KEMIJASKRIPTA ZA DRAVNU MATURU

izradila:

Kristina Kuanda ,PMF-Kemijski odsjek, Preddiplomski studij kemije, 1. godina 2010/11.

Autor: Kristina Kuanda, PMF-Kemijski odsjek, Preddiplomski studij kemije, 1. godina 2010/11. kristina-kucanda@hi.t-com.hr

prema: Ispitni katalog za dravnu maturu u k. god. 2010./2011., Kemija, NCVVO

Objavljeno na: www.drzavna-matura.com

Kontakt : info@drzavna-matura.com

Skripta se moe koristiti samo za individualne potrebe korisnika uz potivanje svih autorskih i vlasnikih prava. Zabranjeno je mijenjati, distribuirati, prodavati, licencirati ili koristiti sadraj u komercijalne ili bilo koje druge svrhe bez dozvole autora. Skripta se koristi na vlastitu odgovornost i autori se ne mogu smatrati odgovornima za bilo kakvu tetu koja na bilo koji nain moe nastati koritenjem. Zagreb, 2010.

SadrajUvod ................................................................................................................................................ 1 Napomena uz "predizdanje" ........................................................................................................... 1

1 i. ii.

ELEKTRONSKA KONFIGURACIJA I PERIODINOST SVOJSTAVA ELEMENATA ...................... 2 elektronska konfiguracija ............................................................................................... 2 atomski polumjer, energija ionizacije, elektronski afinitet, elektronegativnost ........... 4 ostala fizikalna i kemijska svojstva ................................................................................. 5

iii.

Zadaci .............................................................................................................................................. 6 Rjeenja ........................................................................................................................................... 7

iv.

izoelektronske estice .................................................................................................... 7

Zadaci .............................................................................................................................................. 7 Rjeenja ........................................................................................................................................... 8 Zadaci*............................................................................................................................................. 8 Rjeenja* ......................................................................................................................................... 8

2

VRSTE KEMIJSKIH REAKCIJA ................................................................................................ 9Zadaci ............................................................................................................................................ 11 Rjeenja ......................................................................................................................................... 13

3

REDOKSI ............................................................................................................................ 14Zadaci ............................................................................................................................................ 18 Rjeenja ......................................................................................................................................... 18

4

KISELINE, BAZE I SOLI ........................................................................................................ 20Zadaci ............................................................................................................................................ 22 Rjeenja ......................................................................................................................................... 23

5

VRSTE I JAKOST KEMIJSKIH VEZA ...................................................................................... 25Zadaci ............................................................................................................................................ 27 Rjeenja ......................................................................................................................................... 29

6

VSEPR teorija ..................................................................................................................... 30Kako nacrtati prostornu strukturu?............................................................................................... 33 Zadaci ............................................................................................................................................ 34

Rjeenja ......................................................................................................................................... 35

7

KRISTALNE STRUKTURE ..................................................................................................... 37Zadaci ............................................................................................................................................ 40 Rjeenja ......................................................................................................................................... 41

8

ELEKTROKEMIJA ................................................................................................................ 42Zadaci ............................................................................................................................................ 44 Rjeenja ......................................................................................................................................... 46

9 i. ii.

RAUNANJE U KEMIJI: MJERNE JEDINICE, VELIINE I FORMULE ..................................... 48 pretvaranje mjernih jedinica ........................................................................................ 48 veliine koje je potrebno poznavati ............................................................................. 49 bitne formule................................................................................................................ 51

iii.

Primjer pametnog baratanja formulama ...................................................................................... 55 Primjer za Hessov zakon ................................................................................................................ 56 Primjer odreivanja empirijske formule ....................................................................................... 57 Razrjeivanje otopina.................................................................................................................... 57 Mijeanje kiseline i luine .............................................................................................................. 58 Zadaci ............................................................................................................................................ 59 Rjeenja ......................................................................................................................................... 69

DODATAK 1: RAZNE BOJE I PROMJENE BOJA ........................................................................... 72 DODATAK 2: KEMIJSKE FORMULE I NAZIVI .............................................................................. 75 DODATAK 3: KEMIJSKE FORMULE I SVOJSTVA TVARI IZ SVAKODNEVNE UPOTREBE .............. 77Zahvale .......................................................................................................................................... 79

drzavna-matura.com

1

Uvod Namjena ove skripte je obuhvatiti najbitnije toke gradiva na koje treba obratiti pozornost pri pripremi za dravnu maturu iz kemije, nudedi tehnike za lake pamdenje i razumijevanje te upozoravajudi na este greke. Ova skripta NIJE namijenjena da poslui kao jedini izvor za uenje za maturu, osobito ne maturantima koji nisu imali prikladnu nastavu kemije u srednjoj koli, nego kao nadopuna srednjokolskim udbenicima i drugim sredstvima. Sve stavke koje obuhvada sadrane su u Ispitnom katalogu, ali NE obuhvada sve stavke iz Ispitnog kataloga jer ih je zbog njegove opsenosti i jo uvijek prisutnih nejasnoda nemogude u ovim okvirima obuhvatiti. U vedini skripte (osim dodatka Razne boje i promjene boja u kojem ilustrira sadraj) boja teksta upuduje na teinu gradiva: zelenom je oznaeno osnovno gradivo koje bi svi trebali bar donekle poznavati za pozitivnu ocjenu, naranastom ono neto naprednije (za vie ocjene), a tamnocrvenom najnaprednije gradivo (za one koji ele znati vie nije vjerojatno, premda nije ni posve iskljueno, da de se takvo gradivo pojaviti na maturi).

Napomena uz "predizdanje" Ova djelomino dovrena skripta ne sadrava neke planirane dijelove, prvenstveno gradivo 4. razreda. Namjera mi je obraditi ga do proljetnih praznika 2011. i objaviti u novom izdanju skripte.

autorica

drzavna-matura.com

2

1 ELEKTRONSKA KONFIGURACIJA I PERIODINOST SVOJSTAVA ELEMENATAperiodni sustav koji se dobije s ispitom:

ima: simbole elemenata, redne brojeve, relativne atomske mase nema: nazive elemenata, nazive blokova, perioda i skupina, pomodne oznake za oditavanje elektronske konfuguracije, podjelu na metale i nemetale, oksidacijske brojeve...

i.

elektronska konfiguracija

treba znati samo za elemente prve 4 periode: 1s 2s 3s 4s 3d 4p 2p 3p

drzavna-matura.com

3

npr. H = 1s1 He = 1s2 Li = 1s2 2s1 = [He] 2s1 B = 1s2 2s2 2p1 = [He] 2s2 2p1 Ne = 1s2 2s2 2p6 = [He] 2s2 2p6 Sc = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 = [Ar] 4s2 3d1 Zn = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 = [Ar] 4s2 3d10 Kr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 = [Ar] 4s2 3d10 4p6

iznimke: Cr = [Ar] 4s1 3d5 Cu = [Ar] 4s1 3d10

(neki smatraju da je pravilnije prvo pisati 3d a onda 4s elektrone, oba redoslijeda bi trebala biti prihvatljiva)

i za njihove ione: kationi od elektronske konfiguracije atoma oduzima se odgovarajudi broj zadnje dodanih elektrona npr. Li+ = 1s2 ( = [He] ) Ca2+ = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 ( = [Ar] ) Al3+ = 1s2 2s2 2p6 ( = [Ne] ) anioni elektronskoj konfiguraciji atoma dodaje se odgovarajudi broj sljededih elektrona npr. H = 1s2 ( = [He] )

drzavna-matura.com

4

O2 = 1s2 2s2 2p6 ( = [Ne] ) P3 = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 ( = [Ar] ) opdenito, elementi najlake (najede) tvore ione ija je elektronska konfiguracija jednaka elektronskoj konfiguraciji po rednom broju najblieg plemenitog plina

kationi prijelaznih elemenata: prvo odlaze 4s, a tek onda 3d elektroni Fe = [Ar] 4s2 3d6 Fe2+ = [Ar] 3d6 Fe3+ = [Ar] 3d5 Cu = [Ar] 4s1 3d10 Cu+ = [Ar] 3d10 Cu2+ = [Ar] 3d9

ii.

atomski polumjer, energija ionizacije, elektronski afinitet, elektronegativnostenergija ionizacije, elektronski afinitet, elektronegativnost

atomski polumjer

(razmatramo prvenstveno s i p elemente bez plemenitih plinova, d (prijelazne metale) i f (lantanoide i aktinoide) elemente ignoriramo)

energija ionizacije: energija potrebna za izbijanje elektrona iz atoma (u plinovitom stanju; to je prva energija ionizacije, a druga, treda itd. = energija potrebna za izbijanje sljededeg elektrona iz kationa) X(g) X+(g) + e, E = Ei to je manja, atom lake tvori katione

drzavna-matura.com

5

elektronski afinitet: energija potrebna za izbijanje elektrona iz jednovalentnog aniona (u plinovitom stanju; = energija koja se oslobodi kad atom primi elektron) X(g) X(g) + e, E = Eea to je vedi, atom lake tvori anione elektronegativnost: veliina ovisna o energiji ionizacije i elektronskom afinitetu koja pokazuje relativnu (u odnosu na ostale elemente) tenju da atom tvori anione ili katione (to je veda, lake tvori anione, to je manja, lake tvori katione) odnosno ima negativan ili pozitivan oksidacijski broj u spojevima; to je veda razlika elektronegativnosti izmeu elemenata u vezi, veza je polarnija odnosno vie ionskog karaktera; plemenitim plinovima ne odreuje se elektronegativnost jer ne tvore spojeve ili ih ne tvore dovoljno*atomski polumjer, energija ionizacije i elektronski afinitet ne mijenjaju se kroz periodni sustav posve pravilno najvanije iznimke: elementi borove i kisikove skupine imaju manju prvu energiju ionizacije od prethodedih elemenata berilijeve odnosno duikove skupine jer se njihovom ionizacijom izbija jedini p elektron vanjske ljuske odnosno ostaju 3 nesparena p elektrona (polupopunjene p orbitale); elementi berilijeve i duikove skupine imaju osobito nizak elektronski afinitet jer imaju popunjene valentne s orbitale odnosno polupopunjene valentne p orbitale, pelementi 2. periode imaju manji elektronski afinitet od elemenata ravno ispod sebe jer su njihovi atomi vrlo mali pa "redovni" elektroni jae odbijaju dodatni elektron, dakle najvedi elektronski afinitet u periodnom sustavu ima klor a ne fluor

iii.

ostala fizikalna i kemijska svojstvatvorenje aniona, nemetalna svojstva i reaktivnost nemetala, kiselost oksida, kovalentni karakter oksida, hidrida i halogenida

tvorenje kationa, metalna svojstva i reaktivnost metala, bazinost oksida, ionski karakter oksida, hidrida i halogenida(f elemente ignoriramo)

gustoda, talita, vrelita

drzavna-matura.com

6

Zadaci 1. Koji od navedenih elemenata ima elektronsku konfiguraciju vanjske ljuske s 2p4? A. Ca B. Cr C. Ge D. Se 2. Koji od navedenih elemenata je najelektronegativniji? A. Br B. N C. O D. S 3. Koje svojstvo se u periodnom sustavu smanjuje slijeva nadesno i povedava odozgo prema dolje? A. polumjer atoma B. elektronegativnost C. energija ionizacije D. talite 4. Koji od navedenih atoma ima najmanju prvu energiju ionizacije? A. Na B. K C. Mg D. Ca 5. Kojim su redom atomi P, S, As ispravno poredani prema rastudem polumjeru? A. P, S, As B. As, S, P C. S, P, As D. P, As, S 6. Oksid kojeg od navedenih elemenata je najvie ionski? A. Al B. B C. C D. Si 7. Koji od navedenih atoma ima najvedi atomski polumjer? A. Li B. K C. As D. Br 8. Koji je toni redoslijed kad se atomi Li, Be, B, Na poredaju po porastu atomskog polumjera? A. Li, Be, B, Na B. Li, Na, B, Be C. Na, Li, Be, B D. B, Be, Li, Na

drzavna-matura.com

7

Rjeenja 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. D C A B C A B D

iv.

izoelektronske estice

estice koje imaju isti broj elektrona (NE u jezgri nego u elektronskom omotau) atomi neutralni (broj elektrona = broj protona) kationi pozitivno nabijeni ioni (broj elektrona < broj protona) Xn+ anioni negativno nabijeni ioni (broj elektrona > broj protona) Xn najede je atom plemenitog plina (najstabilnija elektronska konfiguracija, popunjena vanjska (valentna) ljuska) izoelektronski s nekoliko aniona i kationa (nastalih iz atoma koji se nalaze do tri mjesta ispred odnosno iza njega u periodnom sustavu uvijek gledati u periodni sustav elemenata kad se rjeavaju zadaci s izoelektronskim esticama!) kationi su uvijek manji od izoelektronskih atoma (protoni iz jezgre jae privlae manji broj elektrona), to je vedi nabojni broj kationa, to mu je polumjer manji anioni su uvijek vedi od izoelektronskih atoma (protoni iz jezgre slabije privlae vedi broj elektrona), to je vedi nabojni broj aniona, to mu je polumjer vedi

