TTÜ YKI0150 Eksam (0)
Kordamisküsimused 2021/2022 õppeaastal sügissemester
YKI0150 Üldine keemia
Legend
,,Keemia alused”
Õpiku tekst on selline :P
1. Mateeria ja aine mõisted.
Mateeria– kogu meid ümbritseva maailma mitmekesisus oma nähtuste ja asjade koguga.
Aine– mateeria eksisteerimise vorm/on mateeria vorm, mis omab kindlat või püsivat
koostist ja iseloomulikke omadusi (vesi, ammoniaak, kuld, hapnik)
2. Aine massi jäävuse seadus.
,,Reaktsioonist osa võtvate ainete mass on konstantne. Reaktsiooni astuvate ainete
masside summa on võrdne reaktsioonil tekkinud ainete masside summaga.” – 1748, M.
Lomonossov
3. Energia jäävuse seadus.
,,Energia ei kao ega hävi ega teki iseenesest, vaid üksikud energialiigid võivad
muunduda teisteks ekvivalentses suuruses. – 1760
,,Aine mass ja selles sialduv energia on omavahel seotud” – Einstein 1905, ΔE=Δm*c²E=Δm*c²ΔE=Δm*c²m*c²
Süsteemi kogumass, mis koosneb ainemassist ja süsteemi energiale vastavast massist, on
ajas muutumatu suurus.
4. Keemilise elemendi-, keemilise ühendi ja molekuli mõisted.
Keemiline element–on kogum ühesuguse tuumalaenguga aatomeid.
Keemiline ühend– moodustuvad keemiliste elementide ühenemisel, millest väiksem
iseseisev osake on molekul.
Molekul– aine väiksem osake, millele on antud aine keemilised omadused ning mis võib
iseseisvalt eksisteerida.
5. Aine agregaatolekud.
Tahke– tahkes aines on molekulid tihedalt koos ja nende liikumine pole võimalik.
Vedel– vedelikus on molekulide omavaheline kaugus mõnevõrra suurem ja nad võivad
üksteisest mööduda.
Gaasiline– molekulidevaheline kaugus on suur ja nad võivad üksteisest vabalt mööduda.
Molekulidevahelised jõud on väikesed.
6. Aatom- ja molekulmass.
Aatommass– moodustub tuuma massist ja elektronide massidest. Kuna tuuma
moodustumisel esineb massidefekt, siis määratakse aatommass eksperimentaalselt.
Molekulmass–on aine molekuli mass väljendatuna aatommassiühikutes. Molekulmass
arvutatakse tavaliselt keskmiste aatommasside summana.
7. Mooli mõiste ja arvutamine tahkele, vedelale ja
gaasilisele ainele. !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Mool– aine hulk, mis sisaldab 6,02*10²³ osakest (molekuli või
aatomit). /on selline ainehulk, milles sisaldub sama palju osakesi
(aatomeid, molekule) kui kaheteistkümnes grammis süsinik 12s.
8. Aine koostise püsivuse seadus.
,,Igal keemilisel ühendil on kindel kvalitatiivne ja kvantitatiivne
koostis, mis ei sõltu ühendi saamisviisist.
9. Kordsete suhete seadus.
Ka Daltoni seadus :,,Kui kaks elementi moodustavad teineteisega mitu ühendit, siis ühe
elemendi mingi kindla massiga seotud teise elemendi massid suhtuvad üksteisesse kui
lihtsad täisarvud. 1808
10. Avogadro hüpotees.
,,Samal rõhul ja temperatuuril sisaldavad erinevate gaaside ruumalad võrdse arvu
molekule.”. Normaaltingimisel 22,4l
11. Anorgaaniliste ühendite nomenklatuur.
Katioonid – Ühe– või mitmeaatomiline osake, millel on positiivne laeng
Anioonid – Ühe– või mitmeaatomiline osake, millel on negatiivne laeng. Binaarse
ühendi (2 elementi) nimetuse lõpp –iid. Mitmeaatomilistel, hapnikku sisaldavatel sageli
–aat või ka –it
Happed – Kõrgeima võimaliku oksüdatsiooniastmega (mis võrdub rühma numbriga
perioodilisussüsteemis) mittemetalli sisaldavaid oksohappeid nimetatakse
traditsiooniliselt mittemetalli järgi.
Alused – Nimetused sõnast hüdroksiid ja metalli nimetusest. Kui metall moodustab
mitu hüdroksiidi, kus metalli o–a on erinev, siis näidatakse sulgudes ära metalli o–a
Oksiidid – Nimetused tuletatakse elemendi nimetusest ja sõnast oksiid. Muutuv o–a
näidatakse sulgudes või kasutatakse arvulist eesliidet. Eristatakse: happelised oksiidid,
aluselised oksiidid, amfoteersed oksiidid (nii happelised kui aluselised omadused),
inertsed oksiidid (oksiidid, mis ei reageeri vee, hapete ega alustega N2O, NO)
Soolad – Nimetused moodustatakse katiooni ja aniooni nimetustest. Erinev o–a
näidatakse sulgudes. Valemites eelnevad katioonid anioonidele.
12. Aatomid
Daltoni aatomiteooria (1808)
● Elemendid koosnevad väga väikestes osakestest ehk aatomitest
● Sama elemendi kõik aatomid on identsed.
● Ühe elemendi aatomid erinevad teiste elementide aatomitest.
● Ühendid koosnevad mitme elemendi aatomitest
● Keemilises reaktsioonis aatomid paigutuvad ümber, eralduvad üksteisest või
ühinevad, aatomeid ei teki juurde ega kao kuskile
Aatomi mass on kontsentreeritud peamiselt aatomi tuuma, kuid see on aatomi ehitusega
võrreldes väga väike, mistõttu peab tuuma tihedus olema väga suur.
Aatomite omadusi kijreldades ei saa rakendada samasid füüsikaseaduseid, mida
suuremate objektide puhul!
13. Orbitaalid.
Elektronid paiknevad aatomituuma ümber kindlaksmääratud kujuga ruumipiirkondades
ehk orbitaalidel. Orbitaali all mõeldakse sellist ruumipiirkonda, kus elektron 99%
tõenaosusega viibib. Igal orbitaalil on oma kindel energiatase ja eristatakse s, p, d ja f
orbitaale.
Elektroni üleminekul kõrgema energiaga orbitaalile neeldub kvant energiat, madalamale
vastupidi(kiirgub kvant energiat). Juhul, kui aatomeid on palju, toimub neid üleminekuid
samuti palju ning tekib erinevatest diskreetsetest lainepikkustest koosnev kiirgus, mida
saab lahutada üksikuteks kindla lainepikkusega komponentideks ja registreerida.
Igale orbitaalile mahub maksimaalselt kaks elektroni.
14. Bohri vesinikuaatomi mudel.
Aatomi keskel on tuum, selle ümber tiirleb ringikujulisel orbitaalil elektron. Elektron
saab liikuda ianult tuumast kindlatel kaugustel asetsevatel orbiitidel ja igal orbiidil on
kindel energiatase.
Kui elektron vahetab orbiiti, langeb kõrgema energiatasemega orbiidilt madalama
tasemega orbiidile, kiirgub valgusena üks (ühik?) kvant energiat ehk eraldub üks
footon. Elektroni üleviimiseks kõrgema energiatasemega orbiidile, tuleb süsteemi
energiat juurde viia. En=–RH(1/n2)
R on Rydbergi konstant ja n on peakvantarv
Energia, mis eraldub või läheb ühelt aatomilt teisele: DE =Δm*c² hν =Δm*c² E1 - E2
15. DeBroglie hüpotees.
Lainelised omadused ei ole omased ainult footonitele vaid kõikidele
elementaarosakestele. Selle hüpoteesi õigsust on hilisemad katsed ka tõestanud -
elektronil on ka lainelised omadused, kusjuures lainepikkus on määratud liikuva osakese
massi ja kiirusega.
16. Schrödingeri mudel.
(kirjeldab mikroosakeste liikumist, ka lainevõrrand)
Schrödingeri võrrandis sisalduvad osakese omadused (mass, m) ja lainelised omadused
(lainefunktsioon, ψ-psii )
Eψ=Δm*c²Hψ
H- Hamiltoni operaator
H annab eeskirja süsteemi üldenergia arvutamiseks, E on konkreetne energia väärtus.
Lainefunktsioon kirjeldab elektroni liikumist iseloomustavate lainete amplituudi, nende
faasi (pluss või miinus); ta määrab elektroni lubatud energiatasemetele vastavad
ruumikoordinaadid (x, y, z). Lainefunktsiooni ruut annab elektroni leidumise tõenäosuse
mingis ruumiosas aatomituuma ümbruses. Kui elektroni leidumise tõenäosus mingis
ruumiosas on suurem siis st, et elektronpilve tihedus selles ruumiosas on suurem.
Ruumiosa, milles elektroni viibimise tõenäosus on kõige suurem nimetatakse orbitaaliks.
Elektroni võimalikke energiatasemeid ja lainefunktsiooni kirjeldatakse kolme
kvantarvuga, mis saadakse Schrödingeri võrrandi lahendamisel.
17. Kvantarvud: pea-, orbitaal-, magnet- ja spinnkvantarv.
Peakvantarv (n) määrab orbitaali energia ja kauguse tuumast. Omab täisarvulisi
väärtuseid 1,2,3 jne. Mida suurem on peakvantarv seda suurem on kaugus tuumast ja
seega seda suurem on orbitaal.
Orbitaalkvantarv (l) määrab orbitaali ruumilise kuju ning tema väärtus sõltub
peakvantarvu väärtusest. Selle väärtused on täisarvud vahemikus 0 – (n-1).
Orbitaalkvantarvu väärtust tähistatakse tavaliselt ka tähega ehk n määrab ära orbitaali
põhinivoo ja l alamtasemed.
Magnetkvantarv (m) määrab ära orbitaali asendi (orientatsiooni) ruumis ja orbitaalide
arvu antud energia alamtasemel. Sõltub l väärtusest ja igale l väärtusele vastab (2l+1)
täisarvulist m väärtust.
Spinnkvantarv (ms) iseloomustab konkreetset elektroni ja tema pöörlemist ümber oma
telje, väärtused -½ ja +½ . Samal orbitaalil võib olla maksimaalselt kaks erineva
spinnkvantarvuga elektroni, mis moodustavad elektronpaari.
18. Hundi reegel.
Alanivoo piires elektronid püüavad paigutuda nii, et nende summaarne spinn oleks
maksimaalne (et täidaksid maksimaalse arvu orbitaale) st. ühesugused orbitaalid
(samade n ja l väärtustega) täituvad esmalt ühesuguse spinnkvantarvuga elektronidega
Neutraalsete aatomite orbitaalid täituvad nende energiatasemete kasvu järjekorras
järgmiselt (iga järgmise taseme energia on eelmisest kõrgem): 1s →2s → 2p →3s →3p
→4s →3d →4p →5s →4d →5p →6s →4f →5d →6p →7s →5f →6d →7p →8s
19. Elektronvalem, ruutskeem ja selle kirjutamine suvalise
keemilise elemendi jaoks. 20. Orbitaali energiadiagramm.
21. Keemiliste elementide perioodilisussüsteem.
(mendelejevi tabel lihtsalt)
Perioodilisusseadus: Prootonite arvu (järjenumbri) kasvu järjekorras järjestatud
elementide reas elementide omadused korduvad perioodiliselt
22. Elementide perioodilised omadused.
Perioodiliselt muutuvad elektronstruktuuriga seotud omadused: elementide aatomi- ja
iooniraadiused ning nendest tulenevad omadused (red-oks). Aatomi raadiuse vähenedes
elemendi oksüdeerivad omadused suurenevad ja vastupidi. Füüsikalised omadused:
sulamis- ja keemistemperatuur, kõvadus, magnetilised omadused, kristallstruktuur jm.
Mitteperioodiliselt muutuvad tuumalaenguga seotud omadused (aatomi nr, aatommass).
Perioodiliselt muutuvad omadused:
Valentselektronide arv (väliskihi e arv): kasvab perioodides vasakult paremale, Aatomite
suurus (mõjutab moodustuvate keemiliste ühendite omadusi): kasvab rühmades suunaga
ülevalt alla. Aatomi ja iooni raadiused muutuvad perioodiliselt st perioodides
tuumalaengu suurenemisel vähenevad. Alarühmades jrk nr kasvades raadiused
suurenevad (eriti s ja p elemendid). Samas rühmas on sarnane valentselektronide
struktuur kuid aatomite suurused on erinevad sama rühma elemendid võivad
moodustada erinevate omadustega ühendeid.
23. Ionisatsioonienergia.
Ionisatsioonienergiaks nimetatakse energiahulka, mida tuleb kulutada, et elektroni
aatomist eraldada ja tuuma mõjusfäärist kõrvaldada. Ühik kJ/mol. (Elemendi keemiline
iseloom on tingitud tema aatomite võimest loovutada ja siduda elektrone, millega
kaasneb energeetiline efekt.)
E + I =Δm*c² E + e
⁰ + I = E⁺ + e⁻
⁺ + e⁻
⁻
1
Kõige väiksem on I 1. rühma s- elementidel, kõige suurem väärisgaasidel. I väärtus
oleneb elektronstruktuurist, tuuma laengust, aatomi raadiusest. Mida suurem on aatomi
raadius, seda nõrgemini seob ta elektrone ja seda väiksem on I väärtus. I nim. elemendi
metalliliste omaduste mõõduks, mida väiksem seda metallilisem. Elemendi jrk nr
kasvades rühma piires I väheneb. Alarühmades s ja p elementide jrk nr kasvades üldiselt
I väheneb, d- elementidel suureneb.
Kuna ionisatsioonienergia iseloomustab, kui raske on aatomist
elektroni eraldada, sis
voib eeldada, et madala ionisatsioonienergiaga elemendid
moodustavad kergesti katioone ja juhivad takes (ja ka vedelas) olekus
elektrit (selleks peavad möned elektronid olema piisavalt vabad, et
likuda). Kõrge ionisatsioonienergiaga elemendid ei moodusta suure
tõenäosusega katioone ega juhi elektrit.
Ionisatsioonienergiad üldjuhul vähenevad rühmas ülalt alla, kuna gas
järgmises perioodis paiknevad välimised elektronid elektronkihil, mis
on tuumast kaugemal ja seetõttu tuumaga nõrgemini seotud. Seega
näiteks tseesiumi aatom loovutab elektroni kergemini kui naatriumi
aatom.
Perioodilisustabeli vasaku alanurga elementide madalad
ionisatsioonienergiad seletavad nende metallilisi omadusi. Metallitükk
koosneb elemendi katioonidest, mida ümbritseb aatomite loovutatud
valentselektronide pilv. Ainult madala ionisatsioonipotentsiaaliga
elemendid - s-elemendid, d-elemendid, f-elemendid ja p-ploki vasakus
allnurgas asuvad elemendid - moodustavad metallilisi tahkiseid, kuna
ainult need saavad kergesti elektrone loovutada.
24. Elektronafiinsus.
Tähistatakse Eea, E
Elemendi elektronafiinsus E, on energia, mis vabaneb, kui elektron
liitub gaasifaasis oleva aatomiga. Körge elektronafiinsus naitab, et
elektroni liitumise aatomiga vabaneb palju energiat. Negatiivne
elektronafiinsus näitab, et elektroni lisamiseks aatomile tuleb kulutada
energiat. See kokkulepe on vastavuses termini „afiinsus
tavatähendusega. Formaalselt on elemendi X elektronafiinsus
määratletud kui
E(X) = E(X) - E(X) X(g) + e (g) -› X (g)
kus E(X) on gaasifaasilise aatomi X energia ja E(X*) on vastava
gaasifaasilise anioon:
energia., Nii on näiteks kloori elektronafinsus järgmises protsessis
vabanev energia:
vabanev energia = Ea (3,62 eV, 349 kJ-mol-1).
