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10 Things About You

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Physical and Chemical Properties

Physical Property: 

a characteristic of the substance that can be used to identify it

• state (at room temperature)• melting / freezing point• boiling / condensing point• hardness• odor

Chemical Property:

a characteristic behaviour during interactions with other substances

• heat of combustion• stability• flammability• half­life 

Physical Change:

a change that does not alter the chemical composition

• state changes• physically breaking, cutting or molding

Chemical Change

a change that alters the chemical composition of a substance

• making Kool­Aid• burning paper• rusting

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Chemical

PhysicalPhysical

Physical

Chemical

Chemical

Identify each of a physical or chemical change

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Properties of Ionic and Molecular Compounds

Ionic Compounds

• solids

• made of ions (ionic bonds)

• high melting and boiling points

• conduct electricity when dissolved / melted (electrolytes)

• many soluble in water

Molecular Compounds

• gasses, liquids, or solids

• made of molecules (covalent bonds)

• low melting and boiling points

• poor conductors (any phase)

• not soluble in water

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Properties of Acids and Bases

Acids

• sour

• corrosive

• turns blue litmus paper red

• pH less than 7 (pH < 7)

• reacts with metals to produce hydrogen gas

Bases

• bitter

• slippery

• turns red litmus paper blue

• pH greater than 7 (pH > 7)

Examples of Acids

• vinegar / acetic acid ­ HC2H3O2

• orange juice / citric acid ­ HCHO7

• aspirin (ASA) / acetylsalicylic acid ­ HCHO4

• sour milk / lactic acid ­ HC3H5O3

Examples of Bases

• baking soda / sodium bicarbonate ­ NaHCO3

• soap / potassium hydroxide ­ KOH

• drain cleaner / sodium hydroxide ­ NaOH

• antacids / aluminum hydroxide ­ Al(OH)3

a pH of 7 is known as a neutral substance 

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• a logarithmic scale starting at 7 that measures from 0 ­ 14

• a pH between 0 ­ 7 is an acidic substance, with 0 being the strongest

stomach acid (pH = 1.5) is highly acidicblack coffee (pH  =5.0) is slightly acidic

• a pH between 7 ­ 14 is an alkaline (basic) substance, with 14 being the strongest

drain cleaner (pH = 13.5) is highly basicbaking soda (pH = 8.2) is slightly basic

• it is logarithmic in that a difference of 1 is actually a change of 10 times• a difference of 2 would represent a change of 100 (10 x 10)

Ex)  How much stronger than Pepsi (pH 2.5) is battery acid (pH 0.5) ?

Ex 2) Baking soda has a pH of 8.4 while drain cleaner has a pH of 13.5. 

a) Which is stronger?

b) How much stronger is it?

pH scale

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• acids and bases are ionic compounds that become dissociated in water

• this is known as an aqueous state

• for acids there will be an H+ ion that provides the strength of the acid

• for bases there will an OH­ ion that provides the strength of the base

• when acids and bases combine the H+ and OH­ mix to create water

• if done properly the solution will become neutral, or at least closer to neutral

• the remaining ions produce a solid ionic salt (typically not table salt)

• there can also be some other byproducts, especially when weak acids and bases are involved

Neutralization

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Chemical Tests

there are four common tests to determine an unknown vapor

1. Oxygen ­ a glowing splint will re­ignite

2. Hydrogen ­ a flaming splint will make a "popping" sound

3. Carbon Dioxide ­ a flaming splint will be extinguished

4. Water Vapour / Steam ­ cobalt chloride paper will turn from blue to pink 

What is the additional byproduct in the vinegar and baking soda reaction?

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Reactions

• reactions happen when elements / compounds interact

• at their core, reactions involve taking things apart or putting things together

• reactions are represented by equations, which can be seen as a recipe for the desired reaction

Making a Sandwich

ingredients

equation

• the ingredients that go into the recipe are called the reactants while the outcomes of the recipe are called products (in this case the sandwich)

• note that the equation does not include any instructions, nor tools needed

• this particular type of equation is a word equation (no chemical formulas) and does not include any amounts of materials to be used

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Write your own food equation

• some fine points to note

> reactants are always written on the left> products are always written on the right> reactants and products are separated by an arrow> multiple reactants, or multiple products, are separated by 

addition signs> items that allow the reaction to occur, but are not changed 

by the reaction, are not included in the equation

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Conservation of Mass/ Matter

• in chemical reactions, aside from nuclear reactions, mass is conserved

• in the case of making a sandwich, if I use 200 g of meat, 100 g of bread and 50 g of condiments, my sandwich should have a mass of 350 g (100 + 200 + 50)

• the same should be true with eating the sandwich

• as the sandwich breaks down, 350 g of material should be added to my body

After eating just over 2 pounds of food, do you gain just over 2 pounds? Explain your choice.

