9. CHEMIJA

9.1 Oksidacijos laipsnis
9.2 Valentingumas
9.3 Jonų atpažinimo reakcijos
9.4 Dujų nustatymas
9.5 Organinių medžiagų nustatymas
9.6 Kai kurios cheminės medžiagos
9.7 Cheminių elementų lentelės
 

9.1. OKSIDACIJOS LAIPSNIS

Oksidacijos laipsnis – tai krūvis, kurį įgytų atomas, jei visos cheminį ryšį sudarančios elektronų poros būtų atiduotos elektroneigiamesniam elementui. Oksidacijos laipsnis užrašomas virš elemento simbolio su “+” arba “–” ženklu: Mn+7(KMnO4). Jono krūvis žymimas taip: Ba2+. Oksidacijos laipsnio skaičiavimo taisyklės:

  1. vieninių medžiagų oksidacijos laipsnis lygus nuliui;

  2. H – +1, išskyrus metalų hidridus, kuriuose H oksidacijos laipsnis lygus –1. Pavyzdžiui: ;

  3. O – –2, išskyrus peroksidus, bei fluoro okside;

  4. šarminių metalų oksidacijos laipsnis yra +1;

  5. iš dviejų atomų neigiamą oksidacijos laipsnį įgauna tas, kurio elektroneigiamumas didesnis. Pavyzdžiui: , nes As elektroneigiamumas yra 1,0, o Se – 2,4;

  6. visų molekulę sudarančių elementų oksidacijos laipsnių suma lygi nuliui, o sudėtingame jone - jono krūviui:


+1+x+4(–2)=0; x=+7; x+4(–2)=–2; x=+6;

Oksidacijos laipsnis gali būti ir trupmeninis:

(magnetitas) – Fe oksidacijos laipsnis yra.

Atsižvelgiant į oksidacijos laipsnį, klasifikuojamos medžiagos, oksidacijos–redukcijos reakcijos. Pavyzdžiui, meta–, orto–, piro– fosforo rūgštyse (atitinkamai ) fosforo oksidacijos laipsnis yra +5. Vadinasi, šių rūgščių savybės panašios, bet jos skiriasi nuo ortofosfitinės rūgšties savybių (P oksidacijos laipsnis yra +3).

Oksidacijos laipsnis leidžia numatyti medžiagų oksidacines–redukcines savybes. Aukščiausią oksidacijos laipsnį (kuris dažniausiai atitinka grupės numerį periodinėje elementų sistemoje) turintys elemento atomai reakcijose būna oksidatoriai. Atomai, turintys minimalų oksidacijos laipsnį, yra reduktoriai. Atomai, turintys tarpinį oksidacijos laipsnį, turi oksidacinių ir redukcinių savybių.

Perioduose iš kairės į dešinę oksidacijos laipsnis nuosekliai didėja, nes jis paprastai prilygsta grupės numeriui. Pagrindiniuose pogrupiuose iš viršaus į apačią žemesnio oksidacijos laipsnio junginių stabilumas didėja, o šalutiniuose – atvirkščiai, pastovesni aukštesnio oksidacijos laipsnio junginiai.

  Į pradžią

9.2. VALENTINGUMAS

Anksčiau valentingumą apibūdindavo kaip vieno atomo savybę prijungti tam tikrą kitų elementų skaičių. Vėliau valentingumas buvo susietas su nesuporuotų elektronų, sudarančių tarp atomų jungtis, skaičiumi. Pavyzdžiui:

H(1s1) valentingumas yra 1, He(1s2) valentingumas yra 0, Be(1s22s2) valentingumas yra 2 (nes vienas 2s elektronas pereina į sužadintą 2p orbitalę Be*1s22s12p1).

Valentingumas lygus elektronų porų, jungiančių tą atomą su kitų elementų atomais, skaičiui.

Dažnai atomo valentingumas junginyje lygus periodinės sistemos grupės, kurioje yra elementas, numeriui. Tačiau antrojo periodo elementų valentingumas ne visuomet sutampa su grupės numeriu ir nebūna didesnis nei 4.