CI(g) + e (g) - CI(g)
Kuna elektroni energia on madalam, kui elektron paikneb aatomi ühel
vabal orbitaalil, siis on erinevus Ea(C1) = E(CI) - E(CI-) positiivne ja
kloori elektronafiinsus on samuti positiivne. Analoogiliselt
ionisatsioonienergiatega väljendatakse elektronafiinsusi kas
elektronvoltides (aatomi kohta) või kilodžaulides ühe mooli aatomi
kohta.
Aniooni moodustumisel liituvad aatomiga elektronid, protsess on seotud energeetilise
efektiga. Elektroni liitumisel aatomiga võib energiat eralduda või neelduda.
Eea sõltub elektronkonfiguratsioonist, muutub perioodiliselt. Kõige suurem on 7. rühma
pelementidel ja kõige väiksem aatomitel s² konfiguratsiooniga
Energia eraldumine kaasneb 1se elektroni liitumisega halogeenidel, O, S, C. Järgmise
elektroni liitumine on seotud energia neeldumisega.
25. Elektronegatiivsus.
Tähistatakse E
ₙ
Võimaldab hinnata antud aatomi võimet siduda endaga elektroni, et moodustuks
keemiline side. Sõltub nii I-st kui E-st.
E =Δm*c² ½(I+E
ₙ
ea)
Paulingi skaala, aluseks Li EN =Δm*c²1 Perioodides jrk nr kasvades EN kasvab, alarühmades
vastupidi.
Paulingi skaala:
Kovalentne side on polaarne, kui üks atom tômbab elektrone enda
poole suurema
juga kui teine aatom, sest siis asub ühine elektronpaar suurema
tõenäosusega esimese
aatomi juures. 1932. aastal pakkus Ameerika keemik Linus Pauling
elektronide tõmbejõu määramiseks sidemetes välja kvantitatiivse
suuruse. Võimet tõmmata sideme elektronipaari enda pole
iseloomustatakse aatomi elektronegatiivsusega, mida tähistatakse χ
(kreeka täht hi). Suurema elektronegatiivsusega elemendi aatom
tõmbab ühist elektronipaari tugevamini enda poole. Paulingi skaala
pôhineb sidemete A-A, B-B ja -B dissotsiatsioonienergiatel D, mida
möödetakse elektronvoltides. Ta defineeris kahe elemendi A ja B
elektronegatiivsuste erinevust kui
|χ A− χ B|❑1/2❑❑
Seejärel määras ta individuaalsed elektronegatiivsuste väärtused, mis
olid kooskõlas ülaltoodud valemiga.
1934. aastal pakkus Ameerika keemik Robert Mulliken
elektronegatiivsuste skaala
leidmiseks välja teise meetodi. Tema pakutud valemis avaldub
elektronegatiivsus ele-
mendi ionisatsioonienergia (I) ja elektronafinsuse (E) (mõlemate
arvulised väärtused
on elektronvoltides) poolsummana:
χ=½ (I + Eₐ).).
Mullikeni definitsioon on arusaadavam, sest körge
ionisatsioonienergiaga aatom ei kaldu oma elektrone loovutama. See-
eest kõrge elektronafiinsuse korral on energeetiliselt soodustatud
aatomi võime tõmmata enda pole elektrone. Selliste omadustega
elemendid ei loovuta elektrone (st elektronide loovutamine on
energiakulukas), vaid pigem kalduvad neid liitma (st energia
vähenemist),
seega
klassifitseeritakse
nad
kõrge
elektronegatiivsusega elementideks. Vastupidisel juhul, kui nit
ionisatsioonienergia kui ka elektronafiinsus on madal, kulub elemendil
oma elektronide loovutamiseks vaga vähe energiat ning kalduvus neid
liita on väike, mis tähendab madalat elektronegatiivsust. Sellisel viisil
saadud arvulised väärtused on suurel määral kooskõlas käesolevas
Õpikus kasutatud Paulingi väärtustega.
26. Keemiline side: Lewise teooria põhiseisukohad.
Lewise teooria:
,,Keemilise sideme moodustavad valentselektronid (väliskihi elektronid). Iooniline side
tekib elektronide ülekandumise teel ühelt aatomilt teisele. Kovalentne side tekib
elektronide jagamise teel aatomite vahel.”
Elektronid jagatakse aatomite vahel selliselt, et moodustuks väärisgaasidele iseloomulik
konfiguratsioon, väliskihis 8 elektroni - oktett.
Paljud põhiteadmised keemilise sideme kohta töötas 20. sajandi
alguses valja G. N. Lewis. Ta leiutas lihtsa viisi, kuidas kujutada
valentselektrone, kui aatomid moodustavad ioonilisi sidemeid. Iga
valentselektroni tähistatakse punktina, mis ümbritsevad elemendi
sümbolit. Üksik punkt tähistab ühte elektroni orbitaalil, punktipaar
kahte paardunud elektroni, mis jagavad orbitaali. Aatomite Lewisi
sümbolite näideteks on:
Lihtsaks näiteks on kaltsiumkloriidi valem. Kaltsiumi atom loovutab
oma kaks valentselektroni, moodustades Ca²⁺-iooni. Kuna igal kloori
aatomil on valentskihis üks vakants, on vaja kahte aatomit kaltsiumi
aatomi kahe loovutatud elektroni jaoks:
27. Valentssidemete meetodi põhiseisukohad.
Side aatomite vahel molekulis tekib elektronpaaride moodustumise tõttu
Side tekib kahe erineva spinniga elektroni vahel, seda moodustavad elektronid kuuluvad
üheaegselt mõlemale aatomile. Võimalikud 2 sideme moodustamise mehhanismi:
1) side tekib kahe 1 elektronilise aatomorbitaali kattumisel: H↑ + ↓H → H↑↓H
2) side tekib 1 aatomi 2 elektronilise aatomorbitaali ja teise aatomi vaba orbitaali
kattumisel: H
⁺ + e⁻ + ↑↓H → H↑↓H
⁻
Põhiseisukohad:
•Aatomid säilitavad molekulis oma individuaalsuse;
• Moodustuvad 2 tsentrilised, kahe elektronilised kovalentsed sidemed;
• Kõik keemilised sidemed molekulis on kirjeldatavad kombinatsioonina 2 tsentrilistest 2
elektronilistest sidemetest.
• Meetod annab häid tulemusi keemilise sideme kirjeldamiseks, eriti kui moodustuvad s
(sigma) sidemed s elektronide osavõtul.
• Ei anna tulemusi hapniku molekuli korral, kus peaks katsete tulemusena olema 2
paardumata elektroni (O2 on paramagnetiline), CO, NO, NO2 ja boraanid (B2H6).
Sõltuvalt aatomorbitaalide kattumise iseloomust eristatakse δ(delta), σ(sigma) ja π(pi) sidet
Σ- side võib tekkida 2s orbitaalide kattumisel. Kordinatsiooniarvuks nimetatakse seda, kui
palju sigma sidemeid tekib.
π - side moodustub p- d ja f orbitaalide kattumisel: p-p, p-d, d-d. Π- side tekib kui
moodustub ka σ-side, põhjustab sideme kordsuse.
28. Keemilise sideme energia.
Molekuli moodustumisel aatomitest vabaneb energiat. Aatomivahelise sideme lõhkumiseks
on vaja kulutada energiat. N-ö suuruselt võrdselt, märgilt vastupidised nimetatakse sideme
energiaks, kJ/mol.
Sideme energia on 2 aatomi ühendumisel eralduv energia, mitte 2 lihtaine ,olekuli
reageerimisel eralduv energia.
Mitme sidemega ühendites on kõik sidemed võrdväärsed.
29. Keemilise sideme suunalisus.
Loetakse üheks kov sideme tähtsaks omaduseks, mis sõltub molekuli moodustavate
aatomite arvust, aatomorbitaalide tüübist ja nende asendist ruumis.
● Kov side tekib aatomorbitaalide kattumise suunas
● 2-aatomilised molekulid moodustuvad 2-st aatomist AA(H2, Cl2) või 2st erinevast
aatomist AB(HCl)-molekul on lineaarse ehitusega (nurk 180)
● 3-aatomiline AB2, ,
mis võib olla lineaarne B__võiA__B või nurgaga
(teoreetiliselt 90 kraadi, veel tegelikult 104,5 kraadi). 4-aatomilises molekulis on
aatomid kas tasapinnal (kolmnurkstruktuur) või moodustavad trikoonilise
püramiidi. 5-aatomilises molekulid AB4 moodustavad ruumilise tetraeedri,
kusjuures aatom A asub tsentris ja B-d asuvad nurkades.
30. Orbitaalide hübridisatsioon.
Ehk kui keemilise sideme moodustamisest osavõtvad ühe aatomi elektronid kuuluvad
erinevat tüüpi orbitaalidele, siis toimub orbitaalide segunemine, mille tulemusena tekivad
uued ühesuguse kujuga energeetiliselt võrdväärsed hübriidsed orbitaalid.
● Mitmeaatomilistes molekulides võrdsustuvad keemilise sideme moodustumisel
valentselektronide energiad ja algsetest s, p, d, ja f orbitaalidest tekivad uue kujuga
nn hübriidsed orbitaalid.
Hübriidsed orbitaalid, lähtudes minimaalse energia printsiibist, paigutuvad ruumis nii et
nende vahekaugus oleks maksimaalne. See määrabki ära molekulide ruumilise kuju. Kui
mitu esialgse kujuga orbitaali seguneb nii mitu hübriidset orbitaali tekib.
● Sigma-side: kovalentses sidemes, mis moodustub orbitaalide tippude kattumisest,
on elektronpilve tihedus suurim aatomituumi ühendava sirge ümber. Σ-side
● Pii-side: kovalentses sidemes, mis moodustub orbitaalidr külgede kattumisest, on
elektronpilve tihedus suurim aatomituumade tasapinnast eemal. Π- side
●
●
Oma mudeli parandamiseks arvestame, et s- ja p-orbitaalid on
elektrontiheduse
lained, mis paiknevad aatomituuma ümber. Võib kujutleda, et neli
orbitaali liituvad üksteisega ja moodustavad seetõttu uue kujuga
orbitaalid, just nagu lained veepinnal. Kohtades, kus köik
lainefunktsioonid on positivsed voi negatiivsed, kasvavad inter-
terentsi tulemusena amplituudid, ja kohtades, kus lainefunktsioonid on
erimärgilised, toimub amplituudide vähenemine, mis võib tähendada
isegi nulliks taandumist. Seega moodustuvad aatomorbitaalide
interferentsi tulemusena uue kujuga hübriidsed orbitaaid. Neli
hübriidset orbitaali hₙ, tekivad nelja aatomorbitaali
lineaarkombinatsioonina:
h=S+Px+Py+Pi
h=S-Px-Py+ Pi
h=s-Px+Py-Pa
ha=S+ Px-Py-Pr
Ni on h₁-orbitaalis s- ja p-orbitaalid oma tavaliste märkidega ja nende
amplituudid liituvad seal, kus kõigi nelja orbitaali amplituudid on
positivsed. Orbitaali h₂ puhul on aga pₓ a pᵧ vastasmärgiga ja tekkiv
interferentsipilt on teistsugune. Kuna nad on moodustunud ühest s-
orbitaalist ja kolmest p-orbitaalist, nimetatakse neid nelja hübriidset
orbitaali
sp'-hübridideks. Nad erinevad üksteisest ainult oma ruumilise
orientatsiooni poolest
- igaüks neist osutab tetraeedri erinevasse nurka (JOONIS 2F.6) - olles
muid identsed.
Orbitaalide energiadiagrammil kujutame neid hübridisatsiooni
tulemusena tekkinud
nelja vordse energiaga orbitaalina, mis paiknevad energia järgi nende
s- ja p-orbitaalide vahel, millest nad on konstrueeritud (6). Saadud
hübriidsed orbitaalid on joonisel rohelised tuletamaks meile meelde, et
nad on segu (sinistest) s-orbitaalidest ja (kollastest) p-orbitaalidest,
sp³-hübriidsel orbitaalil on kaks paisu, kuid üks neist ulatub kaugemale
kui aluseks olevad p-orbitaalid ja teine pais on lühenenud. Kuna
hübriidse orbitaali korra on elektrontiheduse amplituudid koondunud
ühele poole aatomituuma, saab see paremini kattuda teiste
orbitaalidega ja selle tulemusena on moodustuv side tugevam kui ima
hübridisatsioonita.
31. Sigma ja pii- sidemed.
Kovalentses sidemes, mis moodustub orbitaalide tippude kattumisest, on elektronpilve
tihedus (elektronide paiknemise tõenäosus) suurim aatomituumi ühendava sirge ümber
(aatomituumadega samas tasapinnas) - sellist sidet nimetatakse sigma sidemeks
Sigma side on silindrilise kujuga!
Kovalentses sidemes, mis moodustub orbitaalide külgede kattumisest, on elektronpilve
tihedus suurim aatomituumade tasapinnast eemal - sellist sidet nimetatakse pii-sidemeks
PS! ᴨ- sideme korral on üks süsiniku p orbitaal jäänud hübridiseerumata – tegemist on
sp2 hübridisatsiooniga
32. Vesinikside.
H-side on dipool-dipool vastasmõjude eriliik, kus üks osapool on vesinik, mis on seotud
väikesemõõdulise elektronegatiivse aatomiga (F, O, N) js teine osapool on vaba
elektronpaar.
● 10-20 korda nõrgem kui kovalentne side;
● Intramolekulaarne (molekuli sisene) H-side- el. neg. aatom on vesinikuga samas
molekulis;
● Intermolekulaarne (molekulide vaheline) H-side – el. neg. aatom on teises
molekulis;
● Sarnasus kovalentse sideme doonor-aktseptor mehhanismiga
Dispersioonijoud on universaalsed, st möjuvad köigi molekulide vahel,
olenemata nende
eripärast. Samamoodi on universaalne dipoolide vastastikmöju,
olenedes vaid moleku-
lide polaarsusest. Kuid on olemas ka üks tugev spetsiifiline
vastastikmöju, mis toimib
molekulide, kus vesinik on seotud kindlat tüüpi aatomitega, vahel.
Spetsiifilise toime olemasolu voib eeldada, kui kanda graafikule 14. kuni
17. rühma
elementide binaarsete vesinikuühendite keemistemperatuurid (JOONIS
3F.10). Rühmas
14 on muutuse suund samasugune, nagu voib eeldada elektronide arvu
kasvust aato-
mis: keemistemperatuur kasvab rühmas ülalt alla, sest
dispersioonitoime kasvab. Vesi,
ammoniaak ja vesinikfluoriid on aga anomaalsete omadustega. Nende
erakordselt kõrge
Tugev vastastikmõju, mis põhjustab nende ning ka mõningate teiste
ainete kõrge
keemistemperatuuri, on vesinikside. Vesinikside tekib väikese tugevalt
elektronegatiivse
aatomiga (eriti N, O ja F) seotud vesiniku ja teise molekuli N, O vi F
aatomi vaba elektronipaari vahel (10).
Vesiniksideme moodustumise mõistmiseks kujutame ette, mis juhtub,
kui kaks
vee molekuli satuvad lähestikku. Iga O-H-side on polaarne.
Elektronegatiivne hapniku
atom tômbab sideme elektrone tugevalt enda poole ja vesiniku aatom
on peaaegu elekt-
ronkatteta. Kuna vesiniku atom on väga väike, sis voib ta sattuda teise
vee molekuli
hapniku vaba elektronipaari lähedale, nende vahel tekib tugev
tõmbejõud ja moodustub
vesinikside. Vesinikside on tugevaim sis, kui vesiniku atom satub kahe
hapniku aatomi
vahele, nendega ühele sirgele. Vesiniksidet tähistatakse punktiiriga: O-
H…O. Keskmine
33. Metalliline side.
● Väliskihtide elektronid eralduvad kergesti metalli aatomist ja tekivad positiivsed
ioonid, moodustavad metali kristallvõre
● Vabanenud suure liikuvusega elektronid moodustavad nn elektrongaasi, mis täidab
kristallvõre ioonidevahelise ruumi ja tekitab kogu võret hõlmava delokaliseeritud
sideme
● Elektrongaas põhjustab metallide kõrge elektri- ja soojusjuhtivuse ja metalse läike
● Metallilisel sidemel puudub suunalisus ja küllastatavus, suhteliselt tugev keemilise
sideme liik.
34. Molekulorbitaalide (MO) meetodi põhiseisukohad.
1930 a Hückel, Hund, Mulliken:
• VS meetod ei selgita kõiki ühendite omadusi
• VS meetodi järgi molekulide moodustumine toimub tervete aatomite üksteisele
lähenemise kaudu MO meetod eeldab:
• Algul lähenevad üksteisele vaid tuumad või tuumad koos sisemiste energianivoodega,
nende nn tühjade aatomorbitaalide kattumisel moodustuvad tühjad MO-d, seejärel
lähevad elektronid MO-dele.
• Lühidalt aatomorbitaalid ei säilu, asemele MO-d, mis ühised tervele molekulile.
•Igale elektronile molekulis vastavad oma kindlad MO-d. Need määravad elektronide
oleku molekulis ja neid kirjeldavad kindlad lainefunktsioonid .
• Elektron liigub molekulis kõikide tuumade väljas kui molekul on 2-aatomiline siis MO
on 2-tsentriline. Kui molekul on naatomiline siis MO on n-tsentriline.
• Lainefunktsioon 2 igas ruumipunktis väljendab elektroni asendi tõenäosust.
• Lainefunktsiooni iseloomustavad kvantarvud.
• Igale MO-le mahub 2 elektroni antiparalleelsete spinnidega (paardunud elektronid) st
kehtib Pauli printsiip.
• Kehtib Hundi reegel (alanivoo piires elektronid paigutuvad nii et nende summaarne
spinn oleks max)
• Igale MO-le vastab kindel energia.
35. MO energiatasemete skeemid N2, O2, CO ja CH4 molekulide
jaoks.
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
36. Molekulidevahelised jõud: orientatsiooni-, induktsiooni ja
dispersiooni jõud.
Orientatsioonijõud– jõud püsiva dipoolmomendiga polaarsete molekulide vahel
või ioon-dipool vastastoime. Kui 2 polaarset molekuli lähenevad teineteisele siis
need molekulid orienteeruvad vastavalt oma poolustele. Mida polaarsemad seda
tugevamad nendevahelised tõmbejõud.
Eor= –2μ²/r³μ²/r³r³
Induktsiooni jõud– jõud polaarsete ja mittepolaarsete molekulide vahel. Polaarne
molekul tekitab teises samuti dipoolmomendi. Seejärel molekulid orienteeruvad
vastvalt pooluste laengutele.
Eind= –2μ²/r³αμ²/r³r⁶
Dispersiooni jõud– ehk Londoni jõud: elektronide liikumisel tekkivate
hetkdipoolide nõrk vastastikune mõju. Tekib 2 mittepolaarse molekuli
lähenemisel. Universaalne st esineb kõikides molekulides ja aatomites
Edisp= –¾ Iα²/r⁶α²/r³r⁶
kus I - ionisatsioonienergia (suureneb molaarmassi kasvuga)
37. Gaas ja aur-definitsioonid.
Gaas on aine, mis normaaltemperatuuril ja rõhul on täielikult gaasilises olekus.
Aur on selline aine gaasilises olekus, mille keemistemperatuur on kõrgem kui
toatemperatuur. (näiteks veeaur)
38. Gaaside omadused.
Gaaside kõige iseloomulikum omadus on nende kokkusurutavus ja võime paisuda.
•Gaasidel ei ole kindlat kuju, nad täidavad anuma võttes selle kuju.
•Gaasi ruumala ühtib anuma ruumalaga, milles ta asub.
• Ruumala sõltub temperatuurist ja rõhust.
Gaasikogum, mis on uurimiseks küllalt suur, on üks aine oleku vorme.
Gaas on tohutu
hulga osakeste kogum, milles avalduvad üksikosakeste kollektiivsed
omadused. Näi-
teks näeme jalgrattapumba surumisel, et öhk on kokkusurutav, st
tema ruumala saab
hölpsasti vähendada. Gaasi ruumala vähendamist nimetatakse
kokkusurumiseks. See,
et gaase on kergem kokku suruda kui vedelikke ja tahkiseid, näitab, et
gaasimoleku-
lide vahel on palju vaba ruumi. Kui suruda hupalli öhku, sis täidab
gaas kiiresti kogu
vöimaliku ruumi. Järelikult on gaasimolekulid väga liikuvad ning
reageerivad ruumalamuutusele kiiresti. Sellest, et gaas avaldab
õhupallis igas suunas ühesugust rõhku, võib järeldada, et
gaasimolekulidel ei ole kindlat liikumissuunda - liikumine on kaootiline
ja igas suunas ühesugune. Meie esmane kujutlus gaasist võiks olla
seetõttu kui süsteemist, mis koosneb suurest hulgast kaootiliselt
liikuvatest molekulidest, mille kiirus ja suund omavaheliste
kokkupõrgete tulemusena muutuvad.
Gaasid on vabalt kokkusurutavad ja täidavad kiiresti iga võimaliku
vaba ruumiosa,
seega on gaasimolekulid üksteisest kaugel ning pidevas kaootilises
liikumises.
39. Gaaside olekuparameetrid.
• rõhk P
• temperatuur T
• moolide arv n
• Ruumala (maht) V
• Rõhk- jõud pinnaühiku kohta
1 N/m²
P=Δm*c²F/A
40. Gaaside põhiseadused:
Boyle- Mariotte Konstantsel temperatuuril on kindla koguse gaasi ruumala
pöördvõrdelises sõltuvuses rõhuga. Joont graafikul nimetatakse gaasi
isotermiks
P V = const
P /r³ P = V /r³ V
₁ / P₂ = V₂ / V₁
₂ = V₂ / V₁
₂ = V₂ / V₁
₁ / P₂ = V₂ / V₁
Gay-Lussaci Konstantsel rõhul on kindla koguse gaasi ruumala võrdelises
sõltuvuses temperatuuriga. Joonisel kujutatud jooni nimetatakse gaasi
isobaarideks
=
𝑉 𝑇 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡
=
𝑉₁41. Clapeyroni-Mendelejevi võrrand ideaalgaasi kohta.
PV=(m/r³M)RT
42. Gaaside suhteline ja absoluutne tihedus.
Gaasi suhteline tihedus– ühe gaasi massi suhe teise gaasi massi samadel tingimustel (V,
P, T); ühikuta suurus. (väljendatakse tavaliselt õhu suhtes või vesiniku suhtes: Dõhk=Δm*c²Mgaas/29
DH2=Δm*c² Mgaas/2)
D=m /r³m =M /r³M
₁ / P₂ = V₂ / V₁ ₂ = V₂ / V₁
₁ / P₂ = V₂ / V₁
₂ = V₂ / V₁
Gaasi absoluutne tihedus– normaaltingimustel ehk 1 liitri gaasi mass normaaltingimustel
V –gaasi molaarruumala ehk 1 mooli gaasi ruumala 22,4 L
ₘ–gaasi molaarruumala ehk 1 mooli gaasi ruumala 22,4 L
ρ =Δm*c²M
⁰ + I = E⁺ + e⁻
gaas/22,4
43. Metaani aururõhu sõltuvus temperatuurist (joonistada graafik ja
seletada selle alusel kriitilise temperatuuri ja -rõhu mõisteid).
Kriitiline temperatuur- so. temperatuur, millest kõrgemal ei saa gaasi veeldada rõhu
suurendamisega.
Kriitiline rõhk- rõhk, mille korral gaas on nii vedelas kui gaasilises olekus st. et vedela ja
gaasilise oleku vahel on tasakaal.
Metaani graafik:
44. Süsinikdioksiidi aururõhu sõltuvus temperatuurist (joonistada
graafik ja seletada selle alusel kriitilise temperatuuri ja-rõhu
mõisteid)
1
45. Reaalgaasi definitsioon ja näide.
Reaalgaas on gaas, mille molekulidel on omaruumala ning molekulide vahel on
vastasmõjud. Gaas erineb ideaalsest seda enam, mida madalam on temperatuur ja mida
kõrgem on rõhk. Reaalgaase saab kirjeldada van der Waalsi võrrandi abil:
a-d sisaldav liige kirjeldab molekulide omavahelisi tõmbumisi; b-d sisaldav liige
kirjeldab molekulide omaruumala.
Näide:
Kuiva õhu koostis (ruumala- ehk mahu%): N 78,08; O 20,95; Ar 0,93; CO 0,03.
₂valitsevad tõmbe-
ja tõukejõud. Tõmbejõud on suurema ulatusega kui tõukejõud.
Kokkusurutavuse
tegur näitab molekulidevaheliste jõudude tugevust ja tütpi. Kui Z > 1,
siis domineerib tõukumine, kui Z < 1, sis on ülekaalus
molekulidevahelised tõmbejõud.
46. Atmosfääri koostis.
47. Plahvatavad gaaside segud (milliseid teate, näited -vähemalt 5
erinevat).
Atsetoon ja õhk
Bensiin ja õhk
Dikloroetaan ja õhk
Metüülatsetaat ja õhk
Etanool ja õhk
Dietüüleeter ja õhk
48. Metaani iseloomustus (keemilised omadused, kasutamine,
transport).
Värvitu gaas
• Põlemisreaktsioon: CH + 2O → CO + 2H O Põleb sinise leegiga.
₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O Põleb sinise leegiga.
₂49. Freoonide iseloomustus (keemilised omadused, kasutamine,
transport, ohtlikkus).
inertsed, kergesti veeldatavad, tuleohutud ja suhteliselt suurt aururõhku omavad
gaasid.
• Toodeti metaanist CH , etaanist C H , propaanist C H ja butaanist C H vesiniku
₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O Põleb sinise leegiga.
₂50. Väävelvesiniku (H2S) iseloomustus (keemilised omadused,
ohtlikkus).
• Tekib looduses ja tehissüsteemides peamiselt väävli aatomeid sisaldavatest ainetest.
• Värvuseta ja äärmiselt mürgine gaas.
• Mädamuna lõhn.
• Põhjustab üldmürgistuse. Kontsentratsioonil üle 1000 ppm seiskub kohe hingamine;
• Kontsentratsioonil 800 ppm saabub 50% inimestel surm 5 min jooksul.
• Gaasiandurid- reageerivad häirega kui konts >15 ppm.
H S tekke ja kogunemiskohad:
₂51. Süsinikdioksiidi iseloomustus (keemilised omadused, kasutamine,
transport, ohtlikkus).
• Kõik joome gaseeritud jooke, jääb mulje et pole surmav gaas.
• Lahustub vees;
• Leidub õhus;
• On kasvuhoonegaas st. laseb läbi nähtavat valgust, neelab infrapunast kiirgust.
• Suures kontsentratsioonis mürgine. Kontsentratsioon: inimorganismi hakkab
kahjustama kui CO on üle 1% st. 10 korda väiksem kui H2S-il. Kahjustuste iseloom
₂52. Loodusliku vee koostis.
Looduslik vesi on suspensioon vesilahustes st. tahkete osakestega vesilahus. Peamised
koostisosad: H O, Ca² , Mg³ , Fe³ , Na , K , HCO , Cl , SO ² , H , OH , lisaks
₂53. Katlakivi tekke reaktsioonid ja tema eemaldamine (vt ka
praktikumi töö).
Katlakivi tekke reaktsioonid:
(Vees üle 65 ༠ C hakkab toimuma lagunemine)
2 HCO →CO ² + CO + H O
₃⁻
₃ ⁻
₂54. Karbonaatne karedus ja selle määramine (vt ka praktikumi
töö).
Karedust, mida arvutatakse HCO ja CO² kontsentratsioonide järgi,
₃⁻
⁻₃
nimetatakse karbonaatseks kareduseks (KK) (NB! — kui samas vees Ca² ja
⁺ + e⁻
Mg² ei sisaldu, ei ole ka karbonaatset karedust)
⁺ + e⁻
Soolhappega tiitrimisel reageerivad vesinikkarbonaatioonid soolhappega
vastavalt: HCO + H → H O + CO
₃⁻
⁺ + e⁻
₂55. Üldkaredus ja selle määramine (vt ka praktikumi töö).
Karedust, mida arvutatakseCa² ja Mg² summaarse kontsentratsiooni järgi, nimetatakse
⁺ + e⁻
⁺ + e⁻
üldkareduseks (ÜK) (NB ! — kui samas vees ei sisaldu ei HCO ega CO² , siis
₃⁻
⁻₃
mitmete kirjandusallikate seisukohalt ei ole katlakivi tekke vaatenurgast ka
üldkaredust!).
(Ca² ja Mg² ioonide summaarse sisalduse) määramine toimub nn
⁺ + e⁻
⁺ + e⁻
kompleksonomeetrilise tiitrimise teel. Siin kasutatakse ekvivalentpunkti leidmisel
erinevate kompleksioonide erinevat värvust. Tiitritakse etüleendiamiintetraetaanhappe
(EDTA) dinaatriumisoola ehk triloon-B lahusega, mida võib lihtsustatult tähistada
Na H Y: Na H Y → 2Na + H Y²
₂56. Vee pehmendamise meetodid (vt ka praktikumi töö).
● väljasadestusmeetod Ca² ja Mg² viiakse rasklahustuvatesse ühenditesse ning
⁺ + e⁻
⁺ + e⁻
viimased eemaldatakse veest filtreerimise või setitamisega;
Ca² ja Mg² seotakse vees lahustuvatesse kompleksühenditesse, millised viivad Ca² ja
⁺ + e⁻
⁺ + e⁻
⁺ + e⁻
Mg² kontsentratsiooni vees sedavõrd väiksemaks, et CaCO või rasvhapete Ca-Mg-
⁺ + e⁻
₃
sooli ei moodustu (ei sadene).
● Ioonvahetusmeetod Ca² ja Mg² ning HCO – väljavahetamine vees teiste ioonide
⁺ + e⁻
⁺ + e⁻
₃
vastu, millised ei moodusta vee kasutamisel rasklahustuvaid ühendeid.
● Väljasadestusmeetod, lisatakse reaktiive: leelismetallide karbonaadid (Na CO ),
₂ehk triloon-B
● Vee keetmine st kuumutamine ja filtrimine (kõrvaldab mööduva ehk karbonaatse
kareduse);
● Kemikaalide kasutamine Katlakivi sadestamist vältivate kemikaalide lisamine veele
näiteks kaaliumdikromaat (K Cr O ), ortofosfaadid (naatriumfosfaat),
₂urbseks massiks, mis on kergesti torudest väljapestav. Need ühendid kaitsevad
metalle ka korrosiooni eest.
Ioonvahetus – pehmendatav vesi juhitakse läbi filtri, mis on täidetud vees praktiliselt
lahutumatu ioniidiga. Ca ja Mg ioonid vahetatakse välja Na või H ioonidega, ja
⁺ + e⁻
⁺ + e⁻⁺ + e⁻
HCO ioonid Cl või OH ioonidega kuna Na-soolad on hästilahustuvad siis selline
₃⁻
⁻
⁻
vesi katlakivi ei tekita
57. Veepuhastusprotsessi põhimõttelised etapid koos selgitustega
(tööstuses).
● Heljumite eraldamine- mehaanilistes filtrites. Filtris puhas jõe- järve liiv,
purustatud kvarts, antratsiit, purustatud marmor (0,7-1,3 mm).
● Kolloidide eraldamine – koagulatsiooniprotsess. Vees enamik neg. laenguga, vaja
neutraliseerida kolloidosakese laeng, milleks lisatakse elektrolüüte (koagulante, mis
annavad positiivse laenguga kolloide). Vastasnimeliselt laetud kolloidid
neutraliseerivad üksteist, neutraalsed osakesed liituvad ja sadenevad.
● Koagulantidena kasutatkse alumiiniumsulfaati Al (SO ) *18H O, raudsulfaati
₂ 58. Faasidiagrammid (selgitus, joonis- vee ja CO2 oleku diagrammide
näitel).
Seovad kõikide faaside (tahke, vedel, gaas) püsivuspiirid. Võimaldavad määrata aine
agregaatolekut erinevatel temperatuuridel ja rõhkudel, samuti keemis- ja
sulamistemperatuuri erinevatel rõhkudel. Olekudiagrammid on kolmemõõtmelised
teljestikus P-V-T, sagedamini kasutatakse tasapinnalist P-T diagrammi. Pinnad (alad)
diagrammil kujutavad ühe faasi eksisteerimistingimusi (rõhk ja temperatuur). Kõverad
diagrammil kujutavad neid T ja P tingimusi mille juures kaks erinevat faasi on omavahel
tasakaalus.
59. Superkriitiline olek, superkriitilises olekus süsinikdioksiidi omadused
ja kasutamine.
Superkriitiline CO
₂60. Vedelike üldomadused.
Üldiselt vedelike omadused on järgmised:
- omandavad anuma kuju;
- ei täida osaliselt täidetud anumat ühtlaselt;
- ei pruugi seguneda omavahel;
- on väga vähe kokkusurutavad.
Molekulide kaugused aines on võrreldavad molekulide mõõtmetega- vedel agregaatolek;
Molekule pole võimalik kokku suruda;
Eristatav nn. lähistruktuur- korrapärase ehitusega molekulirühmad, näiteks vesi, jää;
Temperatuuri tõustes vedelikes molekulide soojusliikumine intensiivistub,
struktuurielementide püsivus langeb ja keemistemperatuuride lähedal muutuvad
vedelikud sisestruktuurilt amorfseteks.
Polaarsed ühendid- assotsiaadid- assotsieerunud vedelikud- vesi, orgaanilised happed,
alkoholid.
61. Viskoossus.
Viskoossuseks nimetatakse takistust voolamisel st. mida väiksem on viskoossus, seda
kiiremini voolab, mida suurem seda aeglasemalt vedelik voolab. vedelikukihtide omadus
takistada vastastikku üksteise või vedelikku asetatud keha liikumist (h (eeta), kg/ms ehk
Pa.s; 1P (puaas) =Δm*c² 1 g/cm.s =Δm*c²0,1 Ps.s).
Vedeliku viskoossus on takistus voolamise vastu: mida suurem on
viskoossus, seda
aeglasemalt vedelik voolab. Sure viskoossusega vedelikud on näiteks
siirup toatempe-
ratuuril ning sulaklaas. Viskoossus näitab, et vedeliku molekulide
vahel esineb tugev
vastastiktoime, mis takistab osakestel üksteise suhtes liikuda (JOONIS
3G.2). Vedelike viskoossust on siiski keeruline ennustada, sest see
sõltub peale molekulide omavahelise toime tugevuse ka sellest, kui
kergelt saavad nad üksteist vedelikuvoolus asendada.
Tugevate vesiniksidemete tõttu on vesi viskoossem kui benseen.
Benseeni molekulid võivad kergesti üksteise suhtes liikuda, kuid
selleks et vee molekulid saaksid liikuda, tuleb lõhkuda
vesiniksidemeid. Siiski ei ole vee viskoossus väga suur, sest
vesiniksidemete struktuur on kergesti muutuv. Tine määrav faktor on
pikkade süsivesinikahelate haardumine. Süsivesinikõlide ja -määrete
molekulid on mittepolaarsed ja nende vahel mõjuvad vaid Londoni
toimed, kuid nende pikad ahelad takerduvad üksteise taha nagu
spagetid ning molekulide üksteise suhtes liikumine on raskendatud.
62. Pindpinevus.
Pindpinevus –on jõud, mis rakendub vedeliku pinna osakestele ja on suunatud vedeliku
mahu sisse. Vedeliku pinnaosakestele mõjuvad jõud on väljastpoolt tasakaalustamata
ning seetõttu pind omab teatud vabat energiat. Põhjustatud pinnal asuvate molekulide
energiaülejäägist, võrreldes vedeliku sees asuvate molekulidega. Kuna pinnakihi
molekulidele mõjuvad jõud on suunatud vedeliku sisse, võtab vedelikupiisk kera kuju.
Pindpinevus on resultantjõud, mis on suunatud vedeliku sisemusse.
Järelikult võime eeldada, et tugevate molekulidevaheliste jõududega
vedelikud on suure pindpinevusega. Tõesti, vee pindpinevus on
vesiniksidemetest tingituna umbes kolm korda suurem kui teiste
tavaliste vedelike pindpinevus. Samas on elavhõbeda pindpinevus vee
pindpinevusest rohkem kui kuus korda suurem, mis näitab, et
tõmbejõud Hg aatomite vahel on väga tugevad - võib isegi öelda, et
need toimed on osaliselt kovalentse iseloomuga.
Pindpinevus on terve hulga igapäevanähtuste pohjuseks. Näiteks
vötab vedelikutilk
õhus või vahasel pinnal pindpinevusjõudude toimel kera kuju, sest siis
on tilga pindala kõige väiksem. Tõmbejõud vee molekulide vahel on
suuremad kui vee
molekulide ja suurte mittepolaarsete süsivesinike (nt vaha) molekulide
vahel. Temperatuuri tõustes pindpinevus väheneb, sest kiiremini
likuvate molekulide kasvav energia ületab molekulide vastastiktoimet.
Vesi valgub laiali mööda paberi-, puu- voi riidepinda, st märgab neid,
sest moodustuvad vesiniksidemed vee molekulide ja nende
materjalide pinnamolekulide vahel.
63. Vedelike tõus kapillaarides ja pragudes.
Kapillaartõus, vedeliku tõus peenikestes torudes, avaldub siis, kui
vedeliku molekulide ja kapillaari sisepinna molekulide vahel
valitsevatest jõududest on ülekaalus adhesioonijõud (jõud, mis seovad
ainet pinnaga), mitte aga kohesioonijõud (jõud sama aine osakeste
vahel). Adhesiooni- ja kohesioonijõudude suhtelise tugevuse ilminguks
on meniski–vedeliku kõverpinna tekkimine kitsas torus. Vee meniski
servad on klaaskapillaaris ülespoole, moodustades nõguspinna, sest
vee molekulide ning klaasipinnal leiduvate hapniku aatomite ja OH-
rühmade vahel moodustuvate adhesioonijõudude tugevus on
võrreldav vee molekulide kohesioonijõududega. Vesi püüab seetõttu
katta nii suure osa klaasist kui võimalik. Elavhõbeda menisk on aga
pööratud servadega allapoole - ta moodustab kumerpinna. Järelikult
on kohesioonijõud elavhõbeda aatomite vahel suuremad kui
adhesioonijõud elavhõbeda ja klaasi vahel ning selle pärast püüab
elavhõbe kontaktpinda klaasiga vähendada. Kapillaarnähtused tekivad
sellest, et kohesioonijõud vedeliku sees ja adhesioonijõud vedeliku ja
anumaseinte vahel ei tasakaalusta teineteist.
64. Vesi, vee keemilised omadused.
Levinuim vesinikuühend (ookeanid, jõed, järved, veeaur atmosfääris, lumi ja jää). Vesi
osaleb kõikides eluprotsessides. 50-99% elusorganismide massist (2/3 inimese massist).
külmumistemperatuur 0C keemistemperatuur 100C (760 mm Hg juures) tihedus 1,00 g/
cm3 (+4C juures suurim) jää tihedus ~0,9 g/cm3 Looduslik vesi sisaldab alati
lahustunud ja suspendeeritud lisandeid: ookeanivesi- sooladesisaldus kuni 4%; magevesi
0,01-0,05%, Surnumeri (tegelikult järv) 30%
Vesi on hea lahusti ioonilistele ja polaarsetele ühenditele. Veel on kõrge
soojusmahtuvus – neelab palju soojust, samas temperatuur palju ei tõuse – temperatuuri
stabiliseerimine looduses. Tahkes olekus tihedus väiksem kui vedelas – jäätumine
toimub veekogu pinnalt alates. Vee keemis-ja sulamistemperatuur oluliselt kõrgemad
kui sarnastel ühenditel (H2S, H2Te). Need omadused tingitud suhteliselt tugevate
molekulidevaheliste jõudude nn. vesiniksideme olemasolust vee molekulide vahel.
Ühe vee molekuli hapnikuaatomi ja kahe teise vee molekuli vesinikuaatomite vahel tekib
tugev elektrostaatiline vastasmõju, mistõttu vee molekulid moodustavad ulatusliku
kolmemõõtmelise võrgustiku, kus iga vee molekul on seotud nelja lähedalasuva vee
molekuliga. Nende täiendavate sidemete lõhkumiseks on vaja oluliselt enam energiat kui
nende ühendite korral, milles vesiniksidet ei esine. Keemiliselt on vesi aktiivne ühend –
reageerib paljude metallidega, mittemetallidega, sooladega (hüdrolüüs) ja oksiididega.
Iga vee molekul võib osaleda 2 H-sideme moodustamisel. Tekib ruumiline võrk kus iga
O aatom asub tetraeedri tsentris, H aatomid aga selle nurkades. Kui jää sulab siis osa H-
sidemeid puruneb (~15%), seepärast vee molekulid võivad paigutuda tihedamalt.
Edasisel vee kuumutamisel H-sidemed purunevad kuid molekulide soojusliikumine
intensiivistub vee tihedus väheneb. Tavatemperatuuril säiluvad vees H-sidemed (50%),
aurufaasi üleminekul need purunevad täielikult. Paljud ained lahustuvad, sest moodustub
H-side lahustunud aine ja lahusti molekulide vahel.
65. Vee ioonkorrutis.
Kuna vaid vähesed vee molekulid on lagunenud ioonideks, siis jääb dissotsieerumata vee
molekulide kontsentratsioon [H2O] praktiliselt muutumatuks ja korrutise K[H2O] võib
lugeda konstantseks K[H2O] =Δm*c² const =Δm*c² Kv Seda korrutist tähistatakse Kv (KW, KH2O)
ning nimetatakse vee ioonkorrutiseks Kv =Δm*c² [H+][OH–] Vee ioonkorrutise väärtuseks
standardtingimustel 25°C juures onKv =Δm*c² 1,0010–14
66. pH mõiste ja määramise meetodid.
Happelises lahuses on ülekaalus vesinikioonid (CH+ > COH-) ja aluselises lahuses
hüdroksiidioonid (CH+ < COH-). Lahuste happelisi - aluselisi omadusi kirjeldatakse
arvuliselt vesinikeksponendi ehk pH mõistega: mõiste pH võttis kasutusele Rootsi
keemik Sörensen ja see on negatiivne logaritm vesinikioonide molaarsest
kontsentratsioonist: pH =Δm*c² – log (CH+)
Visuaalselt võimaldavad lahuse pH-d hinnata indikaatorid - ühendid, mis omavad
happelises ja aluselises keskkonnas erinevat värvust. pH väärtuste vahemikku, milles
indikaatori värvus muutub, nimetatakse indikaatori pöördealaks
67. Lahuse mõiste.
Lahuseks nimetatakse 2 või enamast komponendist koosnevat vedelat või tahket
homogeenset süsteemi. Ka gaaside segusid võib vaadelda kui lahuseid
68. Lahuste klassifikatsioon aine sisalduse põhjal (küllastunud,
küllastumata, üleküllastunud).
küllastumata lahus – lahus, milles antud ainet veel lahustub DG<0;
küllastunud lahus – lahus, mis sisaldab antud temperatuuril ja rõhul
maksimaalse koguse lahustunud ainet (tasakaal) DG=Δm*c²0;
üleküllastunud lahus – aeglasel jahutamisel saadud ebapüsiv süsteem, mis
sisaldab lahustunud ainet üle lahustuvusega määratud koguse. Vähesel
mõjutamisel (loksutamine, tahke aine kristallikese lisamine) liigne
ainehulk eraldub DG>0.
Lahustuvust väljendatakse lahustunud aine grammide arvuga 100 g lahustis
(vees) või lahuses
69. Ruumala- ja soojusefekt lahustumisel.
Soojusefekt lahustumisel: Lahustunud aine osakesed on neid ümbritsevate lahusti
osakestega seotud, moodustades suhteliselt ebapüsivaid, muutuva koostisega ühendeid –
solvaate (vee korral hüdraate). Solvaatide teke põhjustab soojuse eraldumist lahustumisel
ning mõnel juhul ka värvuse muutust.
Soojust eraldub Na2SO4, Na2SO3, Ca(CH3COO)2, CaCl2 jt soolade lahustumisel –
eksotermiline reaktsioon; Soojust neeldub NH4NO3 lahustumisel, võtab soojuse
keskkonnast – endotermiline efekt.
Ruumalaefekt lahustumisel: Esineb kontsentreeritumate lahuste korral nn kontraktsioon.
Vee molekulid on aine osakestega mõnel juhul nii tugevasti seotud, et aine
kristalliseerumisel lahusest jääb vesi kristallide koostisse, moodustades kristallhüdraate.
70. Lahustuvus ja seda määravad tegurid.
Lahustuvus sõltub: lahustuva aine, lahusti iseloomust, rõhust ja temperatuurist.
Gaaside lahustuvus suureneb rõhu tõstmisel ja temperatuuri alanemisel.
Gaaside lahustuvuse sõltuvust rõhust väljendab Henry seadus: Gaasi lahustuvus
vedelikus on võrdeline tema osarõhuga lahuse kohal.
Gaaside lahustuvus sõltub temperatuurist Kui p =Δm*c² const siis log L =Δm*c² A - B/T, kus L on
lahustuvus, A,B on antud lahustit iseloomustavad konstandid, T- absoluutne
temperatuur. Rõhu kiire vähenemine põhjustab osa gaasi eraldumist lahusest (CO2
eraldumine pudeli avamisel, kessoontõbi tuukritel -N eraldumine verest mullikestena).
Seadus ei kehti veega reageerivate ainete kohta (NH3, SO2, CO2). Näiteks NH3
reageerib osaliselt veega ja tema lahustuvus osutub oodatust kõrgemaks.
NB! Lahustuvuse määrab gaasi osarõhk, mitte üldrõhk lahuse kohal Näide: Mineraalvee
pudelis on CO2 rõhu all 0,1 MPa, pudeli avamisel gaas eraldub, sest CO2 osarõhk õhus
on 0,00003 MPa. Madala keemistemperatuuriga gaasid (väärisgaasid, N2, H2, CO, O2)
lahustuvad vees vähe.
Gaasi lahustuvuse olenevus temperatuurist
Gaasi lahustuvus temperatuuri tõustes väheneb Näiteks külma vee soojenemisel
eralduvad anuma seinale õhumullid lahustuvuse vähenemise tõttu
On eksotermiline protsess
NB! Termiline saastamine: vee temperatuuri tõus põhjustab lahustunud hapniku
vähenemise veekeskkonnas aga elu sõltub sellest.
Vedelike lahustuvus vedelikes temperatuuri tõustes tavaliselt suureneb, rõhust oleneb
vähe, ainult väga kõrgetel rõhkudel lahustuvus kasvab märgatavalt. Kui 1 vedelik
lahustub teises piiratult, tekib 2 kihti: 1. vedeliku küllastatud lahus 2. vedelikus ja 2.
vedeliku küllastatud lahus 1. vedelikus. Kui tõsta temperatuuri siis lahustuvus kasvab,
mõnel juhul teatud temperatuurist alates muutub lahustuvus piiramatuks. Seda
temperatuuri nim. lahustumise kriitiliseks temperatuuriks.
Sarnaste omadustega vedelikud lahustuvad teineteises igas vahekorras (vesi – etanool,
benseen- tolueen); Piiratud lahustumine (vesi - dietüüleeter, 2 kihti: pealmine vee lahus
eetris, alumine eetri lahus vees);
Tahke aine lahustuvus vedelikes üldiselt kasvab temperatuuri tõustes, rõhu mõju väike.
Oleneb nii tahke aine kui lahusti iseloomust. Lahustuvuse suurenemine temp. tõstmisel
on iseloomulik kristallhüdraatidele, mis lähevad üle veevabaks soolaks, lahustuvus temp.
edasisel tõstmisel väheneb. Elektrolüütide mõju gaasi lahustuvusele: gaaside lahustuvus
vees väheneb kui vesi sisaldab lahustunud soolasid. Näiteks 1 mL vees 20 oC lahustub 3
mL Cl2, kui 1mL küllastatud NaCl lahus siis lahustub ainult 0,3 mL Cl2.
71. Lahuste kontsentratsioonide väljendusviisid: protsent,
molaarsus, molaalsus, moolimurd, normaalsus.
Protsentkontsentratsioon C% näitab lahustunud aine massi sajas
massiosas lahuses
Molaarne kontsentratsioon CM näitab lahustunud aine moolide arvu
ühes kuupdetsimeetris (ühes liitris) lahuses
Molaalne kontsentratsioon Cm näitab lahustunud aine moolide arvu 1
kilogrammis lahustis
Moolimurd Cx näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja
kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse. Kui lahus koosneb
lahustist ja vaid ühest lahustunud ainest, siis Cx=Δm*c²n.aine/n.aine+nlahusti
Normaalsus ehk normaalne kontsentratsioon (CN) – väljendab
lahustunud aine ekvivalentide arvu arvu 1 liitris lahuses, ühik ekv/dm3,
N
KUI SA NEID VALEMEID SENI EI TEA, SIIS MIKS SA ÜLDSE
SEDA EKSAMIT TEED?
72. Lahuse aururõhk (Daltoni seadus).
Daltoni seadus ,,kui lahustunud aine on mittelenduv (näit. suhkur), siis on lahuses oleva
lahusti aururõhk alati väiksem puhta lahusti aururõhust.”
Lahustid ja lahuses olevad lenduvad komponendid aurustuvad ka keemistemperatuurist
madalama temperatuuri juures: lahtises anumas aurustub mingi aja jooksul kogu vedelik,
kinnises anumas tekib vedeliku ja auru (aurustuvate ja kondenseeruvate molekulide)
vahel tasakaal.
• Tasakaalu korral on auru faas küllastatud ja vedeliku kohal on küllastunud auru rõhk.
Temp. tõstmisel küllastunud auru rõhk suureneb.
• Auru faas vedela lahuse kohal võib koosneda lahuse mõlema komponendi molekulidest.
• Lahuse üldine aururõhk P on võrdne kummagi komponendi auru osarõhkude summaga
P =Δm*c² P +P
₁73. Raoulti seadus.
Lahustel on väiksem aururõhk kui puhtal lahustil samal temperatuuril. Kui lahus
aurustub siis lahustunud aine molekulid hoiavad kinni lahusti molekule. Lahuse
aururõhu alanemine sõltub nii temperatuurist kui kontsentratsioonist
Komponendi aurude osarõhk lahuse kohal on võrdne vastava puhta komponendi
moolimurru ja aururõhu korrutisega:Plahusti =Δm*c² CXlahusti * P0lahusti
Võrrand näitab, et mittelenduv lahustunud aine vähendab lahusti omadust üle minna
aurufaasi – mida rohkem on lahuses lahustunud ainet, seda väiksem on lahusti
moolimurd.
Kui lahuse mõlemad komponendid on lenduvad (näit. vesi + etanool), siis lahuse
aururõhk on summa mõlema komponendi aururõhkudest:
𝑝A =Δm*c² 𝐶XA ∗ 𝑝A0
𝑝B =Δm*c² 𝐶XB ∗ 𝑝B0
Üldine aururõhk lahuse korral:
𝑝üldine =Δm*c² 𝑝A+ pB
Seadus on rakendatav ainult tahkete ainete ja mittelenduvate vedelike lahustele. Lahuse
aururõhu alanemise mõõtmist võib kasutada lahustunud aine molekulmassi määramiseks
74. Lahuse keemistemperatuuri tõus (graafik ja selgitus).
Vedelik keeb temperatuuril mille juures tema aururõhk saab võrdseks välisrõhuga. •
Mittelenduva aine lahustamine vedelikus vähendab aururõhku, seepärast on lahuse korral
kõrgem keemistemperatuur kui puhta lahusti puhul.
• Lahuse keemistemperatuur on alati kõrgem kui puhta lahusti keemistemperatuur
∆
𝑇 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 k =Δm*c² i * Ke * Cm
75. Lahuse külmumistemperatuuri langus (graafik ja selgitus).
Lahuse külmumistemperatuur on madalam puhta lahusti külmumistemperatuurist:
ΔE=Δm*c²
𝑇 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 s =Δm*c² i * Kk* Cm
Kasutatakse: jää sulatamiseks maanteedel (NaCl, CaCl2); jahutussegude valmistamisel
(antifriis 50:50 70:50 etüleenglükool (külmumistemperatuur -12 oC): vesi); ainete puhtuse
hindamisel; molaarmassi leidmisel (krüoskoopia).
76. Osmoos, osmootne rõhk, tähtsus.
Osmoos - lahusti molekulide liikumine läbi poolläbilaskva membraani kõrgema
kontsentratsiooniga lahuse suunas.
Poolläbilaskev membraan - õhukene vedel või tahke kile (paber, tsellofaan, pärgament,
elusraku seinad), mis laseb läbi vaid lahusti H2O molekule ei lase läbi lahustunud aine
osakesi.
Vee ülemineku kiirus puhtast veest lahusesse on suurem kui vastassuunalise ülemineku
kiirus lahuse V kasvab ja tema kontsentratsioon väheneb.
Osmoosist põhjustatud vedelikusambale vastavat rõhku tasakaaluolekus, kus lahusesse
tungivate ja sealt tagasi pöörduvate lahusti molekulide arv võrdsustub, nimetatakse
osmootseks rõhuks (Π,uuemates õpikutes suur täht, vanemates õpikutes väike π).
Osmootne rõhk on võrdeline absoluutse temperatuuriga ja ka lahuse kontsentratsiooniga.
Π =Δm*c² iCM RT
ΠV =Δm*c² inRT
Tähtsus:
Osmootse rõhu mõõtmist kasutatakse lahustunud ainete (kõrgmolekulaarsete ühendite)
molaarmassi määramisel. Meetodit nimetatakse osmomeetriaks.
Loomade ja taimede ainevahetuses oluline.
Vee jaotumine kudedes oleneb osmootsest rõhust.
Pöördosmoos- rakendades soola lahusele suuremat rõhku kui osmootne rõhk, saab
sundida lahusti molekule minema läbi poolläbilaskva membraani puhtasse lahustisse.
Pöördosmoosi tehnoloogiat kasutatakse tänapäeval laialdaselt joogivee tootmisel
mereveest.
77. Elektrolüüdi mõiste, näited, nõrgad ja tugevad elektrolüüdid,
mitteelektrolüüdid.
Elektrolüüdid - ained, mille vesilahused ja/või mis vedelas olekus juhivad
elektrivoolu.
Mitteelektrolüüdid ained, mis lahustuvad vees kuid ei dissotsieeru. Juhtivuse
muutust ei esine. Etanool C H OH, Sahharoos C H O
₂78. Elektrolüütilise dissotsiatsiooni mõiste.
Protsess, mille käigus lagunevad elektrolüüdid lahuses ioonideks.
79. Dissotsiatsioonimäär ja – konstant.
Dissotsiatsiooni ulatust iseloomustab dissotsiatsioonimäär (α) – ioonideks lagunenud (e.
ioniseerunud) molekulide suhe üldisesse lahuses olevate molekulide arvu
α=Δm*c²
dissotsieerunud molekulide arv
lahustunud molekulide koguarv
α sõltub temperatuurist, lahuse kontsentratsioonist: temp. tõustes a väheneb, sest
tavaliselt eraldub dissotsiatsioonil soojust; erand vesi- vee dissotsiatsioon on
endotermiline protsess, mistõttu kõrgemal temp.-l vee α suurem.
Kui lahuse konts kasvab – α väheneb, sest vahemaa erinimeliselt laetud ioonide vahel
väiksem.
Dissotsiatsiooni tasakaalu kirjeldavat tasakaalukonstanti nimetatakse
dissotsiatsioonikonstandiks (ka ionisatsioonikonstandiks).
80. Dissotsiatsiooni astmelisus. Näide.
Mitmeprootonilised happed dissotsieeruvad mitmes järgus. Näiteks väävelhape loovutab
I järgus ühe vesinikiooni:
H SO →H + HSO (I järk)
₂HSO → H + SO ² (II järk)
₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O Põleb sinise leegiga. ⁻
⁺ + e⁻
₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O Põleb sinise leegiga. ⁻
Kui väävelhape on tugev elektrolüüt, siis vesiniksulfaatioon dissotsieerub edasi juba
väga vähesel määral. Viimane seaduspärasus on iseloomulik kõikidele
mitmeprootonilistele hapetele.
81. Ostwaldi lahjendusseadus.
“Lahuse lahjendamisel suureneb elektrolüüdi dissotsiatsioonimäär α. Lõpmatul
lahjendamisel saab α võrdseks ühega.”
K
ₕ¿
α ²∗C
ₕ
1 – α
K ei sõltu kontsentratsioonist. Ligikaudsetel arvutusel ja väga nõrkade elektrolüütide
puhul: nõrk elektrolüüt a≈1 (a < 0,05), siis
K=Δm*c² α²C α=Δm*c²❑
√
K
C
82. Debye-Hückeli teooria.
Iooni vastastiktoime teda ümbritseva ioonatmosfääriga pidurdab iooni liikumist lahuses,
mis avaldub iooni kontsentratsiooni näilises vähenemises.
Vastastiktoime tugevnemine kõrgema kontsentratsiooniga lahustes põhjustab ioonide
assotsiatsiooni. Ioonid ühinevad paarikaupa moodustades nn. ioonpaare. Need võivad
olla laenguga või laenguta.
Ioonpaarid lagunevad kergesti ioonideks ja tekivad ka uued ioonpaarid.
Näib nagu poleks tugev elektrolüüt täielikult dissotseerunud. Teatud osa
kontsentratsioonist nagu kaoks ära.
83. Aktiivsuse mõiste ja arvutamine.
Aktiivsus on lahuse omadusi otseselt iseloomustav ioonide efektiivne kontsentratsioon
(see kontsentratsioon, mis pääseb mõjule).
Formaalne suurus Kasutatakse kontsentratsioonide asemel tugevate elektrolüütide
lahuste puhul
a =Δm*c² γCCM
γC on aktiivsustegur ja sõltub iooni laengust ja tema raadiusest ning kõikidest teistest
lahuses olevatest ioonidest, sest elektrostaatilised jõud eksisteerivad kõikide lahuses
olevate laetud osakeste vahel.
• Tugevalt lahjendatud lahustes puudub ioonide vastastiktoime (elektrostaatilised jõud on
väikesed) ja a=Δm*c²C; γC=Δm*c²1
84. Hüdrolüüsi mõiste – ja hüdrolüüsimäär.
Hüdrolüüsiks nimetatakse lahustunud soola ioonide reageerimist veega mistõttu soolade
vesilahused ei ole neutraalsed, vaid olenevalt soolast kas happelise või aluselise
reaktsiooniga.
Tugevate aluste katioonid on Li , Na , K , Rb , Cs ; Ag ; Mg² , Ca² , Sr² , Ba² .
⁺ + e⁻
⁺ + e⁻
⁺ + e⁻
⁺ + e⁻
⁺ + e⁻
⁺ + e⁻
⁺ + e⁻
⁺ + e⁻
⁺ + e⁻
⁺ + e⁻
Need katioonid ei astu vastastoimesse veega.
Teised metalli-ioonid ja ammooniumioon NH , käituvad vesilahustes hapetena ja vesi
₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O Põleb sinise leegiga. ⁺ + e⁻
reageerib nendega nagu alus.
85. Tugeva aluse ja nõrga happe soola hüdrolüüs ja saadud
lahuse pH.
Neutraalseid (pH =Δm*c² 7) vesilahuseid annavad tugeva aluse ja tugeva
happe soolad
Näiteks NaCl, KNO , BaCl , MgCl , KI, KClO jne.
₃
₂ 7,00
⁺ + e⁻
⁻
Hüdrolüüsivõrrand ioonkujul ja molekulaarkujul:
CO ² + H O
₃ ⁻
₂← HCO + OH
₃⁻
⁻
K CO + H O
₂← KHCO + KOH
₃
86. Nõrga aluse ja tugeva happe soola hüdrolüüs ja saadud
lahuse pH.
Happelisi lahuseid annavad nõrga aluse ja tugeva happe soolad
(FeCl , Al (SO ) , Bi(NO ) , NH NO , SbCl jne.).
₃
₂←NH *H O + H
₃
₂ Cₒ pH < 7,00
ₕ₊ > Cₒₕ₋ pH < 7,00
ₕ₋ pH < 7,00
Hüdrolüüsivõrrand ioonkujul:
NH + H O
₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O Põleb sinise leegiga. ⁺ + e⁻
₂←NH *H O + H
₃
₂←NH H O + HCl
₃ ₂87. Nõrga happe ja nõrga aluse lahuse hüdrolüüs ja saadud
lahuse pH.
pH hindamiseks tuleb kasutada dissotsiatsioonikonstantide tabelit.
Selliste soolade - (NH ) S, CH COONH korral hüdrolüüsuvad nii
₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O Põleb sinise leegiga. ₂←NH H O + H (a)
₃ ₂←HS + OH (b)
⁻
⁻
Hüdrolüüsi võrrand molekulaarkujul:
(NH ) S + H O
₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O Põleb sinise leegiga. ₂← NH * H O + NH HS
₃
₂88. Koordinatiivühendite mõiste ja ehitus.
Koordinatiivühend on elektriliselt neutraalne ühend, mille koostises
olevatest ioonidest vähemalt 1 on kompleks.
Ehitus:
Kompleksimoodustaja (A: keskne metalliioon)- tsentraalaatom, mis on
võimeline koordinatiivselt siduma kindla arvu ioone või molekule, d ja
f elemendid; võib olla laetud osake, neutraalne aatom, molekul.
Ligandid - tsentraalaatomi ümber paigutunud osakesed, aatomid,
ioonid või molekulid milledel on vaba elektronpaar (H2O, NH3,
halogeniidioonid, CO)
Koordinatsiooniarv- iga kompleksimoodustaja võib siduda tüüpilise
arvu ligande, sõltub ligandist; 2-10, levinumad 4 ja 6
Koordinatsioonisfäär- moodustub ligandidest
Sisesfäär- kompleksimoodustaja koos ligandidega, valemis
kirjutatakse nurksulgudesse; neutraalne,
positiivne- komplekskatioon, negatiivne- kompleksanioon.
89. Koordinatiivühendite nomenklatuur.
Märgitakse kompleksimoodustaja, tema laeng, millised ligandid
esinevad, ligandide arv, välissfääri koostis.
