskopski zagađivači). Kemijska analiza vode najčešće uključuje određivan-je pH, kemijsku i biološku potrošnju kisika, dušikove i fosforove spojeve, pesticide, metale te masti i ulja.

KEMIJA

62

Slika 3.6. Čišćenje zagađenje rijeke

• Zagađenje tla najvećim je dijelom posljedica odlagališta otpada i industrijske proizvodnje, posebice poljoprivrede koja rabi sredstva za zaštitu biljaka i gnojiva. Uz to, kao značajne zagađivače tla učenici trebaju prepoznati i ostale grane industrije (posebice naftnu, metalo-prerađivačku i rudarsku) te prometnu infrastrukturu.

• Sanacija onečišćenja u okolišu treba biti jedna od važnijih zadaća suvremenog društva stoga je potrebno značajno podizati svijest učenika o tome.

• Debatom dviju grupa učenika preispitati ulogu čovjeka u onečišćenju okoliša. Kao poticaj za raspravu može poslužiti podatak da je Antartika najmanje zagađeno mjesto na Zemlji.

ZANIMLJIVOSTI

• Smog je skraćenica nastala početkom 20. stoljeća od engleskih izraza „smoke“ (što znači „dim“) i „fog“ (što znači „magla“).

• Veliki smog naziv je događaja koji se dogodio u prosincu 1952. godine u Londonu kako je grad na četiri dana bio uvelike obavijen smogom do razine značajno smanjene vidljivosti. Događaj je bio rezultat velike uporabe ugljena i rada londonske industrije uz kombinaciju sa stabilnom anticiklonom i vremenom bez vjetra. Medicinski izvještaji iz tog doba ukazuju na smrt oko 4000 ljudi i zdravstvene probleme za oko 100000 ljudi uzrokovane utjecajem smo-ga na dišni sustav. Nova istraživanja govore da je broj smrtnih slučajeva došao i do 12000. Ovaj događaj bio je prekretnica u svijetu u nastojanjima da se smanji onečišćenje zraka i imao je značaj utjecaj na daljnja pitanja zaštite okoliša.

• U pripremi za ljetne olimpijske igre 2008. godine u Pekingu na rješavanje pitanja smoga utrošeno je 17 milijardi USD. Unatoč tome bilo je dana kad se Sunce na nebu iznad Pekinga nije jasno vidjelo.

KEMIJA

63

• Po podacima Svjetske zdravstvene organizacije u 2014. godini oko 7 milijuna ljudi u svijetu je umrlo od posljedica zagađenog zraka.

• Procjenjuje se da u Indiji svakog dana umre oko 600 ljudi zbog bolesti uzrokovanih zagađen-jem vode, a da je skoro 90 % vode u kineskim gradovima zagađeno.

• Više od milijardu ljudi u svijetu nema osiguran kontinuirani pristup pitkoj vodi.

• Kina konzumira oko 35 % svjetske potrošnje umjetnih gnojiva. S obzirom da je to čak 40 % više od njihovih realnih potreba, oko 10 milijuna tona gnojiva godišnje odlazi u kineske rijeke što stavlja poljoprivredu na prvo mjesto zagađivača okoliša u najmnogoljudnijoj zemlji svijeta.

• Prvu poveznicu između onečišćenja zraka i kiselih kiša dao je škotski kemičar Robert Angus Smith 1852. godine u Manchesteru.

Slika 3.7. Posljedice kiselih kiša


1. Važan izvor vode za piće su podzemne vode. Zbog kojeg razloga u podzemnim vodama ima manje zagađenja bakterijama i štetnim česticama nego u nadzemnim vodama poput rijeka i jezera?

Podzemne vode se prirodno filtriraju. Podzemne vode se čiste prolaskom kroz pijesak i stijene. Podzemne vode nisu izložene zagađenju zbog zaštićenosti tlom.

2. Uobičajena kiša je blago kisela jer u sebi ima nešto otopljenog ugljikovog(IV) oksida. Kisele kiše su više kisele od uobičajenih jer sadrže otopljene i sumporove i dušikove okside. Otkuda potječu sumporovi i dušikovi oksidi u atmosferi?

SOx i NOx potječu od zagađenja izazvanog industrijskom emisijom, izgaranjem fosilnih

KEMIJA

64

goriva, vulkanskim plinovima i sličnim izvorima zagađenja.

3. Kamenac je kruta tvorevina nastala taloženjem karbonata iz vode. Uklanjanje kamenca u domaćinstvu prikazano je sljedećom jednadžbom

CaCO3(s) + 2CH3COOH(aq) → (CH3COO)2Ca(aq) + CO2(g) + H2O(l)

Koliko je litara vodene otopine octene kiseline masenog udjela 0,09 i gustoće 1,05 g/cm3 potrebno za potpuno uklanjanje 0,50 kg kamenca?

V (CH3COOH) = 6,35 dm3

?

KEMIJA

65?III.6. ZAŠTITA OKOLIŠA

ISHODI UČENJA

(I 3.6.1) zaključiti o važnosti okoliša za život na Zemlji

(I 3.6.2) procijeniti povezanost tehnološkog napretka civilizacije sa stanjem u okolišu

(I 3.6.3) osmisliti vlastiti doprinos očuvanju okoliša


• U uvodnom dijelu nastavne teme osvijestiti usku povezanost života na našem planetu sa stanjem u okolišu, kroz prošlost i u današnje vrijeme.

• Opisati najvažnije načine zbrinjavanja otpada.

• Nabrojiti kemijske metode i postupke koji se koriste u različitim vidovima zaštite okoliša (ut-vrđivanje stupnja onečišćenja ili klasifikacije otpada, određivanje načina zbrinjavanja otpada, utvrđivanje načina uklanjanja tvari koje onečišćuju okoliš).

• Debatom dviju grupa učenika komentirati povezanost tehnološkog napretka u svijetu s onečišćenjem okoliša.

• Učenici bi samostalno u pisanom uratku trebali osmisliti vlastiti doprinos očuvanu okoliša. Preporuča se formirati tročlano povjerenstvo koje će procijeniti sve preložene aktivnosti (do-prinose) i najbolje ocjenjenog učenika adekvatno nagraditi/pohvaliti.

ZANIMLJIVOSTI

• Indijanski poglavica Seattle, po kojem je nazvan veliki grad u SAD-u, u svom obraćanju amer-ičkim vlastima1854. godine ističe da „zemlju nismo naslijedili od svojih predaka, nego smo je posudili od svojih potomaka“ te „mi smo dio zemlje - zemlja je dio nas. Mirisne trave su nam sestre; jelen, pastuh i veliki orao braća. Stjenoviti vrhunci, sočni pašnjaci, toplo ponijevo tijelo i čovjek – sve pripada istoj obitelji.“

Slika 3.8. Indijanski poglavica Seattle 1864. godine

• Fascinaciju prirodom i okolišem može se susresti u mnogim djelima i izričajima poznatih hr-vatskih i svjetskih znanstvenika i umjetnika (Louis Pasteur, Herman Hesse, Johannes Keppler, Dragutin Tadijanović, Lav Nikolajevič Tolstoj…) – poveznica s hrvatskim jezikom.


1. Koje metode kemijske analize se koriste u utvrđivanju onečišćenosti okoliša? Navesti barem pet.

Određivanje pH, kalorimetrija, redoks titracije, kiselo-bazne titracije, gravimetrija, određivanje električne provodnosti (vodljivosti), spektroskopske metode, elektroanal-itičke metode, kromatografije…

2. Koji moderni tehnološki proizvodi, postupci i pojave značajno doprinose zagađenju oko-liša?

Globalno zagrijavanje, genetski inženjering, nagli rast broja stanovnika, globalizacija, katastrofe u industriji (nuklearne, naftne, kemijske), velika potrošnja energije, neadekvat-

KEMIJA

66

no zbrinjavanje otpada…

3. Što podrazumijeva fizikalno-kemijska obrada otpada?

Uporabu fizikalnih i kemijskih metoda kako bi otpad postao bezopasan ili kako bi se mogao iskoristiti u druge svrhe kao sekundarna sirovina: mehaničko pročišćavanje, taloženje, filtracija, neutralizacija, kristalizacija, isparavanje, zgušnjavanje…

KEMIJA

67

III.7. OPASNE KEMIKALIJE

ISHODI UČENJA

(I 3.7.1) navesti glavne odredbe Zakona o kemikalijama

(I 3.7.2) prepoznati znakovne oznake na opasnim kemikalijama

(I 3.7.3) interpretirati sigurnosno-tehničke listove

(I 3.7.4) opisati mjere zaštite pri skladištenju i transportu opasnih kemikalija


• Zakon o kemikalijama temeljni je zakon kojim se propisuju uvjeti koje moraju ispunjavati pravne i fizičke osobe za obavljanje djelatnosti proizvodnje, stavljanja na tržište i korištenja kemikalija te uvjeti za obavljanje uslužnih ili posredničkih poslova, pri kojima ne dolaze u neposredan doticaj s kemikalijama. Zakon je usklađen s relevantnim direktivama i propisima Europske Unije. Esejskim radovima učenika približiti glavne odredbe Zakona o kemikalijama i pravilnika koji reguliraju djelatnosti vezane za opasne kemikalije.

• Kemijske nesreće su nesreće prouzročene u radu s opasnim tvarima – kemikalijama. Do ke-mijskih nesreća dolazi istjecanjem zapaljivih i otrovnih tekućina ili plinova uslijed nesreća u tehnološkim procesima u industriji, prometnih nesreća s vozilima koje prevoze opasne tvari – kemikalije i slično. Upoznati učenike s postupcima i ponašanjem u slučaju kemijske nesreće.

• Sigurnosno-tehnički list (STL) neke kemikalije sadrži iscrpne informacije o tom proizvodu, po-datke o rizicima, preporuke o zaštitnim mjerama, postupanje u kritičnim situacijama i ponašan-je u prometu. STL ima 16 odjeljaka, a njegov izgled i način ispunjavanja utvrđeni su Uredbom EU br. 1907/2006 (REACH), odnosno Uredbom EU br. 453/2010.

• Hrvatski zavod za toksikologiju i antidoping vodi Registar STL-a koji je javan i kojem se može pristupiti putem adrese http://registar.hzt.hr.

ZANIMLJIVOSTI

• Europska agencija za kemikalije (European Chemicals Agency, ECHA, http://echa.europa.eu/) pokretačka je snaga među regulatornim tijelima u primjeni novog zakonodavstva EU u pod-ručju kemikalija, za dobrobit ljudskog zdravlja i okoliša kao i za inovativnost i konkurentnost.

• Hrvatski zavod za toksikologiju i antidoping (HZTA, http://www.hzt.hr) je zdravstvena ustanova zadužena za sprječavanje otrovanja i drugih štetnih učinaka kemikalija te za svekoliku pomoć u smanjivanju posljedica nesreća u koje su uključene opasne kemikalije.

• Podaci navedeni na sigurnosno-tehničkim listovima ne mogu se proglasiti tajnim.

• Opasne tvari i smjese označavaju se znakovima i oznakama opasnosti (slika 3.9).

KEMIJA

68

Slika 3.9. Znakovi i oznake opasnosti

• Novi sustav označavanja opasnosti temeljen je na devet piktograma koji će od 1. lipnja 2017. godine biti obavezni pri prodaji opasnih tvari i smjesa (slika 3.10). Piktogram opas-nosti je slika na oznaci koja uključuje simbol upozorenja i određenu boju radi pružanja podataka o štetnosti po zdravlje ili okoliš koja proizlazi od određene tvari ili određenog pripravka.

Slika 3.10. Piktogrami opasnosti


1. Kako se zove temeljni zakon kojim su u Hrvatskoj regulirana pitanja vezana za opasne kemikalije?

Zakon o kemikalijama.

2. Simbol mrtvačke glave nalazi se na jednom od devet piktograma opasnosti. Na koje tvari/opasnosti on upozorava?

a) Nagrizajuće tvari

b) Tvari koje su oksidansi

c) Tvari opasne za vodeni okoliš

KEMIJA

69

d) Lako zapaljive tvari

e) Akutno toksične tvari

3. Koje su najčešći uzroci kemijskih nesreća?

Istjecanje zapaljivih i otrovnih tekućina ili plinova uslijed nesreća u industriji te prometne nesreće s vozilima koje prevoze opasne tvari – kemikalije.

4. Koliko piktograma opasnosti postoji?

a) 7

b) 8

c) 9

d) 10

e) 11

KEMIJA

70

II.8. NUKLEARNA KEMIJA

ISHODI UČENJA

(I 3.8.1) usporediti osnovne radioaktivne raspade

(I 3.8.2) razlikovati radioaktivne nizove u prirodi

(I 3.8.3) izračunati vrijeme poluraspada zadanog atoma

(I 3.8.4) opisati uporabu najpoznatijih radioaktivnih elemenata u znanosti i industriji

(I 3.8.5) kritički prosuditi opravdanost uporabe nuklearne energije


• U uvodnom dijelu predavanja ponoviti građu atoma i pojam izotopa.

• Za odvijanje kemijskih reakcija presudni su elektroni. Usporediti posebnost nuklearnih reak-cija u odnosu na ostale kemijske reakcije na osnovu sudjelovanja i jezgre atoma u nuklearnoj reakciji.

• Prirodne radioaktivne tvari emitiraju tri vrste zračenja: α-zrake ( jezgre atoma 4He), β-zrake (elektroni) i γ-zrake (kratkovalno elektromagnetsko zračenje visoke energije). Radioaktivni el-ementi emisijom zračenja prelaze u druge elemente. Objasniti ove reakcije u smislu njihove nepovratnosti (ireverzibilnosti).

• α-raspad može se prikazati sljedećom reakcijom

HeEE 42

42 +→ −

−AZ

AZ

• β-raspad može se prikazati sljedećom reakcijom−

+ +→ eEE 1A

ZAZ

• Moderna znanost otkrila je još nekoliko vrsta radioaktivnih rasapa (protonsko zračenje, dvostruko protonsko zračenje, neutronsko zračenje, elektronski uhvat, dvostruki elektronski uhvat, dvostruki β-raspad, pozitronsko zračenje…).

• U prirodi postoje tri raspadna niza: uranov (počinje s U23892 , a završava s neradioaktivnim

izotopom Pb20682 ), aktinijev (počinje s U235

92 , a završava s izotopom Pb20782 ) i torijev (počinje s

Th23290 , a završava s izotopom Pb208

82 ).

• Zakon radioaktivnog raspada opisuje koliko će se jezgri nekog atoma raspasti u određenom vremenskom intervalu u odnosu na broj jezgri tog atoma u uzorku. Matematički se izražava kao

teNtN λ−⋅= 0)(

• gdje je λ konstanta radioaktivnog raspada. Definirati vrijeme poluraspada t1/2 kao vrijeme u kojem se početni broj radioaktivnih jezgri smanji na pola.

• Radioaktivni izotopi značajno se koriste u prirodnim i biomedicinskim znanostima za tzv. radioizotopno označavanje kojim se prati trag neke tvari u kompleksnom sustavu. Navesti učenicima primjer da se može detaljno pratiti metabolički put glukoze koja se prethodno

označi radioaktivnim izotopom fluora F189 .

• Metoda datiranja radioaktivnim izotopom ugljika C146 može odrediti starost uzorka koji sadrži

KEMIJA

71

organske primjese. Upoznati učenike da se ovom metodom mogu datirati uzorci do oko 50000 godina starosti.

ZANIMLJIVOSTI

• Prirodnu radioaktivnost otkrio je francuski fizičar Henri Becquerel 1896. godine slučajno proučavajući fosforescenciju uranovih soli. Za svoje otkriće, zajedno sa supružnicima Curie, dobio je Nobelovu nagradu za fiziku 1903. godine. Po Becquerelu je nazvana međunarodna mjerna jedinica za radioaktivnost.

• Geiger-Müllerov brojač je instrument koji služi za detekciju ionizirajućeg zračenja odnosno ra-dioaktivnosti. Prvu inačicu izumio je njemački fizičar hans Geiger 1910. godine na Sveučilištu u Manchesteru. Zajedno sa svojim studentom Waltherom Müllerom, 1928. godine unaprjeđuje originalni brojač koji po njima dobiva svoje današnje ime.

• U biosferi (a time i u živim organizmima) može se pronaći 60 radioaktivnih elemenata koji

porijeklo vuku od postanka Zemlje ( U23892 , U235

92 , Ra22688 , Th232

90 …), kozmičkog zračenja ( H31 ,

Be74 , C14

6 i dr.) i od ljudske tehnologije ( Sr9038 , I129

53 , I13153 , Cs137

55 , Pu23994 itd.).

