Keemia materjali lühikonspekt (0)

7
KEEMIA
1.Keemia uurib aineid nende rohkuses ja mitmekesisuses ning ainetega toimuvaid muundumisi.
2.Puhtad ained koosnevad ainult ühet ainest, sisaldades seejuures vähesel määral teisi aineid lisanditena. Nt destilleeritud vesi, suhkur.
Segud saadakse mitme erineva aine mehaanilisel segamisel . Segud koosnevad erinevatest aineosakestest.
3.Füüsikalised omadused on omadused, mis ei mõjuta aine täitumist keemilises reaktsioonis. Füüsikalisi omadusi saab jagada kaheks:
1) kvalitatiivsed , need on õhk, värvus, olek.
2) kvantitatiivsed . Neid omadusi saab mõõta ja matemaatiliselt väljendada (sulamise ja keemistemperatuur, mass, tihedus, soojus - ja elektrijuhtivus jne).
Keemilisi omadusi väljendab keemiline reaktsioon . See tähendab, kas aine reageerib mingi teise ainega või mitte ja milliseks uueks aineks ta muutub. Keemilistes reaktsioonides tekivad ühtedest ainetest (reaktsiooni lähteainetest) teised ained (reaktsiooni saadused ). Keemilistel reaktsioonidel tekkinud uus aine on ka uute omadustega. Reaktsiooni tunnused: 1)sademe, st tahke aine teke või kadumine 2)gaasi eraldumine 3)värvuse teke, kadumine või muutus 4)lõhna teke või kadumine 5)valguse süttimine 6)soojuse teke või jahtumine
Keemilisel omadusel tekib uus aine, füüsikalisel omadusel muutub olek ja kuju.
Näited:
a) küünla põlemine - keemiline
b)roostetamine - keemiline
c) rasv kõrbeb pannil – keemiline
d)soolalahuse kokku aurustamisel sadenevad soola kristallid -keemiline
e)mineraalvee pudeli avamisel eralduvad mullid – füüsikaline
f) puude põlemine – keemiline
4.1)Vees lahustumatute ainete eraldamine:
a) setitamine – seistes suured ja raskemad osakesed settivad anuma põhja
b)nõrutamine – laboris valatakse põhjasettinud aineilt vesi ettevaatlikult pealt ära.
c) filtrimine – vesi ja lahutamatud ained, vesi läheb läbi, aga osakesed jäävad filtrile
2)Vees lahustuvate ainete eraldamine
a)destileerimine – vedelik kuumutatakse. Esimesena aurustub neist madalama keemistemp . komponent. Eraldunud aine aurud jahutatakse, muutes need jälle vedelikuks.
b)aurustamine – vesi aurutatakse ja sete jääb alles.
5.
1) AATOM
Aatomituum elektronid
(positiivselt laetud) (negatiivselt laetud)
laenguta aatom
2) AATOM
Aatomituum (+) Elektronkate (-)
Prootonid (laeng +1) neutronid (laeng 0) elektronkihid
p+ arv tuumas=
tuumalaeng elektronpilved
aatomi tähtsaim omadus
elektronid( laeng –1)
*Aatomis on prootoneid ja elektrone ühepalju. * maksim . arv kihil 2n² (n-kihi nr.)
*Neutronite arv tuumas võib varieeruda.

• Aatomituum koosneb tuumaosakestest ehk nukleonidest
  
• Nukleonid jagunevad : prootonid( +laenguga) ja neutronid (laenguta)
  
• Aatomituuma on koondunud 99% aatomi massist! Tuuma mass võrdub tuumaosakeste arvuga ehk massiarvuga A
  
• Prootonite arvu tuumas nim aatominumbriks(Z),mis kajastub ka perioodilissüsteemis.
  