Ligandid: F -fluoro; Cl - kloro; OH - hüdrokso; O
-okso;
⁻
⁻
⁻
₂90. Amorfsed ained. Klaas.
-üleminekuvorm vedelike ja kristalsete ainete vahel;
- ühendid, millel puudub korrapärane 3-mõõtmeline struktuur ja mis võivad võtta
suvalise kuju (lõpmatult suure viskoossusega vedelikud, näiteks klaas).
Amorfsete ainete omadused (tugevus, elektrijuhtivus) on ühesugused igas suunas – nad
on isotroopsed.
Puudub kristallvõre; ei voola; omavad kindlat kuju;
Mehaaniliselt suhteliselt tugevad; Pole kindlat sulamistemperatuuri- soojenemisel
viskoossus kahaneb ja vedelike omadused tugevnevad; kasutatakse mõisteid
pehmenemistemperatuur ja deformeerimistemperatuur
Struktuurielemendid kõrge püsivusega. Näiteks: silikaat- ja orgaaniline klaas,
polümeerid
Klaas:
Silikaatklaas optiliselt läbipaistev anorgaaniliste materjalide sulamisprodukt. Klaasid
tekivad sulas olekus oleva tahke aine tahkumisel.
Kõige tuntum- aknaklaas.
Puhas kvartsklaas 100% SiO optika
₂Klaaside liigitus:
Pudeli ja aknaklaas
Kuumuskindel klaas
Keemiliselt vastupidav klaas (ei sisalda Na2O, K2O)
Optiline klaas (murdumisnäitaja suur)
Kristallklaas (suur murdumisnäitaja, <30% PbO2) Karastatud klaas (saamine
karastamise teel)
Tripleksklaas (3-kihiline, karastatud klaasikihtide vahel on plastmassikiht)
Sitall (silikaat+kristall)-talub kõrgeid temperatuure <1000 oC
Kvartsklaas- kõrge temperatuur <1400 oC, raske töödelda, puruneb kergesti, keemiliselt
püsiv, valgust läbilaskev, väike soojus- ja elektrijuhtivus
91. Vedelkristallid. Liigitus ja omadused. Näited.
Anisotroopsed omadused- ka vedelas olekus omadused sõltuvad suunast; näiteks
elektrijuhtivus;
Nende ühendite osakesed võivad üksteise suhtes ümber paikneda, kuid nad säilitavad
oma orientatsiooni (näit. teljed paigutunud niidikujuliselt ühes suunas).
Struktuur muutub kuumutamisel või voolu läbijuhtimisel, selle tulemusel muutuvad ka
omadused (värvus).
Kasutatakse arvutites, kellades, kalkulaatorites, mobiilides jne.
Näiteks: 4, 4`-dimetoksüasoksübenseen
2
92. Kristalsed tahkised.
Kristalsed tahkised- osakesed paiknevad korrapäraselt, osakesed paiknevad
tasapinnaliselt
93. Kristallvõrede tüübid (sh aatom-, molekul- ja ioonvõre).
Jagatakse seitsmeks:
kuubiline (NaCl); • tetragonaalne (TiO2-rutiil); • rombiline (MgSO4.7H2O); •
heksagonaalne(SiO2); • monokliinne (CaSO4.2H2O-kips); • trikliinne (K2Cr2O7); •
trigonaalne.
Aatomvõre- sõlmpunktides aatomid, seotud kovalentsete sidemetega (teemant (C),
grafiit, SiO2,B, Se, Ge, Si, As, pooljuhid);
Molekulvõre- sõlmpunktides elektriliselt neutraalsed molekulid, seotud nõrkade van der
Waalsi jõududega (jää, tahke He, CH4, O2, CO2, P4, S8);
Ioonvõre- sõlmpunktides vahelduvad katioonid ja anioonid, seotud elektrostaatiliste
jõududega (NaCl, CaBr2, K2SO4, soolad);
Metallvõre- võre sõlmpunktides positiivselt laetud ioonid, nende vahel elektronid (Fe,
Ni, Li, K, Ca, Cu, Cr jt.)
94. Isomorfism ja polümorfism. Näited.
Isomorfism – nähtus kus lähedase keemilise koostisega ained moodustavad ühesuguse
kristallvõrega kristalle (segakristalle) st erinevad ühendid, sarnase kristallvõrega. Ainult
lähedaste mõõtmetega aatomid, samade mõõtmete ja sama laenguga ioonid võivad
kristallvõres üksteist vahetada. Nt KCl, KBr; MgSO *7H O, NiSO *7H O,
₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O Põleb sinise leegiga.
₂sisestruktuuriga kristallivormides (S, SiO2, CaCO3) Näiteks: C - teemant, grafiit,
fullereenid;
95. Süsiniku allotroobid: teemant, grafiit, fullereenid.
• Teemant
Iga sp³ hübriidses olekus C aatom on kovalentselt seotud nelja naaberaatomiga s-sideme
(väga tugev kovalentne side) abil.
C aatomid paiknevad tetraeedriliselt.
Iga C-C side on sama pikk 154 pm ja sama tugevusega.
Kõva, hea soojusjuht, ei juhi elektrit, optiliselt läbipaistev (N ja UV), kõrge
murdumisnäitaja
Kõrge sulamistemperatuur 4100 ༠ C
Looduslikud saadakse grafiidist aeglaselt kõrgel rõhul ja temperatuuril
Sünteetilised- esimesed Rootsis 1953, 7GPa rõhk, kõrge temperatuur
Grafiit
C püsiv allotroop normaaltingimustel
Must, läikiv, hea elektrijuht, pehme, libe
Sulab temperatuuril 3700 oC
Koosneb kovalentsete sidemetega kuusnurkadesse seotud sp2 hübriidses olekus C
aatomite kihtidest (C-C 142 pm). Kihtidevahelised sidemed on nõrgad (van der Waals,
C-C 335 pm).
4-s valentselektron pole kõvasti seotud, liigub suhteliselt vabalt st põhjustab
elektrijuhtivuse.
Kasutatakse määrdeainena, elektroodidena jm
keemiliselt aktiivsem kui teemant
Fullerfeenid
Kümned, sajad või tuhanded C aatomid ühinenud palli või torusarnasteks molekulideks.
Kõige suuremaid nim. C nanotorudeks. C60 – kõige tuntum fullereen.
Lahustuvad heksaanis ja tolueenis; hajutavad valgust; ei juhi elektrit; reageerivad leelis-
ja leelismuldmetallidega;
Rb C on ülijuht.
₃ ₆, propaanist C₃H₈ ja butaanist C₄H₁₀ vesiniku ₀ vesiniku
96. Metallilised tahkised: üldiseloomustus ja omadused.
Aatomid metallivõres püüavad täita ruumi võimalikult tihedalt. Ühesuuruste aatomite
puhul koosneb kristall kuusnurkse aatomite paigutusega kihtidest.
Teine kiht paigutub esimese suhtes selliselt, et aatomid jäävad esimese kihi aatomite
vahekohtadesse.
Kolmanda kihi paigutumiseks on kaks võimalust.
1) paigutub esimesega kohakuti. Kristallvõret nimetatakse heksagonaalseks
tihepakendiks (hcp).
Näiteks: Mg, Zn
2) kolmas kiht paigutub nihkega. Neljas kiht kordab esimest. Kristallvõret nimetatakse
kuubiliseks tihepakendiks (ccp).
Näiteks: Al, Cu, Ag, Au
Võretühimikud – nn metallvõres kerade vahelised tühimikud.
Metalli tihepakendi tühimikud saab täita väiksemate aatomitega, selle tulemusena
moodustub sulam.
Millise tihepakendi metall moodustab sõltub sellest milline võre on väiksema energiaga
metalli elektronstruktuurist.
OMADUSED- SEPISTATAVUS
• Metallis ümbritseb katioone elektronpilv. Sidemed on vähe suunatud ja katioone saab
kergelt naaberioonidest mööda suruda. Haamriga on võimalik suurt hulka katioone
nihutada ja elektronpilv tuleb järele.
Erinev sepistatavus on seotud nende struktuuri erinevustega.
Metalli struktuuris on nn libisevad kihid- aatomkihid, mis võivad rõhu mõjul üksteise
suhtes libiseda. Näiteks kuubilises tihepakendis (väikeste kuupide kordumine igas
suunas) on 8 eri suunas libisevat kihti (vask- Cu), seepärast on metall hästi sepistatav.
Sarnased omadused ka Al, Ag, Au.
Heksagonaalses tihepakendis- 1 libisev kiht (Zn, Cd), metallid on rabedad.
97. Sulamid ja nende üldomadused.
Saamine- lisatakse sulatatud metallile ühte või mitut teist metalli või mittemetalli:
metallid segunevad või reageerivad üksteisega sulatatud olekus ja moodustavad
jahtumisel tahke sulami.
Sulamite omadused erinevad lähtemetallide omadest: sulami sulamistemperatuur on
madalam, kõvadus aga suurem kui lähtemetallidel. Näiteks - pronks on Cu ja Sn sulam;
- Woodi sulam sisaldab 50 % Bi, 27% Pb, 13% Sn, 10% Cd; - teras sisaldab aga
mittemetalle sh süsinikku); - Looduslikud kivimid: graniit, gneiss, basalt
ÜLDOMADUSED:
Sõltuvad koostisest, saamistingimustest, töötlemisest.
Sulameid iseloomustatakse nende elektriliste, magnetiliste, termiliste ja mehaaniliste
omaduste aga ka korrosioonikindluse kaudu.
Elektrilised: elektrijuhtivus. Reeglina sulamite sisestruktruur korrapäratum kui puhastel
komponentidel elektrijuhtivus madalam.
Näiteks Cu sulami elektrijuhtivus väheneb 27% kui lisada Pb 0,13%.
Paljud sulamid on madalatel temperatuuridel ülijuhid (MoC, WC) kuigi komponentidel
puuduvad ülijuhi omadused.
• Kõvadus- reeglina kõrgem pehmema koostiskomponendi kõvadusest. Tüüpilised
kõvasulamid on metallkeraamilised süsteemid, mis koosnevad põhiliselt W, Ti, Ta jt
karbiididest, Zr ja Ti boriididest.
Sulamistemperatuur- sageli madalam koostisosade sulamistemperatuurist. Näiteks 36%
Pb (Ts =Δm*c² 327 oC) ja 64% Sn (Ts =Δm*c² 232 oC) sulab 181 oC juures.
Korrosioonikindlus- suurem sulamitel, mis on homogeensed tahked lahused. Näiteks
kroomnikkelterased, Si lisamine tõstab paljude sulamite korrosioonikindlust.
98. Sulami olekudiagramm (osata selgitada joonist).
• Sulami sulamistemperatuuri sõltuvus koostisest Komponendid lahustuvad üksteises
piiramatult, keemilisi ühendeid ei moodusta. Sulam on Cd ja Bi kristallide mehaaniline
segu. AC ja CB –sulamiskõverad- sulami kristallumistemperatuuri olenevus koostisest.
A ja B puhtad metallid; C- madalaima sulamistemperatuuriga sulam mida metallid
võivad moodustada nn eutektiline punkt (eutektiline temperatuur ja eutektiline koostis. •
Komponendid moodustavad keemilisi ühendeid. Tekib intermetalliid Mg3Sb2.
Maksimum vastab ühendi sulamistemperatuurile nim daltoniidiks. Cst joon alla- 2
diagrammi, mõlemal eutektilised koostised (B ja D) AB- Mg kristallub sulamist, mis
koosneb Mg ja Mg3Sb2, B- mõlemad kristalluvad koos; CD – ühendi Mg3Sb2 , DE - Sb
kristallumine lahusest, mis koosneb ühendist Mg3Sb2 ja Sb-st. Ag-Au süsteem, kõver I-
vedela sulami kristallumise algtemp, II- tahkumise lõpptemp. Ülemisest kõverast üleval
on süsteem vedel, alumisest kõverast madalamatel temp-del tahke. Kõveratevahelises
alas- tasakaal. Punktis a- tasakaalus vedelik b tahke lahusega c st tahkes lahuses on
rohkem Au-d. Jahtumiskõver- termiline analüüs. I- puhas aine, II- 2 komponendi segu. I
– punkt a ainekristallid tekivad (eraldub soojust), b- kogu vedelik on kristallunud. II-
punkt c kristalluvad 1 komponendi kristallid, cd kristallumissoojuse tõttu langeb temp
aeglasemalt, koostis muutub, d- eutektiline koostis, hakkab eralduma teine komponent,
lõplik kristallumine punktis e.
NEID PEAKS OSKAMA SIIS SELGITADA :)
99. Keemiliste reaktsioonide pööratavus.
Reaktsiooni kulgemine mõlemas suunas.
Reaktsioonid kulgevad mittepööratavalt (st ühes suunas) ainult siis kui üks või mitu
reaktsiooniprodukti eemaldada keskkonnast. Näiteks gaaside teke, sademete teke
reaktsiooni tulemusena.
Mõned reaktsioonid, näiteks hapniku ja vesiniku plahvatuslik reaktsioon, näivad
kulgevat lõpuni, ent mõned paistavad peatuvat juba alguses. Vaatleme reaktsiooni, mis
toimub, kui lämmastiku ja vesiniku segu kuumutatakse rôhu all väikese koguse raua
juuresolekul:
Fe
N (g) + 3 H (g) -› 2 NH (g).
₂Nagu jooniselt näha, pole tähtis, kui kaua me ootame - saadust juurde
ei teki. Reaktsioon on jõudnud tasakaaluolekusse. Kui näiliselt ammoniaagi tekkimine
peatub, siis pöördreaktsiooni
2 NH (g) -› N (g) + 3 H (g)
₃
₂laguneb ammoniaak sama kiiresti, kui tekib. Nagu faasiüleminekute puhul, asendame
pärisuunalise noole tasakaaluolekus kahe vastassuunalise poolnoolega:
Kõik keemilised tasakaalud on dünaamilised. Dünaamilised tasakaalud on „elus" tasa.
kaalud selles möttes, et nad reageerivad temperatuuri ja rõhu muutustele ning reagentide
lisamisele või eemaldamisele. Reaktsioon, mis ei toimu (nagu vesiniku ja hapniku segu
toatemperatuuril ja tavarõhul) on sellise koostisega, mis ei reageeri väikesele tingimuste
muutusele.
100. Keemilise reaktsiooni tasakaal ja tasakaalukonstant.
1864. aastal avastasid norralased Cato Guldberg (matemaatik) ja
Peter Wange (keemik) sõltuvuse, mis võtab kokku reaktsioonisegu
koostise tasakaaluolekus.
Tasakaaluolekus määrati segude koostis ja üldrõhk P. Esialgu ei
paistnud tulemustes
mingit seaduspära, ent Guldberg ja Waage märkasid harukordset
seost:
K=
P so3/ P°
2
¿ ¿
kus väärtus K oli peaaegu sama iga eksperimendi korral ega söltunud
gaaside algkontsentratsioonist. Valemis on P gaasi J tasakaaluline
osaröhk ja P° = 1 bar on standardrõhk. Pane tähele, et K on ühikuta
suurus, sest PJ ühik taandub P°-ga jagamisel igas osajagatises välja.
Edaspidi kirjutame lihtsustamiseks valemi kujul
K=
(
P so3)❑
2
(
P so
2 )❑
2 P o
2
kus PJ on aine J osarõhu arvuline väärtus baarides.
Guldberg ja Wage said reaktsioonisegu erinevate algkoostiste korral
eksperimendi piirides sama K väärtuse. See tähelepanuväärne
tulemus näitab, et K iseloomustab
antud temperatuuril reaktsioonisegu tasakaalulist koostist. Suurust K
nimetatakse reaktsiooni tasakaalukonstandiks.
101. Le Chatelier printsiip.
,,Tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis
paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutustele.”
