Pozorovanie a pokus v chémii

Pomenujte predložené chemické sklo a pomôcky. Určte ich použitie v laboratóriu. Chemické látky. Ich zloženie a charakteristika

Definujte a vysvetlite pojmy: látka (aké vlastnosti sledujeme, skupenstvá), chemicky čistá látky, zmes, fáza, prvok, zlúčenina, sústava (aj delenie) a uveďte aspoň po dva príklady na každý z nich.

Klasifikujte zmesi podľa:

skupenstva (rozptýlenej aj rozptyľujúcej zložky)

veľkosti častíc

Uveďte po dva príklady na suspenziu, emulziu, penu, aerosól (oba typy).

Oddeľovanie zložiek zmesi: sedimentácia, extrakcia, filtrácia, destilácia, sublimácia, odparovanie a kryštalizácia, popíšte, akej fyzikálnej vlastnosti sú založené a popíšte princíp každej metódy. Uveďte príklad použitia na každú oddeľovaciu metódu.

Praktické úlohy:

1. Pri prenášaní sa vám rozsypal jód. Navrhnite, akým spôsobom by ste naspäť získali čistý jód, zo zmesi jódu a rôznych nečistôt (piesok, železné piliny, kúsky dreva, prach).

2. Navrhnite metódu prípravy pitnej vody z vody morskej. Zostavte aparatúru na jej prípravu, pomenujte použité sklo a pomôcky.

3. Pracujte s textom: Na základe predloženého textu popíšte, ako sa získavala soľ zo soľanky. Vysvetlite, aká metóda na oddeľovanie bola použitá a aká fyzikálna vlastnosť soli to umožňuje.

Solivar v Prešove - z histórie

„Sklad soli bol v dvojpodlažnej neskorobarokovej budove s vysokou drevenou strechou a klasicistickou vežou v strede hlavného priečelia. Bol zničený po rozsiahlom požiari z 18. mája 1986. Prvý sklad soli, ktorý patril kráľovskej komore, bol postavený počas výstavby soľnej bane v roku 1570-1572. Varená soľ sa v ňom začala uskladňovať až od roku 1580. Sklad, predchádzajúci súčasnej budove, bol postavený v roku 1674 a mal podobu rozľahlej prízemnej barokovej budovy s arkádami. Jej veľkosť bola 72 x 32 m a kapacita jej siedmich skladovacích priestorov prekračovala vtedajšie potreby. Každá z komôr mohla uskladniť približne 168 000 kg soli. Jednotlivé komory boli od seba oddelené drevenými stenami a mali drevené podlahy. Budova skladu bola v roku 1780 nadstavená o ďalšie poschodie a zastrešená vysokou drevenou strechou. Na začiatku 18. storočia bolo zmenené priečelie budovy. Jej architektonickou dominantou sa stala nová klasicistická veža so zvonovými hodinami. Sklad soli plnil svoje poslanie až do konca 60. rokov 20. storočia. Po vyhlásení objektu za kultúrnu národnú pamiatku bola budova prepožičaná Šarišskému múzeu v Prešove ako depozit na uskladnenie zbierky protipožiarnej techniky. Varňa soli František je dvojpodlažná barokovo-klasicistická budova s postrannými krídlami, postavená v roku 1800 na mieste staršieho objektu z konca 17. storočia. Hlavné jadro solivaru tvorila prízemná drevená budova, uprostred ktorej sa nad kúreniskom nachádzala väčšia kovová nádoba na varenie soli. Spočiatku to bol iba vhodne upravený železný kotol, neskôr dokonalejšia odparovacia panva. V 70. rokoch 16. storočia bol solivar prestavaný a v prevádzke boli dve samostatné panvy. V roku 1800 bola po dvojročnej výstavbe odovzdaná do užívania nová moderná varňa soli, pomenovaná po cisárovi Františkovi. V nej boli už tri panvy, dve menšie predhrievacie a jedna veľká - odparovacia panva.

Získavanie soli bolo prácne. Soľanka pritekala zo zásobníkov do varne, 12 hodín sa zohrievala v predhrievacích panvách a po dosiahnutí patričnej teploty bola postupne vpúšťaná do odparovacej panvy. Približne po piatich hodinách varenia bolo možné z nej vyberať prvú várku kryštalickej soli. Potom sa každé tri hodiny doplnila ďalšia soľanka, a to nepretržite počas 12 až 14 dní. Vybratá soľ sa ukladala na šikmú plochu, aby z nej odtiekla soľanka. V drevených debničkách sa potom prenášala do odkvapových komôr, aby za ďalších 24 hodín odtiekla z nej zvyšná soľanka. Ostávajúca vlhkosť sa odstraňovala v sušiarni ohrievanej odpadovým žeravým popolom. Pôvodná stavba varne František sa nezachovala, lebo ju v roku 1819 úplne zničil veľký požiar. Za krátky čas bola nanovo vybudovaná a vybavená novým technickým zariadením. Počas svojej takmer 200-ročnej existencie bola viackrát poškodená ohňom a vždy nanovo renovovaná. V minulosti sa neďaleko tejto varne nachádzala ďalšia varňa Ferdinand. Bola postavená v roku 1806, po otvorení Nového solivaru bola menej využívaná, a nakoniec v roku 1931 zbúraná. Zásobníky soľanky tvoria sústavu 8 drevených nádrží s celkovým obsahom 10 560 hektolitrov. Umiestnené sú stupňovito nad sebou v drevenej budove z roku 1815 na svahu poniže gápľa. Najskôr sa používali na dosycovanie vyťaženej soľanky (najmä zo šachty Mária) potrebným množstvom menej kvalitnej kamennej soli. V roku 1616 sa pri starej varni nachádzalo 8 drevených nádrží, v roku 1643 ich bolo už 13 a v roku 1749 až 17 zásobníkov soľanky. Tieto boli vsadené do zeme a drevené dosky boli nahradené železnými platňami, od ktorých sa očakávala dlhšia životnosť. Po roku 1752, keď sa ťažila kvalitná soľanka zo šachty Leopold, sa počet zásobníkov znižoval a na začiatku 19. storočia bolo vybudovaných 8 nových, ale už len drevených zásobníkov s dvojitým dnom, aby soľanka nepresakovala do pôdy. Obsah každého zásobníka bol 1320 hektolitrov. Železné cisterny boli zrušené ako nevyhovujúce. Do cisterien bola soľanka privádzaná dreveným potrubím s priemerom 7 cm zo zbernej nádrže, nachádzajúcej sa blízko šachty Leopold. Po naplnení nádrže sa ich otvor uzavrel koženou zátkou. Nádrže mali v spodnej časti neveľký výpustný mechanizmus, ktorým sa soľanka dostávala do odtokového potrubia. Po ukončení ťažby boli drevené časti budovy zakonzervované a koncom 80. rokov budova zásobníkov získala novú, medenú strechu.“

(In: http://www.presov.sk/portal/?c=12&id=3126 : 14. 07. 2016)

Roztoky

Definujte a vysvetlite pojmy: roztok, rozpustená látka, rozpúšťadlo, nasýtený a nenasýtený roztok.