• Prvi nuklearni reaktor izgrađen je u Chicagu (SAD) 1942. godine pod vodstvo Enrica Fermija.

• Prva nuklearna bomba izgrađena je 1945. godine u projektu Manhattan u kojem su sudjelovali brojni izvrsni znanstvenici i inženjeri pod vodstvom američkog fizičara Roberta Oppenheime-ra. Bio je to odgovor američke vlade na strahovanja da bi nacistička NJemačka mogla izgra-diti atomsku bombu i time ostvariti prevlast u 2. svjetskom ratu. Bomba je funkcionirala na principu nuklearne fisije.

• U bombardiranju Hirošime i nagasakija (Japan) 6. i 9. kolovoza 1945. godine život je odmah izgubilo oko 100000 ljudi. Dodatnih 150000 ljudi umrlo je u idućih pet godina, a mnoštvo ljudi još godinama poslije je osjećalo ozbiljne posljedice nuklearnog napada. Detonacija bombe iznad Hirošime uzrokovala je dim i prašinu koji su se u obliku gljive uzdizali do 15 km u zrak, a bili su vidljivi sa 560 km udaljenosti (slika 3.11).

Slika 3.11. Atomski oblak iznad Hirošime 1945. godine

• Nuklearna katastrofa u Černobilu (Ukrajina) dogodila se 26. travnja 1986. godine i predstavlja najveću nesreću u nekoj nuklearnoj elektrani. Nošen vjetrom radioaktivni oblak visine 1500 m proširio se idućih dana prema sjeveru i zapadu. S obzirom na šutnju sovjetskih vlasti o in-cidentu, katastrofu su prvi oglasili Šveđani do kojih je došao radioaktivni oblak 28. travnja. Neke procjene govore da je od posljedica černobilske katastrofe umrlo više stotina tisuća ljudi. Mjesto eksplozije četvrtog reaktora prekriveno je sarkofagom od nekoliko stotina me-tara betona. Iznenađujuće s obzirom na količinu radijacije, krajem 90-ih godina 20. stoljeća zabilježen je povrat flore i faune u to područje.

• Uporaba nuklearne energije označena je izuzetno važnom prekretnicom u svijetu da neki čak novo doba nazivaju atomskim (nuklearnim). Istovremeno, uporaba nuklearne energije i poglavito nuklearnog oružja izaziva velika etička pitanja.

• Nuklearnim silama u svijetu danas se smatraju SAD, Rusija, Velika Britanija, Francuska, Kina, Indija i Pakistan, a za još neke zemlje se sumnja da posjeduju nuklearno naoružanje (Izrael, Iran, Sjeverna Koreja).

• Međunarodna organizacija za atomsku energiju (IAEA) osnova je 1957. godine sa svrhom razvoja nuklearne energije u miroljubive svrhe i ograničenjem proizvodnje nuklearnog oružja.

KEMIJA

72


1. Brojevni udio nekog raspadnutog radioaktivnog elementa nakon 21 minute iznosi 0,05. Koliko je vrijeme poluraspada tog elementa?

t1/2 = 282,86 minuta

2. Uzorak drvenog ugljena nađen u nekoj spilji pokazivao je množinski (količinski) omjer n(

C146 )/n( C12

6 ) koji je bio smanjen za 0,75 u odnosu na stalni množinski omjer. Ako je utvrđe-

no da vrijeme poluraspada ugljikovog izotopa C146 iznosi 5730 godina, kolika je starost

nađenog uzorka?

t = 11500 godina

3. U prirodi se javljaju tri radioaktivna niza. Jedan od njih završava izotopom Pb20882 , a počin-

je izotopom kemijskog elementa koji je ime dobio po nordijskom bogu groma. Taj niz se zove

a) Neptunov

b) Odinov

c) Torijev

d) Skandijev

e) Uranov

4. Vrijeme poluraspada izotopa I13153 iznosi 8 dana. Ako je na početku broj atoma tog izotopa

bio 5⋅1021, koliko će atoma ostati nakon 85 dana?

a) 0

b) 4,7⋅1020

c) 6,022⋅1023

d) 2,5⋅1021

e) 3,175⋅1018

5. β-raspadom nastaju:

a) Jezgre He

b) Protoni

c) Neutroni

d) Elektroni

e) Pozitroni

KEMIJA

73

III.9. EFEKT STAKLENIKA I GLOBALNO ZATOPLJENJE

ISHODI UČENJA

(I 3.9.1) povezati kretanje energije u tlu i atmosferi u efekt staklenika

(I 3.9.2) raspraviti utjecaj globalnog zatopljenja na okoliš

(I 3.9.3) valorizirati učinke Protokola iz Kyota


• Dijagramom treba predočiti energijske promjene u atmosferi kao posljedicu zračenja Sunca, apsorpcije, refleksije i difuzije zračenja na česticama u atmosferi, prolaska dijela zračenja iz gornjih slojeva atmosfere do tla i obrnuto, apsorpcije zračenja u tlu, emisije dugovalnog zračenja tla te zračenja i protuzračenja atmosfere. Na osnovu toga treba protumačiti efekt staklenika – poveznica s biologijom.

• Nacrtati strukturne formule stakleničkih plinova koji najviše doprinose globalnom zagrijavanju Zemlje (vodena para, ugljikov(IV) oksid i metan).

• Objasniti nagli porast CO2 u atmosferi nakon 2. svjetskog rata (slika 3.12).

• Debatom učenika raspraviti utjecaj globalnog zagrijavanja na promjene u okolišu. Kao polazišne točke mogu se uzeti prirodna periodična pojavljivanja ledenih doba u prošlos-ti Zemlje s jedne strane te izumiranje biljnih i životinjskih vrsta uslijed zagrijavanja njihovih staništa s druge strane.

Slika 3.12. Volumni udio CO2 u zraku

• Objasniti Mehanizam čistog razvoja, kao jedan od važnijih dijelova Protokola iz Kyota potpi-sanog 1997. godine u Japanu.

• Debatom učenika raspraviti realan učinak Protokola iz Kyota. Polazišne točke mogu biti nerat-ificiranje sporazuma od strane SAD-a, najvećeg „izvoznika“ CO2 u atmosferu i pokušaji da se smanji globalno zagrijavanje na dobrobit cijelog čovječanstva.

ZANIMLJIVOSTI

• Postojanje efekta staklenika prvi je opisao francuski matematičar i fizičar Jean-Baptiste Jo-seph Fourier 1824. godine, a kvantitativno ga je opisao Svante Arrhenius 1896. godine.

KEMIJA

74

• Efekt staklenika jedan je od glavnih razloga iznimno visokih temperatura na površini Venere (prosjek 464 °C). Zbog toga je površina Venere toplija od površine Merkura iako je venera otprilike duplo više udaljena od Sunca u odnosu na Merkur.

• Da nema efekta staklenika u atmosferi Zemlje, temperatura na njenoj površini bi bila – 73 °C.

• Na efektu staklenika razvijena je značajna uporaba staklenika i plastenika u poljoprivredne svrhe.

• Čak 15 od 16 najtoplijih godina od 1880. godine otkad se rade sustavna mjerenje temperature bile su u ovom stoljeću. Najtoplija godina dosad bila je 2015. godina (slika 3.13).

Slika 3.13. Porast temperature u 2015. godini u odnosu na prosjek razdoblja 1951. – 1980. godina

• Srednja svjetska temperatura porasla je za 0,13 °C u 2015. godini u odnosu na 2014. godinu što je drugo najveće povećanje u jednakom vremenskom periodu. Dosadašnje najveće pov-ećanje prosječne temperature se zbilo 1998. godine.


1. Među stakleničke plinove ubrajaju se

a) CO

b) CO2

c) CH4

d) H2O(g)

e) H2

2. Dokumenti koji za cilj imaju smanjenje emisije stakleničkih plinova i globalnog zatopljenja su

a) Lisabonski ugovor iz 2007. godine

b) Bolonjska deklaracija iz 1999. godine

KEMIJA

75

c) Ugovor iz Maastrichta iz 1992. godine

d) Sporazum iz Pariza iz 2015. godine

e) Protokol iz Kyota iz 1997. godine

3. Industrija koja u pozitivnom smislu koristi efekt staklenika u proizvodnji je

a) Poljoprivredna

b) Tekstilna

c) Naftna

d) Farmaceutska

e) Automobilska

KEMIJA

76

III.10. FOTOSINTEZA

ISHODI UČENJA

(I 3.10.1) raščlaniti glavne dijelove fotosinteze

(I 3.10.2) povezati fotosintetsku aktivnost s vegetacijskim pokrovom na Zemlji

(I 3.10.3) prosuditi važnost fotosinteze za život


• Nabrojiti dijelove stanice i biljke u kojima se odvija fotosinteza – poveznica s biologijom.

• Objasniti reakcije svjetla i reakcije tame, kao dijelove fotosinteze.

• Prikazati proces fotosinteze sumarnom kemijskom jednadžbom.

• Klorofili a i b ključni su za odvijanje fotosinteze u biljkama (slika 3.14). Preporuča se objasniti zelenu boju dijelova biljaka bogatih klorofilom. Kao podloga za to mogu poslužiti apsorpci-jski spektri u vidljivom i ultraljubičastom dijelu elektromagnetskog spektra iz kojih se vidi da klorofili a i b najviše apsorbiraju plavi, a zatim crveni dio spektra. Posljedično tome, zeleni dio vidljive svjetlosti vrlo slabo apsorbiraju, ali ga zato jako dobro reflektiraju.

Slika 3.14. Strukturna formula klorofila a

• Povezati prostorno odvijanje fotosinteze s biosferom na Zemlji.

• Osvijestiti važnost fotosinteze za odvijanje cjelokupnog života na Zemlji.

• Esejskim radom prikazati utjecaj suvremene industrije na fotosintezu.

ZANIMLJIVOSTI

• Pojam „fotosinteza“ izveden je od grčkih izraza „phos“ (svjetlo) i „synthesis“ („spajanje“).

• Fotosinteza na Zemlji je stara oko 3,5 milijardni godina i odgovorna je za nastanak atmosfer-skog kisika.

• Neki fotosintetski procesi (mehanizmi) odvijaju se na femtosekundnoj skali (10–15 s)!

• Za pretvaranje 1 mol CO2 u glukozu potrebno je uložiti 6,3⋅106 J energije.

KEMIJA

77

• Od 46 % dozračene Sunčeve energije u vidljivom dijelu spektra, svega 20 % je pogodno za fotosintezu, a od toga se iskoristi samo 8 %. Unatoč toj relativno skromnoj iskoristivosti, svaki dan se fotosintezom uskladišti 3,6⋅1010 J (ili 36 GJ) energije.

• Učinkovitost fotosinteze se ne povećava linearno s globalnim ozračenjem (dozračenom en-ergijom) već ima svoj maksimum koji je karakteristika svake biljke.

• Većina biljaka u našim krajevima optimum fotosinteze postiže pri 30 °C do 35 °C.


1. U kojem dijelu elektromagnetskog spektra klorofil a apsorbira najmanje energije?

a) Ljubičastom

b) Plavom

c) Zelenom

d) Narančastom

e) Crvenom

2. Fotosinteza je jedan od najvažnijih procesa u prirodi. Njome nastaju

a) Ugljikov(IV) oksid

b) Kisik

c) Ugljikov(II) oksid

d) Glukoza

e) Lipidi

3. Fotosintezom nastaje kemijska energija pohranjena u organskim molekulama. Dnevna proizvodnja energije procesom fotosinteze doseže vrijednost

a) 6,3⋅106 J

b) 3,6⋅1010 J

c) 3,6⋅103 J

d) 36 GJ

e) 100 molekula adenozintrifosfata (ATP-a)

KEMIJA

78

III.11. ALKOHOLNO VRENJE

ISHODI UČENJA

(I 3.11.1) izvesti pokus destilacije etanola

(I 3.11.2) potvrditi važnost alkoholnog vrenja u prehrambenoj industriji

(I 3.11.3) imenovati najznačajnije prirodne sirovine za alkoholno vrenje


• U uvodnom dijelu preporuča se osvrnuti na povijesni kontekst proizvodnje i uporabe etanola u alkoholnim pićima – poveznica s povijesti.

• Nacrtati strukturnu formulu etanola te nabrojiti i pobliže objasniti njegova najvažnija kemijska svojstva (slika 3.15).

Slika 3.15. 3D model molekule etanola

• Alkoholno vrenje (ili alkoholna fermentacija) naziv je za kemijski proces u kojem se glukoza uz pomoć enzima zimaza iz kvaščevih gljivica pretvara u etanol i ugljikov(IV) oksid uz oslobađan-je energije u obliku molekula ATP-a. To je složen kemijski proces koji se može prikazati su-marnom jednadžbom

C6H12O6 → 2CO2 + 2H20 + ∆E(2ATP)

• Demonstrirati pokus alkoholnog vrenja pomoću nekog prezrelog voća i pekarskog kvasca.

• Učenici bi trebali samostalno izvesti destilacijsko razdvajanje etanola iz smjese etanol – voda.

• Nabrojiti prirodne sirovine od kojih se najčešće proizvode alkoholna pića.

• Esejskim uratkom učenika prikazati uporabu etanola u prehrambenoj industriji.

KEMIJA

79

ZANIMLJIVOSTI

• Osim u prehrambenoj industriji, etanol se u većoj mjeri upotrebljava u medicini (otapalo, pro-tuotrov, antiseptik), kemijskoj industriji (otapalo, prekursor u sintezi mnogih organskih spoje-va) i automobilskoj industriji (pogonsko gorivo)…

• Više od 85 % etanola koji se u svijetu koristi kao pogonsko gorivo proizvede se u SAD-u i Brazilu.

• Apsolutni alkohol je onaj u kojem je udio etanola veći od 99 % (ostalo je voda) i nikako nije namijenjen ljudskoj uporabi!

• Godišnja svjetska proizvodnja alkohola za piće premašuje 2 milijuna litara čistog alkohola.

• Po podacima Svjetske zdravstvene organizacije, godišnja potrošnja alkohola kod osoba star-ijih od 15 godina u 2010. godini iznosila je 6,2 litara po osobi. Ista organizacija navodi da je u 2012. godini oko 3,3 milijuna umrlih bilo povezano s alkoholizmom. To predstavlja oko 5,9 % ukupnog broja umrlih osoba u toj godini.

• Uz prekomjernu konzumaciju alkohola povezano je više od 200 bolesti i oboljenja.

• Neke istraživačke studije pokazale su da je oko 40 % automobilskih nesreća sa smrtnim posl-jedicama povezano s prekomjernom konzumacijom alkohola. Također, više od 20 % nesreća na radu u većoj ili manjoj mjeri povezane su s alkoholom.

• Određivanje alkohola u krvi (tzv. alkotest) temelji se na redoks reakciji u kojoj se etanol oksidi-ra u octenu kiselinu istovremeno reducirajući kalijev bikromat do Cr3+ iona zbog kojih otopina pozeleni.


1. Alkoholno vrenje složen je kemijski proces pretvorbe šećera. Kako se piše sumarna jed-nadžba kojom se prikazuje alkoholno vrenje?

C6H12O6 → 2CO2 + 2H20 + ∆E

2. Alkoholnim vrenjem nastaju

a) Ugljikov(IV) oksid

b) Kisik

c) Ugljikov(II) oksid

d) Glukoza

e) Etanol

3. Tijekom alkoholnog vrenja u nekoj voćnoj sirovini zamjećuje se pjena na vrhu fermentaci-jske posude. Što je uzrok toj pjeni?

Pjena se stvara uslijed nastanka plinovitog CO2 koji izlazi izvan posude.

KEMIJA

80

III.12. OCTENO-KISELO VRENJE

ISHODI UČENJA

(I 3.12.1) obrazložiti jednadžbu octeno-kiselog vrenja

(I 3.12.2) izvesti pokuse dobivanja alkoholnog i vinskog octa


• Proizvodnja octa jedan je od najstarijih prehrambenih postupaka. U razgovoru s učenicima nabrojiti najpoznatije uporabe octa (dodatak jelu, u proizvodnji drugih prehrambenih proizvo-da, kao konzervans, u prirodnoj medicini...).

• Octeno-kiselo vrenje predstavlja fermentaciju alkohola etanola uz prisustvo octeno-kiselih bakterija. Opisati octeno-kiselo vrenje sumarnom jednadžbom koja predstavlja taj proces

C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O

• Ovim postupkom dobije se 10 % – 14 % octena (etanska) kiselina. Njenim razrjeđenjem na 4 % – 8 % dobije se ocat za kućnu uporabu. Utvrditi kojim otapalom se octena kiselina razrjeđuje do octa.

