1. TVARI,AS,FS,OTOPINE,TOPLJIVOST,KRISTALITvar ono to ima masu i
zauzima prostor ; u prirodi dolaze u obliku smjese ili iste tvari
Homogene smjese smjese u kojima se golim okom, povealom ili
mikroskopom ne mogu vidjeti njihovi sastojci ; u svakom dijelu
imaju isti sastav i ista svojstva (pr. ocat, otopine eera ili soli
u vodi, zrak...)Heterogene smjese smjese u kojima se golim okom,
povealom ili mikroskopom mogu vidjeti njihovi sastojci; imaju
promjenjiv sastav i svojstva; svaka tvar u heterogenoj smjesi
zadrava svoja karakteristina svojstva, a svojstva smjese ovise o
odnosu koliina i svojstvima tvari koje se nalaze u smjesi iste
tvari graene od istovrsnih ili raznovrsnih atoma i homogene su
Elementarne tvari graene su od istovrsnih atoma; ne moemo ih niti
jednim kemijskim postupkom rastaviti na jednostavnije iste
tvariKemijski spojevi graeni su od raznovrsnih atoma ; niti jednom
kemijskom reakcijom ne moemo dokazati prisutnost druge tvari, ali
ih moemo rastaviti na barem dvije elementarne tvari
FIZIKALNA SVOJSTVA TVARIAgregacijsko stanje tvari stanje u kojem
neka tvar dolazi u prirodi (vrsto, tekue i plinovito); stanje u
kojem e se neka tvar nalaziti, ovisi o stupnju ureenosti strukture
tj.o privlanim silama izmeu estica VRSTO (s)TEKUE (l)PLINOVITO
(g)
Mala udaljenost izmeu estica, privlane sile nego jakeIzmeu
estica tekuih tvari udaljenost je vea , privlane sile su slabije
Udaljenost izmeu estica plinovitih tvari je velika, privlane sile
zanemarive
estice samo titraju oko sredinjeg poloaja ne naputajui znakovitu
geometrijsku strukturuestice se relativno slobodno gibaju i lako
mijenaju svoj poloaj Poloaj estica brzo se mijenja u svim
smjerovima u prostoru
Stalan oblik i volumen Poprimaju oblik posude u kojoj se nalaze
Posuda bilo kojeg oblika potpuno je ispunjena plinom
Nestlaive suNestlaive su Volumen ovisi o tlaku i temperaturi
Svojstva znakovita za odreeno agregatno stanje*znakovi za
oznaavanje agregacijskih stanja tvari: eng. g gas = plin eng. l
liquid = tekuina eng. s solid = vrsta tvar eng. cr crystal =
kristalno stanje eng. aq aqueous = otopljeno u vodiPrijelazi izmeu
stanja
Gustoa opisuje odnos mase i volumena neke tvariTvrdoa svojstvo
materijala koje se protivi zadiranju stranog tijela u njegovu
strukturu (ili povrinu); svojstvo krutina jer tekuine i plinovi
nemaju tvrdou Talite temperatura na kojoj tvar prelazi iz krutog
stanja u tekue; u samoj toki talita, kruta i tekua faza postoje u
ravnoteiVrelite temperatura kod koje je tlak pare tekuine jednak
vanjskom tlaku ; standardna toka vrenja tekuine je ona kod koje je
tlak pare tekuine jednak standardnom atmosferskom tlaku (101 325
Pa) Topljivost najvea koliina neke tvari koja se moe otopiti u
nekoj koliini otapala pri odreenoj temperaturi; topljivost vrstih
tvari u tekuinama raste s temperaturom, a topljivost plinova opada
Magnetinost- svojstvo magneta ( Fe, Ni) Opticka aktivnost-
sposobnost zakretanja ravnine polariziranog svjetla
POSTUPCI RAZDVAJANJA TVARI iz heterogene smjese Taloenje
(sedimentacija) krute estice se skupe na dnu ili na povrini (ovisi
o gustoi estica)Dekantiranje odvajanje taloga od otopine
odlijevanjem tekuine; talog je tei pa pada na dnoFiltriranje
procjeivanje smjese tekuine i neotopljene tvari kroz filtrirni
papir; krutina zaostaje na filtrirnom papiru, a tekuina prolazi
kroz filtrirni papir
iz homogene smjese Destilacija izdvajanje otopljene vrste tvari
od tekuine; smjesa se zagrijava u tikvici, a vodena para prolazi
kroz hladilo, kondenzira se i ukapljuje na taj nain zaostaje vrsta
tvar u tikviciFrakcijska destilacija razdvajanje dviju tekuina
razliitog vrelita; prva isparava tvar koja ima nie vrelite, prolazi
kroz hladilo, kondenzira se i prikuplja u drugoj posudi ( u
industriji se tako iz nafte dobivaju petrolej, benzin i dizelsko
gorivo)Sublimacija zagrijavanjem neki sastojak sublimira te u
plinovitom stanju izlazi iz smjesePrekristalizacija smjesa se
dovede na temperaturu pri kojoj je topljivost to manja te se pri
tom izluuju kristali otopljene tvari, koji se zatim odvajaju
filtracijom
TOPLJIVOST TVARITopljivost : definirana je sastavom zasiene
otopine, najee se iskazuje najveom moguom masom otopljene tvari u
100 g otapala pri odreenoj temperaturi topljivost vrstih tvari se
poveava porastom temperature topljivost plinova u vodi se smanjuje
poveavanjem temperature topljiovst plinova proporcionalno raste s
porastom tlaka iznad otopina
Topljivost razliitih tvari u ovisnosti o temperaturi*tvari
polarne grae (soli, kiseline, baze) se otapaju u polarnim otapalima
kao to je voda, a tvari nepolarne grae (derivati nafte, vosak...)
dobro se otapaju u nepolarnim otapalima (benzen, CCl4.. )
------------- > slino se otapa u slinom !!!