6. 1) alumiinium Al 9) kaalium K 17) raud Fe 25) väävel S
2) elavhõbe Hg 10) kaltsium Ca 18) räni Si
3) fluor F 11) kloor Cl 19) plii Pb
4) fosfor P 12) kuld Au 20) süsinik C
5) hapnik O 13) lämmastik N 21) tina Sn
6) heelium He 14) magneesium Mg 22) tsink Zn
7) hõbe Ag 15) neoon Ne 23) vask Cu
8) jood I 16) naatrium Na 24) vesinik H
7. Perioodilisustabeli koostamise aluseks on kaks põhimõtet:

keemilised elemendid reastatakse tuumalaengu kasvu järgi

elemendid rühmitatakse sarnaste keemiliste omaduste põhjal.
horisantaalsed read ehk perioodid; vertikaalsed tulbad ehk rühmad
Perioode on 7. Elementide rühmi on tabelis 18. Elemendile tabelis kuuluv ruuduke kannab nimetust lahter. Mittemetallilised elemendid paiknevad tabeli parempoolses ääres ja on tähistatud eri värviga.
11
Na
23
Järje nr. ; prootonite arv; elektronide arv; tuumalaeng
massiarv ; aatomimass
Prooton + neutron =massiarv (A)
Perioodi nr. näitab elektron kihtide arvu. Et teada saada, palju on igal elektronkihil elektrone, leiame valemist 2n², kus n on kihi nr. alates tuumast.
Alates neljandast perioodist tuleb eelviimase kihi elektronide arvu leidmiseks liita kokku kirjapandud elektronide arvud ja lahutada saadud summa elektronide koguarvust. B-rühmal on viimasel kihil alati 2elektroni.
8.Elektronskeem väljendab elektronide jaotumist elektronkihtidele.

Leiame perioodilisustabelist Na järjenr.: see annab prootonite ja elektronide arvu aatomis

Perioodi nr. annab elektronkihtide arvu. Na asub 3. perioodis , seega on tema aatomis 3 elektronkihti. Kihid tähistame skeemil kaarekestena. Elektronskeem algab elemendi sümboli ja tuumalaengu märkimisega.

Kõigepealt täitub tuumale lähim kiht. Seal paiknevad 2 elektroni märgime esimese kaarekese sisse. Na +11| 2) ?) ?)

Teisele kihile mahub 8 elektroni. Na +11| 2) 8) ?)