• Upoznati učenike da octeno-kisele bakterije predstavljaju Gram-negativne bakterije koje se koriste pri fermentacijskoj oksidaciji šećera ili etanola u octenu kiselinu. Ima ih 10 rodova.

• Octena kiselina je bitno slabija od anorganskih kiselina, ali je zato jača od većine organskih. Na 25 °C konstanta disocijacije joj iznosi Ka (CH3COOH) = 1,75⋅10–5 mol/dm3. Usporediti jakosti nekih kiselina koje se koriste u svakodnevnom životu.

Slika 3.16. 3D model molekule octene kiseline

• Demonstrirati pokus octeno-kiselog vrenja uz pomoć čaše vina ili 70 %-tnog etanola.

• Esejskim uratkom učenika prikazati uporabu octa i octene kiseline u prehrambenoj industriji.

KEMIJA

81

ZANIMLJIVOSTI

• Ledena (glacijalna) octena kiselina je bezvodna octena kiselina koja na temperaturi od 16,6 °C očvrsne u krutinu sličnu ledu.

• 75 % octene kiseline koja se koristi u kemijskoj industriji dobiva se iz alkohola metanola.

• Obrat u mišljenju da ocat nastaje spontanim ukiseljavanjem vina donio je poznati francus-ki kemičar Louis Pasteur 1864. godine kada je otkrio da ocat zapravo nastaje djelovanjem mikroorganizama u fermentiranom vinu.

• Ocat s 20 % octene kiseline može se koristiti kao herbicid protiv jednogodišnjih biljaka.


1. Octeno-kiselo vrenje složen je kemijski proces pretvorbe etanola u ocat. Kako se piše sumarna jednadžba kojom se prikazuje octeno-kiselo vrenje?

C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O

2. Kako se mijenja pH otopine pri proizvodnji vinskog ili alkoholnog octa?

a) Povećava se

b) Smanjuje se

c) Ne mijenja se

d) Ne može se utvrditi

3. Polazišna sirovina u proizvodnji octa je

e) Ugljikov(IV) oksid

f) Fruktoza

g) Ugljikov(II) oksid

h) Glukoza

i) Etanol


Slika 3.17. Kemijski sastav suhog zraka prikazan površinama (desni zeleni kvadrat je 100 puta uvećan u osnosu na lijevi)

Slika 3.18. Promjena tlaka zraka s porastom visine

KEMIJA

82

Slika 3.19. Wladimir Köppen (1846. – 1940.)

• Podjela klime po Köppenu – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/60/World_Koppen_Classification_%28with_authors%29.svg

• Kružni tok vode u prirodi – https://hr.wikipedia.org/wiki/Datoteka:Kru%C5%BEenje_vode-hi-drolo%C5%A1ki_ciklus.png

• Rodovi oblaka – https://en.wikipedia.org/wiki/File:Cloud_types_en.svg

• Vjetrena temperatura – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0a/Indeks_hlad-jenja.png

• Slikovit prikaz rada Geiger-Müllerovog brojača – https://en.wikipedia.org/wiki/File:Geiger-Muller-counter-en.png

• Apsorpcijski spektar klorofila a i b – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/23/Chlorophyll_ab_spectra-en.svg

• Biosfera – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/44/Seawifs_global_biosphere.jpg

KEMIJA

83


___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________ _______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________________ _____________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________ ___________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________ _________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

84

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________ _______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________________ _____________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________ ___________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________ _________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

85

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________ _______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________________ _____________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________ ___________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________ _________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

86

IV. SUVREMENA KEMIJSKA ANALIZA

Slika 4.1. ESEEM spektar

IV.1. PRECIZNOST, TOČNOST I REPREZENTATIVNOST U MJERENJU

ISHODI UČENJA

(I 4.1.1) razlikovati preciznost i točnost u kemijskoj analizi

(I 4.1.2) povezati reprezentativnost uzorka sa svrhom analize


• Preciznost se definira kao slaganje dvaju ili više mjerenja izvedenih na potpuno isti način. Potrebno je upoznati učenike da se kao najčešća mjera preciznosti koristi eksperimentalno standardno odstupanje (s) koje se računa po matematičkom izrazu

1

)(1

2_

−

−=∑=

N

xxs

N

ii

gdje je _xxi − odstupanje od sredine i-tog mjerenja. Kvadrat tog odstupanja naziva se vari-

jancija (s2) – poveznica s matematikom.

• Treba znati da se u kemiji često koristi relativno standardno odstupanje (RSO) koje se iz-

ražava kao kvocijent standardnog odstupanja (s) i aritmetičke sredine (_x ) određenog skupa

podataka.

• Točnost označava bliskost rezultata mjerenja i njegove istinske ili (najčešće) prihvaćene vri-jednosti, a izražava se kao pogreška. Pogreške se mogu prikazati kao apsolutne ili relativne.

• Apsolutna pogreška (E) u mjerenju neke veličine xi je razlika između izmjerene vrijednosti te

veličine i njene prave ili prihvaćene vrijednosti (xt). Preporuča se predstaviti učenicima češće korištenu relativnu pogrešku (Er) matematičkim izrazom

KEMIJA

87

%100t

tr ⋅

−=

xxxE i

• U razgovoru s učenicima raspraviti pojam reprezentativnosti u analitičkoj kemiji te iznimnu važnost spoznaje da analizirani uzorak treba biti reprezentativan odnosno odražavati svojim karakteristikama osnovne značajke cjeline koju predstavlja. Npr. uzorak tla koji se s nekog polja nosi na kemijsku analizu treba vjerno predstavljati cijelokupno polje.

ZANIMLJIVOSTI

• Dok točnost mjeri slaganje između izmjerenog rezultata i njegove prave (istinske) vrijednosti, preciznost zapravo izražava slaganje između nekoliko rezultata dobivenih na istovjetan način.

• Na kemijsku analizu utječu slučajne (neodredive), sustavne (odredive) i grube pogreške. Slučajne pogreške nastaju pri primicanju sustava svojoj maksimalnoj osjetljivosti. Sustavne pogreške mogu biti pogreške instrumenata, pogreške metoda i osobne pogreške te utječu na točnost rezultata. Grube pogreške se javljaju povremeno i rezultiraju time da se jedan re-zultat bitno razlikuje od ostalih.

• Značajne znamenke u nekom broju su sve sigurne i prva nesigurna znamenka. Zaokruživanja rezultata na značajne znamenke predstavlja jedan od jednostavnijih vidova izražavanja vjero-jatne nesigurnosti eksperimentalnih mjerenja.

• Zaokruživanje rezultata nekog računa izvodi se tek na kraju računanja.


1. Serijom mjerenja koncentracije Fe u istovjetnim otopinama obojenog kompleksa željeza dobivene su sljedeće koncentracije Fe izražene u ppm (dijelovi na milijun): 19,4, 19,5, 19,6, 19,8, 20,1 i 20,3. Izračunaj aritmetičku sredinu, eksperimentalno standardno odstupanje i varijanciju za navedeni skup podataka.

_x = 19,78 ppm, s = 0,354 ppm Fe, s2 = 0,126 (ppm Fe)2

2. Da bi kemijski indikator promijenio boju, potrebno je dodati 0,03 mL reagensa u suvišku. Ako je ukupni volumen titriranja 5,00 mL, relativna pogreška mjerenja iznosi

a) 0,03

b) 0,03 %

c) 0,6 %

d) 0,6 ‰

e) 5,03 mL

KEMIJA

88

IV.2. KVALITATIVNA I KVANTITATIVNA KEMIJSKA ANALIZA

ISHODI UČENJA

(I 4.2.1) razlikovati kvalitativnu i kvantitativnu kemijsku analizu

(I 4.2.2) kombinirati različite kvantitativne parametre pri opisu otopina


• Kemijsku analizu učenicima treba predstaviti kao skup postupaka za odjeljivanje, dokazivanje i određivanje pojedinih sastojaka u uzorku neke tvari. Sastojak uzorka koji se određuje se zove analit.

• Preporuča se kroz jednostavne primjere iz svakodnevnog života približiti pojmove kvalita-tivne i kvantitativne kemijske analize. Ti primjeri mogu uključivati košaru s različitim voćem, smjesu vode, pijeska i šljunka, kutiju s dječjim igračkama…

• Kako bi se naglasila važnost i široka primjenjivost analitičke kemije, u razgovoru s učenicima nabrojiti njene značajnije primjene u znanosti i industriji (analiza ispušnih plinova u automo-bilskoj industriji, analiza krvi i urina u medicini, analiza ugljikohidrata i proteina u hrani, analiza tla i gnojiva u poljoprivredi, analiza čelika u metalnoj industriji…).

• Ponoviti osnovne fizikalno-kemijske veličine koje se koriste za kvantitativan opis otopina (ko-ličina (množina) tvari (n), masa tvari (m), volumen tvari (V), broj čestica (N), količinska (množins-ka) koncentracija (c), masena koncentracija (γ), maseni udio (w), volumni udio (ϕ), količinski (množinski) udio (x), molalitet otopljene tvari (b) i druge).

• Za svaku veličinu napisati njenu mjernu jedinicu u SI sustavu.

ZANIMLJIVOSTI

• Iako je kemijska analiza prisutna od samih početaka kemije, značajniji doprinos modernoj analizi dao je njemački kemičar Justus von Liebig razvojem kemijske aparature tijekom 19. stoljeća. Njegov rad posebno je bio usmjeren ka organskoj kemiji.

• Veliki broj analitičkih metoda temelji se na izradi baždarnog pravca pri čemu mjerena veličina predstavlja funkciju poznate koncentracije niza standarda. Baždarni pravac izrađuje se met-odom najmanjih kvadrata na osnovi poznate koncentracije standarda.

• Mnoge metode kemijske analize koriste se i u kvalitativnoj i u kvantitativnoj analizi.

• U praksi se najčešće mjere mase i volumeni pojedinih tvari, a sadržaj ostalih komponenti se stehiometrijski preračunava.

• Kemijska analiza radi se na uzorcima u svim agregacijskim stan-jima, a izbor agregacijskog stanja najviše ovisi o specifičnosti-ma uzorka i metode analize.


1. Kolika je koncentracija otopine koja sadržava 40 g natrijeva karbonata u 600 g otopine? Gustoća te otopine iznosi ρ = 1,067 g/cm3.

a) 0,671 mol/dm3

b) 0,671 mol/cm3

c) 0,671 mmol/dm3

KEMIJA

89

d) 1,067 mol/dm3

e) 640 g

2. Koja je razlika između kvalitativne i kvantitativne kemijske analize?

Kvalitativnom kemijskom analizom utvrđuje se kemijski identitet određivanog sastojka u uzorku, a kvantitativnom se dobivaju brojčani podaci o relativnim ili apsolutnim količinama analita.

3. Amonijev sulfat je gnojivo koje u svom sastavu sadrži među ostalim i dušik i sumpor. Koji ke-mijski element ima najveći maseni udio u navedenom gnojivu?

a) O

b) S

c) H

d) N

e) F

KEMIJA

90

IV.3. KLASIČNE METODE ANALIZE

ISHODI UČENJA

(I 4.3.1) usporediti primjenjivost klasičnih metoda u odabranim primjerima

(I 4.3.2) nacrtati baždarni dijagram pri titracijskim analizama

(I 4.3.3) izvesti pokus s kiselo-baznom i redoks titracijom

(I 4.3.4) izračunati količine tvari u točki ekvivalencije

(I 4.3.5) navesti glavne indikatore u titracijama


• Klasična kemijska analiza obuhvaća reakcije i postupke koji rezultiraju pojavama u uzorku koje su lakše uočljive, kao što su promjena boje, nastajanje ili nestajanje taloga, razvijanje plina i druge.

• Na primjeru određivanja kalcija u pitkoj vodi dodatkom oksalne kiseline mogu se približi-ti učenicima gravimetrijske metode kao klasične metode kemijske analize temeljene na mjerenju mase. U točno odmjereni volumen uzorka vode doda se u suvišku oksalna kiselina (H2C2O4), a zatim i amonijak nakon čega se sav kalcij istaloži u obliku kalcijeva oksalata (Ca-C2O4)

Ca2+(aq) +C2O42–(aq) → CaC2O4(s)

Talog se skupi u prethodno izvaganom lončiću za filtriranje (ili žarenje), osuši, a potom žari kod crvenog plamena kako bi se cijeli talog (kvantitativno) pretvorio u kalcijev oksid (CaO)

CaC2O4(s) → CaO(s) + CO(g) + CO2(g)

Ohlađeni lončić s talogom se izvaže i iz razlike masa praznog lončića i lončića s talogom do-bije se masa kalcijevog oksida. Sadržaj kalcija u uzorku zatim se stehiometrijski preračuna iz dobivene mase kalcijevog oksida.

• Ponekad se u stehiometrijskom preračunavanju u gravimetriji koristi gravimetrijski faktor (GF)

tvari vagane masa formulskatvari tražene masa formulska

⋅=baGF

gdje su a i b stehiometrijski koeficijenti tražene i vagane tvari, a formulske mase relativne atomske/molekulske mase.

• Idealni taložni reagens u gravimetriji trebao bi s analitom reagirati specifično ili barem selek-tivno. Ovdje treba učenicima napomenuti da specifično znači reagirati samo s jednom tvari, a selektivno s više njih koji su povezani nekim zajedničkim značajkama. Uz to, nastali produkt u gravimetriji treba se lako filtrirati i ispirati od nečistoća uz neznatne gubitke analita, ne reagi-rati sa sastojcima u atmosferi te imati poznat kemijski sastav nakon žarenja ili sušenja. Takvih reagensa je na raspolaganju, naravno, izuzetno malo.

• Na primjeru eksperimenta kiselo-bazne titracije u kojoj se 20,00 mL neke otopine HCl titri-ra otopinom Ba(OH)2 točne poznate koncentracije uz indikator bromkrezol zeleno objasniti učenicima pojmove volumetrijska titrimetrija, standardna otopina, bireta, indikatori (različitih vrsta), točka ekvivalencije i završna točka titracije.

2HCl(aq) + Ba(OH)2(aq) → BaCl2 (aq) + 2H2O(l)

KEMIJA

91

• Na primjeru eksperimenta kojem se 20,00 mL neke otopine nepoznate koncentracije koja sa-drži Fe2+ ione titrira otopinom kalijevog permanganata točno poznate koncentracije upoznati učenike s redoks titracijama.

MNO4– + 5Fe2+ + 8H+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

• Za vježbu i bolje upoznavanje s volumetrijskim titracijama preporuča se podijeliti učenike u dvije grupe. Jedna grupa treba izvesti pokus odabrane kiselo-bazne titracije, a druga redoks titracije. Usporediti točnost dobivenih rezultata s pravim vrijednostima koncentracija otopina koje su titrirane i adekvatno nagraditi grupu koja je ostvarila točnije mjerenje.

Kiselo-bazni indikatori koji se često koriste u titracijama prikazani su tablici 4.1.

indikator boja kiselog oblika

boja ba-znog ob-lika

pH prom-jene boje

Bromfenol plavo žuta plava 3,0-4,6

metil oranž crvena žuta 3,1-4,4

metil crveno žuta žuta 4,2-6,3

bromkrezol ljubičasto žuta ljubičasta 5,2-6,8

fenol crveno žuta žuta 6,8-8,4

fenolftalein bez boje crvena 8,3-10,0

timolftalein bez boje plava 9,3-10,5

Redoks indikatori koji se često koriste u titracijama prikazani su tablici 4.2.

indikator boja reducira-nog oblika

boja oksidira-nog oblika E0

In / V

feroin svijetlo plava crvena 1,11

difenilamin sulfonska kiselina

crveno-ljubičas-ta bez boje 0,85

difenilamin ljubičasta bez boje 0,75

metilen pla-vo plava bez boje 0,53

indigo tetra-sulfonat plava bez boje 0,36

Metalni indikatori koji se često koriste u titracijama prikazani su tablici 4.3.

indikator boja indikatora boja kompleksa pH promjene boje

sulfosalicilna kiselina svijetlo žuta crvena 2,5-3,0

PAN svijetlo žuta crveno-ljubičasta 4,0

eriokrom crno T plava crvena 10,0

mureksid ljubičasta crvena 12,0

KEMIJA

92

ZANIMLJIVOSTI

• Jedna od najvažnijih stvari u gravimetriji je analitička vaga. Prvobitno su se koristile me-haničke, a danas sve više elektronske koje važu s preciznošću od 1 µg. Vaganje u kemiju uveo je Antoine-Laurent de Lavoisier krajem 18. stoljeća.

