VY_32_INOVACE_363
Voda -‐ -‐
na Zemi zaujímá prostor, který nazýváme hydrosféra oceány, moře, voda na povrchu Země (tekoucí, stojatá, led a sníh) a voda podzemní koloběh vody v přírodě :
-‐
druhy vod :
§
destilovaná -‐ získáme destilací -‐ t. tání 0˚C, t. varu 100˚C (za normálního tlaku) -‐ ς= 1g/cm3 -‐ v laboratořích, napař. žehličkách, chladiče ..... měkká -‐ obsahuje velice málo rozpuštěných látek -‐ děšťová voda, v řekách a potocích tvrdá -‐ obohacená minerály z vrstev zemské kůry -‐ obsahuje větší množství minerálních látek minerální -‐ značné množství minerálních látek, ale i rozpuštěných plynů (CO2) slaná -‐ 97% všech vod -‐ obsahuje 3,5% rozpuštěných látek o pitná voda -‐ zdravotně nezávadná -‐ z podzemí nebo povrchové vody úpravou ve vodárnách (usazování, filtace – pískové filtry, desinfekce-‐chlor, ozón, UV-‐záření) -‐ pití, vaření, potravinářství o užitková voda -‐ podzemní nebo povrchové zdroje -‐ neobsahuje látky poškozující zdraví -‐ koupání, praní, mytí, napájení zvířat -‐ průmysl o odpadní voda -‐ vzniká činností člověka v domácnostech, průmyslu, zemědělství, laboratořích atd ..... -‐ čistí se v ČOV (usazování, chemické a biologické čístění)
-‐
§ § § §
1) podle obsahu minerálních látek : § destilovaná § měkká § trvdá § minerální § slaná 2) podle obsahu nečistot o pitná o užitková o odpadní
VY_32_INOVACE_364
Vzduch § atmosféta = plynný obal Země složení atmosféry : dusík N 78% kyslík O 21% jiné plynné látky 1% (vzácné plyny : neon, argon a oxid uhličitý= CO2) znečíštění vzduchu -‐ vzduch běžně obsahuje nečistoty jako mikroorganismy, částečky prachu, jiné nečistoty a vodní páru -‐ tyto nečistoty způsobují : 1) teplárny, tepelné elektrárny na tuhá paliva 2) průmysl 3) automobilová doprava ! nutno znečištění vzduchu minimalizovat ! významná průmyslová surovina – vzduch zkapalníme a destilací získáme : 1) KYSLÍK (modrý pruh) 2) DUSÍK (zelený pruh) 3) VZÁCNÉ PLYNY za normálních podmínek s ↑ nadmořskou výškou ↓ klesá tlak a ↓ teplota, neplatí při teplotní inverzi ✎ Teplotní inverze : (obr. 76/strana 39) N2 -‐ získáme frakční destilací vzduchu -‐ t. varu = -‐196 ˚C -‐ bezbarvý plyn bez zápachu, nereaktivní -‐ výroba čpavku NH3 -‐ ochranná atmosféra potravin O2 -‐ získáváme frakční destilací vzduchu -‐ t. varu = -‐183 ˚C -‐ bezbarvý plyn bez zápachu -‐ kyslíkové bomby : o v lékařství o hasiči, výroba oceli o pohon raket, řezání a sváření kovů -‐ i škodí : § koroze kovů § tlení dřeva, kazí potraviny O3 = ozon -‐ vrstva ozonu ve vzduchu chrání před UV zářením -‐ namodralý plyn, štiplavý zápach -‐ jedovatý -‐ ničen freony ⇒ ozonová díra -‐ vznik vlivem slunečního záření a el. výbojů
VY_32_INOVACE_365
Hoření = chemická reakce, při které vzniká teplo, světlo a jiné látky než původní (např. ze dřeva vznikne : plynné látky (CO2, H2O) a popel) plamen -‐ sloupec hořících plynů hořlaviny -‐ látky, které prudce hoří se vzdušným kyslíkem za vzniku plamene ! Bezpečné zacházení s hořlavinami ! teplota vznícení -‐ nejnižší teplota, při které hořlavá látka vzplane a hoří nejméně 5 sekund oheň -‐ kontrolované hoření požár -‐ nekontrolovaný oheň ! 150 ..... Hasiči !