S obzirom na topljivost, otopine dijelimo: Zasiena otopina
otopina koja sadri maksimalno moguu koliinu otopljene tvari; kada
je otopina zasiena, postignuto je stanje ravnotee jer je brzina
otapanja vrste tvari i brzina rekristalizacije ista
Nezasiena otopina otopina koja sadri manje otopljene tvari nego
to to odgovara topljivosti te tvari pri datoj temperaturi
Prezasiena otopina otopina koja sadri veu koliinu otopljene
tvari nego to to odgovara topljivosti te tvari pri datoj
temperaturi; nestabilno stanje i ve protresanjem otopine moe doi do
izluivanja vika otopljne tvari
DISPERZNI SUSTAVI
Disperzni sustavi (otopine) su homogene smjese dviju ili vie
tvari. Sastoje se od disperzne faze (otopljena tvar) i disperznog
sustava (otapalo). Otapalom se naziva onaj sastojak kojeg u otopini
ima vie. Prema veliini estica otopljenih tvari, otopine dijelimo na
:Prave otopine homogena smjesa u kojoj je promjer estica otopljene
tvari manji od 1 nm (npr. otopina soli)Grubo disperzni sustav sadre
estice promjera veeg od 200 nm, a to su heterogene smjese ije se
estice zbog veliine brzo taloe (sedimentiraju); nastali talog moe
se od disperznog sustava odvojiti dekantiranjem ili filtriranjem
(npr. smjesa pijeska i vode)Koloidni sustavi sadre estice disperzne
faze promjera 1nm 200 nm (npr. mlijeko, aj, magla, krv,
sprejevi....) ; koloidne estice su vee povrine za istu koliinu
tvari od ukupne povrine estica u grubo disperznim sustavima zbog
veeg stupnja disperzije ; za odravanje takve povrine, potrebna je i
vea energija, ali nisu nestabilne zbog toga ; relativno su stabilni
jer su estice disperzne faze rasprene ( dispergirane) u obliku
koloidnih micela koje se ne udruuju, ve se odbijaju zbog ionskog
ili hidrantnog ovoja na svojoj povrini ; Tyndalov efekt estice
koloidnih dimenzija raspruju svjetlost i ponaaju se kao mali izvori
svjetlosti (npr. kada zrake svjetlosti uu kroz usku pukotinu u neki
prostor, svjetlost se raspruje po esticama praine).*micele
elektrino nabijene koloidne estice sastavljene od nakupina velikih
molekula kao to su sapuni i povrinski aktivne tvari. U vodenim
otopinama, hidrofilni krajevi ovakvih molekula su na povrini
micele, dok se hidrofobni krajevi usmjeravaju prema sreditu
(slika)
KOLIGATIVNA SVOJSTVA OTOPINASvojstva koja ovise samo o broju
estica u otopini, a ne o njihovoj vrsti ili volumenu otopine
Raoultov zakonTlak pare otopine nehlapljive tvari uvijek je
manji od tlaka pare istog otapala; *tlak pare otopine je uvijek
manji od tlaka pare otapala
p=xpp= tlak pare otopinex= mnoinski udio tvari u smjesip= tlak
pare istog otapala
p=pn(A)/(n(B)+n(A) )
Povienje vrelitaOtopi li se u otapalu odreena koliina vrste
nehlapljive tvari, vrelite otopine biti e vie od vrelita istog
otapalaKb = ebulioskopska konstanta; molarna konstanta povienja
vrelita, pokazuje koliko se vrelite otopine povisi u odnosu na
vrelite otapala kada se otopi 1 mol neke tvari u otapalu
T=i b K
Snienje leditaLedite otopine pri nioj temperaturi od ledita
otapalaKf = krioskopska konstanta; molarna konstanta snienja
ledita
T=i b K
Osmotski tlak Osmoza spontani proces pri kojem molekule otapala
prolaze kroz polupropusnu membranu iz otopine manje koncentracije u
otopinu vee koncentracijeOsmotski tlak tlak u otopini koji raste s
porastom koncentracije otopljenih estica
=icRTili =cRT
R = opa plinska konstanta (R = 8,314 Pa m3 mol-1K-1 )i= van't
Hoffov faktor; odreuje se eksperimentalno, a pri niskim
koncentracijama je jednak broju disociranih iona
Stanina osmoza:Stanina membrana je polupropusnaU stanici se
nalazi otopina raznih soli, eera i sl.Ako se stanica nalazi u
otopini vie koncentracije iz stanice izlazi voda HIPERTONINA
OTOPINAAko je stanica u otopini manje koncentracije, u nju ulazi
vodi i dolazi do pucanja HIPOTONINA OTOPINAOtopine istog osmotskog
tlaka kao u stanici IZOTONINE OTOPINE
KRISTALNI SUSTAVI
Kristalni sustav je metoda razvrstavanja kristalnih tvari na
