BBC Chemistry – A VOLATILE HISTORY – Discovering the Elements
1. Mis elementi saab toota uriinist? Kirjeldage eksperimendi.
Esmalt lasti uriinil mõni päev seista, kuni see hakkas halvasti lõhnama. Edasi keedeti uriin pastaks, kuumutades seda kõrgel
temperatuuril juhtides auru läbi vee. Lootes, et aur kondenseerub kullaks, aga hoopis tekkis valge vahane aine, mis helendas
pimedas. Nii avastas Brand fosfori – esimese elemendi, mis avastati pärast antiikaega.
(Wiki)
2. Kes ja kuidas avastas vesiniku. Kirjutage reaktsiooni võrrandit.
Vesiniku avastas 1766 aastal füüsiku ja keemiku juurtega inglane Henry Cavendish, kes isoleeris metallidest ja hapetest
saadud "põleva õhu" (divesiniku) ning kirjeldas ja uuris seda põhjalikult.
Vesiniku põlemisel on keemilise reaktsiooni võrrand: 2H2 + O2 = 2H2O
3. Keda peetakse kaasaegse keemia isaks ja miks?
Antonie Lavoisier, kes tõestas erinevate keemiliste elementide olemasolu. Lavoisier' kõige kuulsamad ja tähtsamad tööd
käsitlevad põlemisreaktsioone, mida ta uuris, kasutades hermeetiliselt suletavaid nõusid ning kaaludes reaktsiooni lähteained
ja saadused. Nii tõestas, et põlemine on ühinemine hapnikuga. Ta demonstreeris ka hapniku rolli roostetamises ning loomade
ja taimede hingamises. Koos Pierre-Simon Laplace'iga näitas ta, et hingamise käigus seguneb orgaaniline materjal
hapnikuga. Need 1774 tehtud katsed aitasid kummutada keemias üle saja aasta valitsenud flogistoniteooriat, mille järgi
põlemise käigus eraldub flogiston. 1780. aastal lõi ta põlemise hapnikuteooria. Ta kordas teiste teadlaste (näiteks Carl
Wilhelm Scheele ja Joseph Priestley) katseid, kuid tõlgendas neid uut moodi, vastavalt põlemise hapnikuteooriale.
4. Millega tegeleb keemia ja mis on keemia harud (iseloomustage neid)?
Keemia on teadus ainetest ja nende muundumisprotsessidest, mille käigus ühed ained muunduvad teisteks keemiliste
sidemete ümberjaotumise ning elektronkatete ümberformeerumise tõttu.
KEEMIA HARUD:
1.
Põhiharud:
a.
Füüsikaline keemia - keemia üldised põhialused
b.
Orgaaniline keemia - süsinikuühendite reaktsiooni ja omadused
c.
Anorgaaniline keemia - kõigi ülejäänud elementide ühendite reaktsioonid ja omadused
2.
Eriharud:
a.
Analüütiline keemia - objektide keemilise koostise määramine
b.
Biokeemia - bioloogiliselt oluliste ainete, reaktsioonide ja protsesside uurimine
c.
Teoreetiline keemia - ainete struktuuri ja omaduste uurimine matemaatiliste mudelite kaudu
d.
Keemiainseneriteadus - tööstuslike keemiliste protsesside uurimine
*5. Keemia makroskoopiline ja mikroskoopiline tase (näited).
Makroskoopiline tase - toimuvad silmaga nähtavad või mõnel muul viisil jälgitavad muutused, eksperimendid toimuvad
reeglina makroskoopilisel tasemel.*
Mikroskoopiline tase - aatomitevaheliste sidemete muutumine jms
Näiteks: 2Mg(t) + O2(g) = 2MgO(t)
6. Selgitage, millest koosneb teaduslik meetod.
Teaduslik meetodi alla kuulub:
●
Andmete kogumine
●
Seoste otsimine pole andmekogumites
●
Hüpoteesi(de) formuleerimine ja eksperimentaalne kontrollimine
●
Teooria formuleerimine (kvalitatiivsed ja kvantitatiivsed teooriad, ennustused teooria põhjal, mudelid)
7. Aatomiehitus. Aatomi ehituse seosed perioodilisustabeliga.Perioodilisustabelisse on elemendid järjestatud tuumalanengu alusel (algselt aatommassi alusel). Kui Mendelejev esimese
perioodilisustabeli lõi, reastas ta elemendid tabelisse nende aatommassi kasvu järjekorras ritta ja reastas sarnaste omadustega
elemendid üksteise alla, väites, et “elementide omadused on aatommassidest perioodilises sõltuvuses”.
8. Ionisatsioonienergia.
Ionisatsioonienergia on energia, mis kulub elektroni eemaldamiseks üksikult aatomilt (või molekulilt). Teisiti öeldes on
tegemist elektroni seoseenergiaga aatomis (või molekulis). Mida väiksem on ionisatsioonienergia, seda meelsamini loovutab
aatom (või molekul) elektroni ja ioniseerub (Vikipeedia).
9. Keemiline side.
Keemiline side on viis, kuidas kaks või enam aatomit või iooni on aines omavahel seotud, moodustades uue keemilise
ühendi. Sideme tekke põhjuseks võib olla erilaenguliste aatomite omavaheline külgetõmme või elektronide jagamise teel.
Keemiliste sidemete tugevused on väga erinevad – „tugevateks sidemeteks“ võib pidada kovaletseid ja ioonilisi sidemeid,
vesinikside on aga näide „nõrgast“ keemilisest sidemest.
10. Kovalentse sideme omadused.
• Suhteliselt madal sulamis- ja keemistemperatuur
• Halb elektrijuhtivus
• Paljud kovalentsete sidemetega ained lahustuvad vees halvasti.
11. Teised keemilise sideme liigid: Iooniline side, selle erinevus kovalentsest sidemest. Vesiniksideme olemus ja
tekkimise tingimused;
vesiniksideme mõju aine omadustele, selle tähtsus eluslooduses.
Metalliline side.
Iooniline side
Kovalentne side
Moodustumine
Tekib metalli ja mittemetalli vahel.
Mittemetallid on „tugevamad“ kui
metallid ning suudavad paremini
omistada metallidelt elektrone. Kahe
vastandiooni vahel tekib tõmme ning
moodustub iooniline side.
Tekib valdavalt sarnaste elektro-
negatiivsustega mittemetallide vahel.
Kumbki aatom pole piisavalt „tugev“,
et tõmmata teiselt elektrone ära,
mistõttu stabiilsuse tagamiseks on
mõlemad sunnitud väliskihil elektrone
jagama nii omavahel kui ka teiste
kovalentsete sidemetega ainete vahel.
Olek toatemperatuuril
Tahke
Vedelik või gaas
Polaarsus
Kõrge
Madal
Kuju
Kindel kuju puudub
Konkreetse kujuga
Sulamistemperatuur
Kõrge
Madal
Keemistemperatuur
Kõrge
Madal
Vesinikside on täiendav keemiline side, mille moodustab ühe molekuli negatiivse osalaenguga elektronegatiivse elemendi
(F, O, N) aatom teise molekuli positiivse osalaenguga vesinikuaatomiga. Vesiniksidemed tekivad peamiselt ainetes, milles
vesinikuaatom on kovalentselt seotud tugevalt elektronegatiivse elemendi aatomiga. Side tekib kas kahe molekuli vahele
(intermolekulaarne) või ühe molekuli eri osade vahele (intramolekulaarne). Vesiniksidemeid esineb nii anorgaanilistes (vesi,
fosforhape) kui ka orgaanilistes (DNA, valgud) ühendites. Molekulide vahel esinevad vesiniksidemed põhjustavad ainete
sulamis- ja keemistemperatuuri olulist tõusu, kuna nende lõhkumiseks on vaja kulutada täiendavat energiat. Samuti puudutab
vesinikside tugeval määral vett. Kuna vesiniksidemed hoiavad veemolekule koos, on vee tihedus vedelal kujul suurem, kuna
tahkes vormis on molekulid võres rohkem laiali. Selline struktuur põhjustab ka vee olekudiagrammil kolmikpunkti tekke
(sulamis- ja keemistemperatuurid on võrdsed).
