UREDNICA Jasmina AlagiC

RECENZENTI HilmoBucuk Jasmina HadiimurteziC

DIZAJN I GRAFICKO UREDENJE Izedin Sikalo Fotoarhiv Sarajevo~PublishiHgu

SLOG I PRIJELOM DTP studio Sarajevo-Publishinga I Rihad CovCic

LEKTURA I KOREKTURA Leklorsko-korektorska sluiba Sarajevo-Publishinga

© Sarajevo-Publishing d.d. Sarajevo, 2003. Nijcdan dio ove knjige ne smije se umnoiavati, fotokopirati niti na bila koji naciH reproducirati bez izdavacevog pismenog odobrenja.

Fedemlno ministarstvo obrazovanja i nauke l1a osno\'u odluke Vijeca za izradu i pracenje nastavnih planova i programa i odabir udibenika od lL 06. 2003. godine, rjesenjem broj 01-38-2035/03-72 ad 1. 07. 2003. odobrilo je ovaj udibenik za upotrebu.

Stampa: "GRAFOTISAK" Grude - Bosna i Hercegovina

eIP - Ka~alogizacija u publikaciji Naciona1na i univerzic:ecska bib1ioteka Bosne Hercogovine, Sarajevo

54 (075 2)

DRACO, Hadzira Hemija za 7. cazred osnovne sKo1e /

Hadzira Draco i Mirsada Rizvanovic. Sarajevo Sarajevo fubJj shj.ng, 2003. 128 str. i1ustr.; 26 em

ISBN 9958-21-179-3 1. Rizvanovic, Mlrsada COBISS BE-ID 1~~09158

I Jr;c . zr···,-.' '. ,

, -.. ~.-

Hadzira Draco Mirsada RizvanovlC

Hemija

za 7. razred osnovne skole

SARAJEVO PUBLISHING, Sarajevo, 2004.

Hemija 7

Ucenici !

Ove godine pocinjete uciti novi predmet - HEMUU. Pojmove koje tete obradivat'l u hemiji vee ste nautili u predmetu p r i rod 3, pa jz toga proizilazi da je i hemija prirodna nauka. Takoaer eete upoznati mnoge tvari koje nalazimo u prirodi i one 5to ih proizvodi covjek, te kako se od pojedinih tvari mogu dobiti nove tvari. Iz toga sHjedi da je osnovni zadatak hemije da se bavi proucavanjem tvari i njihovih promjena. Ovaj udibenik pisan je po Nastavnom planu i programu za sedmi razred osnovne skole. Zbog bolje preglednosti udzbenikje podije!jen na osam poglavlja. Svaka nastavna jedinica je obraaena tako da je nastavnik lzvodi ne sarno uz obavezu demonstracije ogleda nego

uz puno angazovanje ucenika u toku casa po principu "URAD1TE, POSMATRAJTE PA ZAKUUCITE" sa zeljom da nastava hemije bude intenzivnog radnog karaktera. Da biste lakse usvojili nova znanja IZ hemije (kemije), u udibeniku su navedeni hemijski ogledi I pokusi vezani uz gradivo. Prije izvodenja svakog ogleda pailjivo procitajte uputstva i pripremite potreban pribor. Tacno se drzite datih uputstava jer sarno tako ogled (pokus) moze uspjeti. lzvodenjem hemijskih ogleda postupno tete se osposobiti za eksperimentalni rad, koji je vrlo zanimljiv i koristan jer se ogledima dolazi do novih otkriCa u hemiji i do novih hemijskih proizvoda. Takoder eete u ovom udzbeniku naiCi na mnoge CRTEZE i SUKE koje ee yam pomod u razumijevanju gradiva obradenog u osnovnom tekstu. Da bismo yam pomogli pri ucenju, svi novi pojmovi i bitni dijelovi grad iva naglaseni su masnim s!ovima. Taj dio gradiva treba upamtiti i znati ga samosta!no objasniti. Sem predvidenog grad iva udibenik na kraju sadrii !aboratorijske vjezbe koje mogu samostalno izvesti ucenici na casu iii uz pomoe nastavnika. Svaka vjezba je detaljno opisana tako da je svaki ucenik moze sam izvesti. Takoder uz ovaj udzbenik, uradena je Radna sveska, kOja pomaze ucenicima da samostalno rjesavaju zadatke, Radna sveska ee se upotrebljavati poslije svake obraaene cjeline. Na kraju svake lekcije nalaze se pitanja, tako da ucenik samo na osnovu pazljivog izvodenja ogleda, moze izvesti odgovarajuee zakljucke i dati pravilan odgovor. Smatramo da ee ovakav rad doprinijeti razvijanju kreativnih sposobnosti ucenika

i njihovom osamostaljivanju u radu.Velika nam je zelja da tokom ucenja hemije zavolite taj predmet, jer znanje hemije nije potrebno samo buduCim hemicarima, vee i strucnjacima mnogih drugih naucnih podrucja, a korisno je i u svakodnevnom zivotu.

Autori

4

RAZVOJ HEMIJE

Hemija 7

Uvod

Meau prvim naukama 0 prirodL kOje su poceleda se razvijaju izonog opsteg, polaznog covjekovog posmatranja prirode i razmisljanja 0 njoj prije vise od 30 vijekova, bile su fizika i hemija.

Fizika potjece od greke rijeei "fizis" a znaci "priroda': Kao nauka 0 prirodi ona izucava tijeJa u prirodi, njihove osobine i njihova stanja, promjene koje se na njima desavaju, uzroke i posljedice tih promjena i zakone po kojima se one desavaju. Fizika proucava promjene pri kojima se mijenja samo ob!ik tijela iii njegovo mjesto u prostoru, ali ne i sama materija od koje se tijelo sastoji.

Hemija, meautim, proueava one promjene na tijelima pri kojima se mijenja materija od koje je tijelo graaeno. Ona proucava, dakle, bltne i trajne promjene u samoj prirodi tljela. Npr. sta se desava sa drvetom kad ga stavimo u vatru i one izgort. Gorenjem drveta nastaje dim i pepeo koji je ostao na ognjiStu. To znaCi da je od jedne tvari nastala sasvim druga tvar, njihove osobine su se promijenile. Takve se promjene zovu hemijske promjene i one predstavljaju predmet hemije kao nauke.

Hemija je dobila svoje ime po staroj egipatskoj rljed "hemi" a oznacavala je Egipat i zemlju crnicu koJu je potapao Nil.

Fizicke promjene nisu uvijek pracene hemijskim promjenama, dok hemijske promjene, nasuprot tome prate redovno i fizicke promjene.

Razvoj hemije mozemo rastaviti u vise perioda ito:

Pry! poceci hemije, odnosno alhemije nasta!i su kod Indijaca i kod Kineza - poznavaH su neka jedinjenja.

Najstariji narodi Egipcani, Fenicani, !ndijci i drugi imali su pojedinacna zapazanja 0 hemijskim procesima, bez ikakvog objasnjenja.

Egipcani su poznavali: zlato, srebro, bakar, zeljezo, olovo, kalaj, zivi krec, sumpor, minijum, sapun, sirce, skrob, spiritus, sto se moglozak!juciti po ostacima njihove kulture (piramidama, grobnicama, mumijama).

Znacaj u hemiji postlgli su grcki filozofi Demokrit, i leu kip - razvili su ucenje da je atom - nedjeljiv, ujedno su objasnjavali razHCite obHke supstanci tvari kao i njihove promjene.

U srednjem vljeku razvila se alhemija za koju je bilo karakteristicno mijesanje nauke i magije, razna cuda i carolije. U to doba trazen je "kamen mudraca" pomo(u kojeg bi se pomenuti metali pretvarali u zlato, a upotrebljavan je za lijecenje raznih bo!esti i sl.

U drugoj polovini 17. vijekajavlja se prva hemijskateorija - flogistonska teorija.Znacajflogistonske teorije je bio u tome sto je obuhvatala viSe pojava i doprinijela unapredenju razvoja hemije.

U drugoj polovini 18. vijeka otkriven je : vodonik (vodik), azot (dusik), hlor (klor) i kisik (kiseonik). Francuski hemicar Lavoazije - otkriva teoriju gorenja koja ima veliki znacaj za dar]i razvoj hemije.

Slijedi otkrice zakona a odrzavanju mase {lomonosov}, osnovni zakon za reakcije u stanju hemijske ravnoteze (Guldberg-Waage), zakon umnozenih odnosa (Dalton), zakon ekvivalenata (Rihter). Pronalazenje ovih zakona bilo je temelj na kojem je izgraaena moderna hemija.

7

Hemija 7

1. Sta cema saznati ucenjem hemije

Proucavanjem prirode i prirodnih promjena, kao i zakona po kojima se te promjene desavaju, bave se prirodne nauke: biologija, fizika, hemija, astronomija i dr.

Oko sebe zapazamo mno5tvo razlicitih predmeta i iivih biea, npr: drveee, zivotinje, automobile i dr., a susrecemo se j s raznovrsnlm promjenama kao sto su gorenje, hraanje zeljeza, isparavanje vode, rast biljaka i dr. Sve ovo sto nas okruzuje i promjene kOje se desavaju oko nas i u nama predmet su covjekovog interesa, promatranja i izucavanja.

(ime se bavi hemija, saznacemo posmatranjem materijala s kojim se susreeemo u zivotu kao j

promjena koje mogu nastati njihovim uzajamnim djelovanjem.

(51.1a, b, c,d, e)

Izvest cemo nekoliko ogleda te sami dod do zeljenih odgovora.

U pet coso ulijmo malo vode, te u prvu dodamo secera, u drugu vinsko sirce, zatim deterdientf brasno i komadic drveta. Promijesajmo sadrzaj u svakoj casi. Posmatraj .~to se dogaaa sa svakim pojedinim uzorkom u vodi,

Stavimo ujednu epruvetu malo seeera. a u drugu nekofiko komadica usitnjenog drveta i zagrijmo. Sta Sf? dagoda sa seeerom i drvetom u toku sagorijevanja?

51.10 SI.lb

U casu sa vodom dodati dvije do tri kapi tinte, malo varikine i promijesati. Sta zapazaS?

U jednu epruvetu u kojojje voda pomijesana 5 brasnom dodati nekoliko kapl jodne tfnkture. Kakva promjena nostaje ?

Zapa/iti dvije svijece, a nakon toga jednu poklopiti staklenim zvonam. Posmatraj gorenje obiju svijeco. Sta primjecujes ?

51.1d 51. Ie

8

Hemija 7

Odgovor na pitanje sta su: voda, kuhinjska so, iii jodna tinktura, iii zasto su voda, varikina i tinta u tecnom stanju, a secer, kuhinjska so, drvo iii brasno u evrstom stanju, zatim zasto se so i secer rastvaraju u VOd'l, a bra~mo i drvo ne otapaju u vodi, da Ii deterdzent u vodi moze da pjeni, da Ii sapun sluii kao sredstvo za pranje i ciScenje, zasto svijeca pod zvonom ne gori, kao i mnoga druga pitanja kao npr.: kako je nastala nafia, ugljen, te sta se dobije preradom nafie, drveta, iii zasto svakodnevno uzimamo raznovrsnu hranu da bismo sacuvaH nase zdravlje doznat cemo ucenjem hemlje,

Vodu, stijene, rude, zrak, ugljen, naftu, drvo i mnoge druge materijale nalazimo u prirodi. Zahvaljujuci hemiji i hemijskoj industriji, otkriveni su i usavrseni postupci pomoeu kojih se jz svih prirodnih sirovina dobiva zeljezo, aluminij, bakar, staklo, papir, cement, boje, lakovi i dr. Ovi materijali koriste se za proizvodnju posuaa, alata, automobila, aviona, gradevinskog materijala itd.

Proizvodi hemijske industrije su: lijekovi i kozmeticki preparati, sredstva za pranje, umjetna gnojiva, plastiCne mase, sinteticka vlakna, umjetna koza i mnogi drugi proizvodi kaje svakodnevno susrecemo u nasem iivotu. Ova dostignuca u hemijj omogueila su bo!ji i udobniji nacin stanovanja, rada, odrzavanja higijene, te bolju prehranu.

Sama hemija nije mogla ostvarlti mnogo dostlgnuea vee je neophodna uska povezanost i ostalih prirodnih nauka i tehnike, a to znaci vecu saradnju sa biologljom, fizlkom, medicinom, gradevinarstvam, veterinom, tekstilnom industrijom, industrijom koze i obuce i dr.

Tesko je zamislitl kako bi izg!edao zivot covjeka kad bi mu se oduzelo sve one 5tO mu je do sad a dala hemija, Znanja koja dobijete u hemiji pomoCi ce yam da bolje razumijete prlrodne pojave i zakone koji vladaju u prirodi.

Razvoj drustva i tehnike doveli su i do neieljenih posljedica, a to je prije svega, zagadenje covjekove okoline, Pored toga, nekontrol1sana 'upotreba lijekova i droga ugrozava nase zdravlje. Savremen'ljim upoznavanjem procesa i ujedno zastitom okollne ucinit cemo da se opasnosti svedu na minimum.

- Sve promjene u prirodi desavaju Sf po odreaenim prirodnim zaiwnima, - Hemija je vaina nouka jer pomote razvoju medicine, poljoprivrede, saobracaja, raznih industrljskih grana - brodogradnjc, automobifske industrije, industrijc gradevinskih materijafa, baja, lijekovo, sredstava za oranje, eksp!oziva i dr.

~ Hemija pomate razvoju drugfh nauka, a naroe/to prirodnih nauka.

9

Hemija 7

VJEZBA 1

a) Otapanje secera u vodi

Stavimo u casu napunjellu vodom jednu do dvije kocke secera, zatim staklenim stapiCem izmijesajma seeer sa vodom 5ta zapazate ? Ii --- -

SL 2 Otapanje seeera

Seeer se nakon kratkog vremena rastvorio u vodi u sitne cestice i potpuno se pomijesoo sa vodom, tako do postane nevidljiv _. seeer se rastvara u vodi (sl2).

b) Isparavanje vode

• Ulijmo u tikvicu maJo vode, drZimo iznad tikvice okrenutu casu i zagnjmo. Promotraj sta se dagoda s vadom u toku zagrijavanja [opiS!. (sl3)

Zapazanja: Zagrijavanjem Ciste vade zapazili smo da se voda pretvara u paru, a hfaaenjem kondenzuje ponavo u vodu. Takoaer znamo da smrzavanjem vode nastoje fed, a topljenjem leda ponOVD se dobiva voda.

Zakljucak: Isparavanjem i smrzavanjem vode, kon­denzacijom vode, pare i topljenjem leda nij'e doslo do promjene tvod jer su led, voda i vodena para sarno razliCita agregatna stanja iste tvari.

10

51. 3 Isporavanje vade i kandenzacija pare

•

Hemija 7

c) Gorenje magnezija

Uzmite u laboratorijska klljesta komad magnezijeve trake, Unesite je u plamen i zapa/ite, lapaljeni magnezlJ posmatrajte kroz zatamnjene notale ifj stokla. 5ta ste zapozifi? (sl.4)

Zapazanja: Magnezij gori bljestavim plamenom oslobaaa top/ow, i od njega nastaje bijeli prahl koji se zove magnezijev oksid.

Zakljucak: U navedenom primjeru, od jedne tvari nasta/a je druga tvar, koja ima sasvim drukcije osobine nego tvarod koje je nasta/a.

51.4 Gorenje magnezijske trake

Poslije izvrsenih og/eda odgovorite na sljedeca pitanja:

1. Kakve promjene tvari mogu biti? 2. Date primjere razvrsl'ojte prema nacinu promjene a navedite jos primjera za te

promjene. 3. Kako se zovu proml'ene prj kojima se mijenja oblik, velicina, poloial' iii stanje tvari? 4. Kako se zovu promjene pri kojima od jedne tvari nastoje druga tvar?

11

Hemija 7 '"" "," """ ' """" """"" ,",

1.2. HEMIJSKI PRIBOR I MJERE ZASTITE PRIIZVODENJU HEMIJSKIH OGlEDA

Hemija uzteoretskl dio sadrzi i laboratorljske oglede pa je zbog toga vazno da upoznamo osnovni laboratorijski pribor koji se koristi pri jzvodenju ogleda, a takoder i mJere opreza prj jzvodenju ogleda,

Stakleni i porculanski pribor

Pri izvoc1enju hemijskih ogleda upotrebljava se stakleno i porculansko posuc1e, metalni pribor, razne aparature, hemikalije, te uredaji za zagrijavanje i hladenje.

Za izvoc1enje hemijskih ogleda najpodesnije su staklene posude, providne su, pa se u njima mogu vidjeti razne promjene pri hemijskim reakdjama.

Zagrijavanje tvari vrsi se u vatrostalnim, staklenim i porculanskim posudama, tako da se ispod posude stavi azbestna mreiica. Zagrijane posude ne smiju se stavljati na hladne povrsine, pa se stavljaju na azbestnu mreiicu iii plocu. U epruvetama od vatrostalnog stakla, supstance se mogu zagrijavati neposredno na pia menu. Najcesce stakleno posuc1e: laboratorijske case, epruvete, baloni (tikvice), a od porculanskog posuda pravljeni su loneki i soljice. Kada je u pitanju mjerenje zapremine tecnosti koriste se menzure, pipete i birete iii tikvice (sl. 5).

II II

""'t·

~~ .,ttl, ,

~~,.~ sr. 5 Hemijske posude i pribor

Univerzalni fabaratorijski stativ, Koristi se za postavljanje i drianje raznih aparata (sl.5a).

Izvori toplote. Znamo da prilikom hemijskih reakcija vrlo cesto trebamo supstance zagrijati a kao izvor toplote koristi se spiritna grijalica, iii elektricni reso.

Sklapanje aparata. U svakoj vjezbi na!azi se crtei aparata za izvodenje ogleda na osnovu kojeg moiete sklopiti aparat.

12

/ • f \;

Hemija 7

Stakleno posuc1e

Od staklenog posuda najcesce se upotrebljavaju:

b) epruvete e) menzure

d) Drugo stakleno posude

Prj izvodenju ogleda stakleno posuc1e se moze koristiti samostalno iii u sastavu pojedinih aparatura .

Porculansko posude

Od porculanskog posuda upotre­bljavaju se zdjelice, lonciel i avani (tarionici). (51. Sf)

51. sf. Avan (tarionik)

13

HemJja,7

Metalni i ostali pribor

Od metal nag pribora spomenut cema najprije anaj kaji se upatrebljava pri sastavljanju pajedinih aparatura, a to su: stativ, razlicite vrste hvataljki i mufa, zatim tronozac, hemijska

kHjesta, skare, pinceta, spatula, noz i 51. 5 g, h, i.

Od ostalog hemijskog pribora navest

cemo:

h) (epave, ravne i kaljenaste staklene ejevCice

• Kada zelimo mije!,at! dvije tekuCine, prvo u.>perno u p05udu jednu tekuCinu 0 posJije toga niz zid druge p05ude, pomo(u staklenog stopiCQ, sipomo u drugu tekuCinu. • Ni u kom sfucaju ne smijemo sipol'i tekuCinu no drugi natin, zbog prskanja tekuCine.

• Odrzavajte rodno mjesto i pribor u Cistom stanju. • Ne raziijevajte po stolu tecnost i ne rasipajte cvrste supstance. • Budite pailjivi pri upotrebi hemijskih reagensa. Pazite do vam ne I<apnu no ruke, odjecu, obu(u, Q naroCito pozite do yam ne dospiju u 06 i no fice. • Cvrste supstance iz tegle uzimajte soma Cistom kasiCicom • Pazljivo postupajte sa grijoficoma.

14

Hemija 7

Ako se ipak zapaljiva tecnost razlije i zapaH, npr. spirit, benzin i dr., zaspite je pijeskom iii prekrijte krpom, Aka yam se u radu dogodi nezgada, odmah se za pomac obratite nastavniku, a u teskom slucaju Ijekaru.

1. Dobro pregledajte laboratorijsko posuae jer ie se poslije pri izvoaenju ogfedo koristiti a i ertot;.

2. Zbog stjecanja osnovne vjestine izvoaenja ogledo izvedi sljedece oglede: oj zagnjavaj vodu u epruveti. Sto primjecujes ? b) presipaj tecnosti: vodu i sirce iii vodu i afkohol, te vodu i ulje kao na slici Se.

Pravila u radu sa hemikalijama

Prilikom upotrebe hemikaHja i izvoaenja og!eda treba 5e pridrzavati s!jedeCih pravila: (51.6a, 6b, 6(, 6d, 6e)

• (uvanje hemikalija: (a)

Hemikalije treba cuvati u posudama namijenjenim za hemikalije (tamne i svijetle staklene posude), a nikako u posudama u kojima je bila hrana iii piCe. Na te p05ude obavezno staviti natpis "hemikalije". Cepovi u kojima se na!aze hemikalije ne smiju se zamijeniti.

• Ostaci hemikalija se nikada ne vraeaju u bocu u kojoj se cuvaju, vee u posebnim bocama za otpatke.

• HemikaUje ne smijemo probati, ni dirati prstima.lspitivanje miri5a vrsimo kaa na slici 6b.

• Pri hemijskim ogledima treba raditi sa malim koliCinama hemikalija, jer su tada uspjesni i bezopasni ogledi.

• Aka su hemikalije stetne po zdravlje i!i su zapaljive iii eksplozlvne, obiljezavamo ih

oznakama propisanim zakonom (vidi sliku 6c).

• Kod izvoaenja ogleda treba prvo pazljivo procitati uputstvo za rad, te pripremiti potreban

pribor i hemikalije. Poslije svakog ogleda, pribor oprati i spremiti, a radno mjesto oCistiti.

• Pri zagrijavanju tekuCina otvor epruvete ne smije bit] usmjeren prema osobi koja lzvodi ogled iii prema osobama koje se nalaze u blizini, (vidi sliku 6d).

• Kako prelijevamo tekuCine ?

TekuCine presipamo lz posude u posudu tako da naslonimo rub posude u kojoj se nalazi tekuCina na rub otvora posude u koju sipamo tekucinu.

15

Hemija 7

51.6 Mjere opreza u !aboratoriji

aJ (uvanje hemikalija

d) drtanje epruvete s tekuCinom pri zagrijavanju

16

c) znakovi opasnosti

TVARI

Hemija 7

2.1. TVAR - SVOJSTVA TVARI, VRSTE TVARI

Svuda aka nas susrecema raz!icite predmete u Zemtji, na Zemlji i ako nje, takoaer Sunce, zvijezde i sva osta!a nebeska tijela. Ljudi su takoaer sastavni dio prirode, to znaCi prj rod a je sve sto postoji. Navedite najcesce pojave koje se desavaju u prirodi. Mijenjanje polozaja Zemlje prema Suncu,

smjena dana 1 nO(1, nejednakost dana i noel, mijenjanje godiSnjih doba, vremenske nepogode i

oluje, munje i grmljavine,. kruzenje vode u prirodi, hrdanje zeljeza, rast biljaka i dr.

U prirodi se neprekidno desavaju raznovrsne pojave (promjene).

TVARI (supstance)

Navedite nekoliko predmeta koji nas okruzuju?

Sto, prozor, klupa, tabla, kreda, luster i dr.

Kada govorlmo 0 predmetu, ne govorima sarno a njegovoj velicini, obliku iii boji vee i od (ega je

taj predmet napravljen.

Na slici se no/aze razfiCite kuglice. Jedna od gume, druga od stakfa, treea od plastike, cetvrta od ieljeza, peta od drveta itd. (sl.7)

Sf. 7 Kugfice od razfiCitog materija/a

Drvo,zeljezo, guma i plastikasu materijali od kojih sute kuglice napravljene.

Te materijale jednim imenom zovemO tvarima iii supstancama. Sve !ito se nalazi u svemiru je materija, a tvaf je jed an od oblika materlje.

TUELA se medusobno razlikuju po obliku, veliCini i gradi. Navedimo

nekoliko predmeta od istog materijala - od stakla,

drveta, metala (51. 8)

Tvari (supstance) mozemo naCi u prirodi: voda, zrak,

kuhinjska so, zlato, drvo, a neke tvari pray] sam covjek

- celik, papir, staklo, lijekovi, !akovl i dr.

Prema tome tvari mogu biti: PRiRODNE i VJESTACKE.

51. 8 Predmeti od istog moterijalo

8

Osobine (svojstva) tvari

Pomije5ojmo serer i kuhinjsku so. Pomijesajmo vodu i benzin.

Hemija 7

Takoder pomijesajmo sumpor u prahu i zeljeznu piljevinu. Sta primjecujemo?

Oa Ii postoji neka slicnost iii razlika kod ovih tvari? Kada govorimo 0 ovim tvarima, mO:lemo pr'imijetiti njihove slicnosti iii razlike. Secer, so, sumpor, zeljezo, su tvari u cvrstom stanju, secer i so su bijele boje, sumpor je :lute boje, zeljezo je sive boje, voda i benzin su bezbojne tecnosti, voda ne gori, ali benzin je zapaljiv. Sva ova zapazanja unesite u vasu svesku.'

Obiljezja po kojima se jedna tvar razlikuje od drugih zovu se osobine (svojstva) tvari.

Osim osobina tvari koja smo do sada upoznali, a to su boja, agregatno stanje, zapaljivost, spomenut cemo jos miris, okus, topljivost, gustoca, magnetizam, elektricitet, vrelfste itd.

VRSTETVARI

Tvari mogu biti smjese i Ciste tvari.

SMJESE

Uradite, posmatrajte, pa zakljucite.

Uzmrte grumen zemlje, pa posmatrajte! Nekoliko kapl kisnice stavite no "Qtno staklo - zagrijavajte, sta primjeCujete!

Vazduh je smjesa razlicitih tvari. Zemlja je smjesa razliCitih Jvari. Poslije isparavanja kisnice zaostaju mrlje na staklu pa kazemo da je kisnica smjesa.

Vazduh (zrak) je smjesa raz!iCitih tvari u gasovitom stanju.

Smjesa je skup dviju iii vise tvari. Tvari u smjesi ne gube svoje asobine, tj. imaju iste osobine kOje su imali i prije mijesanja.

Pastoje smjese kaje nastaju u prirodi (prirodne smjese - voda, zemlja, vazduh), a postoje smjese kOje maze napraviti sam covjek (vjestacke smjese - malter, hrana, pijesak 1 soda).