Klasifikujte roztoky podľa skupenstva a podľa veľkosti častíc, na každé uveďte príklad.

Rozpustnosť látky, od čoho závisí rozpustnosť látky v rozpúšťadle? Ako je vyjadrovaná?

Praktické úlohy:

1. Vypočítajte výťažok kryštalizácie, ak: a) 900g roztoku KMnO4 nasýteného pri teplote 60°C ochladíme na 10°C. b) 50g nasýteného roztoku Ca(OH)2 pri 50°C ochladíme na 0°C.

Porovnajte obidva výsledky a urobte záver. (Na zistenie potrebných hodnôt použite MFCH tabuľky.)

2. Z nasledujúcich kriviek rozpustnosti určte: a) Ktorá látka má pri 40°C najvyššiu rozpustnosť. b) Rozdeľte uvedené látky na tie, ktoré zahrievaním zvyšujú a ktoré znižujú rozpustnosť. c) Vypočítajte, najmenej koľko vody s teplotou 40°C potrebujeme, aby sme v nej

rozpustili 1 kg NaCl? d) Do 200 g vody s teplotou 20°C sme vsypali 200 g tuhého chloridu amónneho.

Rozpustilo sa celé vsypané množstvo? Ak nie, koľko ho ostalo nerozpusteného?

t [°C]

g l

átk

y v

100 g

H2O

Základné veličiny a výpočty ich hodnôt

Definujte veličiny a ich jednotky v SI sústave: Relatívna atómová a molekulová hmotnosť, molárna hmotnosť, molárna koncentrácia, látkové množstvo, hmotnostný a objemový zlomok, koncentrácia látkového množstva. Uveďte hodnotu Avogadrovej konštanty a molárneho normálneho objemu. Uveďte zmiešavaciu rovnicu pre zmiešavanie dvoch roztokov (vo forme pre hmotnostný zlomok, aj vo forme pre koncentráciu látkového množstva). Z hľadiska zmiešavania roztokov analyzujte zrieďovanie aj zahusťovanie roztokov a modifikujte zmiešavaciu rovnicu pre tieto prípady. Praktické úlohy:

1. Vypočítajte, v akom látkovom množstve uhličitanu vápenatého je rovnaké množstvo molekúl, ako v 80g NaOH?

2. Akú hmotnosť má pri normálnych podmienkach 0,8 mólu oxidu siričitého? Aký objem zaberá toto množstvo oxidu?

3. Aké látkové množstvo oxidu uhličitého vznikne zhorením 8g uhlíka za normálnych podmienok?

4. Určte stechiometrický vzorec zlúčeniny, ktorá obsahuje 69,94% železa a 30,06% kyslíka. 5. Akú hmotnosť cukru je potrebné rozpustiť v 1,5 dm3 vody, aby sme získali 30% roztok?

(ϱ(H2O) = 1 g/cm3) 6. Aký objem 98%-nej kyseliny octovej je potrebné odmerať na prípravu 0,5 dm3 roztoku

s koncentráciou c = 3mol/l? 7. Do 700g 85%-ného roztoku kyseliny trihydrogenfosforečnej sme priliali 10%-ný roztok tejto

kyseliny a dostali sme 30%-ný roztok. Vypočítajte, koľko ml 10%-nej kyseliny sme priliali? (ϱ(10%-nej) = 1,0532g/cm3).

Zloženie a štruktúra atómov

História a zdôvodnenie pojmu atóm. Popísať modely atómu (Thomsonov, Rutherfordov, Bohrov, kvantovo-mechanický).

Definícia atómu, jeho zloženie, častice, ktoré sa v ňom nachádzajú. Schematicky znázorniť štruktúru atómov. Čo vyjadrujú hmotnostné, neutrónové a nukleonové číslo a vzťah medzi nimi.

Definovať pojmy: prvok, nuklid, izotop, ilustrovať ich na príklade vodíka (protium, deutérium, trítium).

Rádioaktivita – najznámejší priekopníci v tejto oblasti, čo to je rádioaktivita, prírodná a umelá rádioaktivita, polčas rozpadu.

Charakterizovať základné druhy rádioaktívneho žiarenia.

Definujte jadrové reakcie, vysvetlite pojmy rádionuklid, termonukleárne reakcie a transurány. Uveďte aspoň 3 príklady na využitie aj zneužitie rádionuklidov.

Na základe kvantovo-mechanického modelu atómu popísať elektrón a elektrónový obal. Vysvetliť pojem orbitál, vymenovať typy a tvary orbitálov a maximálny počet elektrónov v nich, elektrónové vrstvy.

Kvantové čísla – počet, označenie, hodnoty, čo vyjadrujú.

Elektrónová konfigurácia – čo to je, ako ju zapisujeme, poznať a vedieť použiť výstavbový princíp, Hundovo pravidlo a Pauliho princíp pri zápise el. konfigurácie atómu.

Definovať pojmy: valenčný elektrón, valenčná vrstva. Vysvetliť pojmy základný a excitovaný stav atómu a ich súvis s väzbovosťou atómov. Rozdelenie prvkov na s, p, d, f.

Definovať a vysvetliť pojmy: ión, anión, katión, ionizácia, ionizačná energia, elektrónová afinita. Schémou zapísať vznik katiónu a aniónu z atómu.