Metalliline side moodustub negatiivsete vabade elektronide ja positiivsete metallioonide vastastikuse tõmbumise
tulemusena metallis. Vabad elektronid põhjustavad metallide elektri- ja soojusjuhtivust ning plastilisust. Metalliline side
avaldub kõige selgemalt aktiivsete metallide – leelis- ja leelismuldmetallide korral. Vähem aktiivsetes metallides esinevad
lisaks metallilisele sidemele mingil määral ka aatomitevahelised kovalentsed sidemed. Eriti märgatav on kovalentse sideme
osatähtsus siirdemetallide (d-metallide) korral.
Anorgaanilisete ühendite põhiklassid ja nende omadused.
Anorgaanilised ained
Lihtained
Liitained
○ Metallid
○ Mittemetallid
○
Oksiidid
○
Happed
○
Alused
○
Soolad
Omadused:
Füüsikalised omadused
Keemilised omadused
Need omadused tulenevad põhiliselt sellest, et
metalliaatomi väliskihi xelektronid (valentselektronid) ei
ole aatomiga tugevalt seotud, mis on tingitud nende
madalast ionisatsioonienergiast.
tavaliselt läikivad
suure tihedusega
venitatavad ja sepistatavad
kõrge sulamistemperatuuriga
enamjaolt kõvad
hea elektri- ja soojusjuhtivus
Enamik metalle on keemiliselt aktiivsed. Eriti leelismetallid
ja leelismuldmetallid, mis kuuluvad perioodilisustabeli
kahte vasakpoolsesse rühma. Keemilise inertsuse tõttu on
omamoodi erandiks väärismetallid. Metallide keemilist
aktiivsust väljendab nn pingerida, ning enamik metalle
tõrjuvad lahjendatud hapetest vesinikku välja.
13. Materjalide
Metallid.
13. Materjalide füüsikalised omadused: nimetage ja iseloomustage neid.
Tihedus - suurus, mis näitab aine massi ruumalaühikus; tihedus sõltub aatommassist, aatomiraadiusest, kristallvõre ehitusest.
Sulamistemperatuur - aine teatud temperatuur, mille saavutades hakkab aine sulama
14. Kuidas saab metallid liigitada lähtuvalt füüsikalistest omadustest (näided).
Lähtuvalt tihedusest: metallid jaotatakse raske- ja kergmetallideks, kergmetallide tihedus on alla 5 g/cm3
Lähtuvalt sulamistemperatuurist: metallid jaotatakse kergsulavateks (piiriks 500oC) ja raskesulavateks (alates 1000oC).
Omadus
Liigitus
Koostis (värv) – jaotamine metallisisalduse järgi (kas
sisaldavad rauda või mitte)
Mustad metallid ehk raud ja rauasulamid
N: Fe, teras (C < 2%), malm (C 2-5%)
Värvilised metallid ehk mitteraudmetallid
N: vasesulamid (pronks, messing), kergsulamid (Al- ja Mg-
sulamid)
Soojusjuhtivus - metalli võimet soojust üle anda kõrgema
temperatuuriga piirkonnalt madalama temperatuuriga
piirkonnale.
Seda saab seletada molekulide korrapäratute
kokkupõrgetega. Halva soojusjuhtivusega metalli
kuumutamisel ja järsul jahutamisel (termo-töötlemisel,
keevitamisel) tekivad sellesse praod. Soojusjuhtivuse ühik
on vatt meetri ja kelvini kraadi kohta(W/m.K).
Head soojusjuhid N: Ag, Cu, Al
Halvad soojusjuhid N: Fe
Elektrijuhtivus - hinnatakse metalli võimet juhtida
elektrivoolu. Elektrijuhtivust mõõdetakse siimensites (S),
erijuhtivust aga siimensites meetri kohta (S/m).
Analoogiliselt väljendatakse elektritakistust oomides (Ω) ja) ja
eritakistust oommeetrites (Ω) ja.m). Metalli temperatuuri
Head elektrijuhid – valmistatakse elektrijuhtmeid N: Cu, Al
Halvad elektrijuhid – elektriküttekehade valmis-tamises,
kus on vajalik suur elektritakistus
N: sulamid nikroom, konstantaan
tõusul tema elektritakistus suureneb.
Magnetomadused - Magnetiline läbitavus ja magnetiline
konstant iseloomustavad metalli võimet magnetiseeruda.
Ferromagnetilised – magnetiseeruvad väga kergelt,
kasutatakse näiteks elektriaparaatide ja elektromagnetite
valmistamisel N: Fe, Ni, Co
Paramagnetilised – magnetväli mõjutab neid metalle väga
nõrgalt N: Al, Cr
Diamagnetilised – tõukuvad magnetväljast eemale N: Cu,
Sn
15. Raud ja rauasulamid (omadused, kasutamine, võrdlus).
• tihedus 7,87 g/cm3• sulamistemperatuur on 1539 Celsiuse kraadi• hea korrosioonikindlus
Raud looduses• sisalduselt maakoores neljandal kohal• kosmoses levinud element
Raua füüsikalised ja keemilised omadused• hõbevalge• keskmise kõvadusega metall
• plastiline• hea soojus- ja elektrijuht• keskmise aktiivsusega metall• reageerib mittemetallidega (sulfiidide, fosfiidide jne.
teke)• leelistega ei reageeri
Rauasulamid (süsinikteras,malm, roostevabateras)
Rauasulamid: teras (kuni 2% C), malm (2-5% C), roostevabateras (lisandiks Cr)
Süsinik C-sisalduse suurenedes kasvab terase kõvadus, tõmbetugevus ja voolavuspiir ning vastupanu väsimuspurunemisele,
vähenevad aga plastsus- ning sitkusnäitajad.
Tavalisandid: Räni, mangaan,Väävel, fosfor, Lämmastik, hapnik ja vesinik.
Korrosioonikindlatest terastest on enam levinud kroomi (vähemalt 12%), niklit jt. legeerivaid elemente sisaldavad
terased.Kasutatakse metallitööstustes
16. Vask ja vasesulamid (omadused, kasutamine, võrdlus).
VASK:
Keemilised omadused - tihedus 8,9 g/cm3; TS=1083oC; värvus punasest kollaseni; plastiline,väga hea korrosioonikindlus
Füüsikalised omadused - sepistatav, valtsitav ja traadiks tõmmatav metall; hea soojus- ja elektrijuht; kuumutamisel õhus
kattub vask musta värvusega vask(II)oksiidi kihiga; kuivas õhus on vask püsiv
VASESULAMID: messing e valgevask (Cu - Zn); pronks (Cu - Sn); melhior (Cu - Ni); uushõbe e alpaka (Cu - Ni - Zn)
KASUTATAKSE: elektrotehnikas, kaabli-, paljas- ja kontaktjuhtmete lattide, elektrigeneraatorite, telefoni- ning
telegraafiseadmete ja raadioaparatuuri tootmiseks, näiteks trükimontaažis
17. Nikkel ja niklisulamid (omadused, kasutamine, võrdlus).
NIKKEL:
Keemilised omadused - tihedus: 8,9 g/cm3; TS=1455oC; hõbevalge, läikiv, püsiv õhu ja vee suhtes
Füüsikalised omadused - Ni oksüdeerub alates 500oC NiO tekkega, halogeenidega reageerides tekivad NiHal2 ühendid;
kuumutamisel reageerib ka teiste mittemetallidega; reageerib lahjendatud hapetega; leelistega ei reageeri; konts. HNO3
toimel passiveerub
NIKLISULAMID: konstantaan (Ni - Cu); nikroom (Ni - Cr)