• Američki kemičar Theodor Richards razvio je i unaprijedio mnoge postupke gravimetrijske analize (npr. određivanje srebra i klora, određivanje relativnih atomskih masa za 25 kemijskih elemenata itd.). Za svoj rad u gravimetriji Richards je dobio Nobelovu nagradu za kemiju 1914. godine.

• Gravimetrijska analiza klorida jedna je od najtočnijih i najpreciznijih analiza u analitičkoj kemiji.

• Kao glavna mana gravimetrijske analize često se navodi sporost u odnosu na druge anal-itičke metode, ali su zato gravimetrijske analize izuzetno točne! Pribor za gravimetriju vrlo je jednostavan, relativno jeftin i lak za održavanje.

• Uz volumetrijsku titrimetriju, koja se najviše upotrebljava, postoje još gravimetrijska titrimetrija (mjeri se masa reagensa – otopine poznate koncentracije) i kulometrijska titrimetrija (mjeri se vrijeme potrebno za potpunu elektrokemijsku reakciju).

• Titrimetrijske analize veoma se često upotrebljavaju u kemijskoj analizi jer su općenito brze, lake za izvedbu i točne.

• Primarni standardi su spojevi vrlo visoke čistoće i stabilnosti koji služe kao referentne tvari u volumetrijskim titracijama. Često se koriste i sekundarni standardi koji su manje čisti od pri-marnih i čija se čistoća treba prethodno točno ustanoviti.

• EDTA (etilendiamintetraoctena kiselina) je najčešće korišteni standard u kompleksometriji. To je polidentatni ligand sa šest potencijalnih mjesta za vezanje na metalni ion (četiri karboksilna kisika i dva amino dušika) pri čemu nastaju kelati (slika 4.2).

Slika 4.2. Struktura kelata metal-EDTA


1. Kolika je masa srebrovog nitrata potrebna da bi se 2,33 g natrijevog karbonata prevelo u srebrov karbonat?

m (AgNO3) = 7,47 g

2. Kolika je masa srebrovog klorida koji nastane kad se 0,364 g srebrovog jodida zagrijava u struji klora?

a) 0,364 g

b) 0,182 g

KEMIJA

93

c) 0,728 g

d) 0,111 g

e) 0,222 g

3. Zašto se pri redoks titraciji s kalijevim permanganatom najčešće ne upotrebljava indikator?

Kao završna točka titracije uzima se promjena boje otopine u blagu ružičastu zbog suviška izrazito obojene otopine KMnO4.

4. U uzorku živine masti mase 3,776 g organska se tvar razori s HNO3. Nakon razrjeđenja Hg2+ se titrira s 0,1144 M otopinom NH4SCN i pritom potroši 21,30 mL tiocijanata. Koliki je postotak Hg u masti?

a) 3,24 %

b) 6,47 ‰

c) 12,94 %

d) 3,24 ‰

e) 6,47 %

5. U uzorku izvorske vode volumena 100,0 mL željezo se reducira u +2 stanje, a zatim obradi s 25,00 mL 0,002107 M otopine kalijevog bikromata po reakciji

6Fe2+ + Cr2O72– + 14H+ → 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O

Suvišak K2Cr2O7 retitrira se sa 7,47 mL 0,00979 M otopine Fe2+. Koliko ima željeza u uzorku (izraženo u ppm)?

c (Fe) = 135,7 ppm

6. Pri titraciji otopina natrijevog hidroksida nepoznate koncentracije volumena 10,00 mL, 15,00 mL, 25,00 mL, 30,00 mL i 35,00 mL 0,1 M klorovodičnom kiselinom u točki ekvivalenciji izm-jereni su sljedeći volumeni HCl: 50,00 mL, 75,00 mL, 125,0 mL, 150,0 mL i 175,0 mL. Potrebno je nacrtati baždarni pravac i iz njega grafički odrediti volumen NaOH ako mu u točki ekviva-lencije navedene kiselo-bazne titracije odgovara 100,0 mL HCl.

a) 10,00 mL

b) 20,00 mL

c) 30,00 mL

d) 40,00 mL

e) 50,00 mL

7. Za titraciju uzorka primarnog standarda Na2CO3 mase 0,3367 g potroši se do završne točke 28,66 mL otopine H2SO4. Kolika je koncentracija otopine H2SO4?

a) 0,2217 M

b) 0,4434 M

c) 0,0117 M

d) 0,1108 M

e) 0,2704 M

KEMIJA

94

IV.4. INSTRUMENTNE METODE ANALIZE

ISHODI UČENJA

(I 4.4.1) ustanoviti sličnosti i razlike klasičnih i instrumentnih metoda kemijske analize

(I 4.4.2) navesti najznačajnije instrumentne analitičke metode


• U razgovoru s učenicima utvrditi prednosti i mane korištenja instrumenata u kemijskoj analizi, s naglaskom na današnje digitalno doba – poveznica s informatikom.

• Instrumentnu analizu predstaviti kao dio kemijske analize koji uz pomoć instrumenata daje podatke o kemijskom sastavu i strukturi tvari na temelju separacije, detekcije i mjerenja en-ergijskih promjena koje se događaju u jezgrama ili elektronskom omotaču atoma odnosno u molekulama.

• Instrumentne metode analize grupirati u osnovne skupine: spektroskopske, elektroanalitičke, radiokemijske, termičke metode i metode separacije.

• Predstaviti glavne dijelove tipičnog instrumenta (izvor signala, detektor signala, procesor sig-nala, jedinica za očitavanje).

• Upoznati učenike s važnošću kalibracije instrumenata prije kemijske analize.

ZANIMLJIVOSTI

• Prva instrumentna kemijska analiza bila je plamena emisijska spektroskopija kojom su njemač-ki kemičari Robert Bunsen i Gustav Kirchhoff otkrili cezij (1860. godine) i rubidij (1861. godine).

• Odnos veličine signala i šuma instrumenta (engl. signal-to-noise ratio, S/N ili SNR) jedan je od čestih načina određivanja pogodnosti i kvalitete pojedine metode kemijske analize.


1. U instrumentne metode kemijske analize ubrajaju se

a) Spektroskopija

b) Gravimetrija

c) Kromatografija

d) Volumetrija

e) Termogravimetrija

2. Koji su glavni dijelovi tipičnog instrumenta koji se koristi u instrumentnoj kemijskoj analizi?

Izvor signala, detektor signala, procesor signala i jedinica za očitavanje.

KEMIJA

95

IV.5. KROMATOGRAFIJA

ISHODI UČENJA

(I 4.5.1) usporediti različite vrste kromatografije

(I 4.5.2) navesti glavna područja primjene tekućinske kromatografije visoke djelotvornosti

(I 4.5.3) skicirati kromatogram odabranog uzorka


• Upoznati učenike s pojmom kromatografije kao analitičke tehnike kojom se sastojci smjese odjeljuju ovisno o brzinama kojima ih mobilna (pokretna) faza (tekućina ili plin) nosi kroz sta-cionarnu (nepokretnu) fazu.

• Usporediti dvije osnovne vrste kromatografije, plošnu kromatografiju i kromatografiju na stup-cu (kolonsku).

Slika 4.3. Razdvajanje kromatografijom na stupcu

• Ovisno o mobilnoj fazi, kromatografiju na stupcu podijeliti na tekućinsku (LC), plinsku (GC) i fluidnu kromatografiju pri superkritičnim uvjetima (SFC).

• Razjasniti osnovne kromatografske pojmove (eluens, eluacija, vrpca, pik, kromatogram, vri-jeme zadržavanja (retencijsko vrijeme), mrtvo vrijeme…).

Slika 4.4. Tipični kromatogram smjese s dva sastojka

KEMIJA

96

• Tekućinska kromatografija visoke djelotvornosti (engl. High-Performance Liquid Chromatog-raphy, HPLC) naziv je za novu tehnologiju koja se primjenjuje od 60-ih godina 20. stoljeća na temelju smanjenja veličine punila (promjera manjeg od 10 µm) i korištenja velikih tlakova (nekoliko milijuna Pa).

• Neka od područja djelovanja HPLC-a uključuju farmaciju (pročišćavanje i dokazivanje tvari), sport (dopinške kontrole), medicinu (kliničke studije, dijagnostika), prirodne znanosti (poglavi-to kemiju i biologiju), poljoprivredu (pesticidi), prehrambenu industriju (sastojci u hrani)…

ZANIMLJIVOSTI

• Kromatografiju je izumio ruski botaničar Mihail Semenovič Cvet 1900. godine kada je odjel-jivao biljne pigmente klorofila i ksantofila, a odijeljeni sastojci na koloni su bili vidljivi kao obojene vrpce.

• Naziv kromatografija dolazi od grčkih izraza „chroma“ (boja) i „graphein“ (pisati) i prvi puta se u pisanom obliku pojavljuje 1906. godine.

• HPLC trenutno predstavlja jednu od najučinkovitijih i najupotrebljavanijih analitičkih metoda.

• Granica detekcije kod HPLC-a u velikoj mjeri ovisi o vrsti detektora koji se upotrebljava, a za neke iznosi čak u femtogramima (10–15 g).

• U današnje vrijeme u kolonama se koriste punila promjera manjeg od 2 µm i tlakovi do 120 milijuna Pa što je otvorilo vrata UHPLC-u (engl. Ultra High-Performance Liquid Chromatogra-phy).

• Godine 1952. dodijeljena je Nobelova nagrada za kemiju iz područja kromatografije, Archeru J. P. Martinu i Richardu L. M. Syngeu, za izum particijske kromatografije.


1. Među kromatografije ubrajaju se

a) Tekućinska

b) Kruta

c) Plinska

d) Adsorpcisjka

e) Ionsko-izmjenjivačka

2. Uzorak koja sadrži tvari A i B podvrgnut je kromatografiji na stupcu. Kako izgleda skica izlaz-nog kromatograma ako tvar A ima 2,5 puta manje retencijsko vrijeme od tvari B i u uzorku je ima gotovo duplo više od tvari B?

KEMIJA

97

3. Navedite barem tri područja primjene HPLC-a.

Prirodne znanosti, farmacija, medicina, sport, poljoprivreda, prehrambena tehnologija.

4. Za vrijeme zadržavanja (retencijsko vrijeme) točno je da

a) Predstavlja mrtvo vrijeme detektora

b) Predstavlja vrijeme potrebno analitu da nakon unošenja uzorka stigne u detektor

c) Ne ovisi o prirodi analita

d) Se obično ne može iščitati iz kromatograma

e) Se obično označava oznakom tR

KEMIJA

98

IV.6. ELEKTROMAGNETSKI SPEKTAR

ISHODI UČENJA

(I 4.6.1) objasniti svojstva elektromagnetskog zračenja i njegov učinak na čovjeka

(I 4.6.2) razlučiti dijelove elektromagnetskog spektra

(I 4.6.3) složiti elektromagnetski spektar po rastućoj energiji zračenja


• Približiti učenicima spektar elektromagnetskog zračenja (slika 4.5) kroz primjere upora-be pojedine vrste zračenja u svakodnevnom životu (gama zračenje – istraživanje Svemira, rentgensko zračenje – prijelomi kostiju, ultraljubičasto zračenje – tamnjenje boje kože ljeti, vidljivo zračenje – sve što vidimo, infracrveno zračenje – toplina, mikrovalno zračenje – zagri-javanje hrane u mikrovalnoj pećnici, radiovalno područje – komunikacija mobitelom, TV-om i radio aparatom) – poveznica s fizikom i biologijom.

Slika 4.5. Elektromagnetski spektar zračenja

• Opisati glavne značajke elektromagnetskog spektra (dualnost prirode, brzinu i način širenja, pojam fotona ili kvanta zračenja…) – poveznica s fizikom.

• U razgovoru s učenicima prodiskutirati utjecaj pojedinog dijela elektromagnetskog spektra na čovjeka i pojave u prirodi – poveznica s biologijom.

• Povezati valnu duljinu (λ) i frekvenciju (ν) zračenja na nekoliko primjera: 6,90⋅1015 Hz, 107 nm, 14 µm, 48157 nm i 7,34⋅1011 Hz – poveznica s matematikom.

• Usporediti pojmove transmitancije i apsorbancije.

• Kvantitativan odnos apsorbancije zračenja i koncentracije tvari u otopini opisan je Lam-bert-Beerovim zakonom

A = ε⋅b⋅c

gdje je A apsorbancija (negativni dekadski logaritam udjela upadnog zračenja), ε molarni ap-sorpcijski koeficijent u L/(cm⋅mol), b duljina puta zračenja kroz uzorak u cm, a c koncentracija otopine u mol/L.

KEMIJA

99

ZANIMLJIVOSTI

• Istraživanja elektromagnetskog spektra potječu još od starih Grka, a prvi dio elektromag-netskog spektra koji je otkriven (mimo vidljivog) bio je infracrveni 1800. godine (William Her-schel).

• Ultraljubičasto zračenje je otkriveno 1801. godine djelovanjem svjetla na AgCl.

• Škotski fizičar James Clerk Maxwell je 1865. godine teorijski povezao Sunčevu svjetlost i elektromagnetski spektar (maxwellove jednadžbe).

• Njemački fizičar Heinrich Hertz je 1888. godine pokusom dokazao povezanost svjetla s elek-tromagnetskim zračenjem (ono što je Maxwell teorijski opisao). Njemu u čast nazvana je mjer-na jedinica za frekvenciju zračenja (1Hz = 1 s–1). Hertz je također zaslužan i za otkriće radio valova.

• Rentgensko zračenje otkriveno je 1895. godine (njemački fizičar Wilhelm Röntgen).

• Gama zračenje otkriveno je 1900. godine (francuski kemičar i fizičar Paul Villard), a ime mu je dano 1914. godine (Ernest Rutherford).

• Pri opisu infracrvenog dijela spektra često se upotrebljava valni broj koji predstavlja recip-ročnu vrijednost valne duljine zračenja.

• Lambert-Beerov zakon često se predočava stihovima: Što je čaša veća i tamnija piva, to na kraju tanji tračak svjetla biva.


1. U kojem se dijelu elektromagnetskog spektra nalazi vidljivo područje?a) 0,1 – 1 nmb) 1 – 100 nmc) 400 – 750 nmd) 1 – 1000 µme) 1 m – 1 km

2. Dio zračenja Sunca zbog kojeg osjećamo toplinu na tijelu dolazi oda) γ zračenjab) UV-VIS zračenjac) X zračenjad) Radiovalnog zračenjae) IR zračenja

3. Zračenje najveće energije jea) γ zračenjeb) UV-VIS zračenjec) X zračenjed) Radiovalno zračenjee) IR zračenje

4. Odašiljač tornja neke zračne luke emitira signale pri 118,6 MHz. Koliko iznosi valna duljina tog zračenja? a) 25,28 cmb) 0,0084 cmc) 0,0084 Mmd) 252,8 cme) 214,8 mm?

KEMIJA

100

5. Rubinov laser emitira zračenje pri 694,3 nm. Koliko iznosi frekvencija zračenja rubinovog lasera?a) 1,53⋅1013 Hzb) 4,32⋅1014 Hzc) 1,13⋅1018 Hzd) 1,44⋅10–3 Hze) 4,32⋅1015 Hz

KEMIJA

101

IV.7. BOJE

ISHODI UČENJA

(I 4.7.1) kategorizirati boje po rastućoj valnoj duljini

(I 4.7.2) povezati boju predmeta s njegovim svojstvima


• U uvodnom dijelu preporuča se potaknuti učenike da iskažu svoje viđenje pojma boja – pov-eznica s likovnom umjetnošću.

• Predstaviti boje u vidljivom dijelu elektromagnetskog spektra (slika 4.6) pokusom s lomom svjetlosti na nekom optičkom uređaju (npr. prizmi).

• Esejskim radom učenika objasniti nastanak duge.

•

Slika 4.6. Vidljivi dio elektromagnetskog spektra

• Otopina željezovog(III) tiocijanata je crvene boje jer navedeni kompleks apsorbira zelenu komponentu, a propušta crvenu komponentu elektromagnetskog spektra.

Tablica 4.4. Komplementarne boje u vidljivom dijelu spektra

λ / nm boja komplementarna boja

400 – 435 ljubičasta žutozelena

435 – 480 plava žuta

480 – 490 plavozelena narančasta

490 – 500 zelenoplava crvena

500 – 560 zelena purpurna

560 – 580 žutozelena ljubičasta

580 – 595 žuta plava

595 – 650 narančasta plavozelena

650 – 750 crvena zelenoplava

KEMIJA

102

ZANIMLJIVOSTI

• Boje su kroz povijest imale veliko simboličko značenje (zlatna – svetost u kršćanstvu, lju-bičasta – boja rimskih vladara, duga – biblijski izvještaj o općem potopu…) – poveznica s povijesti.