Praktické úlohy:

1. Určte nukleonové číslo prvku, ktorého neutrónové číslo je 64 a v jadre má 48 protónov. Pomocou PTP určte jeho názov.

2. Zapíšte možné hodnoty kvantových čísel pre n = 3. 3. Zapíšte a pomocou rámčekovej schémy znázornite elektrónovú konfiguráciu prvkov 9F, 20Ca

a 46Pd. 4. Určte názov prvku, ktorého elektrónová konfigurácia je 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2

4d10 5p1. 5. Zapíšte a pomocou rámčekovej schémy znázornite elektrónovú konfiguráciu iónov Al3+ a Cl-

Periodická sústava prvkov. Periodický zákon

Popísať prvé pokusy o systematizáciu prvkov (Lavoisier, Döbereiner, Newlands, Meyer, Mendelejev). Znenie periodického zákona a jeho prognostický význam. Periodická sústava prvkov a periodická tabuľka prvkov, ich vzťah. Periodická tabuľka prvkov, aké jej formy poznáme? Čo sú skupiny, čo periódy, koľko ich je, ako ich označujeme, aké sú v nich počty prvkov a prečo. Triviálne názvy niektorých skupín (alkalické kovy, kovy alkalických zemín, chalkogény, halogény, vzácne plyny) a častí periód (lantanoidy, aktinoidy, triáda železa, ľahké platinove kovy, ťažké platinové kovy, transurány). Vedieť klasifikovať chemické prvkov v tabuľke podľa štruktúry ich elekt. obalu, podľa kovového charakteru, porovnať vlastnosti prvkov (elektronegativita, atómový polomer, oxidačné čísla, acidobazické vlastnosti) vo vzťahu k ich umiestneniu v tabuľke. Novoobjavené prvky a ich umiestnenie v periodickej sústave prvkov.

Praktické úlohy:

1. Podľa umiestnenia v tabuľke porovnajte elektronegativitu, atómový polomer a kovový charakter prvkov Stroncium a Selén.

2. Vyhľadajte v PTP najviac a najmenej elektronegativnejší prvok. 3. S aktinoidmi je asi najviac spojená rádioaktivita. Vysvetlite pojmy prirodzená a umelá

rádioaktivita a na niektorom z predložených radov vysvetlite pojem polčas rozpadu a rozpadový rad.

Chemické vzorce

Uveďte a charakterizujte rôzne druhy chemických vzorcov (stechiometrický, molekulový, štruktúrny, elektrónový štruktúrny, geometrický, racionálny) zlúčenín, pre každý uveďte príklad. Pre každý z nich uveďte, aké informácie poskytujú, čo je ich výhodou a čo nevýhodou.

Praktické úlohy:

1. Je daný vzorec chemickej zlúčeniny. Určte, o aký druh vzorca ide, aká je to zlúčenina a z daného vzorca zistite čo najviac informácii štruktúre atómu a vlastnostiach zlúčeniny.

2. Na nasledujúcom obrázku sú dva vzorce zlúčeniny s molekulovým vzorcom C6H12. Určte,

o akú zlúčeninu ide, o aký druh vzorca ide a čím sa tieto dva vzorce líšia.

Chemická väzba - vznik, druhy, význam

Zadefinujte chemickú väzbu, určte dôvod a podmienky jej vzniku. Charakterizujte energetické zmeny pri vzniku resp. zániku chemickej väzby. Definujte pojmy: elektrónový väzbový pár, disociačna energia väzby, väzbová energia, dĺžka väzby, pevnosť väzby. Uveďte klasifikáciu typov väzieb. Klasifikujte väzby z hľadiska rozloženia elektrónovej hustoty, vzniku, prekryvu valenčných orbitálov, počtu el. párov. Kovalentná väzba – vysvetliť jej podstatu, charakterizovať násobnosť väzby, väzbovosť atómu, rozdelenie podľa polarity (aj presné hodnoty elektronegativít), vysvetlite pojem čiastkový elektrický náboj, popísať koordinačnú väzbu ako špeciálny prípad kovalentnej väzby, vysvetliť podstatu delokalizovaných väzieb. Iónová väzba – vysvetliť jej podstatu, podmienky vzniku, uviesť príklady. Kovová väzba - vysvetliť jej podstatu, podmienky vzniku, uviesť príklad, zdôvodniť vodivosť kovov ako jej dôsledok, vysvetliť pojem elektrónový plyn. Vysvetlite pojem hybridizácia orbitálov, uveďte vlastnosti hybridizovaných orbitálov, uveďte typy hybridizácia a príklad na každý z nich. Medzimolekulové interakcie – vysvetlite ich podstatu, uveďte, kde vznikajú. Charakterizujte vodíkový mostík, uveďte jeho vplyv na vlastnosti látok, uveďte príklady jeho výskytu. Charakterizujte Van der Waalsove sily, uveďte príklady ich výskytu a vplyv na vlastnosti látok. Objasniť a aplikovať efekty vyvolané prítomnosťou polárnej väzby (indukčný a mezomérny efekt), koordinačnej, iónovej, vodíkovej, kovovej väzby, Van der Waalsových síl.

Praktické úlohy:

1. Na uvedenom grafe popíšte vznik molekuly H2, analyzujte jednotlivé stavy a energetickú bilanciu počas vzniku väzby.

2. Uveďte aspoň po jednom príklade na jednoduchú, dvojitú a trojitú väzbu a aspoň po jednom príklade molekuly, kde sa nachádza atóm jedno-, dvoj-, troj-, štvor-, päť- a šesťväzbový atóm.

3. Znázornite rôznymi spôsobmi (aj výpočtom) vznik väzby v molekulách a pomenujte typ väzby v molekulách: vodíka, chlorovodíka, chloridu sodného a amónneho katiónu.

4. Porovnať vlastnosti chem. látok v závislosti od druhu chemickej väzby: N2, H2O, NaCl, diamant, grafit, Fe).

5. Porovnať vlastnosti nasledujúcich dvojíc látok ako dôsledok medzimolekulových väzieb: a. H2S a H2O, b. HF a HCl, c. NH3 a PH3, d. etanol a dietyléter, e. etanol a kyselina octová.