Hasící prostředky HASÍCÍ PROSTŘEDEK voda písek CO2 = sněhový pěna = pěnový prášky = práškový halony = halonový
HASÍME pevné látky (dřevo, uhlí..) všechno, malé požáry el. zařízení pod napětím, kapaliny, plyny pevné látky, kapaliny (benzín, nafta) knihovny, el. zařízení pod napětím, kapaliny, plyny el. zařízení pod napětím, kapaliny, plyny
NELZE HASIT el. zařízení pod napětím, benzín lehké kovy a peníze, živé tvory (-‐150˚C) el. zařízení pod napětím jemná mechanika a elektronika jedovaté zplodiny ⇒ hasit v dostatečném prostoru ! ničí ozon !
! každé hašení plamene je založeno na ochlazení hořící látky pod teplotu vznícení nebo zamezení přístupu kyslíku !
příklad značení nebezpečných látek
VY_32_INOVACE_366
Atom aneb z čeho jsou látky složeny ? -‐ -‐
nejmenší částice látky, ke které dospějeme chemickým dělením významní vědci o DÉMOKRITOS (atom=nedělitelný o JOHN DALTON (19. st atom=nedělitelná částice) o ERNEST RUTHERFORD (1911 -‐ objevil jádro a el. obal s e−, 1920 -‐ v jádře p+) o JAMES CHADWICK (1932 objev neutronu)
Atom
Jádro (kladně nabité)
⇐elektrické síly⇒
Elektronový obal (záporně nabítý)
protony
neutrony
elektrony
p+ ⊕
no
e-‐
těžké
nejtěžší
nejlehčí
-‐ -‐ -‐ -‐
průměr atomu je 10-‐10m jádro atomu je mnohem menší než celý atom mprotonu (mneutronu) : melektronu je 2000 :1 ⇒ můžeme melektronu zanedbat ! počet e − v obalu je stejný jako počet p + v jádře ⇒ atom je elektricky neutrální !
látky jsou tvořeny z částic (např. atomů), které jsou v neustálém pohybu (BROWNŮV POHYB)-‐ DIFÚZE-‐samovolné pronikání částic jedné látky mezi částice látky druhé -‐ z velikosti a uspořádání částic v látce lze odvodit např. 1. vlastnosti látek v plynném, kapalném a pevném skupenství Pevné -‐ částice těsně u sebe -‐ udržuje svůj tvar -‐ obtížně stlačitelné ⇐jaderné síly⇒ Kapalné -‐ částice blízko u sebe -‐ volně pohyblivé -‐ má tvar nádoby -‐ obtížně stlačitelné Plynné -‐ částice volně pohyblivé -‐ má tvar nádoby -‐ dobře stlačitelné 2. úbytek objemu při míchání kapalin (částice různých látek se liší velikostí a smícháním se lépe vyplní prostor)
Model atomu např. 11Na jádro – 11 protonů 1. elektronová vrstva (2e−mají nejmenší energii) 2. elektronová vrstva (8e−) 3. elektronová vrstva v poslední el. vrstvě (nejdál od jádra) jsou velenční e-‐ elektrony (náš prvek má 1 valenční e-‐) mají největší energii, ovlivňují vlastnosti atomů
Látky
chemické látky směsi -‐ jsou tvořeny z částic -‐ vyznačují se stálým složením a různorodé stejnorodé a hodnoty jejich fyzikálních veličin heterogenní homogenní jsou stálé PRVKY SLOUČENINY ČÁSTICE ATOM IONT MOLEKULA známe 107 druhů aniont=záporný iont molekula kyslíku O2 kationt=kladný iont síry S8, vody H2O 111Rg – roentgenium Prvek -‐ látka složená z atomů, které mají stejné protonové číslo A X – symbol prvku Z – protonové číslo (počet p+ v jádře a e−v obalu) A – hmotnostní číslo (relativní Z atomová hmotnost) součet p+ a no v jádře = nukleonové číslo 2 2.99 např. ⇒ natrium = sodík (název prvku) 11
Na
⇒ prvek sodík je tvořen atomy s protonovým číslem 11 ⇒ má 11 p+ a 11 e−
Molekula částice tvořená sloučením dvou nebo více atomů 1. jednoho prvku např. molekula dusíku N2 kyslíku O2 síry S8 2. dvou nebo více prvků – chemická sloučenina – např. molekula vody H2O chlorovodíku HCl kys. sírové H2SO4 ( 7 atomů, 3 prvky)
Chemický vzorec sumární chemický vzorec -‐ -‐
složení molekul vyjádřené značkami prvků a číslicemi např.