• Dokazi iz pećine Qafzef u Izraelu upućuju na ljudsko korištenje boja u vremenu od oko 90000 godina prije Krista – poveznica s povijesti.

• Mnogi proizvodi u današnjem svijetu globalizacije prepoznati su po svojim bojama (Coca-Co-la – bijela slova na crvenoj podlozi, Milka – ljubičasta boja, traperice – indigo plava boja, T-mobile – ružičasta boja…).

• Boje imaju i psihološku simboliku – crvena simbolizira ljubav, strast, ali i revoluciju; plava istinu i vjernost; žuta pamet, svjetlo, razum; zelena mir i nadu; crna ima negativne konotacije (nes-reća, tuga, bolest), a bijela simbolizira čistoću i mir.

• Svjetska prepoznatljivost boja očituje se i u zastavama država i dresovima sportskih klubova (npr. crvena boja znak je Manchester Uniteda, žuta boja brazilske nogometne reprezentacije, plava boja talijanske nogometne reprezentacije itd.).

• Nastanak boje u oku posljedica je osjetljivosti mrežnice oka na zračenje različitih valnih dul-jina.

• Daltonizam je poremećaj u prepoznavanju boja kojeg je prvi opisao John Dalton, engleski kemičar i jedan od vodećih svjetskih znanstvenika s kraja 18. i početka 19. stoljeća.


1. Ako neko tijelo najbolje apsorbira zračenje koje odgovara plavoj boji, boja tog tijela bit će

a) Žuta

b) Plava

c) Zelena

d) Narančasta

e) Crvena

2. Zašto vidimo nebo po danu plave boje?

Pri raspršenju sunčeve svjetlosti na česticama u atmosferi najveći intenzitet je za zračenje plave boje (kraćih valnih duljina).

3. Zašto je pri izlasku ili zalasku Sunce narančaste ili crvenkaste boje?

U uvjetima kada je Sunce nisko na horizontu, njegove zrake moraju proći dulji put kroz at-mosferu Zemlje nego kad upadaju okomito na Zemlju sredinom dana. U tim okolnostima kroz atmosferu se najmanje raspršuje zračenje većih valnih duljina (narančastih i crven-kastih nijansi) koje onda dolazi do promatrača na površini Zemlje.

KEMIJA

103

IV.8. OSNOVE SPEKTROSKOPIJE

ISHODI UČENJA

(I 4.8.1) razlikovati emisiju i apsorpciju zračenja

(I 4.8.2) utvrditi posljedice interakcije tvari s elektromagnetskim zračenjem

(I 4.8.3) povezati valnu duljinu zračenja s vrstom spektroskopije

(I 4.8.4) usporediti primjene najznačajnijih spektroskopskih metoda


• Objasniti učenicima apsorpciju i emisiju zračenja kroz osnovno i pobuđeno stanje te procese pobuđivanja i relaksacije u atomima.

• Obasjavanje tvari elektromagnetskim zračenjem dovodi do njihovog međudjelovanja (in-terakcije) koje se različito manifestira: promjena spina elektrona ili jezgre atoma, promjena orijentacije ili konfiguracije molekule, promjena raspodjele elektrona u molekuli, promjena nuklearne konfiguracije...

• Podijeliti spektroskopske metode ovisno o prirodi interakcije zračenja i tvari na: apsorpcijsku spektroskopiju (mjeri se apsorpcija elektromagnetskog zračenja), emisijsku spektroskopiju (mjeri se emisija elektromagnetskog zračenja), spektroskopiju raspršenja (mjeri se raspršen-je elektromagnetskog zračenja), spektroskopiju polarizacije (mjere se polarizacijska svojstva elektromagnetskog zračenja) i impedancijsku spektroskopiju (mjere se dielektrična svojstva tvari kao funkcija elektromagnetskog zračenja).

• Ovisno o tome da li se interakcija elektromagnetskog zračenja događa s atomima ili moleku-lama, razlikuju se atomska i molekulska spektroskopija.

• Najčešće vrste spektroskopije ovisno o valnoj duljini upotrijebljenog elektromagnetskog zračenja su: Mössbauerova spektroskopija (gama zračenje), UV-VIS spektroskopija (ultraljubi-často i vidljivo zračenje), IR spektroskopija (infracrveno zračenje), Ramanova spektroskopija (infracrveno zračenje), mikrovalna spektroskopija (mikrovalno zračenje) te NMR i EPR (nuk-learna magnetska rezonancija i elektronska paramagnetska rezonancija, koriste radiovalno zračenje).

KEMIJA

104

Slika 4.7. EPR spektri spinski označene stearinske kiseline u liposomu s različitim udjelom koles-terola, na 312 K.

• Pored navedenih, u znanstvenim istraživanjima i analitičkoj praksi često se koriste i fluores-cencijska spektroskopija, masena spektrometrija, fotoelektronska spektroskopija, cirkularni dikroizam i druge.

ZANIMLJIVOSTI

• Znanstvena povijest spektroskopije počinje s optičkim pokusima engleskog fizičara i alke-mičara Isaaca Newtona u razdoblju 1666. – 1672. godine. On je prvi upotrijebio riječ spektar opisujući pojavu duginih boja pri prolasku bijele svjetlosti kroz prizmu.

• Njemački optičar Joseph von Fraunhofer isticao se radom na optičkim uređajima početkom 19. stoljeća. Uz niz teleskopa, mikroskopa, refraktora, optičkih leća i sl. treba napomenuti da je 1814. godine izumio i spektroskop koji je poslužio za otkriće novih kemijskih elemenata.

• Funkcionalne nezasićene organske skupine odgovorne za apsorpciju zračenja u UV i VIS području spektra nazivaju se kromofori.

• U infracrvenom području svaka molekula ima jedinstven dio spektra koji se naziva otisak prs-ta. To se svojstvo često koristi pri identifikaciji tvari u nekom uzorku (npr. u forenzici).

• NMR je, osim u prirodnim znanostima, u današnje vrijeme veoma prisutan u medicinskoj dijag-nostici gdje je poznatiji pod nazivom magnetska rezonancija ili MRI (engl. Magnetic Resonace Imaging). Termin „nuklearna“ prešutno je izbačen kako bi smanjio strah pacijenata koji su metodu zbog te riječi povezivali s nuklearnim zračenjem, a s kojim ona nema nikakve veze. Riječ „nuklearna“ proizlazi iz promjene spina jezgre (lat. nucleus) pod utjecajem radiovalnog zračenja u magnetskom polju. U medicini se najviše koristi pri analizi mekih tkiva.

• Masena spektrometrija često se ubraja u spektroskopske metode iako se ovdje detektiraju ionizirane čestice po omjeru mase i naboja. To je uz HPLC i NMR najčešća instrumentna analitička metoda koja je svoju primjenu našla u velikom broju primjera (farmakokinetika, karakterizacija proteina, istraživanja Svemira, izotopni efekti, identifikacija tvari u uzorku…). Masena spektrometrija često se komplementarno koristi u kombinaciji s drugim instrument-nim analitičkim tehnikama.

KEMIJA

105

• Rentgensko zračenje manje se koristi u spektroskopiji a više u strukturnoj analizi gdje se iz podataka o raspršenju (difrakciji) X-zraka na kristalu ili prahu slaže 3D raspored atoma u prostoru.

• Veliku primjenu u spektroskopiji (pogotovo u današnje digitalno doba) našle se Fourierove transformacije kojima se odziv detektora iz vremenske domene prevodi u frekvencijsku i tako se stvara direktna poveznica s vrstom i karakteristikama elektromagnetskog zračenja.


1. Objasni razliku između apsorpcije i spontane emisije elektromagnetskog zračenja.Pri apsorpciji fotona elektromagnetskog zračenja sustav prelazi iz osnovnog u pobuđeno stanje, a pri spontanoj emisiji obrnuto. Razlika u energiji između osnovnog i pobuđenog stanja jednaka je energiji fotona (Bohrov uvjet).

2. Na efektu promjene spina jezgre ili elektrona pod utjecajem elektromagnetskog zračenja u magnetskom polju temelje sea) NMRb) IR spektroskopijac) Ramanova spektroskopijad) Mössbauerova spektroskopijae) EPR

3. Spektroskopije koje koriste infracrveno zračenje sua) NMRb) IR spektroskopijac) Ramanova spektroskopijad) Mössbauerova spektroskopijae) EPR

4. Koja tehnika detektira omjer mase i naboja ionizirane čestice?a) Rentgenska difrakcijab) Fotoelektronska spektroskopijac) Ramanova spektroskopijad) Mössbauerova spektroskopijae) Masena spektrometrija

5. Uzorak krvi volumena 5,00 mL obrađen je trikloroctenom kiselinom čime se istalože bjelančevine. Nakon centrifugiranja otopini je pH namješten na 3 te je ekstrahirana s dva puta po 5 mL izobutil ketona koji je sadržavao organski spoj APCD koji tvori kompleks s olovom. Ekstrakt je izravno raspršen u plamen zrak/acetilen. Pri 283,3 nm izmjerena je apsorbancija 0,502. Alikvoti (identični volumeni) od 5,0 mL standardne otopine koji su sa-državali 0,400 ppm odnosno 0,600 ppm olova obrađeni su na isti način. Dobivene apsor-bancije iznosile su 0,396 odnosno 0,599. Uz pretpostavku da se sustav ponaša u skladu s Lambert-Beerovim zakonom, kolika je koncentracija olova u uzorku (izraženo u ppm)?c (Pb) = 0,504 ppm

KEMIJA

106

IV.9. RAČUNALNE SIMULACIJE

ISHODI UČENJA

(I 4.9.1) utvrditi prednosti i mane uporabe kompjuterske tehnologije u kemijskoj analizi

(I 4.9.2) kreirati simulaciju spektra po izboru


• U razgovoru s učenicima prodiskutirani prednosti i mane digitalnih tehnologija koje se upo-trebljavaju u kemijskoj analizi.

• Ponoviti matematički izgled Gaussove i Lorentzove krivulje (slika 4.8) po kojima se često rade simulacije apsorpcijskih spektara – poveznica s matematikom.

Slika 4.8. Gaussova i Lorentzova krivulja primijenjena u rezonancijskim spektroskopijama

• Analiza signala u spektru putem matematičkih krivulja često pomaže pri kvalitativnoj i kvanti-tativnoj analizi višekomponentnih sustava (uzoraka).

• U cjelovitoj ili demo-verziji nekog programa za simulaciju spektara približiti učenicima proces simulacije spektara i važnost egzaktnog matematičkog opisa sustava na osnovu izmjerenih eksperimentalnih podataka – poveznica s informatikom.

Slika 4.9. Eksperimentalni (crni) i simulirani (crveni) EPR spektri spinske oznake N-tempilsteam-ida ugrađenog u liposome sastava n ( jajčani fosfatidilkolin) : n (dicetil-fosfat) = 7 : 1, s različitim količinskim udjelom kolesterola (0, 8, 15, 29, 38 i 45 %), snimani na 312 K. Spektri su simulirani EasySpin programskim paketom i normirani na visinu srednje linije.

ZANIMLJIVOSTI

• U spektralnoj kemijskoj analizi često se koristi i Voigtova krivulja koja nastaje konvolucijom Gaussove i Lorentzove krivulje.

KEMIJA

107

• Komercijalno su dostupni brojni programi za različite spektroskopije koji se stalno unaprjeđu-ju i prilagođavaju novim dostignućima u znanosti (različite vrste NMR, EPR, UV-VIS, IR i drugih spektroskopija).

• Simulacija spektara zahtijeva bogato znanje matematike i informatike, ali svakako i kemije kako bi dobiveni rezultati simulacija bili kemijski smisleni.


1. U računalnim simulacijama spektara često se koriste

a) Gaussova krivulja

b) Pravac

c) Hiperbola

d) Sinusoida

e) Lorentzova krivulja

2. Opišite glavnu zadaću simulacije eksperimentalnih spektara.

Simulacije eksperimentalnih spektara donose informacije o matematičkom opisu sustava kako bi se on bolje istražio te kako bi se predvidjelo njegovo ponašanje u promijenjenim okolnostima.

KEMIJA

108

IV.10. ANALITIČKI LABORATORIJ

ISHODI UČENJA

(I 4.10.1) navesti pravila ponašanja i rada u kemijskom laboratoriju

(I 4.10.2) opisati laboratorijski pribor za određivanje volumena, mase i temperature

(I 4.10.3) prepoznati važnost akreditacije laboratorija i/ili metoda


• U razgovoru s učenicima propitati važnost čistoće upotrebljavanih kemikalija i laboratorijskog pribora u kemijskoj analizi.

• Upoznati učenike s osnovnim laboratorijskim priborom, njegovim pravilnim korištenjem te pravilima ponašanja i rada u analitičkom laboratoriju.

• Učenike podijeliti u tri skupine. Svakoj skupini dodijeliti zadatak da provede po tri mjerenja mase, volumena ili temperature uzoraka kojima je nastavnik prethodno utvrdio navedene parametre.

• Provesti pokus sušenja uzorka po izboru na 105 °C do konstantne mase. Kao uzorak može poslužiti voće ili povrće narezano na tanke ploške koje se na kraju pretvaraju u čips. Mjeren-je mase provoditi svakih 10 minuta te na kraju grafički prikazati ovisnost smanjenja mase o proteklom vremenu sušenja.

• Tijekom rada u laboratoriju potrebno je voditi laboratorijski dnevnik u kojeg se upisuju sva mjerenja i opažanja za vrijeme izvođenja eksperimenta. Podaci iz dnevnika se nikada ne brišu.

• Osvijestiti učenicima da veliku pozornost uvijek treba pridati sigurnosti u laboratoriju.

• Upoznati učenike s pojmom akreditacije i načinom akreditiranja analitičkog (ispitnog i umjer-nog) laboratorija što provodi Hrvatska akreditacijska agencija (www.akreditacija.hr) sukladno normi HRN EN ISO/IEC 17025.

ZANIMLJIVOSTI

• U svakodnevnom životu često se kao sinonimi koriste izrazi „masa“ i „težina“. Masa je nepromjenjiva veličina koja karakterizira količinu tvari u nekom tijelu (predmetu). Težina je sila koja predstavlja gravitacijsko privlačenje Zemlje i tijela (predmeta), a računa se tako da se masa pomnoži s ubrzanjem Zemljine sile teže (koje ovisi o geografskoj širini na kojoj se radi mjerenje). U analitičkim laboratorijima mjeri se masa tvari.

• Pojedine metode također se mogu akreditirati sukladno važećim domaćim i međunarodnim propisima, s moguće je akreditirati i vlastite metode. Na primjer, određivanje kalija plamenom fotometrijom provodi se sukladno normi HRN 1104:2002, određivanje vodotopivog fosfora spektrofotometrijski provodi se sukladno normi HRN 1102:2002 itd.

• Hrvatska akreditacijska agencija vodi Registar akreditacija u kojem su navedene akreditirane organizacije u Hrvatskoj.


1. Tko provodi akreditacije analitičkih laboratorija u Hrvatskoj?

a) Visokoobrazovne institucije na kojima se studira kemija

KEMIJA

109

b) Ministarstvo zaduženo za gospodarstvo

c) Hrvatska akreditacijska agencija

d) Ministarstvo zaduženo za znanost

e) Hrvatsko kemijsko društvo

2. Po kojoj normi se akreditiraju umjerni i ispitni laboratoriji u Hrvatskoj?

a) 17025

b) 9001

c) 14001

d) 17020

e) 17000

3. Čime se štite oči prilikom rada u laboratoriju?

a) Običnim naočalama

b) Sunčanim naočalama

c) Ničim, dovoljno je samo paziti tijekom rada

d) Radom u digestoru

e) Zaštitnim naočalama

4. Zašto se podaci iz laboratorijskog dnevnika nikad ne brišu?

Kako bi se uvijek mogao rekonstruirati i ponovno izvesti provedeni eksperiment te kako bi se mogli preispitati zaključci doneseni na osnovu zabilježenih mjerenja i opažanja.


• Razlika između točnosti i preciznosti (A – precizno i točno, B – precizno, ali ne i točno, C – točno, ali ne i precizno, D – niti tično, niti precizno) –

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/ba/Accuracy_and_precision_example.jpg

Slika 4.10. Gustav Kirchhoff i Robert Bunsen

• Elektromagnetski spektar – http://www.periodni.com/gallery/spektar_elektromagnetskog_zracenja.png

KEMIJA

110

• Širenje elektromagnetskog zračenja – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/35/Onde_electromagnetique.svg

Slika 4.11. James Clerk Maxwell (1831. – 1879.)