Kryštály, kryštálová štruktúra látok

Zadefinujte pojmy: kryštál, kryštálová štruktúra, základná bunka kryštálovej mriežky. Klasifikujte kryštály podľa typu častíc, z ktorých sú zložené a popíšte vzťah „väzba - typy kryštálových štruktúr látok“. Porovnajte vlastnosti jednotlivých typov kryštálov a uviesť príklady na každý z nich. Vysvetlite rozdiel medzi kryštalickou a amorfnou látkou z hľadiska štruktúry a fyzikálnych vlastností, definujte pojem alotropická modifikácia. Zdôvodnite rozdiel v štruktúre diamantu a grafitu. Praktické úlohy:

1. K jednotlivým modelom mriežok priraďte tieto látky: NaCl, diamant, grafit, jód, cézium. 2. Vysvetlite úlohu vodíkových väzieb pri dedičných vlastnostiach živých organizmov. model

DNA

Chemické reakcie, ich zápis

Vysvetlite pojmy chemická reakcia, reaktant, produkt. Zadefinujte pojem chemická rovnica, vysvetlite kvalitatívno-kvantitatívny význam chemickej rovnice a vysvetlite rozdiel medzi reakčnou schémou a chemickou rovnicou. Vysvetlite význam stechiometrických koeficientov. Uveďte rôzne spôsoby zápisu chemickej reakcie. Vysvetlite zákon zachovania hmotnosti pri chemických reakciách. Rozdeľte chemické reakcie podľa rôznych kritérií a uveďte príklady na každú:

vonkajšie zmeny,

tepelných efektov,

počtu fáz (skupenstvo),

väzbových zmien (organických látok),

reakčných mechanizmov,

reagujúcich častíc. Praktické úlohy:

1. Na príklade reakcie roztoku hydroxidu sodného a roztoku kyseliny chlorovodíkovej ilustrujte stechiometrický, stavový, úplný iónový a skrátený iónový zápis chemickej reakcie.

2. Vypočítajte stechiometrické koeficienty v zápise chemickej reakcie: 3. Nasledujúce reakcie zaraďte

a. podľa vonkajšej zmeny b. reakčného mechanizmu

Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag 2Mg + O2 → 2 MgO Na2SO4 (aq) + BaCl2 (aq) → BaSO4 (s) + 2 NaCl (aq) KOH (aq) + HCl (aq) → KCl (aq) + H2O CaCO3 → CaO + CO2

4. Koľko litrov čistého plynného kyslíka sa dá pripraviť rozkladom 0,6 mólov chlorečnanu draselného za vzniku chloridu draselného? Aký objem bude mať takto pripravený kyslík?

5. Reakciou kyseliny chlorovodíkovej s hydroxidom draselným sme pripravili 150g chloridu draselného. Koľko 30%-nej kyseliny chlorovodíkovej sme na to spotrebovali?

Termochémia

Čím sa zaoberá termochémia? Definujte a vysvetlite pojmy entalpia, reakčné teplo, aktivačná energia, aktivovaný komplex, zlučovacie teplo, spaľovacie teplo. Charakterizujte exotermické a endotermické reakcie a uveďte ich príklady z bežného života. Načrtnite a vysvetlite graf zmeny entalpie počas exo-aj endochemických reakcií.

Určte, čo musí obsahovať termochemická rovnica. Uveďte skratky pre označenie skupenského stavu v rovnici.

Vyslovte 1. a 2. termochemický zákon a aplikujte ho pri riešení jednoduchých úloh. Energetické zmeny pri rozpúšťaní tuhých látok vo vode. Energetický význam reakcií v živých sústavách.

Praktické úlohy: 1. Zapíšte termochemickú rovnicu horenia uhlíka, ak pri vzniku 1 mólu CO2 sa uvoľní 393,5

kJ/mol tepla. 2. Ktoré z uvedených reakcií sú exotermické, ktoré endotermické?

a. 2 S(s) + C(s) CS2(l) – 128 kJ

b. 4 NH3 (g) + 5 O2(g) 4 NO(g) + 6 H2O(g) ΔH = - 906 kJ/mol

c. CH4(g) + 2 02(g) CO2(g) + 2 H2O(g) + 802 kJ

d. 3 C(s) + 2 Fe2O3(s) + 463,8 kJ 4 Fe(s) + 3 CO2(g) 3. Pri explózii strelného prachu prebieha reakcia:

2 KNO3 (s) + 3 C (s) + S (s) K2S (s) + 3 CO2 (g) + N2 (g), Qm = - 623,9 kJ.mol-1. Vypočítajte, aké množstvo tepla vznikne pri explózii, pri ktorej je sa spotrebuje 7 mólov uhlíka.

4. Pri syntéze vyjadrenej rovnicou 2SO2(g) + O2(g) → 2 SO3(g) sa vylúči 196 kJ. Akú hodnotu bude mať reakčné teplo spätnej reakcie?

5. Koľko gramov vodíka je potrebné, aby jeho spálením vzniklo 1500 kJ tepla?

2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) ΔH = -457 kJ/mol 6. Na základe 2. termochemického zákona určte hodnotu reakčného tepla chemickej reakcie

ZnS(s) + 2 O2(g) ZnSO4(s), ak viete:

Zn(s) + S(s) ZnS (s) ΔH1 = - 206 kJ.mol-1

Zn (s) + S (s) + 2 O2 (g) ZnSO4(s) ΔH2 = - 982,8 kJ.mol-1 7. Vypočítajte, aké teplo sa uvoľní aluminotermickou reakciou podľa rovnice:

2 Al (s) + Fe2O3 (s) Al2O3 (s) + 2 Fe (s), ak viete, že ΔH°zluč (Al2O3) = -1670 kJ/mol, ΔH°zluč (Fe2O3) = -822,3 kJ/mol.

8. Vypočítajte štandardné reakčné teplo výroby etylacetátu syntézou prostredníctvom klasickej Fischerovej-Speierovej esterifikácie:

2 C2H5OH (l) + 2 CH3COOH (l) 2 CH3COOC2H5 (l) + 2 H2O (l). Použite spaľovacie teplá uvedené v MFCH tabuľkách.

Chemická kinetika

Čím sa zaoberá chemická kinetika? Uveďte podmienky priebehu chemických reakcií a vysvetlite zrážkovú teóriu. Vysvetlite pojmy aktivovaný komplex a aktivačná energia a popíšte teóriu aktivovaného komplexu a ilustrujte ju na diagrame.