19

Hemija 7

Smjese mogu biti:

a) Heterogene su one smjese u kojima se pojedini sastojci mogu razlikovati golim okom,

povecalom iii svjetlosnim mikroskopom.

Npr. mijesanjem pijeska i vode, krede i vode. Pijesak i voda se mogu vidjeti golim okom.

b} Homogene su one u kojima pojedine sastojke ne mozemo razlikovati golim okom,

poveca!om iii svjetlosnim mikroskopom.

Npr. secer i so otopljeni u vodi, smjesa zraka itd.

CISTETVARI

Stucajte U sil'an prah kocku secera. Posmatrajte boju cestica secera, a potom i5pitajte okus.lsto uradite i sa grumenom sofi.

Svaka cestica secera je bijele boje, s!atkog okusa, a sve cestice iz kojih se sastoji secer 5u [stih

osobina. Zata kazemo da su so i secer ~ ciste tvari.

Cista tvar je ona tvar (supstanca) kaja se sastoji od istavrsnih cestica.

U prirodi, u Cistam stanju mogu se naCi: zlato, bakar, sumpor, mramor, kuhinjska so i druge tvari.

Sf. 9 Kuhinjska so (cista tvar)

20

~ pijesok

~~"-Sf. 90 Smjesa pijesko i vade

voda

pijesak

Hemija 7

Priroda je sve sto postoji.

Hemija je nauka kOja proucava ad (ega su izgradena sva tijela u priroal. Sve promjene u prirodi desavaju se po odredenim prirodnim zakonima.

Hemijaje usko vezana sa drugim naukama (tehnika, medicinal biologija, fizika. brodo­

-gradnja, avio i automobilska industrija), industrijom gradevinskog materijala, lijekova, bOja, sredstava za pranje itd.

Materija je ono iz (ega se sastoji sva priroda.

Tvar ill supstanca je ono iz (ega su gradena tijeia.

Tijelo je dio prostora ispunjen nekom tvari.

Ciste tvari se razlikuju jedna od druge po svojim osobinama a to su: izgled, stanje, boja, okus, miris, tvrdoca, CvrstoCa.

Smjesa je skup dvlju iii vise tvari u kojem svaka tvar zadrzava svoje osobine. Smjesa moze biti: Heterogena (sastojci se mogu razlikovati golim okom iii povecalomj

Homogena (sastojke ne mozemo razlikovati golim okom iii povecalom)

J. Po cemu se tvari meau50bno razlikuju? 2. Napisi u svesku nekoliko prirodnih smjesa i nekoliko vje51ackih smjesa! 3. Navedi nekoliko predmeta ad istog materijafa ~ ad stafda i pfastike. 4. 5ta su osobine (svojstva) tvari. 5. Sta su smjese a sta Cista tvar ? 6. Po kojim se osobinama razlikujc:

aJ drvo ad zeljeza b) bakar ad zlata c) alovo ad a/uminija

7. '.' ': OpljlVost bras no! ulja i deterdzenta u vodi i al/wholu. Op . a zapaianjQ, 8. Navedtrazliku izmedu (Istih tvari i smjesa.

21

Hemija 7

2.2. SMJESE - ODVAJANJE TVARI

!spitivanjem osobina tvari saznali smo da svaka tvar ima neku karakteristicnu osobinu po kojoj se razlikuje od druge tvari. Razlike u osobinama omogucavaju odvajanje Cistih tvari iz smjesa.

Kako motemo odvojiti tvari iz smjesa?

• kredu od vode • otopljene (vrste tvari iz izvorisne vode, • zeljezo od sumpora • pijesak od vode ltd.

Odgovor na ova pitanja dobit cemo poslije izvedenih ogleda a da bismo izveli oglede potrebno je poznavati postupke rastavljanja smjesa.

NajceSCl postupci rastavljanja smjesa su: filtriranje, talozenje (sedimentacija), destilacija, kristallzacija, dekantiranje i sublimacija.

a) Filtracija

Odvajanje krede od vode:

U ovanu smrvi komadic krede i pomijesaj 5 malo vade u casi. Zatim sloi! aparaturu prema slie[ (5/.10). Smjesu vade i krede fijevaj niz Si"okfeni staph': na fllter-papir i promatraj 5ta se pri tome dogaoa.

Opfsl svaja zapazanja i izvedi zakijucak.

Mijesanjem vode i usitnjenje krede dobiva se smjesa cvrste tvari i 51. 1 D. Filtraoja

tekuCine. Aka se smjesa propusti kroz filter-papir (sl.l a), kraz njegove pare prolazi voda, a cestice krede ostaju na filter-papiru, pa se na taj nacin kreda odjeljuje od vode.

Postupak kojeg smo primijenili za odvajanje vade od krede naziva se filtracije (filtriranje).

Fiftriranje je odvaJanje cvrstih [varl ad tecnih.

b) Destilacija

Od cvrstih tvari koje se nalaze otopljene u vodi voda se cisti destilacijom. Destilacija se izvadi tako da se voda zagrijava do vrenja pri (emu se pretvori u paru. Tu paru treba hladiti da se kondenzuje (zgusne). Tako se dobiva potpuno cista voda koja se zove destilirana voda.

Kada je potrebna sarno mala kolicina destilirane vode, destilacija se vrsi u staklenom aparatu koji se sastaji ad tikvice (balona) i hladila. Voda se zagrijava u tikvici. Para iz tikvice odlazj u hladilo (kondenzator), gdje se kandenzuje u tekucinu.

Hladilo se sastoji ad jedne uske i jedne siroke cijevi. Kroz usku cijev pro[azi para, a kroz siru protice hladna voda. Hladna voda ulazi na donji, a iz[azi na gornji atvor, jer se taka postii.e bolje hlaaenje pare. U podmetnutu posudu kaplje Cista destilirana vada (destilat). (51. 11)

22

Hemija 7

Odvajanje cvrstih tvari kaje se nalaze otopljene u vodi zove se destilacija.

51, 11 DestiiaC/ja vodene otopine modre galice

Nakapaji"e 2-3 kapi destilirane vode no cistu staklenu p/oCicu po blaga zagrijavajte da voda ispari.

Da Ii je na staklu osta/a mrlja?

Ne sarno voda nego i druge tekuCine se destilacijam mogu odvajiti od cvrstih primjesa.

Ako se u s~jesi nalazi vise raznih tekuCina koje treba rastaviti destilacijom, primjenjuje sefrakciona destilacija. Frakcionom destHacijom se izsmjese razdvajaju tekucine koje se meausobno razlikuju po ta.~ki vre~ja. Na p~imjer, frakcionom destilacijom nafte dobivaju se: benzin, petrolej j jas neke tekucme kOJe su vazne za pagan raznih motora, a narocito automobila i aviana. Na asnavu navedenih primjera, saznali ste neka svajstva smjesa.

c) l5ristalizacija

Ulijmo u casu aka 750 em3 destilovane vade i u njoj rastvorimo to/iko kuhinjske soii (NaCI) kofiko se u toj ko/iCini vode maze najvise rastvorili.

Jedan ad vedh kristala kuhinjske soli zavete se tankim koncem i objesi u zasicenu otopinu (kao no 51.72.) Nakon nekoliko sedmica na koncu se uhvati Citav grozd sjajnih kristafa kuhinjske soli.

I I I i

Q 51. 12 KristQ/izQCI}Q kuhinjske soli

23

Hemija 7 Hemija 7

Voda iz case lagano isparava, a ostaju kristali kuhinjske soli. Kristali su tljela omedena ravnim povrsinama pravilne unutrasnje grade.

Izdvajanje kristalaiz rastvora naziva se kristalizacija.

Krista!izacijom se mogu odvojiti od primjesa i dabiti u cistam stanju mnoge cvrste tvarL

d) Magnetna metoda

Uzmimo dva komada kartono. No jedan kartan stavimo kasiCicu sumpora u prahl(, 0 no drug; kasiCicu praha iii piljevine zeljeza. (Sf. 13)

Prinesimo magnet sumporu, a zaflm ze/jezu.

Sta zapaiamo?

Pomijesajmo sumpor 50 ieljezom. Prinesimo magnet toj smjesi. Sta zapaiamo?

51. 13 Odvajanje ze/jeza ad sumpara pomai:u magneta

Magnet privlaci zeljezo, a ne privlaCi sumpor. Pomo(u magneta mozemo odvojiti ze!jezo iz smjese sa drugim tva rima, jer zeljezo i u smjesi zadrzi svoje magnetske i druge osobine,

Magnetna metoda je razdvajanje smjesa u kojima jedna od tvarf fma magnetna svajstva.

e) Odlijevanje

Na/ijma polo case vade. U tv vodu ufijma kosiku ulja po dobra izmijesajma staklenim stapicem. Nakon mijesanja ulje ce se brzo izdvojiti na povrsini vade. Tu mjesavinu pre/ijmo u lijevale sa slavinom i ostovimo go u stolku dole se ostra ne odvaje voda! ulje. Voda, kao teia, biee doljr, a ulje! kao lakse! bice jznad nje. Otvorimo slavinu tako da voda lagano curi u podmetnutll casu. Kad vodu ispustimo, zatvorimo slavinu. Ako smo paz/jiva radifi! u fijevku ce ostori samo ulje, a u casi ce biti sarna voda. (51. 14)

24

51. 14 Odvajanje tekutina

Odlijevanjem pomocu "lijevka za odvajanje" rastavljaju se jedna od druge dVije tecnosti koje se medusobno ne mijesaju.

Ovim postupkom se u tehnici odvaja voda od benzina. Takva voda se stavi u sud koji je slican lijevku za odvajanje, voda kao teza pada na dno i pomo(u slavine se ispusta van.

f) Talozenj" Talozenje se primjenjuje kad se zeli dobiti cvrsta materija koja je u obliku mulja u nekoj tecnosti. Mutnu tecnost ostavimo da mirno stoji u nekom sudu. Ubrzo se cestice cvrste materije poCinju ta!oziti na dno - prvo krupnije, a zatim sitnije. Nakon toga tecnost se pazljivo od!ije.

U stakfen! cilindar ulijmo vade. U tu vodu ubacimo ka.siku smrvljene gline, po dobra pramijesomo stoklenim 5tapiCem i ostavimo do mima stoji. Sta primjeeujemo? (51. 15)

Postupak talozenja se primjenjuje i kad se zeli dobiti ,ista tecnost, tj. kada cvrste materije kao necistoce treba odstraniti iz tecnosti. Na taj nacin se npc Cisti voda za piCe ako ima mulja u sebi. Takva voda stoji neko vrijeme u velikim bazenima da mulj padne na dno.

g) Sublimacija Odjeljlvanje joda od natrijhlorida (kuhinjske soli)

51. 15 Tafoienje

Pamijesajmo malo natrijh/orida 5 nekoliko kristafica joda i tu smjesu stavimo If casu Zatim sasfavimo ureaaj i uzorak u cas; zagn]avamo. OpiSi svoja zapazanja u Radnu sveskll. (Vidi sliku 1./ {aboratorij5koj vjezbi 2 i 3.)

25

Hemija 7

Zagrijavanjem smjese jada i natrijhlorida jod prelazi u tamnaljubicaste pare kOje se na zidovima tlkvice hlade i prelaze u tamnaljubicaste kristale.

Pre!aienje neke tvarl lz evrstog stanja u plinovilO i obrnuto, iz plinovitog u cvrsto stonie, naziva se subfirnacija.

Jad prema tome zagrijavanjem sublimira a natrij-h!arid ne pokazuje to svojstvo, pa se jod od, natrijhlarida moze odvojiti sublimacijom.

· Smjese su skup dvUu ifi viSe tvari u Kojima svaka tvor zadriava svoje osobine. • Smjese mogu biti heterogene i homogene.

TVARI

/ /

Cvrsta tvar Smjesa

/~

• Postupe! rastavljanja smjesa su :

Homogene smjese

• filtriranje (odvajonje cvrstih tvari od tecnih) • destifaCJja (odvajanje cvrstih rastvorenih tvari) • t%ienj€ (tvar; tete od vode) • kristolizaoja (izdvajanje kristafa)

Heterogene smjese

• sublimacija (prefazak tvar; iz cvrstog stanja u plinovito; obrnulo) · magnetna metoda (tvari sa osobinama magneto)

Pitanja: I. Navedi postupke za odlijevanje sQstojaka iz smjese? 2. Koje vrste srnjesa moierno rastaviti:

0) filtracijom (filtriranjem) b) desWacijom (frakdonom) c) 5ublimaojorn

3. Rastavi smjesu pijeska, s€cera i zeljeza u prahu no pojedine sastojke!

26

Hemija 7

Usp[re u casu vode, otprilike tri cetvrtine njene zapremine. Zagnjavajre tu vodL! u ionCicu do prokljuco. U vrelu vadu sipajte postepeno seeer u kristC1fu. Secer ce se olOplti u vodi. Kad rastvor bude zasicen, izlijte go ponovo u casu. Najednu olovku zaveille konCic 0

no njegov kraj sveZite ekser do se ovoj konCic zategne. P%lite olovku na casu taka da njen konac vis! L! secenlom rastvoru skora do dna. Posflje nekoliko dana vidjet ce se veliki kristaJi secera no koncu u cosi.

Zapazanja: Rastvor se oh/adio, postoa je prezQsiCen i tada nije viSe magoo odriati u sebi svu kofitinu seeera te je nastalo njegovo izlu(ivanje iz rastvora u obliku kristofa, somo nesto veCih od onih koje smo staviJi u vodu.

Slicon je primjer iz{utivonja kristala kod meda i raznog statka koje se ostavlja za zimu.

5lika 15b. Kristalizacija s€cera

2.3. PROMJENETVARi

Fizicke i hemijske promjene tvari

Oa Ii se u prirodi desavaju neke promjene?

Navedite ih !

---

Te promjene, posmatrajmo, proucavajmo a mozemo ih i sami prouzrokavati. Opi5imo ih. Promjene mozemo svrstati u dvije grupe: fizicke i hemijske.

Fizicke promjene

ispitajmo promjene koje nastaju pri zagrijavanju vode. U epruvetu stavima malo vade, iznad nje drtimo staklenu casu okrenutu premo dole i zagrijavarno (sf. 76.). Sta se desava 5 vodom u toku njenog zagnjavanja?

51.16. Agregatna stanja vode

27

Hemija 7

Zapazili smo da se pri zagrijavanju voda pretvara u paru, a hladenjem kondenzuje ponovo u vodu. Znamo takoder da smrzavanjem vode nastaje led, a topljenjem leda ponovo se dobije voda. To znaci, isparavanjem'l smrzavanjem vode, kondenzac1jom vodene pare i toplJenJem leda niJe doslo do promjene tvari, jer su voda, led i para prosli sarno kroz razliCita agregatna stanja.

Na primjer: cijepanjem drveta iii papira promijenio se oblik tvari i veliCina tvarL

Savijma aluminijsku :lieu - promijenit ce se oblik, uzmimo aluminijsKu ploCicu, zaparojmo je ekserom. Sta primjecujemo! No njoj ee ostati trag, pa kazemo da je zeljezo tvrae od o/uminija.

Da Ii se kuhinjska so mijenja otapanjem u vodi?

U casu vade stavite kasiCicu soli, promijesajte. Sta primjeeujete? Probajte OkU5 dobivene tecnosti. Kakov je OkU5 te tecnosti? Stavite nekoliko kapi te tecno5ti na staklenu ploCicu i zagrijavajte je da vada ispari. Sta je o5tafo no staklenaj plaCid?

Kuhinjska so se otopila u vodi do nevidljivih cestica. Isparavanjem vode na staklenoj ploCid 05tao je prah, slanog okusa. To je kuhinjska so. To znaci, otapanjem u vodi kuhinjska so 5e nije promijenila. Pri ovim promjenama, mijenjaju se oblik i veliCina cestica kuhinjske soiL Protrljan cesalj vunenom krpom se naelektrise, pa privlaCi komadice papira. Tvar od koje je cesalj nije se promijenila.

Promjene pri kojima se mijenja poloza;, oblik, veliCina iii stanje tvari, a od nje ne nastaje druga vrsta tvari, zovu se fizicke promjene, Fizicke promjene proucava nzika.

Hemijske promjene tvari

Sta se desava sa biljkom koja !ezi na v!aznoj zemlji?

Ona truhne. Ako ostavimo zeljezo da stoji duze vrijeme na zraku, one hrda jer na njega djeluje vlaga, zrak, sunce. Kada mlijeko ostane duze vrijeme na toplom vazduhu, mlijeko se ukiseli.

Zapalimo komad drveta. Iz drveta ee izlaziti gasovite materije koje gore i daju pfamen, Q

astat ce pepeo.

Naspimo u epruvetu malo seeera. Zagrijavajma no plamenu. Seeer ee se istopiti, zatim ee pozutjeti - nastaee karamef. Osjetit cerna koko iz epruvete izlaze gasovi koji mirisu. Nakon neko/iko minuto ad seeera ce u epruveti astot! sarno uga/j.

28

!

Hemija 7

Sf. 77 Gorenje seCera

Gorenjem secera nastaje crna ugljena tvar, a gorenjem drveta nastaje pepeo.

Promjene pri kojima od nekih tvari nastaje jedna iii vise drugih tvar! zovu se hemijske promjene, Hemijske promjene izucava hemija.

Pojave koje prate hemijske promjene

Vazna pojava koja prati hemijske promjene tvari je os!obadanje topjote, npr: gorenjem uglja oslobada se toplota. Mnoge hemijske promjene su pracene pojavom svjetlosti, npr: gorenjem svijece pojavljuje se svijetli plamen.

Pri nekim hemijskim reakcljama pojavljuje se elektricitet (u dzepnoj bateriji pojava elektriCne struje omogucava svijet!jenje zaruljice).

Zakljucak: Hemija je nauka kojo proucava svojstvo, gradu i hemijske promjene tvari i pojave kaje ih prate. { fizicke i hemijske promjene mogu biti prirodne i vjestacke.

Najcesce fizicke promjene su:

aaoanie drveta b1fllpm~e papi((] c) ra§tvaranjc .kCera

-l:,.,~.

d) ispa:ravanje vade

Promjene pri /(ojimo se mijenja oblik, velitina, poloia) iii stanje tvari, a od nje ne nastane druga tvar, zovu se fizifke prom/ene.

Najcesce hemijske pmmjpne su:

aJ gorenje papira b) gorenje drveta c) kiseljenje miijeko d) truhljenje biljaka

29

Hemija 7

Pronljene prf kojima odjedne tvari nastaje druga tvar ZOVU 5e hemij5ke promjene. I fizicke i hemijske promjene rnogu bit! prirodne i vjestocke. Pojove kaje prate hemij5ke promjene su: svjetfost, top Iota i efektricitet.

... . - _. ---- - --- --- -- -- ----_._--,

Pitanja: 1) Sta su nzicke promjene? 2) Sto su hemijske promjene? 3) Navedite nekoliko fizjekih i henlijskih promjena! 4) Navedite pojove koje prate hemij5ke prornjene! 5) NCivedirE' mzfiku izmeau fizjckih j hemijskih promjena?

lABORATORIJSKEVJEZSE 2 i 3

a) Odvajanje sastojaka iz smjese

Zadatak: Profiltriraj vodu zamucenu kredom, g!inom iii pijeskom.

Hemlkalij"e: komadk gfine, vada, filter-papir.

Pribor: case, lijevak, stakleni stapk, epruveta, stotiv, prsten.

U cosj pomijesajte glinu so vadam. Sfolite filter - papir, stQvite ga u stoldeni /ijevak i nov/alite go vadam do bolje nafegne. Lijevak stc/vire u epruvelu kroz prsten k.ojije ucvfsi:en za stativ. Iz case pazljivo fijevajte zamucenu vodu preko staklenog .~tapica, pazed do vada ne prede rub papira.

Zapazanja:

Zakljucak:

30

smjesa -prahai ",",

51. 18. Aftriranje

b) Kristalizacija kuhinjske soli (i modre galice)

Zadatak: Izvedi kristalizaciju kuhinjske soli.

Hemikalije: vada, kuhinjska sol

Pribor: stalak, stakfena casa (satno stoklo), pfamenik.

Hemija 7

• Rastvorimo kaSfCicu kuhinjske soli u cistoj vodi, da no dnu caSe ne bude taloga. Soda iz tog rGstvora treba do opet dobij"emo kuhinjsku 501. Pokusajmo fiftriranjern. Ne uspijeva. Taj rastvor ulijmo u porcelollsku so/ju. Stavimo salju no prstell flO stolk.u.ispod solje umetnimo zopaljenu spfritnu fompu. Voda ce isporiti f nokon izvjesnag vremeM, sto zovis! ad kofiCine vade, no dnu solje ce ostoti bijel! prah. (5/.180) Na isti noCin kristalizira se; modra galica.

Zapazanja:

Zakljucak:

51. 18a Krista/izacija kuhinjske soli

c) Sublimacija joda

Zadatak: izvedi sublimaciju joda.

Hemikalije:jod.

Pribor: epruveta, drvena hvotaljka, cep, drveni stalak i pfomenik.

U suhu epruvetu stavi par krista/icajoda i dobra je zatvor! (epom. Oprezno zagrij"avaj sadriaj epruvele i pailj'ivo promotraj sta se zbiva 5 jodom u epruveti. 5to primjetujes? U sta pre/aze kristalicijoda pri zagrijovanju? Zasto 5e epruveta oboji ljubicaslo? Gdje se jod no/azi nakon sto S2 epruveta oll/adita?

QPREZ - Pare joda su jako otrovne i ne 5mije ih se uelisoti. Paz! do tijod ne uae u 06!

Ponovi isti pokus sa naftafinom. Pokusaj objosniti sta se desilo prilikom zagrijovanja norta/ina i donesi zak/jucak a kakvoJ se promjeni radio

51. 19 5ublimacija joda

31

Hemija 7

Zapazanja:

Zakljucak: __________________________ _

;\TOMI

32

Hemija 7

3.1. GRA£)A I VRSTE MATERIJE - ATOM

Izucavanjem sastava i promjena tvari te zakonitostima po kojima se te promjene desavaju, maiemo zakljuCiti da su sve tvari gradene od sitnih cestica koje se zavu atomi.

Grcki filozof Leukip i njegov ucenik Demokrit jos u anticko doba ustvrdili su da je sva materija

sastavljena od atoma. Ovu teoriju je 1808. godine razradio engleski hemicar Dzon Dalton i stvorio

temelje moderne hemije.

Upoznali smo vee nekoliko elemenata.

Koji su to elementi?To su vodik, kisik, zlva, jod, zeljezo, sumpor ltd.

U kojem agregatnom stanju se nalaze ovi elementi ?

Stavimo u epruvetu kristaJicjoda, po go zQgrijavojmo. Posmatrajte!

5ta zapaiate? Kristal joda pri zagrijavanju raspada se na veoma 'sitrie""'cestice, koje se vide kao

IjubiCasta para.

Daljim zagrijavanjem, cestice pare joda bi se raspadale na jos sitnije cestice i na temperaturi od 1700 O( jod bi se raspao na atome. Zeljezo se raspada na 2800 0(, vodik na 2500 0(, olovo na

1800"C.

Atomi su na sobnoj temperaturi cvrsto povezani u krupnije cestice, u kojima titraju. Zagrijavanjem,

atomi se sve brie krecu i udaljavaju jedan od drugog pa veze izmedu njih postaju slabije. Kada temperatura poraste dovoljno visoko i brzina kretanja atoma je velika, veze medu atomima se

prekidaju.

Svaki elemenat izgraden je od istovrsnih atoma. Svi atomi jednog elementa imaju iste hemijske osobine.

Atom je najsitnija cestica elementa, koja ima sve hemijske osobine tog elementa!

Koliko ima vrsta atoma?

Atoma lma toliko vrsta ko/iko lma hemijskih elemenata. Do donas je poznato postojanje 110 elemenata pa prema tome ima 110 vrsta atoma. Svi atom; istog hemijskog elementa ne moraju bit; jednoki.

34

Hemija 7

Graaaatoma

Da Ii je atom jednostavne iii slozene grade?

Sve do 19. vijeka smatralo se da je atom najmanja cestica tvari koja se dalje ne moze dijelitL Daljim . istrazivanjem fizicari i hemicari su dokazaH da je atom slozene grade, da je izraden od jos sitnijih c cestica.

(estice od kojih je izgraaen atom su: PROTON, ElEKTRON I NEUTRON. Ove (estice zovemo elementarne cestice.

Proton (p) je pozitivno naefektrisana cesticQ i nosi jedinicu pozitivnog elektricitera (+ 1). Masa protonaje pribfizno jednaka masi neutrona.

m(p)~m (n)

Elektron (e) je negotivno naelektrisana cestica (-1). Masa efektrona je gotovo 1840 puto manja ad mose protono.

m(e) --:-::':-::--- m (p) 1840

Neutron je neutrolno cestica. lHasa neu('(ona je pribfiznojednoka nlasj protona.

m(n)~m(p)

Gradu atoma sacinjavaju:

a) jezgro atoma

b) elektronski omotac

Jezgro atoma nalazi se u sredistu atoma. Ono je pozitivno nabijeno. U jezgru su smjesteni protoni j neutroni koji neprestano titraju.

Elektronski omotac nalazi se oko jezgre i mnogo je veCi od nje.

Omotac Cine elektroni pa je stoga on negativno nabijen.

Elektroni u omotacu su rasporeaeni u energetskim Ijuskama po kojima kruze oko jezgra atoma. Kako je atomsko jezgro naelektrisano pozitivno, a elektroni negativno, oni se medusobno privlace.

Broj protona u jezgru atoma jednak je broju elektrona koji se kreeu oko tog jezgra. ZnaCi, atom sadrZi iste kollCine pozitivnog i negativnog elektriciteta, u njemu vlada elektricna ravnoteia tj. atom je elektriCki neutralna cestica.

~Atomi istog hemijskog elementa koji sadrie razlieit braj neutrona nazivaju se izotopi.

35

Hemija 7

Ako se poremeti elektricna ravnoteza tada atom postaje pazitivno iii negativna naelektrisan.

Tako naelektrisani atom zove se jon (iIi ion).

