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, kon-denzacijom 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 upotre-bljavaju 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

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, scera 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 scera

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) ratvaranjc .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

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 4fo.bitaie

AKTINOIDI 51orbil~le

Periodni sistem elemenata

dorbiLJlf

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

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 Cl-S) (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 IZMElU 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. PovzivQnje 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 H2S04 ~~~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,,=Aru

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 +41 = 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]C03 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 + CO

2

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

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: