Keemia - Referaat (1)

Keemia
Referaat
Pille - Riin Pipar
Kostivere Põhikool
7.klass
juhendaja : Ingmar Kokk
1.1 Millega tegeleb keemia ?
Keemia on teadusharu , mis käsitleb ainete koostist, ehitust ja omadusi ning nende muundumise seaduspärasusi.
Keemia oli tuntud juba kivi-ja pronksiajal. Ürgajal oli tuli mis kaitses loomade eest, soojendas ja valgustas.
Keemia on alguse saanud avastusest, et tule mõjul võib üks aine muunduda teiseks.
Egiptuses u 6 tuhat aastat tagasi hakati tule abil metalle tootma ja sulatama, põletati saviesemeid, et need vastupidavamad oleksid.
Keemia on teadus ainetest ja nende muundamisest.
Teaduse ajaloos alkeemia nime all, püüdsid teadlased leida tarkade kivi. Tarkade kivi e. aine mis muudab tavalised metallid kullaks ja hõbedaks. Aga seda ainet ei leitud, leiti aga hoopis uusi ravimeid, lõhna-, lõhke-ja värvaineid. Hakkas arenema keemia ja keemiatööstus.
Ka meie sees ja ümber toimuvad ainete muundumised: elusorganismides toimuvad ainevahetusprotsessid, puit ja paber põlevad jne.
Nendest tegudest tekivad uued ained.
Neid nimetatakse keemilisteks nähtudeks.
Keemikud on valmistanud u. 4 miljonit ainet, igapäevaelus kasutatakse neist u. 35 000. Keemilisi aineid saadakse keemilisi elemente keemilisteks ühenditeks ühendades.
Keemikud kasutavad keemilisi reaktsioone, selleks et valmistada plaste, ravimeid, värve ja paljusid teisi igapäevaelus vajalikke materjale.
1.2 Puhas aine ja segu
Nii mulle kui ka teistele inimestele on puhas vesi selline mis on kõlblik juua ja mis ei sisalda kahjulikke pisikuid ega aineid. Keemikute ja meditsiini töötajate jaoks tähendab puhast vett aine, mis ei sisalda mingeid kõrvalaineid. Teiste ainete tõttu muutuvad aine omadused. Puhta vee tihedus on 1g/ cm³, vesi keeb 100ºC juures, jäätub 0º juures. Vesi mis on looduses, pole puhas kuna sisaldab palju lahustunud aineid.
See tõttu on merevee tihedus suurem kui veel, tema külmumine ei toimu 0º juures vaid vajab rohkem külmust. Tänu lisaainetele on vesi soolane.
Puhas aine ei sisalda teisi aineid. Kui keedusool on puhas aine, siis tema vesilahus on juba segu, sest segus säilivad puhta aine omadused, kuid nõrgemal kujul ja puhast ainet saab segust mehaaniliste võtetega eraldada. Aga keedusool ei ole puhas aine. Teaduslik nimetus sellele on naatriumkloriid. Sisaldab ka kaltsiumi-, magneesiumi-, rauaühendeid ja veel paljusid teisi aineid. Kuna keedusool koosneb mitmest ainest nimetatakse seda seguks.
Mitme aine segamisel moodustub segu. Nt. õhk. Õhk sisaldab lämmastikku, hapnikku, süsihappegaasi jt. aineid. Õhk on mitme gaasi segu.
Kui segame uhmris kollast väävlipulbrit ja hallika värvusega rauapulbrit, siis saame hallika segu. Kallame segu katseklaasi ja lähendame siis magneti. Ja eraldus raud. Liiva ja keedusoola segust saame liiva eraldada, kui segu lahustada vees. Segude eraldamiseks kasutatakse lahustamist, filtrimist , destilleerimist jm.
1.3 Aine ja materjal
Nagu olen ka eespool rääkinud, sellistest ainetest nagu väävel, raud, puhas vesi, naatriumkloriid.
Puhtal ainel on kindel koostis ja omadused.
Argielus me puhaste ainetega pmts kokku ei puutu . Kööginoad on valmistatud terasest. Teras sisaldab raua kõrval veel teisi aineid, näiteks kroomi ja süsinikku. Terased pole kõik ühesugused. Käärid on tehtud palju kergemast terasest. Teras on materjal. Ka puu ja puit ei ole ka ained vaid materjalid. Sellepärast, kuna kask , kuusk, või tamm erinevad üksteisest koostise, tiheduse, puutüve ristlõike jm. poolest.