Djelovanjem toplote, svjetlosti iii neke druge energije moze doci do odvajanja jednog iii vise elektrona. Aka u atomu ostane vise pozitivnog nego negativnog elektriciteta ad atoma pastane pozitivni jon, Kada atom primi od drugog atoma jedan iii vise elektrona, tada preovladava

negativni elektricitet pa nastaje negativnijon._

Atomi razlicitih elemenata se meausobno razlikuju po veliCini, masi i po drugim osobinama.

Navedimo nekoliko primjera grade atoma:

Atom sa najjednostavnijom graaom je atom vodonika - V 0 D I K (vodonik).

U jezgru lma jedan proton i u omotacu jedan elektron. (51. 24)

~~ .• ~.e . 1 .p) \ f " / ~ vodonik atoma vodonikovatom

Atomi ostalih elemenata su slozenije grade, jer u jezgru imaju vE;e protona a u omotacu isto tonko elektrona. Elektroni u ostalim atomima rasporedeni su po slojevima ili ljuskama koliko lma elektronskih slojeva iii ljuski.

Elektroni svih elemenata rasporedeni su u sedam energijskih razina (Ijuski) a oznaceni su brojevima 1-7.

sf. 24 Grada atoma vodonika

Primjer drugi:

Atom kiseanika (oksigen), u jezgru ima 8 protana i 8 neutrona a u omotacu ima 8 elektrona. U prvom sloju ima 2 eiektrona, u drugom sJoju 6 eJektrona. (sf, 25)

Za hemijske promjene najvazniji su elektroni iz spoljasnje energijske razine.

Broj protona u atomu naziva se atomski (redni) broj elementa. Atomi raznih elemenata razlikuju se po broju protona, npr: vodonik ima 1, kiseonik 8, azot 7,

natrij 11 protona itd.

Na osnovu svega ovog moze se izvesti definidja hemijskog elementa koja glasi :

Hemijski element je vrsta tvari koja se sastoji od atoma s jednakim pozitivnim nabojem jezgre.

36

5/. 25 Grada atoma kiseonika

Hemija 7

Atomje najsitnija cestica hemijskog eiementa.

____ Atomsko jezgro (protoni i neutroni)

Atom

--- Elektronski omotac (elektroni)

Atomi razliCitih hemijskih eiemenata imoju razliCite mase. Atom! istog hemUskog elementa s razliCitim brojem neutrona u jezgri Z01lU se izotopi. Masa atoma je gotovo sva u jezgri. 8roj protona u atomu nazivo se atomski broj elementa. Naelektrisani atom zove se jon.

_____ pozitivni joni

Jon

--- negativni joni

Pitonja i zadoc;: 1. Sta je isto kod atoma jednog elementa? 2. Po eemu Sf! graoa atoma ozota razlikujr od ugljenika? 3. Odgovor; no ova pitanja:

aJ Sta je zajednicko u graOi atoma raz/iCitih elemenato u (emu se oni meausobno razlikuju?

b) U kojem dljelu atoma je sadrzano gotovo sva mosa atoma? c) Da Ii je atom neutrafna eestico ilije elektricki nabijena ?

Objasn; odgovor.

4. Definiraj sljedece pojmove; oj atom, b) atomski broj, c) hemijski element.

URADISAM:

oj U P.SE (tabtiee) pronodi efemente natrija i I110ra. b) odred; i nopiSi redn! broj i broj protano za oba elementa c) rasporedi elektrone po slojevima (ljuskama), aka u prvom sloju imaju 2 elektrona,

drugom 8 elektrona, treCi s!oj u natriju ima 7, a hlor 7 d) po (emu se razlikuju grada atoma natrija i lilora?

37

Hemija 7

3.2. ELEMENT I SPO)

Sta su hemijski elementi?

Odgovor na ova pitanje dobit cerno, ako izvedemo sljedeCl ogled.

U zacepljenoj i suhoj epruveti zagrijavajmo kristale joda. Sta primjecujete?

Jod je otrovan. Pazi da ti pare joda ne wlu u oa.

5/. 26 5ublimaCl]a joda

Vidirno da su kristali joda zagrijavanjern presli u gasovito stanje - nastala je Uubicasta para, a ponovnim hlaaenjem na zidovirna epruvete nastall su kristali joda (51, 26). Kako se jod z~?rijavanjem ne moze dalje razloziti na jos prostije supstance, kaiemo da je jod prosta supstanca 111 element,

Takoaer i drugi elementi kao olovo, vodonik, kiseonik, zeljezo ne mogu se dalje razloziti na sitnije

cestice pa i za njih kazemo da su elernentL

Supstance koje se ne mogu razloiiti helYl!jskom analizom, niti dobiti hemljskom sintezom, zovu se hemijski element!.

Otkriveno je oko 115 hemijskih elemenata i IZ njih su izgraaena jedinjenja. Prema fizickim j

hernijskim osobinarna svi elementi se dijele u tri grupe ito:

a) metali (kojih ima oko 70) b) nemetali (ima ih 20) c) polumetali imaju osobine metala i nemetala.

Metaii imaju sfjedece osobine: daju se kovotj i rastezoti, no presjeku su sjajni, dobra provode IOp/otu i elektricitet, u (vrstom stanju su svi, sem five.

Nemetali imaju ave osobine: veCinom su gasovi, jedino je bram teton, a neki su U

[vrstam stanju (sumpor). RazliCite SU boje, ne provade top/otu i elektricitet, ne daju se kovati i lijevati.

38

Hemija 7

Rasprostranjenost elemenata u prirodi

Hemijske elemente u prirodi maiema naCi slabodne iii u obHku jedinjenja. Najrasprastranjeniji element je kiseonik, a slijede 9a 51, AI, Fe, Ca, Na, K, Mg. Ovih osam elemenata Cine 98%, a 2% Cine svi ostali elementi ad ukupnog broja elemenata.

Hemijski elementi imaju osobinu da se spajaju, Mogu se spajati po dva elementa, zatim tri iii vise elemenata pri cemu nastaju nove vrste tvarL

Voda je gradena IZ vodonika i kiseonika, zeUezosulfid graden je iz zeljeza i sumpora, kuhinjska so gradena je iz natrija i hlora, ltd.

Uzmimo na zeljeznom limu, kasfCicu sumpora u prahu i kasiCicu zeljeza u prahL/. Izmljesajmo smjesu, pomocu magneta mozemo tu smjesu ponovo odvoji/i na ieljezo i sumpor. Ali aka u tu smjesu unesemo usljanu ieljeznu iicu, sumpor i ieljezo ce se meausobno povezati - nastat ce novo jedinjenje koje se zove zeljezni sulfid.

Na osnovu navedenih primjera zakljucujemo:

Tvari koje se mogu dobiti hemljskom sintezom dviju iii vise tvari i koje se mogu analizorn razfofiti no dvije ifi vise tvari, zovu se hemijska jedinjenja.

U hemijskam jedinjenju:

• kada se sjedlne, polazne tvari gube svoje osobine;

• tvar] koje se nalaze u jedinjenju, mazemo odvojiti jednu od druge sarno hemijskim postupcima.

Tvari koje stupaju u hemijsku reakciju zavu se (reaktanti), a tvari koje nastaju u hemijskoj reakciji zovu se produkti hemijske reakcije.

zeljezo + sumpor----__ p zeljezni sulfid

reaktanti produkti

39

Hemija 7

Supstance (tvari) kOje se ne mogu raz/oiit! hemijskom analizom, niti dobiti hemijskom sintezom, zovu se hemijski elementi

METALI

(Na, K, Ca, Fe I 51.1

HEMIJ5KI ELEMENTI

POLUMETALI

(8, 51, Ge, As, 5b, ... 1 NEMETALI

(5,N,O,C, ... 1

Supstance (tvari) kOje se mogu dobit! hemijskom sintezom dviju iii viSe tvar! i kOje se mogu analizom raz/aiiti no dvije iii viSe tvori, zovu se hemijska jedinjenja. Npr:

/ CI5TETVARI

TVARI

RAZDVAJAN~ • MIJESANJEM

5MJE5E

/~ HEMUSKI SINTEZA (sp<ljan~e) HEMIJSK! HETEROGENE HOMOGENE

ELEMENTI • ANAliZA {razlaganje)

Pitanja: 1. Sta su hemijski element!?

5POJEVI (jedinjenj~)

2. Kako se dijele hemijski elementi? 3. Prikaii ((teiom rasprostranjenost efemenata t! prirodi. 4. Napisi 10 hemijskih elemenata i pomocu P.SE razvrstajte ih na metafe; nemetale i polumetale.

U kasiCicu stavi komadiC alova, zGgrijavaj go no pfamenu. Kada se alovo rastopi, pripremi casu hladne vode, te u nju .'lipaj rastapljeno alovo.

Sta primjecujes! OiOVD ce se istopjti, a hloaenjem u cos1 vode, ponovo ce se dobiN cvrsto olovo.

Zakljucak: alovo se ne razlaie na druge supstance po kaiemo da je alovo element

40

Hemija 7

3.3. HEMIJSKI SIMBOll

Kao sto U saobracaju imamo saobracajne znake, u matematici r-Yl't"Mfirro' matematicke znake, u muzici muzicke znake tako j u hemi]i imama hemijske znake-simbole.

Znaci 0 kojima cemo govoriti su znaci kojima se obiljezavaju hemijski elementi. Engleski naucnik John Dalton (1766. - 1844.) uzimao je slikovne simbole za hemijske elemente. (sl. 27).

51.27 Daltonovi simboli hemijskih elemenato

Krajem 18. vijeka i pocetkom 19. vijeka doslo je do otkrica veceg broja hemijskih elemenata pa se asjetlla potreba za njihovim sistematicnijim j prakticnijim oznacavanjem. L:~ __ ":':~_;L..J

51.28 J.). Bercel!Jus

Svedski hemicar, JonsJakob Bercelijus (sL 28),je 1813. predlozio da se za znake uzmu kratice njihovih latinskih naziva. Ovakvi znaci su prihvaceni od tadasnjih hemicara i koriste se i danas u hemiji.

Znaci kojima se oznacavaju hemijski elementi zovu se hemijski simboli.

Kako se obiljezavaju hemijski elementi?

Sfmbol svakog hemijskog elementa sastoji se od jednog iii dva slova njegovog latiniziranog imena. Pritom je prvo slavo uvijek velika.

U datoj tablici nalaze se nazivi i simboli neko!iko hemijskih elemenata. ProCitaj ih!

NAZIV ELEMENTA

VODONIK

HELIJ

ZIVA

KISEONIK

AZOT, DUSIK

NATRIJ

UGUENIK

HLOR, KLOR

lATINSKI NAZIV

HYDROGENIUM

HEliUM

HYDRARGYRUM

OXYGENIUM

NITROGENIUM

NATRIUM

CARBONEUM

CHLORIUM

SIMBOL ElEMENTA

41

H

He Hg

° N

Na

C

CI

Hemija 7

Kako se citaju hemijski simboli ?

Hemijski simboli Citaju se posebno svako slovo za sebe.

Primjeri: sumpor es, magnezij em - ge, ugljenik ce ltd.

U iivotu posroje saobracajni, muzicki, matematieki znaci - simbah taka i hemijski elementi imaju svoje simbofe. Prvi hemijski znaci bili su znakovi koji su predstavljafi planete Suncevog sistema. Bercelijus je 1813. godine daD prijed/og oznaeavanja hemijskih elemenata (velika paeetno slavo iatinskog naziva). Hemijskl simba/i ataju se posebno svako slovo za sebe.

ZADATAK: Iz PS.E. izdvojiti 30 hemijskih elemenata koje ueenici uebaju nautiti (njihove nazive i simbole) i prepisGti ih u svesku. 5 ucenicima vjezbati naveene hemijske simbole razvijajuCi takmicarski duh meau njima. Staje hemijski simbol?

42

Hemija 7

3.4. HEMIJSKA ANALIZA I SINTEZA

Elektroliza vode

Oa Ii je voda jednostavne iii slozene graae ?

Odgovor na ova pitanje mozemo dabiti izvaaenjem elektrolize vode. Za avaj ogled potreban je aparat za elektrolizu vode i izvor istosmjerne struje.

lzvor istasmjerne struje moze biti akumulator iii baterija.

Baterija ima dva pala i to pozitivan pol (+) i negativan pol H.

Aparat za efektralizu vade sastoji se Iz staklene pasude no cijem su dnu ucvrscena dva ugljena stapka. Ugljene stapice veiemo nQ po/ave batenje i tada se ani naeJektrisu. Naelektrisani stapiCi zovu se elektrode. Elektroda vezana za negativni pol izvora struje zove se katoda (K) a elektrada vezana za pazitivni pol zove se anada (AJ (51. 29).

Izmeau izvora struje j jedne eiektrode prikljuCimo sUa/lcu.

voda

Ona nete sVljetiiti. To znaCi: hemijski Cista voda ne Sf. 29 Aparatza elekrrolizu vade provodi elektriCnu struju.

Oa bi struja prolaz[!a kroz vodu, potrebno joj je dodati sulfatne (sumporne) kiseline.

OPREZ: Sulfatna kiselina je vrla apasna pa ako kapne na kozu - napravi ranu, a aka dade do ociju - covjek oslijepi.

Dodatkom sulfatne kiseline upali se sijalica, tj, struja protjece kroz vodu, stvaraju se mjehurici koji pokazuju da se voda razlaze na svoje sastojke.

Pri tome nastaju gasovi i te gasove hvatamo u epruvete napunjene vodom tako da jednu epruvetu postavimo na jednu elektrodu, a drugu epruvetu na drugu elektrodu, pazed da se IZ epruveta ne izlije voda.

Pustima da aparat rad! duze vrijeme te posmatrajmo promjene koje nastaju. U epruveti nad katodam nakupi se dva puta veca zapremina gasa nego u epruveti nad anodam.

/zvadimo epruvetu nod katodom i uta} gas unesemo zapaljeno drvce. Gas se zapafi i gori blijedim plamenom, a zapaljeno drvce se ugasi (5/. 300). raj gas koji gorijeste vodonik.

51. 30a Dokazivanje vodonika

drvce koje tinja

~' kisoonik

pJamen

51. 30b Dokazivanje kiseonika

43

Hemija 7

fzvodimo drugu epruvetu i u raj gas koji se izluCio no anad! unesimo dNee kojc tinjo. Ono naglo plane. (51. 30b)

Taj gas koji podrzava gorenje, a sam ne gori, jeste kiseonik.

Na osnovu izvedenih ogleda moiemo odgovoriti da Ii je voda jednostavna iii slozena supstanca. HemiJska analiza vode je pokazala:

Voda je slozena supstanca, jer se sastoji od dvije proste supstance: vodonika tkiseonika.

Hemijska analiza je hemijska reakcija kojom se neka supstanca razlaze na njene sastojke.

Razlaganje vode na vodonik i kiseonik pomocu elektricne struje zove se elektroliza vode.

Hemijska sinteza

Hemijskom analizom (elektrotizom) vode smo dokazali da se voda sastoji od vodonika i kiseonika.

Pokusajmo sada da od elemenata: vodonika i kiseonika dobijemo vodu.

5tavimo u epruvetu 2-3 komadiCa einko i prclijemo go sa J -2 em' razrijeaene sulfotne (sumporne) kiseiine. Cink odmah reaguje so kiselinolTl. Pri to) reakciji cink istiskuje iz kiseline vodonik (51. 30e).

Epruvetuj U kojaj proizvodimo vodonik, zotvorimo cepom u kojem)e ucvrscena staklena cjevCica. Socekajmo do vodon!/( istisne sav zra/( iz epruvftc, po priblfzimo otvar cjevCice p/amenu grijalice. Posmatrajmo. Sta se zapata?

Vodonik se zapafi i gori b/ijedim p/amenom.

Nad p!amen vodonika nadnesimo suhu casu. ~ta primjecujemo? Casa se zamaglila, a zatim orosi!a. 5ta smo dokazali ovim og!edom?

51. 30e Goren)e vodon/ka - smteza vade

razrijeilena sumporna

kiselina

cink

vodik

Dokazali smo daje spajanjem vodonika sa kiseonikom iz zraka (gorenjem vodonika) nastala nova tvar + voda. Hemijsku reakciju spajanja vodonika sa kiseonikom moiemo prikazati ovako:

vodonik + kiseonik ---.., •• voda

Spajanje vodonika sa kiseonlkom u vodu naziva se hemijska sinteza vode. Hemijska analiza i hemijska slnteza pokazuju da je voda (jedinjenje) spoj vodonika sa kiseonikom.

44

Hemija 7

Sinteza zeljezo(II)-oksida (FeO)

Uzmitc nekolika niti (cfiem! vunc i omotajte ih o/w jednog kraja drvenog {fapica, Iwp treba do yam pas/u:?; 1((10 drska.

Unesite eel/enl! vunl! up/amen spiritne gnjafiee i driite dok se ne pojavc vamiee. izmaknite stapie so zapaljenom vunom. Nadnesite go iznad bijeie parcufanske place i posmntrajte. (Budite aprczni zbog vomica!) (5/.31)

5ta nastaje gorenjem zeljeznog praha? Na porculanskoj ploCi se vide erne cestice. To je nova tvar nastala gorenjem ieljeza. To je spoj zeljeza sa oksigenom iz zraka. Taj spoj se naziva ieljezo(lI)~ oksid.

Iz navedenih ogleda mozemo zakljuciti: Medusobnim spajanjem elemenata (sintezom) nastaju slozene tvari, kOje se nazivaju spojevi iii jedinjenja. 51.31 Gorenje ieljezne vune Hemijska sinteza je hemijska reakcija kojom se od dvije iii vise tvari dobije nova tvar. Poznato je preko 5 mHiona hemijskih jedinjenja.

• Hemijski sastav vade dokazujemo pomo[u elektrolize vade. • Voda je slozena tvar a sastoji se jz vodona i kiseonika • Hemijska analiza je hemijslw reakeija kojom se neka tvor (supstancaJ mzlafc no njene sastojke. • Hemijska sintezaje hemijska reakeija kojom Sf ad dviju iii vise tvar! dobije nova tmr. • Meausabnim spajanjem efemenata nastaju sfoiene tvar;. koje se zovu spojevi iff jedinjenja.

Pitanja: 1) Do Ii je voda s!ozena ifi jerinostavna tvar? 2) Kako to m02emo dokazati?

3) 5ta je elektrofiza? 4) !lta moze pos/u2fti kao fzval" istosmjerne stnlje? 5) Sta je hemijska analiza? 6) Sta je hemijska sintezo? 7) Iznod i ispod streliee napisf nazive odgovarajuc'ih hemij,)kih reakeija:

VODA :;;'~~:~~V~OgDgO~N~IK~I~KiISEONII( ZELJEZO + KISEONIK ' • ZELJEZNi OKSID

9) Sta je spoj ifi jedinjenje?

4S

Hemija 7

lABORATORIJSKA VJEZBA 4

a) Analiza i sinteza

Zadatak: Provedi e!ektro!izu vode

Hemikalije: voda, 5umporna kiselina Pribor: 2 epruvete, kada, tiee - elektrode, baterija

• Kaje tvari nastaju elektrofizom vade? • Da Ii 5U 10 hemijski spojevi iii e/ementame tvar!?

• Koja smo svojstva tih tvari do sada upoznoJi?

5/. 200 Aparat za elektrofizu

51. 20 Hofmonov aparat

Pokusaj objasniti ovaj aparat koji radi na istom principu kao i aparat na gornjoj slici.

Zapaianja: -----------------

Zakljucak:

Razlaganje zivinog oksida

Zadatak: Izvedi analizu HgO

Hemikalije: tivin oksid

Pribor: epruvete, drvena stipaljka, drvena tresaca, plamenik i kaSiCica

U potpuno sufw epruvetu slavi pola male kasicice praha iivinog oksida po pai/Jivo zagnjavaj, ispoeetka siabije, a kosnije jace. Drvenu trescicu zapaH i pusti neko vrijeme do gori dok ne nastane 201; zatim ugosi p/amen i pusri do tresCica rinja. Kad prah u epruveti promijeni boju, stavi tinjajucu trescicu u epruvetu j promatraj sta se dog060.

46

Hemija 7

Kaje bOje je prah iivinog oksida prije zagniavanja, a koje pos/ije zagrijavanja?

Sta se skuplja no zfdovima epruvete ispod njezina otvora? Zasto se tinjojuco treSeim u epruveti zapa/i/a? Kakav je to piin nastao? Sta se konaeno dogodifo so iivinim oksidom?

Zapazanja:

Zakljucak: ------------------------

b) Sinteza (reakcija spajanja)

Zadatak: Izvedi spajanje zeljeza sa sumporom

Hemikalije: ieljezo u prahu, sumpor

Pribor: limena p/oea, iica ad ieljeza

kiseonik

51.21 Razfogonje iivinog oksido

Stavimo na bije/i papir polo kaSiCice gvozdenog (ieljeznog) prafJo ijednu kasiCicu praha sumpora.lzmijesajmo sto bolje zeljezo 50 surnpo(om, i stavimo no lim. (Sf. 22) Uiarenom zicom dodirnimo smjesu. Ubrzo se ular[ cijeia smjesa. Kada se oh/odf, vidi se daje nastafa neka nova supstanca crne bOje, Smrvimo u prall tu supstancu, po pokusajmo da pomocu magneto odvojirno ieijezQ od

~:l\jJlI1gpra. Do Ii yam to uspijeva? '\oj"'"

Ocigledno, Zi'YA,',Z,O se hemijski spojilo sa sumporom, pa je nastala nova supstanca - jedinjenJe zeljeza sa $U 'prom, kOje se zove zeljezosulfid. -::

A:~

zeljezo + sumpor ---; ... zeljezni sulfid + toplota

Zapazanja: ___ _

Zakljucak: ________________ _

smjesa ieljeza i sumpora

51. 22 Smjesa zeljeza 50 sumporom

47

Hemija 7

No osnovu uradenih vjeibi odgovori no nekoliko pitonja: 1) Koje sma reakcije utili do soda? 2) Stoje reakcija razlaganja i kako se zove? 3) Staje reakcija spajanja i kako Sf zove?

UVOO U HEMIJSKU SIMBOLIKU

48

Hemija 7

4.1. PERIODN! SISTEM ElEMENATA

Sta su hemijski elementi i koliko ih je poznato ?

Hemijski element! su supstance iii tvari kOje se ne mogu dalje razloz~ti (a~vaHzom) .na pr~stije tvari. Do sada je poznato 110 hemijskih elemenata koji su svrstani u zaJedmcku tabhcu kOJa se zove pedodnr sistem elemenata.

Hemijski elementi u tablici oznaceni su simbolima a poredani su prema porastu atomskih masa koje su upisane iznad iii ispod hemijskog simbola.

Periodni sistem elemenata skraceno se piSe P.5.E.

S

6

,.o,bitale

LANTANOIDi 4f·o.bitaie

AKTINOIDI 51·orbil~le

Periodni sistem elemenata

d·orbiLJlf

6 7 8 9 10

c, M, F, Co N,

Mo TF '0 Rh Pd

"' IOU

w R, 0, I,

59 : 'h e, MI

12": I He i

13 14 ~2."",,16 17 i4'~1 ~7i~lol isiciNIO:FiNe i 10,SI 1,1,0, ! ",01 i '6.00 j 1~.00! ~?~

,. I' 15 I. 16 17! 18 i Si,PIS (liAr;

5l ! 5B ! 59 ;-"601' ··6; 62 I 6' I 64 I 65 r~·16GiT69T1o----!

~Icel~!~i~ ~1~1~ITh.~I~I&:ful~1 U'", 140.1 ! HU,": 14<,2, {l4;<I,~5V.4' ';1,_", ,,1,<, t;El9: 162,;, 'M.": l~!,l, 'M,9, lIJ:o: ;;~--T9-,j~i-93 I 9:1hs ~(% r'·i·f%~-WT1oo ! 101 :-'ioi~j ~IThihlu 1~I~i~!Cmi~la!~!Fmi~i~1 m ~~1.~:~1); lJM: {1m i {2""~l4l1! I,""; (~.l): I)_~~:~_: .. "ji; {<55)!

51. 32 Periodni sistem elemenata

metali

polumetal;

nemelilli

Velike zasluge za sastavljanje tablica periodnog sistema ima ruski hemicar Dimitrij Ivanovi,c Mendeljejev. On je 1869. godine otkrio zakon periodicnosti koji 9lasi: osobine elemenata, "a takoder vrste i osobine njihovih jedinjenja su u periodicnoj zavisnosti od veliiine atomskih masa elemenata.

Na osnovu ovog zakona on je i sastavio tabllcu P.5.E.

Iz (ega se sastoji tablica P.S.E.? Perlodni sistem elemenata sastoji se iz:

7 vodoravnih nizova koji se lOVU periode, i 18 uspravnih nizova koji se zovu grupe. Peri ode mogu biti male od 1- 3 periode i velike od 4-7 perioda. Periode se oznacavaju jos i K, L, M, N, 0, P i Q.

Hemija 7

'Elementi koje cine periodne grupe imaju slicne osobine jer se One periodicno pojavljuju redajuCi elemente po atomskim :brojevima.

iPeriode oznacavaju broj elektranskih s!ojeva po kojima su ,~rasporedeni elektroni i kako su rasporeaeni.

!Broj grupe oznacavaju brej elektrona u spoljasnjem sloju svake periode i ti elektroni iz spoljasnjeg sloja odreduju valenciju :_elementa.

iNpr.:

~Elementi prve grupe su jednovalentni, druge su dvova!entni itd.

5/. 33 Oznake perioda

:Hemijski element aluminij (AI) u spoljasnjem sloju ima 3 elektrona pa kazemo da je aluminij ,trovalentan itd.

Oznake svakog elementa na tablici P.S.E.

masen; broj------+160 atomsk; (redn; broj) ~8 ~ elektroni pO s!ojevima

U sestoj periodi, iza lantana (La) (iji je redn! broj 57 smjesteno je jos 14 elemenata medusobno veoma slicnih. Zovu se lantanidi.

U sedmoj periodi, lza aktinija (Ac) ciji je redni broj 89, smjesteno je takoder 14 e!emenata koji su veoma slicni. Zovu se aktinidi.