H2SO4
:
kys. sírová
2 H2SO4
:
dvě molekuly kys. sírové
(název sloučeniny)
(chem vzorec) (chem vzorec)
(název sloučeniny)
Chemická rovnice -‐ je zápis chemické reakce vyjádřený značkami a vzorci chemických látek např. schéma : H2 + O2 → H2O upravíme na chemickou rovnici : 2 H2 + O2 → 2 H2O směr
reakce výchozí látky
vzniklé látky (produkty)
! Počet atomů na obou stranách rovnice musí být stejný ! např. H2 + Cl2 → 2 HCl chemické slučování ˇ 4 Fe + 3 O2 → 2 FeO3 2 H2O → 2 H2 + O2 chemický rozkladˇˇ ˇ= z jednodušších látek vznikají látky složitější ˇˇ= vznikají látky jednodušší
VY_32_INOVACE_367
Chemické prvky ✎ str.53/tabulka zastoupení prvků na zemi a ve vzdušném obalu
-‐ uspořádány podle periodického zákona v chemické tabulce prvků -‐ nejjednodušší prvek = VODÍK vodík -‐ jeho atomů je nejvíce na Zemi a ve vesmíru -‐ asi 15 % atomů všech prvků na Zemi -‐ vlastnosti o 14,5 x menší ς než vzduch, bezbarvý plyn o se vzduchem tvoří výbušnou směs o hořením se vzdušným kyslíkem vzniká voda 2 H2 + O2 → 2 H2O o tvoří dvouatomové molekuly H2 -‐ využití • svařování a řezání kovů (kyslíkový plamen až 3000˚ C) • výroba amoniaku (NH3) • výroba chlorovodíku (HCl) -‐ přeprava § stlačený v ocelových lahvích (červený pruh) obyčejný vodík, deuterium a tritium jsou IZOTOPY vodíku
1 p+ 0 no 1 e−
prvky dělíme např. na -‐ kovy -‐ nekovy -‐ polokovy
1 p+ 1 no
1 e−
1 p+ 2 no 1 e−
VY_32_INOVACE_368
Kovy -‐ -‐
-‐
-‐
tvoří většinu všech prvků vlastnosti o elektrická a tepelná vodivost o kovový lesk na očištěném povrchu o dobře opracovatelné (tažné, kujné) o koroze kovů – nežádoucí reakce na povrchu za působení kyslíku, oxidu uhličitého, vodní páry.... ⇒ velké hospodářské ztráty (železo→rez, měď→měděnka) o pevné látky (! Hg = rtuť je kapalná !) slitiny kovů Ø bronz -‐ Cu a Sn Ø mosaz -‐ Cu a Zn Ø oceli -‐ Fe a jiné kovy Cr, Ni Ø pájky -‐ Pb a Sn Ø dural -‐ Al a Mg a jiné kovy významné kovy v hliník ➠ Al § stříbrolesklý kov § malá ς § dobrá el. vodivost § stálý na vzduchu § využití – odlehčené konstrukce, el. vodiče § t. tání = 660° C v železo ➠Fe § stříbrolesklý kov § magnetický § podléhá korozi § využití – konstrukce, stroje, nářadí § t. tání = 1538° C v měď ➠ Cu § červenohnědý kov § ↑ς, stálá na vzduchu § vynikající tepelná a el. vodivost § využití – el. vodiče, chladiče, varné nádoby § t. tání = 1084° C v zinek ➠ Zn § šedobílý kov, snadno tavitelný § stálý na vzduchu § využití – ochrana Fe proti korozi (pozinkování), výroba baterií § t. tání = 422° C v olovo ➠ Pb § šedobílý kov, měkký, snadno tavitelný § jeho rozpustné sloučeniny = jedy § využití – v akumulátorech § t. tání = 327° C v cín ➠ Sn § stříbrolesklý kov, snadno tavitelný § stálý na vzduchu § využití – ochrana proti korozi