Rýchlosť chemickej reakcie, ako ju vypočítame, jednotka, označenie. Sformulujte Guldbergov-Waageho zákon o účinku hmotnosti (rýchlosti reakcie) a aplikujte ho na príklade.

Vymenujte, ktoré faktory vplývajú na rýchlosť chemickej reakcie, popíšte vplyv každého z nich a uveďte príklad z bežného života. Definujte katalyzátor a vysvetlite princíp jeho pôsobenia počas

chemickej reakcie. Z praxe uveďte príklady požitia katalyzátorov. Uveďte príklady katalyzátorov v živých organizmoch.

Praktické úlohy: 1. Vypočítajte rýchlosť chemickej reakcie ak viete, že koncentrácia produktu sa za pol minúty

zmenila z 0,2 mol.dm-3 na 2,5 mol.dm-3. 2. Graf znázorňuje zmenu energie sústavy počas

chemickej reakcie bez katalyzátora a s katalyzátorom. Určte:

a. hodnotu aktivačnej energie reakcie bez katalyzátora ____________________

b. zníženie aktivačnej energie pri reakcii s katalyzátorom _________________

c. entalpiu reaktantov ______________ d. entalpiu produktov _______________ e. hodnotu reakčného tepla __________

Chemická rovnováha

Vysvetlite, čo je dynamická rovnováha reakčnej sústavy a kedy vznikne. Zadefinujte pojmy rovnovážna koncentrácia a rovnovážna konštanta. Vzorcom zapíšte vzťah na výpočet hodnoty rovnovážnej konštanty (Guldbergov-Waageho zákon chemickej rovnováhy) a aplikujte ho na príklade. Popíšte význam hodnoty rovnovážnej konštanty, ako na základe jej poznania vieme posúdiť rýchlosť reakcie. Stručne popíšte rovnováhu v heterogénnych sústavách.

Le Chatelierov princíp akcie a reakcie – vysvetliť ho. Vymenujte faktory ovplyvňujúce chemickú rovnováhu. Pri každom z nich, popíšte, ako vplýva na chemickú rovnováhu a uveďte príklady.

Praktické úlohy: 1. Napíšte vzťah pre výpočet rovnovážnej konštanty Kc chemickej reakcie

4 NH3 (g) + 5 O2 (g) 4 NO (g) + 6 H2O (g).

2. Rozklad HI prebieha pri teplote 440 °C podľa chemickej reakcie 2 HI H2 + I2. Zloženie reakčnej zmesi v stave rovnováhy je 0,0317 mol/dm3 H2; 0,0806 mol/dm3 I2 a 0,347 mol/dm3 HI. Vypočítajte rovnovážnu konštantu priamej reakcie pri danej teplote.

3. Vypočítaj rovnovážnu konštantu priamej a spätnej reakcie. Urč, ktorým smerom reakcia prednostne pôjde. CO (g) + 3H2 (g) ↔ CH4 (g) + H2O (g)

[CO] = 0,3 mol.dm-3 [H2] = 0,1 mol.dm-3

[H2O] = 0,02 mol.dm-3 [CH4] = 54 mmol.dm-3

4. Dusík a vodík reagujú spolu za vzniku amoniaku. Ako ovplyvnia nasledujúce faktory rýchlosť chemickej reakcie?

a. teplota sa zvýši z 25°C na 30°C b. koncentrácia reagujúceho dusíka sa zníži c. tlak sa zníži

Protolytické reakcie

Aké reakcie nazývame protolytickými? Definujte kyseliny a zásady podľa Arrhéniovej aj podľa Brönstedovej teórie. Čím sa tieto teórie líšia? Vysvetlite pojmy konjugovaná kyselina, konjugovaná zásada, konjugovaný pár, amfolyt. Na konkrétnej protolytickej reakcii určte konjugované páry. V stručnosti definujte kyselinu a zásadu podľa Lewisovej teórie.

Čo rozumieme pod pojmom sila kyseliny a sila zásady, čo je ich mierou? Chemická rovnováha v protolytických reakciách – na jej základe odvoďte disociačné konštanty kyselín a zásad. Pre aké hodnoty týchto konštánt sú silné a slabé kyseliny, resp. zásady? Uveďte príklady na silné aj slabé kyseliny a zásady. Popíšte vzťah medzi silou kyseliny a jej konjugovanej zásady a tiež zásady a jej konjugovanej kyseliny.

Čo je autoprotolýza vody, zapíšte ju rovnicou, zadefinujte oxóniový katión, hydroxidový anión a odvoďte iónový súčin vody. Čo je kritériom pre určovanie kyslosti roztokov? Čo je vodíkový exponent a ako ho experimentálne určujeme, čo je stupnica pH a jej použitie? Pre aké hodnoty nazývame roztok kyslý, neutrálny, zásaditý?

Čo je neutralizácia, uveďte niekoľko príkladov jej praktického využitia? Uveďte spôsoby prípravy solí, ku každému chemickou rovnicou zapíšte príklad.

Hydrolýza solí – čo to je, ktoré roztoky solí jej podliehajú, ktoré nie, aká je výsledná kyslosť, či zásaditosť daných roztokov solí. Uveďte príklady konkrétnych solí, ktoré hydrolyzujú za vzniku kyslého, neutrálneho a zásaditého roztoku. Definujte tlmivé roztoky.

Vysvetlite pojmy indikátor (aspoň 3 príklady), indikátorové papieriky, acidimeter, titrácia, neutralizačná titrácia, odmerný roztok, neutralizačný indikátor, titračná krivka, bod ekvivalencie..

Praktické úlohy:

1. V nasledujúcej reakcii určte kyselinu, zásadu, konjug. kyselinu, konjug. zásadu a znázornite konjugované páry: NH3 + H2O ↔ NH4

+ + OH-. 2. Ktoré z daných látok sú amfolyty: NH3, H2O, HCl, HSO4

-, NaOH, NH4+?