Materjal sisaldab mitut ainet.
Materjal võib olla ka segu. Näiteks õhk on materjal , mille koostis on metsas või suurlinnas erinev. Õhk on hapniku, lämmastiku, süsihappegaasi jt. gaaside segu.
Materjalid millega, me põhimõtteliselt igapäev kokkupuutume on klaas, keraamika , plastmassid ja polümeerid, ravimid, ja pesemisained, õhk ja vesi.
1.4 Aine (materjali) omadused
Ainete ja materjalide iseloomustamiseks kasutatakse tunnuseid, mille poolest üks aine teisest erineb või sarnaneb. Omadused on olek, tihedus, värvus, keemis-ja sulamistemperatuur , elektri-ja soojusjuhtivus , tugevus, kõvadus, põlemisvõime, lahustuvus vees jt. tunnused.
Aine olek.
Aine võib olla gaasiline. Hingamisel tekib süsihappegaas, hingame sisse õhuhapnikku. Õhk on gaasiline materjal.
Vedel aine esineb vedelikuna.
Toatemperatuur on vedelas olekus parfüümid, joogid, kraanivesi jm.
Tahkes olekus ained näiteks raud, vask ja materjalid – keedusool, lubjakivi , metallisulamid, puit, ehitusmaterjale.
Tihedus.
Tiheduse ühik on g/cm³. Ühesuurused metalli-, puidu-, plastmassi- jt. ainete tükid on erineva raskusega. Puit on metallidest palju kergem. See on isegi nii kerge, et sellel on võimalik isegi veepinnal ulpida. Tihedus iseloomustab ühe kuupsentimeetri aine või materjali massi grammides . Tiheduse tähis on roo.(ρ) Vee tihedus on 1g/cm³. Metallid on veest mitmeid kordi raskemad, ja nad on ka tihedamad.
Veest kergemad on aga jää, bensiin ja õli.
Värvus.
Vask on punane, väävel kollane, paljud metallid hõbevalged, kuld ja pronks kollased , süsi must, lubjakivi hallikas ja vesi värvusetu.
Lõhn.
Igal ainel on ka seda iseloomustav lõhn. Näiteks parfüüm või bensiin. Pahaks läinud ainetel on ebameeldiv lõhn (hais). Paljud ained võivad olla ka väga mürgised. Sellepärast ei tohigi pudelit nina lähedal hoida vaid kergete viibetega õhuvoolu enda poole tõmmates.
Maitse.
Paljud ained on mürgised. Maitsta tohib ainult toiduaineid, mis pole mürgised. Suhkur on magusa maitsega, sidrunihappe tõttu on apelsin hapud.
Tugevus.
Iseloomustab aine mitmesuguseid omadusi. Näitab, kas materjal on veniv, elastne või habras, talub koormust või puruneb kergesti.
Kõvadus.
Enamik metalle ja sulameid on kõvad. Mõned on pehmed . Võimalik isegi käega vajutada , mõni teine kuju sisse.
Sulamistemperatuur.
Toome külmikust jäätüki, paneme selle lauapeale.. see sulab ära. Kuna jää sulab ju 0º C juures.
Aga raudnael sulab u. 1500º C juures.
Keemistemperatuur .
Vesi keeb 100º C juures. Tuleohtlik ja iseloomuliku lõhnaga atsetoon keeb näiteks juba 55ºC juures.
Lahustuvus vees.
Suhkur ja sool lahustuvad vees. Lubjakivi ja metallid näiteks ei lahustu vees.
Põlemisvõime.
Väävel süttib tikuga süütamisel. Eraldub vääveldioksiid. Puidu või söe põlemisel tekib süsihappegaas ehk süsinikdioksiid. Väga kergesti süttivad atsetoon ja alkoholid .
Elektrijuhtivus.
On teada, et elektrit juhivad edasi, metallid. Seega on nad elektrijuhid. Aga paber, plastmass ja puu ei juhi elektrit.
Soojusjuhtivus.
Argielukogemusest teame, et kuuma tee või segamisel läheb hõbe- või alumiinium lusikas kuumaks, plastlusikas soojeneb aga vähe. Hõbe, vask, alumiinium jt. metallid on head soojusjuhid.
Head soojusjuhid on kättevõtmisel külmana, sest nad juhivad soojuse kiiresti ära. Näiteks käepide ja potisangad pole tavaliselt metallist, vaid puidust või plastist, sest metallsangad muutuksid tulel kuumaks.
1.5 Tahke, vedel ja gaasiline olek

Üks ja sama aine võib esineda mitmes olekus. Tavalised aine kolm olekut on tahke, vedel ja gaasiline. Käsitlen tahket, vedelat ja gaasilist olekut vee näitel.
Suvel on vesi veekogudes vedelas olekus. On ka teada, et vedelikel pole kindlat kuju. Nad (praegusel juhul vesi) omandavad sellise kuju, milline on neid ümbritsev anum. Vedelikud on liikuvad ja võivad voolata. Ainel on alati kindel ruumala.
Talvel, kui vesi külmub tekib jää. Talvel aga tahkes olekus. Samuti sajab ka talvel lund seegi on tahkes olekus. Võib sadada ka rahet samuti tahkes olekus. Tahked aineid säilitavad oma esialgse kuju. Nad hõivavad alati ühe ja sama ruumala. Vastupidiselt vedelale ainele saab tahke aine liikuda ainult siis, kui mingi jõud seda tõmbab või lükkab.
Olenemata aastaajast on nii suvel kui ka talvel alati õhus veeauru. Veeaur on vesi gaasilises olekus. Vedel vesi, jää ja veeaur on vee kolm olekut.
Aur on gaas , mis eraldub vedelikust. Kui viibid näiteks bensiinijaamas, võid tunda bensiiniauru lõhna. Auru on võimalik kokku suruda väiksemasse ruumalasse. Enamik gaase on siiski nähtamatud. Neid me haistame jne. Gaasid võivad liikuda ja voolata. Nendel pole oma kindlat kuju. Erinevalt vedelikest on aga gaasi osakestel küllalt kineetilist energiat, et levida laiali ning täita täielikult teda ümbritsev nõu.
Aine olek sõltub tingimustest. Väljast tuppa toodud lumi või külmikust võetud jää sulavad. Tahke olek muutub vedelaks: sulab, veeldub ja soojeneb.
Külmikus toimub vastupidine protsess: vedel vesi muutub jääks: tahkub, jäätub ja jahtub.
Vee seismisel tekib õhku veeauru. Seda silmaga ei ole näha. Kui vett keeta tekivad näiteks potikaanele veepiisad, palju inimesed peavad neid veepiisku veeauruks.
See ei tähenda, et ainult veel on need kolm olekut. Samuti on ka elavhõbedal. Tavalisel toatemperatuuril on elavhõbe vedel metall. Väga suure külmaga umbes -35ºC kuni -40ºC, muutub ka elavhõbe tahkeks . Mõlemates olekutes elavhõbedad auravad, ning õhku satub mürgist elavhõbedaauru. Sellepärast, räägitaksegi et kui elavhõbetermomeeter puruneb tuleks väga hoolikalt kõik tilgad kokku koguda.
1.6 Katsevahendid ja ohutusnõuded
Koolis on kõige tähtsamaks keemia töövahendiks katseklaas. (1)
Suuremate koguste puhul kasutatakse keeduklaase (2) ja kolbe. Filtreerimisel tarvitatakse lehtrit (3)ja filterpaberit. (4) Tahkeid aineid segatakse ja tehakse peeneks uhmriga.(5) Aurutamiseks kasutatakse portselankaussi . Vedelike ruumala määratakse mensuuriga. (6)
1 2
34 5 6
Enamik keemilisi aineid on mürgised ja sööbivad. Neid ei tohi suhu mitte mingil juhul toppida. Kui nuusutata hoidke pudelit ninast eemal ja viipavate liigutustega tõmba õhuvoolu enda poole.
Happed ja leelised on väga sööbivad. Kui nad nahale satuvad tekitavad need raskesti paranevaid haavandeid. Kindlasti kui aine satub nahale, tuleb see kiiremas korras ära pesta.
Pärast pöörduda spetsialisti poole.