§
t. tání = 232° C
§ § § § §
stříbrolesklý kov stálý na vzduchu nejlepší vodič el. proudu využití – el. kontakty, šperky, fotomateriál t. tání = 961° C
§ § § § §
žlutý, lesklý kov stálý na vzduchu ↑ς a ↑el. vodivost využití – elektrotechnika, šperky, zubní lékařství t. tání = 1063° C
§ § § §
šedobílý hořlavý kov ↓ ς, málo stálý na vzduchu využití – slitiny (dural......) t. tání = 650° C
§ § § § §
kapalný, stříbrolesklý kov ↑ ς, odolná proti vnějším vlivům její rozpustné sloučeniny = jedy využití – teploměry, zubní lékařství t. tání = −39° C
v stříbro ➠ Ag
v zlato ➠ Au
v hořčík ➠ Mg
v rtuť ➠ Hg
Alkalické kovy např. Li, Na, K -‐ -‐
velice nestálé (uchovávány v petroleji bez přistupu vzduchu) využití : hnojiva, sklo, mýdlo
Dělení kovů např na : 1. lehké (Na, Mg, Al) těžké (Fe, Cu, Pb, Hg) 2. ušlechtilé (Pt, Au, Ag) neušlechtilé (Fe, Zn, Mg) 3. drahé (Pt, Au, Ag) ostatní (Al, Fe, Zn)
VY_32_INOVACE_369
Nekovy -‐ -‐ -‐ -‐
-‐
-‐ -‐ -‐
nemají kovový vzhled nevedou teplo a el. proud asi 20 prvků např. HALOGENY ✎ str.63/tabulka č. 12
o mají podobné vlastnosti o tvoří dvoutomové molekuly (F2, Cl2, Br2, I2) o zapáchají a jsou jedovaté o ochotně regují s jinými prvky a sloučeninami chlor ➠ Cl • žlutozelený zapáchající plyn • 2,5 x větší ς než ςvzduchu • poněkud rozpustný ve vodě • využití : o desinfekční činidlo (ničí bakterie a choroboplodné zárodky ve vodě) o k výrobě plastů (PVC) a chlotovodíku (HCl) • zneužití : bojová chemická látka fluor ➠ F • nažloutlý plyn • využití : výroba plastů (teflon) brom ➠ Br • hnědá kapalina • využití : výroba fotografických materiálů, barviv, léčiv jod ➠ I • fialová pevná látka • využití : výroba fotografických materiálů, barviv, léčiv ✎ dú/str. 63/cv. 1, 2, 3, 4
Další NEKOVY -‐
uhlík ➠ C •
•
•
-‐
síra ➠ S •
•
• -‐
výskyt o diamant a grafit (tuha) o obsažen v uhlí, ropě, zemním plynu, v tělech organismů využití : o diamant – šperkářství, broušení, vrtání o grafit – výroba elektrod, tužek uměle vyrobené formy uhlíku = § saze (pneumatiky, plasty) § koks (výroba železa) § aktivní uhlí (má velký povrch →užití jako filtry ochranných masek, absorbční činidlo, v lékařství)
fosfor ➠ P •
•
•
výskyt o jako volný prvek – ložiska v USA o ve sloučeninách vlastnosti o pevná žlutá látka o tvoří osmiatomové krystaly – S8 užití o výroba kyseliny sírové (H2SO4) o výroba sirouhlíku (CS2)... výskyt o pouze ve sloučeninách ! o jako prvek jej musíme vyrobit bílý fosfor o nebezpečný jed ! o samozápalný, pevná látka, velice reaktivní červený fosfor o nejedovatý, méně reaktivní o výroba zápalek