Po!ozaj svakog pojedinog elementa u period nom sistemu zavisi od grade njegovog atoma. Iz podataka u tablici periodnog sistema moze se mnoga daznati 0 svakom pojedinom elementu. Brajn! podaci pokazuju:

Atomski (redni) broj oznacava broj protona u jezgru njegovog atoma, a takoaer i braj elektrona U omotacu toga atoma. Npr. 11Na ima 11 protona i ~ 1 e!ektrona.

Broj grupe odreden je brojem elektrona u spoljasnjem s!oju omotaca atoma. Ti elektroni odreduju i valendju elemenata. Svi elementije<ine grupe su iste valencije. Npr. element! I (prve) grupe su jednova!entni, elementi H (druge) grupe su dvovalentni ltd.

Na Iljevoj strani P.S.E. nalaze se meta!i, (iji oksidi sa vodom grade baze. Na desnoj strani periodnog sistema su nemetali. Njihov! oksidi sa vodom grade kiseJine.

Iz po!ozaja nekog elementa u period nom sistemu elemenata i podataka koji su dati u sistemu moze se vidjeti graaa atoma i njegove osobine.

PeriodnL sistem elemenata osnovno je pomagalo svakog hemicara. Iz polozaja elemenata u period nom sistemu mogu se odrediti osnovni podaci 0 gratH atoma pojedinih elemenata, a mogu se i priblizno odrediti svojstva njihovih elementarnih tvari i spojeva. Zato se periodni sistem elemenata naziva i prirodni sistem elemenata. Zbog toga cerno u toku ucenja hemije neprestano koristiti perlodni sistem elemenata, a ujedno i prosirivati svoje znanje 0 njemu.

51

Hemija 7

, • Periodni sistem elemenata sastavljen je 7869. god. Sastavio go je D.I. Mendeljejev. • Medusobno se najlakse spajaju oni metafi i nemetafi koji su medusobno nojudaljeniji. • Perioda poCinje meta/om, a zavrsava se nemetafom i pfemenitim pfinom. • Elementi iste grupe su medusobno srodni tj, imaju slicne osobine, istu valenciju i grade

slicnajedinjenja. • U svim grupama odozgo premo dolje rastu metalne osobine efemenata,

Pitanja: 1) Kojaje osnovna razlika izmeau metala i nemetala? 2) Kako glas; zakon periodicnostf? 3) SlO imaju isto atomi elemenata iste periode? 4) OpiSite gradu atoma Ca, Na i Cl­S) (emu odgovara atomski broj?

6) Gdje se u P.S.E. na/aze elementi koji imaju osobine i metala f nemetala? 7) Kofika je va/enoja sljedeCih elemenota: Na, Mgt AI, 5i, P, 5 j C/?

4.3. 'IIAlENCIJA

a) Valencija

Sta je moleku!?

Kakvi molekuli mogu biti ?

Utit cemo u narednom gradivu.

Na datim primjerima mozemo vidjeti modele nekih molekula.

Na datim primjerima mozemo razvrstati te molekule (s1. 34)

tz ovih primjera mozemo vidjeti da se atomi medusobno vezuju u vecu cesticu.

Kolika ce biti valendja nekog elementa zavisi od toga koliko neki element za sebe veze vodonikovih atoma. (sl. 35)

52

51. 34 Mode!i mole kula

o H,

• N,

• • Ci,

Hemija 7

5/.35 Modeli molekula hemijskih elemenata vodiko, kisika, ozota (dU5iko), hfora, fosfora i sumpora

Iz modela molekula hlorovodonicne kiseline, vode, amonijaka j metana, vidi se da se He! atom hlora veze sa jednim atomom vodonika, u HCI kiselinama se veze sa dva vodonika, U NH3 azot se veze sa tri atoma vodonika, u CH~ ugljenik se veze sa cetiri atoma vodonika, dok se atom vodonika moze vezati sam sa sobom u H

2•

Elementi koji mogu vezati samo jedan atom drugog elementa su jednovalentni, takav je vodonik, a valencija drugih elemenata odreduje se prema broju vezanih atoma, pa atomi elemenata koji vezu za sebe dva vodonika su dvovalentni, tri su trovalentni, cetri su cetverovalentni.

• Valeneija je spasabnost spajanja atama jednog elemento sa atomom drugog elementa.

VALENCUA (!at. vafere - vrijediti)

Valencija se oznacava rimskim brojem,

Preko kojih e!ektrona se vrsi spajanje elemenata?To mozemo pokazati na sljedecem primjeru:

(51.36). '''~ /~

/ CI IIp· N,

17e- 10e

~ /-

11p' 0-

51. 36 5hematski prikaz nastajanja fona Na~ i U u reakeiji natrijo 5 hlorom

Natrij daje 1 e!ektron hloru, pa postaje pozitivno naelektrisan, a hlor prima 1 elektron pa hlor postaje negativno naelektrisan.

~! Valeneija je sposobnost otoma pojf'dinog efementa da se spaja s odreaenim brojem aroma nekog drugog elementa.

Valencije nekih elemenata : I ELEMENT

INa, (1, H, K I Zn. Mg, 0, Ca I AI

I ~e IN Ip

i VALENCIJA

II I

II III 11,111

III ilV

II,il.III,IV,V

, lll,V

53

Hemija 7

b) Sastavljanje formula jedinjenja na osnovu poznatih valencija elemenata

Sta je potrebno da bismo sastavili formulu jedinjenja ?

Potrebno je poznavati valencije elemenata.

Kako se sastavljaju formule jedinjenja ?

Kada zapalimo komadic aluminija on se spaja sa kiseonikom iz zraka te nastaje jedinjenje aluminijoksid,

Znamo da je aluminij trovalentan (III) a valencija kiseonika je (II) dvovalentan. Prvo treba naci najmanji zajednicki sadriilac valencija ovih elemenata, tj. brojeva 3 i 2.

ApI 0"

(3,2) = 6 3: 2 = 6

AIP3

ZnaCi da se za medusobno vezivanje atoma aluminija i kiseonika moraju udruziti po 6 valentnih veza. Posto je a!uminij trovalentan, za gradenje molekula potrebna su 6 : 3 ::::: 2 njegova atoma, a posto je kiseonik dvovalentan potrebna su 6 : 2 ::::: 3 atoma kisika. Formula aluminijoksida je

Alp},

Formufe spojeva (jedinjenja) sastavljaju se taka da umnozak broja atoma jednog efementa i njegove valencije mora biti jednok umnosku broja atorna i vaiencije drugog elemenl'a.

c) Odred'ivanje valencije elemenata iz formule spojeva

Kako mozemo adrediti valenciju jednog elementa ako namje poznata valencija drugog elementa u datom spoju (jedinjenju)?

Moiemo to objasniti sljedeCim primjerom :

Azot - oksid prikazujemo formulom Nps. Kolika je valencija azota u ovom aksidu ako je kiseonik dvovalentan ?

Valenciju azota u ovom spoju odredit cema taka da najprije izracunamo zbir va!encija svih atoma kiseonika u jedinki, Nps (2xS) ::::: 10, a nakon toga tu vrijednost podijelimo brojem atoma azo,ta u tojjedinki. .

U spoju kojeg prikazujemo formulom Nps azotje punovalentan, pa taj oksid nazivamo azot (V) oksid.

54

Hemija 7

A.

• Vafencijaje sposobnost spajanja atoma jednog element'a so Glornima drugog elementa.

• Vatencija je braj koji pokazuje koliko elektrona njegov atom daje iii prima prj spajanju sa drugim atomima.

• Sastavfjanje forrnule nastaje umnoskom broja atoma jednog elementa, injegove valencije. Mora biti jednak umnosku braja atoma [valencije drugog elementa.

Rijesi pitanaja: 7. Sastavi formule oksida sljedeCih eiemenata:

aJ zeljezo (Fell, Felli)

b) azot (N', NF, Nil, NV, NV) c) bakar (Cd, CUll)

2. Satavi formule spojeva hlora sa sljedeCim elementima: oj atuminij(1I1) b) bakar (Cu: Cu")

3, Odredi va/enClju efemenata iz formule njegovih jedinjenja 50 kisikom i hforom:

element Natrij Zefjezo Fosfor Bakar

4. Sta je valencija?

Fep,

formula NaC!

PC!, Cup

valencija elementa

55

Hemija 7

4.4. Jonska veza (VE ZA IZME£lU METALA I NEMETALA)

Atom! se mogu povezivati medusobno na viSe nacina, pa postoj! i viSe vrsta hemijskih veza. Razlikujemo tTi vrste vezjvanja atoma a to su:

a) jonska veza (veza izmedu metala j nemetala) b) kovalentna veza (atomskal veza (veza medu nemetalima) c) metalna veza (veza medu metalima)

U osnovnoj skoli obraduju se prve dvije veze, koje eemo sada i objasniti.

Jonska veza

Atom je neutralna cestica jer ima ist! braj protona u jezgri i isti braj elektrona u elektronskom omotacu. Poznato je da u odredenim uslovima atom moze da prim! iii otpusti jedan iii vise elektrona, u dlju postizanja elektronskog stanja od osam elektrona u vanjskom elektronskom omotacu.

Tada atom postaje pozitivno iii negativno naelektrisana cestica, jer ima vise iii manje elektrona u elektranskom omotacu nego sto lma protona u jezgri.

Elektricki nabijene atome nazivamo ionima.

Naziv jon odnosi se atom i na svaku skupinu atoma kOja je pozitivno iii negativno nabijena. Nastajanje jona od atoma moze se jednostavnije pisati ovako:

H-e --+-H+

AI - 3e ____ A13+

0+2e ----+ 0 2.

To znaci da pozitivni brojevi oznacavaju odgovarajuCi manjak elektrona, dok negativni brajevi oznacavaju odgovarajuCi visak e!ektrona.

Pogledajmo sada medusobno povezivanje atoma metala i nemetala.

Navedimo primjer nastajanja kuhinjske soli (NaC!). Kuhinjska so po hemijskom sastavu gradena je iz jona natrija (Na) i jona hlora ((I). Pogledajmo u P.5.E. i pronadimo te elemente. Natrij ima redni braj 11 smjesten u grupi metala, hlor je nemeta! sa rednim brojem 17.

I jedan j drugi element smjesteni su u treeoj periodL To mozemo pokazati preko elektronskih slajeva avaka: (sl. 51)

Q moze j ovako

56

Nael

SI. 51 Nastajanje jona natrijhlorida

Hemija 7

Vazni su elektrani iz spoljasnjih Ijuski, jer se preko njih i vrsi spajanje elemenata. To znaci :

Element natrij je metal, ima atomski braj 1 1, znaci ima 1 1 elektrona rasporedenih u tri elektronske Ijuske. U prvoj Ijusci ima 2 elektrana, u drugoj 8 elektrona a u treeoj 1 elektron. (sl. 51)

Element hlor je nemetal, a njegov atomski braj je 17, nalazj se u treeoj periodi. Svoje elektrane rasporeduje na s!jedeCi naCin: prva ljuska ima 2 e!ektrona, druga ima 8 elektrona i treea Ijuska 7 elektrona, koje jednostavnije prikazujemo ovako:

§]@] 1 Ijuska 2 2

21juska8 8

31juska 1 7

Reakcijom natrija 5 h!orom, natrijev atom otpusti jedan elektron i postane pozitivno nabijen natrijev ion, Na+. Taj elektron primi atom hlora pa postane negativno nabijen hloridni ion, Cl~.

Na + (2,8,1)

(-1)

(I (2,8,7)

(+1)

pa nastaje Na Cl --+- Na'" j (1-

(2,8) (2,8,8)

Izmedu suprotno nabijenih iona djeluju e!ektrickj privlacne sHe kOje uzrokuju odredenu hemijsku vezu.

Znacaj jonske veze je u tome sto atomi metala uvijek otpustaju elektrane i postaju pozitivno nabijeni jon 1 a zovu se kationi, a atomi nemetala ih primaju i postaju negativno nabijeni joni iii anioni. Katloni i anion! grade kristale.

• Jonska veza nastaje meausabnim povezivanjem atama meta!o so atomima nemetofa.

• Efektricki nabijeni atom; zovu se ionl Oon1). • Atomi metala uvijek otpustaju elektrone, postaju pozitivno nabijeni ioni a zovu se kat/ani, dak iani nemetala primaju efektrone, postaju negativno nabijeni ionl a ZOVU se anioni.

·Ionski spojje svaki hemijski spaj sastavljen ad kationa i aniana./onski spa} je e/ektricki neutralan, a zbir naboja kationa mora biti }ednak zbiru naboja aniona. Kationi i anioni grade krista/e.

Pitanja: 1. Kako nastaje ionska veza? 2. Sta cine kationi a sta Cine anioni? 3. Preko kojih efektrona se vrsi spajanje elemenatQ? 4. Objasni nastajanje ionske veze izmedu atoma ka!cija (Ca) i kisika(O). 5. Atom ka/ija (K) imajedan e/ektron, a atom hlara (ClJ, sedam elektrona u

vanjskaj ljusci. Objasni vezu u kristalu kalijhforida KCI? 6. Kofika je valencija ka/ija i hlora?

57

Hemija 7

4.5. Kovalentna (atomska) veza

Kako nastaje kova!entna veza ?

Atomskom (kovalentnom) vezom povezuju se meau50bno atomi nemetala.

U prethodnom gradivu smo naveli da su veoma vaini atomi izspoljasnjeg sloja. U spoljasnjem sloju (posljednjoj elektronskoj Ijusci) atoma, elektroni mogu biti u parovima (po 2 sparena elektrona) a mogu biti i usamljeni iii nespareni.

Elektronski stabilna struktura prve elektronske ljuske postize se kada su u njoj dva elektrona.

Primjer: Kako nastaje molekul vodonika ?

Molekul vodonika se sastoji ad 2 atoma vodonika, a znamo da vodonik ima same jedan elektron u elektronskom omotacu.

Medusobnim povezivanjem 2 atoma vodonika u molekul, elektron jednog atoma sparuje se s elektronom drugog atoma pa nastaje zajednicki elektronski par, (sl. 52).

Hemicar Lilbert Njutn Luis (1875-1946) uveo je prikazivanje vanjskih elektrona tackicama, a zajednicke elektronske parove - dvjema tackicama iii crticom.

Primjer : Molekulu hlorovodonika prikazujemo formulom HCI. Kako nastaje ova formula? Da bi nastala molekula hlorovodonika, mora se jedan atom vodonika povezati sa atomom hlora. U P.S.E. pronaaite elemente vodonik i hlor.

H - ima 1 elektron a hlor u spoljasnjem sloju ima 7 elektrona (sl. 53).

51. 52 Povezivanje atoma vodonika

Ako svaki atom daje po jedan elektron u zajedniCki elektronski par, tada vodonik ima dva elektrona u svojoj jedinoj Ijusd, a hlor 8 elektrona u pos!jednjoj Ijusci.

HO+ .(1: ---•• H:CI:---'~HCI

51. 53 Spajanje otomo hlorovodonika

Molekul h!orovodonicne kiseline (HCn s jednim zajednickim elektronskim parom (ini sastav koji je energetski stabi!niji od nezavisnih atoma vodonika i hlora.

Povezivan je atoma nemeta I a preko za jed n icki h el ektrons ki h parova zove se atomska iii kovalentna veza. Kada se atomi povezuju preko zajednickih elektronskih parova, valendja nekog elementa je onolika koliko njegov atom grad! zajednickih e!ektronskih parova sa drugim atomima.

58

• Atomi se mogu meausobno vezivati: oJ KOVALENTNA (ATOMSKAJ VEZA H - CI b) IONSKA No· : d: cJMETALNA

Hemija 7

• Kovalentna (atomska) veza je rneausobno povezivanje nemetala. • Ii/bert Njutn Luis (1875 ~ 7946) prvije uveo obiljeiavanje efektronQ tackicama, a zajednicke elektronske parove ~ dvjema tackicama iii aticama. • Pov€zivQnje atoma nemetafQ preko zajedniCkih elektronskih parovQ zove se atomska iii kovalentna veza.

Pitanja i zadaci: 1. Kakvo maze bit; povezivanje atoma ? 2. Kako nastaje kovalentna veza ? 3. Prikaiite nastajanje sljededh molekula LewisDvim simbo!ima: oJ Hp bJ NH, c) CH,

59

Hemi a 7

4.6. MOLEKULI (pojam, vrste)

Atomi imaju sposobnost da se udruzuju (spajaju) u vece cestice.

Kada udruzimo dva iii vise atoma u vecu cesticu nastaje ~ molekul.

Molekuli mogu biti: molekul elementa i molekul jedinjenja (spoja).

i; 0 • • db H, 0,

He> H,o CH, • • 51. 40 Molekufe jedinjenja N, Ci,

51. 400 Molekule elemenata

Molekul nekog spoja je najsitnija cestica tog spaja. Molekul ima iste osobine kao spoj kojem pripada. Kao sto atomi imaju svoju masu tako i molekuli imaju svoju masu.

Hemijske formule

Do sada smo ucili sta je molekul i kakav molekul moze da bude.

Date primjere razvrstaj u tabeli na vrste molekula:

Molekuli Formula molekula Izgradeni od atoma

Amonijaka

Kisika

Fosfora

Metana

Uradi sam tabelu na casul

Vrsta molekula

" i

Ucili sma da se atomi obiljezavaju hemijskim simbolima (znacima), a znak za molekul zove se formula. Sta je potrebno da znamo da bismo napisali formulu neke tvari? Potrebno je znati:

a) od kojih se elemenata sastoji ta tvar

b) i brojno stanje atoma pojedinih elemenata, tj. koliko se atoma pojedinacno nalazi u molekulu reMri .

Primjer: Formula amonijaka je NH5

• Molekul ovog spoja (jedinjenja) graden je iz azota i vodonika, brojni odnos pojedinacnih elemenata koji ulaze u sastav spoja je 1 atom azota i 3 (tri) atoma vodonika, te brojni odnos elemenata je 1 :3. Moleku! ovog spoja jzgleda ovako: (51. 41)

H:N:H

H

iii H-N--H

~ 51. 41 Kada se azot veie sa vodonikom, on je trovalentan.

60

Hemija 7

Ako se u molekulu nalazi vise od 1 atoma nekog hemijskog elementa, onda se u donjem desnom uglu piSe broj njegovih atoma. Taj broj zove se INDEKS.

Primjer: (Napomena: Indeks 1 se ne p[se)

INDEKSI

Ako se ispred formule nalazi broj, on oznacava broj molekula. Primjer: 4(H4 to su 4 molekula metana, 2(02 su dvije molekule ugljendioksida itd. Hemijske formule citaju se tako sto se svako slovo eita pojedinaeno, kao i broj u datoj formuli.

Broj ispred formule zove se koeficijent.

Kakve mogu biti hemijske formule ?

Hemijske formule mogu bltl EMPIRIJSKE, MOLEKULSKE I STRUKTURNE.

EMPIRIJSKA FORMULA spoja pokazuje omjer broja atoma pojedinih elemenata u hemijskom spoju iskazan najmanjim cijelim brojevima.

MOlEKULSKA FORMULA je prikaz broja i vrste atoma u molekuli. Iz takve formule se ne moze doznati redosJijed kojim su atomi u molekuli povezani.

STRUKTURNA FORMULA prikazuje prostorni razmjestaj atoma u molekuli.

Hemijski spoj • amonijak

-voda

• kuhinjska so

Hemijska formula

NH;

H,o NaCI

61

Hemija 7

• Mofeku! je udruiivonje dvo iii vise atoma u vecu cesticu. ~ Moleku! maze bit! molekul elemento i molekul jedinjenja. Molekul elemento (02' H) je udruiivanje aloma istil! elemenata, a mofekul jedinjenja (HP, CH", CO) je udruzivonje aroma razliCitih efemenala.

• Svi molekuli istog spoja imaju ista :;vojstva. • Hemijske formute oznacQvaju molekufe. • Hemijska formuta se sastoji iz:

4 H2S0

4

~~~dekSi (broj u formuli) - broj atoma u molekuli

koeficijent (broj ispred formu!e) - broj molekula

• Hemijske formufe mogu biti: empirijske, molekufske i strukturne.

Pitanja i zadaei: ). Sta je moleku! j kakav moze bit/? 2. Po (emu se razfikuje molcKuf efementa ad mofeKula jedinjenja. 3. Nacrtaj iprikaii po dva modefo mofekulo: Hz HCf, Hp 4. Sta su hemijske formule i kakve mogu biti ? 5. Napisi empifJjske j strukturne formu!ejedinjenja: vode, vodonika,

metana, amonijaka ftd, 6. U datojformuli odredi indeks i koeficijent te pojedinaciJo bro) atoma?

4HP01 7. NapiSi rijeCima znacenje sljedeCih formula: H, H2' 5H)' 3H, 4CH 4' 3HC!.

62

Hemija 7

URADISAM: ZADATAK: Kod kuce napravi (ad kartona, stiropora, drveta iii spuzve) modele molekufa sijedeCih spojeva:

Hz HCI, NH, CH4,CO!Hp

Izrezi i donesi u skolu: 72 kruiiCa - bijelih (H) promjera 10 em 1 kruiic - zeleni (CI) ( r ~-;: 4 em ) 2 kruiica ~ ernih (C) (r =: 4 em) 3 kruiica - p/avih (0) (r =: 4 em)

Kruiice ofarbati zadatim bojama i donijeti u skolu. Takooer [zrezati 75 komada deblje tiee duiine po 70 em. Na casu spajati modele molekula (po dva ucenika iii individualno). Datim modefima l1apWte njfhove empinjske i strukturne formufe.

4.7. RElATIVNE ATOMSKE I MOLEKUlSKE MASE, POJAM MOLA

Oznacavanje mase atoma

Svaki atom ima svoju masu. Oznacavamo je znakom m. Masu tvari odredujemo vaganjem, a iskazujemo u kilogramima, gramima, miligramima ltd.

Znak za masu atoma jeste mal gdje a oznacava atom.

Npr. : znak za masu jednog atoma vodonika jeste ma (H) ili masa jednog atoma ugljenika je

m.(C).

Mase atoma vrlo su male, te jedinice kg i ostate decima!ne jedinice mase nisu prikladne za iskazivanje tako male mase pa se mase atoma iskazuju brojevima koji pokazuju relativni odnos mase pojedinog atoma prema nekoj odabranoj jedinid mase.

Ta jedinica zove se unificirana atomska jedinica rnase, a oznacava se sa s!ovom u.

u = 1/12 mase izotopa atoma ug!jenika masenog broja 12;:;: 1,66· 10'27 kg

63

Hemija 7

Relativna atomska masa elementa je masa atoma nekog elementa iskazana u atoms kim jedinicama mase (mu). Relativna atomska masa obiljeiava se sa Ar, a izracunava se po obrascu:

m, A,=­

u

m,,=Ar·u

Vrijednosti relativnih atomskih masa elemenata izracunate su i nalaze se u tablicama a naznacene su uz simbole svakog elementa u p.s.E.

Relativnu atomsku masu definisemo ovako:

Relativna atomska masa pokazuje koliko puta je masa jednog atoma nekog elementa veta od 1/12 mase izotopa atoma ugljenika 5 masenim brojem 12.

Npr. masa azota je 14 puta veca od 1/12 mase atoma ugljenika 12, tj. veta je 14 puta od unificirane jedinice mase pa je Ar (N) = 14.

Relativna molekulska masa

Kao 5to atom ima svoju masu, tako i molekul ima svoju masu. Masa nekog molekula jednaka je zbiru masa atoma koji se nalaze u tom molekulu.

Relativna molekulska masa je masa molekula 'Izrazena u unificiranim atomskim jedlnicama mase.

Relativna mo!eku!ska masa pokazuje koliko puta je masa jednog molekula neke supstance veca od 1/12 mase izotopa atoma ugljenika (karbona) s masenim brojem 12,

Znak za relativnu molekulsku masu je M,

Primjer: Izracunaj re!ativnu molekulsku masu metana (CH).

M,(CH,) =? A (C=12),A (H)=l M,(CH) = «CJ+4· A, (H)= 12 +4·1 = 16

To znaCi da je masa molekula metana 16 puta veta od 1/12 mase izotopa atoma ugljenika (karbona) s masenim brojem 12.

64

Hemija 7

Mol -----------------Mol je jedinica za kolicinu supstance. Mol je ona koliCina supstance koja sadrii isti broj molekula te supstance koliko atoma ima u 12 grama izotopa karbona s masenim brojem 12, a to je oka sest stotina hiljada triliona molekula (6 .1023 moleku!a)

Taj broj 6.1023 zove se Avogadrov broj. 1 mol tvari sadrii Avogadrov broj molekula.

Molarna masa neke supstance je masa 1 mola te supstance. [zrazava se u gramima po motu (gJmol).Znakza molarnu masujeM.

Molarna masa je brojcano jednaka relativnoj molekulskoj mas!:

M::::; Mr g/mol tj. onoliko grama koHko je relativna molekulska masa mola. Za element u atomima M=A, g/moL

• Refativna atomska masa pokozuje koliko puta je masa jednog atoma nekog efementa veca ad :/12 mase izotopa atoma karbona 5 masenim brojem 72.

• Relativna mofekulska mosa jednaka je zbfru relativnih atomskih mam koji so na/aze u tom molekulu.

• Reiativna atomska masa pokazuje kofiko puta je masa jednog mo/eku!a neke supstance veca od I/..mase izotopa atoma i(Qmona s masenim brojcm 12.

• Mol je jedinica za kof/Cinu supsiance. Molarna masa neke supstance je masa 1 mola te supstance. Izrazava ~e (j gramima po mo/u (glmo/). Znak za molarnu mas!} je M. M =M, Iglmol) M =A,Iglmolu)

P!tanja i zadoc!: 7. Sta je relativna atomska mam ? 2. Sta je relativna molekulska masa ? 3. Sta je mol? 4. U (emu se izrazava motarna masa ? 5. Pronatri (I tabfie; PSE. atomske mase No, Co, H, C, 0,

6.lzracunaj relativne molekulske mase: a. natrijsuffato, No; 504 b. karbonatne kisefine, H]C0

3

c. kafcijhidroksido Ca(OH)J'

7. Pomocu unificirane atomske jedinice mase iskaii maS{J: a.jedne molekufe ugfjendioksida, CO2

b.jedne molekule kalcijoksida, CaO c. pet molekula vode, 5Hp.

65

Hemija 7

4.8. HEMIJSKE REAKCUE (PROMJENE)

Proucavanjem hemijskih reakcija (analize, sintezel spaminja!i sma i hemijske promjene:

a) elektroliza vade

b) sinteza vodonika i kiseonika

Aka atome prikazemo kao kuglice, ovu hemijsku reakciju mozemo prikazati sematski ovaka:

(51.42)

-·11 2 Molekula vade sadrze 4 atoma vodanika i

2 Malekula vodonika :;;; 4 atoma vodonika 1 malekul kiseonika =:;;: 2 atoma kiseanika

2 atoma kiseonika

51. 42 5hematski prikaz elektrolize vade

Nastali gasoviti elementi ne postoje slabodni nego se udruzuju u dvoatomne molekule vodonika, H2 i kiseonika, 02 .

Sta zakJjucujemo a broju elemenata, prije i poslije hemijske reakcije?

Broj atoma prlje i posJije hemijske reakcije ostaje is t i.

Kod suprotne hemijske reakcije - sinteze takoaer ne dalazi do promjene broja atoma:

Primjer na (sl.42b) pokazuje da pri sintezi vodonika i kiseonika nastaje voda tj. molekuli vadonika i kiseonika cijepaju se na slobadne atome, a zatim se po dva atoma vodonika vezu sa jednim atom om kiseonika u mo!ekul vode.

ti 4~.,,'!"" ,C,®'"

,

Pregrupisava n je ate rna lz ma I ekula jedn ih tva ri u moleku Ie drugih tvari nastaje usljed djelovanja energije koja moze biti elektricna, svjet!osna a nekad i mehanicka.

51. 42b. Model2 molekule vode

Masa tvari jednaka je zbiru masa svih atoma od kojih se ta tvar sastoji.

Masa tvari nakon hClmjske reakClj'e ostoje neprolllijenjena.

66

• U svim hemijskim reakcijama mijenja se hemijski sastav pocetnih tvari, a time i njihove hemijske osobine .

• U svakoj hemijskoj reakciji ukupan broj i vrsta atoma ostaje nepromijenjen.

Uslovi nastajanja hemijskih reakcija

Da bi nastala hemijska reakcija patrebna je ispuniti sljedece uslove:

U sredinu sotl1og si'Clkfu naspimo malo sumpome kiseiine. No rub stran[ce swvi kociw ad cinko. SpusUmo cink u ki5efinu i {azvJju( ce se pfinovi, mjehurlci gasa.

To znaci potreban je medusobni dodiT izrnedu dvije tvari. To je ujedno i prvi uslov za nastajanje

hemijske reakcije. (sl. 43)

cink :;:::Iiiii=::;;;:.··· sumporna

% kiselina

5/. 43. Meausoban dodir tvar;

Sta se dogada sa atomima vodonika i kiseonika pri ana!izi i sintezi vode?

Iz datih primjera vidi se da pri analizi i sintezi vode, atomi vodonika i kiseonika pregrupisavaju se

iz jednih molekula u druge molekule.

Vazno je znati, da svaka hemijska reakcija lma 5upstance koje ulaze u hemljsku reakdju a zovu se REAKTANTI (polazne tvarl), supstance koje nastaju u toku hemijskih reakcija zovu PRODUKTJ hemijskih reakcija. (sl. 44)

" , reakcija ---=="'----.. Ia produkt reaktanti

masa reaktanata mosa produkota

Sf. 44. Hemijska reakcijo izmeau cinka i sumpora

Izracunavanjem hemijskih reakcija doslo se do sljedeCih zakljucaka:

• Hemijskom promjenom mijenja se hemijski sastav supstanci (tvarj).

• U hemijsklm promjenama ucestvuju djeli atomL

• Ukupan bro) atoma u supstancama koje reaguju jednak je ukupnom broju atoma u supstancama

kaje nastaju tom hemijskom reakcijom.

• Atomi elemenata pri ucestvovanju u hemijskoj reakciji pregrupisavaju se IZ molekula polaznih

tvari u molekule tvari kaje nastaju tom hemijskom reakcijam.

67

Hemija 7

Drugi us!ov za nastajanje hemijske reakcije je dovodenje top[ote.

Primjer: secer ce se zagrijavanjem otopiti, postati smed, a da[jim zagrijavanjem postat ce crna ugljena tvar.

Za neke hemijske reakcije vazna je svjetlost.

Primjer: pri rastu biljaka vaina je svjetlost, (proces se zove fotosinteza).

Znamo da neke hemijske reakcije nastaju usljed zagrijavanja tvari, tz. potrebna je toplota, a kod nekih hemijskih reakcija nastaje iii se razvija toplota.

Npr, kod nastajanja gasenog kreca razvija se velika kolicina toplote.

CaO + HP -) Ca (OH)2 + toplota

Proces u kojem se razvija toplota je egzotermni proces.

Kod nekih hemijskih reakcija potrebna je toplota da bi dos!o do razlaganja tog jedinjenja.

Npr. iarenje kamenog krecnjaka: CaCO, + top[ota ~) CaO + CO2

Proces prj kojem je potrebna toplota za nastajanje hemijskih reakcija zove se endotermni proces.

• Hemijskom reakcijom ad jednih tvari nastaju sasvim druge Ivari. • Braj atoma prije i pas/ije hemijske reakciie ostaje Isti. • Masa tvari tokom hemijske reakcije ostaje neoromijenjena. • U hemijskoj reakciji ucestvuju po/aznE' tva,-i kaje se zovu REAl\iANT/, a nasw/e tvar! zavu 5e PRODUKTI HEMfJSI(E REAI(C/JE • Hemijske promjene iii hemijske reakcije zovu sejos i hemljski procesi. • Uslovi za nasrajonje hemijskih reakcija su: oj meausoban dodf!" b! toplota egzatermni proces je onaj u kojem se os/abode taplota

- endotermni praces je onaj u cijem je odvijanju porrebno dovest; toplotu c) svjetiost .. ~~~-~--~.-- --...• ~ .... _-.-

Pitanja: I. Prikaii crteiam razlagarUe dviju molekuia iivinog oks-ida no iivu i kiseonik, (atome prikazati pomo(u kruiica).

2. Sta se dogaaa sa atomima pri hemiJ<;kim reakojama? 3. 5ta se mijenja pri hemijskim promjenama tvari ? 4. Kako se zovu tvar; {mje uiaze u hemijsku reakciju a kako tvar; koje postaju prf hemijskim reakcijama? 5. Navedite us/ove nostajanja hemijskih reakcija,

68

"Hemija 7

4.9. HEMIJSKE JEDNACINE

Izucavanjem hemije saznali smo da su hemijski simboli znaci za atome, hemijske formule znad za molekule, a kratko prikazivanje hemijskih reakcija vrsi se preko hemijskih jednacina, [Z ovoga slijedi da hemijski simboii, formule,jednacine (ine zajedno jednu skupinu - t:v, hemijsko pismo, Kratki iZraz! pomocu kojih se prikazuju hemijske reakcije lOVU se hemijske jednacine. Primjer: Elektrolizom vode, vodu smo raz!ozili na vodonik i kiseonik. To mozemo prikazati i jednostavnije, hemijskom jednaCinom:

Umjesto simbola vodonika i kiseonika, pravilnije je pisati njihove formule H2 i 02' jer su vodonik j kiseonik u prirodi U obliku molekula a ne u obliku slobodnih atoma. Da bi nastao samo jedan molekul kiseonika 02' potrebno je razloziti 2 molekula vode. Pa pisemo:

Da bismo napisali hemijsku jednacinu potrebno je poznavati odredena hemijska pravila:

1. Na I"Ijevoj strani jednacine piSu se s'lmboll i formule tvari koje stupaju u hemijsku reakciju (a zovu se reaktantiJ, a na desnoj strani pisu se simboli iii formule tvari koje nastaju tom reakcijom (produkti hemijske reakcije).

2. Smjer hemijske reakcije odreauje se STREUCOM.

3. Broj atoma svakog pojedinog elementa na lijevoj i na desnoj strani jednacine mora se izjednaCiti, jer broj atoma prije i posliJe reakdje ostaje isti. "

U datoj tabeli mozemo vidjeti postupak sastavljanja hemijske reakdje preko hemijskih jednaCina:

... :::CH~MIJSKA REAKClJA NASTAJANJE HLOROVODONICNE KISELINE I Prikaz reakta~'~_!a i produkata hemijske reakclja I! vodonik + hlor ______ hlorovodonik

69

Hemija 7

Vazno je znati da se pri hemijskim reakcijama trosi iii oslobaaa toplotna energija kOja se zove toplota hemijske reakcije a izrazava se u dzul1ma (J).

1 kllodzul (kJ) ima 1000 J

Osim toplotne energije koristi se i elektricna, svjetlosna i druge energije.

Jednacine hemijskih reakcija su medunarodno dogovoreni izrazi kojima se prikazuju hemijske

reakcije, pomo(u kOJih se hemicari svih zemalja lakse sporazumijevaju.

I. Kratki izrazi pomocu kojih se prikazuje hemijska reakClja zovu.se hemijske jednacine. 2. Hemijsko pismo Cine:

o. hemijski simboli b. hemijske formule c hemijske jednaCine

3. Pravifa pisanja hemijskih jednaCina: a) svaka jednaCina ima fijevu i desnu stranu. No fijevoj stran[ nafaze se tvorl kOje

ufaze u hemijsku reokciju (reaktanti), (/ no desnoj strani nalaze se tvari koje nostaju pri hemUskoj reakciji (produkti hemijske reakClje)

b) braj atoma pojedinog e/ementa no fijevoj slroni mora biti jednak broju aComa no desnoj strani

c) smjer hemijske reakcije odreauje se STRELICOM.

Pitanjo i zadaci : I. Sta su hemijske jednacine? 2. Sta Cin; hemijsko pismo? 3. Navedi pravilo pisanja flem!j"skiiJ jednacrna? 4. U datim primjerima odredi:

a. koja je hemljska reakcija b. izjednaCi hjevu i desnu stranu hemijske reakcije c. uporedi spaj aroma svih elemenata no fijevoj i desnoj straw'

H2+02-_ Hp

AI + Hel • Aiel, + H,

Nael + AgNO, ------+-. Agel + NaNO,

70

Hemija 7

4.10. KVALITATIVNO ZNACENJE SIMBOLA I FORMULA

Sta oznacavaju hemijski simboli?

Hem'ljski simboli imaju dvojako znacenje ito:

aJ KVALITATIVNO ZNACENJE ,Imbola - koje oznacava odreaenl element

bJ KOLICINSKO ZNACENJE SIMBOLA, oznacava:

• jedan atom e!ementa

• jedan mol atoma, Hi onoliko grama elementa kollka je njegova relativna atomska masa

Primjer: simbol N oznacava:

a) hemijski element azot

b) jedan atom azota

c) jedan mol atoma a20ta iii 14 9 azota

Ako ispred simbola stoji broj, on oznacava broj slobodnih atoma elementa, npr.: 2N, pa oznacava:

• dva slobodna atoma N

• dva mola slobodnih atoma azota

Znacenje hemijskih formula

Takoder i hemijske formule imaju dvojako znacenje ito:

aJ KVALITATIVNO ZNACENJE HEMIJSKE FORMULE j';~ tome sto oznacava molekulsko znacenje elementa iii odredeno hemijsko jedlnjenje.

bJ KOLICINSKO ZNACENJE HEMIJSKE FORMULE je u tome sto oznacava:

• jedan molekulsupstance • jedan mol molekula Hi onoliko grama kolika je njegova relativna molekulska masa.

PRIMJER:

Formula CH4

oznacava:

• jedinjenje metan

• jedan molekul metana

• jedan mol metana iii 16 9 metana.

Ako ispred formule stoji broj (koeficijent) on oznacava broj molekula iii broj mola:

3 HCI ~ tri molekula hlorovodonicne kiseline

71

Hemija 7

Sta saznajemo iz formule amonijaka, NH)

• od kojih elemenata je graaeno jedinjenje NH3 azota i vodonika

• kako se zove jedinjenJe amonijak

• koliko se atoma pojedinih elemenata nalazi u jedinjenju 1 atom azota : 3 atorna vodonika • u kojem su odnosu mase elemenata u molekulu togjedinjenja 14: 3

Pitanja i zadaci: 1. Kakvo znacenje mogu imati simboli a kakvo hemijske formule ? 2. Sta oznacavn'

H? 2H 3H; 3. Sto oznocavaju hemijske formule: NaCf, 3Hl04? 4./zracunaj u zadatku 2 i 3 njihove molekulske mase, koristeCi PSE.

4.11. OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI

a) Zakon 0 odrzanju mase

Izracunavanjem hemijskih reakcija (analize, sinteze) posmatrali smo tvari koje ulaze u hemljsk'l proces i uporeaivali njihove osobine sa osobinama tvari koje nastaju tim procesom.

Sta se desava sa masom tvari u toku hemijske reakcije? Na ovo pitanje dobit cerna odgovor poslije izvedenog ogleda.

ZADATAK: Potrebno je ispitati da Ii se pri spajanju aluminija i sumpora mijenja masa tvarL

U epruvetu stavimo 0,5 grama 5umpora u prahu i 0,35 groma alum/nija u prahu. Epruvetu zatvorimo baionom, izvagamo, pricvrstimo no 'lta/ok, a nakon toga smjesu a/uminija i sumpora jogana zogrijavamo dok Sf smjeso ne uiari.

Spajanjem aluminija i sumpora nastaje jedinjenje a!uminij sulfid, (51. 45)

72

Hemija 7

I ' IWlllll.i.iJ rWl ~JmluJ

a) prlJI! reakcijl! cj posUje reakdjl!

b) hemijska [I!akcija

51.45 Reakcija aiuminijo i sumpora

Kada se epruveta sa nastalim jedinjenjem ohladila, izvagajmo je zajedno sa balonom. Podatke obavezno upiSimo u svesku i izvedimo zakljucke.

Poslije izvedenog ogleda saznali smo da pri poviSenoj temperaturi aluminij reagira sa sumporom pa nastaje a[uminijsulfid, a prilikom rezultata mijenjanja dosH smo do saznanja da ad 0,5 9 aluminija i 0,35 9 sumpora nastaje 0,85 g aluminijsulfida. Takoaer se maze izvesti zakljucak da je ukupna masa aluminija i sumpora prije reakcije jednaka masi aluminijsulfida poslije reakcije. To mozerno prikazati i ovako:

m (sumpora) + m (aluminija) := m (a!uminijsulfida)

Zakljucak koji je izveden na osnovu rezultata ogleda za reakciju aluminija i sumpora vrijedi za sve ostale hemijske reakcije.

Ukupna maso tvari koje ulaze u hemijsku reakciju jednaka je ukupnoj mas! tvar! Iwja nastaje tom reokcijom.

Ovo je jedan od osnovnih prirodnih zakona, a zove se ZAKON 0 ODRZANJU MASE. Otkriven je krajem 18. vijeka.

Masa tvari u prirodi je stalna -- ne mijenjo sc, bez obzira no 5VC hemijske promjene koje se 5tolna desavaju.

Ovaj prirodnii zakon prvi je otkrio ruski hemicar Lomonosov 1756. god, a godine 1785. god. isti zakon otkriva francuski hemiCar Lavoazije (51. 46 i 46a).

Zasto se masa tvari u prirodi ne mijenja ?

Masa tvari u prirodi se ne mijenja z60g toga sto se pri hem~skim reakcijornn ne mijenjo brojatoma.

73

Hemija 7

To znaCi: od atoma iz kojih se sastoje molekuli polaznih tvari hemijskom reakdjom nastaju molekuli drugih tvari u kojima su ti lsti atomi, samo su drukCije grupisani.

b) Zakon 0 stalnim odnosima masa

Kada nastaje neka smjesa pojedinacne tvari se uzimaju u bilo kojem omjeru, dok pri nastajanju nekog jedinjenja rnoramo uzimati tacno odredenu koliCinu jednog elementa sa tacno odredenom kolicinom drugog elementa, jer prj spajanju - nastajanju jedinjenja postoji adredena zakonitost.

Iz navedenih primjera to mazema vidjeti:

Pri e!ektrolizi vade dobiva se dva puta veca zapremina vodonika nego kiseoniJw. Aka su elektrolizom vade nastala 2L vodonika onda ce istovrerneno nastari I L kisika.

2L vodonika imaju masu :::: 0,18 g.

1 L kisika lma masu :::: 1,43 g.

To znaCi: masa vodonika prema mas! kisika u vodi se nalazi u odnosu m (H);m (0) ~O,18; 1,43 ~ 1;8

Prvo izvQgajmo 7 9 teljeza i 49 sumpora te dobra izmJjesamo. /zvagane tvar! stavimo u porculanski lanCit (5/.47). Na plamenu zagrijemo .lieu do usijanja, unesemo je u tu smjesu i driimo dak se potpuno sjedine ieljezo i sumpor u

jedfnjenje ie/jezni suffld FeS. Kada se ohladi nastafa tval; ponovo fzvagajmo, njegova masa ce biii ponovo 1/ 9 FeS.

U drugom sfucaju uzmemo: 7 9 zeljezo i 7 9 sumpora. Stavimo u /onCic, lieu ugrijanu do usijonja unesenlO u smjesu, ponovo ce nastati ie/jeznt" suffId, fzvagajrno i vidjel cema do je nostofo opet 71 grama lefjeznog sulftda.

51. 46 Lovoazije

51. 460 Lomonosov

51. 47 5intezQ sumpora [ ieljeza u prahu

74

Hemija 7

: Sta se desHa sa 3 9 sumpora? On je izgorio.

. Zakljucak: pri gradenju zeljeznog sulfida potrebna je tacna adredena kolicina zeljeza sa tacna odredenam kolicinom sumpora. Pa se moze vidjeti da je masa zeljeza prema masi sumpara u

: zeljeznom sulfidu 7 : 4.

.. Zakon 0 stalnim odnosima masa gJasi:

Elementi se uvijek jedine medusobno tako da je omjer njihovih masa stalan kada grade

jedno odredeno jedinjenje.

Ovaj zakon otkrio je Prust 1799. godine.

i. lAKON; lAKON 0 ODRZANJU MASE Ukupna maso tvar! pnj€ hemijske reakeije jednakaje ukupnoj mast' tvari posiije hermjske

reakoje. Zakon otkrio Lomonosov 1756. g. i Lavoazije 1785. g.

I/. lAKON: lAKON 0 STAlNOSTISASTAVA JEOINJENJA

Element! se uvijek medusobno jedine taka do je omjer njihovih masa stolon kada grade

jedno odreaeno jedinjenje.

Zakan otkrio Prust 7799. g.

Pitanja j zadaci: 1. Izvedi definiciju oba zakona. 2. Po [emu se razlikujejedinjenje od smjese? 3. NapiSi znakove za masu:

ieljeza, magnezJjo, kiseonika, magnezijoksida, natrijhforida. 4. Izracunaj masu joda kaji reaguje 5 10 grama afuminija aka tom reakcijam nastaje

147 gafuminijjodida.

75

Hemija 7

4.12. UVOD U HEMIJSKO IZRACUNAVANJE

Izracunavanje na osnovu formula

IZRACUNAVANJA u hemiji vrse se na osnovu kolicinskog znacenja na osnovu simbola i formula.

U datoj tabeli, popunite prazna mjesta, na osnovu dosadasnjeg znanja iz hemije:

II OZNAKE

H II N II Hp I PRIKAZUJU

broj atoma II Ii II II II II II II Ii

broj ~ molekula II II II II /I II

1.lzracunavanje relativne molekulske mase:

(podaci 0 relativnim atoms kim masama nalaze se u P'S.E.)

Ii HlO4

II II II II /I

II AI

II II II II II

Zadatak: !zraeunajte relativnu molekulsku masu ugljicne kiseline M, (H2(03)'

POZNATO:

A, (H) ~ 1 TRAIl SE: M, (H,CO,) ~ ?

A,(C)~12

A,(O)~16

Izracunavanje: M, (H,CO) ~ 2· A, (H) +A, (() + 3A, (0)

~2·1+12+3·16

~62

Odgovor: Relativna mo!ekulska masa H2(03je 62.

76

II II II II II 1/

H(I

Hemija 7

2.lzracunavanje molarne mase i mola elementa

a) MOLARNA MASA:

ZADATAK: lzracunaj molarnu masu hlora u atomskom stanju. Radi se 0 obrascu M :::: A, g/moL Poznato je A, (el) ~ 35,S Trai; se M (el) ~?

!zracunavanje:

M (el) ~ A, (CI) g/mol

~ 35,5 g/mol

Odgovor: Molarna masa hlora u atomskom stanju je 35,5 g/mol.

ZADATAK: Izraeunaj molarnu masu hlora u molekulskom stanju ?

Raditi po obrascu M:::: M, g/moi.

Poznato jeA, ((I):::: 35,5 Trail se M ((12)::::?

M ((I,) ~ 2A, ((I)· g/mol ~ 2·35,5 g/mol ~ 71 g/mol

Odgovor: Molarna masa hlora u molekulskom stanju je 71 gr/mo!.

3. Kolicina supstance

:

Kolieinu tvar] ('h) u molovima izracunavamo ako znamo masu tvari (m) u gramima i molarnu masu te tvari (M) u g/mol.

Radi se po obrascu : m n - kolieina supstance

n~- gdjeje: M

m - masa tvari u gramima M - molarna masa tvari u g/mol

ZADATAK:

Koliko mola atoma natrija se nalazi u 207 grama natriJa?

POZNATO:

A, (Na) ~ 23

m (Na) ~ 207 9

Radi po obrascu m

n~-

M

Prvo nad mo!arnu masu natrija:

M (Na) ~ A, (Na) g/mol

~ 23 g/mol

Trazi se koliCina tvari (n)

77

Hemija 7

Molarna masa natrija je 23 g/mol:

m masa natrija Kolicina supstance n:::; --

M molarna masa natrija

mlNa) 207 nINa)= -- = = 9mol

M INa) 23 gimol

Odgovor: u 207 grama natrija nalazi se 9 mol ova natrija.

4.lzracunavanje procentnog sastava etemenata u jedinjenju

ZADATAK: !zracunaj procentni sastav elemenata u jedinjenju NaCI.

Prvo naCi njihove relativno atomske mase u P.5.E.

Poznato: Formula NaCl

A, INa) = 23

A,ICl)d5

r-------------- ,

M,INaCI) = 58

u 58 9 NaCI nalazi se 23 9 Na

ul00g X