On aineid mis on ka tule-ja plahvatusohtlikud. Neid tuleb hoida leegist kaugel.
Mõned ained võivad süttida ja plahvatada juba nende segamisel peenestamisel. Sellepärast ongi vaja katsetel järgida eeskirju. Ja alati tuleb kanda kaitseprille .
Töökoht tuleb hoia puhas ja korras. Käed peale töö lõppu kindlasti ära pesta. Sellepärast kuna käed võisid töötamisel reaktiividega kokku puutuda ja kui sööma lähed võivad sattuda need organismi.
Rahvusvaheliselt kasutatakse ohtlike ainete tähistamiseks erinevaid tähiseid.
C
N
Sööbiv
Keskkonnaohtlik
E
Xi
Plahvatusohtlik
Ärritav
Xn
O
Kahjulik
Oksüdeeriv
T
T+
Mürgine
Väga mürgine
F
F+
Väga tuleohtlik
Eriti tuleohtlik
1.7 Füüsikalised ja keemilised nähtused.
Füüsikalised nähtused
Ainetega toimuvad soojenemisel palju erinevad nähtusi. Külmikust toodud jää tükk sulab, vesi ja lumi auruvad, andes sellega veeauru. Aga kõikides nende protsessides jääb keemiline koostis ikka samaks.
Sama moodi on ka siis kui hommikul purustame kohviube, saame kohvipulbri. Raua viilimisel saame peene rauapulbri.
Klaastoru soojendamisel klaas sulab ja seda saab painutada. Ja hiljem kui see jahtub on klaasil uus kuju.
Füüsikalisteks nähtusteks nimetatakse neid protsesse kus muutub aine olek ja kuju, aine koostis jääb samaks.
Füüsikalisel nähtustel ei muutu aine koostis.
Keemilised nähtused
Keemiliseks nähtuseks nimetatakse protsessi, kus muutub aine koostis, tekib uus aine.
Näited.
vask + õhuhapnik = vaskoksiid
Esimesed ained erinevad üksteisest värvuse, koostise ning muude omaduste poolest. Keemiliste nähtuste puhul kulgevad keemilised reaktsioonid.
Keemiliste ja füüsikaliste nähtuste koosesinemine
Küünla põlemisel sulab küünla parafiin , sula parafiin imbub mööda tahti üles ja põleb leegis. Seejuures tekib süsihappegaas ja veeaur. Sulamine ja imbumine on füüsikalised nähtused aga põlemine on keemiline nähtus.
Raua kuumutamisel tekib raua pinnale oksiidikiht . Hiljem kui raud on vedel hakkab see jahtuma, need protsessid on füüsikalised nähtused, raudoksiidi tekkimine on aga keemiline nähtus.
raud + sularaud(füüsikaline nähtus)
sularaud + õhuhapnik = raudoksiid (keemiline nähtus)
Kui vesi keema ajada, tekib sellest aur, see on füüsikaline nähtus, veeauru lagunemine on aga keemiline nähtus.
1.8 Keemilise reaktsiooni toimumise tingimused ja tunnused
Teame, et rauaga kuivas õhus ei toimu midagi, aga kui raud asetada niiskesse õhkkonda, hakkab see roostetama . Roostetamine on keemiline nähtus. Sel puhul kulgeb keemiline reaktsioon , sest kokku puutuvad raud ja niiske õhk.
Raud + õhk + veeaur = rauarooste
Reaktsioonist osavõtvaid aineid nimetatakse lähteaineteks ja tekkivaid aineid reaktsioonisaadusteks .
Roostetamise näite põhjal võime järeldada: keemilise reaktsiooni kulgemiseks peavad lähteained omavahel kokku puutuma ja reageerima.
Keemilist reaktsiooni võivad põhjustada ka teised tegurid.