3. Ako hydrolyzujú nasledujúce soli: octan sodný, chlorid amónny, uhličitan amónny, chlorid sodný?

4. Navrhnite postup titračného stanovenia zásaditosti pitnej vody. 5. Neutralizačná titrácia je jednou z metód odmernej analýzy. Vysvetlite jej princíp, navrhnite

a popíšte titračnú aparatúru. 6. Zistite, ako sa zmení pH vody, ak v nej rozpustíme octan sodný. Vysvetlite pozorovaný jav. 7. V skúmavkách sú rovnaké koncentrácie kyseliny sírovej a octovej. Ako by ste

experimentálne zistili, ktorá kyselina je silnejšia?

Redoxné reakcie

Čo je podstatou redoxných reakcií? Uviesť príklady redoxných reakcií z bežného života. Vysvetlite pojmy: oxidácia, redukcia, oxidovadlo, redukovadlo, disproporcionácia. Z konkrétnej redoxnej reakcie vedieť vypísať čiastkové reakcie, oxidovadlo aj redukovadlo. Na základe čiastkových reakcií vyrovnať stechiometrické koeficienty v chemickej reakcii.

Vysvetlite podstatu usporiadania kovov v elektrochemickom rade napätia kovov, klasifikujte kovy

na základe usporiadania v tomto rade, ako reagujú tieto kovy so zriedenými kyselinami?

Definujte pojmy: elektrolyt, katóda, anóda, Popíšte princíp priebehu elektrolýzy roztokov a tavenín,

uveďte príklady priemyselného využitia elektrolýzy.

Vysvetlite, čo je galvanický článok, aké gal. články poznáme, aká energia sa mení na akú. Uveďte

príklady použitia galvanických článkov a akumulátorov v každodennom živote. Čo je galvanické

pokovovanie?

Vysvetlite podstatu korózie kovov a uveďte spôsoby ochrany kovov proti nej.

Praktické úlohy:

1. Rozhodnite, ktorá reakcia bude a ktorá nebude prebiehať? (Na zistenie potrebných hodnôt

použite MFCH tabuľky.)

a) Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

b) Hg + 2HCl → HgCl2 + H2

c) 2Ag + H2SO4 → Ag2SO4 + H2

d) Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

e) Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2

f) Zn + FeSO4 → ZnSO4 + Fe

g) 4NaNO3 + Sn → Sn(NO3)4 + 4Na

2. Určite oxidačné čísla prvkov, napíšte polreakcie oxidácie a redukcie a doplňte

stechiometrické koeficienty v uvedenej schéme chemickej reakcie:

Na2SO3 + K2Cr2O7 + H2SO4 --→ Cr2(SO4)3 + K2SO4 + Na2SO4 + H2O

3. Navrhnite aparatúru na elektrolýzu chloridu meďnatého a uskutočnite ju. Dokážte prítomnosť nových látok na elektródach a zapíšte ich vznik čiastkovými reakciami.

4. Podľa priloženej schémy analyzujte činnosť monočlánku. Vypíšte čiastkové reakcie.

Zrážacie reakcie

Charakterizujte zrážacie reakcie a uveďte príklad zrážacej reakcie. Vysvetlite pojmy: zrazenina, nasýtený roztok, krivka rozpustnosti. Definujte súčin rozpustnosti látky, uveďte vzťah na jeho výpočet a jeho význam.

Uveďte formy zápisu zrážacej reakcie. Akým spôsobom je v nich vyznačená zrazenina?

Vysvetlite využitie kriviek rozpustnosti v laboratórnych podmienkach a využitie zrážacích reakcií v kvalitatívnej analytickej chémii na dôkaz katiónov.

Praktické úlohy:

1. Reakcia jodidu draselného s dusičnanom olovnatým. Produktom tejto chemickej reakcie je jodid olovnatý – zrazenina (málo rozpustná látka). Zapíšte jednotlivé formy zápisov reakcie.

2. V skúmavke zmiešajte rovnaké objemy (5 ml) roztokov chloridu sodného, bromidu draselného a jodidu draselného rovnakých koncentrácií (0,01 mol/l). Do tohto roztoku po kvapkách pridávajte z injekčnej striekačky 0,01 M dusičnan strieborný a pretrepávajte ho. Zistite, v akom poradí sa z roztoku vyzrážajú jednotlivé anióny a zdôvodnite túto skutočnosť. (Na zistenie potrebných hodnôt použite MFCH tabuľky.)

Komplexotvorné reakcie

Charakterizujte komplexotvorné reakcie a uveďte príklad takejto reakcie. Vysvetlite pojmy: donor a akceptor elektrónového páru, ligand (delenie ligandov), centrálny atóm. Na príkladoch vysvetlite zloženie a názvoslovie koordinačných zlúčenín. Vytvorte vzorce koordinačných zlúčenín. Vysvetlite význam komplexotvorných reakcií v analytickej chémii.

Praktické úlohy:

1. Uskutočnite a vysvetlite priebeh chemickej reakcie roztoku chloridu hlinitého, ku ktorému pridávate po kvapkách roztok hydroxidu draselného až do jeho nadbytku.

2. Utvorte názvy koordinačných zlúčenín, ktorých vzorce sú a. [Fe(H2O)6](NO3)2 b. Na2[PbI4] c. [PtCl2(NH3)4][PtCl4] d. [CoBr3(H2O)3]

3. Utvorte vzorce koordinačných zlúčenín, ktorých názvy sú a. fluorid tetraammin-hydroxo-chloropaladičitý b. tetrahydroxozinočnatan draselný c. hexakyanokobaltitan hexamminkademnatý d. diakva-dichloromeďnatý komplex

s - prvky

s–prvky vo všeobecnosti – ich umiestnenie v periodickej sústave, prečo ich voláme s-prvky, spoločné vlastnosti, poznať ich názvy a značky.

Vodík – kde sa nachádza, elektrónová konfigurácia, jeho základné parametre, izotopy, fyzikálne a chemické vlastnosti, aké typy väzieb vytvára a uviesť príklady, aké zlúčeniny tvorí, jeho výskyt, oxidačno-redukčné účinky, jeho biogénnosť, použitie, uchovávanie a preprava, výroba.

Zlúčeniny vodíka – anorganické a organické, binárne zlúčeniny vodíka-iónové a kovalentné.

Voda – vzorec, fyzikálne a chemické vlastnosti, typy väzieb a ich dôsledky, anomália vody. Tvrdosť vody prechodná a trvalá, vysvetlite, čím je spôsobená, ako sa dá odstrániť, čo je vodný kameň. Charakterizujte pitnú, destilovanú, minerálnu, odpadovú vodu. Význam vody pre živé organizmy.