x 23.100 2300 _-- = --- :::; 39, 65 % Na

58 58

u 58 9 NaG nalazi se 35 9 Cl

u 100 X

35 ·100 3500 X= =60,35%CI

58 58

I ZADACI: 'Izracunaj relaUvnu mofekufsku mosu jedinjenja (spojcva): MgO, HCI, FeS, HP01 'Izracunaj mofamu masu 0 i 0)' N i N2

! .Izrac.unaj ko!1Cinu supstance:

u 72 9 ugijenika

U 160 9 surnpora

u 200 9 MgO

< !zracunaj procentni sastav elemenata

ujedinjenjima: CH4, C(,H 1P6' AlP,

Odgovor : U spoju NaCI se nalazi natrija 39,65 %, a hlora 60,35 %.

78

I ,

Hemija 7

Laboratorijska vjezba :;

Izracunavanje na osnovu hemijskog zakona

Zadatak: Koliko grama vodonika, a koliko grama kiseonika se nalazi u 126 9 yodel

Zadatak: Izracunaj na osnovu formule kuhinjske soli:

a) Kakav je odnos mase Na prema masi CI?

b} Koliko grama Na, a kollko grama hlora se nalazi u 174 9 kuhinjske soli.

Zadatak: Izracunaj procentni sastav svakog elementa u jedinJenjima:

a) AlP, (a!uminijoksid)

b) HlO~ (fosforna kiselina)

Zadatak: Sta sve predstavljaju sljedeCi simboli?

N, N2, H, H2

, 7NH3

79

VRSTE HEMIJSKIH SPOJEVA

Hemija 7

5.1. OKSIDACUA, OKS!D!

Elektrolizom vode dobiju se vazna dva elementa: vodonik i kiseonik.

U cemu je znacaj kiseonikovog atoma ?

Na sobnoj temperaturi kiseonikje slabo reaktivan, ali na poviSenoj temperaturi spaja se sa gotovo svim drugim elementima.

Kiseonik je plin bez boje, okusa i mirisa, teii je od zraka, ne gori ali podrzava gorenje. Lako spajanje kiseonika sa drugim elementima na poviSenoj temperaturi moze se dokazati na sljedeCim

ogledima,

U cetiri Erlenmeyerove likvice napunjene fdseonikorn (dobivonje kiseonika prikazano je u lekCJji 0 kiseoniku) unesirno tinjajuce drvce, zatim utorenij ugafj, zopaljeni sumpor. Sta primjecujes. (5/. 48)

Na zraku sve tvari gore slabijim i svjetlijim piamenom.

Unosenjem ovih tinjajuCih tvari u tikvice napunjene kiseonikom doc! ce do brze reakcije i pojave jace svjetlosti, pa zakljucujemo da je klseonik plin koji ne gori ali podrzava gorenje.

Sta se desava sa ovim tva rima ?

Pri izvoaenju ovih ogleda kiseonik se spojio sa ug!jenom, sumporom i drvetom, pa su nastala jedinjenja:

ugljendioksid CO] j sumpordioksid 502'

51.48 Oksidacija raznih tvari

Hemijsko spajanje kiseonika so drugim eiern£ntima zove se oksidacija,

Kiseonik se spaja sa mnogim eiementima pri cemu se oslobada toplota, a testo se pojavi i svjetlost.

Neke tvari se sa kiseonikom spajaju vrlo brzo, a neke, opet, vrlo sporo.

Na osnovu brzine spajanja oksidacija moze biti:

a) burna (brza) - to je brzo spajanje elemenata sa kiseonikom

b) tiha (spora) - je sporo spajanje elemenata sa kiseonikom

Brza oksidacija je GORENJE.

Gorenje je hemijska reakcija pri kojoj se oslobaaa svjetlost i toplota.

U tihu oksidaciju spada disanje, truhljenje i hrdanje.

82

Hemija 7

OKSIOI

lz prethodnih ogleda dokazali smo da se kiseonik moze spojltl sa drugim elementima. Spajanje kiseonika sa elementima nastaju jedinjenja kOja se zovu OKS1DL

OKSIDI 5U JEDINJENJA KI5EONIKA 5A DRUG 1M ELEMENTIMA.

Sjecate se da smo palili magnezij. Magnezij gor! bljestavom svjetloscu.

Prj gorenju, od njega nastaje bijeli prah. To je magnezijoksid MgO.

Oksidaciju elemenata kOje smo uzimali za oglede i nastajanje njihovih oksida mozemo prikazati sljedeCim jednaCinama:

c 0, • CO, ugljenik + kiseonik ugljendioksid

5 0, 50, sumpor + kiseonik sumpordioksid

2Mg 0, • 2MgO magnezij + kiseonik magnezijoksid

2Fe 0, • 2FeO zeljezo + kiseonik zeljezni oksld

Kakvi mogu biti oksidi?

Posto se elementi dijele na metale i nemeta!e, na osnovu toga izvrsena je i podjela oksida.

Oksidi se dijele:

a) OK51DI NEMETALA (kiseli) 50" CO" p,o,

b) OK51DI METALA (bazni) MgO, FeO, NaO

• Kiseonikje plin bez boje, okusa i miriso, teiije od zrakCl, ne gori afi podrzava gorenje. • /(iseonik se spaja gotovo sa svim hemljskim efementima. HerTlljsko spajanje eiemencHa zove se oksidao/a, a nasta/a jedinjenja zovu se oksidi. Oksidacija maze biti: Brza (burna) - gorenje i tiha (spora) Oksidi mogu biti: Oksidi nemetafa (ki5efi) CO)/ 502 Oksidi metala (bazni) MgO, FeD

83

Hemija 7

Pitanja i zadoci: r. Navedite osobine kiseonika? 2. Staje oksidacija? 3. Kakvo maze bit; oksidacija? 4. 5ta su oksidi? 5. Kakvi mogu biti oksidi? 6. Nastale okside razvrstaj no kisele i bazne okside: N0:t N P 'i N p, ZnO, PbO, 502' Alp f

SO" MgO, FeO.

5.2. KISEUNE

OKSIDI NEMETALA su kiseli oksidi, jer reagujucj sa vodom grade kiseline.

Primjer:

so, Hp -- H2S0

3

sumpordioksid + voda sumporasta kiselina

CO, Hp -- H2C0

3

ugljendioksid + voda ugljicna kiselina

P20

S +3Hp- 2H3P04

5.2. Kiseline, dobivanje, osobine

Kiselina ima viSe vrsta. Navedimo osnovne kiseline kOje susrecemo u

zivotu. (51. 49)

51. 49 Vrste kiselfna

84

j

Hemija 7

Uzmimo trf epruvete sipajmo rozne kiseline, oetena (sircetnoJ kiselino, limunska kiselinQ, sumporna kiselina. U .'Noku epruvetu, ubacimo komadic lakmus-papira. Sta primjecujes! Stavite no jezlk limunsku kiselinu, te razblaienu acetatnu kiselinu (oprez so drugim kiselinama, opasne SlJ, otrovne i nagrizaju). Kakav je okus kisefina?

Iz ovih ogleda mozemo zak!juCiti da su sve kiseline medusobno slicne, tj imaju zajednicke osobine:

1. Plavi lakmus - papk pocrveni (51. 49a)

2. Sve kiseline su kiselog okusa. T Navedimo formule nekoliko kiselina:

HCI - hlorovodonlcna kiselina H

2S0

4 - sumporna kise!ina

HN03

- azotna kiselina Hl0

4 - fosforna kiselina 51.490 Osobine kiselino

Izformu!a navedenih kiselina zakljucujemo da se u molekulu svake kiseline nalazi jedan iii vise atoma vodonika. .

Kiseline provode elektricnu struju, jer se u njihovo) otopini nalaze nae!ektrisane cestice. Pri otapanju kiseline u vodi njeni molekuli se cijepaju na pozitivne ione vodonika H+ i negativno naelektrisanu grupu Ion a, ostatka kiseline koji se zovu kiselinski ostaci.

Npr: H20 H

2C0

3 • 2H' + COt

Kiseline su spojevi (iji se molekuli pri otapanju u vodi cijepaju na pozitivne vodonikove ione - HI f j negativne ione kiselinskog ostatka.

Vodonikov ion je, atomsko jezgro vodonika, sa jednim protonom.

Vodonikovi ioni daju kiselinama kiseo okus i mijenjaju boju plavog lakmusa u crvenu.

Kiseline imaju osobine da reaguju sa metalima pri cemu nastaju 5011.

Valencija kiselinskog ostatka odreauje se prema broju vodonikovih atoma ko]i su vezani za

kiselinski ostatak.

Prikazane su u sljedecoj tabeli.

85

Hemija 7

! R.B. ! I Nazlv kiselina I! Formula 11Kisehnsk! ostatak I I Nallv soli kiseilna I

Ii: Hloridno I· ~~l hloridi II LJI (hlor~:s~~~~iCno) I~~~I D~I ==N=it="=:=~Sa=e=l(i~=Zao=t=n=a=) ==111 HN0

3 II NO]- II nitrati Ii

I I , r-::I i 3. I , , , I

U I I I

i

Sulfatna (sumporna) kiselina

Karbonatna (ugljicna) kiselina

11

I H2SO4

I

I H)eO]

II II 1.1 II 50/

I! sulfati

II II

II CO/"

II karbonati II

II

Valencija

2

2

I 5. IL1 ___ F_o_s_fo_~n_i:_:_~~_~_fo_r_n_o) __ ~IIL ____ H_,p_o_, __ -"I,'I ____ p_o_,_' ____ JJ,! ____ f_O_Sf_ot_i __ -"!!L' _____ 3 ____ ~

Kako mogu nastati kise!ine?

Put na5tanka kiseline moze se prikazati ovako:

KISIK VODA

NEMETAL ----+. OKSID NEMETALA -----+. KISELINA

C + O2---------- CO2

CO2 + Hp __________ H

2C0

3

Vazno upozorenje kod mijesanja ki5e!ine i yodel

51.50 Mijesanje vode i kisefine

To znad nikad dodavati vodu u kiselinu vee iagano kiselinu dodavati u vodu (razvija se velika top!ota). (51. 50)

Kako reaguju kisellne na organske tvari?

Secer, brasno, drvor papir i pamuc.ne tkanine vrlo su slicne hemijskog sastava prema njihvim hemijskim formu!ama sastoje se od ugljika i vade pa se zovu ugljikahidrati (51. 50a)

5ve tvari ce poem it!, jer je koneentrirana sumpoma kiselina jako dehidratacijsko sredstvo, tj. tva rima organskog porijekia uzima vodu.

86

51.500 Djelovanje H250 1 na

tvari organskog ponjekla

Hemija 7

• U molekufi svoke kiselinc nafazi se jedan iii viSe atoma vodonika. • Pri otapanju kisefine u vodi, njeni mofekufi se cUepaju no pozitivno naelektrisolle fone

vodonika H' i negativno naelektrisane ione kiselinskog ostatka. • Kiseline su spojevi Ciji se molekuli pri otapanju u vodi, ojepaju na pozitivne vodonikove jane H· , i negativne ione kisefinskog ostatka.

• Valencija kiseiinskog ostatka odreduje se premo broju vodonikovih atomo vczanih za kiselinski ostatak.

• Put nastajanja kiselina :

KISIK VODA

NEMETAL ----0-. OKSID NEMETALA ----+. KISELINA

Pitanja i zadaci: l,5tasukiseline? 2./z (ega su graaene kiseline? 3.00 Ii kiseline reoguju sa vodom?

4. Napi!'i 5 kisefina, njihov naziv, odred! vafenciju kisefinskog ostatka i naziv /(ise/illc. 5. Prikazi put nastajanja kiselina:

• azotno kisefinc • fosfatna kisefina • sulfi/no kisefina

5.3. BAZE - DOBIVANJE, OSOBINE

Oksidi metal~\Y bazni oksidi, jer reagujuci sa vodom grade hidrokside.

Primjer:

MgO + H,o __ Mg (OHI,

magnezijoksid magnezijev hidroksid

CaO + H,O -- Ca (OHI,

ka!cijev oksid kakijev hidroksid

Nap + Hp -----IJo. 2NaOH

natrijev oksid natrijev hidroksid

87

Hemija 7

Baze su posebna grupa medusobno srodnih spojeva, a nastaju stapanjem hidroksida i baznih oksida u vodi. Ispitacemo neke od baza da bismo utvrdi!l koja su im zajednlCka svojstva i zbog kojih su one medusobno srodne.

U jednu epruvetu stavite malo praha magnenjoksida, MgO, a u drugu kalcijoksida Coo. U abje epruvete dodajte destifovane vade i promatrajte!

U jednaj epruvetf je Mg-baza Mg(OH) 2 au drugoj epruveti Ca-bazo, Co (OH); (51. 51.)

PAZNJA: Ovakav pokus je oposon! Smije se izvoditi jedino

uz pomac nastavnika!!!

U otopini svake baze crveni lakmus postaje plav.

51.51. Bojenje fakmus-pap;ra u bazama

OPREZ: Ne smije se jezikom ispitati okus baze nitl kiseHne jer nagrlzaju tkivo.

Uzrok zajednickih svojstava baza treba traiiti u slicnosti grade njihovih molekula. Uporedimo formule poznatih baza:

• Natrijeva baza (luiina, hidroksid)

• Kalcijeva baza (luiina, hidroksid)

• Magnezijeva baza (Iuzina, hidroksid)

• Kalijeva baza (luzina, hidroksid)

NaOH

Ca(OH),

Mg(OH),

KOH

Iz ovih formula se vidi da se u molekulu svake baze nalazi jedna iii vise atomskih grupa OH. Ova atomska grupa se zove hidroksidni ion, OH-,

Kristali baza (Iuzina) su izgradeni od pozitivno naelektrisanih lona metala i negativno naelektrisanih hidroksidnih lona OH-.

U vodenoj otopini baze se cijepaju na slobodne ione. Na primjer:

NaOH ---.... Na" + OH

Ca (OH), - Ca" + 20H

Iz ovoga zakljucujemo:

Haze (iuzine) S(1 hidroksidi metala koj; su topljivi 11 vodi. Otapanjem u vadi baze se cijepaju no pozitivne fane metala i ncgotivne hidroksidne ione, OH-.

Hidroksidni iani su nosioci svih zajednickih svojstava baza. Hidroksidni ion OH' je jednovalentan. Jedina baza koja u svome molekulu ne sadrii ion meta!a je amonijhidroksid NHpH.lan NH~L se zove amonijum-ion. Amonijhidroksid nastaje reagovanjem amonijaka, NH3 sa vodom.

88

Hemija 7

NH3 +Hp---+- NHpH

Posto sve baze sadrze hidroksilne ione, one cine grupu medusobno srodnih spojeva. Put do nastanka baza moze se prikazati ovako:

kisik voda Meta! + -----+- oksid metala + ----+- baza (hidroksid)

2Mg+O_ 2MgO

MgO + H,O - Mg (OH),

• U otopin! baze (iuiine) crveni lakmus-papir paplavi. • U molekulu svake baze (/uiine) se na/azj jedna ifi vise hidroksidnih grupa, • Baze dobivaju naziv po meta/u koji ucestvuje u gracfi baze. • Otapanjem u vodi, baze se cijepaju no pozitivne fone metala i negativne fone OH·. • Hidroksidni ioni (OH) su nosioci zajednickih svojstava bozo. • Put nastajanja bazoje sljedeCi: '

+ KISIK + VOOA METAL , OKSID METALA -----., BAZA (HIDROKSID)

Pitanja: 1) NapiSi baze (luzine) kaje znos, 2) Iz cega 5U graaene baze? 3) Objasni nazive bozo, hidroksida. 4) Sto je zajednicko u hemijskom sastavu svih boza! 5) Od [ega nastaje amonijhidroksid? 6) Kako cete dokazati do je neka oropina kiselina iii bozo?

89

Hemija 7

Soli Cine grupu srodnih jedinjenja.

Navest cema nekolika soH:

5.4. SOLI

NaCi natrijhlorid

Zn(NO), cinknitrat

CaCO, kalcijkarbonat

MgSO. magnezijsulfat

Otapanjem u vodi soli se cijepaju na slobodne jone:

NaC! -------. Na+ + (1-

Zn (N03)2---..Zn+2+ 2N03-

CaC03 --'Ca+2 + COt

MgS04

---+-Mg+2+S042-

Iz ovoga zakljucujemo da se sve soli otapanjem u vodi razlazu na pozitivnejone metala i negativne jone kiselinskog ostatka.

Soli su izgraaene iz pozitivnih jona metala i negativnih jona kisefinskog ostatko.

Dobivanje soli:

Soli se mogu dabiti na viSe naCina, a najvazniji su:

a) Reakcija kiselina sa bazama (neutralizacija)

b) Reakcija kiselina sa metalima

a) Reakcija kiselina na baze (neutralizacija)

Ulijmo u casu 20 ml HCI. U tu otopillu ubacimo pfavi lokmus-papir. On ce pocrvenjeti. Sada u tu otopinu iz graduirane staklene cijevi so sfavinam (bireta) pofagano dodavati otopillu NaOH. Pri tome otopinu kOja se na/azi u casi mijesajmo stak!enim stapicem.Kada Jakmus-papir p05tane ljubicastoplav, dodat cema samo jos jednu kap baze. Sta zapazamo? (51. 52.)

Sf. 52. Neutralizacija soli

90

- rastvor NaOH

Hemija 7

Lakmus-papir poplavL U onom trenutku kada je lakmus-papir postao IjubiCastoplav, u otopini

nije preovladavala ni kiselina ni baza.

Meausobna reakcija kiseiine i luiine (baze) zove se reakcija neutralizacije.

NaOH natrijeva

baza

+ HCl -- NaCI hlorovodonicna

kiseHna natrij­hlorid

+ Hp + toplota

voda

Nakon neutralizacije otopina je neutralna, tj. u otopini nema viSe ni kiseline ni baze. Isparimo Ii

OVU otopinu, na staklenoj ploCid ostao je bijeJi prah.

Tvar je slanog okusa. To je natrijev hlorid NaCl.

baza + kiselina ----+ 50 + voda + taplota

Neutralizacija je hemijska reakclja pri kojoj ad kiseline i baze nastaje so i voda.

; b) Reakcija kiseline sa metalom

U jednu epruvetu stavite nei<olika manjih komadiCa magnezijo i pa/ijte ih hlorovodonicnom kiselinom. Obratite paznjuna zivahnu reokciju. Primjecuje se razvijanje goso. fzvadite kapaijkam nekolika kopi dabivenag rastvora, stavite ih na satno stakfo i vodu isparite loganim zogrijavanjem. No staklu ostaje bijeli tolog. Nasta/o je jedinjenje magnezijhforid koje [ma formufu MgCf

2:

Mg + 2HCI ---.~ MgCl, + H, t

HCI

Sf. 53. Dobivanje MgCf) Magnezij

U nasem primjeru atom! Mg zamijenili su atome H u He! j nastala je $0 MgCI2. Prema tome, supstitucija vodonika nekim metalom u kiselinama je jed an ad naCina dobivanja soli.

Soli Sli jedinJenJa koja se sastoje od metala i kiselinskog ostatka.

91

Hemija 7

NAZIV SOLI

50 dobiva naziv po kiselini od koje je nastala i po metalu koji je u sastavu soli. Na primjer:

~ soli hlorovodonicne kiseline zovu se - hloridi

- soli sumporne kiseline zovu se 5ulfati

Ako se u molekulu kiseline svi atom] vodonika zamijene atomima metala, dobija se neutralna iii normalna so.

Ako se u molekulu kiseline ne zamijene svi atomi vodonika atomima metala dobije se so koja se zove kisela 50.

U prikazanoj tabeH date su najvaznije kiseline, formu!e njihovih soli i nazivi 5011:

II Formule soli -=l Formula Nazivsoli Nazlv kiselina ,

I Hlorovodonicna ~p NaCI,M9Cl"KCl.ZnCl,.l (hloridna) ani AICIFC! i ! kiseHna 3' e 3 I

1 I' I

Azotna (nitratna)

I HNO,

II Nitrati II NaNO.], KN03' NH4N03,

kiselina I AgNO" Ca(N031,

Sumporna (sulfidna)

1 H2SO

4 II Sulfati

I Na

2S04, (NH4)2S04'

kiselina Cuso4

, FeS04 ,

II II NaFO", CaCO)'

I Ugljicna (karbonatna)

I H2CO, Karbonati kiselina (NH)2COl

i

II II I Fosforna (fosfatna) I H,P°4 Fosfati Na,PO,.' Ca3(PO)2

\ kiselina \ II I

Pisanje formula soli

Da bi napisali pravilno formulu neke soli, potrebno je da znamo valenciJu kiselinskog ostatka i valenciju metala 5 kojim se taj ostatak spojio. Na primjer:

AIIII 5°41: - formula ove soli je A!}50)3

92

zajednicki visekratnik

(5°4")3 :;;;

6: 2 = 3

Hemi a 7

• So je spoj meta/a sa kiselinskim ostatkam. • Soli se pri otapanju u vodi cijepaju no pozitivne ione meta/a i negativne iane

kiselinskog ostatka. • Postupci zo dobivanje soli:

neutralizacija kisefine bozom (luzinom) i obratno istiskivanje vadonika iz kisefine meta/om djefovanje kiseline no bozni oksid

Npr.: spajanje meta/a sa nemetalom

NaOH + He! -----... NaC! + Hp + toplota

Zn + 2HCI ----+- ZnC12 + Hp + toplota

CUO+H2S0:~ CuS04 +HP

Fe + 5 -----lI>- Fe5

• Neutralizacija je hemijska reakcija lutine (baze) ~a kiselinom, pri cemu nastaje so i voda. Neutralizacija se maze prik-I'Jzoti ovoko:

HCI+NaOH- NaCI+H,O

· So dobiva naziv po meta/u i kisefinskom ostatku, koji se nalaze u sastavu soli.

Pitanja: 1) Sta su soli i kako nastaju? 2) Sta je neutralizocija? 3) NapiSitc ncurralizaciju !wlijeve haze, KOH, sumporne kisefine H2S04,

4) 5to nastaje pri reakciji metala 5 kiselinom? 5) Prikaiite hemijsku jednaCinu reakcije 1\19 sa H}CO]. 6) Sta treba znati do bismo napisali formulu soli? 7) Po ['emu soli dobivaju nazive? 8) Napisite nojvainije kiseline, njihove nazive son farmule soli i primjer soli.

Napomena: Laboratorijska vjezba 6 nalazi se na stranici 122.

93

Hemija 7

5.5. VEZA KISEUNA, BAZA I SOU

Slicnost i razlike ovih grupa

IzucavajuCi herniju naucit cerno da se jednostavne tvari dijele na metale i nemetale, a da

jedinjenja (spojevi) mogu biti organska i neorganska. Takoaer smo ucili da se s!o.zena jedinjenja dijele u grupe, na OKSIDE, KISELlNE, BAZE i SOLI :

CaO HCI NaOH

SO, H,SO, Ca(OH),

OKSIDI KISELINE BAZE

Po (emu se razlikuju ove grupe ?

NaCI

CaC!,

SOLI

Grupe se razHkuju po svojim karakteristicnim osobinama kao !ito su :

U kiselini plavi lakmus-papir - pocrveni, okus kiselina je kiseo, dok u bazi okus je luzast, a crveni lakmus poplavi ltd.

Iz sljedeCih primjera mozemo vidjeti da se za nastajanje kiselina, kao polazna tvar uzimaju nemetali.

Prirnjer: nemetal azot kao polazna tvar, pa slijede jednaCine:

N2+0

2 • 2NO

2NO+02

• 2N02

2N02 +HP • HN02+ HN0

3

HN03 + NaOH .. NaN03 + Hp

Kod nastajanja baza, kao polazna tvar uzima se metal.

Primjer: metal kalcij kao polazna tvar, pa slijede procesi:

2Ca + 02 -----.. 2CaO

CaO + Hp • Ca(OH)2

Ca(OH), + 2HNO, • Ca (NO,), + 2H,o

Kako mogu nastati soli?

KISELI OKSID , KISELINA

t SO

BAlNIOKSID

• BAlA t

SO

Soli mogu nastati i od oks ida metala (baznih) i od oksida nemetala (kiselih oks ida). $ernatski prikaz nastajanja soli:

94

NEMETALI N (azot)

kiseli oksid

NO,

KISELINA

Hemija 7

METAL Ca (kalcij)

~ bazni oksid

CaO

+ +H,o

BAlA

HNO, MElJUSOBNIM Ca (OH),

~SPAJANJEM ~

'-SO~ Ca(NO,),

Iz ovoga se moze zakljuciti 0 povezanosti izmeau tvari i elemenata, zatim grupa oksida, kiselina, baza i soli.

To se moze predstaviti jednostavnije :

t ELEMENTI t NEMETALI OKSIDACIJOM METALI

l sa O

2 l (OKSID)

OKSIDI NEMETALA OKSIDI METALA

(kiseli) SPAJANJE (bazni)

l SAVODOM

l KISELINE BAZE

'---- ~~ ~ MEIJUSOBNIM SPAJANJEM GRADE SOLI

IIi mozemo isto predstaviti na sljeded naCin:

KISELI KISELINA SO BAlA •

BAZNI OKSID • OKSID

SO, H,SO, D CaSO~ • Ca(OH), • CaO

95

NEIV1ETALI

Hemija 7

6.1. NEMETALI

Osobine i polozaj u P.S.E.

Proste materije od kojih su sastavljena jedinjenja nazivaju se hemijski elementi.

Elementi su npr.: vodonik, kiseonik, zeljezo, sumpor, fosfor, itd.

Supstance (tvari) kOje se ne mogu razloz!ti hemijskom analizom niti dobiti hemijskom sintezom

zovu se elementi.

Dodanas jeotkriveno, 1 1 5 elemenata, ajedinjenja kojih ima preko 18 miliona, nastala su spajanjem elemenata na razne naCine.

Prema fiziCkim i hemijskim osobinama elementi se dijele na tri grupe: metali, nemetali j prelazni elementi. Metala ima oko 70 a nemetala 16,doksu ostati polumeta!i. Polumetali nekad se ponasaju kao metali a nekad kao nemetalL

o metalima cerno vise saznati u osmom razredu.

Nemetali su: kiseonik, azot, ugljenik, sumpoT, fosfor, i dr. Svi ovi elementi su izraziti nemetali. Od nemetala pri sobnoj temperaturi sarno je brom tekuCina, a ostali su nemetali ptinovite iii (Vfste

tvarL

Vrlo slabo provode toplotu i elektricitet. Npr. hemijski elementi 17 (VII) grupe su: F, Cl, Br, J::;:: I i At IZTaziti su nemetalLlahko se jedine sa meta lima i hidrogenom. Atomi elemenata 17 (V!]) grupe u spoljasnjem sloju elektronskog omotaca imaju po 7 elektrona. Oni tesko otpustaju te elektrone. Mnogo lakse primaju po jedan elektron, pri tome grade negativne ione (jone) ko)i nose jedinicu negatlvnog elektriciteta, pa su oni negativno naelektrisanL

Izraziti nemetali se nalaze na krajnjoj desnoj strani p.s.E.

• Efementi su supstance ifi tva!'i koje se ne mogu raz/otiti hemijskom ana/izam, nUi dobiti : hemijskom sintezom. • Elementi su proste tvari, a mogu biti melali, nemetali i prelazne tvari. • Osobine nemetala: no/aze se u raz/idtim Qgregotnim stanjima, veCinom su gasoviti, jedon je tecon - brom, a neki su u cvrstom stanju, i if nemetaii su krti, ne daju se kovati i rezati, {Qzlicite su boje, i slobo provode top/otu i elektricitet sem karbona. • Nemetoff u spoijosf1jem sloju imaju vise elektrona, 1ete ill otpustaju, a zato magu do prime elektrone drugih elemenata. • Nemetali se nafaze no krojnjoj desnoj slrani P.S.E.

Pitanjo i zadaci: 1. Sta su elementi i kako se dijele? 2. Koje su osobine nemetafa? 3. Kofika ima nemetala i gdje su smjesteni u P.S.£.?

98

Hemija 7

6.2. VODONIK (VODIK, HIDROGEN)

Atom vodonika u jezgru ima 1 proton a oko jezgra krece se 1 elektron. Smjesten je u prvoj periodi, ion za sebe moze da veze samo jedan atom drugog elementa pa je uvijek jednovalentan.

Moleku! vodonika sastoji se iz 2 atoma H koji su meausobno povezani jednom kovalentnom vezom.

Nalazenje u prirodi

Vodonik je, uzimajuCi u obzir cijeli svemir, najrasprostranjeniji element. Taka su zvijezde, pa i nase Sunce, sastavljene uglavnom od vodonika (otprilike 90 %). Po broju atoma, u Zemljinoj kori vodonikje treCi elemenat, odmah nakon kiseonika i silicija, a po teiini je na jedanaestom mjestu. E!ementaran vodonik na zemlji postoji samo u najviSim slojevima atmosfere i kao sastavni dia vulkanskih plinova.

DOBIVANJE VODONIKA

Vodonik se dobiva:

a) elektrolizom vode

b) djelovanjem kiseline na metale.

Sastavimo aparaturu prema (51. 56.). Na komadice magnezija dokapavajmo razrijeaenu sumpornu kiselinu iz lijevka za odlijevanje. Ubrzo se pojave mjehuriCi kao da kisel!na u epruveti kljuca. To je vodonik. KomadiCi magnezija postaju sve manjt Kaiemo da se magnezij rastvara u keselini i izdvaja se vodonik iz kiseline.

51. 56. Dobijanje vodonika

Hemijskom jednaCinom to prikazujemo ovako:

H2S04 + Mg • Mg 504 + H2

99

Hemija 7

Osobine vodonika

Posmatrajmo dobivenl plin (51. 56.). Kakve je bOje taj plin? Aka iznad epruvete u kOjoj se razvija vodonik, mahnete rukom prema lieu, da Ii oSjecate kakav miris?