Sudėtingose molekulėse nustatyti valentingumą sunku, todėl dažnai vartojama oksidacijos laipsnio savoka. Tai formalus ir lengviau apskaičiuojamas dydis.

Oksidacijos laipsnio ir valentingumo skaičiavimo pavyzdžiai:

  Į pradžią

9.3. JONŲ ATPAŽINIMO REAKCIJOS

Nustatomasis jonas

Reakcijos pavyzdys

Reakcijos rezultatas

H+

indikatoriai

mėlynas lakmuso popierėlis raudonuoja

Cu2+

CuCl2 + 2NaOH ®
Cu(OH)2 ¯ + 2NaCl

CuCl2 + H2S ® CuS ¯ + 2HCl

mėlynos spalvos nuosėdos

juodos spalvos nuosėdos

Fe2+

FeCl2 + 2NaOH ®
Fe(OH)2 ¯ + 2NaCl

3FeCl2 + 2K3[Fe(CN)6] ®
Fe3[Fe(CN)6]2¯ + 6KCl

3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3®
Fe3[Fe(CN)6]2¯

žalsvos spalvos, ore ruduojančios nuosėdos:

4Fe(OH)2+O2+2H2O®

® 4Fe(OH)3 ¯

Jei tirpalai praskiesti, tai mėlynos spalvos nuosėdos nesusidaro, bet gaunami mėlynos spalvos tirpalai

Fe3+

FeCl3+ 3NaOH ®
Fe(OH)3¯ + 3NaCl

4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] ®
Fe4[Fe(CN)6]3¯ + 12KCl

4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4®
Fe4[Fe(CN)6]3¯

FeCl3 + 3KSCN ®
Fe(SCN)3 + 3KCl

rudos spalvos nuosėdos

Jei tirpalai praskiesti, tai mėlynos spalvos nuosėdos nesusidaro, bet gaunami mėlynos spalvos tirpalai

Kraujo spalvos tirpalas

Al3+

AlCl3+ 3NaOH ®
Al(OH)3¯ + 3NaCl

baltosspalvos nuosėdos,tirpstančios šarmų pertekliuje:

Al(OH)3 + NaOH®
Na[Al(OH)4]

NH4Cl + NaOH ® NH4OH + NaCl

NH4OH ® NH3­ + H2O

amoniako kvapas; drėgnas raudonas lakmuso popierėlis mėlynuoja:

NH3­ + H2O ® NH4OH

Ba2+

BaCl2 + Na2SO4 ®
BaSO4¯ + 2NaCl

baltos spalvos nuosėdos
   

dažo liepsną gelsvai žalia spalva

Ca2+

CaCl2 + Na2CO3 ®
CaCO3¯ + 2NaCl

baltos spalvos nuosėdos
   

dažo liepsną plytos raudonumo spalva

Na+

  

dažo liepsną geltona spalva

K+

  

dažo liepsną violetine spalva

Zn2+

ZnCl2+ 2NaOH ®
Zn(OH)2¯ + 2NaCl

baltos spalvos nuosėdos, tirpstančios šarmų pertekliuje: Zn(OH)2 + NaOH®

Na[Zn(OH)3]

Cl-

NaCl + AgNO3 ® AgCl ¯ + NaNO3

2NaCl* + H2SO4 ®
Na2SO4 + 2HCl ­

baltos spalvos nuosėdos

išsiskiria bespalvės aštraus kvapo dujos

Br-

AgNO3 + KBr ® AgBr ¯ + KNO3

NaBr* ir H2SO4

šviesiai gelsvos spalvos nuosėdos

išsiskiria SO2 ir Br2 (rudos spalvos) dujos

I-

AgNO3 + KI ® AgI ¯ + KNO3

NaI* ir H2SO4

geltonos spalvos nuosėdos

išsiskiria SO2 ir I2 (violetinės spalvos) dujos

CH3COO-

2NaCH3COO + H2SO4 ®
2CH3COOH + Na2SO4

silpnas acto rūgšties kvapas

OH-

indikatoriai

raudonas lakmuso popierėlis mėlynuoja

8FeSO4+3H2SO4(konc.)+2HNO3

® 3Fe2(SO4)3+ 2FeSO4NO+4H2O

Jei tiriamame tirpalo laše yra nitratų, aplink FeSO4 kristaliuką susidaro rudas FeSO4NO junginio žiedas