Prvky s1 – alkalické kovy

Všeobecná charakteristika: vymenovať s1-prvky, elektrónová konfigurácia, fyzikálne vlastnosti (tvrdosť, farba, ϱ, tt, tv, vodivosť, elektronegativita, atómový polomer), chemické vlastnosti (oxidačné čísla, reaktivita, oxidačno-redukčné vlastnosti), toxicita, biogénnosť (poznať ich vplyv na ľudský organizmus), farbenie plameňa.

Výskyt, výroba: kde sa vyskytujú, v akých zlúčeninách, minerály, ktoré ich obsahujú, popísať, ako sa pripravujú (aj chemické rovnice).

Zlúčeniny alkalických kovov:

halogenidy - príprava, vlastnosti, použitie, podrobnejšie NaCl,

hydroxidy - príprava, vlastnosti, použitie, podrobnejšie NaOH, KOH,

uhličitany a hydrogenuhličitany - príprava, vlastnosti, použitie, podrobnejšie Na2CO3, K2CO3, NaHCO3

Prvky s2

Všeobecná charakteristika: vymenovať s2-prvky (ktoré z nich sú kovy alkalických zemín a prečo), elektrónová konfigurácia, fyzikálne vlastnosti (tvrdosť, farba, ϱ, tt, tv, vodivosť, elektronegativita, atómový polomer), chemické vlastnosti (oxidačné čísla, reaktivita, oxidačno-redukčné vlastnosti), toxicita, biogénnosť (poznať ich vplyv na ľudský organizmus), farbenie plameňa.

Výskyt, výroba: kde sa vyskytujú, v akých zlúčeninách, minerály a horniny, ktoré ich obsahujú, popísať, ako sa pripravujú (aj chemické rovnice).

Zlúčeniny Ca – CaO, Ca(OH)2, CaCO3, Ca(HCO3)2, CaSO4 – príprava (aj chemické rovnice), výskyt, vlastnosti, použitie. Zlúčeniny Mg – MgO, MgCO3, MgSO4.7H2O, BaSO4 – vlastnosti, použitie.

Praktické úlohy:

1. Navrhnite aspoň dva spôsoby prípravy vodíka v laboratórnych podmienkach a jeden z nich uskutočnite. Popíšte priebeh chemických reakcií a zapíšte ich chemickou rovnicou.

2. Uskutočnite dôkaz katiónov s1 a s2 kovov plameňovou skúškou. Popíšte experiment. 3. Vysvetlite chemickú podstatu a zapíšte chemickou rovnicou: neutralizáciu žalúdočných

kyselín, kyprenie cesta sódou bikarbónou, výrobu páleného vápna a haseného vápna, tvrdnutie malty, vznik krasových útvarov.

4. Porovnajte rozpustnosť CaCO3 a Ca(HCO3)2 vo vode (v spojitosti s krasovými javmi). 5. Vysvetlite rozdiel medzi prechodnou a trvalou tvrdosťou vody a ako ich odstránime.

p – prvky

Charakteristika p - prvkov podľa ich umiestnenia v periodickej sústave.

Prvky p1 – vymenovať ich, poznať názvy a značky.

Všeobecná charakteristika: elektrónová konfigurácia, oxidačné čísla, typy väzieb, kovový charakter, elektronegativita.

Bór – fyzikálne vlastnosti (tvrdosť, farba, kovový charakter, vodivosť, elektronegativita), reaktivita, typy väzieb, príprava, stručná charakteristika zlúčenín (bórany, boridy, B2O3, H3BO3, bórax).

Hliník - fyzikálne vlastnosti (tvrdosť, farba, vodivosť, korózia-pasivácia), reaktivita, oxidačno-redukčné vlastnosti, výskyt v prírode, charakteristika zlúčenín (Al2O3, Al(OH)3, halogenidy), použitie (čistý, zlúčeniny, zliatiny), aluminotermia.

Prvky p2 – vymenovať ich, poznať názvy a značky.

Všeobecná charakteristika: elektrónová konfigurácia, oxidačné čísla, typy väzieb, kovový charakter, elektronegativita.

Uhlík – fyzikálne vlastnosti (tvrdosť, farba, kovový charakter, vodivosť, elektronegativita, izotopy), výskyt v prírode, alotropické modifikácie, ich výskyt (fosílne palivá) a použitie (diamant, grafit, fullerén, amorfné formy), typy väzieb, stručná charakteristika anorganických zlúčenín (CO, CO2, H2CO3, HCN, karbidy, sírouhlík), príprava, použitie, biogénnosť.

Kremík - fyzikálne vlastnosti (tvrdosť, farba, vodivosť), reaktivita, oxidačno-redukčné vlastnosti, výskyt v prírode, charakteristika SiO2, použitie (čistý, zlúčeniny), sklo.

Germánium – jeho využitie ako polovodič.

Prvky p3 – vymenovať ich, poznať názvy a značky.

Všeobecná charakteristika: elektrónová konfigurácia, oxidačné čísla, typy väzieb, kovový charakter, elektronegativita.

Dusík – fyzikálne vlastnosti (skupenstvo, farba, kovový charakter, elektronegativita), výskyt v prírode, väzbovosť, oxidačné čísla, typy väzieb, stručná charakteristika anorganických zlúčenín a ich vlastností (NH3, HNO3), príprava, použitie, biogénnosť, vysvetliť inertnosť dusíka.

Fosfor – alotropické modifikácie, fyzikálne vlastnosti (tvrdosť, farba, vodivosť), reaktivita, väzbovosť, oxidačné čísla, porovnať vlastnosti červeného a bieleho fosforu, využitie fosforu a jeho zlúčenín (oxidy, H3PO4 a jej soli).

Prvky p4 – vymenovať ich, poznať názvy a značky.

Všeobecná charakteristika: elektrónová konfigurácia, oxidačné čísla, typy väzieb, kovový charakter, elektronegativita.

Kyslík – fyzikálne a chemické vlastnosti (skupenstvo, farba, kovový charakter, elektronegativita, reaktívnosť, oxidačno-redukčné vlastnosti), (charakterizovať O2 aj O3), výskyt v prírode, väzbovosť, oxidačné čísla, typy väzieb, stručná charakteristika oxidov (aj rozdelenie), peroxidov, ozonidov, hyperoxidov, príprava a výroba, použitie, biogénnosť.