• ainete eripära(mõni aine süttib süütamisel, raud aga näiteks ei sütti)
  
• valgus(fotosüntees taimedes või kujutise teke filmil ja fotopaberil)
  
• rõhk(gaaside reageerimine kõrgrõhul)
  
• elektrivoolu mõju(akulaadimine jne)
  

On ka võimalik, et keemilise reaktsiooni kulgemisel võib eralduda gaase ja lahustamatuid aineid. (siis öeldakse: tekib sade). Ainete reageerimisel võivad tekkida teistsuguse värvuse või lõhnaga ained. Reaktsioon võib kulgeda ka nii, et välistunnuste muutumist me ei tähelda, ainete koostis aga muutub.
1.9 Lahused
Katse.
Valan keeduklaasi destilleeritud vett ja lahustan selles veidi keedusool(naatriumkloriidi). Segan keeduklaasi sisu klaaspulgaga. Saime soolalahuse. Selle lahuse lahustiks on vesi ja lahustunud aineks on keedusool.
Lahustumisel jaotub lahustunud aine vedelikus ühtlaselt.
Lahusti ja lahustunud aine moodustavad koos lahuse.
Lahusti + lahustunud aine = lahus.
Lahusti on aine, milles lahustatava aine lahustumisel tekib lahus.
Lahustav aine on aine, mille lahustumisel tekib lahus.
Vesi on super hea lahusti: ta lahustab sooli , happeid ja leelisi.
Rasvad vees ei lahustu. Rasvad aga see eest lahustuvad bensiinis .
Lahustunud aine võib olla tahke, vedel või gaas. Vees lahustuvad tahketest ainetest hästi sool ja suhkur. Hapetest sool-, väävel-, ja lämmastikhape. Gaasidest lahustub vees süsihappegaas.
1.10 Segude ja lahuste koostis osade eraldamine
Lahused ja segued koostisosad e. siis lahustit ja lahustunud aineid. Nende eraldamist nimetatakse lahutamiseks.
Selleks rakendatakse setitamist ning nõrutamist, filtrimist, aurustamist, destilleerimist jt. meetodeid.
Mis on setitamine ja nõrutamine ? Setitamist kasutatakse mittelahustunud aine eraldamiseks lahusest. Nõrutamist läheb vaja selleks et selge vedelik eraldada sademelt.
Toon ühe näite. Võtan klaassilindri, täidan selle veega. Lisan veidi mulda ning segan seda klaaspulgaga nii kaua kuni tekib hägune vedelik. Jätan selle mõneks ajaks seisma. Mõne aja pärast on näha, et silindri ülaosas on vedelik muutunud selgeks ja läbipaistvaks. Silidri põhjas aga on sadenenud mullaosakesi.
Et nõrutamisega alustada, kallan ettevaatlikult läbipaistva vee pealt ära nii, et see mulda kaasa ei haaraks. Nüüd tuleb protsess filtrimine. Filtrimisega eraldan vedelikus tahked ained mis ei lahustunud ära. Võtan lehtri, lehtri sisse paigutan filterpaberi . Kallan vedeliku lehtrisse. Lehtri all olevasse anumasse tekib mõne aja pärast selge lahus, mida nimetatakse filtraadiks.
Vedelike eraldamine jaotuslehtriga.
Jaotuslehtrit kasutatakse selleks, et eraldada mittelahustuvaid vedelikke, vett õlist.
Teineteises mittelahustuvad vedelikud kihistuvad. Nt. kui vesi ja õli koos kallata klaasist anumasse. On näha, et vesi kui raskem vedelik on põhjas ja õli kui kergem on klaasist anuma ülalosas. Tänu jaotuslehtri abile saame vee ettevaatlikult välja lasta ning õlist eraldada.
Aurustamine.
Lahustunud aine aurustatakse, et saada kätte see lahustunud aine. Kui filtrime nt keedusoola värvuseta lahus siis filtrile lahustunud ainet ei jää. Kallame lahuse portselankaussi, segame klaaspulgaga ja soojendame põletiga. Vesi hakkab aurustuma ja jahtumisel jäävad kausi põhja lahustunud aine kristallid . Aurustamist kasutatakse ka mereveest soolade eraldamiseks.
Destilleerimine .
Vedelate segude lahutamiseks kasutatakse destilleerimist. Destillatsiooniseadmes keedetakse vett, eralduv veeaur juhitakse jahutisse. Jahuti jahutatakse. Jahutisse suubuv veeaur jahtub ja kondenseerub veeks . Vesi koguneb vastuvõtjasse. Nii saadakse looduslikust veest puhas vesi, ilma lisaaineta. Kutsutakse seda destilleeritud veeks. Lisandained jäävad destillatsioonikolbi.
Erinevatel ainetel on ka erinev keemistemperatuur.
Paberkromatograafia.
Filterpabeririba tilgutatakse tilk uuritavat lahust, nt tinti, või tehakse viltpliiatsiga täpp. Filterpaber riputatakse vertikaalselt klaasisilindrisse, alumise otsaga vette. Tint või viltpliiatsi värv koosneb tavaliselt mitmest erinevast värvainest. Vesi imbub alt paberisse, tõuseb ülespoole, võttes endaga kaasa tindi /viltpliiatsi värvaineosakesi. Hiljem on näha kui paberile tekib mitu erinevat värvilaiku. Lähteaine lagunes mitmeks erineva värvusega aineks.
Lahuse protsendilisus
Lahustunud aine ja lahuse massivahekorda nimetatakse lahuse protsendilisesuseks.
Lahuse protsendilisus näitab, mitu massiosa (g) ainet on lahustunud 100 massiosas (100g) lahuses.
W(%)= m¹ (lahustunud aine)/ m¹ (lahustunud aine) + m² (lahusti) · 100% = m¹(lahustunud aine) / m (lahus) · 100%
W(%) – lahustunud aine protsendiline sisaldus lahuses
m¹ - lahustunud aine mass grammides
m² - lahusti mass grammides
m = m¹ + m² = lahuse mass grammides
Näited:

120 g lahustati 30g suhkrut. Leida, mitme protsendiline on saadud lahus.
Lahendus.
Lahuse mass on 30g + 120g = 150g
Arvutan, mitu % moodustab 30g suhkrut kogu suhkrulahuse massist (150g).
30g / 150g · 100= 20%
Vastus: Suhkru lahuse protsendilisus on kahekümne protsendiline.
2)
On antud 10g suhkrut. Kui palju tuleb lisada sellele vett, et saada suhkru 5%-line lahus?
Lahendus.
Et 10g suhkrut moodustab lahusest 5%, 1% on 10/5 ja lahuse kogumass on :
10·100/5 = 200g
Sellest vee mass on 200g – 10g = 190g
Vastus: 5%-lise lahuse saamiseks tuleb 10g suhkrule lisada 190g vett.


Sisukord

Millega tegeleb keemia? Lk. 2

Puhas aine ja segu Lk. 2

Aine ja materjal Lk. 3

Aine(materjali) omadused Lk. 3

Tahke, vedel ja gaasiline olek Lk. 5

Katsevahendid ja ohutusnõuded keemialaboris Lk. 6

Füüsikalised ja keemilised nähtused Lk. 7

Keemilise reaktsiooni toimumise tingimused ja tunnused Lk. 8

Lahused Lk. 9

Segude ja lahuste koostisosade eraldamine Lk. 9

Lahuste protsendilisus Lk. 11

Sisukord ja kasutatud allikad Lk. 12
Kasutatud allikad
Raamatud:
„Illustreeritud lasteentsüklopeedia“ D. Kindersley
„Keemialeksikon“ J. Wertheim
„Keemia“ H. Karik
„Laste teaduseentsüklopeedia“ A. Graig
Internet:
www.google.com
www.wikipedia.org
12