• Apsorpcija elektromagnetskog zračenja – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/com-mons/6/69/Apsorpcija_shema.png

Slika 4.12. Von Fraunhofer demonstrira rad svog spektroskopa

• Protonski NMR spektar etanola – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f2/1H_NMR_Ethanol_Coupling_shown.GIF

• Maseni spektar toluena – https://en.wikipedia.org/wiki/File:Toluene_ei_ms.PNG

KEMIJA

111


___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________ _______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________________ _____________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________ ___________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________ _________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

112

V. PRIMJENE KEMIJE U INDUSTRIJI

Slika 5.1. Strukturna formula H2SO4

V.1. KEMIJSKA INDUSTRIJA

ISHODI UČENJA

(I 5.1.1) identificirati najvažnije sirovine u kemijskoj industriji

(I 5.1.2) procijeniti važnost kemijske industrije u svakodnevnom životu

(I 5.1.3) opisati ulogu kemije pri proizvodnji i karakterizaciji boja i lakova


• Kao uvod u ovu nastavnu temu mogu se nabrojiti različiti proizvodi kemijske industrije koji se svakodnevno koriste u životu.

• Prodiskutirati ulogu kemijske industrije u Hrvatskoj i svijetu. Kao polazišna točka može biti po-datak da je u 2015. godini oko 60000 poduzeća u EU bilo povezano s kemijskom industrijom, a ta poduzeća su izrazno ili neizravno zapošljavala oko 3 milijuna ljudi.

• U razgovoru s učenicima nabrojiti najvažnije sirovine u kemijskoj industriji (sumporna kiseli-na, amonijak, dušična kiselina, benzen, klor, klorovodična kiselina, fosforna kiselina, natrijev hidroksid, eten, etilen oksid, propen, propilen oksid, butadien, stiren…). Pri ponavljanju dijela gradiva mogu se opisati najvažnije karakteristike nekih od spomenutih spojeva te nacrtati njihove strukturne formule.

• Debatom dviju grupa učenika raspraviti (ne)opravdanost kritika na račun kemijske industrije u smislu zagađenja okoliša u odnosu na sve blagodati proizvoda kemijske industrije koji se neizostavno koriste u svakodnevnom životu.

• Struktura proizvodnje u kemijskoj industriji prepoznaje osnovne kemikalije (petrokemija, po-limeri), posebne kemikalije (boje, pigmenti, sredstva za zaštitu bilja) i kemikalije za potrošnju (sapuni, deterdženti, parfemi, kozmetika).

Slika 5.2. Relativna proizvodnja kemikalija u EU u odnosu na 2004. godinu.

• Spomenuti neke od velikih kemijskih kompanija u svijetu (BASF, Dow Chemical, DuPont, Bay-er, INEOS…) i Hrvatskoj (Petrokemija, Saponia, Messer Croatia Plin, Labud, Chromos…).

KEMIJA

113

ZANIMLJIVOSTI

• Iako se različiti kemijski proizvodi proizvode oduvijek, razvoj moderne kemijske industrije vremenski se poklapa s prvom industrijskom revolucijom (kraj 18. i početak 19. stoljeća).

• 12 od 30 najvećih kemijskih kompanija nalazi se u EU i u 2014. godini su generirali godišnju prodaju od 551 milijardu eura. Svjetska prodaja iste godine iznosila je 3232 milijarde eura čemu najviše doprinosi Kina s 1111 milijardi eura (34,4 %).

• Dobit kemijske industrije u EU u 2014. godini iznosila 43,5 milijardi eura i predstavlja najveću pojedinačnu dobit neke industrije u EU.

• Iako apsolutne brojke u godišnjoj prodaji kemikalija u EU rastu, relativni pokazatelji demon-striraju pad udjela u svjetskoj prodaji u posljednjih 20-ak godina (s 32,2 % 1994. godine na 17,0 % 2014. godine).

• Četvrtina kemijskih proizvoda proizvedenih u EU se izvozi izvan EU.

• Dvije trećine proizvoda kemijske industrije služi u proizvodnji drugih industrija (guma i plastika 13,9 %, građevina 7,9 %, celuloza i papir 4,6 %, automobilska industrija 4,4 %...).

• Najslabija točka u europskoj proizvodnji kemikalija su visoke cijene energije. To je glavni ra-zlog zašto je proizvodnja etena (koji se iznimno mnogo koristi pri proizvodnji plastike, prema-za i deterdženata) oko tri puta skuplja u EU nego u SAD-u ili na Bliskom istoku.

• Emisija stakleničkih plinova u kemijskoj industriji EU smanjena je za čak 58 % u razdoblju od 1990. do 2013. godine.

• Kemijska industrija SAD broji više od 170 velikih kompanija s više od 2800 postrojenja izvan SAD-a.

• Kemikalija koja je u svijetu najviše proizvodi je sumporna kiselina. Godine 2012. u svijetu je proizvedeno oko 290 milijuna tona od čega 46 % u Aziji (najviše u Kini). Sumporna kiselina najviše se koristi u proizvodnji gnojiva, a zatim u proizvodnji ostalih kemikalija, preradi nafte, proizvodnji hrane, boja i drugo.


1. Koja kemikalija se najviše proizvodi u svijetu?

a) H2SO3

b) H2SO4

c) NaOH

d) HCl

e) HNO3

2. Nabrojite barem pet sirovina važnih za kemijsku industriju.

Sumporna kiselina, amonijak, dušična kiselina, benzen, klor, klorovodična kiselina, fosfor-na kiselina, natrijev hidroksid, eten…

3. Nabrojite barem pet svjetskih ili hrvatskih kemijskih kompanija.

Svijet: BASF, Dow Chemical, DuPont, Bayer, INEOS…

Hrvatska: Petrokemija, Saponia, Messer Croatia Plin, Labud, Chromos…

KEMIJA

114

V.2. KEMIJA U POLJOPRIVREDI

ISHODI UČENJA

(I 5.2.1) nabrojiti najvažnije primjene kemije u poljoprivredi

(I 5.2.2) kritički prosuditi opravdanost korištenja kemijskih sredstava za zaštitu bilja

(I 5.2.3) izračunati maseni udio tvari u umjetnim gnojivima

(I 5.2.4) izvesti pokus mjerenja pH u soku i vinu

(I 5.2.5) usporediti antioksidativna svojstva tvari s obzirom na provedenu kemijsku analizu


• Kroz razgovor s učenicima nabrojiti najznačajnije primjene kemije u poljoprivredi.

• Esejskim radom učenika predstaviti ulogu poljoprivrede u proizvodnji hrane, s posebnim na-glaskom na rast svjetske populacije i smanjenje obradivih površina.

• Debatom dviju skupina učenika prodiskutirati opravdanost korištenja kemikalija u poljoprivre-di (zaštita bilja, umjetna gnojiva, hormoni rasta…).

• Od insekticida u poljoprivredi se najviše koriste oni na bazi organofosfata, a zatim piretroidi i karbamati. Kod herbicida dominiraju derivati aminokiselina i sulfoniluree te triazini. Korištenje triazola prednjači pri upotrebi fungicida, a slijede ih ditiokarbamati i supstituirani anilidi.

Slika 5.3. Strukturna formula glifosata, najkorištenijeg herbicida na bazi organofosfata

• Umjetna gnojiva čine važan dio poljoprivredne proizvodnje jer predstavljaju biljkama dodatan izvor važnih hranjivih tvari, poglavito dušika, fosfora i kalija. U ovom dijelu nastavne teme može se predstaviti podjela kemijskih elemenata kao esencijalnih hranjivih tvari na makroele-mente (C, O, H, N, P, K, S, Ca, Mg, Fe) i mikroelemente (B, Mn, Zn, Cu, Mo, Cl, Ni).

• Podijeliti učenike u dvije skupine i svakoj dati zadatak da samostalno izmjeri pH u dva uzorka soka ili vina, na dvije temperature koje se razlikuju za 20 °C. Nakon provedenih mjerenja, potrebno je usporediti i komentirati dobivene rezultate.

• Mjerni uređaji koji se koriste pri kemijskim i fizikalnim analizama mošta i vina najčešće ukl-jučuju moštomjere za određivanje šećera (Baboov i Oechselov), refraktometar (također za određivanje šećera, slika 5.4), ebuliometar (za određivanje alkohola u vinu), i pH-metar (za određivanje realne kiselosti), a ukupna kiselost mošta i vina određuje se titracijom s natri-jevom ili kalijevom lužinom točne poznate koncentracije i izražava se kao masena koncen-tracija vinske kiseline (u g/L).

KEMIJA

115

Slika 5.4. Određivanje sadržaja šećera refraktometrom

Na primjeru različitih jabuka proučiti i objasniti jodno-škrobni test za dokazivanje zrelosti plodova (slika 5.5).

Slika 5.5. Dvije faze zrelosti jabuke Jonagold utvrđene jodno-škrobnim testom: gore – faza 8, dolje – faza 6.

• Antioksidativna svojstva voća i povrća važan su pokazatelj kvalitete poljoprivrednih proiz-voda u kategoriji prehrambenih namirnica. Različitim spektroskopskim metodama mogu se precizno i točno utvrđivati antioksidativne karakteristike mnogobrojnih vrsta voća i povrća. U ovom dijelu nastavne teme preporuča se upoznati studente s kisikovim slobodnim radikalima (superoksidni i hidroksilni radikali), njihovim svojstvima i načinima djelovanja te antioksidansi-ma kao tvarima koje služe za eliminaciju slobodnih radikala ili smanjenje njihovih djelovanja.

KEMIJA

116

ZANIMLJIVOSTI

• Najveći dio svjetske potrošnje sredstava za zaštitu bilja upotrebljava se pri zaštiti voća i povrća, a zatim dolaze žitarice, kukuruz, soja, riža itd.

• EU je formirala bazu pesticida i propisala najviše dopuštene razine ostataka (tragova) ko-rištenja kemikalija pri zaštiti biljaka (engl. Maximum Residue Level, MDL).

• Po podacima Eurostata, u 2014. godini najviše se pesticida prodalo u Francuskoj (oko 68000 t), Španjolskoj (oko 60800 t) i Italiji (oko 48000 t), dok je u Hrvatskoj ta brojka oko 2040 t.

• Otkad je glifosat kao aktivna tvar u herbicidima komercijalno prisutan na tržištu (Monsanto, 1974. godine), njegova uporaba u SAD-u se do danas ustostručila, unatoč činjenici da neka is-traživanja ukazuju na njegovu kancerogenost. Njegovo djelovanje temelji se na sprječavanju sinteze aromatskih aminokiselina kod korova.

• Od četiri glavna elementa koji izgrađuju biljke (C, H, O i N), tri su biljkama lako dostupna putem vode (H2O) i ugljikovog dioksida (CO2). Iako dušik (N2) čini najveći dio zraka, on je većini biljaka (osim leguminozama) praktično neupotrebljiv u tom obliku. Budući da je dušik sastavni dio proteina, DNA, klorofila i drugih sastavnica stanice, nužno ga je unositi gnojivom. Biljke usvajaju dušik najviše u obliku nitratnog iona (NO3

–) i amonijevog iona (NH4+).

• Jedno od prvih korištenih dušičnih gnojiva bio je natrijev nitrat (NaNO3) još 1830. godine. Budući da su velike zalihe tog gnojiva nađene u pustinji Atacama u Čileu, nazvano je Čilska salitra.

• Potrošnja umjetnih gnojiva u Aziji zauzima veliki udio svjetske potrošnje (dušična gnojiva – 63 %, a samo Kina gotovo 40 %; fosforna gnojiva – 63 %, a samo Kina gotovo 35 %; kalijeva gnojiva – 49 %, a samo Kina oko 30 %).

Slika 5.6. Svjetska potrošnja umjetnih gnojiva u kg/ha obradive površine u razdoblju 2002. – 2013. godina

• Dok je svjetska potrošnja umjetnih gnojiva u razdoblju 2002. – 2013. godina porasla za 21,5 %, u EU je opala za 8,0 %, a u Kini iznimno narasla, čak za 26,7 %. U Hrvatskoj je u istom vre-menskom razdoblju potrošnja umjetnih gnojiva pala za 8,6 %.

• Humus je gornji sloj tla koji je sastavljen od razgrađenih organskih tvari i predstavlja vrlo plodno tlo.

• Grana kemije koja se bavi primjenama kemije u poljoprivredi (agronomiji) zove se agrokemija. Osnivačem agrokemije smatra se njemački kemičar Justus von Liebig, koji je prvi u poljop-rivredu uveo uporabu umjetnih gnojiva 1840. godine.

KEMIJA

117

• Kemijski gledano, u vinu dominira voda, a slijede ju alkoholi (najviše etanol, potom glicerol, 2,3-butandiol, metanol i viši alkoholi), ugljikohidrati (glukoza, fruktoza, različite pentoze, pekti-ni…), organske kiseline (vinska, jabučna, limunska, mliječna, jantarna, octena…), esteri (najviše etil-etanoat), tvari na bazi dušika, polifenoli, mineralne tvari (K, Na, Mn, Fe, Ca, Mg, Sr…), vita-mini itd.

• Novije kemijske analize utvrdile su više od 3000 različitih spojeva u pojedinim vinima!

• Procjenjuje se da je u 2013. godini svjetska proizvodnja voća i povrća premašila 1,74 milijarde tona (povrće oko 950 milijuna tona, voće oko 790 milijuna tona) što je povećanje od 9,4 % u odnosu na 2012. godinu.

• U svjetskoj proizvodnji voća dominiraju banane, jabuke, grožđe i naranče.


1. Ukupna kiselost u vinu izražava se putem masene koncentracije

a) Glukoze

b) Jabučne kiseline

c) Vinske kiseline

d) Limunske kiseline

e) Mliječne kiseline

2. Čilska salitra je gnojivo koje u svom sastavu sadrži među ostalim i dušik. Koliko iznosi maseni udio dušika u navedenom gnojivu?

a) 33,0 ‰

b) 26,42 %

c) 33,0 %

d) 16,48 %

e) 14,01 %

3. Velike količine antioksidansa mogu se naći u

a) Šljivama

b) Bijelom vinu

c) Krastavcima

d) Grahu

e) Bobičastom voću

4. U kojem od navedenih gnojiva je dušik prisutan u najvećem udjelu?

a) Amonijak

b) Amonijev sulfat

c) Kalijev nitrat

d) Amonijev fosfat

e) Natrijev nitrat

5. Izračunajte količinu fiziološki aktivnog fosfora u tlu ako su poznati sljedeći podaci: 5 mg P

2O5/100 g tla, površina tla je 1 ha, dubina tla koje treba gnojiti je 40 cm, a gustoća (specifična težina) tla iznosi 1,2 g/cm3.

m = 240 kg P2O5/ha

KEMIJA

118

6. Potrebno je pripremiti 10 t gnojiva formulacije 9:11:13 koristeći ureu (46 % N), tripleks (45 % P2O5) i KCl (60 % K2O). Koliko je potrebno navedenih gnojiva i CaCO3 kao balasta za pripremu navedenog miješanog gnojiva?

Za pripravu 10 t navedenog gnojiva potrebno je 1956,5 kg uree, 2444,4 kg tripleksa,, 2166,6 kg KCl i 3432,5 kg CaCO3.

7. Zadana je gnojidba 160:80:120. Koliko je za gnojidbu 25 ha potrebno bezvodnog amoni-jaka (82 % N), Tomasovog fosfata (14 % P2O5) i kalijevog sulfata (50 % K2O)?

Za zadanu gnojidbu na navedenoj površini od 25 ha potrebno je 4878 kg NH3, 14286 kg Tomasovog fosfata i 6000 kg K2SO4.

KEMIJA

119

V.3. KEMIJA U PREHRANI

ISHODI UČENJA

(I 5.3.1) povezati kemijske reakcije s proizvodnjom hrane

(I 5.3.2) procijeniti rizike korištenja tvari sintetiziranih u laboratoriju u prehrani

(I 5.3.3) podijeliti vitamine s obzirom na njihovu topljivost u vodi i mastima


• Predstaviti učenicima poznatije kemijske reakcije u procesima proizvodnje, razgradnje i kon-zerviranja hrane odnosno hranjivih tvari.

• Učeničkim esejima približiti kemijske procese koji se događaju u glikolizi i ciklusu limunske kiseline.

• Esejskim radom učenika predstaviti adenozin trifosfat (ATP).