Zadaci 1. Prekrii esticu koja nije izoelektronska s ostalima, a izoelektronske estice poredaj po veliini od najmanje prema najvedoj: Ar, Ca2+, Cl, K+, P3, S2, Sc3+, Zn2+. 2. Koje su od navedenih estica izoelektronske: a) O F; b) Fe2+ K; c) S Br; d) Mg+ Na ? Stavi znak nejednakosti u kvadratid izmeu njih (i samo izmeu njih) da oznai odnos veliina njihovih polumjera.

drzavna-matura.com

8

Rjeenja 1. Zn2+; Sc3+, Ca2+, K+, Ar, Cl, S2, P3 2. a) O F; d) Mg+ Na

izoelektronske mogu biti i estice koje se sastoje od vie atoma (molekule i vieatomni ioni) gleda se zbroj elektrona atoma od kojih se estica sastoji minus nabojni broj (uzimajudi u obzir predznak nabojnog broja!); njihove odnose veliina tee je predvidjeti, ali uglavnom vrijedi isto pravilo

Zadaci* 1. Koja od navedenih estica je izoelektronska s NO2+? a) N2O; b) NO2; c) NH2; d) SO2 2. Povei molekule s izoelektronskim ionima. a) CH4 b) C2H6 c) CO2 d) N2O4 e) N2 Rjeenja* 1. a 2. b, d, a, e, c __ N2H62+ __ C2O42 __ NH4+ __ C22 __ NO2+

drzavna-matura.com

9

2 VRSTE KEMIJSKIH REAKCIJA1. po promjeni energije (u termodinamici) egzotermne u njima se oslobaa energija, produkti imaju niu energiju od reaktanata, reakcijska entalpija je negativna npr. gorenje metana (zemnog plina): CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g), Hr = 890 kJ/mol endotermne u njima se "troi" (vee) energija, produkti imaju viu energiju od reaktanata, reakcijska entalpija je pozitivna npr. arenje modre galice: CuSO45H2O(s) CuSO4(s) + 5H2O, Hr = 80 kJ/mol *vedina rekacija za koje je potrebna poviena temperatura su endotermne, ali ne sve, mnoge samo imaju veliku energiju aktivacije (energija potrebna da reakcija zapone promjena energije u reakciji)! 2. po stupnju ravnotee nepovratne "idu do kraja", u stanju ravnotee u reakcijskoj smjesi je prisutna zanemariva koliina reaktanata, ravnotea je pomaknuta daleko prema produktima (konstanta ravnotee veda od 100), piu se s "normalnom" strelicom npr. gorenje magnezija: Mg(s) + O2(g) MgO(s) povratne u stanju ravnotee u reakcijskoj smjesi je prisutna znatna koliina i produkata i reaktanata (konstanta ravnotee izmeu 0,01 i 100), promjenom uvjeta (temperatura, tlak) moe se znatno utjecati na omjer prisutnih produkata i reaktanata, piu se s povratnom strelicom ili N2O4(g)

npr. dimerizacija duikova(IV) oksida: 2NO2(g) 3. po sloenosti reaktanata i produkata

sinteza od jednostavnijih tvari nastaju sloenije npr. sinteza nitrobenzena

drzavna-matura.com

10

sinteza amonijeva klorida NH3(g) + HCl(g) NH4Cl(s) analiza sloenije tvari se rastavljaju na jednostavnije piroliza povienom temperaturom bez prisutnosti kisika npr. termiki raspad kalcijeva karbonata: CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

( je oznaka za arenje, umjesto toga se moe pisati i +T za povienje temperature) hidroliza uz pomod vode npr. hidroliza estera:

hidroliza soli slabih kiselina ili baza anion slabe kiseline ili kation slabe baze reagira s vodom tako da nastane ta kiselina ili baza te hidroksilni anion ili oksonijev kation (vidi u poglavlju Kiseline, baze i soli) CH3COO + H2O CH3COOH + OH (npr. iz CH3COONa) Fe3+ + 2H2O Fe(OH)2+ + H3O+ (npr. iz FeCl3) fotoliza djelovanjem svjetlosti npr. fotoliza srebrova klorida AgCl(s) Cl2(g) + Ag(s)

(h = energija kvanta svjetlosnog zraenja ( = frekvencija, h = Planckova konstanta 6,621034 Js)) elektroliza djelovanjem elektrine struje npr. elektroliza vode: 2H2O(l) 2H2(g) + O2(g)

drzavna-matura.com

11

elektroliza taline natrijeva klorida: NaCl(l) Na(l) + Cl2(g) 4. po smjeru putovanja elektrona (redoksreakcije) oksidacija otputanje elektrona povedanje oksidacijskog broja

redukcija primanje elektrona smanjenje oksidacijskog broja

*u svakoj redoks reakciji odvijaju se jednako i oksidacija i redukcija!, za svaku posebno mogude je napisati samo jednadbu polurekacije koja sadri elektrone *naravno, nisu sve postojede reakcije redoksreakcije, ne dolazi u svim kemijskim reakcijama do promjene oksidacijskog broja vidi poglavlje Redoksi 5. po promjeni zasidenosti (organske reakcije) eliminacija smanjenje zasidenosti (povedanje nezasidenosti) oduzimanjem atoma nastaje dvostruka ili trostruka veza

adicija povedanje zasidenosti dodavanjem atoma na trostruku ili dvostruku vezu nastaje dvostruka ili jednostruka

supstitucija jedan atom se zamjenjuje drugim, pri emu se ne mijenja zasidenost

6. kiselobazne reakcije = neutralizacija vidi poglavlje Kiseline, baze i soli Zadaci 1. U kojoj od navedenih reakcija dolazi do promjena oksidacijskog broja?

drzavna-matura.com

12

A. H2SO4 + 2NH3 (NH4)2SO4 B. H2SO4 + Na2CO3 Na2SO4 + H2O + CO2 C. 2K2CrO4 + H2SO4 K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O D. 2H2SO4 + Cu CuSO4 + 2H2O + SO2 2. U kojoj od navedenih reakcija se krom reducira? A. CrO3 CrOF3 B. Cr3+ Cr(OH)4 C. 2CrO42 Cr2O72 D. Cr3+ CrO42 3. Koja od navedenih promjena je oksidacija? A. VO3 VO2+ B. CrO2 CrO42 C. SO3 SO42 D. NO3 NO2 4. Reakcija u kojoj karboksilna kiselina reagira s alkoholom i nastaje organski spoj i voda zove se: A. esterifikacija B. hidroliza C. neutralizacija D. saponifikacija 5. Koji od navedenih procesa su egzotermni? I. gorenje etana II. oduzimanje kristalne vode barijevom kloridu dihidratu A. samo I. B. samo II. C. i I. i II. D. ni I. ni II. 6. Izravna sinteza klorbenzena iz benzena (uz FeCl3 kao katalizator) je: A. adicija B. eliminacija C. supstitucija

drzavna-matura.com

13

D. redukcija Rjeenja 1. D 2. A 3. B 4. A 5. A 6. C

drzavna-matura.com

14

3 REDOKSI= redukcijskooksidacijske reakcije reakcije u kojima se mijenja oksidacijski broj nisu sve kemijske reakcije redoksi! one koje nisu (u kojima se nijednoj tvari ne mijenja oksidacijski broj), izjednaavamo "obinim" "brojanjem atoma" oksidacijski broj (obino se oznaava rimskom brojkom, ali ne bi smjelo biti greka oznaiti "obinom") elementarne tvari: 0 kisik: vedinom II (osim u: peroksidima I, superoksidima 1/2, F2O II) vodik: vedinom I, osim u hidridima metala (I. i II. skupine) I zbroj svih oksidacijskih brojeva u molekuli = 0 zbroj svih oksidacijskih brojeva u ionu = nabojni broj tog iona *najopdenitije pravilo: svakom elementu se za svaku vezu s elektronegativnijim elementom dodaje 1 u oksidacijski broj, a za svaku vezu s manje elektronegativnim oduzima 1 (za vezu s istim elementom se ne dodaje ni ne oduzima), npr. ugljik u HCOOH (mravlja kiselina) ima oksidacijski broj 2 jer je vezan s dvije veze s jednim kisikom i jo jednom vezom s drugim kisikom, dakle s ukupno 3 veze s kisikom koji je elektronegativniji, a jednom vezom s vodikom koji je manje elektronegativan Oksidacija Otputanje elektrona (Na Na+ + e), Redukcija pRimanje elektrona (Na+ + e Na) oksidacija je povedanje oksidacijskog broja (a redukcija smanjenje) pri redoksreakciji uvijek se dogaa i oksidacija i redukcija (ukupni porast oksidacijskog broja neega jednak je ukupnom smanjenju oksidacijskog broja neeg drugog), jednadbe samo oksidacije ili samo redukcije sadre elektrone i nazivaju se jednadbe polureakcija oksidans (oksidacijsko sredstvo) da bi oksidirao neto drugo, reducira se reducens (redukcijsko sredstvo) da bi reducirao neto drugo, oksidira se

Kako izjednaiti redoks? Prvo odrediti kojim se sve elementima mijenja oksidacijski broj (ako se smanjuje redukcija, ako povedava oksidacija) i za koliko (ako nije odmah vidljivo, odrediti

drzavna-matura.com

15

oksidacijske brojeve svih atoma s obje strane jednadbe). Prema tome napisati jednadbe polureakcija (oksidacije i redukcije). U jednadbama polureakcija: 1. nain gledanja: prvo izjednaiti broj istih atoma s jedne i s druge strane strelice, zatim izjednaiti naboje elektronima: zbroj svih naboja s jedne strane (polu)reakcije je uvijek jednak zbroju svih naboja s druge strane (polu)reakcije u svakoj polureakciji sudjeluje onoliko elektrona koliko je potrebno da se to postigne 2. nain gledanja: prvo dodati elektrone, a onda izjednaiti brojeve istih atoma: broj elektrona u polureakciji jednak je promjeni oksidacijskog broja (promjena oksidacijskog broja jednog atoma koliko ima takvih atoma) (ponekad je zgodniji jedan nain, ponekad drugi, ali sve se moe rijeiti pomodu bilo kojeg pa je dovoljno shvatiti i uvjebati jedan) Zatim pomnoiti jednadbe polureakcija tako da se u oksidaciji otpusti onoliko elektrona koliko se u redukciji primi te ih zbrojiti (pri emu se elektroni "pokrate"). Te po potrebi spojiti ione u odgovarajude tvari, eventualno dodajudi ione koji su prisutni u poetnoj jednadbi a ne sudjeluju u polureakcijama. Na kraju uvijek provjeriti da u konanoj jednadbi ima jednako svih istih atoma s obje strane i da je zbroj naboja s obje strane isti (najede, ali ne nuno, 0).

Primjer (korak po korak): Al + Cl2 AlCl3 +3 0 0 1 III I

Al + Cl2 AlCl3 O: Al Al3+ R: Cl2 Cl O: Al Al3+ R: Cl2 2Cl O: Al Al3+ + e R: Cl2 + e 2Cl O: Al Al3+ + 3e /2

drzavna-matura.com

16

R: Cl2 + 2e 2Cl O: 2Al 2Al3+ + 6e R: 3Cl2 + 6e 6Cl

/3

2Al + 3Cl2 2Al3+ + 6Cl 2Al + 3Cl2 2AlCl3 Nakon to se uvjeba, obino se sve pie samo kao: Al + Cl2 AlCl3 O: Al Al3+ + 3e R: Cl2 + 2e 2Cl 2Al + 3Cl2 2AlCl3 /2 /3

2Al + 3Cl2 2Al3+ + 6Cl

Redoksi u kiselim ili lunatim vodenim otopinama redoksi u kiselom (prisutna je kiselina ili kisela sol): nikad se u jednadbi (polu)reakcije ne moe nadi OH (lunato!) nego samo H2O i H+ (H+ se stavlja na istu stranu gdje su elektroni) redoksi u lunatom (prisutna je luina ili lunata sol): nikad se u jednadbi (polu)reakcije ne moe nadi H+ (kiselo!) nego samo H2O i OH (OH se stavlja na suprotnu stranu od elektrona) (vodu se uvijek moe dodati s one strane gdje nedostaje kisika ili vodika, ponekad je potrebno malo kombiniranja) Primjer u kiselom: K2Cr2O7 + HBr CrBr3 + Br2 + H2O + KBr O: 2Br Br2 + 2e /3 R: Cr2O72 + 6e + 14H+ 2Cr3+ + 7H2O Cr2O72 + 6Br + 14H+ 2Cr3+ + 3Br2 + 7H2O K2Cr2O7 + 14HBr 2CrBr3 + 3Br2 + 7H2O + 2KBr Primjer u lunatom: NaNO3 + NaOH + Zn NH3 + Na2ZnO2 + H2O O: Zn + 4OH ZnO22 + 2H2O + 2e /4 R: NO3 + 8e + 6H2O NH3 + 9OH 4Zn + 7OH + NO3 4ZnO22 + 2H2O + NH3 4Zn + 7NaOH + NaNO3 4Na2ZnO2 + 2H2O + NH3

drzavna-matura.com

17

redoksi s vodikovim peroksidom (moe se i oksidirati i reducirati, i u kiselom i u lunatom) H+ O: H2O2 O2 + 2H+ + 2e R: H2O2 + 2e + 2H+ 2H2O OH O: 4HO2 3O2 + 4e + 2H2O R: HO2 + H2O + 2e 3OH

disproporcioniranje ista tvar se i oksidira i reducira P4 + OH PH3 + H2PO2 O: P4 + 8OH 4H2PO2 + 4e /3 R: P4 + 12e + 12H2O 4PH3 + 12OH 4P4 + 12OH + 12H2O 4PH3 + 12H2PO2 P4 + 3OH + 3H2O PH3 + 3H2PO2 sinproporcioniranje ista tvar je i produkt oksidacije i produkt redukcije IO3 + I + H+ I2 O: 2IO3 + 12H+ 10e + I2 + 6H2O R: 2I 2e + I2 /5 2IO3 + 12H+ + 10I 6I2 + 6H2O IO3 + 6H+ + 5I 3I2 + 3H2O "sloeni" redoksi vie tvari se oksidira ili se vie tvari reducira ukupan broj elektrona koji sudjeluje u redukcijama mora biti jednak ukupnom broju elektrona koji sudjeluje u oksidacijama CrI3 + KOH + Cl2 K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O + KI O: Cr3+ + 8OH CrO42 + 3e + 4H2O /2 O: I + 8OH IO4 + 8e + 4H2O R: Cl2 + 2e 2Cl /7 2Cr3+ + 24OH + I + 7Cl2 2CrO42 + IO4 + 14Cl + 12H2O 2CrI3 + 24KOH + 7Cl2 2K2CrO4 + KIO4 + 14KCl + 12H2O + 5KI

drzavna-matura.com

18

Zadaci 1. Kad se jednadba __ClO3 + __I + __H+ __Cl + __I2 + __H2O izjednai, koliki je odnos koeficijenata H+/I2? A. 2/1 B. 3/1 C. 6/1 D. neki drugi 2. Kad se jednadba MnO4 + NO2 + H+ Mn2+ + NO3 + H2O izjednai najmanjim cjelobrojnim koeficijentima, koji je koeficijent ispred H+? A. 1 B. 6 C. 8 D. 16 2+ 3. _Sn (aq) + _NO3(aq) + _H+(aq) _Sn4+(aq) + _NO(g) + _H2O(l) Koliki je koeficijent uz H+(aq) kad se jednadba izjednai najmanjim cjelobrojnim koeficijentima? A. 2 B. 4 C. 6 D. 8 4. ClO3 + Br Cl2 + Br2 1) to je redukcijsko sredstvo? A. ClO3 B. Br C. Cl2 D. Br2 2) Kad se jednadba reakcije izjednai, u kojem su meusobnom omjeru koeficijenti Br/ClO3? A. 1/1 B. 2/1 C. 3/1 D. 5/1 2 5. __ S + __ H2O __SO2 + __H+ + __e Koliki je koeficijent ispred H+ kad se jednadba polureakcije izjednai najmanjim cjelobrojnim koeficijentima? A. B. C. D. 2 4 6 8

Rjeenja 1. A 2. B

drzavna-matura.com

19

3. D 4. 1) B, 2) D 5. B

drzavna-matura.com

20

4 KISELINE, BAZE I SOLI Arrheniusova teorija: kiseline u vodenoj otopini povedavaju koncentraciju H+ (vodikovih kationa tj. protona; = H3O+ oksonijevih) iona sadre H u svojoj formuli, npr. H3PO4(aq) luine u vodenoj otopini (aq) povedavaju koncentraciju OH (hidroksidnih) iona sadre OH u svojoj formuli, npr. Ca(OH)2(aq) hidroksidi tvari koje sadre hidroksidne OH ione sve to ima OH u svojoj formuli a ne spada u organske tvari baze tvari koje kad bi bile u vodenoj otopini, bile bi luine (ak i ako nisu stvarno topljive u vodi), npr. Ca(OH)2(s) razlika izmeu luine i baze (u ovoj teoriji) je samo to to luine moraju biti u aq, a baze su u bilo kojem stanju (kiseline se takoer odnose na sva stanja) baze ne sadre nuno OH (npr. NH3 je baza, vidi dalje) ( luine < hidroksidi < baze ) BrnstedLowryeva teorija: kiseline daju H+ baze primaju H+ reakcija izmeu kiseline i baze: H+ prelazi s estice kiseline na esticu baze iz kiseline nastaje konjugirana baza, a iz baze konjugirana kiselina HSO4(aq) + PO43(aq) SO42(aq) + HPO42(aq)

kiselina

baza

konjugirana baza

konjugirana kiselina

najede je jedna od tih estica voda: HNO3(aq) + H2O(l) NO3(aq) + H3O+(aq) K B KB KK

NH3(aq) + H2O(aq) NH4+(aq) + OH(aq) B K KK KB

jake kiseline: halogenovodine (HI, HBr, HCl, NE HF), HNO3, H2SO4, HClO4

drzavna-matura.com

21

jake baze: hidroksidi alkalijskih metala (najede: NaOH, KOH), hidroksidi zemnoalkalijskih metala (najede Ca(OH)2) sve ostalo to ima H ili OH (a da nije organski spoj karboksilne kiseline imaju OH ali su, oito, kiseline!, a ugljikovodici u "normalnim" kiselobaznim reakcijama uopde ne reagiraju) smatrajte slabim kiselinama/bazama (amonijak i amini su takoer baze makar nemaju OH) pH vrijednost = logaritam koncentracije H+ pomnoen s 1 (da bude u svim "normalnim" sluajevima pozitivan) to ima vie H+, pH je manji manji pH = kiselije pH < 7 kiseline pH > 7 luine pH vodenih otopina soli: sol slabe kiseline i jake baze = bazina, sol jake kiseline i slabe baze = kisela (ono to je jae prevladava ), sol jake kiseline i jake baze = neutralna ("ponitavaju se"), sol slabe kiseline i slabe baze = ovisi koja je jaa (iji pK je dalji od 7 kiseline imaju pK manji od 7, a baze vedi) kad se pie hidroliza soli, pie se za svaki ion koji potjee iz slabe kiseline ili slabe baze hidrolizom aniona iz slabe kiseline nastaje ta kiselina i OH, a kationa iz slabe baze ta baza i H+ (vidi u poglavlju Vrste kemijskih reakcija hidroliza) kiseli oksidi njihovim otapanjem u vodi nastaju kiseline oksidi nemetala: CO2, P2O5, N2O5, SO2, SO3 (sredinji element je uvijek jednakovalentan (jednak oksidacijski broj) u oksidu i odgovarajudoj kiselini) bazini oksidi njihovim otapanjem u vodi nastaju luine (ili bi nastajale da su topljivi) oksidi metala: MgO, CaO, BaO, FeO, Fe2O3... amfoterne tvari: mogu biti kiseline ili baze, ovisno s kojim tvarima reagiraju, dakle reagiraju u kiselobaznim reakcijama i s uobiajenim kiselinama i s uobiajenim bazama npr. H2O, Al(OH)3 (i Al i Al2O3), Zn(OH)2, Cr(OH)3 2Al(s) + 6HCl(aq) 2AlCl3(aq) + 3H2(g) 2Al(s) + 2NaOH(aq) + 6H2O(l) 2Na[Al(OH)4] + 3H2(g) kiselobazne reakcije 1. kiselina + baza sol + voda = neutralizacija KOH(aq) + HCl(aq) KCl(aq) + H2O(l)

drzavna-matura.com

22

zapravo se reakcija odvija samo izmeu H+ i OH iona, a ostali se samo formalno prerasporede (u stvarnosti se ni ne prerasporede jer nisu u kristalnoj reetci nego u vodenoj otopini pa su ionako izmijeani), pa se svaka neutralizacija moe pisati: H+(aq) + OH(aq) H2O(l) npr. K+(aq) + OH(aq) + H+(aq) + Cl(aq) H2O(l) + K+(aq) + Cl(aq) (osim ako nastaje netopljiva sol: Ba2+(aq) + 2OH(aq) + 2H+(aq) + SO42(aq) BaSO4(s) + 2H2O(l) ) 2. kiselina + bazini oksid sol + voda 2HNO3(aq) + Ag2O(s) 2AgNO3(aq) + H2O(l) 3. kiseli oksid + baza sol + voda CO2(g) + Ca(OH)2(aq) CaCO3(s) + H2O(l) osim kiselobaznim reakcijama, soli se mogu dobiti i redoksreakcijama: 1. metal + nemetal sol(s) 2Fe(s) + 3Cl2(g) 2FeCl3(s) 2. metal + kiselina sol(aq ako je topljiva, s ako je netopljiva) + vodik Mg(s) + 2HBr(aq) MgBr2(aq) + H2(g) i reakcijama dvostruke izmjene od dvije topljive soli unakrsnom izmjenom iona nastaje jedna topljiva i jedna netopljiva AgNO3(aq) + KCl(aq) AgCl(s) + KNO3(aq) kiselobazni indikator = tvar koja poprima razliitu boju pri pH iznad odnosno ispod odreene vrijednosti ("jedne boje je u kiselom, druge u lunatom") sloena slaba organska kiselina ili baza iji konjugirani oblik ima razliitu boju promjene boja indikatora dane su u dodatku Razne boje i promjene boja ostale forumule, primjeri i zadaci za raunanje dane su u poglavlju Mjerne jedinice, veliine i formule

Zadaci 1. Otapanjem koje od navedenih tvari u vodi nastaje kisela otopina? A. CO2 B. Ar C. NH3 D. CH4 2. Od otopina navedenih soli iste koncentracije, koja je najvie lunata?

drzavna-matura.com

23

A. KNO3 B. MgCl2 C. NH4Cl D. NaNO2 3. Meu otopinama navedenih oksida jednake koncentracije, koja je najkiselija? A. BaO B. BaO2 C. SO2 D. SO3 4. Reakcije dihidrogenfosfatnog iona u vodi: H2PO4(aq) + H2O(l) HPO42(aq) + H3O+(aq), K = 6.2 108 H2PO4(aq) + H2O(l) H3PO4(aq) + OH(aq), K = 1.6 107 Koja je konjugirana baza H2PO4? A. HPO42(aq) B. H2O(l) C. OH(aq) D. H3PO4(aq) 5. Vodena otopina koje od navedenih soli je najkiselija? A. NaCl B. NaNO2 C. NH4Cl D. NH4NO2 6. Meu vodenim otopinama navedenih soli koncentracije 0.10 mol/dm 3, koja je najkiselija? A. NH4C2H4O2 B. NaCN C. KNO3 D. AlCl3 7. Vodena otopina koje od navedenih soli (koncentracije 1.0 mol/dm 3) ima pH manji od 7? A. NaCl B. NH4Br C. KF D. NaO2CCH3

Rjeenja 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. A D D A C D B

drzavna-matura.com

24

drzavna-matura.com

25

5 VRSTE I JAKOST KEMIJSKIH VEZA osnovne vrste veza meu atomima: ionska, kovalentna, metalna kovalentna veza moe biti nepolarna (posve nepolarna veza je samo meu istovrsnim atomima, ali i veze meu atomima koji se malo razlikuju po elektronegativnosti imaju svojstva nepolarnih veza, npr. CH) i polarna (meu atomima koji se vie razlikuju po elektronegativnosti) polarna veza polarna molekula! polarne molekule su one koje imaju polarne veze koje nisu centralno simetrino rasporeene (ne "ponitavaju" se naboji) npr. CH3Cl je polarna molekula, a polarna bi bila i CBrClFI, ali CCl4 nije iako sadri 4 polarne CCl veze jer su one u prostoru simetrino rasporeene (tetraedar), CO je polarna molekula a CO2 nije; H2O i NH3 su polarne jer su oko sredinjeg atoma osim atoma vodika rasporeeni i slobodni elektronski parovi pa raspored nije simetrian (a analogno tome i SO2, ali XeF4 je nepolarna jer su i elektronski parovi simetrini...); sve dvoatomne molekule osim onih elementarnih tvari su oito polarne kovalentni spoj = spoj koji sadri samo kovalentne veze ionski spoj spoj koji sadri samo ionske veze! vieatomni ioni (NH4+, OH, SO42, PO43, Cr2O72, CH3COO...) unutar sebe su povezani kovalentnim vezama, a s drugim ionima ionskom vezom npr. NH4ClO4 se sastoji od NH4+ i ClO4 iona te jedna formulska jedinka sadri jednu ionsku i 11 kovalentnih veza (4 NH, 3 Cl=O i 1 ClO) metalna veza je veza iskljuivo meu atomima metala istovrsnim ili raznovrsnim (legure) ionsku vezu tvore atomi koji se meusobno jako razlikuju po elektronegativnosti (tipino metalnemetal meusobno jako udaljeni u periodnom sustavu), a kovalentnu istovrsni atomi i atomi koji se meusobno manje razlikuju po elektronegativnosti (tipino dva nemetala ili nemetalelektronegativni metal) granica izmeu ionskih i kovalentnih spojeva nije vrsta (to je razlika elektronegativnosti veda spoj je vie ionski, potpuno kovalentne su samo molekule elementarnih tvari, a potpuno ionski spojevi ne postoje), svrstavaju se po svojstvima, orijentacijskom priblinom granicom moe se smatrati razlika elektronegativnosti 1,9