Väliskihil on rühma nr-ga (IA) võrdne arv elektrone Na +11| 2) 8) 1)
Mõningatel elementidel alates 4.perioodist on ka eelviimane elektronkiht vaid osaliselt täidetud elektronidega.
Ca +20| 2) 8) 8) ?) 2)
Valemi 2n² järgi
Rühma nr. IIA järgi
Kokku 20 elektroni
4.kihil: 20-(2+8+2)=8 elektroni
B-rühmade elementidel on väliskihil tavaliselt 2 elektroni(osadel ka 1).
A-rühmade elementidel on väliskihil A-rühma nr.
9. Aatom – üliväike aineosake , mis ei teki ega kao keemilistes reaktsioonides
Molekul – aatomitest koosnev väike aineosake.H2O–molekul( 2vesiniku aatomit)
Ioon – positiivne või negatiivne aineosake, mis moodustub aatomitest või aatomite rühmast. Kui aatom loovutab elektrone, muutub ta positiivseks ning vastupidi. Metallid loovutavad ja mittemetallid liidavad elektrone
10. Lihtained – koosnevad ainult ühest keemilisest elemendist (metallid- tahked ,juhivad hästi elektrit ja soojust.loovutavad elektrone ; mittemetallid-esinevad tahkes,gaasilises kui vedelas olekus. Juhivad hakvasti elektrit ja soojust. Liidavad elektrone. Nt. Osoon O³, Ca
Liitained – koosnevad mitmest erinevast keemilisest elemendist ( soolad , happed , oksiidid ,hüdroksiidid) Nt. CO, CO²,
11. Keemiline valem näitab koostis elementide(või ioonide) arvulist vahekorda .
Indeks näitab, kui palju aatomeid on molekulis.
Kordaja – aine valemis ette märgitav, mille abil tasakaalustatakse reaktsioonivõrrand.
Nt. CaCl -> CaCl ; NaO-> NaO
12. Aatommass on aatomite suhteline mass. ( Ar) (0-16)
Molekulmass on molekuli suhteline mass. (Mr) (NaCl -58)
Aatommassi ja molekulmassi mõõdetakse aatommassi ühikutes (amü)
Nt:
13. Elemendi % sisaldus= elemendimass : liitaine molekulmass * 100%
Nt.
14. Keemilises reaktsioonis aatomid ei teki ega kao vaid rühmituvad ümber,minnes uute ainete koostisesse.
Tasakaalustamine. Nt:
15. 78% lämmastik Ööpäevas toodavad taimed hapnikku 100l.
21% hapnik
1% süsihappegaas
väärisgaasid (argoon,heelium,neoon)
16. Oksüdatsiooniaste (oa.) on suurus, mida kasutatakse ainete valemite koostamisel. Metallide puhul rühmanumber näitab oa. B-rühma metallidel rühma nr . seda ei näita, kuna oa. on muutuv. Mittemetallide puhul on oa väga muutuv. Hapnikul on –2, vesinikul +1.
Nt.
17. Oksiidid on ühendid, mis koosnevad kahest elemendist ja millest üks on alati hapnik. Metallioksiidid( metall +hapnik) ja mittemetallioksiidid(mittemetall+hapnik)
1) Metallioksiidid
a)püsiv oa ( metall + oksiid )
b)muutuv oa
2) Mittemetallide puhul
1- mono 6- heksa
2-di 7-hepta
3-tri 8- okta
4-tetra 9- nona
5-penta 10- deka
( aluseline oksiid -metall)
18. Redutseerija loovutab elektrone, ise seejuures oksüdeerub ja oa suureneb. Oksüdeerija liidab elektrone, ise seejuures redutseerub ja oa väheneb.
Redutseerija- aineosake, mis loovutab elektrone.
Oksüdreerija- aineosake, mis liidab elektrone.
Redutseerumine- aine reageerib redutseerijaga
Oksüdreerumine- aine reageerib oksüdeerijaga
Metallid on üldjuhul redutseerijad ja mittemetallid oksüdeerijad.
Nt.
19. Vesinik. Leidumine
Lihtainena Ühenditena
*Maailmaruumis *Vees
*Atmosfääri ülemistes kihtides *Maagaasis
* Nafta puuraukudes *Naftas ehk kütustes
*Vulkaanipursetel *Elusorganismides

Füüsikalised omadused

*kõige kergem element
*värvuseta
*lõhnata
*maitseta
*lahustub vees vähesel määral
*neeldub metallides (mõnedes),kummis jne.
*suur soojusjuhtivus

Tähtsus (kasutamine)