• U debati dvaju grupa učenika raspraviti prednosti i mane korištenja umjetno stvorenih tvari u prehrani.

• Navesti najvažnije kemijske karakteristike ugljikohidrata, proteina i lipida kao glavnih sastoja-ka prehrambenih namirnica.

• Podijeliti vitamine na one topljive u vodi (B-kompleks, C) i one topljive u mastima (A, D, E, K).

Slika 5.7. Strukturna formula vitamina C (askorbinske kiseline)

• Esejskim radom učenika predstaviti kemijska svojstva i zdravstvenu važnost vitamina C (slika 5.7).

• Nabrojiti sve vitamine B-kompleksa i opisati njihova najvažnija svojstva.

ZANIMLJIVOSTI

• Prisutnost kemije u prehrani znanstveno se počinje istraživati početkom 19. stoljeća.

• Hrvatska agencija za hranu (www.hah.hr) brine se o sigurnosti hrane koja se stavlja na tržište koristeći službene i referentne laboratorije ovlaštene od strane Ministarstva poljoprivrede.

• ATP (slika 5.8) je najvažnija molekula u ljudskom organizmu povezana s prijenosom energije oslobođene njegovom hidrolizom kojom nastaje adenozin difosfat (ADT) i anorganski fosfat (Pi odnosno PO4

3–) po reakciji

ATP + H2O → ADP + Pi ∆G° = −30.5 kJ/mol

KEMIJA

120

Slika 5.8. Strukturna formula ATP-a

• Molekula ATP-a otkrivena je 1929. godine, a prvi puta sintetizirana u laboratoriju 1948. godine. Godine 1941. pretpostavljena je njena veza u prijenosu energije.

• Važnost vitamina C vrlo su dobro poznavali još srednjovjekovni i novovjekovni mornari s obzirom da njegov nedostatak izaziva opasnu bolest skorbut. Engleski pomorac i kapetan James Cook 1775. godine je naredio da svi brodovi koji idu na daleke plovidbe budu dobro opskrbljeni voćem i povrćem (bogatim vitaminom C) što je umnogome prorijedilo bolest.

• Mađarski fiziolog Albert Szent-Györgyi dobio je Nobelovu nagradu za medicinu 1937. godine za svoj rad vezan za vitamin C.

• Kompleksnost uloge vitamina C u prehrani i zdravlju najbolje se očituje u činjenici da se preporuke stručnjaka i svjetskih organizacija iz područja prehrane za dnevnu količinu unosa vitamina C u ljudski organizam razlikuju čak 1500 puta.


1. Vitamini topivi u mastima su

a) A

b) B-kompleksa

c) C

d) D

e) E

2. Jedan od najpoznatijih vitamina je vitamin C (askorbinska kiselina). Iz njegove strukture može se zaključiti o njegovoj topljivosti u vodi. Objasnite topljivost vi-tamina C u vodi.

Vitamin C dobro je topljiv u vodi zbog niza polarnih hidroksilnih skupina i jedne karbonilne skupine putem kojih vitamin C može stvarati vodikove veze s molekulama vode.

3. Koliko molekula ATP-a može nastati razgradnjom jedne molekule glukoze?

a) 2

b) 4

KEMIJA

121

c) 32

d) 36

e) 48

4. Glikoliza je metabolički proces razgradnje glukoze. Kao produkt na kraju glikolize nastaje

a) Piruvat

b) Glukoza-6-fosfat

c) Gliceraldehid-3-fosfat

d) Fosfoenolpiruvat

e) Niti jedan od ponuđenih odgovora a) – d) nije točan

KEMIJA

122

V.4. KEMIJA U MEDICINI

ISHODI UČENJA

(I 5.4.1) nabrojiti česte parametre pri kemijskoj analizi krvi i urina

(I 5.4.2) usporediti uporabu instrumentnih metoda analize u medicinskoj dijagnostici

(I 5.4.3) povezati nastanak bolesti s poremećajima u metaboličkim reakcijama


• Kemijske analize krvi i urina standardne su medicinske pretrage koje se rade pri sumnjama na gotovo sve tjelesne poremećaje.

• Navesti učenicima da kemijska analiza krvi najčešće uključuje određivanje: glukoze, biliru-bina, uree, kreatinina, različitih vrsta kolesterola, triglicerida, specifičnih proteina i enzima, elemenata u tragovima (poput Fe), leukocita, eritrocita, hemoglobina, limfocita, trombocita… Kemijskom analizom urina najčešće se određuje pH, specifična težina te prisutnost glukoze, ketona, bilirubina, proteina, leukocita…

• Instrumenti kojima se izvode kemijske analize u velikoj mjeri služe u medicini pri dijagnostici bolesti i poremećaja. Npr. nuklearna magnetska rezonancija koristi se pri snimanju mekih tkiva, a iz relaksacijskih vremena protona (longitudinalnog i transverzalnog) liječnici izvode zaključke o zdravstvenom stanju tkiva. Rentgenska difrakcija koristi se za snimanje tvrdih tki-va poput kostiju na kojima se uočavaju eventualne promjene ili oštećenja (npr. prijelom kosti). Elektroforezom se razdvajaju proteini na osnovu različite električne nabijenosti.

Slika 5.9. Prijelom podlaktice snimljen rentgenskom difrakcijom

• Bolesti povezane s metabolizmom obično su vezane uz enzime koji sudjeluju u određen-im metaboličkim procesima. Nabrojiti poznatije bolesti uzrokovanje poremećajima u glikolizi, ciklusu limunske kiseline i ciklusu uree.

KEMIJA

123

ZANIMLJIVOSTI

• Mnoge bolesti koje su u prošlosti bile vrlo smrtonosne u današnje vrijeme to više nisu, na-jviše zahvaljujući primjeni kemije. Tako su od sifilisa umrli skladatelj Robert Schumann (u dobi od 39 godina), pjesnik Charles Baudelaire (46), filozof Friedrich Nietzsche (56) i slikar Paul Gauguin (55), a od tuberkoloze skladatelj Frederic Chopin (39), književnica Emily Brontë (22), književnik George Orwell (47) itd.

• Placebo efekt koji se koristi u medicini predstavlja korištenje farmakološki neaktivne tvari (šećer, fiziološka otopina i sl.) za koju pacijent misli da je lijek za njegovo oboljenje. Zapisi o korištenju placebo efekta u medicini sežu do 16. stoljeća.

• Liječnici ujedno moraju biti i dobri poznavaoci organske kemije i biokemije stoga se temel-jitom izučavanju kemije na studijima iz područja medicine svugdje u svijetu pridaje velika pozornost.


1. Pri sumnji u neki tjelesni poremećaj obično se odmah radi kemijska analiza

a) Urina

b) Proteina u stanici

c) Ugljikohidrata koji ulaze u glikolizu

d) Sline

e) Krvi

2. Pri dijagnostici ozljeda i bolesti tvrdih tkiva najčešće se koristi

a) NMR

b) EPR

c) IR spektroskopija

d) Rentgenska analiza

e) UV-VIS spektroskopija

3. Giht je vrsta upale zglobova koja se manifestira kristalizacijom mokraćne kiseline u zglo-bovima što izaziva bol, crvenilo i oticanje zglobova. Nastanak gihta povezuje se s nedo-statkom enzima urikaze koji sudjeluje u metabolizmu (razgradnji)

a) Urina

b) Glukoze

c) Purina

d) ATP-a

e) Fosfata

KEMIJA

124

V.5. KEMIJA U FARMACIJI

ISHODI UČENJA

(I 5.5.1) opisati najvažnije primjene kemije u procesu identifikacije lijekova

(I 5.5.2) procijeniti ulogu farmaceutske industrije u razvoju hrvatskog i svjetskog gospodarstva

(I 5.5.3) objasniti kemijsko djelovanje i svojstva azitromicina


• Objasniti učenicima općeprihvaćeno stajalište da je farmaceutska industrija, kako jedna od najvećih industrija u svijetu, utemeljena na kemiji.

• Za farmaceutsku industriju važne su sve grane kemije, a posebno se ističe nužda za dobro opremljenim laboratorijima i znanstvenicima iz organske i analitičke kemije te biokemije.

• Preporuča se upoznati učenike s osnovnim pojmovima iz farmakologije.

• Esejski radom učenika opisati svojstva i djelovanje azitromicina (sumameda).

• Esejskim radom učenika opisati važnost i djelovanje farmaceutske industrije u Hrvatskoj, kroz povijest i u današnje vrijeme.

ZANIMLJIVOSTI

• Moderna farmaceutska industrija datira u sredinu 19. stoljeća kada počinje veća distribucija, a zatim i proizvodnja tradicionalnih lijekova koji se dobivaju iz biljaka, poput morfina i kinina.

• Morfin (slika 5.10) je prvi alkaloid izoliran iz neke biljke (mak) 1804. godine (Friedrich Sertürner) i još uvijek se koristi kao analgetik u medicini. Zbog svojeg učinka nazvan je po Morfeju, grč-kom bogu snova.

• Prihodi farmaceutske industrije u svijetu od 2001. do 2014. godine narasli su s 390,2 milijardi USD na čak 1057,2 milijardi USD, od čega 48,7 % zauzima sjevernoameričko tržište.

• Od 2010. godine najveći rast farmaceutskog tržišta zabilježen je u Kini i Brazilu.

• Najviše zaposlenih u farmaceutskoj industriji EU u 2014. godini nalazi se u Njemačkoj (oko 112500) i Francuskoj (92500) dok je u Hrvatskoj iste godine bilo zaposleno manje od 6000 ljudi.

Slika 5.10. Strukturna formula morfina

• Od 10000 ispitanih tvari samo jedna završi kao lijek na tržištu.

• Vrijeme pronalaska aktivne (ljekovite) tvari i njeno stavljanje na tržište u farmaceutskoj indus-triji obično se kreće između 8 i 15 godina.

KEMIJA

125

• Godine 1980., u trenutku otkrivanja azitromicina (sumameda, slika 5.11), Hrvatska je bila jedna od samo devet zemalja u svijetu s vlastitim antibiotikom!

Slika 5.11. Strukturna formula azitromicina (sumameda)

• Litij predstavlja najmanju aktivnu tvar u lijekova u kojima dolazi kao karbonat, acetat ili sulfat. Ionski radijus Li+ iona iznosi 76 pm!

• Najkorišteniji lijek u svijetu je Aspirin. Acetilsalicilna kiselina (slika 5.12), aktivna tvar u Aspirinu, otkrivena je u njemačkoj farmaceutskoj kompaniji Bayer 1897. godine.

Slika 5.12. Strukturna formula acetilsalicilne kiseline (Aspirina)

• Otopine s velikim koncentracijama aspirina često mirišu na ocat jer hidrolizom aspirina nasta-ju octena i salicilna kiselina.

• Food and Drug Administration (FDA) je ustanova zadužena za odobrenje stavljanja lijekova na tržište SAD-a. U EU ta je uloga u nadležnosti Europske agencije za lijekove (EMA), a u Hr-vatskoj Agencije za lijekove i medicinske proizvode (HALMED, www.almp.hr).

• Skoro pola novi farmaceutskih aktivnih tvari sintetizira se u Europi.


1. Najkorišteniji lijek na svijetu, Aspirin, kao aktivnu tvar sadrži jednu kiselinu. To je

a) Octena kiselina

b) Salicilna kiselina

c) Acetatna kiselina

d) Acetilsalicilna kiselina

e) Aspirinska kiselina

2. Što proučava farmakokinetika?

Farmakokinetika je dio farmakologije koji proučava sudbinu lijeka u organizmu nakon

KEMIJA

126

njegove primjene: apsorpciju, raspodjelu, metabolizam i izlučivanje.

3. Jedan od antibiotika djelotvornih u sprječavanju bakterijskih infekcija sintetiziran je u Hr-vatskoj. Njegov antibakterijski učinak temelji se na sprječavanju sinteze bakterijskih pro-teina i zove se

a) Amoksicilin

b) Penicilin

c) Azitromicin

d) Streptomicin

e) Vankomicin

KEMIJA

127

V.6. KEMIJA U NAFTNOJ INDUSTRIJI

ISHODI UČENJA

(I 5.6.1) nabrojiti najvažnije proizvode pri preradi nafte

(I 5.6.2) procijeniti rizik naftnih katastrofa s obzirom na svojstva nafte i njenih prerađevina

(I 5.6.3) procijeniti opravdanost strateškog značaja naftne industrije u Hrvatskoj i svijetu


• Nafta je tamna, tekuća smjesa ugljikovodika u kojoj dominiraju različiti alkani, cikloalkani i aro-matski ugljikovodici. Nabrojiti po nekoliko predstavnika svake od ovih skupina (npr. propan, butan, heptan, oktan, benzen, naftalen, toluen) i nacrtati im strukturne formule.

• Pri preradi nafte nastaju mnogi proizvodi. Nabrojiti najvažnije od njih koji nastaju frakcijskom destilacijom nafte: ukapljeni naftni plin, butan, benzin, dizel, kerozin, asfalt...

• Prodiskutirati s učenicima opravdanost trenutne potrošnje fosilnih goriva u svijetu s obzirom na globalnu ovisnost o njima, s jedne strane, te ograničenost njihovih zaliha i njihov doprinos zagađenju okoliša, s druge strane.

• Objasniti najprihvaćeniju teoriju o nastanku nafte koja obrazlaže organsko porijeklo nafte.

• Naftna industrija jedan je od najvećih zagađivača okoliša. U prilog ovoj tvrdnji mogu se nav-esti neke od većih ekoloških katastrofa povezanih s naftnom industrijom (naftna platforma Deepwater Horizont u Meksičkom zaljevu 2010. godine (slika 5.13), tanker Prestige pored obala Španjolske 2002. godine, Perzijski zaljev 1991. godine, tanker Odyssey pored obala kanade 1988. godine, Lakeview Gusher (SAD) 1910. godine…).

•

Slika 5.13. Meksički zaljev nakon tragedije na naftnoj platformi Deepwater Horizont 2010. godine

• Esejskim radom učenika približiti hrvatsku nacionalnu naftnu kompaniju, INA-u, s posebnim

KEMIJA

128

naglaskom na njenu stratešku ulogu u Hrvatskoj – poveznica s politikom i gospodarstvom.

ZANIMLJIVOSTI

• Nafta je zbog svoje važnosti u svijetu nazvana „crnim zlatom“ 20. stoljeća. Najviše se koristi za pokretanje vozila, za rad termoelektrana koje proizvode električnu energiju te kao sirovina u kemijskoj industriji za proizvodnju plastičnih masa, razrjeđivača i drugo.

• Dnevno se u svijetu potroši oko 14,5 milijardi litara nafte! Najveći svjetski potrošači po glavi stanovnika su SAD i Kanada.

• Neke procjene govore da bi se svjetske zalihe nafte mogle iscrpiti do 2050. godine, iako se ta granica često mijenja zbog pronalazaka novih ležišta.

• Mnogi analitičari smatraju da je jeftino gorivo glavna pokretačka snaga najvećeg svjetskog gospodarstva, američkog, stoga Sjedinjene Američke Države naftu drže na vrhu liste svojih strateških prioriteta.

• Prvo nalazište nafte u Hrvatskoj bilo je u Peklenici (Međimurje), 1856. godine. Mjesto je dobilo ime po „peklu“, narodnom nazivu na naftu.

• Najdublja naftna bušotina nalazi se u Oklahomi (SAD) i doseže dubinu od 9169 m.

• Prva rafinerija nafte u Hrvatskoj utemeljena je 1883. godine u Rijeci.

• Najveća svjetska naftna kompanija trenutno je Saudi Aramco iz Saudijske Arabije koji proiz-vodi oko 2 milijarde litara nafte dnevno i bilježi dnevne prihode od oko milijardu dolara.

• Proizvodnja hrvatske nafte pala je 43 % u razdoblju 2003. – 2012. godina.

• Tragedija Lakeview Gusher smatra se najvećom naftnom katastrofom u povijesti. Na naftnim poljima u Kaliforniji (SAD) 1910. godine se dogodila eksplozija na bušotini nafte i plina nakon koje se u okoliš izlilo oko 1,5 milijardi litara sirove nafte.


1. Nafta je po svom sastavu ili svojstvima

a) Smjesa ugljikovodika

b) Čista tvar

c) Nepolarna molekula

d) Polarno otapalo

e) Tekućina na sobnoj temperaturi

2. Frakcijskom destilacijom nafte nastaju mnogobrojni produkti važni u svakodnevnom živo-tu. Ti produkti uključuju

a) Benzin

b) Dizel

c) Asfalt

d) Gumu

e) Plastiku

3. Objasnite zašto se nafta naziva crnim zlatom.

Nafta je danas u svijetu jedan od najznačajnijih strateških proizvoda zbog čega zemlje proizvođači nafte imaju veliku moć u geopolitičkim odnosima, a kontrola nad izvorištima

KEMIJA

129

nafte jedan od najznačajnijih uzroka kriza u svijetu.