18. Alumiinium ja alumiiniumisulamid (omadused, kasutamine, võrdlus).
• hõbevalge
• tihedus: 2,7 g/cm³ • sulamistemperatuur: 660 °C • väga hea korrosioonikindlus • hea elektri- ja soojusjuht, kerge ning
äärmiselt plastiline
Omadused - • reageerib paljude lihtainete ja hapetega 2Al + 3I2 = 2AlI3 • hapetest tõrjub ta välja vesinikku ning tekib sool
• lahjend. hapetest tõrjub välja vesiniku, leelistega tekivad kompleksühendid 2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2
• külmas konts. lämmastik- ja väävelhappes passiveerub, kuuma H2SO4 toimel tekib Al2(SO4)3 ja eraldub SO2 2Al +
6HNO3(konts.) = Al2O3 + 6NO2 + 3H2O
• reageerib leelistega 2Al + 6H2O + 6OH– = 2[Al(OH)6]3– + 3H2
Alumiiniumisulamid • duralumiinium (Al - Cu - Mg - Mn)• silumiin (Al - Si)
19. Magneesium ja magneesiumisulamid (omadused, kasutamine, võrdlus).
•tihedus: 1,74 g/cm3 •sulamistemperatuur: 650 Celsiuse kraadi •väga hea korrosioonikindlus
•hästi lõiketöödeldav ja keevitatav •pole nii plastne kui alumiinium
Keemilised omadused - •aktiivne •lahustub hapetes väga energiliselt •aluseliste lahustega reageerib vähe
•Magneesium reageerib ka paljude teiste elementidega, nt. lämmastikuga •reageerib kergesti halogeenidega
Magneesiumisulamid
•Magneesiumisulameid legeeritakse alumiiniumiga, tsingiga, mangaaniga ja tsirkooniumiga.
20. Woodi sulami omapärasus.
Tema sulamistemperatuur on madalam tema komponentide sulamistemperatuuridest.
sulam koosneb 50% vismut, 26,7% plii, 13.3%tina ja 10% kaadium. Sulamil on omapärane sulamistemperatuur, kuna ta
sulab temperatuuril 70kraadi, lisaks on ta tihedus 9700 kg/kuupm. Eriline on see, et tema koostisosade sulamistemperatuur
5jääb 300°C juurde.
21. Kompleksühendid.
●
Keemiline side võib tekkida ka ühe aatomi elektronpaari ja teise aatomi vaba orbitaali kattumisel doonor-aktseptor
ehk koordinatiivne side
●
Kompleksühendid (-ioonid) - iooni või molekuli moodustavate osakeste vaheline side on tekkinud doonor-
aktseptor mehhanismi järgi
22. Doonor-aktseptorside.
Metalliaatom võib kompleksis olla neutraalne; ligand.
Doonor-aktseptorside - üks sideme partneritest annab mõlemad sideme elektronid. N: heksatsüanoferraatiooni (Fe(CN)63-)
puhul. Sellist sidet kujutatakse mõnikord doonorilt aktseptorile suunatud noolekesega.
Seipolaarne doonor-aktseptorsideme ehk semipolaarse sideme puhul annab ühise elektronpaari vähem elektronegatiivne
aatom, nagu näiteks lämmastikpentoksiidi (N2O5) ja kloorishappe puhul. Doonori oksüdatsiooniaste tõuseb 2 võrra.
Koordinatiivse doonor-aktseptorsideme ehk koordinatiivse sideme puhul annab ühise elektronpaari elektronegatiivsem
aatom. Aktseptor on enamasti metalliiooni prooton. Sarnane side on oksooniumioonis ja amooniumioonis.
23. Millest sõltub kompleksühendi värvus?
Värv sõltub nii metallist kui ligandidest ja seetõttu kaasnevad vahetusreaktsioonidega sageli ka värvuse muutused.
Enamlevinud on oktaeedrilised kompleksid (koordinatsiooniarv 6). Koordinatsiooniarvu 4 korral on kas tetraeedrilised või
ruutplanaarsed kompleksid. Suurim teadaolev koordinatsiooniarv on 12 – esineb f-metallidel.
24. Kompleksühendite teke.
Koordinatiivsete sidemete tekkevõimalus - mõjud ühtede aatomite tühjade elektron-orbitaalide ja teiste ergastunud vabade
elektronpaaride vahel. Side tekib mitte uute elektronide juurdevõtul või äraandmisel, vaid enda elektronide ja tühjade
orbitaalide „sünnipärasel” kokkusobimisel.
25. Looduslikus vees komplekse moodustavad ligandid.
• Humiinained
• Aminohapped
• kloriidid (merevees)
Vesi moodustab Lewis'i alusena komplekse enamike d-metallide soolade lahustumisel ja reeglina nende lahused sisaldavadki
metallide akvakomplekse.
26. EDTA kasutusala.
EDTA on levinuim titrant. Etüleendiamiintetraatsetaati kasutatakse:
• Keemias - vee üldkareduse määramiseks, metalli-ioonide kontsentratsiooni määramiseks.
• Meditsiinis – raskemetallimürgituse ravis, mõningates vähiravimites
• Koristusvahendites – puhastusvahendid, kloorivabad valgendajad, vee pehmendajad; puhastav mõju seisneb mustuse ja
raskemetalli sidumises
• Toiduainetööstuses – säilitusainena (värvimuutuste takistamiseks)
• Põllumajanduses
• Tekstiilitööstuses
• Paberitööstuses
27. Kuidas toimub metallide lahustumine tahkest faasist?
Tahke aine lahustamisel selle aine kristalne struktuur lõhutakse ioonideks, aatomiteks või molekulideks. Keemias on tahke
aine lahustamist vedelikus vaja kahel juhul: 1) reagendi lahuse valmistamiseks ja 2) aine puhastamiseks ümberkristallimise
abil.
Enamiku tahkete ainete lahustuvus suureneb oluliselt temperatuuri tõustes (välja arvatud NaCl, mõned sulfaadid ja
karbonaadid), samuti suureneb lahustumise kiirus. Seega on kasulikum lahustada tahke aine kuumalt ja lahus hiljem
jahutada. Seejuures tuleb hoiduda üleküllastumisest. Lahustumine toimub kiiremini, kui tahke aine on peenestatud ja lahust
mehhaaniliselt segatakse. Kõige aeglasemalt lahustuvad vaigutaolised ained. Puhaste lahustite asemel võib kasutada ka
lahustite segusid. Kui aine lahustub ühes lahustis hästi, teises halvasti, siis nende lahustite segus saame aine mõõduka
lahustumise.
Metallide sulamid, mis enamasti on tahked lahused, saadakse sulametallide kokkusegamisel.
28. Rauakompleksid.
Metalliaatom võib kompleksis olla neutraalne või katioonina. Molekule või ioone, mis liituvad kompleksi moodustamisel
tsentraalse metalli-iooniga nimetatakse ligandideks. Lihtsamatel juhtudel on ligandeid ühe tsentraalaatomi ümber 4 või 6. Iga
ligand annab tsentraalaatomiga vähemalt ühe kovalentse sideme. Kompleksis tsentraalaatomiga osteselt seotud ligandid
moodustavad tsentraalaatomi koordinatsioonisfääri. Sidemete arv tsentraalaatomi ja ligandide vahel on kompleksi
koordinatsiooniarv.
Kompleksühendi värvus sõltub nii metallist kui ligandidest ja seetõttu kaasnevad
vahetusreaktsioonidega sageli ka värvuse muutused.Termodünaamika
29. Iseloomustage olekufunktsioonid ja -parameetrid.
OLEKUFUNKTSIOONID:
Arvutavad suurused; süsteemi olekufunktsioonid ei sõltu oleku saavutamise viisist; tähistatakse suurte tähtedega (siseenergia
U, entalpia H, entroopia S,
Gibbsi energia G)
OLEKUPARAMEETRID:
Mõõdetavad suurused: temperatuur T, rõhk P, ruumala V, ainehulk n; omavaheline sõltuvus avaldub ideaalgaasi
olekuvõrrandist (pV=m/M*RT (R - gaasi universaalkonstant))
30. Termodünaamika I seadus.
Energia jäävuse seadus - energia ei teki ega kao, vaid muundatakse mingiks teiseks vormiks
Termodünaamika esimene seadus sätestab, et keha siseenergia (U) saab muutuda tänu soojushulgale (Q), mis saadakse
väliskeskkonnast ning tööle (A), mida süsteem teeb välisjõudude vastu:
\U=Q-A, kus Q on soojushulk, mille keha saab väliskeskkonnalt ning A on töö, mida keha teeb välisjõudude vastu (juhul
kui keha annab soojust ära, siis on Q negatiivne; kui välisjõud teevad tööd, siis on A positiivne).