Významné polokovy §
křemík = Si • výskyt o v přírodě pouze ve sloučenincáh (SiO2, písky .... ) • užití o výroba polovodičů o v elektrotechnice
VY_32_INOVACE_370
Chemická vazba -‐ atomy v molekulách jsou spojeny chemickou vazbou – je tvořena elektronovým párem (2 elektrony) Elektronegativita • schopnost atomu prvku přitahovat k sobě elektrony chem, vazby • je v tabulkách (PSP) Typy vazeb § nepolární o = stejná elektronegativita např. Cl2 § polární o el. pár přitažen k více elektronegativnímu prvku např. HCl § iontová o rozdíl elektronegativit > 1,7 např. NaCl
IONTY Kationty § kladný náboj § má méně e− než p+ § např. K+, Ca2+, Fe3+ + − 19K má 19 p a 19 e + + − 19K má 19 p a 18 e ✎ dú/str. 66/cv. 2, 3
Anionty • • •
záporný náboj má více e− než p+ např. F−,Br−,S2− + − 16S má 16 p a 16 e 2− + − 16S má 16 p a 18 e
Periodické zákony -‐ -‐ -‐ -‐
vlastnosti prvků jsou periodicky závislé na protonovém čísle jejich atomů PERIODICKÁ TABULKA prvků je grafickým znázorněním periodického zákona PERIODY – 7 vodorovných řad – udává počet vrstev elektronů SKUPINY – svislé sloupce – prvky podobných vlastností
VY_32_INOVACE_371
Látkové množsví – n -‐ -‐ -‐ -‐
základní veličina v chemii udává počet částic (atomů, iontů, molekul....) v určité soustavě (např. buňka, krystal, soli .....) jednotka látkového množství je mol (značka je mol) 1 mol chemické látky ≐ 6,022 ･ 1023 částic což je Avogadrova konstanta Na Na = 6,022 ･ 1023 mol−1 Na = 6,022 ･ 1023/mol
Molární hmotnost − M 1
-‐
udává hmotnost 1 molu dané látky (udává kolikrát je 1 mol dané látky těžší než 1 molu
-‐
je v tabulce prvků
-‐ -‐
jednotka g /mol např. M(H) = 1,008 g/mol M(Cl) = 35,45 g/mol M(HCl) = M(H) + M(Cl) = 1,008 + 35,45 = 36,458 g/mol M(HCl) = 36,458 g/mol
12
𝑚 M =
𝑛
M ... molární hmotnost [g/mol] m ... hmotnost [g] n ... látkové množství [mol]
12 C ) 6
VY_32_INOVACE_372
Co ovlivňuje průběh chemické reakce 1. 2. 3. 4. 5.
Teplota výchozích látek Druh reagujících l átek Koncentrace reagujících látek Velikost povrchu pevných reagujících látek Katalyzátor = látka, která ovlivňuje rychlost chemické reakce, ale sama je po reakci nezměněna
např. hoření cukru – cukr hoří jen za přítomnosti katalyzátoru (např. cigaretový popel). Cukr sám nehoří 2 H2O2 → 2 H2O + O2 pomalá reakce
peroxid vodíku
2 H2O2 → 2 H2O čpavek -‐ N H 3 2 H2O2 → 2 H2O oxid m anganičitý – M nO2
+
O2
pomaleji
+
O2
rychle
Chemická reakce • •
EXOTERMICKÁ ENDOTERMICKÁ
-‐ při ní se energie (teplo) uvolňuje např. hoření uhlí -‐ při ní se energie (teplo) spotřebovává
Zákon zachování hmotnosti