*õhupallide täitmiseks(ilmastiku uurimisel)
*metallide keevitamisel ja lõikamisel
*metallide tootmisel metallioksiididest
*kütused
*margariini tootmisel
*keemiatööstuses
*sõjatööstuses-vesinikupomm
Vesi.
Leidub igal pool ja 71% maakerast on kaetud ookeanidega. Inimene sisaldab kuskil 70% vett. Puu- ja juurviljad sisaldavad kuskil 80%-90%.
Füüsikalised omadused. Värvusetu, maitseta, lõhnata, hea lahusti.
Tähtsus. Kujundab kliimat, võimaldab toota elektrit, energiat, elu keskkond paljudele loomadele, joogiks, söögiks, olmeks.
20. Lahus –lahustist ja lahustunud ainest (ainetest) koosnev segu.
Lahustunud aine= lahustunud aine mass : lahuse mass * 100%
W=maine *100%
mlahus
lahuse mass – 100%
lahustunud aine mass – x%
Lahustunud aine mass :
Lahuse mass:
Nt.
21.Happed on liitained, mis koosnevad ühest või mitmest vesinikioonist ja happejäägist.
*Hapete olemasolu saab kindlaks teha ainetega,mida nim. indikaatoriteks. Kõige tavalisem indikaator on lakmuspaber . Muutub hapetes alati punaseks.
*Happeid saadakse, kui happeline oksiid reageerib veega (see kehtib väävelhappe,väävlishappe,lämmastikhappe,fosforhappe, süsihappe).
Nt.
*Omadused. 1. Vees lahustuvad happed on hapu maitsega ja muudavad indikaatorite värvust. 2.Vedelad (nt. soolhape ,väävelhape) ja kui tahked. 3.Paljud happed on söövitava toimega. 4. Veest raskemad, seepärast tuleb alati hapet vette valada. 5. Reageerivad metallidega ja annavad soola ja eraldub vesinik.
Aktiivsuse kahanemise järgi paigutatakse kõik metallid pingeritta. See tähendab seda, et need metallid, mis jäävad vesinikust tahapoole, ei reageeri hapetega ja mis vesinikust ettepoole reageerivad.Nt.
Metalli ja happe vahelist reaktsioonil on metall alati redutseerija ja vesinikioonid oksüdeerijad.
Happeline pH- kas hape on tugev või nõrk, hinnatakse väärtuse pH järgi.
0-3 – tugev hape ; 3-7 – nõrk hape ; 8-10 – nõrk alus ; 10-14 – tugev alus
vesinikkloriidhape ehk soolhape: HCl
lämmastikhape: HNO3
süsihape: H2CO3
väävelhape: H2SO4
väävlishape: H2SO3
fosforhape : H3PO4
ränihape: H4SiO4
divesiniksulfiidhape: H2S
22. Hüdroksiidid ehk alused on liitained, mis koosnevad metallioonist ja ühest või mitmest hüdroksiidist ja hüdroksiidioonide arv sõltub metalli oksüdatsiooniastmest.
*Nimetuste andmine.1)Püsiva oa puhul on metalli nimetus->hüdroksiid .
2)Muutuva oa puhul metall+metalli oa+hüdroksiid
*Saadakse, kui hape ja alus omavahel reageerivad.
*Omadused. 1) leelised on valged ja tahked ained 2)leelised on söövitava toimega 3)vees lahustamatud hüdroksiidid lagunevad kuumutamisel vastavaks aluseliseks oksiidiks ja veeks . Tegu on lagunemisreaktsiooniga.
Kõik hüdroksiidid reageerivad hapetega, leelised lahustuvad vees.
*Leeliseid saadakse vastava oksiidi reageerimisel veega.
*Aluseid tehakse kindlaks lakmusega, muutub siniseks . Siniseks muutub ka universaalindikaator. Fenoolfitaleriin muutub punaseks (alus).
23.Ühinemisreaktsioon-kahest või enamast lähteainest saadakse üks saadus.
Asendusreaktsioon -keemiline reaktsioon, mille käigus liht- ja liitainetest tekivad uus liht- ja liitaine.
Neutraliseerimisreaktsioon-happe ja hüdroksiidi vaheline reaktsioon, mille saadusteks on sool ja vesi.
Nt.
24. Soolad on liitained, mis koosnevad metalliioonist ja happejääkioonist.
*Saamine. Saadakse vastandlike omadustega aineklasside vahelistel reaktsioonidel.
Võib saada ka metallide reageerimisel hapete ja sooladega.
*HCl – kloriid
HNO3 – nitraat
H2SO3 – sulfit
H2SO4 – sulfaat
H2CO3 – karbonaat
H3PO4 – fosfaat
H4SiO4 – silikaat
H2S – sulfiid
*Soolad on erineva värvusega, tahked, lahustuvad vees väga erinevalt ja reageerivad metallidega, kus tekib uus sool ja vähem aktiivsem metall.
Soolad reageerivad leelistega andes hüdroksiidi ja uue soola.
*Valemite koostamine. Tarvis teada:
1.Metallide sümboleid ja happejääkioonide valemeid.
2.Metallioonide ja happejääkioonide laenguid.
3.Keemiliste valemite koostamise põhimõttedeid.
Nt.
*Naatriumkloriid (NaCl) -
Kaltsiumkarbonaat (CaCO3) -