Isoleeritud süsteemi siseenergia ei muutu, sest energiaülekanne puudub (\U = 0).
Tsüklilises protsessis, juhul kui süsteemi alg ja lõppolek langevad kokku on üldine siseenergia muutus \U =O. Seega on
selles protsessis süsteemi töö võrdne ümbruselt saadud soojusega w=q.
Ei ole võimalik luua igavest jõumasinat, mis töötaks energia tarbimiseta.
31. Termodünaamika I seaduse matemaatiline avaldis.
ΔU =q+ ω
U on olekufunktsiooni olemasolu. Kui ainehulk on jääv, siis siseenergia muutus \U=\Q-\W, kus \Q on süsteemi sisestatud
soojushulk ja \W süsteemi tehtud töö.
32. Protsessid püsival ruumalal ja rõhul, entalpia, soojusmahtuvus.
Konstantsel rõhul on süsteemi entalpiamuut võrdne süsteemi poolt neelatud (või eraldunud) soojusega.
Endotermilise protsessi korral \H > 0 ja eksotermilise protsessi korral \H < 0.
33. Järeldused Hessi seadusest, tekke- ja põlemissoojused.
Hessi seaduse järeldus: Entalpiamuut (soojusefekt) sõltub süsteemi alg- ja lõppolekust, mitte aga protsessi läbiviimise teest
või reaktsiooni vahestaadiumitest!
34. Termodünaamika II seadus, termodünaamiliselt pöörduvad ja mittepöörduvad protsessid.
Ei ole võimalik selline protsess, kus kogu soojus muudetaks tööks ning pole võimalik kanda soojust üle külmemalt kehalt
soojemale ilma tööd tegemata. Isoleeritud süsteemi entroopia kasvab ajas.
Iseeneslikud protsessid on mittepöörduvad.
Termodünaamika põhilised sõnastused:
1. Isoleeritud süsteemis kulgevad kõik protsessid entroopia kasvu suunas.
2. Soojus ei saa iseenesest üle minna külmalt kehalt kuumemale, st ei ole võimalik niisugune protsess, mille ainsaks
tulemuseks on soojuse ülekandumine külmemalt kehalt kuumemale.
3. Ei ole võimalik ehitada perioodiliselt töötavat masinat, mis muudaks pidevalt soojust tööks ainult ühe keha jahtumise
arvel, nii et ümbritsevates kehades ei esineks mingeid muutusi (st kogu soojust ei ole võimalik täielikult konverteerida
tööks).
4. Teist liiki perpetuum mobile on võimatu.
TD teine seadus väljendab iseeneslike protsesside asümeetrilisust looduses. Ehk kõik mis algab, liigub lõpu poole ning peab
ka kindlasti lõppema. N: väliskeskkonda jäetud kuumaksköetud kuum kivi jahtub, kuid iseeneslikult ta tagasi kuumaks enam
ei lähe; laualt mahapillatud pall jääb pärast mitmeid põrgatusi põrandale seisma, kuid iseeneslikult ta põrgatades lauale
tagasi ei „roni”.
Pööratavaks protsessiks nimetatakse protsessi, mis saab kulgeda vastupidises suuna - süsteem läbib algolekusse naastes
pärisuunas toimunud samu protsesse (seejuures taastub ka süsteemiga interaktsioonis olev ümbruskeskkond oma
algolekusse). Tegu on väga aeglase protsessiga, mis saab kulgeda mõlemas suunas süsteemi olekuparameetrite (nt ruumala,
temperatuur jne) lõpmata väikese varieerimise toimel. N: Pöörduval protsessil suureneb gaasi energia samapalju kui väheneb
soojusallika energia ning süsteemi energia ei muutu. Uus
Mittepööratava (iseenesliku) protsessi korral pole olekute vastupidises järjekorras läbimine võimalik. Kõik reaalsed
protsessid on rangelt võttes mittepööratavad, kuid sageli kulgevad nad nii aeglases tempos, et neid võib esimeses lähenduses
pidada pööratavaiks. N: rõhu ühtlustumine, segunemine, temperatuuri ühtlustumine.
35. Entroopia, tema avaldis pöörduvate ja mittepöörduvate protsesside korral,
entroopia kasvu seadus
Entroopia on termodünaamikas ja statistilises mehaanikas kasutatav ekstensiivne suurus, mis kirjeldab vaadeldava süsteemi
erinevate võimalike juhuslike ümberpaigutuste arvu. Mittepöörduva (spontaanse) protsessi summaarne entroopia muut
isoleeritud süsteemis on positiivne. DeltaS on suurem kui 0. Entroopia kasvab: sulamisel, aurustumisel, T-i tõstmisel, gaasi
paisumisel, tahke aine lahustumisel jne
36. Gibbsi vabaenergia, reaktsiooni suuna ja tasakaalu kriteeriumid.
Keemiline tasakaal ja kineeteika
Gibbsi vabaenergia on olekufunktsioon. Gibbsi vabaenergia absoluutväärtust ei saa mõõta, küll aga tema muutust. Gibbsi
energia muut määrab reaktsiooni toimumise suuna/spontaansuse. Juhul, kui ei ole tegemist standardtingimustega, tuleb
arvestada elektroodipotentsiaalide ja vastavalt elektromotoorjõu sõltuvust temperatuurist ja kontsentratsioonidest.
37. Keemilise reaktsiooni tasakaal.
Kui tingimused ei muutu, kulgevad reaktsioonid olekuni, kus vastassuunaliste reaktsioonide kiirused saavad võrdseks, ainete
kontsentratsioonid enam ajas ei muutu ja tekkinud segus on sõltuvalt tingimustest rohkem või vähem kõiki reaktsioonis
osalevaid aineid (6. Loengu slaidid).
Keemilise tasakaalu tunnused:
1.
Toimuvad nii päri- kui ka vastassuunaline reaktsioon
2.
Mõlemad nimetatud reaktsioonid toimuvad võrdse kiirusega
Tasakaalus olev süsteem ei muutu päri- ega vastassuunas, kuni talle ei rakendata välist mõju. Dünaamilise tasakaalu korral
päri- ja vastassuunalised protsessid küll toimuvad, kuid võrdse kiirusega. Tasakaaluolekus ei ole päri- ega vastassuunalised
protsessid iseeneslikud ehk: \Ssum = 0 Keemilise reaktsiooni kiirus on võrdeline reageerivate ainete molaarsete
kontsentratsioonidega (teisiti nimetatakse seda ka keemilise kineetika põhipostulaadiks). Tasakaalukonstant on päri- ja
vastassuunaliste reaktsioonide kiiruskonstantide suhe. Keemilisele tasakaaluolekule vastab Gibbsi vabaenergia miinimum, s.t
\G = 0
38. Keemilise tasakaalu ja reaktsiooni suuna kriteeriumid.Keemilise tasakaalu tunnused:
• toimuvad nii päri- kui vastassuunaline reaktsioon
• mõlemad nimetatud reaktsioonid toimuvad võrdse kiirusega
Tasakaalumoment saabub kui päri- ja vastassuunalise reaktsiooni kiirused muutuvad võrdseteks. Pöörduva protsessi tasakaal
nihkub alati vastassuunas tekitatud muutusele, st soov on säilitada tasakaaluolekut.