drzavna-matura.com

26

najvanije razlike u svojstvima vedine spojeva kovalentni talita (i vrelita) niska ionski visoka metalivelik raspon, uglavnom via nego kovalentni a nia nego ionski

elektrina vodljivosttopljivost u vodi (i polarnim otapalima)

slabaslaba za molekule koje nisu jako polarne

dobra u talinama i vodenim otopinama uglavnom dobra

dobrapraktiki nikakva (kemijska reakcija otapanje)

topljivost u nepolarnim otapalima (npr. kloroform)

uglavnom dobra

uglavnom slaba

praktiki nikakva (kemijska reakcija otapanje)

jakost ionske veze moe se predvidjeti po formuli

gdje je k konstanta proporcionalnosti, q1 i q2 naboji iona a r minimalni razmak meu njima (zbroj njihovih polumjera), dakle ionska veza je jaa meu manjim ionima vedeg naboja (npr. jaa je u MgO nego u NaCl, u NaCl nego u KI... utjecaj naboja je znaajniji nego utjecaj polumjera) to je ionska veza jaa, to su talita spojeva via jakost kovalentne veze: takoer su krade veze (manji zbroj polumjera) jae; trostruke veze su jae (i krade) od dvostrukih a dvostruke od jednostrukih talita i vrelita kovalentnih spojeva NE ovise o jakosti kovalentne veze nego o jakosti meumolekulskih privlaenja (koja ovise o polarnosti) i masi molekula via talita i vrelita imaju polarniji spojevi i spojevi vede molarne mase kovalentna veza je usmjerena u prostoru, a ionska i metalna nisu ionski kristali = kristali ionskih spojeva kovalentni kristali kristali kovalentnih spojeva u kovalentnim kristalima je vrlo velik broj atoma meusobno povezan kovalentnim vezama vrlo velika tvrdoda, visoka talita primjeri kovalentnih kristala su malobrojni, najpoznatiji je dijamant (i grafit se najede tu ubraja, ali nije tipian kovalentni kristal jer ima slojeve slobodnih elektrona (kao u metalima, zato dobro vodi elektrinu struju) meu slojevima kovalentno vezanih atoma)

drzavna-matura.com

27

kristali vedine kovalentnih spojeva (i plemenitih plinova) nazivaju se molekulski i na okupu ih dre meumolekulska privlaenja (molekule nisu meusobno povezane kovalentnim vezama!) mala tvrdoda, niska talita (esto sublimiraju, npr. jod) osnovne vrste meumolekulskih interakcija (nisu prave veze! jer su mnogo slabije): vodikova veza, van der Waalsove sile, Londonove sile vodikova veza najjae meumolekulsko privlaenje, izmeu atoma vodika vezanog uz jako elektronegativni atom (O, N ili F) i drugog atoma vodika izmeu istovrsnim (npr. H2O, NH3, HF zato imaju via vrelita nego to bi se oekivalo prema analognim H2S, PH3, HCl; po dvije molekule karboksilnih kiselina se meusobno povezuju u dimere) ili raznovrsnim molekulama (npr. CH3CH2OHH2O zbog ega se etanol jako dobro mijea s vodom, NH3H2O zbog ega je amonijak jako topljiv u vodi...) ili meu razliitim dijelovima iste molekule (prvenstveno due organske molekule s vie funkcionalnih skupina, kao to su proteini; parovi nukleotida u DNA meusobno su povezani vodikovim vezama) van der Waalsove sile (dipoldipol interakcije) meu polarnim molekulama Londonove sile (inducirani dipolinducirani dipol interakcije) vrlo slaba privlaenja meu nepolarnim molekulama (i atomima plemenitih plinova) kad ih ne bi bilo, elementarni nemetali i nepolarne molekule mogli bi biti samo u plinovitom stanju

Zadaci 1. U kojem nizu estica su sve veze unutar njih kovalentne? A. BCl3, SiCl4, PCl3 B. NH4Br, N2H4, HBr C. I2, H2S, NaI D. Al, O3, As4 2. Veza izmeu kojeg od navedenih parova atoma ima najizraeniji ionski karakter? A. AlAs B. AlN C. AlSe D. AlO 3. Koja od navedenih dvoatomnih molekula sadri najkradu vezu?

drzavna-matura.com

28

A. N2 B. O2 C. F2 D. S2 4. Koja od navedenih estica sadri samo kovalentne veze? A. H2SO4 B. NH4NO3 C. NaOCl D. K2CrO4 5. Koji je toan redoslijed kad se molekule N2, O2, F2 poredaju po porastu jaine veze? A. N2, O2, F2 B. N2, F2, O2 C. O2, N2, F2 D. F2, O2, N2 6. Sve navedeno su osobine vedine ionskih tvari u vrstom stanju OSIM: A. visoka elektrina vodljivost B. visoko talite C. topljivost u vodi D. netopljivost u organskim otapalima 7. Na slici, koje veze su vodikove veze?

A. samo 1 B. samo 2 C. 1 i 3 D. 1, 2 i 3 8. Sva od navedenih svojstava tekudina povedavaju se porastom jakosti meumolekulskih sila, OSIM: A. vrelite

drzavna-matura.com

29

B. entalpija isparavanja C. tlak para D. viskoznost

Rjeenja 1. A 2. D 3. A 4. A 5. D 6. A 7. B 8. C

drzavna-matura.com

30

6 VSEPR teorija raspored kovalentno vezanih atoma u prostoru opisuje se pomodu VSEPR teorije (teorija odbijanja elektronskih parova valentne ljuske) osnovni raspored u prostoru ovisi o tome koliko je "stvari" vezano uz sredinji atom (pri emu je jedna "stvar" jedan atom (bez obzira je li veza jednostruka ili viestruka) ili jedan elektronski par ili jedan nespareni elektron) "stvari" se rasporeuju tako da budu to udaljenije jedna od druge (zamisliti kako bi se rasporedio takav broj jednakih balona zavezanih skupa) iza ravnine papira ispred ravnine papira u ravnini papirabroj "stvari" 1 prostorni oblik linearna

2

linearna

3

planarna

4

tetraedar

drzavna-matura.com

31

5

trostrana bipiramida

6

oktaedar

ako je jedna ili vie "stvari" elektronski par (ili nespareni elektron), za oblik koji u prostoru zauzimaju ostale "stvari" (atomi) postoji odreeni naziv, pa se svi mogudi rasporedi oko jednog sredinjeg atoma mogu prikazati (najbitnije strukture su uokvirene, a one koje nemaju praktino znaenje precrtane, dani su jednostavni primjeri za sve za koje postoje):broj "stvari" od toga el. parova (ili nesparenih elektrona)

0

1

2

3

4

1 linearna H2 HH 2 linearna BeCl2 linearna CN C N: He He:

drzavna-matura.com

32

3

planarna BCl3

planarna kutna SO2

linearna NO

4

tetraedar CH4

trostrana piramida

planarna kutna H2O

linearna HCl Ar

NH3

5 lintrostrana bipiramida

oblik ljuljake SF4

Toblik ClF3

linearna XeF2

earna

PCl5

drzavna-matura.com

33

6

linearna

oktaedar SF6

kvadratna piramida

planarna kvadratna

Toblik

ClF5

XeF4

VSEPR teorija kae da se meusobno najjae odbijaju slobodni elektronski parovi, a najslabije vezni elektronski parovi zbog toga se nevezni elektroni (slobodni elektronski parovi i nespareni elektroni) najprije smjetaju u meusobno to udaljenije poloaje (vidi npr. planarni kvadratni oblik), takoer iz istog razloga su kutevi meu neveznim elektronima te izmeu neveznog elektrona i vezanog atoma malo vedi od onih danih u prvoj tablici, a kao posljedica toga su kutevi meu atomima vezanim uz atom koji ima i nevezne elektrone malo manji od onih danih u prvoj tablici tone kuteve nije mogude samim time jednostavno predvidjeti, ali npr. za molekule koje potjeu iz tetraedra oni su priblino (ne treba znati brojke, nego poredak i uoiti da te razlike nisu osobito velike ali ni zanemarive):

Kako nacrtati prostornu strukturu? npr. HSO4 napisati Lewisovom simbolikom (pripisati svakom atomu njegov broj "tokica" tj. valentnih elektrona, smisleno povezati atome u molekulu (vodik je jednovalentan!, ugljik gotovo uvijek etverovalentan, sredinji atom je najede onaj koji je jedini takav i/ili onaj najvedeg atomskog broja), dodati odreeni broj elektrona anionu odnosno oduzeti kationu) O

H

O

S

O

drzavna-matura.com

34

O

odrediti koliko je "stvari" oko svakog atoma i koliko je od toga veza a koliko neveznih (parova) elektrona (osim za vodik jer za nj postoji samo jedna mogudnost), i prema tome odrediti prostorni raspored... S okruuju 4 veze tetraedar lijevi O dvije veze i dva nevezna para kao u molekuli vode, planarna kutna ostali O imaju po jednu vezu i dva ili tri nevezna para ako je samo jedna veza, raspored moe biti samo linearan ... i to jasnije ga nacrtati raznim vrstama crtica

Zadaci 1. Prema VSEPR teoriji, kod koje estice se svi njeni atomi nalaze u istoj ravnini? 1) CH3+ 2) CH3 A. samo 1 B. samo 2 C. i 1 i 2 D. ni 1 ni 2 2. Koja od navedenih estica ima isti prostorni oblik kao NH3?

drzavna-matura.com

35

A. SO32 B. CO32 C. NO3 D. SO3 3. Kad tvori kovalentne veze, koji od navedenih atoma moe imati vie od 8 valentnih elektrona? A. H B. N C. F D. Cl 4. U kojoj od navedenih estica sredinji atom nije okruen s tono 8 valentnih elektrona? A. BF4 B. NCl3 C. PCl4+ D. SF4 5. Koja tvrdnja je tona za najstabilniju Lewisovu strukturu CS2? A. Nema neveznih parova valentnih elektrona. B. Sve veze su dvostruke. C. Sredinji atom nema oktet valentnih elektrona. D. Sredinji atom je S. 6. Napii Lewisove i prostorne formule za: A. ClF3 B. ClF2+ C. ClF4

Rjeenja 1. A 2. A 3. D 4. D

drzavna-matura.com

36

5. B 6. prostorne (Lewisove mogu biti iste, samo zadnja s obinim crticama):

,

,

drzavna-matura.com

37

7 KRISTALNE STRUKTUREpreporuka: ne uiti napamet formule i brojeve, nego razumjeti i pamtiti izgled jedinine delije (ionako ju treba znati nacrtati)

oznake: r = polumjer atoma, a = duljina brida jedinine delije, d = a kocke, D = a jednog atoma

= plona dijagonala

= prostorna dijagonala kocke, V = volumen jedinine delije, Va = volumen

volumen kugle: Va = 4/3r3 (volumen atoma rauna se prema volumenu kugle) Z = broj atoma u jednoj deliji gustoda:

(Ar = relativna atomska masa, u = unificirana atomska jedinica mase, NA = Avogadrova konstanta, M = molarna masa) udio prostora koji zauzimaju atomi (Ks = koeficijent slaganja):

udio prazinina = 1 udio prostora koji zauzimaju atomi KB = koordinacijski broj (broj atoma kojima je atom okruen)

1) temeljni tipovi kristalnih struktura izgraenih od istovrsnih atoma a) kubina kristalna reetka volumen kocke: V = a3 i. jednostavna (primitivna)

drzavna-matura.com

38

sredita atoma nalaze se na vrhovima kocke, moe se smatrati da se susjedni atomi "dotiu" na bridovima kocke pa je: a = 2r svaki atom dijeli 8 susjednih delija pa je: Z = 1/8 8 = 1 svaki atom "dotie" 6 atoma pa je: KB = 6

ii. prostorno (volumno) centriranasredita atoma nalaze se na vrhovima kocke i u sreditu kocke, susjedni atomi se "dotiu" na prostornoj dijagonali pa je: 4r = D = a a = 4r/ svaki atom na vrhovima dijeli 8 susjednih delija, a atom u sredini pripada jednoj deliji pa je: Z = 1/8 8 + 1 = 2 svaki atom "dotie" 8 atoma pa je: KB = 8

iii. plono centriranasredita atoma nalaze se na vrhovima kocke i u sreditima strana kocke, susjedni atomi se "dotiu" na plonoj dijagonali pa je: 4r = d = a a = 4r/

=2

r

svaki atom na vrhovima dijeli 8 susjednih delija, a atom u sredini plohe pripada dvjema delijama pa je:

drzavna-matura.com

39

Z = 1/8 8 + 6 1/2 = 4 svaki atom "dotie" 12 atoma (4 u istoj ravnini, 4 gore i 4 dolje) pa je: KB = 12

b) heksagonska kristalna reetka volumen heksagonske prizme: V = Bc = 6a2 /4 c = a2c /2

susjedni atomi se "dotiu" na bridu baze prizme pa je: a = 2r jednaka gustoda slaganja kao i kod plono centrirane kubine, svaki atom "dotie" 6 atoma u istoj ravnini, 3 gore i 3 dolje pa je : KB = 12 Z = 21/2 + 261/6 + 3 = 6

plono centrirana kubina i heksagonska kristalna reetka se nazivaju "guste" jer imaju najvedi (jednaki) koeficijent slaganja (najvedi koordinacijski broj, takoer) 2) temeljni tipovi struktura binarnih spojeva kubina kristalna reetka (V = a3) A = anion, K = kation anion i anion odnosno kation i kation se u kristalnoj reetki meusobno ne "dotiu" (istovrsni naboji se odbijaju) nego se uvijek "dotiu" anion i kation (naboji razliitog predznaka se privlae) Z = broj formulskih jedinki u jednoj deliji struktura CsCl

drzavna-matura.com

40

kad su anion i kation priblino jednake veliine, reetka se sastoji od dviju primitivnih reetaka "uguranih" jednu u drugu tako da su ioni jedne u sreditima delija druge; anion i kation se "dotiu" na prostornoj dijagonali D=a

= 2r(A) + 2r(K)

Z = 1 = 1A + 1K KB = 8 struktura NaClkad je kation znatno manji od aniona, reetka se sastoji od dviju plono centriranih reetaka "uguranih" jednu u drugu tako da su ioni jedne izmeu iona druge; anion i kation se "dotiu" na bridu a = 2r(A) + 2r(K)

Z = 4 = 4A + 4K KB = 6

Zadaci 1. Radioaktivni metal polonij kristalizira po tipu primitivne kubine strukture. Polumjer atoma Po je 190 pm. Izraunaj: a. duljinu brida elementarne delije; b. gustodu polonija. 2. Kristalna struktura molibdena je karakterizirana volumno centriranom kockom. Polumjer atoma Mo je 136 pm. Izraunaj: a. duljinu brida elementarne delije; b. gustodu molibdena; c. udio praznog prostora u kristalu molibdena.

drzavna-matura.com

41

3. Eksperimentalno je ustanovljeno: gustoda nikla je 8.9 g/cm3, polumjer atoma nikla 0.125 nm, a duljina brida kubine kristalne reetke nikla 0.353 nm. Odredi tip kubine kristalne reetke nikla (jednostavna, plono centrirana, volumno centrirana). 4. Kristalna struktura kobalta opisana je gustom heksagonskom slagalinom. Duljina stranice baze elementarne delije kobalta iznosi 250,1 pm, a gustoda 8,85 g/cm 3. Koliki je osni omjer c/a? 5. Srebrov klorid, AgCl, kristalizira po tipu reetke NaCl. Gustoda AgCl je 5,57 g cm3. Izraunaj: a) duljinu brida elementarne delije AgCl b) najmanju udaljenost izmeu sredita iona Ag+ i Cl. 6. Talijev(I) klorid, TlCl, kristalizira po tipu reetke CsCl. Najmanja udaljenost izmeu sredita Tl+ i Cl iona je 333 pm. Izraunaj: a) duljinu brida delije TlCl; b) gustodu talijevog(I)klorida izraenu u g cm3.

Rjeenja 1. a) 380 pm, b) 6.32 g/cm3 2. a) 314 pm, b) 10.3 g/cm3, c) 32% 3. Z = 4 plono centrirana 4. 1.63 5. a) 555 pm, b) 278 pm 6. a) 384 pm, b) 7,03 g cm3

drzavna-matura.com

42

8 ELEKTROKEMIJAsve reakcije u elektroliznim i galvanskim lancima su redoksreakcije Katoda Redukcija Anoda Oksidacija (uvijek i u elektrolizi i u galvanskim lancima!) u elektrolizi: kationi putuju prema katodi (pozitivni su pa trebaju primiti elektrone katoda je negativna elektroda pa privlai pozitivne katione), anioni prema anodi (negativni su pa trebaju otpustiti elektrone anoda je pozitivna elektroda pa privlai negativne anione) elektroliza vode: A(+): 2H2O O2 + 4e + 4H+ K(): 2H2O + 2e H2 + 2OH /2 6H2O 2H2 + O2 + 4OH + 4H+ 4H2O 2H2O(l) 2H2(g) + O2(g) pri elektrolizi vodene otopine kiseline (npr. H2SO4) ili luine (npr. NaOH) ne mogu nastati "suprotni" ioni (OH u kiselom, H+ u lunatom), nego umjesto toga na toj elektrodi reagira "vodeni" dio kiseline ili luine: za kiselinu: K: 2H+ + 2e H2 za luinu: A: 4OH O2 + 4e + 2H2O (druga polureakcija i ukupna reakcija su iste kao za elektrolizu vode) elektroliza vodenih otopina kationa alkalijskih i zemnoalkalijskih metala (i aluminija) i sloenih (vieatomskih) aniona je zapravo elektroliza vode na onoj elektrodi na kojoj bi se pri elektrolizi taline iste tvari izluivala tvar koja potjee iz nekog od tih iona, umjesto toga se izluuje vodik (katoda) odnosno kisik (anoda) primjeri:elektroliza vodene otopine: Na2SO4(aq) AlCl3(aq) Cu(NO3)2(aq) produkti na katodi H2, OH H2, OH Cu(s) produkti na anodi O2, H+ Cl2(g) O2, H+

zato treba uvijek paziti za elektrolizu, osobito halogenida (npr. NaCl, KI, AlBr3...), radi li se o talini ili o vodenoj otopini!

drzavna-matura.com

43

standardni redukcijski potencijal (E) znai da je odreen za reakciju redukcije to je pozitivniji, redukcija je spontanija (ako je pozitivan, redukcija je spontanija od redukcije vodika, to znai dogaa se u vodenoj otopini, a ako je negativan, redukcija se ne dogaa u vodenoj otopini nego se umjesto toga reducira vodik (elektroliza vode!)); za oksidaciju (reakciju u obrnutom smjeru) mu treba obrnuti predznak Voltin niz ( = elektrokemijski niz = niz standardnih redukcijskih potencijala metala): kationi alkalijskih metala (od donjih najreaktivnijih prema gornjima) || zemnoalkalijskih metala || || aluminija i nekih prijelaznih metala (cink, kadmij, krom...) 0 (H+) kationi "poluplemenitih" i "plemenitih" metala (redom najvaniji primjeri): Cu2+, Ag+, Pd2+, Pt2+, Au3+ + reaktivniji metali se "bolje osjedaju" u "izreagiranom" (ionskom) obliku, a manje reaktivni u metalnom reaktivniji metal (s manjim redukcijskim potencijalom) "istiskuje" manje reaktivan (s vedim redukcijskim potencijalom) iz otopine njegovih iona (npr. ako se bakrena ica stavi u otopinu srebrova nitrata, na ici se izluuju "pahuljice" srebra, a otopina poplavi od Cu2+ iona) pri emu zbog kretanja elektrona nastaje elektrina struja ako se uzme po komad oba metala i poveu vodiem (metalna ica) i elektrolitskim mostom (otopinom ili gelom koji provode elektrinu struju jer sadre ione) da se zatvori strujni krug (to je galvanski lanak) procesi u galvanskim lancima su obrnuti od procesa u elektrolizi: u elektrolizi elektrina struja daje energiju za nespontane procese (E negativan), a u galvanskim lancima spontani procesi (E pozitivan) uzrokuju elektrinu struju i elektrode su obrnute nego u elektrolizi: katoda je pozitivna, anoda je negativna elektroni putuju kroz icu (vodi I. reda) od anode (gdje nastaju oksidacijom) do katode (gdje su potrebni za redukciju), a kroz elektrolitski most (vodi II. reda) anioni putuju u suprotnom smjeru da bi obje otopine ostale neutralne prikazi galvanskog lanka (na primjeru Daniellijevog lanka): jednadbe polureakcija: A(): Zn(s) 2e + Zn2+(aq)

drzavna-matura.com

44

K(+): Cu2+(aq) + 2e Cu(s) zbirna jednadba reakcije: Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s) shematski prikaz: Zn(s)|Zn2+(aq)||Cu2+(aq)|Cu(s) (pie se slijeva nadesno redom kako putuju elektroni, dakle od onog to se oksidira preko onog u to se oksidira preko onog to se reducira do onog u to se reducira; jednostruke crte oznaavaju granice izmeu elektroda i otopine a dvostruka elektrolitski most) skica (crte):

V = voltmetar; ako je umjesto V izvor elektrine struje (

), onda je to elektrolizni

lanak i smjerovi kretanja e i aniona te naboji elektroda su obrnuti, sve ostalo jednako

(za raunanje u elektrokemiji pogledati Mjerne jedinice, veliine i formule cVII. i XIII.)

Zadaci 1. Tijekom elektrolize taline soli, kationi se kredu prema A. anodi i reduciraju B. anodi i oksidiraju C. katodi i reduciraju D. katodi i oksidiraju 2. Koja reakcija se zbiva na katodi tijekom elektrolize vodene otopine KCl? A. K+(aq) + e K(s) B. 2H2O(l) + 2e H2(g) + 2OH(aq)

drzavna-matura.com

45

C. 2Cl(aq) Cl2(g) + 2e D. 2H2O(l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e 3. Tona/e tvrdnja/e o galvanskim lancima je(su): 1) oksidacija se odvija na anodi 2) elektroni se kredu od katode prema anodi A. samo 1 B. samo 2 C. i 1 i 2 D. ni 1 ni 2 4. U elektrokemijskim lancima katoda je uvijek elektroda na kojoj: A. se odvija oksidacija. B. se odvija redukcija. C. nastaju pozitivni ioni. D. nastaju negativni ioni. 5. Na broj molova metala izluenog tijekom elektrolize utjee sve navedeno OSIM: A. jakost struje B. vremensko trajanje elektrolize C. naboj iona D. molarna masa 6. Tijekom elektrolize razrijeene vodene otopine sumporne kiseline, to nastaje na anodi? A. vodik B. sumporovodik C. kisik D. sumporov dioksid 7. Koji od navedenih metala je najreaktivniji? A. srebro B. olovo C. eljezo D. cezij

drzavna-matura.com

46

8. Provodi se elektroliza vodene otopine NaI koncentracije 1.0 mol/dm3 s dodatkom fenolftaleina i kroba. A. Napii jednadbe polureakcija na: i. anodi ii. katodi B. Opii to se moe opaziti (vizualno) uz: i. anodu ii. katodu C. Ako struja od 0.200 A protjee kroz 25.0 mL otopine 90.0 minuta, izraunaj mnoinu svakog nastalog produkta. 9. Galvanski lanak temelji se na polureakcijama: Cr3+ + 3e Cr E = 0.744 V Ni2+ + 2e Ni E = 0.236 V A. Napii i izjednai jednadbu ukupne reakcije koja se odvija u tom lanku. B. Izraunaj standardni potencijal lanka. C. Kojoj se elektrodi tijekom rada lanka povedava masa i zato?

Rjeenja 1. C 2. B 3. A 4. B 5. D 6. C 7. D 8. a) i. 2I I2 + 2e; ii. 2H2O + 2e H2 + 2OH b) i. plavo obojenje (zbog reakcije joda sa krobom); ii. ruiasto obojenje (fenolftalein zbog nastanka OH), mjehuridi pina (H2) c) n(I2) = 5.6103 mol, n(H2) = 5.6103 mol, n(OH) = 1.12102 mol 9. a) 3Ni2+(aq) + 2Cr(s) 2Cr3+(aq) + 3Ni(s); b) 0.508 V; c) katodi, jer se na njoj izluuje metalni nikal

drzavna-matura.com

47

drzavna-matura.com

48

9 RAUNANJE U KEMIJI: MJERNE JEDINICE, VELIINE I FORMULEi. pretvaranje mjernih jedinica

(nain pretvaranja mjernih jedinica koji se uglavnom ne ui u naim kolama, a mnogima bi mogao biti jednostavniji (ista stvar, malo drukiji pristup)) mjerne jedinice pri raunanju moemo tretirati isto kao nepoznanice u jednadbi (i jedno i drugo su slova ) moemo ih mnoiti, potencirati i dijeliti (kratiti), a zbrajati i oduzimati moemo samo iste s istima npr. 1.000 kg + 1 g = 1000 g + 1 g = 1001 g 1.00 mol + 1.00 L ne moemo zbrojiti, nego ih treba pomodu ostalih podataka u zadatku prvo pretvoriti, npr. ako se radi o plinu 1.00 mol + 1.00 L / 22,4 Lmol1 = 1.00 mol + 0.04 mol = 1.04 mol za pretvaranje mjernih jedinica moemo napisati definicijsku jednakost, npr. 1 min = 60 s 1 pm = 1012 m iz koje moemo napraviti razlomke

kojima (jer su jednaki 1) moemo bilo to mnoiti, mnoimo tako da se odgovarajude jedinice pokrate:

isto moemo postupati i sa sloenim jedinicama: 1) 1 km = 1000 m, 1 h = 3600 s

drzavna-matura.com

49

2) 1 kg = 103 g, 1 m3 = 106 cm3

mogu se napisati i jednakosti kao to su 1 mol = 6.022 1023 (estica) 1 mol H2O = 18.02 g H2O 1 mol plina = 22.4 L plina (koriteno u jednom od poetnih primjera) ... i pomodu njih provesti itavi rauni, ali vedinom je preporuljivije raunati s veliinama a brojeve i pripadajude jedinice uvrstiti tek u konani izraz jer je tako manje pisanja uvijek s brojevima uvrtavati i mjerne jedinice (a ne ih napisati tek uz rezultat, to se onda esto i zaboravi, a na tome se gube bodovi!) to je najbolja kontrola za mogude zabune!

ii.

veliine koje je potrebno poznavatijedinice

temeljne SI veliine

duljina (l) masa (m) vrijeme (t) jakost elektrine struje (I) temperatura (T) koliina tvari (n)

metar (m) kilogram (kg) sekunda (s) amper (A) stupanj (K) mol (mol)

ostale veliine

jedinice

drzavna-matura.com

50

povrina (S) volumen (V) gustoda () tlak (p) naboj (q) napon ili elektrini potencijal (U ili E) energija, toplina, entalpija ili rad (E, Q, H, W) relativna atomska masa (Ar) relativna molekulska masa (Mr) molarna masa (M) molarni volumen plina (Vm) maseni udio (w) mnoinski udio (x) volumni udio () mnoinska koncentracija (c) masena koncentracija () molalnost (b)

m2 m3 kg/ m3 (ili ede g/ cm3) paskal Pa = kg/ m s2 kulon C = As volt V = kg m2 / A s3 dul J = kg m2/ s2 = Pa m3

g/ mol L/ mol

mol/ dm3 g/dm3 mol/ kg

prefiks

oznaka

red veliine

piko nano mikro mili centi deci deka hekto kilo mega

p n m c d da h k M

1012 109 106 103 102 101 101 102 103 106

drzavna-matura.com

51

iii.

bitne formule

(uz ispit su dane konstante i periodni sustav, ali ne i formule, ali pametnom upotrebom broj formula koje se mora pamtiti moe biti vrlo mali) I. opda plinska jednadba (opda jednadba stanja idealnog plina)

nije potrebno pamtiti plinske zakone, oni se svi lako mogu izvesti iz opde plinske jednadbe tj. sve to se moe izraunati pomodu njih moe se i pomodu opde plinske jednadbe iz opde plinske jednadbe i izraza za mnoinsku koncentraciju lako se moe izvesti izraz za osmotski tlak (p=icRT) pa ni njega nije potrebno posebno pamtiti (samo uoiti da je bitan i faktor disocijacije i kao i za ostala koligativna svojstva) paziti da je J (dio mjerne jedinice za R) = Pa m3, a koncentracija je obino zadana u mol/dm3 odnosno volumen u dm3 ili cm3 pa treba pretvoriti jedinice! (takoer tlak moe biti zadan u kPa ili hPa) II. odnos mnoine i drugih veliina

(zadnji izraz je izveden iz izraza za mnoinsku koncentraciju pa ga nije potrebno tu pamtiti) III. gustoda

IV.

mnoinska i masena koncentracija

c=mnoinska koncentracija, n=mnoina otopljene tvari, V=volumen otopine

=masena koncentracija, m=masa otopljene tvari, V=volumen otopine (ne pobrkati s formulom za gustodu! koja je motopine/ Votopine) V. molalnost

drzavna-matura.com

52

motapalamotopine osim za vrlo razrijeene otopine u kojima je masa otopljene tvari zanemarivo mala (najede najmanje 103 puta manja od mase otapala) paziti na grame/kilograme! VI. snienje talita i povienje vrelita

i=faktor disocijacije (broj estica koje u otopini nastaju disocijacijom 1 estice otopljene tvari, za molekulske tvari je jednak 1 a za jednostavne ionske tvari je jednak broju iona od kojih se forumulska jedinka sastoji) b=molalnost K=Kf=krioskopska konstanta za snienje talita K=Kb=ebulioskopska konstanta za povienje vrelita (formule su potpuno iste, samo treba znati da se T od talita oduzima a vrelitu dodaje) VII. Faradayevi zakoni elektrolize

prvi Faradayev zakon elektrolize

q=naboj, I=jakost elektrine struje, t=vrijeme z=broj elektrona u jednadbi polureakcije u kojoj nastaje 1 estica tvari ija se mnoina uvrtava n=mnoina F=Faradayeva konstanta (zgodno je znati da je F=NAe umnoak Avogadrove konstante i elementarnog naboja e=1.6021019 C, po emu formula postaje logina: ukupni preneseni naboj = naboj jednog elektrona broj elektrona koji sudjeluju u reakciji) drugi Faradayev zakon elektrolize: ako se elektroliza provodi u dva ili vie serijski spojenih elektrolizera, mnoine tvari izluene na elektrodama istom mnoinom elektriciteta odnose se obrnuto proporcionalno broju izmijenjenih elektrona u reakcijama:

drzavna-matura.com

53

(moe se izvesti iz prvog zakona) VIII. iskoritenje

(umjesto mnoine moe i masa ili volumen i sl.) IX. udjeli maseni, mnoinski i volumni

za volumni () i mnoinski (x) udio je potpuno isto samo umjesto masa volumeni (V) odnosno mnoine (n) X. reakcijska entalpija = entalpija stvaranja produkata entalpija stvaranja reaktanata

ovo se ak ni ne mora nazvati formulom jer je logino ako se "nestajanje" reaktanata shvati kao njihovo odstvaranje (suprotan proces od stvaranje) pa se zato mijenja predznak njihovih entalpija paziti na mnoenje entalpije stvaranja svake tvari sa stehiometrijskim koeficijentom (to je broj koji pie ispred estice u jednadbi) te tvari u jednadbi rekacije za koju se rauna entalpija! (entalpije stvaranja su zadane za 1 mol tvari (to se vidi jer je jedinica kJ/mol), ako ne pie drukije) Hessov zakon (izraunavanje reakcijske entalpije iz reakcijskih entalpija drugih reakcija): jednadbe reakcija mogu se tretirati kao matematike jednadbe mnoiti i dijeliti brojevima tako da se pomnoi ili podijeli svaki stehiometrijski koeficijent u jednadbi, ako se mnoi ili dijeli negativnim brojem reaktanti i produkti se meusobno zamijene; namjestiti tako da se pri zbrajanju zadanih jednadbi pokrate sve tvari osim onih koje su u jednadbi za koju treba izraunati entalpiju (iste tvari koje se pri zbrajanju jednadbi nalaze sa suprotnih strana strelice se krate odnosno oduzimaju); pomnoiti sve reakcijske entalpije istim brojevima kojima su pomnoene odgovarajude jednadbe te i njih zbrojiti; najpreglednije je sve pisati u "tablicu"jednadba 1 + jednadba 2 jednadba za koju treba izraunati entalpiju \A \B reakcijska entalpija za jednadbu 1 reakcijska entalpija za jednadbu 2 \A \B

reakcijska entalpija za jednadbu za koju treba izraunati entalpiju

drzavna-matura.com

54

(A i B su cijeli brojevi ili razlomci, pozitivni ili negativni) paziti na agregatna stanja (pisati ih), ista tvar u razliitom agregatnom stanju u termokemiji nije ista! (postoje reakcijske entalpije taljenja, isparavanja itd. a standardne entalpije se odnose na standardna stanja tj. stanja u kojima su tvari pri "normalnim" (sobnim) uvjetima) XI. pH vrijednost je logaritam ravnotene koncentracije vodikovih iona pomnoen s 1

paziti da se uvrtava koncentracija H+ u mol/dm3 a ne s nekom drugom mjernom jedinicom obrat (izraunavanje koncentracije H+ iz pH): [H+] = 10pH mol/dm3 (treba pamtiti samo u sluaju apsolutnog nepoznavanja logaritama iz matematike, ali u tom sluaju je bolje poraditi na matematici) isto tako i pOH i pK (p znai logaritam pomnoen s 1)

Kw je ionski produkt vode = konstanta ravnotee za reakciju H+ + OH H2O pomnoena s [H2O] XII. konstanta ravnotee (po koncentraciji tvari u ravnotenom stanju) xX + yY + ...

aA + bB + ...

A, B, ... su reaktanti, X, Y, ... produkti u jednadbi, a, b, ..., x, y, ... njihovi stehiometrijski koeficijenti formula je logina jer je Kc veda to u ravnotei ima vie produkata, a manja to ima vie reaktanata svakako pisati mjerne jedinice uz koncentracije jer koncentracijska konstanta ima svoju jedinicu! XIII. razlika potencijala (galvanskog lanka)

logika: E je standardni redukcijski potencijal, dakle napisan je za redukciju, pa ostaje istog predznaka za reaktant koji se u reakciji reducira (prima elektrone), a mijenja predznak za reaktant koji se oksidira (otputa elektrone)

drzavna-matura.com

55

ako se trai moguda reakcija, E mora biti pozitivno tj. to vede za to bolju reakciju! XIV. masa atoma (ili molekule) = relativna atomska (ili molekulska) masa unificirana atomska jedinica mase

Primjer pametnog baratanja formulama izraunavanje molalnosti (b) vodene otopine odreene tvari iz poznate mnoinske koncentracije (c) i gustode () te otopine pogleda se postoji li jo neki "skriveni" zadani podatak: poznato je o kojoj se tvari radi, dakle mogu se iz periodnog sustava oitati relativne atomske mase i izraunati molarna masa tvari, M (a moe se, dakako, izraunati i molarna masa vode, ali to nam u ovom sluaju nije potrebno) zapiu se formule za sve to je poznato: (tvar = otopljena tvar, da bi bilo krade, za c se podrazumijeva da je koncentracija otopljene tvari u otopini)

(uokvireno je samo da se lake vidi to je u tim formulama poznato) zapie se formula za ono to je nepoznato:

gleda se to se u formuli za nepoznato moe zamijeniti izrazom iz formule za poznato, ili uz malo zdravorazumske logike preobliiti tako da se moe zamijeniti, i ponavlja taj postupak, uz matematiko sreivanje izraza (kradenje, rjeavanje dvojnih razlomaka), dok se ne doe do konanog izraza u kojem je sve to treba uvrstiti poznato:

drzavna-matura.com

56

(obino ima vie mogudnosti za redoslijed zamjena i sve su ispravne dokle god daju smislen konani izraz) (paziti to se odnosi na otapalo a to na otopinu, to na sastojak a to na smjesu i sl.) u konani izraz uvrste se brojevi s mjernim jedinicama (uz po potrebi odgovarajude pretvaranje) ako je neto krivo, vjerojatno de se vidjeti po tome to se jedinice nede dobro pokratiti i izrauna bez panike: moda izgleda teko, ali uz malo vjebe nije preteko, a jednom kad se uvjeba ovakav tip izvoenja i dobro poznaju sve osnovne formule (s razumijevanjem to koje slovo u njima znai!), moe se pomodu njih izraunati jako puno tipova zadataka, a nije vjerojatno da de ita biti osjetno tee od ovog primjera

Primjer za Hessov zakon Iz reakcijskih entalpija za reakcije: C(s) + O2(g) CO2(g) rH1 = 393 kJ mol1 rH2 = 283 kJ mol1

CO(g) + 1/2O2(g)

CO2(g)

izraunamo reakcijsku entalpiju za reakciju: C(s) + 1/2O2(g) CO(g)393 kJ mol1 \ (1) 283 kJ mol1 \ (1)

C(s) + O2(g)

CO2(g) CO2(g)

+ CO(g) + 1/2O2(g)

drzavna-matura.com

57

C(s) + 1/2O2(g)

CO(g)

?

C(s) + O2(g) + CO2(g)

CO2(g) CO(g) + 1/2O2(g) CO(g)

393 kJ mol1 283 kJ mol1 110 kJ mol1

C(s) + 1/2O2(g)

Primjer odreivanja empirijske formule Maseni udio ugljika u spoju je 14.29%, kisika 57.14%, vodika 1.190%, a ostalo je natrij. Odredi empirijsku formulu spoja. izraunamo maseni udio "ostalog": w(Na) = 100% 14.29% 57.14% 1.19% = 27.38% empirijska formula pokazuje najmanji odnos brojnosti razliitih atoma a ne njihovih masa pa treba masene udjele "prevesti" na mnoine, to je najlake uiniti tako da se zamisli uzorak od 100 g u njemu ima onoliko grama svakog elementa koliki je postotak njegov maseni udio (m(sastojak)=w(sastojak)m(ukupno)) dijeljenjem s molarnom masom (n=m/M) elementa izrauna se mnoina svakog elementa i one se postave u meusobni omjer:

podijeli se svaki lan omjera s najmanjim lanom (u ovom sluaju s 1.181)

ako se dobiju lijepi cijeli brojevi ili ovako neto vrlo slino cijelim brojevima (ne moraju biti tono cijeli brojevi! jer je mogude da su sastavljai zadatka koristili molarne mase na drukiji broj znamenaka, pogreke zbog zaokruivanja i sl.), super, ako ne, mnoe se svi lanovi istim cijelim brojem tako da se dobiju najmanji mogudi cijeli brojevi (koeficijenti u empirijskoj formuli su uvijek najmanji mogudi cijeli brojevi) i napokon: C : O : H : Na = 1 : 3 : 1 : 1 empirijska formula: CO3HNa = (presloimo u smisleni redoslijed) = NaHCO3

Razrjeivanje otopina kiseline (ili luine ili nekog iona) vodom

drzavna-matura.com

58

bududi da se dodaje samo ista voda, u kojoj nema kiseline, konana otopina sadri jednaku mnoinu kiseline kao i poetna otopina pa moemo pisati (kroz cijeli primjer indeks 1 se odnosi na poetnu, a 2 na konanu otopinu):

upotrijebimo formulu za vezu mnoine i mnoinske koncentracije:

pa je:

konani volumen je zbroj poetnog volumena i volumena dodane vode pa je:

iz ega se moe dobiti bilo poetna koncentracija, bilo konana koncentracija, bilo poetni volumen, bilo volumen vode koji je potrebno dodati (odnosno iz toga konani volumen), ovisno to se trai a to je zadano (za kombiniranje s masenom koncentracijom i drugim veliinama vidi Primjer pametnog baratanja formulama)

Mijeanje kiseline i luine Pomijea se 50 mL sumporne kiseline koncentracije 0.10 mol/dm3 i 170 mL natrijeve luine koncentracije 0.03 mol/dm3. Koliki je pH dobivene otopine? napisati jednadbu kemijske reakcije H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O iz jednadbe oditati odnose mnoina kiseline i luine koje meusobno reagiraju (omjer stehiometrijskih koeficijenata)

izraunati mnoine iz zadanih veliina

pogledati to se u reakciji posve potroi, a ega preostaje

drzavna-matura.com

59

sa 0.0050 mol H2SO4 bi reagiralo 2 0.0050 mol = 0.010 mol NaOH vie nego to ima, znai sav NaOH reagira s 0.0051 mol NaOH bi reagiralo 1/2 0.0051 mol = 0.0026 mol H2SO4 preostaje 0.0050 mol 0.0026 mol = 0.0024 mol H2SO4 izraunati ukupni volumen! V = V(NaOH) + V(H2SO4) = 50 mL + 170 mL = 220 mL = 0.220 dm3 izraunati koncentraciju preostalih H+ ili OH iona (mnoina preostale kiseline ili luine broj H+ ili OH iz jedne molekule kiseline ili luine / ukupni volumen)

iz toga izraunati pH ili pOH, a onda iz pH + pOH = 14 po potrebi i ono drugo pH=log(0.022)=1.6 *napomena: postupak vrijedi samo ako je zavrna c(H+) ili c(OH) koja se dobije veda od otprilike 105 mol/dm3 i ako su koncentracije kiseline i luine dovoljno male da se moe zanemariti volumen vode nastale neutralizacijom, ali takvi bi na ovoj razini trebali biti svi zadaci

Zadaci 1. Ako se zagrijavanjem iz 1.50 g H2C2O42H2O istjera sva kristalna voda, koliko bezvodne H2C2O4 preostane? A. 0.34 g B. 0.92 g C. 1.07 g D. 1.50 g 2. Koliko ima atoma vodika u 3.4 g C12H22O11? A. 6.01023 B. 1.31023 C. 3.81022 D. 6.01021 3. Koliko je mililitara HCl koncentracije 8.00 mol/dm3 potrebno za pripremu 150 mL HCl koncentracije 1.60 mol/dm3?

drzavna-matura.com

60

A. 30.0 mL B. 24.0 mL C. 18.8 mL D. 12.0 mL 4. Analizom je ustanovljeno da je maseni udio magnezija u spoju 21.8%, fosfora 27.7%, a ostalo je kisik. Koja je empirijska formula tog spoja? A. MgPO2 B. MgPO3 C. Mg2P2O7 D. Mg3P2O8 5. Amonijak se dobiva prema sljededoj jednadbi: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Ako se kad 0.5 mol N2 reagira s 0.5 mol H2 dobije 0.25 mol NH3, koliko je iskoritenje reakcije? A. 75% B. 50% C. 33% D. 25% 6. Koja je standardna entalpija stvaranja MgO(s) ako se dok pri standardnim uvjetima gorenjem magnezija nastane 20.15 g MgO(s) oslobodi 300.9 kJ energije? A. 601.8 kJmol1 B. 300.9 kJmol1 C. +300.9 kJmol1 D. +601.8 kJmol1 7. Koliki je pH otopine KOH koncentracije 0.025 mol/dm3? A. 1.60 B. 3.69 C. 10.31 D. 12.40 8. Razlika potencijala lanka na slici pri standardnim uvjetima je:

drzavna-matura.com

61

A. 0.28 V B. 0.76 V C. 1.32 V D. 2.36 V 9. Oksid mangana sadri 2.29 g mangana po gramu kisika. Koja je empirijska formula tog oksida? A. MnO B. MnO2 C. Mn2O3 D. MnO3 10. Koji je razlomak jednak masenom udjelu duika u amonijevom dihidrogenfosfatu? A. 14 / 115 B. 28 / 115 C. 28 / 132 D. 14 / 210 11. Etanol gori u suviku kisika, pri emu nastaje ugljikov dioksid i voda prema sljededoj izjednaenoj jednadbi: C2H5OH(g) + 3O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(g) Koja od ponuenih vrijednosti je najblia volumenu CO2(g) koji nastaje izgaranjem 0.25 mol C2H5OH(g) pri 200K i 105Pa? A. 5 L B. 8 L C. 10 L D. 15 L

drzavna-matura.com

62

12. Koliki je ukupni broj atoma u 1.0 g HOOC(CH2)4COOH? A. 20 B. 4.11021 C. 8.21022 D. 7.21024 13. Oksalna kiselina, H2C2O4, reagira s permanganatnim ionom prema sljededoj izjednaenoj jednadbi: 5H2C2O4(aq) + 2MnO4(aq) + 6H+(aq) 2Mn2+(aq) + 10CO2(g) + 8H2O(l) Koliko je mililitara otopine KMnO4 koncentracije 0.0154 mol/dm3 potrebno za reakciju s 25.0 mL otopine H2C2O4 koncentracije 0.0208 mol/dm3? A. 13.5 mL B. 18.5 mL C. 33.8 mL D. 84.4 mL 14. Prema reakciji 2N2H4(l) + N2O4(l) 3N2(g) + 4H2O(g) H = 1078 kJ

koliko se energije oslobodi tijekom nastanka 140 g N2(g)? A. 1078 kJ B. 1797 kJ C. 3234 kJ D. 5390 kJ 15. Prema podacima u tablici izraunaj E0 za reakciju Ga(s) + 3Tl+(aq) 3Tl(s) + Ga3+(aq)

A. 0.479 V B. 0.193 V C. 0.193 V D. 0.479 V

drzavna-matura.com

63

16. Komad metalnog nikla uronjen je u otopinu koja sadri Pb2+(aq) (c=1.0 mol/dm3) i Cd2+(aq) (c=1.0 mol/dm3). Prema standardnim redukcijskim potencijalima u tablici, odvijat de se koja/e reakcija/e? 1) Ni(s) + Pb2+(aq) Pb(s) + Ni2+(aq) 2) Ni(s) + Cd2+(aq) Cd(s) + Ni2+(aq)

A. samo 1 B. samo 2 C. i 1 i 2 D. ni 1 ni 2 17. Maseni udio duika u (N2H5)2SO4 je: A. 10.8 % B. 17.3 % C. 34.5 % D. 51.2 % 18. Koliko ima molekula ozona u 3.20 g O3? A. 4.0 1022 B. 6.0 1022 C. 1.2 1023 D. 6.0 1023 19. Silicijev karbid, SiC, dobiva se zagrijavanjem SiO2 i C na visoke temperature, prema jednadbi: SiO2 (s) + 3C(s) SiC(s) + 2CO(g) Koliko bi se najvie grama SiC moglo dobiti iz 2.00 g SiO2 i 2.00 g C? A. 1.33 B. 2.26 C. 3.59 D. 4.00

drzavna-matura.com

64

20. Iz 7.66 g hidratiziranog natrijevog sulfata, Na2SO4 xH2O, dobije se 4.06 g bezvodnog Na2SO4. Koliko iznosi x? A. 0.2 B. 3.6 C. 5 D. 7 21. Srebro reagira s nitratnom kiselinom prema jednadbi: 3Ag(s) + 4HNO3(aq) 3AgNO3 (aq) + NO(g) + 2H2O(l) Koliki volumen HNO3(aq) koncentracije 1.15 mol/dm3 je potreban za reakciju s 0.784 g srebra? A. 4.74 mL B. 6.32 mL C. 8.43 mL D. 25.3 mL 22. Pripremljene su vodene otopine navedenih tvari koncentracije 0.15 mol/dm 3. Koja od njih ima najvie vrelite? A. CaCl2 B. NaBr C. CuSO4 D. CH3OH 23. Za reakciju 2CCl4(g) + O2(g) 2COCl2(g) + 2Cl2(g) ispravan izraz za konstantu ravnotee Kc je: A. B. C. D. 24. Pet kuglica metala ima ukupnu masu 1.25 g i ukupni volumen 0.278 mL. Kolika je gustoda metala (g/mL)?

drzavna-matura.com

65

A. 0.348 B. 0.900 C. 4.50 D. 22.5 25. Za elektrokemijski lanak s reakcijom Cu2+(aq) + M(s) Cu(s) + M2+(aq) je E = 0.75 V. Standardni redukcijski potencijal za Cu2+(aq) je 0.34 V. Koliki je standardni redukcijski potencijal za M2+(aq)? A. 1.09 V B. 0.410 V C. 0.410 V D. 1.09 V 26. Vodene otopine AgNO3, Cu(NO3)2 i Au(NO3)3 koncentracija 0.1 mol/dm3 elektrolizirane su u aparaturi na slici, tako da ista struja protjee kroz svaku otopinu.

Ako se izlui 0.1 mol bakra, koliko se izlui srebra i zlata? A. 0.10 mol Ag, 0.10 mol Au B. 0.05 mol Ag, 0.075 mol Au C. 0.05 mol Ag, 0.15 mol Au D. 0.20 mol Ag, 0.067 mol Au 27. Koji volumen tekudine A ima istu masu kao 80.0 cm3 tekudine B, ako je gustoda tekudine A 0.660 g/cm3, a tekudine B 1.59 g/cm3? A. 40.0 cm3 B. 97.0 cm3 C. 160 cm3 D. 193 cm3 28. Koliko ima molekula vode u 0.10 g modre galice (CuSO45H2O)?

drzavna-matura.com

66

A. 1.2 1021 B. 2.4 1021 C. 2.4 1022 D. 1.2 1023 29. Mg(OH)2 je magnezijevo mlijeko koje se koristi za neutralizaciju suvika eluane kiseline (HCl). Koliko se molova eluane kiseline moe neutralizirati s 1.00 g Mg(OH)2? A. 0.0171 B. 0.0343 C. 0.686 D. 1.25 30. Za neutralizaciju 25.00 mL H2SO4(aq) koncentracije 0.1050 mol/dm3 utroeno je 17.23 mL NaOH(aq) nepoznate koncentracije. Koja je koncentracija NaOH(aq)? A. 0.07617 mol/dm3 B. 0.1447 mol/dm3 C. 0.1524 mol/dm3 D. 0.3047 mol/dm3 31. Kolika je masa jedne molekule vode u gramima? A. 18 B. 1.1 1021 C. 3.0 1023 D. 1.7 1024 32. Prirodni talij sastoji se od dva stabilna izotopa, Tl203 and Tl205 (atomske mase: 203.0 odnosno 205.0) i ima prosjenu atomsku masu 204.4. Koliki je udio Tl205? A. 14.0 % B. 30.0 % C. 50.0 % D. 70.0 % 33. 2N2O4 + N2H4 6NO + 2H2O Kolika je maksimalna masa NO (u gramima) koja se moe dobiti iz 15.5 g N2H4 i 4.68 g N2H4?

drzavna-matura.com

67

A. 4.38 B. 5.04 C. 15.2 D. 26 34. Koliki volumen H2SO4 (c=0.108 mol/dm3) je potreban za neutralizaciju 25.0 mL KOH (c=0.145 mol/dm3)? A. 16.8 mL B. 33.6 mL C. 37.2 mL D. 67.1 mL 35.

1) Prema standardnim redukcijskim potencijalima u tablici, standardni potencijal lanka (E) za reakciju Zn(s) + 2Tl+(aq) Zn2+(aq) + 2Tl(s) je: A. 0.427 V B. 0.091 V C. 0.091 V D. 0.427 V 2) Prema standardnim redukcijskim potencijalima u tablici, koja reakcija/e je(su) spontana/e? I. Cr2+(aq) + Fe3+(aq) Cr3+(aq) + Fe2+(aq) II. Cu2+(aq) + Fe2+(aq) Cu+(aq) + Fe3+(aq) A. samo I. B. samo II. C. i I. i II. D. ni I. ni II.

drzavna-matura.com

68

36. C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O Kolika je ukupna masa (u gramima) produkata izgaranja 2.20 g propana u suviku kisika? A. 2.20 B. 3.60 C. 6.60 D. 10.2 37. Koliki volumen (u mL) koncentrirane sumporne kiseline (c=18.0 mol/dm3) je potreban za pripremu 2.50 L otopine koncentracije 1.00 mol/dm3? A. 7.20 B. 14.4 C. 69.4 D. 139 38. Formulska jedinka berila sadri 3 atoma berilija. Maseni udio berila u beriliju je 5.03%. Molarna masa berila je: A. 950 g/mol B. 537 g/mol C. 270 g/mol D. 179 g/mol 39. 100 mL otopine kalcijeva nitrata koncentracije 0.250 mol/dm3 pomijeano je s 400 mL duine kiseline koncentracije 0.100 mol/dm3. Kolika je koncentracija nitratnih iona u dobivenoj smjesi? A. 0.180 mol/dm3 B. 0.130 mol/dm3 C. 0.0800 mol/dm3 D. 0.0500 mol/dm3 40. Prema jednadbi: N2O3(g) + 6H2(g) 2NH3(g) + 3H2O(g) koliko molova NH3(g) moe nastati reakcijom 0.22 mol N2O3(g) i 0.87 mol H2(g)? A. 0.29 mol B. 0.44 mol C. 0.73 mol

drzavna-matura.com

69

D. 1.1 mol 41. Elektroliza vode: 2H2O(l) 2H2(g) + O2(g) Koliko molova H2(g) moe nastati prolaskom 4.81021 elektrona? A. 2.00103 B. 4.0103 C. 8.0103 D. 1.6102 42. Standardna entalpija stvaranja NH3(g) je 46.1 kJ/mol. Izraunaj H za reakciju: 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) A. 92.2 kJ B. 46.1 kJ C. 46.1 kJ D. 92.2 kJ 43. Prema podacima u tablici, izraunaj promjenu entalpije za raspad natrijevog hidrogenkarbonata (u kJ po molu CO2): 2 NaHCO3(s) Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)

A. 129.2 B. 818.5 C. 1766.2 D. 3661.6

Rjeenja 1. C 2. B 3. A 4. C 5. A 6. A

drzavna-matura.com

70

7. D 8. A 9. C 10. A 11. B 12. C 13. B 14. B 15. B 16. A 17. C 18. A 19. A 20. D 21. C 22. A 23. D 24. C 25. C 26. D 27. D 28. A 29. B 30. D 31. C 32. D 33. C 34. A 35. 1) A, 2) A 36. D 37. D

drzavna-matura.com

71

38. B 39. A 40. A 41. B 42. D 43. A

drzavna-matura.com

72

DODATAK 1: RAZNE BOJE I PROMJENE BOJA boje plamena Li+ crveno Na+ uto K+ ljubiasto Ca2+ naranastocrveno Rb+ crveno Sr2+ tamnocrveno Cs+ plavo Ba2+ zeleno Cu2+ zeleno Ag+ naranasto boje elementarnih tvari u standardnom stanju (osim plinova) Cu crvenosmei, Au uto, ostali metali (i polumetali) sivi Br2(l) smei, I2(s) tamnoljubiast/crn (u vodenoj otopini smei) S ut P bijeli, crveni ili crni (alotropske modifikacije) C crn (grafit) ili (dijamant) (ili tamnocrven do tamnoljubiast (fulereni))

obojeni anioni u vodenim otopinama MnO4 ljubiasto/ruiasto Cr2O72 naranasto CrO42 uto obojeni kationi prijelaznih metala u vodenim otopinama Cr3+ zeleno Mn2+ blijedoruiasto Fe3+ uto Fe2+ zeleno Co2+ ruiasto Ni2+ zeleno Cu2+ plavo

drzavna-matura.com

73

obojeni talozi (netopljivi spojevi) (osim onih koji poprimaju boju prema kationu ili anionu koji sadre) AgCl bijelo, AgBr svijetlouto, AgI uto PbCl2 bijelo, PbBr2 bijelo, PbI2 jako uto HgI2 jako naranastocrveno obojeni plinovi (ostali bitni plinovi su bezbojni) Cl2 utozelen NO2 crvenosmei *Br2 smei *I2 ljubiast *=nisu plinovi pri standardnim uvjetima, ali postaju plinovi pri relativno malo povienoj temperaturi promjene boja kao dokaz prisutnosti odreenih organskih spojeva nezasideni spojevi (alkeni, alkini) permanganata (ljubiasta) Fehlingov ili Trommerov reagens: lunata otopina Cu2+ iona (plavo) + aldehid ili reducirajudi eder (glukoza ili fruktoza) talog Cu2O (crvenosmei) Tollensov reagens: lunata otopina AgNO3 i amonijaka + aldehid ili reducirajudi eder (glukoza ili fruktoza) srebrno zrcalo biuret reakcija: lunata otopina Cu2+ iona (plavo) + bjelanevine (polipeptidi) ljubiasto ksantoproteinska reakcija: bjelanevine (koje sadre aromatske aminokiseline) + koncentrirana HNO3 uto pH indikatori metiloran: crven u kiselom, naranast u neutralnom, ut u lunatom fenolftalein: ruiast u lunatom bromnu vodu (smea) i otopinu kalijevog

bromtimolplavo: uto u kiselom, zeleno u neutralnom, plavo u lunatom ekstrakt crvenog kupusa: crven u kiselom, ljubiast u neutralnom, plav pa zelen pa ut u lunatom univerzalni indikator: crven pa naranast u kiselom, ut u neutralnom, zelen pa plav u lunatom

drzavna-matura.com

74

lakmus: plavi pocrveni u kiselom, crveni poplavi u lunatom

drzavna-matura.com

75

DODATAK 2: KEMIJSKE FORMULE I NAZIVIKiseline i anioni/soli (osjenane su jake kiseline) a) kiseline koje ne sadre kisikkiselina slubeni naziv HF HCl HBr HI H2S fluoridna kloridna bromidna jodidna sulfidna fluorovodina klorovodina bromovodina jodovodina sumporovodina F

hrvatski naziv

anion

naziv iona fluoridni kloridni bromidni jodidni sulfidni

naziv soli fluorid klorid bromid jodid sulfid

slubeni naziv

hrvatski naziv

naziv iona

naziv soli

Cl

Br I S

halogenidna

halogenovodina

halogenidni

halogenid

2

(S nije halogeni element, ali naziv se daje po istom principu)

(npr. HCl(g) u plinovitom tj. istom stanju = klorovodik, HCl(aq) u vodenoj otopini = klorovodina kiselina)

b) kiseline koje sadre kisik (oksokiseline) od najmanjeg do najvedeg oksidacijskog broja sredinjeg elementakiselina slubeni naziv HClO HClO2 H2SO3 HNO2 HClO3 HNO3 H2SO4 H2CO3* H3PO4 HClO4 hipokloritna kloritna sulfitna nitritna kloratna duina sulfatna karbonatna fosfatna perkloratna hrvatski naziv hipoklorasta klorasta sumporasta duikasta klorna nitratna sumporna ugljina fosforna perklorna ClO

anion

naziv iona

naziv soli

slubeni naziv

hrvatski naziv hipo...asta

naziv iona hipo...itni

naziv soli

hipokloritni kloritni sulfitni nitritni kloratni nitratni sulfatni karbonatni fosfatni perkloratni

hipoklorit klorit sulfit nitrit klorat nitrat sulfat karbonat fosfat perklorat

hipo...itna

hipo...it

ClO2 2 SO3 NO2 ClO3 NO3 2 SO4 2 CO3 3 PO4 ClO4

itna

asta

itni

it

atna

na

atni

at

per...atna

per...na

per...atni

per...at

*=zapravo ne postoji ugljina kiselina, postoje samo njene soli

anion s jednim H hidrogen... (HPO4 hidrogenfosfat, HSO4 hidrogensulfat, HCO3 hidrogenkarbonat, HSO3 hidrogensulfit) anion s dva H dihidrogen... (H2PO4 dihidrogenfosfat)

2

Baze i kationi (osjenani su dobro topivi hidroksidi koji daju jake luine)baza (hidroksid) LiOH NaOH KOH Be(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 kation Li+ +

naziv hidroksida ili iona litijev natrijev kalijev alkalijskih metala = M+

Na K+

Be

2+ 2+

berilijev magnezijev kalcijev

zemnoalkalijskih metala = M

2+

Mg Ca

2+

drzavna-matura.com

76

Sr(OH)2 Ba(OH)2 Al(OH)3

Sr

2+ 2+

stroncijev barijev aluminijev eljezov(II) eljezov(III) kromov(III) manganov(II) kobaltov(II) niklov(II) bakrov(II) bakrov(I) cinkov* srebrov* ivin(II) ivin(I) amonijev "sloeni kation" ne potjee od metala nego od amonijaka, *=NH4OH zapravo ne postoji nego je rije o vodenoj otopini amonijaka NH3(aq)

Ba Al

3+ 2+ 3+

aluminij je u 3. skupini u periodnom sustavu prijelaznih metala uglavnom 2+, nije velika zabluda pamtiti da su 2+ svi osim Cr i Ag3+ + 2+ 2+ 2+ 3+ +

Fe Fe Cr

3+ 2+

(jedina (uobiajena) mogudnost za te metale) te Fe i Cu (uz Fe i Cu ), * = za Zn i Ag nije nuno pisati cinkov(II) i srebrov(I) jer su samo te valencije mogude ali nije ni greka+

Mn Co Ni

2+

2+ 2+ +

Cu Cu Zn

2+ + 2+

Ag

Hg

2+ Hg2

NH4OH*

NH4

+

Alkani/ugljikovodine osnove naziva organskih spojevabroj C atoma 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 naziv metan etan propan butan pentan heksan heptan oktan nonan dekan

drzavna-matura.com

77

DODATAK 3: KEMIJSKE FORMULE I SVOJSTVA TVARI IZ SVAKODNEVNE UPOTREBEsoda bikarbona = natrijev hidrogenkarbonat NaHCO3 slabo lunata sol soda = natrijev karbonat Na2CO3 (*kristalna soda = natrijev karbonat dekahidrat Na2CO310H2O) jako lunata sol kaustina soda = natrijev hidroksid NaOH jaka luina kuhinjska sol = natrijev klorid NaCl solna kiselina = klorovodina kiselina HCl jaka kiselina ivo vapno = kalcijev oksid CaO bazini oksid gaeno vapno = kalcijev hidroksid Ca(OH)2 jaka baza/luina (slabo do umjereno topljiv) vapnenac, mramor = kalcijev karbonat CaCO3 (*kreda = smjesa CaCO3 i CaSO4) modra galica = bakrov(II) sulfat pentahidrat CuSO45H2O hidratna sol, dobro topljiva, kisela zelena galica = eljezov(II) sulfat heptahidrat FeSO47H2O hidratna sol, dobro topljiva (*ali u otopinama Fe2+ brzo prelazi u Fe3+), kisela bordoka juha = smjesa modre galice i gaenog vapna kiselina iz akumulatora = sumporna kiselina H2SO4 jaka kiselina, oksidans, higroskopna (dehidratacijsko djelovanje oduzima vodu) "peroksid" = vodikov peroksid H2O2 jaki oksidans (*ali moe biti i reducens) jodna tinktura = vodena otopina joda I2(aq) zemni plin = preteno metan CH4 zapaljiv plin plin u kudanstvu = smjesa propana CH3CH2CH3 i butana CH3CH2CH2CH3 zapaljiv plin kloroform = triklormetan CHCl3 "alkohol" (i onaj u pidima i onaj za idenje/dezinfekciju) = etanol CH2CH3OH glicerol = propan1,2,3triol CH2OHCHOHCH2OH "eter" = dietileter CH3CH2OCH2CH3 formalin = vodena otopina formaldehida, formaldehid = metanal HCHO aceton = propanon CH3OCH3 octena kiselina = etanska kiselina CH3COOH slaba kiselina

drzavna-matura.com

78

benzin = smjesa ugljikovodika (prvenstveno lanastih alkana, ne pobrkati s benzEnom koji je aromatski ugljikovodik) masti i ulja = esteri glicerola i tri (iste ili razliite; zasidene masti, barem jedna nezasidena ulja) vie masne kiseline sapuni = natrijeve ili kalijeve soli viih masnih kiselina kuhinjski eder = saharoza (C12H22O11)

drzavna-matura.com

79

Zahvale Snjeani Liber, prof. savjetnik, I. gimnazija Zagreb, na pregledu skripte i sugestijama dr. sc. Krunoslavu Uarevidu, vii asist., Kemijski odsjek Prirodoslovnomatematikog fakulteta u Zagrebu, na ustupljenim materijalima (slike i zadaci u poglavlju Kristalne strukture) dr. sc. Vinji Vrdoljak, izv. prof., Kemijski odsjek Prirodoslovnomatematikog fakulteta u Zagrebu, na ustupljenim materijalima (slike u poglavlju Elektronska konfiguracija i periodinost svojstava elemenata) autorica