BaCl2 + Na2SO4 ® BaSO4¯ + 2NaCl

baltos spalvos nuosėdos, kuriosnetirpstadruskos rūgštyje HCl

BaCl2 + Na2SO3 ®
BaSO3¯ + 2NaCl

baltos spalvos nuosėdos, tirpstančios druskos rūgštyje HCl

S2-

Na2S + Pb(CH3COO)2 ®
PbS ¯ + 2NaCH3COO

juodos spalvos nuosėdos

K2CO3 + 2HCl ®

2KCl + CO2­ + H2O

išsiskiria bekvapės dujos, drumsčiančios kalkių vandenį: CO2­ + Ca(OH)2 ®
CaCO3¯ + H2O

K3PO4 +3AgNO3 ®
3KNO3 + Ag3PO4 ¯

geltonos spalvos nuosėdos

* Sieros rūgštimi nustatant halogenidus, šie analizei imami kietos druskos pavidalu

   Į pradžią

9.4. DUJŲ NUSTATYMAS

Dujos

Reakcijos pavyzdys

Reakcijos rezultatas

CO2

CO2­ + Ca(OH)2 ® CaCO3¯ + H2O

bekvapės dujos drumsčia kalkių vandenį. Iškrenta baltos spalvos nuosėdos

H2

  

įdėjus degančią skalelę į mėgintuvėlį su dujomis, liepsna užsidega pliuptelėdama

O2

2H2O2 2H2O + O2­

rusenanti skalelė užsidega
  Į pradžią

9.5. ORGANINIŲ MEDŽIAGŲ NUSTATYMAS

Organinis junginys

Reakcijos pavyzdys

Reakcijos rezultatas

Alkanai
CnH2n+ 2

CnH2n+ 2 + Br2(sk.) ® ´

neblukina bromo vandens tirpalą

Alkenai
CnH2n

CH3–CH=CH–CH3+Br2(s.k.)
® CH3–CH–CH–CH3(sk.)

| |

Br Br

CH2=CH2+[O] +H2O ®
CH2–CH2

| |

OH OH

blukina bromo vandens tirpalą

 

 

violetinis kalio permanganato tirpalas pasidaro rudas, nes įvykus reakcijai susidaro MnO2

Alkinai
CnH2n - 2

CH3 –Cº C–CH3+Br2(sk.)
® CH3–C=C–CH3

| |

Br Br

CH3 –C=C–CH3+Br2(sk.)
| |

Br Br

® CH3–CBr2=CBr2–CH3

labai smarkiai blukina bromo vandens tirpalą

Aromatiniai angliavandeniliai

C6H6+Br2(sk.) ® ´

C6H6+Br2
C6H5Br+HBr ­

 

 

neblukina bromo vandens tirpalą

išsiskyrusios dujos HBr reaguoja: AgNO3+HBr® AgBr¯ +KNO3 – iškrenta šviesiai gelsvos spalvos nuosėdos

Vienhidroksiliai alkoholiai

C2H5OH+CuO ®

O

½ ½

CH3–C–H+Cu¯ +H2O

įdėjus įkaitintą vario vielą į mėgintuvėlį su etilo alkoholiu, atsiranda aštrus acto rūgšties kvapas ir nuo vario vielos dingsta juodos apnašos