• Matter, and therefore mass, cannot be created or destroyed in a chemical reaction

• furthermore, the atoms involved cannot change

• forms are allowed to be changed

• in a nuclear reaction, the matter is changed into energy, so it is still technically conserved

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Endothermic and Exothermic Reactions

Endothermic ­ takes heat in as a reactant 

• endothermic reactions feel cool / cold to the touch as they remove heat from the environment

• examples> chemical ice pack> photosynthesis> sweating (evaporation of water)> baking / cooking

Exothermic ­ gives heat off as a product

• exothermic reactions feel warm / hot to the touch as they give heat off to the environment

• examples> chemical hot pack> glow sticks> cellular respiration> combustion P

otential Energy Reactants

Products

Heat is Released

Potential Energy

ReactantsHeat is Absorbed

Products

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Reaction Types

Based on the video, write your own definitions for the following:

Synthesis:

Decomposition:

Single Replacement:

Double Replacement:

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1) Synthesis / Composition: elements combine into one compound

Ex)  zinc + oxygen    zinc oxide

iron + sulfur    _______(II)_________

nitrogen + ________________    ammonia

• more complex synthesis can occur with compounds joining into one compound

2) Decomposition : a compound breaking down into elements

Ex) hydrogen peroxide (H2O2)    water (H2O) + oxygen

water    hydrogen + _______________

_______________    potassium + chlorine

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4) Double Replacement / Double Displacement: elements within two compounds switch

Ex) copper (II) chloride + silver nitride    copper (II) nitride + silver chloride

potassium bromide + silver nitride    potassium nitride + ______________

________________ + iron (II) chloride    iron (II) hydroxide + sodium chloride

• an acid base neutralization is just a special case of a double replacement

3) Single Replacement / Single Displacement: an element takes the place of another in a compound

Ex) hydrogen chloride + zinc    zinc chloride + hydrogen

calcium bromide + fluorine    calcium fluoride + __________

________________ + chlorine    iron (II) chloride + iodine

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5) Hydrocarbon Combustion: a hydrocarbon (a compound with hydrogen and carbon) is ignited in the presence of oxygen creating carbon dioxide and water vapour

Ex) methane (CH4) + oxygen    carbon dioxide + water

butane (C4H10) + __________    carbon dioxide + water

pentane (C5H12) + oxygen    ___________ + water

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3) iron + oxygen    iron (III) oxide

Identify the type of reaction.

1) zinc oxide    zinc + oxygen 

2) sodium chloride + fluorine    sodium fluoride + chlorine

5) barium chloride + sodium sulfate    barium sulfate + sodium chloride

4) propane (C2H8) + oxygen    carbon dioxide + water

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Understanding Equations

• chemical equations are most commonly written as with chemical formulas, not names

Ex) iron + oxygen    iron (II) oxide

• a chemical equation that not does give the amounts of each substance needed is called a skeleton equation

• most of our work in this section involves turning skeleton equations (no amounts) into balanced equations (proper amounts)

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skeleton equation: H2 + N2    NH3

balanced equation: 3 H2 + N2    2 NH3

3 hydrogen in groups of 2

6 hydrogen total

1 nitrogen in groups of 2

2 nitrogen total

2 ammonia • contains nitrogen in groups of 1

2 nitrogen total• contains hydrogen in groups of 3

6 hydrogen total

Synthesis of hydrogen and nitrogen to produce ammonia

word equation: hydrogen + nitrogen    ammonia

visual representation

3 H2 

H NH

     2 NH3

H H

H H

+ N2

N

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2 Fe + O2    2 FeO

Fe

O OFe

Synthesis of iron and oxygen to produce iron (II) oxide

word equation: iron + oxygen    iron (II) oxide

skeleton equation: Fe + O2    FeO

balanced equation:

Reactants Products

Fe:

O:Fe:

O:

visual representation

  2 FeO2 Fe  +  O2  

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Are the following equations balanced?

1) 2 Al + 3 FeO    Al2O3 + 2 Fe

2) Fe2O3 + H2    2 Fe + H2O

3) Zn + 2 HCl    ZnCl2 + H2

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Balancing Equations

• change the amounts of each reactant and product until all elements show up in equal amounts

• there is not an exact method for this, but over time you will recognize patterns that will help

• work with one element at a time and update your count as you work (pencil recommended)

Ex) _____ Sn + _____O2    _____ SnO

Ex 2) _____ Zn + _____S    _____ ZnS

Ex 3) _____ H2 + _____P    _____ PH3

Ex 4) _____ HgO     _____ Hg + _____ O2

Ex 5) _____ Fe + _____ Cl2    _____ FeCl3

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Balancing With Polyatomic Ions

• when dealing with equations with polyatomic ions, the ions can be grouped and treated as a single object

Ex) 

_____ FeCl3 + _____ NaOH ⇒  _____ Fe(OH)3 + _____ NaCl 

Ex 2) _____ H2SO4 + _____ NaNO2 ⇒  _____ HNO2 + _____ Na2SO4 

Ex 3) _____ AlBr3 + _____ K2SO4 ⇒  _____ KBr + _____ Al2(SO4)3

Fe:

Cl:

Na:

OH:

Fe:

Cl:

Na:

OH:

H:

SO4:

Na:

NO2:

H:

SO4:

Na:

NO2:

Al:

Br:

K:

SO4:

Al:

Br:

K:

SO4:

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