osnovu njihove jedinine elije. Ravnina simetrije zamiljena ravnina
koja dijeli kristal na dvije zrcalno jednake polovine; broj ravnina
simetrije u pojedinim vrstama kristala je razliitOs simetrije
zamiljeni pravac koji prolazi sreditem kristala i oko kojeg moemo
zakretati kristal za odreeni broj stupnjeva da doe u poloaj jednak
poetnom poloajuCentar simetrije zamiljena toka unutar kristala koja
je jednako udaljena od dvije nasuprotne, istovrsne i paralelne
ploheKristalografske osi odreuju oblik kristala. To su zamiljeni
pravci koji se sjeku u sreditu kristala, a odgovaraju prostornom
koordinatnom sustavu. Prema njima se kristali mogu svrstati u sedam
osnovnih kristalnih sustavaPravilan raspored graevnih elemenata u
kristalu moe se prikazati modelom prostorne kristalne
reetke.Elementarna elija kristalne reetke je najmanji dio u
kristalnoj strukturi koji se periodiki ponavlja du kristalografskih
osi. Nizanjem elementarnih elija u prostoru nastaje kristal.U
kubinom sustavu postoje tri vrste elementarnih
elija:JednostavnaProstorno ili volumno centriranaPlono
centriranaRazliita svojstva tvari posljedica su razliitog
razmjetaja atoma u prostoru i njihovog broja u elementarnoj
eliji.
Jednostavna elementarna elija
Prostorno ili volumno centrirana elementarna elija
Plono centrirana elementarna elija
ATOMSKI I MOLEKULSKI KRISTALIKristali koji su povezani
kovalentnom vezom. Graevni elementi atomskih kristala su atomi, a
molekulskih molekule. Atomski kristaliAlotropija pojava da se ista
tvar javlja u vie strukturnih oblika (alotropske modifikacije
ugljika)IONSKI KRISTALI Graevni elementi su ioni. Omjer polumjera
aniona i kationa odreuje vrstu kristalne reetkeKoordinacijski broj
broj iona suprotnog naboja koji se u ionskom kristalu nalaze oko
sredinjeg iona
Model ionske reetke NaClZbog jakih privlanih sila izmeu iona,
talita i vrelita su visoka:Taline ionskih spojeva dobro provode
elektrinu strujuIonski spojevi u vrstom stanju ne provode struju
Veina ionskih kristala se dobro otapa u vodi (polarno otapalo), a
njihove otopine dobro provode elektrinu struju zbog slobodnog
gibanja
VRSTE KRISTALAFizika svojstva kristala ovise o nainu slaganja
atoma, molekula ili iona u kristaluS obzirom na vrstu graevnih
elemenata u kristalu, razlikuju se:-Ionski kristali-Molekulski
kristali-Atomski kristali-Kristali metalaAtomski i molekulski
kristali:-Atomi unutar kristala su povezani kovalentnom
vezom-Alotropija pojava da se ista stvar javlja u vie strukturnih
oblika-Alotropske modifikacije ugljika dijamanat, grafit,
fulerenMolekulski kristali:-Izgraeni su od molekula izmeu kojih
djeluju slabe van der Waalsove sile-Takve kristale grade halogeni
elementi pri dovoljno niskim temperaturama -Molekulski kristali su
kristali sumpora graeni od molekula S8 i kristali fosfora graeni od
P4-Kristali molekulske strukture su mekani, netopljivi ili slabo
topljivi u vodi, a topljivi u organskim otapalima-Nemaju slobodnih
iona, niti slobodnih elektrona pa ne provode elektrinu struju
Kristali metala:-Graevne jedinice u kristalima metala su njihovi
atomi, odnosno ioni i izdvojeni elektroni-Veina metala tvori guste
slagaline (plono centrirana kubina slagalina, heksagonska
slagalina, volumno centrirana kubina slagalina)
Polimorfija: -Pojava da se ista tvar pojavljuje u vie kristalnih
oblika pri promjeni vanjskih uvjeta (temperature i tlaka)-Kalcijev
karbonat, ovisno o uvjetima koji vladaju pri procesu
kristalizacije, moe se pojavit kao kalcit (trigonska modifikacija)
ili kao aragonit (rompska modifikacija)-Uzrok polimorfije je u
promjeni meusobnog rasporeda atoma, molekula ili iona-Moe se
temeljiti i na promjeni tipa kemijske veze
Ionski kristali: -Tvrdi i kruti-Visoko talite i vrelite-Dobro
topljivi u vodi i drugim polarnim otapalima-Pri sobnoj temperaturi
u vrstom stanju-Pokretljivi ioni u talini i otopini ne provode
elektrinu struju
18