Daugiahidroksiliai alkoholiai

CH2–OH

| +Cu(OH)2 ®
CH2–OH

CH2–O

® | Cu+2H2O
CH2–O

mėlynos spalvos tirpalas

Fenolis

6C6H5OH+FeCl3 ®
3HCl+H3[Fe(OC6H5)]

C6H5OH+3Br2(sk) ®

3HBr+C6H5(OH)Br3 ¯

susidaro violetinės spalvos tirpalas

baltos spalvos nuosėdos

Aldehidai

O

½ ½

R--C-----H + Ag2O
RCOOH
+2Ag ¯

O

½ ½

R--C-----H+
2Cu(OH)2

RCOOH+2CuOH¯ +H2O

2CuOHCu2O¯ +H2O

“sidabrinio veidrodžio” reakcija – šildomo mėgintuvėlio sienelės apsitraukia blizgančia kaip veidrodis danga

 

 

šildant mišinį, mėlynos Cu(OH)2 nuosėdos iš pradžių pasidaro geltonos (CuOH), o po to raudonos (Cu2O) spalvos

 

 

Karboninės rūgštys

CH3COOH+NaHCO3® NaCH3COO+CO2­ +H2O

skiriasi dujos, kurios drumsčia kalkių vandenį: CO2­ +Ca(OH)2® H2O+CaCO3¯

Aminai (anilinas)

C6H5NH2+3Br2(sk) ®
3HBr+C6H2(NH2)Br3¯

C6H5NH2+chlorkalkės ®

baltos spalvos nuosėdos

violetinės spalvos tirpalas

Angliavandeniai (gliukozė)

CH2OH--(CHOH)4--COH
+Ag2O t,amoniak.tirp

CH2OH--(CHOH)4--COOH
+2Ag¯

CH2OH--(CHOH)4--COH+
Cu(OH)2 ®

C6H7O(OH)3O2Cu+2H2O

CH2OH--(CHOH)4--COH+
2Cu(OH)2
CH2OH--(CHOH)4--COOH+
2CuOH¯ +H2O

2CuOHCu2O¯ +H2O

„sidabrinio veidrodžio” reakcija – šildomo mėgintuvėlio sienelės apsitraukia blizgančia kaip veidrodis danga

susidaro mėlynos spalvos tirpalas

šildant mišinį, mėlynos Cu(OH)2 nuosėdos iš pradžių pasidaro geltonos (CuOH), o po to raudonos (Cu2O) spalvos

  Į pradžią

9.6. KAI KURIOS CHEMINĖS MEDŽIAGOS

HCl – druskos rūgštis. Vandeninis vandenilio chlorido tirpalas vandenyje. Koncentruota yra 37% (d = 1,19 g/ml).

H2SO4 – sieros rūgštis. Koncentruota yra 95,98% (d = 1,84g/ml). Tirpsta vandenyje, išskirdama didelį šilumos kiekį. Gaminama Kėdainių chemijos gamykloje.

HNO3 – azoto rūgštis. Aštraus kvapo bespalvis skystis, gerai tirpsta vandenyje. Koncentruota yra 60% (d = 1,367 g/ml), rudos spalvos dėl NO2 priemaišų. Šviesoje skyla. Gaminama Jonavoje.

„Karališkas vanduo” (aqua regia) – koncentruotų rūgščių mišinys: 1 tūris HNO3 ir 3 tūriai HCl. Stiprus oksidatorius, tirpina Pt, Au ir kitus metalus, netirpstančius paprastose rūgštyse.

H3PO4 – ortofosfatinė rūgštis. Kieta kristalinė medžiaga, gerai tirpstanti vandenyje. Gaminama Kėdainių chemijos gamykloje.

CH3COOH – acto rūgštis.

NaOH – „muilo akmuo” arba kaustinė soda. Kieta balta kristalinė medžiaga. Gerai tirpsta vandenyje, išskirdama šilumą. Ore ištyžta, nes sugeria drėgmę.

CuSO4 × 5H2O – „mėlynasis akmenėlis”.

FeSO4 × 7H2O – „žaliasis akmenėlis”.

CaSO4 × 2H2O – gipsas.

CaO – negesintos kalkės.

Ca(OH)2 – kalcio hidroksidas (gesintos kalkės). Balti birūs milteliai, menkai tirpstantys vandenyje.

NaCl – valgomoji druska.

Soda:

Potašas – K2CO3, naudojamas kepimui;

Krakmolas – (C6H10O5)n, polisacharidas.

C2H5OH – etilo alkoholis (etanolis, vyno spiritas). Bespalvis skystis, bet kokiu santykiu maišosi su vandeniu, alkoholiais, gliceroliu ir kitais tirpikliais. Dega melsva liepsna. Naudojamas gaminant sintetinį kaučiuką, chloroformą ir kt. Etilo alkoholis – narkotikas.

Nitroglicerinas – glicerolio ir azoto rūgšties esteris. Aliejiškas skystis, netirpstantis vandenyje. Sprogsta pašildytas ar sukrėstas. Naudojamas dinamitui gaminti. 1% alkoholinis nitroglicerino tirpalas naudojamas medicinoje kraujagyslėms praplėsti. Nitroglicerino formulė:

Cukringosios medžiagos

Sacharozė (C12H22O11) – runkelių, cukranendrių cukrus. Molekulę sudaro gliukozės ir fruktozės liekanos. Bespalviai daugiasieniai kristaliukai, gerai tirpstantys vandenyje. Sacharozė yra cukrinio diabeto ir dantų karieso priežastis.

Sacharinas . Pirmą kartą susintetintas 1879 m. Jis yra 400–500 kartų saldesnis už cukrų, bet truputį kartina. Nekaloringa medžiaga, kurią žmogaus organizmas gerai pašalina. Patariama naudoti nedidelėmis dozėmis.

Geriausias dirbtinis cukraus pakaitalas – sorbitolis:

Tai dvigubai mažiau saldesnė nei cukrus medžiaga, tačiau nepadidina cukraus kiekio kraujyje. Naudoja diabetikai.

 

Ksilitolis – , gaunamas iš daugelio augalų. Jis du kartus saldesnis už cukrų, sumažina dantų karieso procesą. Pigesnis nei sorbitolis, bet 10 kartų brangesnis už cukrų.

„Geltonasis” cukrus – tai neišgrynintas cukrus, tarpinis cukraus gamybos produktas.

Karčioji druska – MgSO4 × 7H2O. Vartojamas kaip vaistas prieš vidurių užkietėjimą.

KMnO4 – kalio permanganatas (antiseptikas).

„Sidabro vanduo” – vanduo, kuriame ištirpęs didelis Ag kiekis. Šiame vandenyje esantys Ag+ jonai pasižymi antiseptinėmis savybėmis.

Skystas stiklas (kanceliariniai klijai) – Na2SiO3.

Amoniako vanduo – NH3 × H2O. Gaunamas prisotinant vandenį amoniako dujomis. 1l vandens tirpsta 700ml amoniako dujų.

Askorbino rūgštis (vitaminas C): . Bespalvė kristalinė medžiaga.

Polimetilmetakrilatas (organinis stiklas): .

Plastilinas – medžiaga lipdymui. Tai molis su vaško, taukų ir vazelino priemaišomis, neleidžiančiomis jam išdžiūti.

Freonai (šaldikliai) – gaunami veikiant fluoro vandeniliu atitinkamus chlorintus angliavandenilius. Nenuodingi. Labiausiai paplitęs freonas–12 (CCl2F2) ir freonas–11 (CCl3F). Vartojami buitiniuose šaldytuvuose.

  Į pradžią

9.7. CHEMINIŲ ELEMENTŲ LENTELĖS

Periodinė cheminių elementų sistema (bus atversta kitame naršyklės lange)
Svarbiausieji fiziniai cheminių elementų duomenys (bus atversta kitame naršyklės lange)

  Į pradžią

© 2000 UAB "Lietuvos rytas"