Síra - fyzikálne a chemické vlastnosti (skupenstvo, farba, kovový charakter, elektronegativita, reaktívnosť, rozpustnosť, väzbovosť, oxidačné čísla), alotropické modifikácie, výskyt v prírode,

príprava a výroba, použitie, biogénnosť, stručná charakteristika niektorých zlúčenín a ich vlastností (H2S, SO2, H2SO4).

Prvky p5 – vymenovať ich, poznať názvy a značky, spoločný názov.

Všeobecná charakteristika: elektrónová konfigurácia, oxidačné čísla, typy väzieb, kovový charakter, elektronegativita.

Fyzikálne a chemické vlastnosti halogénov (skupenstvo, farba, kovový charakter, rozpustnosť, reaktivita), výskyt v prírode, väzbovosť, typy väzieb, príprava, použitie, biogénnosť, toxicita. Stručná charakteristika zlúčenín halogénov a ich vlastností (halogénvodíky, halogenidy, kyslikaté zlúčeniny – chlorečnany, chloristany, HClO4).

Prvky p6 – vymenovať ich, poznať názvy a značky, spoločný názov.

Všeobecná charakteristika: elektrónová konfigurácia, reaktivita.

Fyzikálne a chemické vlastnosti halogénov (skupenstvo, farba, vôňa, rozpustnosť, inertnosť), výskyt v prírode (aj vo vesmíre), príprava, použitie. Zlúčeniny – či existujú a ak, tak aké.

Praktické úlohy:

1. Na základe vedomostí o kyslíku vysvetlite príčiny vzniku ozónovej diery, prízemného ozónu a kyslých dažďov.

2. Opíšte výrobu hliníka elektrolýzou z Al2O3. 3. Chemickými rovnicami zapíšte princíp výroby amoniaku a kyseliny dusičnej. 4. Navrhnite spôsoby prípravy CO2 z CaCO3 v laboratórnych podmienkach a uskutočnite ho.

Popíšte priebeh chemických reakcií a zapíšte ich chemickou rovnicou. 5. Navrhnite spôsoby prípravy O2 z H2O2 v laboratórnych podmienkach a uskutočnite ho.

Popíšte priebeh chemických reakcií a zapíšte ich chemickou rovnicou. Urobte dôkaz prítomnosti kyslíka.

6. Napíšte chemické reakcie síry s kyslíkom a síry s vodíkom. 7. Vysvetlite kyslé vlastnosti H2SO4 a napíšte chemickú rovnicu jej reakcie s vodou. 8. Vysvetlite kyslé vlastnosti HCl a napíšte chemickú rovnicu jej reakcie s vodou. 9. Opíšte chemickými rovnicami redoxné vlastnosti halogénov (aj ich vzájomné reakcie).

d - prvky

Uviesť, ktoré prvky nazývame d-prvky a prečo, koľko ich je, elektrónová konfigurácia d-prvkov a výnimky zo všeobecných pravidiel.

Charakterizujte ich spoločné fyzikálne vlastnosti – vodivosť, farba, vzhľad, kovovosť, tvrdosť, tt, tv, hustota.

Charakterizujte ich spoločné chemické vlastnosti – väzby, oxidačné čísla, oxidačno-redukčné vlastnosti, farebnosť katiónov, tvorba koordinačných zlúčenín, katalyzačná schopnosť.

Všeobecné princípy výroby d-kovov: tepelný rozklad, priama redukcia, aluminotermia, elektrolýza.

Chróm: fyzikálne vlastnosti, reakcie s kyselinami, elektrónová konfigurácia, oxidačné čísla, biogénnosť, toxicita, výroba a použitie, základná charakteristika zlúčenín (oxidy, chromany, dichromany).

Mangán: fyzikálne vlastnosti, reakcie s kyselinami, elektrónová konfigurácia, oxidačné čísla, biogénnosť, výroba a použitie, základná charakteristika zlúčenín (MnO2, KMnO4).

Železo: fyzikálne vlastnosti, reakcie s kyselinami, elektrónová konfigurácia, oxidačné čísla, biogénnosť, toxicita, výskyt v prírode, výroba a použitie, základná charakteristika zlúčenín (FeO, Fe2O3, FeCl3, FeCO3 ).

Vysvetlite pojmy: surové železo, liatina, oceľ, kujné železo, iné druhy ocele.

Kovy skupiny medi: vymenovať ich, vzhľad, elektrónová konfigurácia, oxidačné čísla, vlastnosti (kujnosť, vodivosť, reaktivita, ušľachtilosť, rozpustnosť v kyselinách, schopnosť tvoriť koordinačné zlúčeniny), výskyt v prírode, základné zlúčeniny (Cu2O, CuO, CuSO4), čo je medenka, výroba, použitie, biogénnosť.

Kovy skupiny zinku: vymenovať ich, vzhľad, elektrónová konfigurácia, oxidačné čísla, vlastnosti (skupenstvo, kujnosť, vodivosť, reaktivita, ušľachtilosť, rozpustnosť v kyselinách, schopnosť tvoriť koordinačné zlúčeniny), výskyt v prírode, čo je zinková beloba, výroba, použitie, biogénnosť, toxicita.

Praktické úlohy:

1. Uveďte reakcie pasivácie chrómu a železa kyselinou dusičnou a sírovou. 2. Vysvetlite chemickú podstatu použitia chrómu pri dychových skúškach na alkohol. 3. V skúmavkách sú roztoky meďnatej, zinočnatej, mangánatej soli. Dokážte ich prítomnosť v

jednotlivých skúmavkách roztokom hydroxidu sodného. 4. Vysvetlite princíp a chemickými rovnicami popíšte elektrochemickú koróziu železa. 5. Pomocou schémy popíšte výrobu železa vo vysokých peciach, uveďte chemické rovnice

základných reakcií. 6. Uveďte zloženie niektorých zliatin kovov: bronz, mosádz, amalgám, 7. Vypočítajte, koľko gramov čistého zlata sa nachádza v 0,5 kg 18-karátového zlata a v 680 g

14-karátového zlata?