Reaktsiooni suuna kriteeriumid:
Tasakaalukonstandi väärtus näitab, kuidas reaktsioon kulgeb:
●
K on suur väärtus (K>1) -- tasakaalulises reaktsioonisegus on ülekaalus saadused
●
K on väike väärtus (K<1) -- tasakaalulises reaktsioonisegus on ülekaalus lähteained (6. loengu slaidid)
39. Keemilise tasakaalu sõltuvus segu koostisest, rõhust ja temperatuurist. Le Chatelier’ printsiip
Dünaamilises tasakaalus olev süsteem reageerib talle avaldatud mõjule nii, et tasakaal nihkub selle reaktsiooni suunas, mis
toimub vastu tekitatud muutusele (et vähendada seda välist mõju) (6. loengu slaidid).
●
Reagentide lisamine või eemaldamine
●
Rõhu suurendamine või alandamine
●
Temperatuuri tõstmine või alandamine
40. Keemiline tasakaal, tasakaalukonstantide erinevad avaldusvormid.
Keemilise reaktsiooni kiirus on võrdeline reageerivate ainete molaarsete kontsentratsioonidega (teisiti nimetatakse seda ka
keemilise kineetika põhipostulaadiks). Tasakaalukonstant on päri- ja vastassuunaliste reaktsioonide kiiruskonstantide suhe
41. Tasakaalukonstandi sõltuvus temperatuurist.
Tasakaalukonstant sõltub temperatuurist, kuid ei sõltu reageerivate ainete kontsentratsioonist. Keemilisele tasakaalule
vastab olukord, kus päri- ja vastassuunalise reaktsiooni kiirused on võrdsed. Seega tasakaalukonstant on päri- ja
pöördsuunalise reaktsiooni kiiruskonstantide jagatis.
42. Reaktsiooni kiirus, massitoimeseadus.
Reaktsiooni kiirus sõltub: reaktsioonist osavõtvate ainete kontsentratsioonist,olekust,peenestusaste, temperatuurist,
katalüsaatoritest,rõhust (gaaside puhul)
43. Reaktsiooni järk.
Suurus, mis on arvuliselt võrdne kontsentratsioonide astmenäitajate summaga reaktsiooni kiiruse võrrandis. Reaktsiooni järk
defineeritakse ka iga reaktsioonis osaleva aine jaoks eraldi kui tema kontsentratsiooni astmenäitaja. Reaktsiooni järku
määratakse alati reaktsiooni lähteainete kontsentratsioonide järgi.
44. Reaktsiooni kiiruse sõltuvus temperatuurist, van’t Hoffi reegel ja Arrheniuse empiirilised võrrandid.
Keemiliste reaktsioonide kiirus kasvab temperatuuri tõustes.
Van’t Hoffi reegel
Arrheniuse võrrand
Temperatuuri tõstmisel 10 kraadi võrra kiireneb reaktsioon
2 kuni 4 korda. (kehtib kuni 100 °C)
Väljendab kvantitatiivset seost temperatuuri ja reaktsiooni
kiiruse (konstandi) vahel
vt2 ja vt1 on reaktsiooni kiirused temperatuuril t2 ja t1, -
temperatuuritegur.
k on reaktsiooni kiiruskonstant, A on konstant, E on
aktiveerimisenergia ja R – gaasi universaalkonstant.
45. Homogeense ja heterogeense katalüüsi näiteid.
Homogeenne katalüüs -reageerivad ained ja katalüsaator on samas faasis.
Heterogeenne katalüüs -reageerivad ained ja katalüsaator moodustuvad erinevad faasid ehk protsess toimub faaside
piirpinnal.
46. Miks reaktsiooni kiirus enamasti kahaneb reaktsiooni toimumise vältel?
Kuna reaktsioonid toimuvad siis, kui molekulid lagunevad või reagentide molekulid kohtuvad, siis järelikult, kui reagendi
kontsentratsioon väheneb, laguneb antud ajavahemikus vähem molekule ning molekulid kohtuvad harvem. Selle tulemusena
reaktsiooni kiirus väheneb.
47. Miks temperatuur avaldab väga olulist mõju reaktsioonide kiirusele?
Keemilise reaktsiooni kiiruse olulist sõltuvust temperatuurist seletame aktiivsete osakeste suhtelise sisalduse suurenemisega
T tõustes ja nende sisalduse vähenemisega T langedes.
48. Kummas suunas kulgemisel on pöörduva reaktsiooni aktiveerimisenergia suurem,
kas endotermilise reaktsiooni suunas või eksotermilise reaktsiooni suunas? Miks?
Joonisel on E otsesuunalise eksotermilise reaktsiooni aktiveerimisenergia. Reaktsiooni kulgemisel eraldub energia \ H
soojusenergiana (reaktsiooni soojusefekt). Vastassuunalisel endotermilisel reaktsioonil aga neeldub energia \ H , kusjuures
aktiveerimisenergia väärtus on E 2. Seega on reaktsiooni aktiveerimisenergia suurem endotermilise protsessi puhul.
49. Millised järgmistest teguritest kiirendavad reaktsiooni? Millised nendest võivad nihutada reaktsiooni tasakaalu?
a) (tahke) lähteaine peenestamine - kiirendab
b) saaduse lisamine – nihutab tasakaalu
c) temperatuuri tõstmine – kiirendab, nihutab tasakaalu
d) katalüsaatori lisamine - kiirendab
e) lähteaine lisamine – nihutab tasakaalu
f) lähteaine eemaldamine – nihutab tasakaalu
g) ainete segamine - kiirendab
h) saaduse eemaldamine – nihutab tasakaalu
i) rõhu tõstmine (gaasilis(t)e lähteaine(te) korral) – kiirendab, nihutab tasakaalu
50. Millest sõltub reaktsiooni tasakaalukonstant?
Tasakaalukonstant sõltub temperatuurist, kuid ei sõltu reageerivate ainete kontsentratsioonist. Keemilisele tasakaalule vastab
olukord, kus päri- ja vastassuunalise reaktsiooni kiirused on võrdsed. Seega tasakaalukonstant on päri- ja pöördsuunalise
reaktsiooni kiiruskonstantide jagatis.
Elektrokeemia
51. Redoksreaktsioonid.
Toimub elektronide üleminek ühelt elemendilt teisele – vastavalt oksüdatsioon (elektronide liitmine) ja reduktsioon
(elektronide loovutamine).
52. Mis on oksüdatsiooniaste? Määra oksüdatsiooniaste etteantud ühendites.
Oksüdatsiooniaste (o.a) näitab iooni laengu suurust keemilises ühendis (liitaines), eeldusel, et see aine koosneb ioonidest.
Lihtainete oksüdatsiooniaste on 0. Liitainetes on kõigi aatomite oksüdatsiooniastmete summa 0. O-a märgime rooma
numbriga elemendi kohale, kui negatiivne, siis ette -. Tähtsamad o-a: H, Na, K, Ag- I; O -II; Al III. Mõndadel on o-a
muutuv.
53. Tuntumad tugevad oksüdeerijad ja redutseerijad. Redoksreaktsioonide
tasakaalustamine, osavõrrandid (poolreaktsioonide võrrandid).
Tuntuimad
oksüdeerijad: Cl, Br, O, HNO3, Kaaliumpermanganaat (KMnO4), Kaaliumdikromaat jt.
Tuntumad
redutseerijad: H, CO, C, metallid, jodiidioonid (I¯), sulfiidiioonid (S²¯) jt.
Võrdsustamiseks asetatakse lähteainete ja saaduste ette koefitsiendid.
Tasakaalustamine elektronide bilansi meetodil:
1.
Leida elemendid, mille oksüdatsiooniaste muutub.
2.
Kirjutada välja oksüdeerumise ja redutseerumise poolreaktsioonid (mis element palju liitis/lahutas elektrone).
3.
Elektronide tasakaalustamiseks leida ühine kordaja (liidetud ja loovutatud elektronidearvud peavad võrduma).
4.
Saadud koefitsiendid kanda võrrandisse.
5.
Tasakaalustada ülejäänud reaktsioonivõrrand.
6.
Tasakaalustamiseks võib vajadusel lisada vee molekule või vesinikioone happeliseskeskkonnas. Aluselises
keskkonnas võib lisada hüdroksiidioone või vee molekule (3. loengu slaidid).