Dob/ven] plin vodonik u tikvici hvatamo pod vodom u epruvetu, koju smo prethodno napunili vodom. Nakon sto se epruveta napunila plinom, zatvorimo je palcem pod vodom (51. 56 a) i primaknemo otvor epruvete pia menu.

~ "aklena plota

vodonik ! \ --..= Paljenjem ta smjesa je eksplodirala zbog vrlo brze reakcije izmedu vodonika i zraka (kisika).

Nastavimo sa proizvodnjom vodonika dok ne napunima jos dvije epruvete. Ostavimo abje epruvete otvorene oka 10 sekundi, ali taka da je jednoj epruveti otvor okrenut dolje, a drugoj gore i prinesimo ih plamenu. Sta se vidi?

Zasto se kiseonik duze zaddava u epruveti ciji je ctvor okrenut dolje, nego u epruveti (iji je otvor okrenut gore?

Iz navedenih primjera mozemo zakljucitl:

,iJ-, , , , , 161

I ~I voda H -lj

51. 56.a. Osobine vodonika

Vodonik je pi in bez boje i mirisa, vodonik se slabo otapa u vodi, laksi je od zraka i to 1-1,5 puta, pri dodiru vodonika i zraka nastaje prasak. Smjesa vodonika j zraka zove se praskavac. Eksplozija praskavca moze biti veoma opasna! (Oprez pri radu).

Epruvetu u kojoj razvijate vodonik zatvorite cepom kroz koji je provucena staklena ejevcica. Kada vodonik iz epruvete potpuno istjera zrak, prib!iiimo otvor cjevCiee pia menu. Vodonik ce se zapaliti. U pocetku cemo vidjeti blijed plamen, koji ce poslije postati zut. lznad zapaljenog vodonika postavimo suhu stak!enu casu. Stvorit ce se male kapljiee vode. (51. 56.b)

Sta nastaje gorenjem vodonika u zraku?

Gorenjem vodonika u zraku nastaje voda.

Sa kOjim se sastojkom zraka spaja vodon'lk pri stvaranju vode? Vodonik se spaja sa kiseonikom. Ta reakcija se moze prikazati ovako:

VODONIK + KISEDNIK - VODA + TO

2H2 + 02 ---... 2Hp

Vodonik moze da gori, ali ne podrzava gorenje.

5156.b. Gorenje vodonika

100

Hemija 7

Upotreba vodonika

Zbog toga sto je laksi od vazduha vodonik se upotrebljava za punjenje balona, ali Je kasnije zbog zapaljivosti vodonika, prednost data heliju. Pri gorenju razvija veliku koliCinu toplote j visoke temperature pa se upotrebljava u industriji kao vazno gorivo. (51.57.)

U hemijskoj industriji, koristi seza dobivanjevjestackog benzina, vjestackih dubriva. Uvodenjem vodonika u biljna ulja dobiva se cvrsta biljna mast.

Doblvena mast se koristi za proizvodnju sapuna.

Vodonik se zajedno sa kiseonikom upotrebljava za autogeno zavarivanje i rezanje metala. U tu svrhu sluz! Danijelov plamenik (51. 58.). On se sastoji iz dvije metalne eijevi. Kroz uzu cijev prolazi . kiseonik a kroz siru vodonik. Vodonik sagorijeva u kisiku na kraju ............ cijevi. Pri tome se razvija temperatura od 2700°(,

51.57 Upotreba vodonika

Sf. 58 Danijelov pfamenik

• Vodonik je najrasprostranjeniji element u kosmosu. • Loksi je ad zrako! 1-1,5 puta. • Plin je bez bOje, okusa i mfrisa. • Smjeso vadanika i zraka je eksplozivno • Vodonik moze do gorf, ali ne podrzava gorenje. • Upotrebijava se za: punjenje bolona, (1 hemijskoj industriji za dobijanje

mosti, proizvodnju sopuna, za autogeno zavarivanje metala.

Pitanja i zadad' 7. Odrediti p%iaj i valencijv vodonika u AS.£. 2. Kako Sf dobiva vodonik? 3. Novedi osabine vadanika? 4. Sta je praskavac? 5. 5ta nnstaje gorenjem vodonika? 6. Navedite upotrebu vodonika?

101

Hemija 7

6.3. KISEONIK (kisik, oksigenl

Atom kiseonika ima u jezgru 8 protona i najcesce 8 neutrona, a oko jezgra se krece 8 elektorna.

Elektroni su rasporeaeni u dvije Ijuske, u prvoj Ijusd ima uvijek 2 elektrona, a u drugoj 6 elektrona.

Molekul kiseonika se sastoji iz 2 atoma medusobno povezana dvjema valentnim vezama.

empirijska

formula

0,

strukturna

formula

:tho:

Kiseonik u prirodi

Kiseonik je najrasprostranjeniji element Zemljine kore i po tezini i po broju atoma. Kiseonika u prirodi ima slobodnog u zraku. On zauzima 1/5 ukupne zapremine vazduha. U manjim koliCinama nalazi serastvoren u vodi. Kiseonik se u mnogim jedinjenjima nalazi spojen sa drugim elementima. Od njegovih jedinjenja koja se na!aze u prirodi narocito su vazni razni minerali i voda. Od ukupne kolicine elemenata od kojih su izgradene tvari kOje saClnjavaju nasu planetu, na kiseonik otpada 50%, a jedan je od osnovnih sastojaka tvari kOje izgraduju biljni i Zivotinjski svijet.

102

Hemija 7

Dobijanje kiseonika

Kiseonik se dobija na dva nacina ito:

a) elektrolizom vode (postupak objasnjen u lekdji Hemijska analiza)

b) iz kalijpermanganata (KMnO)

Pripremite aparaturu kao na (51. 59.). 5tavite u epruvetu kasiCicu kalijpermanganata i zagrijavajte go. Sta primjecujete? Cuje se pucketanje. U epruvetu unesite drvce koje tinja.

Orvce naglo plane. To je dokaz d~ se pri zagrijavanju kalijpermanganata oslobada kiseonik (oksigen).

kalijev pennanganat

Da bi doslo do ove hemijske reakcije potrebno je jedinjenje KMn04 (kalijpermanganat) zagrijavatL Tim zagrijavanjem razvija

~ se kiseonik.

Sf. 59. Dobijonje kiseonika iz kalijpermangonota

Osobwe kiseonika ,%!o

Osobine kiseonika:

Pri dobijanju, posmatrajte i pomirisite kiseonik.

Pri dobivanju smatrajte i pomirisite kiseonik. Sta zapazate? Kiseonik je pHn bez boje, okusa i mirisa. NapunlJ dvije epruvete kiseonikom. Jednu epruvetu ostaviti otvorenu okrenutu prema dolje, a drugu otvorenu prema gore. Sacekati oko 15 sekundL Nakon toga, U obje epruvete unesi

drvce koje tinja. Sta primjecujes?

Drvce plane u epruveti eiji je otvor bio okrenut gore. To znaCi da je kiseonik tezi od zraka pa se zadriao u epruveti, on je plin koji ne gorl ali podrzava gorenje. Klseonlk na sobnoj temperaturi nije reaktivan, ali na povisenoj temperaturi reaguje sa gotovo svim elementima, te gradi mnoge

organske i neorganske spojeve.

Na temperaturi od -183"'( kiseonik prelazi u teeno stanje - postaje tekuCina plave boje.

103

Hemija 7

Upotreba kiseonika

Kiseonik je neophodan za disanje. Pri disanju trosimo keseonik iz vazduha iii kiseonik iz aparata za disanje. Ove aparate najcesee koriste ronioei, vatrogasei, alpinisti, avijatiCari kao i u medicini.

Kiseonik se upotrebljava kao gorivo jer potpomaze gorenje drugih tvari. Takoaer se upotreb!java za autogeno rezanje i zavarivanje metala.

Kiseonik se mnogo koristi za oksidaciju goriva u raketnim motorima.

Na (51. 61.) prikazan je znacaj i upotreba klseonika.

Upotreba kiseonika je velika i raznovrsna pa se proizvodi u velikim kolicinama.

51. 6 i. Upotreba kiseoniko

• Kiseonika fma s/obodno9, olife veCim dije/om U svojim jedinjenjima mineraJima i vodi. • Kiseonik se dobiva: ~

0) eJektroJizom vade i b) iz kalijpermanganata

• Kiseonikje plin bez boje, okusa i mirisa. Ne gori, ali podriava gorenje, teifje od zm/ca, No obienoj temperaturi ne reaguje ali no poviSenoj temperaturi se spaja so meta lima i nemetafima. • Neophodan je za disanje, aparate ZQ disanje koriste alpinisti, avijaticari, ronioci, vatrogasci i u medicini. latim za autogeno rezonjc i zovorivanje meta to, zo raketno gorivo itd.

Pitanja i zadoci: I. Objasni poloiaj kiseoniko u P.S,E.? 2. Kako se dabiva kiseonik? 3. Navedi osobine kiseonika? 4. Gdje se upotrebljava kiseonik?

104

Hemija 7

6.4. AZOT (NITROGEN, DU5IK)

Azot u prirodi

Ima ga slobodnog u zraku, a (ini 4/5 zapremine zraka. Azota ima otop!jenog

u povrsinskim vodama. Nalaz! se vrlo cesto sjedinjen sa drugim elementima u raznim jedinjenjima. Najvazniji prirodni spojevi nalaze se u zemlji i u svim organizmima. Poznati nitrat je cileanska salitfa (natrijev nitrat). NaN0

3, u bjelancevinama koje

se nalaze u dlaci, vuni, kozi, krvi, mozgu, jajima, mesu itd.

Azot sta!no putuje iz vazduha u zemlju, iz zemlje u biljke i zivotinje, a raspadanjem biljaka i zivotinja ponovo u vazduh - kruzenje azota (51. 62.).

Sf. 62. Kruienje ozota

Osobine azota

Azotje plin bez boje, okfsa i mirisa, ne gori i ne podrzava gorenje. U cistom azotu nema zivota. Nije otrovan. Azot nije zapaljiv. Azot je element bez kojeg zivot nije mogue. Na obicnoj temperaturi ne spaja se ni sa jednim e!ementom, jer su atomi azota u molekulu medusobno povezani trostrukom kovalentnom vezom, N:= N.

Kad se azot zagrije do vrlo visoke temperature njegovi mo!ekuli cijepaju se na s!obodne atome. Ti slobodni atomi mogu se spajati sa atomima drugih elemenata. Kada seazotspaja sa vodonikom, on je trovalentan, a kada se spaja sa kiseonikom maze biti: jedno, dvo, tro, (etvoro i petorovalentan.

Upotreba azota i amonijaka

Upotrebljava se za proizvodnju amonijaka (vazno jedinjenje azota).

Takoder se upotrebljava za proizvodnju azotnih dubriva, azotne kiseline i drugih jedinjenja.

Upotrebljava se za proizvodnju sode za pranje, sluz! za posti­zanje niskih temperatura pri proizvodnji !eda u hladnjacama i kucnim hladnjacima.

Manje koliCine upotrebljavaju se za punjenje sijalica i termom­etara (51. 63.).

Napomena: upotreba azota podrazumijeva i upotrebu amonijaka.

51.63. Upotreba Qzota i amonijaka

105

Hemija 7

Jedinjenja azota

Znamo da je vazduh (zrak) smjesa azota i kisika. Pod obicnim us!ovima, azot j kisik u zraku se ne spajaju. Ali kada u zraku sijevaju munje, azot i kisik reaguju prema jednaCini:

N2+0

2 .. II: 2NO

Nastali azotmonoksid NO reaguje sa kiseonikom iz zraka prema jednaCini:

2NO +02 II: 2N02

Dobiveni azot-dioksid (N02l je smect gas koji sa vodom reaguje i daje kiseline prema ;lemijskoj jednaCini:

Azotna kiselina

azotasta

kise!ina

azotna

kise!ina

U epruvetu staviti kasicicu NaNG} i preliti koncentratom H2S0

4, Zagrijavati pazljivo! Posmatrajte!

Prikazi reakciju.

Izdvajaju se pare azotne kiseline koje se kondenzuju u drugoj epruveti uronjeno} u hladnu vodu. Azotna kiselina, HNOj , je bezbojna tecnost, veoma je jaka i reaguje sa mnogim tvarima, a razblazena iii koncentrovana reaguje sa veCinom metala pa gradi svoje soli.

U epruvetu stavi komadic bakrene zice, preli koncentrovanom azotnom kiselinom. Posmatrajte!

Bakar se rastvara, razviju se smeae pare azotdioksida N02, a u epruveti zaostaje plavi rastvor

bakarnitrata Cu(N03l

2•

Hemijski proces tete:

Cu + 2HNO} II: CuO +HP + 2NO]

Oksidni bakar reaguje sa viskom azotne kiseline prema jednaCini:

CuO + 2HNO} ----+- (u(N03

)2 + H20

Azotna kiselina je jako oksidaciono sredstvo, ima siroku upatrebu. Sluzi za proizvodnju eksploziva, vjestackih Gubriva, sintetskih vIa kana, baJa i lakava itd.

106

Hemija 7

AMONIJAK NH3

Vazna jedinjenje azota sa vodonikom je NH} - amonijak.

Pomijesajmo kasiCicu amonijhlorida NH4C1 i kaSiCicu

ka!cijhidraksida (a(OH}2' Tu smjesu stavite u epruvetu, zagrijavajte, pa prinesite lieu. Sta osjecate?

Odmah se asjeti ostar miris. To je amonijak, Amonijak nastaje raspadanjem tvari biljnog i zivotinjskog porijekla kaje sadrze azat, npr: raspadanjem stajskog dubriva i MOKRA(E.

Dobijanje amonijaka: Sf. 64 Dobijanje amonijaka

Amonijak se industrijski proizvodi sintezam azota sa vodonikom uz katalizator zeljezni prah sa dadatkom aluminijaksida.

To predstavljama sljedecom hemijskamjednaCinbm:

N] + 3H] ---110-~NH3

Osobine amonijaka~

Amonijakje gas bez baje. Ostrag je mirisa, tjera suze na ad. Otravan je, odlicno se rastvara u vodi

graded amonijumhidrokSid NH40H.

Hemijski proces:

laksi je od zraka.

Upotreba amonijaka

U trgovinama amonijak se prodaje rastvoren u vodi. Upotrebljava se za proizvadnju:

• vjestackog dubriva,

• azotne kiseline i drugih azotnih jedinjenja.

Karisti se za proizvodnju sode za pranje.

Amanijak se koristi kao radikalno sredstvo u uredajima za hlactenje velikih hladnjaca jer amonijak za isparavanje trosi mnogo taplate koju oduzima IZ akaline.

Takoder sluzi za Ciscenje masnih mrlja na tkaninama.

107

Hemija 7

• U prirodi azat Sf nalazi slobodan i (l jedinjenjima. • Nojvainijipriradni spojevi oZota su bjelancevine i nitrati. • Azot je plin bez bOje, okusa i mirisa, ne gorl i nr podrzova gorenje. • U Cistom QZotu nemaiivota.alinije O1rovan. • Pod obicnim uslov!ma ne stupo u hemijske reakcije, jerje hemijski neaktivan element. Azot u prirodf sta/no kruH

Najvoinijo jedinjenja ozota su: aJ azotmonoksid NO, b) azotdioksid NO" cj ozatna kiselino HNO, i d) amon/jak NHI

• Amonijak se dobiva sintezom ozota i vodonika To pokoZLijema hemijskam jednoCinam: N2 + 3H; ----f<. 2NH3

U jedinjenju sa kiseonikom azot moze bit; ;, 2, 3,4, 5 ~ valentan. a u spoju sa vodonikom je trovalentan.

Pitanja j zadaci; 1. U KOjU grupu elemenata spada alot? 2. Da Ii ima ozota U slobodnom stanju? 3. Koj! 5U najvainiji prirodni spojev! ozota? 4. Koj! su vain! vjestacki spajevi azota? 5. Objasnite kruienje ozota u prirodi. 6. Navedite upatrebu ozota j amanijako.

Uradite sa nastavnikom

Tikvicu napunjenu amonijakom zatvorimo cepom kroz koj] je provucena staklena cijev. Uron·lmo staklenu cijev u vodu kaja se nalazi u casi.

Sta primjeiujemo? (51. 65.).

5/.65. Rastvaranje amonijaka u vodi (vodoskok)

108

Hemija 7

6.5. VODA

5va ziva bica, !judi, iivotinje, bi!jke trebaju vodu. Ona je vaian sastojak svih iivih organizama, pa '> je udio vode u ljudskom j zivotinjskom organizmu oko 60 %, a u biljkama zavisno od vrste i do ~ 75%. Uz disanje i primanje hrane, uzimanje vode osnovna je potreba svakog zivog organizma.

Voda U organizmu sluzi za prenosenje svih hranjivih sastojaka i otklanja otpadne tvari iz . organizma. Nas organizam svakodnevno treba oko 2 L vode, a unosimo je preko hrane iii piCa.

Voda je najrasprostranjenija tvar u prirodi. Od ukupne koliCine vode kOja padavinama dospije na Zemlju oko tredna vrlo brzo isparl u atmosferu, treCinu upije zemlja, a trecina se potocima vraca u jezera, mora i okeane. Pavrsinske vode isparavaju, a vadena para- ad!azi u atmosferu i tako se kruzni tok vade nastavlja (51.66.).

U priradi se javlja u sva trl agregatna stanja, u obliku leda, tekuCine i vodene pare.

VRSTE PRIRODNIH VODA

5/.66. Kruienje vade u prirodi

Ispitivanjem mineralne i vodovodne vade dokazana je da u tim prirodnim vodama ima otopljenih cvrstih tvari i plinova. Druge prirodne vode sadrze vecu iii manju kolieinu otopljenih tvari. Najmanje otopljenih tvari lma kiSnica u kojaj su uglavnom otopljeni razlieiti plinovi iz atmosfere. Voda u morima, jezerima i rijekama sadrii, osim otopljenih plinova, vece koliCine atopljenih (vrstih tvar!.

Vada kOja sadri] vece kolieine otopljenih tvari zave se TVRDA voda, a ana s malo atapljenih tvari zove se MEHKA voda.

Neke priradne vade lmaju i takve otopljene tvari kOje im daju poseban akus, a mnoge od njlh imaju i Ijekovita svojstva. Takve vade zovu se UEKOVITE VODE.

OSOBINE VODE

Clsta voda je tekudna bez mirisa i okusa. U tank·lm slojevima je bezbojna, a II debljlm slojevlma je plave baje. Mrzne na temperaturi od 0 0(, pa je na temperaturi ispod 0 O( U eVfstam stanju (snijeg,

led). Voda kljuca na 100°C. Isparava i na temperaturi is pod tacke kljucanja. To isparavanje zove se vjetrenje iii hlapljenje. Isparavanje je naroeito na vJetru i sun cu. Kada se voda grije iznad 4 °C iii kada se hladi ispad te temperature, ana se siri. Ta asobina vade je veoma vaina za zivot biljaka i iivatinja u vadi. Da niJe taka voda bi se u rljekama i marima zamrzla da dna, pa u takvim us!ovima iivotinje i biljke ne bi mogle zivjeti. Pri hladenju vade na povrsini vode stvara se led, zato sta je laksi od vode j pliva na vadl (anamalija vade).

Hemija 7

Voda kao rastvarac (otapalo)

a) Na povrsinu vade 5tavimo filter - papir, pa na njega stavimo nekollko kristalica kalijpermanganata. Sta 5e desava? Kristali kalijpermanganata se razilaze po vodi, pa se voda oboji Ijubicastom bojom, tzv. kalijpermanganat se rastvara u vodi.

b) Stavimo kasiCicu kuhinjske soli iii secera u vodu. So i secer ce se otopiti u vodi.

c) Usitnimo komadiCe krede i pomijesajmo sa vodom. Kreda se ne rastvara u vodi.

d) Ubacimo u vadu kristalice madre galice. Oni ce se rastvoriti u vodi. Voda ce dobiti plavu boju.

+. Pojava ravnomjernog rasporeaivanja tvari u tecilosti do nevidfjivih cestico zove se OTAPANJE iii RA5TVARANJE.

U svakaj otapini razlikujemo rastvarac (voda) i otopljenu tvar.

Nastajanje atopine slikovito je prikazano na (51. 67).

Otopine u kojima je voda otapalo zovu se vodene otopine.

Vrste otopina ; aT'OPUENA TVAR + DTAPALO '" DTOPINA 1_ .. ____ .. __ ,,--_j

Otopine mogu biti: zasicene, nezasicene i preza5icene. S/. 67. Prikoz dabijonja i sostova otopine

a) ZasiCena otopina nastaje pod odredenim uslovima ito:

Izvagajmo na satnom staklu 40 9 modre galice. Uspimo modru galicu u casu napunjenu sa 100 ml vade Cija je temperatura 20°C. Mijesajmo staklenim stapicem dok se sva modra galica ne otopi. Ako dodamo jos kristalica modre galice, ani se nece otopiti. Otopina u kojoj se neka tvar ne maze viSe otopiti, zove 5e zasicena otopina. Postojanje taloga je dokaz da je otopina zasiCena.

b) PrezasiCena otopina

Izvagajmo 200 g madre galice, pa uspimo u 100 mL vade. !zmijesati tecnost i zagrljavati da prokljuca. Sta primjecujes? 5vih 200 g madre galice se otopila u vodi. Aka u tu atopinu dodamo jos galice, ana se nece otopiti, jer je otopina zasicena (51. 68.).

Topljivost madre galice u vadi povecava se pora5tam temperature.

51.68. Topljivost madre galice no 20~C i 100ce.

110

Hemija 7

Zagadivanje vode i njeno preciscavanje

ZagadivaCi prirodne vode su zagadena voda i mulj iz kanalizacije, otpadne vade iz indu5trijskih postrojenja, nafta, vjestacka dubriva, deterdzenti i ogromna kolibna otpadaka i smeca iz domaCin5tva i industrije.

Preciscavanje vode

Voda se u prirodi preciScava cijeaenjem krozzemljiste (51. 69.), ali se na taj naCin ne mogu potpuno odstraniti sve za covjeka skodljive tvari i klice kOje su uzrocnid bolesti.

Prebscavanje vade vrsi se na tri naCina ito:

- fizicki (talozenjem)

- hemijski (dodavanjem odredenih hemikalija) \

- bioloski (djelovanje bakterija na sastojke koji zagaauju vodu)

Ove postupke cete sire upoznati daljim izucavanjem hemije.

UPOZORENJE:

Cuvanje Cistace prirodnih voda i sredine u kojoj iivima i radima treba da nam pastane stalno briga. Nose rijeke, jezera i more predstavljaju nose veliko bogatstvo: stogo ih trebamo sacuvati i zastititi od zaga01vanjo kako bismo sa(uva/i i vlastito zdravlje.

• - lista voda

51.69. PreCiscavanje zagadene vade

pomacu filtera ad prirodnog

moterija/o

• Vainost vode u iivotu covjeko. Bez vade ne bi se magao zamisliti livot. • Vada u prirodi: okeani, mora, rijeke, potod i jezera • Vada moze biti: TVRDA, MEHKA I UEKOVITA ·Osobine vade: bez boje, okuso j mirisQ, mrzne no 0 ~c, kljuco no 100 be, ima najvecu gustocu prj + 4 0c. • Vada sluti kaa (Qstvarac. • Dtopina moze biti zasicena i nezasiCena. • ZagaaivaCi vade su: voda iz kanalizocije, otopine vade iz industrijskih postrojenja, nafta, vjestacka Qubriva, deterdzenti, otpad i smece iz damaCinstva. • ProCfscavQllje vade: priradni tilteri (s/ojevi zem/je), zatim postupci: fizickf, hemijski i bio/aski.

111

Hemija 7

A

Pitanja i zadaci: J. Objasni kruzenje vode u prirodi. 2. U (emu je znoeaj vode zo iivat orgonizma? 3. Novedi tiz/eke osobine vade. 4. Staje otaponje iii rastvaranje? 5. Kakve otopine m09u biti? 6. Kako maierna preCistiti vodu?

6.6. ZRAK (VAZDUH)

Zrakje slozena smjesa plinova koja omogucuje zivot na Zemlji. Zracni omotac koji obavlja nasu planetu nazivamo atmosferom, a sastoji se od cetiri sloja: troposfera, stratosfera, mezosfera i termosfera.

Zrak je vrlo vazna tvar za sve obi ike zivota na nasoj planeti. U njemu se krecemo, u njemu Zivimo i njega udisemo. Bez hrane mozemo opstati desetak, pa i viSe dana, bez vode sarno dan~dva, a bez zraka samo nekoliko minuta.

Gdje nalazimo zrak?

SljedeCi ogledi ce nam to pokazati:

1. Napuni casu vode i ostav'l da sto)i izvjesno vrijeme na top!om mjestu. Na zidovima case po)avit ce se mjehurici u kOjima se nalazi zrak.

2. U casu vode ubaci grumen zemlje. Sta primjecujes! MjehuriCi zraka izlaze iz zemlje.

Navedeni ogledi pokazuju da zraka ima u vodi, u zemlji 'I svugdje oko nas.

112

Hemija 7

+- Hemijski sastav zraka dokazujemo pomocu sljedeceg ogledo:

No dna stoklene kade nakapajmo nekofilw kapi rastopljene svijeee i na to ucvrstimo svijeCu. Do pofovine kade uspimo vade. Nataknimo staklenozvono lznad svijeee. Upolimo svijecu j pustfmo da gorf. Svijeco pod zvonom ce gorjeti sve dotle dok pod zvonom fmo kisfko. Posmatrajmof Kada se svijeca ugasifo primijetit cemo do Sf nivo vade podigao. Sta to znoCi? To InoCi da Sf voda podigfa za onoliko, koliko je bila zapremina zrako pod staklenim zvanom. Taj dio zraka koji se trosi pri gorenju zove se kiseonik (51.70).

!zvadimo cep iz zvona i odmah unesimo u zvono zapa!jeno drvce. Sta primjecujete? Drvce prestane gorjeti.

Sta zakljucujemo? Gas (dio zraka) koji je ostao pod zvonom posJije gorenja svijece ne podriava gorenje. Taj gas je azot. Azot zauzima, oko 4/5 od ukupne zapremine zraka. Da Ii u zraku ima i drlfJih sastojaka? Odgovor cemo doblti lzvoaenfem ogleda.

Prvo napravi krecnu vodu. U casu stavi kasidcu kreca, pa ulfj vode do vrha case i mijesaj nekoliko mlnuta. Taka dobijemo krecno mlijeko. Krecno 5/.70HemljskisQstvazrako mlijeko profiltrirajmo. Filtrat ce biti bistra tekucina. To je krecna voda. Krecnom vodom napunl dvije case. U jednu casu sa krecnom vodom kroz staklenu cijev upuhujte zrak koji izdisete (51. 71.).

Sta PrillluJ~~e? Bistra krecna voda se zamuti. To je dokaz da izdisemo ugljendi ,?"ld" Primjecuje se po tome sto se krecna voda zamuti te

postaje bill"" ~.'f: ..•... D. rugu casu sa krecnom vodom ostavimo duze vrijeme da stoji na-';,', u. Krecna voda ce se zamutitLTo je dokaz da u zraku [ma ugljendioks'ffii.

Svi sastojci zraka imaju veliku vaznost u ±ivotu Ijudi, biljaka i zivotinja.

ugljendioksid

Pojedini sastojci zraka neprestano se izmjenjuju izmedu atmosfere j Zemljine povrsine. Tada se kiseonik, azot i ugljendioksid trose j oslobadaju razliCitim procesima koji se desavaju u prirodL

Velike kolicine kiseonika zivi organizmi trose disanJem, a pri tom oslobadaju ugljenikov dioksid. Biljke prj fotosintezi ugljedioksid trose disanjem, a pri tom oslobadaju kisik. Proces je prlkazan na (51. 72.).

113

Hemija 7

Cist i suh zrak je smjesa plinova u kojoj po zapremini ima:

azota 78,08 %

kisika

plemenitih plinova

ugljendioksida

20,9%

0,94%

0,03 %

100 %

Sf. 71. Shematski prikaz kruienja kisika i ugljendioksida u iivim procesima

Osobine zraka (vazduha):

Cist zrak je bezbojan i proziran plin, nema mirisa i djelimicno je topljiv u vodL Jedan litar zraka naOO( j pod pritiskom od 101325 ima masu od 1,293 g. Voda bolje otapa kisik nego azoL Veca topljivast kisika u vodi nego azota ad presudne je vaznosti za zivot zivotinja i biljaka u vodi.