4. Koje od sljedećih tvrdnji su točne?

a) Nafta je pokretačka snaga gospodarstva

b) Nafta se sastoji od pretežito polarnih ugljikovodika

c) Nafta je jedan od strateški najvažnijih proizvoda

d) Nafta se dobro miješa s vodom

e) Naftne katastrofe ostavljaju velike posljedice na ekosustave

KEMIJA

130

V.7. BUDUĆNOST KEMIJE

ISHODI UČENJA

(I 5.7.1) preispitati osobnu viziju razvoja kemije koristeći dosad stečena znanja

(I 5.7.2) stvoriti vlastiti prijedlog imena novog kemijskog elementa


• Primijeniti metodu oluje mozgova pri generiranju ideja za razvoj kemije u Hrvatskoj i svijetu.

• Zalihe fosilnih goriva su ograničene. Na kemičarima je već sada da pronađu nove izvore pogonskih goriva za motore, a u budućnosti ta uloga će sve više dobivati na značaju.

• Dostupnost hrane i pitke vode vjerojatno je najveći izazov današnje civilizacije. Prokomenti-rajte ulogu kemičara u njemu.

• 20. stoljeće u znanosti često se naziva „stoljeće kemije“ zbog njenog cjelokupnog doprino-sa globalnom razvoju. Interdisciplinarnost kemije još više će doći do izražaja u budućnosti kroz njenu ulogu u razvoju biotehnologije, biomedicine, naprednih materijala, zaštite okoliša, proizvodnje hrane i lijekova, energetike…

• Razvoj organske kemije težit će boljem iskorištenju postojećih reakcija organske sinteze uz nove katalizatore te pronalasku novih, pametnih lijekova, fizikalna kemija će energiju koja dolazi sa Sunca nastojati puno bolje iskoristiti i uskladištiti s naglaskom na razvoj „zelene kemije“, teorijska kemija pružit će potporu izvođenju eksperimenata i objašnjenju zapažan-ja, biokemija će nastaviti objašnjavati kompleksne mehanizme bioloških procesa u prirodi, analitička kemija će nastaviti razvijati nove kvalitativne i kvantitativne metode te snižavati granice detekcije u postojećim, anorganska kemija će se posvetiti razvoju kompleksnih tvari i naprednih materijala poput anorganskih superfulerena itd.

• 30. prosinca 2015. godine Međunarodna udruga za čistu i primijenjenu kemiju (engl. Interna-tional Union for Pure and Applied Chemistry, IUPAC) službeno je obznanila da je popunjena 7. perioda periodnog sustava elemenata (slika 5.14). U njemu su svoje mjesto našli kemijski elementi s atomskim brojevima 113, 115, 117 i 118. Svi atomi su nastali u laboratoriju sudarima jezgri lakših atoma. Imena im još nisu služeno dodijeljena stoga su učenici pozvani da iznesu svoje prijedloge.

Slika 5.14. Periodni sustav elemenata (siječanj 2016.)

KEMIJA

131

ZANIMLJIVOSTI

• Ujedinjeni Narodi proglasili su 2011. godinu Međunarodnom godinom kemije u znak priznanja za ostvarena postignuća i doprinos boljitku čovječanstva pod motom: „Kemija – naš život, naša budućnost“.

Slika 5.15. Simbol UN-ove Međunarodne godine kemije 2011. godine

• Predviđa se da će 2030. godine svjetska prodaja kemikalija doseći 6300 milijardi eura pri čemu će kineski udio sa sadašnjih 34,4 % narasti na oko 44 %.

• Razvoj kemije uz sebe je vezao, na žalost, i zloupotrebu kemijskih znanja i dostignuća. Alfred Nobel bio je jedan od zornih svjedoka toga. Predviđa se da će nova dostignuća i inovacije u kemiji biti iskorištene i za razvoj kemijskog oružja.

• Prvo kemijsko oružje, klor, upotrijebljeno je na teritoriju Belgije 1915. godine, tijekom Prvog svjetskog rata.

• Tijekom Domovinskog rata srpske postrojbe su izvele više napada na hrvatska kemijska pos-trojenja (Petrokemija, Herbos, rafinerije nafte…) s ciljem izazivanja masovnog trovanja sta-novništva toksičnim kemikalijama što u osnovi predstavlja kemijsko oružje.

• Nobelova nagrada za mir 2013. godine dodijeljena je Organizaciji za zabranu kemijskog oruž-ja (engl. Organization for the Prohibition of Chemical Weapons, OPCW).

• Konvencija o kemijskom oružju (engl. The Chemical Weapon Convention, CWC) iza za cilj eli-minirati cjelokupno oružje za masovno uništenje sprječavajući razvoj, proizvodnju, nabavku, nagomilavanje, zadržavanje, prijenos i uporabu kemijskog oružja. Konvencija je stupila na snagu 1997. godine, a do sada su je potpisale 192 zemlje. Računa se da je do kraja 2015. go-dine uništeno oko 90 % deklariranog kemijskog oružja u svijetu.

• Neka od zanimanja budućnosti koja će zahtijevati znanja kemije uključivat će 3D printera hrane, inženjera za vertikalnu poljoprivredu, nanoproizvođača, čistača urana, inženjera proiz-vodnje svemirskog goriva…

• Stručnjaci smatraju da će se postojećom tehnologijom moći stvoriti još samo kemijski ele-menti s atomskim brojevima 119 i 120, a za ostale će biti potrebne neke nove tehnologije.


1. Najteži otkriveni kemijski element ima atomski broj

a) 111

b) 117

c) 116

d) 120

e) 118

2. Nabrojite pet područja u kojima će kemija igrati važnu ulogu u budućem razvoju svjetsk-og gospodarstva.

hrana, pitka voda, pametni lijekovi, obnovljivi izvori energije, napredni materijali, klimatske promjene…


• EU baza podataka o pesticidima za zaštitu bilja – http://ec.europa.eu/food/plant/pesticides/eu-pesticides-database/public/?event=homepage&language=EN

• Potrošnja umjetnih gnojiva u zemljama Europe – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/

KEMIJA

132

commons/1/10/Fertilizer_consumption_in_Europe.png

• Procijenjene svjetske zalihe (rezerve) nafte – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/com-mons/e/e3/Oil_Reserves.png

• Produkti pri frakcijskoj destilaciji nafte – http://ths.talawanda.org/~bramblen/classroom/Pic-tures/fractional%20distillation.JPG

• Proizvodnja nafte u razdoblju 1973. – 2015., po zemljama, u milijunima barela po danu (1 barel ≈ 159 l) – https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/02/Top_Oil_Producing_Counties.png

KEMIJA

133


___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________ _______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________________ _____________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________ ___________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________ _________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

134

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________ _______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________________ _____________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________ ___________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________ _________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

135

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________ _______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________________ _____________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________ ___________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________ _________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

136

O AUTORUKrunoslav Mirosavljević rođen je 1979. godine u Slavonskom Brodu gdje završava osnovnu školu i prirodoslovno-matematički smjer gimnazije Matija Mesić. Na Prirodoslovno-matematičkom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu 2002. godine završava dodiplomski, a zatim 2008. godine i poslijediplomski doktorski studij kemije i stječe akademski stupanj doktora prirodnih znanosti iz polja kemija. U razdoblju stjecanja dok-torata radi kao znanstveni novak u Zavodu za fizičku kemiju Instituta Ruđer Bošković u Zagrebu.

Po završetku doktorskog studija vraća se u Slavonski Brod gdje radi u Chromos Svjetlost d.o.o. kao tehnolog razvoja i kontrole te predaje u osnovnoj i srednjoj školi. Na Veleučilištu u Slavonskom Brodu zapošl-java se kao asistent, a zatim napreduje do profesora visoke škole. Na matičnoj ustanovi bio je član Upravnog vijeća, pročelnik Poljoprivrednog odjela, prodekan za nastavu te predsjednik više povjerenstava. U zadnje dvije akademske godine vanjski je suradnik u nastavi na Veleučilištu u Požegi i Sveučilištu u Zadru.

U dosadašnjem radu objavio je 34 znanstvena i stručna rada, mentorirao 16 završnih radova, sud-jelovao na više od 20 međunarodnih znanstvenih konferencija (od toga 2 pozvana predavanja) te na više domaćih i međunarodnih znanstvenih projekata (COST D11, D27, P15, bilateralni projekti sa Slovenijom, projekti Ministarstva znanosti, obrazovanja i sporta) i usavršavanja (Institut Jozef Stefan – Slovenija, University of Siena – Italija, ETH Zuerich – Švicarska, Institut za poljoprivredu i turizam – Poreč, Agencija za strukovno obrazovanje i obrazovanje odraslih…).

Uz to, glavni je urednik prvog udžbenika izdanog na brodskom veleučilištu, a kao voditelj pro-jekta vodio je projekt DELTA financiran iz programa IPA IV Razvoj ljudskih potencijala (dva puta predstavljen kao primjer dobre prakse). Krunoslav Mirosavljević bio je član ili predsjednik znan-stvenog ili organizacijskog odbora na više međunarodnih znanstvenih i stručnih konferencija, a na 6. međunarodnoj znanstvenoj i stručnoj konferenciji TEAM 2014 održanoj u Kecskemetu (Mađarska) dobio je nagradu „Best Presentation Award“.

Prvi je nastavnik u Hrvatskoj koji je ostvario mobilnost u okviru CEEPUS programa putem nekog veleučilišta ili visoke škole. Član je Hrvatskog kemijskog društva, Društva agronoma Slavonski Brod, Rotary International i International TEAM Society (potpredsjednik i član Upravnog odbora). Aktivno se služi engleskim jezikom.

Slavonski Brod, kolovoz 2016. godine

doc. dr. sc. Krunoslav Mirosavljević, prof. v. š.

KEMIJA

137

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________ _______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________________ _____________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________ ___________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________ _________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

138

PROJEKT STEM GENIJALCI

Korisnik projekta: Gimnazija Matija Mesić

Vrijednost projekta: 2.474.286,40 kuna.

Trajanje projekta: 12 mjeseci (listopad 2015. – listopad 2016.)

Partneri u projektu: Strojarski fakultet Slavonski Brod i Gimnazija Nova Gradiška

Ciljevi projekta:Opći cilj projekta je doprinijeti povećanju broja učenika koji upisuju STEM (Science, Technology, Engineering, and Mathematics) studijske programe i povećanju njihovog uspjeha na studiju te konkurentnosti na tržištu rada omogućavanjem stjecanja dodatnih kompetencija iz STEM i ICT područja.

Specifični ciljevi projekta:• Razvijeni inovativni kurikulumi usmjereni na stjecanje kompetencija iz STEM i ICT područja.• Osigurani uvjeti za uvođenje novorazvijenih kurikuluma u sustav obrazovanja u Gimnaziji

Matija Mesić i Gimnaziji Nova Gradiška i promoviran značaj STEM kompetencija.

Aktivnosti na projektu:I. Unaprjeđenje nastavničkih kompetencija za izradu i implementaciju kurikuluma• Formiranje 5 radnih skupina za izradu 5 fakultativnih kurikuluma• Edukacija nastavnika o izradi kurikuluma i formuliranju ishoda učenja• Studijski posjet Italiji radi upoznavanja primjera dobre prakse• Studijski posjet Institutu Ruđer Bošković• Edukacija o obnovljivim izvorima energije• Edukacija nastavnika o inovativnim nastavnim metodama rada “Čitanje i pisanje za kritičko

mišljenje “

II. Razvoj fakultativnih kurikuluma iz područja STEM-a i ICT-a• Analiza postojećih kurikuluma• Razvoj fakultativnog kurikuluma iz područja biologije• Razvoj fakultativnog kurikuluma iz područja kemije• Razvoj fakultativnog kurikuluma iz područja fizike• Razvoj fakultativnog interdisciplinarnog kurikuluma iz područja matematike i informatike• Razvoj fakultativnog interdisciplinarnog kurikuluma iz područja obnovljivih izvora energije• Izrada 5 priručnika za nastavu s ispitima za provjeru usvojenosti ishoda učenja• Izrada digitalnih sadržaja za provedbu kurikuluma• Edukacija za primjenu digitalnih sadržaja• Studijsko putovanje u Amsterdam radi upoznavanja primjera dobre prakse i iskustva u razvo-

ju tehnologija obnovljivih izvora energije i njihovog povezivanja s gimnazijskim kurikulumima iz STEM područja

III. Unaprjeđenje materijalnih uvjeta za implementaciju novorazvijenih kurikuluma• Opremanje praktikuma za kemiju• Opremanje praktikuma za biologiju• Opremanje praktikuma za matematiku i informatiku• Opremanje praktikuma za fiziku• Nabavka opreme za provedbu interdisciplinarnog kurikuluma Obnovljivi izvori energije.

KEMIJA

139

IV. Diseminacija novorazvijenih kurikuluma i promocija STEM kompetencija• Izrada portala za E-učenje• Okrugli stol – STEM – budućnost Europske unije• Izrada brošure za promociju STEM kompetencija• Sajam ideja na Fakultetu Kemijskog inženjerstva u Zagrebu• Osnivanje STEM kluba• Dan otvorenih vrata STEM kluba

Promidžba i vidljivost• Uvodna konferencija• Promocija u medijima• Promotivni materijali• Završna konferencija

Upravljanje projektom i administracija• Sastanci projektnog tima• Sastanci s partnerima• Izvještavanje prema Ugovornom tijelu

KEMIJA

140

KVIZ ZNANJA

KEMIJA

141

1. Ovo je dijamant. Dijamant je čisti:

bor ugljen željezo

dušik kisik

2. Na ovaj element ćete naići često u njegovom čistom obliku. Ovaj metalni ele-ment je:

mesing bronca bakar

zlato cink

KEMIJA

142

3. Ovaj metalni element je tekućina pri sobnoj temperaturi. To je:

brom jod željezo

dovesti markur

4. Žuta boja predstavlja element koji je sastavni dio baruta. Taj element je:

klor bakar zlato

selen sumpor

KEMIJA

143

5. Ovaj metal se pojavljuje u svom čistom obliku, ali je obično u tekućem stanju. Taj element je:

mesing bakar zlato

iridij platina

6. Kako biste otkrili sljedeći element morate shvatiti njegovu primjenu na prika-zanoj fotografiji. Taj element je:

berilij željezo živa

silicij cink

KEMIJA

144

7. Zrak koji udišemo ćini ovaj element. U tekućem svojstvu, izuzetno je hladan. Taj element je:

klor kisik vodik

dušik radon

8. Trebaju ti zaštitne rukavice kako bi držao ovaj radioaktivni element, koji je pritom topao. To je:

cerij željezo živa

litij uran

KEMIJA

145

9. Ovaj element je polumetal ili metaloid. Ovako izgleda kada se čisti. On je:

silicij aluminij brom

selen polonij

10. Ovaj element čini većinu prikazane slike. To je i najrasprostranjeniji element u svemiru. Ovaj element je:

ugljen helij vodik

dušik kisik

KEMIJA

146

INFOGRAFIČKI PRIKAZ KEMIJE

KEMIJA

147

KEMIJA

148

KEMIJA

149

KEMIJA

150

KEMIJA

151

KEMIJA

152

KEMIJA

153

KEMIJA

154

BILJEŠKE

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

____________________________________________________________ ______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

__________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________________ ___________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________ _______________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________ _____________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

__________________________________________________________________

KEMIJA

155

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________ _______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________________ _____________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________ ___________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_________________________________________ _________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

156

_ _________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

______________________________________________________________ ____

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

________________________________________________________ __________

___________________________________________________________________

__________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________ _______________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________ _____________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

157

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

____________________________________________________________ ______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

__________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________________ ___________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________ _______________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________ _____________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

158

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

____________________________________________________________ ______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

__________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________________ ___________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________ _______________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________ _____________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

159

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

____________________________________________________________ ______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

__________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________________ ___________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________ _______________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________ _____________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

160

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

____________________________________________________________ ______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

__________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________________ ___________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________ _______________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________ _____________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

161

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

____________________________________________________________ ______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

__________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________________ ___________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________ _______________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________ _____________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

KEMIJA

162

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

____________________________________________________________ ______

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

__________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_______________________________________________________ ___________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________ _______________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

_____________________________________________ _____________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

Documents

Priručnik "Kemija"