Järeldused:
Lähteainete kontsentratsiooni suurendamine ja produktide kontsentratsiooni
vähendamine (saaduste eemaldamine süsteemist) tasakaalusüsteemis nihutavad tasakaalu
paremale - produktide tekke suunas.
Temperatuuri tõstmine nihutab endotermilise reaktsiooni tasakaalu paremale - saaduste
tekke suunas, eksotermilise reaktsiooni tasakaalu aga vasakule - lähteainete tekke
suunas;
Gaasiliste ainete osavõtul kulgevates reaktsioonides nihutab rõhu tõstmine tasakaalu
suunas, millises on gaasiliste ainete molekulide arv väiksem.
102. Keemilise reaktsiooni kiirus.
Keemilise reaktsiooni kiiruse uurimisega seotud probleemid moodustavad sellise
keemiateaduse haru nagu keemiline kineetika.
Kriteerium reaktsiooni spontaansuse hindamiseks ΔE=Δm*c²G - Gibbsi vabaenergia muut
Kui ΔE=Δm*c²G <0, siis reaktsioon on teostatav, kuid ei pruugi kulgeda sest reaktsiooni kiirus on
liiga väike. Reaktsiooni kiiruse tõstmise tulemusena saab reaktsiooni muuta tegelikult
toimuvaks.
Homogeenne reaktsioon- kulgeb ühtlases keskkonnas (gaas, lahus);
Heterogeenne reaktsioon- kulgeb reageerivate ainete faase eraldaval piirpinnal.
103. Massitoimeseadus.
Massitoimeseadus üldistab seda tulemust:
suvalise ideaalgaaside osalusel toimuva reaktsiooni korral
same avaldada tasakaalukonstandi järgmiselt:
K=¿ ¿
K on antud temperatuuril reaktsioonile iseloomulik suurus, kus PJ on
aine J osarõhu
arvuline väärtus baarides. Pane tähele, et saadused asuvad lugejas
ning lähteained nimetajas ning et osaröhud on astmetes, mis
vastavad nene stöhhiomeetrilistele kordajatele
104. Reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid.
Temperatuur. Mida kõrgem on temperatuur, seda intensiivsem on molekulide
soojusliikumine ja suurem nende kineetiline energia. See suurendab molekulide
efektiivsete kokkupõrgete tõenäosust ning koos sellega reaktsioonikiirust.
Kiiruse sõltuvust temperatuurist kirjeldab astmefunktsiooni graafik, näiteks kui
γC=Δm*c²3,T273K →373K;v kasvab 59000 korda
Homogeensed reaktsioonid: reageerivate ainete iseloom, temperatuur, reageerivate
ainete kontsentratsioon, katalüsaatorid.
Heterogeensed reaktsioonid: kõik tegurid samad, mis homogeenstel reaktsioonidel,
kokkupuutepinna suurus, tahkiste struktuur (poorsus jm)
105. Reaktsiooni mehhanism.
Reaktsiooni võrrand ei näita, kuidas reaktsioon tegelikult toimub - kirjeldab vaid
lähteainete ja saaduste moolide arvu. Tegelikku protsessi selgitab reaktsiooni
mehhanism.
Reaktsiooni molekulaarsus on reaktsiooni elementaaraktis osalevate (üheaegselt
kokkupõrkavate) molekulide arv.
Üheastmelised reaktsioonid –monomolekulaarsed A saadused reageerib (laguneb) üks
molekul N O =Δm*c² N O + ½O
₂reaktsioonid on I järku
106. Reaktsiooni järk.
Reaktsiooni järk- võrdub kontsentratsioonide astmenäitajate summaga reaktsioonikiiruse
võrrandis.
Massitoimeseadus- kiirus on võrdeline reageerivate ainete kontsentratsioonide
korrutisega. Kehtib ideaalgaasi ja lahjendatud lahuste korral.
Monomolekulaarne lagunemisreaktsioon
v=Δm*c² k c
₁Bimolekulaarne reaktsioon (HI tekke ja lagunemisreaktsioon), reaktsiooni kiirus
v =Δm*c² k c c või v =Δm*c² k c²
₂k ja k -
₁C H O + H O →C H O + C H O
₁kiirusest;
Murdarvulise järguga reaktsioonid
H + Br =Δm*c² 2HBr, reakts. järk on 5/4 (astmeline reaktsioon)
₂107. Katalüüs ja katalüsaator.
Katalüsaator on aine, mis kiirendab reaktsiooni, kuid mille kontsentratsioon reaktsioonis
ei muutu. Ta ei mõjuta reaktsiooni tasakaalu, vaid mõjutab kiirust, millega
tasakaaluolekusse jõutakse.
Reaktsiooni kiirus sõltub süsteemi viidud ainest nn katalüsaatorist. Protsesse millest
need ained osa võtavad nimetatakse katalüüsiks
Katalüüside liigid:
Homogeenne katalüüs –katalüsaator ja lähteained samas faasis, enamasti vedelfaasis.
Katalüsaatori funktsioon: luua alternatiivne reaktsiooni tee, millel on võrreldes tavalise
reaktsiooniga madalam aktivatsioonienergia.
Heterogeenne katalüüs –Katalüsaator ja lähteained eri faasides. Tekivad vaheühendid
katalüsaatori pinnal. Need on ebapüsivad pindühendid. Katalüsaatorimürgid - ained, mis
adsorbeeruvad katalüsaatori pinnale ja takistavad reagentide adsorptsiooni või isegi
reageerivad katalüsaatoriga (H2S, CO, tetraetüülplii, tetrametüülplii, As ja Se -
ühendid). Promootorid - ained, mis veelgi kiirendavad katalüsaatori toimet. Nad
suurendavad katalüsaatori pinnal aktiivsete punktide (näiteks defektidega kristallide)
arvu (metallid, metalli oksiidid ja –hüdraadid).
Autokatalüüs – Katalüsaator tekib reaktsiooni käigus, on üks reaktsiooni produkt
H C O + H SO + KMnO →MnSO + K SO + CO + H O esialgu kulgeb
₂Estri seebistumine (hüdrolüüs), katalüsaatoriks on protsessi tulemusena tekkinud H+
ioonid;
Biokatalüüs- taimsetes ja loomsetes organismides sisalduvad ensüümid katalüüsivad
mitmeid eluprotsesse nim biokatalüsaatoriteks.
108. Keemiliste reaktsioonide liigitus: ekso- ja endotermilised
reaktsioonid.
Eksotermiline reaktsioon- soojus vabaneb siseenergia vähenemise arvelt;
Metaani põlemine CH + 2O →CO + 2H O
₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O Põleb sinise leegiga.
₂109. Hessi seadus.
,,Reaktsioonientalpia on tema vaheetappide entalpiamuutude
summa”
“Soojusefekt, olles võrdne reaktsioonisaaduste ja lähteainete entalpiate
erinevusega, ei sõltu reaktsiooni tegeliku toimumise viisist ega vaheetappidest.”
soojusefekt reaktsioonile
C(grafiit) + O
₂110. Termodünaamika I seadus. Entalpia.
energia jäävuse printsiip - ,,energia vabanemine või neeldumine keemilise reaktsiooni
käigus peab põhjustama vastava muutuse reaktsioonisaaduste energiavarus, võrreldes
lähteainete summaarse energiavaruga”
Soojusefekt on võrdne süsteemi entalpiamuuduga.
q – w =Δm*c²ΔE=Δm*c²U, siit q =Δm*c² ΔE=Δm*c²U + PΔE=Δm*c²V =Δm*c² ΔE=Δm*c²(U+PV) =Δm*c² ΔE=Δm*c²H
ₚ – w =ΔU, siit qₚ = ΔU + PΔV = Δ(U+PV) = ΔH
ₚ – w =ΔU, siit qₚ = ΔU + PΔV = Δ(U+PV) = ΔH
↑ termodünaamika 1. seaduse põhjal.
Entalpia muutus protsessis (ΔE=Δm*c²H) võrdub protsessis (reaktsioonis) neelduva või eralduva
soojushulgaga. Kui protsessis eraldub energiat nimetatakse seda eksotermiliseks
protsessiks (ΔE=Δm*c²H < 0) Kui energiat tuleb süsteemi juurde anda on tegemist endotermilise
protsessiga (ΔE=Δm*c²H > 0).
Entalpia muut antakse tavaliselt reaktsioonivõrrandis esimesel kohal seisva lähteaine ühe
mooli kohta.
Vastassuunaliste protsesside entalpiate muudud on võrdsed, aga vastasmärgilised.
Termokeemilistes võrrandites näidatakse alati ära ainete agregaatolek (s, l, g), sisaldavad
reaktsiooni soojusefekti, kasutatakse murdarvulisi koefitsiente. Ainete entalpiad ja
seega ka reaktsioonide entalpiate muudud ΔE=Δm*c²H sõltuvad temperatuurist. Ühendi
standartne tekkeentalpia (ΔE=Δm*c²Hf, ❑298
0 ) on võrdne energia muuduga antud ühendi
tekkimisel lihtainetest standardtingimustel (st. kindlatel kokkuleppelistel
välistingimustel, milleks on temperatuur t =Δm*c² 25°C ehk 298 K ja rõhk P =Δm*c² 1 atm)
soojusefekt (ΔE=Δm*c²H ) on entalpia muut reaktsiooni läbiviimisel standardtingimustel. ΔE=Δm*c²H
⁰ + I = E⁺ + e⁻
⁰ + I = E⁺ + e⁻
leidmiseks tuleb lahutada reaktsioonisaaduste standartsete tekkeentalpiate summast
lähteainete standartsete tekkeentalpiate summa.
ENTALPIA TÄHTSUS:
Võimaldab arvutada reaktsioonide soojusefekte; Soojusefektide arvestamine võimaldab
õigesti hinnata soojusbilanssi keemiatööstuses ja protsesside juhtimist;
Soojusseadmete- ja – mootorite konstrueerimisel vaja arvestada kütuste põlemissoojusi;
Energeetikas- suur osa energiast saadakse fossiilsete kütuste põletamisel.
Saab hinnata, kas teatud keemiline reaktsioon kulgeb või mitte määratud tingimustel.
Olekufunktsioon, mis võtab arvesse püsival rõhul soojusülekandega
kaasnevast paisumistööst tingitud energiakadusid (ning
kokkusurumisega kaasnevat energia lisandumist), on entalpia (H).
Entalpia definitsioonavaldis on:
H= U+ PV,
kus U, P ja V on süsteemi siseenergia, rõhk ja ruumala. Teame, et
entalpia on oleku-
funktsioon, sest U (termodünaamika esimesest seadusest), P ja V on
olekufunktsioonid ja järelikult peab ka H = U+ PV olema
olekufunktsioon.
111. Termodünaamika II seadus. Entroopia.
I seadus väljendab energia jäävust, lahtiseks jääb keemilise reaktsiooni suund.
Keemilistel reaktsioonidel on olemas eelistatud kulgemise suunad, II seadus teeb seda.
Üks reaktsioon peab olema eelistatud teisega võrreldes. Reaktsioon kulgeb
põhimõtteliselt ka vastassuunas kuid see pole iseeneslik suund, toimub välise jõu
rakendamise tulemusena.
“Iα²/r⁶gas spontaanses protsessis peab süsteemi ja ümbritseva keskkonna summaarne
entroopia kasvama.” ←II seadus.
Entroopia:
Süsteemi korrapäratuse mõõduks on entroopia (S, J/K*mol). Erinevalt entalpiast on
entroopia otseselt eksperimentaalselt määratav suurus.
Defineeritakse tõenäosuse W kaudu Boltzmanni võrrandi abil: S=Δm*c² R/NA * ln W,
kus R- universaalne gaasikonstant,
NA- Avogadro arv, 6,02.1023;
R/NA- 1,38.10-23 J/K.mol- entroopia mõõtühik
W- oleku tõenäosus, väljendab süsteemi moodustavate osakeste paigutusviiside,
energiajaotusviiside mitmekesisust.
Mida rohkem võimalusi osakeste erinevaks jaotamiseks seda suurem W.
puu →põlemine →CO2 + soojus (hajub universumis)
Entroopia on süsteemi molekulide korrapära puudumise mõõduks.
Entroopia muutus reaktsioonides. Standartne entroopia muut
ΔE=Δm*c²S0 =Δm*c² Σnᵢ S (produktid) - Σnᵢ S (lähteained)
⁰ + I = E⁺ + e⁻
⁰ + I = E⁺ + e⁻
nᵢ- ainete koefitsiendid reaktsioonivõrrandis
Entroopia kasv ΔE=Δm*c²S > 0
sulamine, aurustumine, lahustumine, temperatuuri tõstmine (intensiivistub osakeste
liikumine), reaktsioonid, kus gaasiliste ainete hulk (maht, moolide arv) kasvab;
Entroopia kahanemine ΔE=Δm*c²S < 0 veeldumine, tahkestumine, gaasiliste ainete mahu
vähenemine:
C(s) + O (g) →2CO(g) ΔE=Δm*c²S > 0
₂stsenaariumi. Esiteks-
kuum metallitükk jahtub külmas ruumis, kui energiliselt vibreerivate
aatomite energia
ümbrusse hajub (õhku ja aparatuuri metalli ümber). Vibreerivad
metalli aatomid põrkuvad ümbruse aeglasemate aatomite ja
molekulidega, kandes osa oma energiast põrgetega neile üle.
Vastupidine muutus on väga ebatõenäoline, sest see nõuaks energia
koondumist
Ümbrusest pisikesse metallitükki. See tähendab et on vähem
energiliselt liikuvate ümbruse aatomite ja aktiivsemalt liikuvate metalli
aatomite põrkel hakkaksid viimased veel energilisemalt liikuma.
Teiseks: juhuslikult liikuvad gaasimoelkulid hajuvad üle kogu anuma
ning on väga ebatõenäoline, et nende juhuslik liikumine toob nad koik
spontaanselt ühte nurka tagasi. Selge seaduspärasus on, et energia ja
aine kalduvad hajuma korrapäratul moel.
Termodünaamika keeles väljendatakse seda lihtsat mõtet entroopia S
mõiste kaudu.
Entroopia on korrapäratuse moode. Madal entroopia tähendab suurt
korrapära; kõrge entroopia suurt korrapäratust. Ülalkirjeldatud
seaduspärasuse võib sõnastada termodünaamika teise seadusena:
isoleeritud süsteemi entroopia kasvab iga spontaanse muutuse
käigus.
Kuuma metalli iseenesliku jahtumisega kaasneb seega entroopia kasv,
kuna energia hajub ümbruskonnas.,,Isoleeritud süsteemina"
vaadeldakse praegusel juhul kuuma metallitükki ja tema lähimat
ümbruskonda. Entroopia kasv kaasneb ka gaasi paisumisega, kuna
molekulid levivad üle kogu anuma. Süsteemi ja tema ümbruse
loomulik areng liigub korrapärast korrapäratuse suunas, madalamalt
entroopialt kõrgema entroopia poole.
Kui temperatuur ei muutu, sis saab süsteemi entroopia muutust
arvutada järgmise
avaldise abil:
ΔSS¿
q
pöörduv
T
kus ΔSS on süsteemi entroopia muutus, q on soojusena üle kantud
energia ja T on (absoluutne) temperatuur, millel soojuse ülekanne
toimub; q alaindeks „pöörduv" näitab, et energia peab olema üle
kantud pöörduvalt. Soojusenergia pöörduva ülekande korral peavad
süsteemi ja ümbruse temperatuurid erinema lõpmata vähe ning nad
peavad olema sisuliselt muutumatud. Mõõtes soojust džaulides ja
temperatuuri kelvinites,
mõõdetakse entroopiamuutust (ja entroopiat ennast) džaulides kelvini
kohta (J*K⁻¹).