• Zraeni omotae nose planete zove se Zemljina atmosfera. • Omotae se sastoji iz [efiri sfoja ito: troposfera, stratosfera, mezosfera i termosfera. • Osobine zraka su: Cist zrak je bezbojan j proziran plin, nema mirisQ, djefimiCno je topljiv uvodi.

• Gfavni sastojak zraka SU kisik, azol i ugljendioksid. • Zrak je smjesa raznih plinova. • Bez zraka ne bi biloiivota no Zemiji.

Pitanja:

1. Kako se zove zracni omotac? 2. /z kojih dije/ova slojeva se sastoji omotaC? 3. Ko)i su osnovni sastojci zraka i u kojim s€ zapreminama no/azi? 4. Sta je zrak? 5. Kako se dokazuju gfavni sastojci zraka: kisfk, azat i ugljendioksid? 6. Navedite osobine zraka?

114

Hemija 7

6.7. UGLJENIK (KARBON)

Polozaj u P.S.E.

Ugljenik je smjesten u drugoj periodi i 14 grupi P.5.E. Redni broj mu je 6, tj. [ma 6 protona, a oko jezgra kruzi 6 elektrona.

U prvoj Ijusci ima 2 elektrona, a u drugoj Ijusci ima 4 elektrona, pa moze da za sebe veze cetiri elektrona drugog elementa, on je cetverovalentan.

Ugljenik u ~rirodi

U prirodi ugljenika ima slobodnog i u obliku raznih jedinjenja. 51obodan ugljenik u prirodi se nalazi u dva oblika ito: kao dijamant i kao grafit.

Dijamant i grafit razliCiti su oblld elementarnog ugljenika (51.73.), a

nazivaju se a!otropskim modifikacijama ugljenika.

Sf. 73. Prozirni dijamant i erni grafit

Alotropske modifikacije definisemo kao razlicite jednostavne Ciste tvari izgraaene od atoma istog elementa.

Dijamant je jedna od najtvrdih poznatih tvari. Krista!i dijamanta lome svjetlost, skup je i cijenjen kao dragi kamen. Nekada moze biti iut, erven iii ze!en dijamant a bOje dolaze od primjesa. Otporan je na hemikalije, izgara na temperaturi od 850 ~C pri cemu nastaje ugljendioksid CO

2,

Grafitje erne boje, nije proziran. 510jeviteje grade, mekan je, provodi toplotu i elektricitet. Najcesce se koristi u proizvodnji metala za elektrode kod proizvodnje baterija, industriji olovaka ltd.

Ugljenikova jedinjenja ima vrlo mnogo. On gradi vise jedinjenja nego svi ostali elementl zajedno. Ugljikova jedinjenja su glavni sastojci svih biljnih i zivotinjskih organa, pa se ugljenikova jedinjenja zovu i organska jedinjenja. U vazduhu se vel ike koliCine uglenika nalaze u obliku ugljendioksida. U zernlji se ugljenik nalazi u kamenu krecnjaku, raznim vrstama uglja, u nafti i gasovima koji izlaze iz zemlje (51. 74).

51. 74. Kruienje ugljenika u prirodi

""",/jot \ , ,

i < , <t»Y<

hron,

ugl}i!rov diok$id

kisik

sunceva energi)a

seCer, skrob ...

115

Hemija 7

Jedinjenja ugljenika:

Ugljenik sa kiseonikom gradi dva oksida CO i CO2

, U jednom oksidu je dvovalentan, a u drugom je cetverovalentan. Napisi jednacine nastajanja tih jedinjenja i njihove nazive.

Ugljenmonoksid, CO

Kako najeesce nastaje ugljenmonoksid?

Gorenjem uglja iii drva bez dovoljnog prisustva zraka nostaje ugljenmonoksid. Ugljenmonoksjd nastaje u peCima, gdje nije dobra prazraCivanje. Hemijska jednaCino:

2C+02 ----...2CO

Ugljenmonoksid je plin bez bOje, mirisa i okusa pa se ne moze osjetiti culima sto predstavlja veliku opasnost jer je CO otrovan. Smrtnost od ovog gasa nastaje ako ga ima 1% u zraku. Smrt nastaje zbog toga sto ugljenmonoksid ude u krv pa krv izgubi sposobnost da prenosi kiseonik po tijelu. Znad trovanja CO su: glavobolja, vrtoglavica, nesvjestica i grcevi. Otrovanog treba iznijeti na Cist vazduh iii mu dati da udiSe kiseonik. Vece koliCine CO nastaju sagorjevanjem benzina u automobUskom motoru (51. 75).

Takoaer CO nastaje u plinarama, koksarama, te u u domaCinstvu.

Ugljendioksid, CO,

SI. 75. Stvaranje (Ou automobilskam motoru

CO2 nastaje u prostorijama kOje su pune ijudi, (uClonice, kafane, kina), u vazduhu oko fabrika, jer se ugljendioksid stvara disanjem Ijudi i zivotinja i gorenjem materija u kojima ima ugljenika kao sto su: drvo, ugalj, nafta, petrolej itd. Nastaje truhljenjem organskih materija, zatim alkoholnim vrenjem. Say taj ugljendioksid koji nastaje prilikom disanja, gorenja, truhljenja, vrenja odlazi u zrak.

Dobivanje ugljendioksida

Moze se dobiri na vise nacina:

a) djelovanjem SODE BIKARBONE I SIRCETNE KISELINE

b) dje!ovanjem kiseline (Hel) na krecnjak

116

,"

Oba postupka imaju istu aparaturu samo su razlicite tvari iz kojih se dobiva CO

2,

5tavimo u epruvetu nekoliko komadiCa krecnjaka i preiijmo ga hlorovodoniCnom klselinom (HCI). Odmah cemo primijetiti mjehurice gasa koji u velikom broju izlaze IZ kamena. Da Ii je to ugljendioksid mozemo procijeniti uvodeci ga u krecnu vodu. Voda ce se zamutiti. (51. 76.).

Osobine ugljen"dioksida, CO,

Hemija 7

Pri sobnoj temperaturi je plin bez boje, okusa i"mirisa.lma vecu gustocu od zraka, ne gori, niti podriava gorenje. U veCim kolicinama nije otrovan, ali sprecava disanje i izaziva gusenje. Posta mu je gustoca veca od gustoce SI. 76. Dabivan}e ugljendioksido

zraka, skuplja se u donjim dijelovima posude iii prostorija, npr. u vinskim podrumima za vrijeme vrenja mosta.

Hemijski proces za nastajanje ugljendioksida:

C +0 2 -----i'>-- CO2

Upotreba CO2

U trgovinu dolazi u celicnim bocama pod visokim pritiskom u obliku tecnosti. Sluzi u hemijskoj industriji za dobivanje sode i sode b·lkarbone. Zatim za pravljenje pjenusavih pica i kao sredstvo za gasenje pozara.

UGLJICNA (karbonatna) KISELINA

U toku uvodenja ugljendioksida u vodu zapazili smo da se ugljendioksid u vodi otapa i da je u toj vodenoj otopini plavi lakmus-papir pocrvenio. To je dokaz da ugljendioksid reaguje s vodom i pri tome nastaje nova tvar koja mijenja boju plavog lakmus-papira.

Reakcijom ugljendioksida i vode nastaje ugljicna (karbonatna) kiselina.

Sastav te kiseline pokazujemo formulom H2CO}, a njeno nastajanje jednacinom:

CO2 + Hp --.~ H

2C0

3

Ova kiseJina ne moze se dobiti u Cistom stanju, jer je nestabilna pa se ponovo raspada na vodu j

CO2

,

H2C0

3 ----f.>- CO2 + Hp

Sve prirodne vode sadrze otopljeni ugljendioksid, a u nekim mineralnim vodama ima ga i u vebrn kolicinama, pa one dje!uju osvjezavajuce i imaju kiseo okus.

117

Hemija 7

• Ug/jenika u prirod! ima sfobodnog: dijamanl i grant, i u obfiku jedinjenja kojih frna vrlomnogo. • Jedinjenja ugljenfka su:

0) ugljenmonoksid b) ugljendioksid c) ugljicna kiselina

• Ugljenmonoksid je pUn bez boje, mirisQ i okusa i otrovan jer se ne osjeca culima. • Ugljendioksid se dobiva:

oj djeiovanjem kiseline no krecnjak i b) djelovanjem sode bikorbone i sircetne kiseline.

• Osobine ugljendioksida: bez boje je, okusa i mirisQ, tei! je ad zraka, ne gorf nit! podriava gorenje. Hemijski procesi nastajanja CO i CO, su:

2C+02-----+-2CO C+02 ~ CO)

Pitanja: 7. Gdje nalazimo ugljenik u prirodi? 2. Navedite jedinjenja ugljenika. 3. Koje su osobineCOi CO,? 4. Prikaiite hemijski proces nastajanja jedinjenja ugljenika. 5. Kako nastaje ugljicna (karbonatna) kiselina (hemijski proces)?

6.8. SUMPOR (SULPHUR)

Po)ozaj u P.S.E.

Sumpor je hemijski element kojeg karakterizlra atomski broj 16.

NaJazi se u trecoj periodi i 16 grupi P.S.[

Pronadite taj element u tablicama Periodnog sistema elemenata.

Valencija sumpora moze da bude 2, 4, 6.

Kristali sumpora graaeni su od molekula koji se sastoje od osam mec1usobno povezanih atoma u obliku prstena.

Postoje dva kristalna obHka sumpora ito: rompski sumpor i monoklinski sumpor.

118

Hemija 7

Sumpor u prirodi

U prirodi ga irna u elementarnom stanju (vulkanske erupcije), i u mnogim jedinjenjima od kojih je najznacajniji pirit (FeS

2). Vaian je sastojak zivih organizama, osnovni sastojakje u bjelancevinama

i [rna ga takoc1er i u fosilnim gorivima; ugljenu, nafti i zemnom plinu.

Poznatje od najstarijih vremena. Egipcani su ga koristili za bijeljenje tkanina, a u srednjem vijeku koristio se u medicini i za jzradu baruta.

Osobine sumpora: pri sobn,] temperaturi je cvrsta tvar, .lute boje. Ne otapa se u vodi, ali se otapa u ugljendisulfidu. I

Jedinjenja sumpora: sumpordioksid, SO,

U staklenu menzuru stavimo navlazeni obojeni cvljet, a na keramicku ploCicu zapaljenu svijecu i porculansku zdjelicu 5 komadicem sumporne trake. Sumpor zapalimo pomocu zapaljene dasCice i sve pokrijemo staklenim zvonom. Nakon sto se svijeca ugasila i cvijet obezbojio, ispod staklenog zvona stavimo malo amonijeve baze u zdjeHcu kako bi s tom bazom odreagirao nastali sumpor­dioksid (51. 77.).

Gorenjem sumpora nastaje sumpordioksid, S02:

5+02---+ 502

Sumpordioksid je bezbojan plin, tezl od zraka, neugodna i ostra mirisa. Ne gori j ne podrzava gorenje. U zraku se spaja s vodenom parom i pri tome nastaje bijeli dim. Izbjeljuje boje pa se koristi za izbjeljivaoje svile, vune, slame i perja. Otrovan je pa se koristi za sterilizaciju suhog vota i sumporeoje vinskih batyl. Sumpordioksid se spaja sa vodom pa gradi sulfitnu (sumpornu) keselinu.

Hemijski proces mozemo prikazati ovako:

502 + Hp -+- H2S0

3

51. 77. Bijeljenje i gasenje plamena sumpordioksida

119

Hemija 7

5umportrioksid SO,

Dobiva se oksidacijom sumpordioksida:

2502 + 02 -----.- 2S03

Proces oksidaclje vrsi se na povisenoj temperaturi i uz kata!izator.

5umportrioksid je pri sobnoj temperaturi bezbojna tekuCina iii cvrsta tvaT, jer joj je lediSte, 17 "'(, a tacka kljucanja 45 dc. ' 5umportrioksid se burna spaja sa vodom i daje sulfatnu (sumpornu) kiselinu uz osiobaaanje velike koliCine toplote.

Sastav te kiseline prikazujemo formulom H2S0

4, a njezino nastajanje jednacinom:

503 + Hp ----+- H2S04

Najcesce se sumportrioksid koristi za proizvodnju sumporn~ kiseline.

5umporna kiselina H,50 4

(ista sulfatna kiselina, poznata i pod nazivom sumporna kiselina, je uljasta tecnost, bez boje i mirisa. U trgovinu dolaz! kao koncentrovana sumporna kisellna. To je smjesa Ciste sulfatne kiseline i vode (100 mg te kiseline sadrii 96 iii 98 grama kiseline i 2 iii 4 grama vode).

JaCinu ove kiseline mozete ispitatl ako na kocku secera kanete nekoliko kapl keseline. Kocka ce pocrnjeti, ugljenisati se.

5umporna kiselina veoma upija vodu pa se koristi kao sredstvo za susenje gasova i nekih drugih tvari.

Sulfatna kiselina jako nagriza kozu, i pri tome izaziva opekotine. Zbog toga se sa sulfatnom kiselinom mora vrlo pazljivo rukovati.

Razblazena sumporna kiselina se spaja sa metalima i gradi sulfate od kojih su vainiji bakarsulfat, CuS04 , koji se kao kristalna so, CuS04 • 5Hp naziva modra galica i ima veliku primjenu u poljoprivredi i industriji.

120

Hemija 7

Upotreba sulfatne kiseline -------

Vazan je produkt hemijske industrije. U veCim kolicinama upotrebljava se za proizvadnju;

• vjestackih aubriva,

• baja,

• eksploziva, lijekova,

• drugih kiselina,

• za dabijanje umjetne svile,

• punjenje akumulatora td. (51. 78.).

• Sumpar se u prirodi nalazi slobodan i U obfikujedinjenja. • Krista/ni ob/lei su: rompski i monoklinski • Osobine sumpow: cvrstaje tva/', tute boje, ne otapo se u vodi, ali se otapa u ugljendisulfidu. Jedinjenja sumpora su: oj sumpordioksid SO) b} sumportrioksid SO.] c) 5umporna kiselina H2S04

Koncentrovana sumporna kiselina rozora i ugljeniSe tvari biljnog j zivotinjskog porijek/o. Prj otapanju sumporne kisefine u vodi as/abaoa se velika ko/iCina top/ate. Soli sumporne kiseline zovu se su/foti.

"ole "f'w ,ce,,',y', mOle noCi sumpor? 2. U <,'mllie€ ","v,",o '''"nnn,)

3. NavE'dije,dinjenja s.ump"ra. 4. Prikaii hemijski proces nastajanja 50),5°3 , H)SOJ. 5.lzracunajte procentni 5Gstav elemenata u jedinjenju sfa/eritu ZnS i galenitv PbS? 6. Kako dokazujemo sumpomu kiselinu? 7. Da Ii je sumporna kisefina opasno? 8, Kako mijesomo vodu i kiselinu?

121

Hemija 7

lABORATORIJSKA VJEZBA 6

kiseline, baze, soH

1. Zadatak: Osobine kiselina i baza

HemikaJije: vodene otopine HCl i NaOH

Pribor: epruvete, lakmus-papir

Uzmimo nekoliko epruveta i u njih uspimo vodene otopine HCI, NaOH. Tim epruvetama unesimo lakmus-papir ((rveni j plavi).

Zapazanja ____________________________ _

Zakljucak _________________________ _

2. Zadatak: Dobivanje soli, djelovanje metala na kiseline

Hemikallje: hloravodonicna kiselina

Pribor: satno stak/o, grijafica

U epruvetu ubacimo hlorovodonicnu kiseHnu, zatim dodajmo"granule cinka. Kiselina j cink ce odmah reagovati. Poslje reakcije ostaje tecnost koju stavimo na satno staklo, zagrijavamo je dok voda ne ispari, na staklu ce ostati bljeli prah.

Zakljucak _________________________ _

Hemi a 7

lABORATORUSKA VJEZBA 7

Ispitivanje sastava zraka

A) Dokaz sastavi~raka

Zadatak: Dokazati sastav zraka

Hemikalije: voda, svijeca

Pribor: kada, stakleno zvono

Na dno kade pricvrstiti svij'eC.u, te usuti u nju vode (7/3 kade). Zapalimo sv/jeeu j iznad svijece stavimo staklena zvano iii vecu casu. Posmatrajmo! Svijeca gori izvjesno vrijeme i ugasi se. Kada se svijeCQ ugasila, paceee se dizati nivo vade.

Vada se podfg/a onolika koUka je bila zapremina zraka pad zvonom (casom). To je dakaz kisika u zraku.

Ako ispod case (zvona) unesemo zapaljeno drvce, ana ce se ugasitf. Ovaj pfin ne podriava goren]e. To je azot, ka]i zauzima 4/5 zraka.

U sastav zraka ulazi jos CO2 i plemeniti plinovi.

A) Hemijski vodoskok

Zadatak: Prikazi nastajanje vodoskoka

HemikaHje: amonijev hlorid (NH4C1), gaseni krec (Ca(OH}2) i voda

Pribor: epruvete, stalak, pneumatska kada, cepovi

U epruvetu stavi kasiCicu niSadora (NH4CI) i Ca(OH)1 gasenog kreea) i zagrijavajmo: brzo

se razvija amon/jak koji hvatamo u suhu epruvetu, akrenutu premo dole (amonijak je

lakSi ad vazduha).

Zacepimo napunjenu epruvetu cepom kroz koji pralazi staklena cjevCica. Uranimo je u

vadu kOja se na/azi u casi.

Javlja se vodoskok - to zna6 do se amonijak dobra rastvara u vodi.

123

Sadriaj

RAZVOJ HEMIJE

Uvod .................................................................................................................................................. ..7

1. STA CEMO SAZNATI UCENJEM HEMIJE .................... . ................................................ 8

Laboratorijska Vjeiba 1 ................. , .. ., .................... , ..... , ........................... , .................................... 1 0

1.2. HEMIJSKI PRIBOR I MJERE ZASTITE PRIIZVOElENJU HEMIJSKIH OGlEDA ................. 12

Pravila u radu sa hemikalijama .......................................... " ..................................................... 15

TVARI

2.1. TVAR .. SVOJSTVA TVARI, VRSTETVARI. ................................................................................. 18

Osobine (svojstva) tvari ................. , ........................................................ ,........................... . ..... 19

Vrste tvari ..................................... " .................................................. " .......................................... " ....... 19

2.2. SMJESE .. ODVAJANJETVARI ........................................................................................................ 22

2.3. PROMJENETVARI .............................................................................................................................. 27

Fizicke i hemijske promjene tvari... . ................................................................................... 27

Fizicke promjene ................................................................................................................................ 27

Hemijske promjene tvari ................................................................................................................. 28

Pojave koje prate hemijske promjene ...................................................................................... 29

Laboratorijske vjezbe 2 i 3 ....................................................................................................... 30

ATOMI

3,1. GRAElA IVRSTE MATERIJE ~ ATOM ........................................................................................ 34

GraCia atoma .................................................................. . ............................................... 35

3.2. ELEMENT I SPOJ .............................................................................................................................. 38

Rasprostranjenost elemenata u prirodi ..................................................... : ............................. 39

3.3. HEMIJSKI SIMBOLl................. ........................... .. ..................................................... 41

3.4. HEMUSKA ANALIZA I SINTEZA .................................................... 43

Voda - elektro!iza vode .......................................... " ...................................................................... 43

Laboratorijska vjezba 4 ....................................................................................... . .. .......... .46

UVOD U HEMIJSKU SIMBOLIKU

4.1. PERIODNI SISTEM ElEMENATA .................................................................................................... 50

4.3. VAlENCIJA .................. . ............................................................................................ 52

4.4. JONSKA VEZA .................................... . ......................................................................... 56

4.5. KOVALENTNA (ATOMSKA) VEZA .. . .............................................................. 58

4.6. MOLEKULI (POJAM, VRSTE) ................................................ . .. ...... 60

Hemijske formule............................ . ........ " ................................. 60

4.7. RELATIVNE ATOMSKE I MOLEKULSKE MASE, POJAM MOlA................. .. ...... 63

Oznacavanje mase ~ma .... .

Relativna molekulska masa ....... ..

Mol ........................................ .

4.8. HEMUSKE REAKCIJE (PROMJENE)

Uslovi nastajanja hemijskih reakcija ..................... .. ..................... "." .... .

4.9. HEMIJSKE JEDNACINE

4.10. KVALITATIVNO ZNACENJE SIMBOLA I FORMULA

Znacenje hemijskih formula ............................ ..

4.11. OSNOVNI HEMIJSKI ZAKONI .. ..

a) Zakon 0 odrzanju mase ........................................ .

b) Zakon 0 stalnim odnosima masa

4.12. UVOD U HEMIJSKO IZRACUNAVANJE

Izracunavanje na osnovu formula ................................................................ ..

laboratorijska vjezba 5 ............ ..

VRSTE HEMIJSKIH SPOJEVA

5.1. OKSIDACIJA, OKSIDI

.63

............... 64

............... 65

.66

.. ....... 67

............. 69

............. .71

............... 71

....... .72

........ 72

.. .74

....... 76

.... 76

............. 79

............... 82

Oksidi. ........

5.2. KISELINE.

...................................................................... " ....... " .... 83

5.2. KISELlNE, DOBIVANJE, OSOBINE ............................ ..

5.3. BAZE .. DOBIVANJE, OSOBINE .................................... ..

5.4. SOLI .................. ..

5.5. VElA KISELlNA, BAZA I SOLI

Slicnost i razlike ovih grupa

NEMETALI

6.1. NEMETALI .......... .

Osobine i polozaj u P.s.E

6.2. VODONIK (VODIK, HIDROGEN) .....

.............. 84

.. ............. 84

............... 87

............... 90

....... 94

............... 94

.. ........ 98

........... 98

............. 99

6.3. KISEONIK (kisik, oksigen)

Kiseonik u prirodi ........

.. ...................................................................................... 102

.. ....... 102

Dobivanje kiseonika .. .. ........ 103

Osobine kiseonika ........................... . .. ........... 103

6.4. AZOT (NITROGEN, DUSIK) ...................... ,.,',',. . ....... 105

Azot u prlrodL ........... . . .... 105

Osoblne azota ................................................ ,. ......... . . ............... 105

Jedinjenja azota... ........ ............................................. ................................ . ........ 106

Azotna klsellna .... , .............................................................. , ........... , ......... , ......................... , ...... , ..... 1 06 ,

Amonijak ........................ , ....... , ..... " ..... , ............... , ............ , ... " .... , ................ ,."".,.".".,"""', ............. ,107

6.5. VODA , ........................... , ..................................... , ......................................................... 109

Vrste prirodnih voda .......................................................................................... .. .. .......... 109

Osobine vode ... ,. ......................................................................................................... . .. .... 109

Voda kao rastvarac (otapalo) .......................... " .......... .. .. .............................. , , .............. 110

Vrste otopina ........................................................ " .......... . .. ........... 110

Zagadivanje vode i njeno preCiscavanje ................. " .. .. ................ , 111

6,6, ZRAK (VAZDUH) ............. .. ..................... .. .. ................................ 112

6.7. UGUENIK (KARBON) .......................... , ....... , .... , ........................................................................... 115

Polozaj u PS,E, ............................ , ........ , ............................................................................ , .. , .......... , 115

Ugljenik u prirodi ..... ,. ... " .................................................. " ..................... ,. ........... ,. .. ",. .............. ".115

Jedinjenja ugljenika: ................... "" ......... "." ..... " ...................... " .. " .. , ..................... 116

Ugljenmonoksld, ....... , ... , ... , .............. , .................... , ... , ... , .. , ....... , ... .., ......................................... 116

Ugljendioksid " .......... " ....... " ......................................... . .. .............................................. , 116

Osobine ugljen·dioksida ............................................. " ...... " .. .

Ugljicna (karbonatna) klselina .................... " ......................... .

6,8. SUMPOR (SULPHUR) .......... ..

Jedinjenja sumpora: sumpordioksid

Sumporna kiselina ............... " ..... .

Upotreba sulfatne kiseline

Laboratorijska vjezba 6 ................................... ..

Laboratorijska vjezba 7 .............. , ............... ..

.. .......................................... , 117

. ............................................ 117

.. ........ 118

............ ,119

.. ............ ,120

.. 121

. ... 122

.. .................. 123