54. Mis on standardpotentsiaal? Kuidas on seotud standardpotentsiaalid ja oksüdeerijad (redutseerijad)?
●
Standardpotentsiaal defineeritakse standardse vesinikelektroodi kui ANOODI suhtes ehk kui
redutseerumisreaktsiooni potentsiaal.
●
Mida positiivsem on standardpotentsiaal, seda tugevam on vastavas poolreaktsioonis elektroni liitmise tendents –
tegemist on tugeva oksüdeerijaga.
●
Mida negatiivsem on standardpotentsiaal, seda tugevam on vastavas poolreaktsioonis elektroni loovutamise
tendents – tegemist on tugeva redutseerijaga.
55. Redokspotentsiaal. Nernsti võrrand. Redokspotentsiaal kui reaktsiooni suuna
kriteerium. Redoksprotsessid eluslooduses.
●
Redokspotentsiaal E - elektronide üleminekule vastab elektriline potentsiaal, mis näitab elektronide liitmise
võimet.
●
Nernsti võrrand - E=Eo + RT/nF * ln Coks/Cred
56. Mis on korrosioon? Kuidas selle vastu võidelda?
Metallide hävimine (oksüdeerumine) keskkonna toimel.
Võitlemine: metalli isoleerimine väliskeskkonnast, katoodkaitse, protektorkaitse, katmine korrosioonikindlama metalliga,
inhibiitorite kasutamine
57. Millega tegeleb elektrokeemia? Milleks kasutatakse elektrokeemilisi protsesse?
Elektrokeemia on keemia haru, mis tegeleb spontaansete reaktsioonide arvel elektrivoolu saamisega, elektrivoolu toimel
mittespontaansete reaktsioonide läbiviimisega ja kõige sellega seonduvaga.
Elektrokeemilised meetodid võimaldavad elektriliste mõõtmiste põhjal jälgida keemilise reaktsiooni kulgu või ioonide
kontsentratsioone lahustes (4. oengu slaidid).
58. Keemilised vooluallikad.
●
Galvaanielement (patarei) - ühekordselt kasutatav
●
Aku - korduvalt kasutatav
●
kütuseelement - töötab seni, kuni reageerivaid aineid peale antakse
Kõikide puhul elektrienergia saadakse keemilise reaktsiooni käigus (4. loengu slaidid).
59. Elektrolüüs.
Redoksreaktsioon, mis toimub elektrolüüdi lahuses või sulas elektrolüüdis elektroodide pinnal elektrivoolu toimel (aine
lagunemine elektrivoolu toimel).
60. Mis on elektrokeemiline rakk? Millest see koosneb?
Elektrokeemiline rakk on seade mis suudab kas tuleneva elektri energiat keemiliste reaktsioonide või hõlbustada keemiliste
reaktsioonide kehtestamise kaudu elektrienergiaks.
Orgaanilised ühendid (nimetamine, saamine, omadused, isomerisatsioon): alkaanid,
alkeenid, alküünid, areenid, alkoholid, estrid, amiinid, aminohapped, karboksüülhapped, aldehüüdid, ketoonid,
sahhariidid.
61. Mis vahe on
a. Küllastunud ja küllastumata
Küllastunud lahus on antud tingimustes maksimaalse kontsentratsiooniga
lahus, milles rohkem pole võimalik ainet
lahustada aga
Küllastumata lahus on lahus, milles tingimusi muutmata saab veel lahustatavat ainet lahustada.
Ühisosad:
Nii küllastunud kui ka küllastumata ühendid võivad sisaldada funktsionaalrühmi. Näiteks küllastunud alküülalkoholid või
küllastumata allüülalkoholid. Rasvhapped jagatakse küllastunud ja küllastumata rasvhapeteks.
b. Tsüklilistel ja aromaatsetel
Tsüklilised ühendid ehk
tsükkelühendid on
enamasti orgaanilised ühendid, mille molekulis mingi
hulk aatomeid on
ühendatud suletud ringina ehk tsüklina.
Aromaatsed ühendid on lihtsustatud definitsiooni kohaselt
need orgaanilised ühendid, mille molekulis sisaldub vähemalt
üks benseenitsükke. Mõlemad sisaldavad
süsinikühendeid
c. Lineaarsetel ja tsüklilistel ühenditel?
Lineaarsed ühendid-Algus ja lõpp on määratletavad
Tsüklilised ühendid-Algust ja lõppu ei saa määrata
****Mis on nende struktuurides ühist? Tooge näiteid!
62. Polümeeride olemus ja liigitus.Polümeerid ehk kõrgmolekulaarsedühendid on ained
mille molekulid koosnevad kovalentsete sidemetega seotud
korduvatest struktuuriühikutest – elementaarlülidest.
Polümeeride liigitus. Päritolu järgi: looduslikud (tselluloos, kautšuk), modifitseeritud looduslikud (struktuur säilib peale
keemilist töötlemist) ja sünteetilised
63. Polümeeride omadused. Saamine. Kasutamine.
Saamine –Liitumispolümerisatsioon- polumeer moodustub monomeeride liitumise teel. Protsess kulgeb ahelreaktsioonina.
Polükondentsatsioon- kondendatsioonipolümeer moodustub ahelreaktsioonil, kusjuures igal reaktsioonil eraldub üks vee
molekul, seefa ei ole tema monomeer identne lähtaine molekuliga
.
***64. Tähtsamad polümeerid (polüalkeenid, polüestrid, polüamiidid)
Polüalkeen- Polüvinüülkloriid, Polümetüülmetakrülaat, pleksiklaas
polüestrid-o lavsaan
Polüamiidid- nailon
65. Tähtsamad looduslikud polümeerid.
Tähtsaimad looduslikud polümeeerid on nukleiinhapped, valgud, polüsahhariidid ja polüpreenid. Elusmaailma jaoks on
nendest asendamatuteks valgud ja nukleiinhapped. Paljud biopolümeerid tekivad elus-organismides, olles nende rakkude
ehitusmaterjaliks ja tagades nende toimimise.
Analüütiline keemia
66. Analüütilise keemia eesmärk.
Mitmesuguste objektide keemilise koostise määramine. Kvalitatiivne ja kvantitatiivne analüüs.
67. Kvalitatiivne ja kvantitatiivne analüüs.
Kvalitatiivne analüüs
Uuritakse, millised ained on uuritava objekti sees. Ainete retentsiooniajad on individuaalsed.
Piigi retentsiooniaja järgi saab kindlaks teha aine, mis sellele piigile vastab.
Võrreldakse mõõdetud retentsiooniaega tuntud aine retentsiooniajaga.
Kvantitatiivne analüüs
Uuritakse kui palju on aineid objekti sees .
Sisestandardi korral lisatakse proovile ainet, mille kogus on teada ja mille piik kromatogrammil ei kattu teiste piikidega.
Välisstandard – kalibratsioon standardlahustega
Välise standardi meetod on analoogiline, kuid standardipiigi pindala mõõtmiseks sooritatakse kromatograafiline analüüs, kus
prooviks on ainult standard.
Sisestandardi meetod on eelistatavam, kuna analüüsi tingimused on ühesugused nii proovi komponentide kui ka standardi
jaoks.
68. Analüüsiobjekt ja proov.
Analüüsiobjekt on objekt, mille keemilist koostis me keemilise analüüsi teel määrame:tavaliselt määratakse huvipakkuva osa
koostis ja sisaldus, kuna analüüsiobjektid on enamasti liiga suured selleks, et neid tervenisti analüüsiks kasutada •Proov on
osa analüüsiobjektist, mida kasutatakse analüüsil.
69. Analüüt ja maatriks.
Analüüt on aine, mille sisaldust me analüüsiobjektis määrata soovime, maatriks on proovi see osa, mis ei ole analüüt , seega
Proov = Maatriks + analüüt. Analüüt võib olla: Element nt:Mulla fosforisisalduse määramine);
Ioon (Juurvilja nitraadisisalduse määramine); Molekul (Puuviljades askorbiinhappe (C vitamiini) määramine).
70. Analüüsimeetod ja –metoodika (näided).
Keemiline analüüs on enamasti paljuetapiline protsess ,milles analüüsimeetod on põhimõtteline menetlus teatud liiki
objektides teatud analüüdi sisalduse määramiseks – Näiteks EDTA-ga tiitrimine. Analüüsimetoodika on detailne eeskiri
analüüsi läbiviimiseks – Näiteks EDTA-ga tiitrimise metoodika tsingi määramiseks vase-tsingi sulamites, mille täpsus võib
minna välja milliliitrite kujuni
.
Meetodi/metoodika valimine 2) Metoodika valideerimine 3) Proovi võtmine 4) Proovi jagamine identseteks alamproovideks
5)Proovi ettevalmistamine 6) lahuste valmistamine 7) Füüsikaliste või keemiliste suuruse mõõtmine 8)Tulemuse arvutamine
ja selle hindamine.
71. Analüüsi etapid.
1.
meetodi/metoodika valimine
2.
Metoodika valideerimine
3.
Proovi võtmine
4.
Proovi jagamine identseteks alamproovideks
5.
Proovide kaalumine ja ekstraheerimine, lahuse valmistamine
6.
Segajate mõju elimineerimine
7.
Kalibreerimisproovide või -lahuste väleissmistamine
8.
Analüüsiaparatuuri kalibreerimine
9.
Füüsikaliste või keemiliste suuruste mõõtmine, mis on seotud analüüdi kontsentratsiooniga proovis
10. Tulemuse arvutamine ja usaldusväärsuse hindamine
72. Valideerimine.
Protsess, mille eesmärk on välja selgitada, kas metoodika vastab eesmärgile ehk kas ta kõlbab analüüsiks, milleks teda
soovitakse kasutada – Eesmärgile vastavus määratletakse metoodika headust iseloomustavate parameetrite kaudu .
73. Nimetage ja iseloomustage valideerimse olulisemad vahendid.
Valideerimise olulisimateks vahenditeks on 1)referentsmaterjalid 2)laboritevahelised võrdlusmõõtmised
74. Metoodika avastamis- ja. määramispiirid.
AVASTAMISPIIR - detekteerimispiir, vähim analüüdi sisaldus proovis, mida on antud metoodikaga võimalik detekteerida
ja identifitseerida; eeskätt madalate sisalduste määramise metoodikatele (keelatud/soovimatud ained)
MÄÄRAMISPIIR - kvantiseerimispiir, madalaim analüüdi sisaldus proovis, mida on antud metoodikaga võimalik
usaldusväärselt kvantitatiivselt määrata; madalaima kontsentratsiooniga punkt kalibreerimisgraafikul
75. Saagis, täpsused, tundlikkus jne.
SAAGIS (R-recovery) - näitab, milline osa proovis olevast analüüdist saab lõppkokkuvõttes mõõdetud, sageli saagise
väärtused alla 1, sest mingi osa saagisest jääb alati määramata
TUNDLIKKUS - analüütilise signaali muutus jagatud läbi vastava muutusega analüüdi sisalduses, väljendatakse
kalibreerimisgraafiku tõusuga
TÄPSUS - korduvmõõtmiste tulemuste omavahelist kokkulangevust iseloomustav suurus – iseloomustab juhuslikku viga
KORDUSTÄPSUS - kui korduvmõõtmised on tehtud lühikese ajavahemiku jooksul samas laboris sama inimese poolt
samades tingimustes, räägitakse korduvusest; kui pikema ajaperioodi jooksul või eri laborites või eri töötajate poolt või muul
moel erinevatel tingimustel, räägitakse korratavusest
76. Titrimeetria põhimõte.
Tiitrimine on meetod ainete/ioonide/elementide sisalduse määramiseks, mis põhineb analüüdi reaktsioonil ainega, mille
kontsentratsioon on täpselt teada; igasugune tiitrimine baseerub tiitrimisreaktsioonil, mille käigus määratav aine reageerib
järk-järgult lisatava titrandiga. Tiitrimine viiakse läbi selliselt, et oleks võimalik kindlaks teha, millal kogu määratav aine on
titrandiga ära reageerinud - sellist hetke nimetatakse stöhhiomeetriapunktiks e. ekvivalentpunktiks. Teades kulunud titrandi
hulka leitakse määratava aine kogus tiitrimisreaktsiooni võrrandi järgi.
77. Võrrelge omavahel titrimeetrilist ja gravimeetrilist analüüsi.
78. Kromatograafia põhimõte.
Kromatograafia on sisuliselt meetodite grupp segudes ainete eraldamiseks üksteisest (proovi komponendid lahutatakse
kolonnis üksteisest kuna nad interakteeruvad erineval määral liikuva ja liikumatu faasiga ). Ained eraldatakse nende
adsorptsiooni- või jaotusomaduste erinevuste järgi. Moodsad seadmed lisaks eraldamisele ka detekteerivad eraldatud ained ja
mõõdavad nende sisalduse proovis, seega on tegemist mitte lihtsalt eraldmise vaid täieliku määramise meetodiga.
Kromatograafia on enam-vähem kõige võimsam segude analüüsimise vahend, mis olemas on.
79. Mis on kromatogramm ja kuidas saab leida aine hulka kromatogrammilt?
Kromatogramm on kromatograafi registreerimisseadme väljund graafiliselt paberil või numbrilisel kujul ja näitab
kromatograafiliselt lahutatud komponentide suhtelist sisaldust proovis. Kromatograafilise kolonni väljundis registreeritakse
detektori signaal. See signaal töödeldakse registraatoris ja tulemus esitatakse tavaliselt komponentide kontsentratsiooni
ajalisele muutusele vastavate kolmnurgasarnaste piikidena (dc/dt). Ainete piikide vahel on liikuva faasi tsoonid. Piigi
asukoht kromatogrammil näitab aine kolonnist väljumise aega ja piigi suurus näitab, kui palju komponenti proovis on.
Teatud lisaanalüüsidega on võimalik kromatograafiat kasutada analüüsitava proovi kvalitatiivse ja kvantitatiivse koostise
määramiseks. Näiteks võib aineid kindlaks teha (identifitseerida) suhteliste väljumisaegade (retentsiooniaeg) põhjal, kui neid
võrrelda teadaolevate ainete andmetega.
Kromatografeerimise optimeerimiseks kasutatakse vajadusel lahutustsükli käigus kolonni temperatuuri või liikuva faasi rõhu
või kulu muutmist vastavalt etteantud programmile. Nii saab kromatogrammi "kokku suruda", s.t. pika väljumisajaga ained
väljuvad kiiremini andes seejuures vastavalt kitsama ja kõrgema piigi.
80. Kuidas saaks kasutada kromatograafilist meetodit?
Analüüs – segudest komponentide eemaldamine nende tuvastamiseks, prooviks on väikesed kogused
Farmaatsias aine eeltöötlus – võetakse palju proove, mille analüüsimise eesmärgiks on lõpptootest ebapuhtuste
eemaldamine.
Elektrienergia tootmine taastuvatest energiaallikatest.
81. Mis on taastuvenergia, allikad, kirjeldused.
Taastuvenergia- taastuv energiaallikas on energiaressurss, mida saab kasutada lakkamatult eeldades, et ressursse ei
kasutataks rohkemal määral, kui neid juurde tekib.
1. loodete energia, mehaanilise energia liik, mis vabaneb mere taseme muutumisel tõusu ja mõõna ajal.
2. laineenergia
3. päikeseenergia
4. tuuleenergia
5. geotermaalenergia -Maa siseenergia. See on maapõues peamiselt (80% ulatuses) looduslike radioaktiivsete elementide
lagunedes tekkiv ja aegade jooksul kivimitesse salvestunud soojusenergia ning ülejäänud 20% ulatuses Maa tekkimise
käigus kivimitesse salvestunud energia.
82. Kolloidsüsteemide jaotus.
Kolloidsüsteem on pihussüsteem, milles pihustunud aine (kolloidi) osakeste mõõtmed on 10-7...10-9 mmmm.
Eristatakse vedela ja gaasilise dispersioonikeskkonnaga kolloidsüsteeme, esimesi nimetatakse kolloidlahusteks ehk
soolideks, teised kuuluvad aerosoolide hulka. Soolide hulgas omakorda eristatakse muu hulgas hüdrosoole ja organosoole,
kus dispersioonikeskkonnaks on vastavalt vesi ja orgaaniline vedelik.
83. Kolloidsüsteemide tekke tingimused.
Kolloidsüsteemid tekivad:
Väiksemate osakeste (molekulide, aatomite, ioonide) ühinemisel suuremaks agregaatideks (kondenseerimismeetod).
Kondenseerumine on aine üleminek gaasilisest agregaatolekust vedelasse.
Suuremate osakeste peenestamisel väiksemateks (dispergeerimismeetod)
Mõlema meetodi puhul on vaja osakesed fikseerida sobivas suuruses ja anda süsteemile vajalik püsivus
Energeetilisest seisukohast vaadeldes on kondenseerimismeetodid kasulikumad, sest kondenseerimisel pind väheneb. Seoses
sellega väheneb ka vabaenergia ja protsess kulgeb isevooluliselt. Kondensatsiooniprotsessi tuleb aga õigeaegselt pidurdada,
et osakesed ei kasvaks liiga suureks, sest muidu tekiks jämedispersne ebapüsiv süsteem.
Dispergeerimismeetoditel lähtutakse jämedisperssetest süsteemidest, kusjuures osakesi peenendatakse kolloidosakeste
mõõtmeteni. Kuna peenendamisel suureneb märgatavalt pind, siis suureneb ka pinna vabaenergia ning süsteemi ebastabiilsus
kasvab. Püsiva süsteemi saamiseks tuleb vabaenergia liig kompenseerida, sest muidu toimub osakeste kokkupuutel kohe
agregatsioon. Selleks lisatakse juurde kolmas komponent - stabilisaator, mis takistab peenendatud osakeste ühinemist.
84. Koagulatsioon.
Koagulatsioon ehk koaguleerumine ehk kalgendumine on kolloidsüsteemi osakeste liitumine (või liitmine, koaguleerimine)
suuremateks osakesteks, mis kas settivad lahuses või moodustavad erilise struktuuri – koageeli.
Koagulatsiooni põhjustavad on enamasti füüsikalised või keemilised tegurid. Füüsikaliste tegurite seas on ultraheli,
elektrilised mõjutamised, keemiliste seas on valdavaks koagulantide kasutamine.
Igapäevaelus kohtab kalgendumist väga sageli seoses toidu valmistamisega: Muna keetmisel või praadimisel
kalgendub munavalge kõrge temperatuuri tõttu. Piima hapendamisel toimub piimavalkude kalgendumine ja
saaduseks võib olla hapupiim, kohupiim, juust. Koagulatsiooni tüüpnäiteks organismi tasandil on vere hüübimine,
mis omab väga olulist tähendust homöostaasi aspektist.
85. Valguse hajumine disperssetes süsteemides.
Juhtides valgust läbi isotroopse homogeense keskkonna, valgus ei haju, sest kui lainefront jõuab selles
keskkonnas mingi punktini, siis võib seda punti vadelda kui uut võnkumise allikat. Sekundaarlained kiirguvad vaid
ettepoole (teistes suundades kustuvad). Seega laine geomeetriline kuju ei muutu. Kui aga laine teele jääb
ebaühtlus, siis muutub see ebaühtluse koht iseseisvaks laineallikaks. Tekib lainefront, mille suund muutub
sõltuvalt ebaühtluse suurusest. Kui ebaühtlus on suurem kui lainepikkus, siis märkame peegeldumist. Kui
lainepikkus on ebaühtlusega samas suurusjärgus, siis toimub difraktsioon ja hajumine kõigis suundades.
86. Mitselli ehitus.
Kolloidosakese ehituses võime eraldada kahte osa, seesmist -
neutraalset ja selle ümber välist - ionogeenset osa.
Sisemine osa - tuum koosneb aine molekulidest või aatomitest ning
moodustab kolloidosakese põhilise massi.
Tuuma pinnale adsorbeeruvaid ioone nimetatakse potentsiaali
määravateks ioonideks.
Potentsiaali määravad ioonid koos vastasioonidega moodustavad
kolloidosakese välise ehk ionogeense osa.
87. Pindaktiivsed ained ja nende struktuur.
Pindaktiivne aine (ka pindis; lühendatult PAA) on keemiline aine, millel on
võime (pindaktiivsus) vähendada vee ja teiste vedelike või tahkiste
pindpinevust, suurendades ühtlasi nende märgumist. Pindaktiivsele ainele
vastandub pindinaktiivne aine. Levinuimad pindaktiivsed ained on seebid,
detergendid, dispergendid, sünteetilised pesemisvahendid.
88. Pindpinevus.
Pindpinevus on pinnanähtus, kus vedeliku pinnakiht käitub kui elastne kile. Vedeliku pinnamolekulid mõjutavad
üksteist tõmbejõududega, mis on suunatud piki pinda ja püüavad pinna suurust vähendada.
89. Mis faktoridest sõltub pindpinevus?
●
Lahuse pindpinevus sõltub PAA molekuli ehitusest ja nende vastasmõjust.
●
Mida tugevamad on molekulidevahelised tõmbejõud, seda suurem on pindpinevus ja seda raskem on gaasi
●
molekulidel end sinna vahele suruda.
●
Pindpinevus sõltub ka metallide katioonide juuresolekust.
●
Lahusti polaarsuse vähenemisel väheneb ka PAA pindpinevus.
●
Elektrolüüdi lisamisel PAA lahusele toimub lahuse pindpinevuse vähenemine
●
Temperatuuri kasvades PAA lahuse pindpinevus väheneb, sest vähenevad kohesiooni jõud.
90. Mis on adsorbtsioon? Kuidas seda liigitatakse?
Adsorptsioon on pinnanähtus, mille puhul vedeliku või gaasi molekulid kogunevad molekulaarsidejõudude (van
der Waalsi jõudude) toimel tahke keha pinnale. Ainet, mida adsorptsiooni käigus eemaldatakse, nimetatakse
adsorbaadiks. Ainet või keskkonda, mille pinnal adsorptsioon toimub nimetatakse adsorbendiks.
Tuntumad adsorbendid on suure poorsuse ja eripindalaga ained: aktiivsüsi, silikageel, alumogeel, aktiivmuld jm.
Absorptsioon on gaasi või gaasisegu neeldumine vedelikus või tahkises (vedeliku neeldumist tahkises).
Neeldumiskeskkonda või -ainet nimetatakse absorbendiks.
91. Adsorptsioon vedeliku ja gaasi piirpinnal.
Tänu vedelike molekulide võimele liikuda uueneb vedelik-gaas-piirpind pidevalt. Mida lähedamal on
molekul pinnale, seda rohkem jääb jõuväli kompenseerimata. Selle tõttu suureneb pindkihi
potentsiaalne energia.
92. Absorptsioon ja adsorptsioon (erinevus).
Absorptsioon on gaasi või gaasisegu neeldumine vedelikus või tahkises (vedeliku neeldumist tahkises).
Adsorptsioon on aatomite, ioonide, biomolekulide, gaasiliste, vedelate ning lahustunud molekulide adhesioon pinnale.
93. Millised ained on hüdrofoobsed, millised hüdrofiilsed?
●
Hüdrofoobsed ained ei märgu ega lahustu vedelikus, aine ei saa moodustada vesiniksidemeid. Hüdrofoobsed ained
on paljud metallid ja teatud orgaanilised ained (molekulid ei sisalda polaarseid aatomirühmi). Hüdrofoobsed ained
lahustuvad apolaarsetes/orgaanilistes lahustites Hüdrofiilsus ehk veelembus on aine võime vastastikuliseks mõjuks
veega. Hüdrofiilsed ained on näiteks anorgaanilised soolad, tärklis ja savid.
Kõik kommentaarid