112. Gibbsi energia.
Gibbsi energia G, mida defineeritakse kui
G=H-TS.
See suurus, mida üldiselt tuntakse vabaenergiana ja formaalselt
Gibbsi energiana (ka
Gibbsi vabaenergia), defineeritakse üksnes olekufunktsioonide kaudu,
järelikult on see ka ise olekufunktsioon. Konstantsel temperatuuril
toimuva protsessi korral avaldub Gibbsi energia muutus kujul
ΔSG=ΔSH-TΔSS konstantsel temperatuuril.
Gibbsi energia on oluline just sellepärast, et kui rõhk ja temperatuur
on konstantsed.
siis saab protsessi spontaansust ennustada üksnes süsteemi
termodünaamiliste omaduste alusel.
Paljudes reaktsioonides ΔE=Δm*c²H >> T*ΔE=Δm*c²S seega ΔE=Δm*c²G≈ΔE=Δm*c²H.
See seletab, miks paljud eksotermilised protsessid on spontaansed. Kuid leidub ka
spontaanseid endotermilisi protsesse - juhul kui nende entroopia kasv on soojusefektist
suurem.
ΔE=Δm*c²G>0, siis reaktsioon ei toimu spontaanselt
Gibbsi vabaenergia muut protsessis (reaktsioonis) leitakse entalpia muudu ja entroopia
muudu kaudu:
ΔE=Δm*c²H =Δm*c² ΣΔE=Δm*c²
⁰ + I = E⁺ + e⁻
Hf
0 (produktid) - ΔE=Δm*c²H
f
0 (lähteained)
ΔE=Δm*c²S =Δm*c² ΣΔE=Δm*c²S (produktid) - ΣΔE=Δm*c²S (lähteained)
⁰ + I = E⁺ + e⁻
⁰ + I = E⁺ + e⁻
⁰ + I = E⁺ + e⁻
ΔE=Δm*c²G =Δm*c² ΔE=Δm*c²H - T*ΔE=Δm*c²S
⁰ + I = E⁺ + e⁻
⁰ + I = E⁺ + e⁻
⁰ + I = E⁺ + e⁻
Kuid on olemas ka tabeleid standardse vaba tekkeenergia ΔE=Δm*c²Gf
0 väärtustega. Sel juhul
analoogiliselt entalpia ja entroopiaga: ΔE=Δm*c²G =Δm*c² ΣnᵢΔE=Δm*c²
⁰ + I = E⁺ + e⁻
Gf
0prod - Σnᵢ ΔE=Δm*c²G
f
0lähte
ΔE=Δm*c²G << 0 ei tähenda veel, et reaktsioon toimub kiiresti! ΔE=Δm*c²G arvestab ainult alg- ja
lõppolekut (kas protsess on võimalik), mitte aga seda kuidas muutus tegelikult toimub
(kineetika, kemism).
113. Keemiliste reaktsioonide kulgemise termodünaamilised
tingimused.
Soodustab:
1) ΔE=Δm*c²H<0 (eksotermiline);
2) ΔE=Δm*c²S >0 (entroopia kasvab).
st V suurenemisega toimuvad protsessid on soodustatud võrreldes protsessidega kus
V väheneb.
Entalpia ülekaalus madalatel temperatuuridel.
Madalatemperatuurilised protsessid on ainult eksotermilised.
Entroopia mõjub kõrgetel temperatuuridel.
Kõrgetemperatuurilistest protsessidest on eelistatud need, kus eraldub gaase.
Ühinemine
Lihtainete ühinemine liitaineteks, lihtsamad struktuurid keerulisemad struktuurid
ΔE=Δm*c²H<0;
Lagunemine
Suured molekulid väiksemateks molekulideks ΔE=Δm*c²S >0.
C + CO ↔2CO ΔE=Δm*c²H>0 (endotermil.),
₂0 (ΔE=Δm*c²V>0).
1) t<400 oC, ΔE=Δm*c²H>0, ΔE=Δm*c²G>0 st reaktsioon ei kulge vasakult paremale, läheb
vastassuunas 2CO → C + CO
₂10000 oC, ΔE=Δm*c²S>0, ΔE=Δm*c²G<0 , st kulgeb vasakult paremale;
3) t~700 oC, ΔE=Δm*c²H ~ TΔE=Δm*c²S , ΔE=Δm*c²G =Δm*c² 0, mõlemat pidi, tasakaaluolek.
114. Keemiliste reaktsioonide tüübid (paralleelsed-, konjugeeritud-,
järjestikused, mitmeastmelised-, ahel jm).
Paralleelsed reaktsioonid- samade lähteainete reageerimine mitmel viisil, tavaliselt
lagunemisreaktsioonid. Lõpp-produktide hulgad on võrdelised vastavate
kiiruskonstantidega. Temperatuuri muutmisega võib lõppproduktide suhtelist hulka
muuta. Spetsiaalsete katalüsaatorite kasutamisega võib saavutada olukorra, kus ühe
aine saagis on ~100%.Tavaliselt mitte kunagi ei teki ainult 1produkt.
Kloraatide lagunemine:
2KClO --t, MnO -- 2KCl + 3O (I) katalüsaatoriga;
₃
₂
reaktsiooni kulgemise tulemusena.
2Na SO + O 2Na SO - iseseisvalt toimuv
₂v=Δm*c² kc H2cBr 2❑1/2
Mitmeastmelised reaktsioonid
2NO + 2H 2H O + N2 järk
₂115. Sadestusreaktsioon ja lahustuvuskorrutise mõiste.
Ba(OH) (aq)+ H SO (aq) BaSO (s)+ 2H O(l)
₂l – vedelfaas;
t (s) – tahke faas.
Ioonkujul sama reaktsiooni võrrand:
Ba² (aq)+ SO ² (aq) →BaSO (s)
⁺ + e⁻
₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O Põleb sinise leegiga. ⁻
₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O Põleb sinise leegiga.
või Ba² + SO ² →BaSO ↓
⁺ + e⁻
₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O Põleb sinise leegiga. ⁻
₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O Põleb sinise leegiga.
Tavaliselt kõik ained ei sadestu vesilahusest täielikult. Küllastatud lahuses on tasakaal,
kus ainet lahustub ja sadestub sama kiirusega.
Ca(OH) (s) →Ca² (aq) + 2OH (aq)
₂aktiivsuste) korrutis rasklahustuva elektrolüüdi küllastatud lahuses, kusjuures iga iooni
kontsentratsioon on astmes, mis vastab tema stöhhiomeetrilisele koefitsiendile
dissotsiatsioonivõrrandis.
116. Neutralisatsioonireaktsioon.
Kasutatakse palju heitvee puhastamisel ja soolade valmistamisel. Vees lahustunud
happelise või aluselise aine kontsentratsiooni määramisel tiitrimisega.
HCl + NaOH → NaCl + H O
₂117. Redoksreaktsioonide mõiste ja tasakaalustamine.
Redoksreaktsioon ehk muutusega kulgev reaktsioon.Redoksreaktsioonides toimub
elektronide liikumine ühelt elemendilt teisele.
Oksüdeerija liidab elektrone tema oa väheneb (ta redutseerub)
Redutseerija (taandaja) loovutab elektrone tema oa kasvab (ta oksüdeerub)
TASAKAALUSTAMINE:
Cu + H
⁰ + I = E⁺ + e⁻
N
+
V O →C
₃
u
+
II (NO ) +
₃ ₂kõik vabad elemendid ja molekulid on elektriliselt neutraalsed (st oa =Δm*c² 0)
vesiniku oa ühendites on +I, va hüdriidid (-I, NaH, CaH )
₂Cu -2e- →C
⁰ + I = E⁺ + e⁻
u
+
II (red)
N
+
V + 3e- →N+II(oks)
118. Oksüdeerijad. Näited.
Lihtained, millede aatomid seovad suhteliselt kergelt elektrone: O2, F2, Cl2, Br2, I2 jt.,
omandades oksüdatsiooniastmed: hapnik (-II), halogeenid (-I)
Liitained, millised sisaldavad metallide aatomeid, mis võivad siduda elektrone:
näiteks:
Muutudes vastavalt
Liitained, milles sisalduvate mittemetallide aatomite oa saab muutuda negatiivsemaks,
näiteks:
Näiteid oksüdeerijatest: lämmastikhape ja tema soolad – nitraadid (KNO3), konts.
väävelhape, halogeenid (F2, Cl2), halogeenide hapnikhapped ja nende soolad (KClO3 –
kaaliumkloraat), gaasiline hapnik, kaaliumpermanganaat, kaaliumdikromaat,
vesinikperoksiid jm
119. Redutseerijad. Näited.
Lihtained, millede aatomid loovutavad elektrone suhteliselt kergesti, s.t. oksüdeeruvad
kergesti: H2, C, S, Na, Mg, Al, Zn jt.
Metallide ioonid ja liitained, millised sisaldavad metallide aatomeid, mis võivad
loovutada elektrone, s.t. nende oksüdatsiooniaste võib muutuda positiivsemaks:
Mittemetallide ioonid ja liitained, mis sisaldavad mittemetallide aatomeid, mis võivad
loovutada elektrone:
Tuntumateks redutseerijateks on aktiivsed metallid, gaasiline vesinik, CO ja süsinik.
Kui elemendi aatomite o-a mingis aines on võimaliku minimaalse ja maksimaalse o-a
vahel, siis võib ta reageerida nii oksüdeerijana kui ka redutseerijana, olenevalt partnerist.
120. Metallide pingerida.
Metallelektroodide rida, järjestatuna standartsete redokspotentsiaalide kasvu järgi,
nimetatakse metallide pingereaks. Pingereas vesinikust eespool on aktiivsed metallid,
mis tõrjuvad lahjendatud hapetest välja vesiniku. Pingereas eespool asuv metall tõrjub
soola lahusest välja temast pingereas tagapool oleva metalli. Metallide pingereas eespool
asuv metall on galvaaniahelas anoodiks (-), tagapool asuv katoodiks (+).
Li, Rb, Cs, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Sc, Be, Al, Ti, Mn, Nb, Ta, Zn, Cr, Fe, Cd, Co,
Ni, Mo, Sn, Pb, H
₂ = V₂ / V₁, Bi, Cu, Ag, Rh, Hg, Os, Pd, Iα²/r⁶r, Pt, Au
!!!metallide standartpotentsiaalid ja pingerida kehtib ainult ideaalsetele, st puhastele ja
kristallstruktuuriga, metallidele. Millise puhtusastmega metallidele on aga need
potentsiaalid määratud, ei ole andmete juurde märgitud: kas 99,0 % või 99,9% või
99,99%
Inseneripraktikas on enamasti tegemist metallide sulamitega ja sellistel juhtumitel
ülaltoodud potentsiaalid ning pingerida ei ole otseselt kasutatav.
121. Standardne elektroodpotentsiaal.
Elektroodpotentsiaal näitab, mil määral elektrokeemilises ahelas eksisteerivad
kontsentratsioonid erinevad nende tasakaalukontsentratsioonidest.
Elektrokeemilise ahela potentsiaal on vahe üksikute elektroodide potentsiaalide vahel.
Pole võimalik mõõta üksiku elektroodi elektromotoorjõudu, tuleb kasutada võrdlust
mingi kindla kokkuleppelise elektroodiga - vesinikelektrood.
122. Nernsti võrrand. Valem koos sümbolite selgitusega.
Ehk elektroodpotentsiaal.
E=E
⁰ + I = E⁺ + e⁻−
RT
nF
ln
[
C ]❑
c [D ]❑d
[ A ] ❑
a [ B]❑b
Asendades arvud saadud valemisse ja 25 °C juures s.o. NERNSTI võrrand.
123. Galvaanielement, töötamise põhimõte, näide.
Galvaanielement –seadis, milles redoksreaktsioonide tulemusel tekib elektromotoorjõud
(Luigi Galvani 1737- 1798, Itaalia) st muudab keemilise reaktsiooni energia vahetult
elektrienergiaks.
TÖÖTAMISE PÕHIMÕTE JA NÄIDE: tsinkplaat tsinksulfaadi lahuses, vaskplaat
vasksulfaadi lahuses, mõlemad anumad ühendatud KCl (joonisel K2SO4) lahust
sisaldava sillaga (soolasild).
Kui lahuses toimub elektronide liitmine-loovutamine tsingi pinnal, siis
galvaanielemendis on pandud need protsessid kulgema erinevates anumates ja elektronid
sunnitakse liikuma mööda välist ahelat/juhet (metalli).
Elektronide suunatud liikumine on elektrivool.
Zn ja Cu plaadid – elektroodid: Zn anood (-), Cu katood (+)
Elektronid liiguvad anoodilt (negat. elektroodilt) katoodile (pos.elektroodile)!
124. Galvaanielemendi elektromotoorjõu leidmine (osata
arvutada standardpotentsiaalidest).
125. Keemilised vooluallikad: kuivelement (tavaline, leelis ja Hg
patareid).
Keemilised vooluallikad on tegelikult galvaanielemendid, mida kasutatakse
elektrivoolu saamiseks.
Patarei on elektrokeemiline element (sageli järjestikku ühendatud mitu), mida
võib kasutada konstantse pingega alalisvoolu saamiseks.
Aku - korduvkasutusega alalisvooluallikas, reaktsioonid anoodil ja katoodil on
pööratavad (Atkins sekundaarelement).
Kuivelement on primaarpatarei (Atkins), lähteained on sellesse suletud
tootmise käigus, ei saa laadida.
Mn-Zn element E =Δm*c² 1,5 V
anoodiks tsink
katoodiks süsinikvarras ja MnO
₂
Hg patareisid kasutatakse kellades, kalkulaatorites jms.
Leelispatareid:
Sama kui Mn-Zn patarei kuid
1) sisaldab aluselist elektrolüüti KOH
2) Zn pind kare suurem pind, pikem kasutusiga
Emj E =Δm*c² 1,5 V
Anoodil Zn + 2OH → Zn(OH) + 2e
⁻
₂126. Keemilised vooluallikad: Pb aku.
Voolu võttes sadeneb mõlemale elektroodile valge PbSO , väävelhappe H ja
₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O Põleb sinise leegiga.
⁺ + e⁻
SO4
2−¿¿ ioone kulub ja moodustub vesi. Seega väävelhappe kontsentratsioon
väheneb.
Aku laadimisel tekkinud PbSO lahustub, väävelhappe lahus kontsentreerub ja
₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O Põleb sinise leegiga.
tihedus kasvab.
Laadimisel tekib plahvatusoht, vältida lahtist tuld. Laadimise lõpus on
pliisulfaat otsas ja vesi reageerib, tekivad hapnik ja vesinik. Nende segu võib
kergelt plahvatada.
Laetud akus on väävelhape 37% tihedus 1,28 kg/dm³,
Tühjas akus on väävelhape 25% ja tihedus 1,10 kg/dm³.
Happe kontsentratsioon ei tohi olla suurem, sest muidu Pb lahustub ja reageerib
happega, võib tekkida vesinik ja tekkida plahvatusoht.
127. Keemilised vooluallikad: Ni-Cd, Ni-MH ja Li-ioon
akud .
Ni-Cd : laetav, pole gaase, õhukindel, kasutatakse kellades ja
kalkulaatorites, E=Δm*c²1,4V
Anood Cd: Cd + 2OH → Cd(OH) + 2e
⁻
₂Cd on mürgine, akul on nn mäluefekt.
Ni-MH Sarnane Ni-Cd kuid Cd on asendatud MH, milles on
vesinikku.
Kasutatakse haruldaste muldmetallide hüdriide. Pole keskkonnale
nii ohtlik kui Cd.
Li-ioon akud Kasutatakse kantavates elektroonilistes seadmetes
(mobiiltelefonid, arvutid jm)
Li on kerge, seepärast Li akud on kerged, suure energiatihedusega.
Ei kasutata otseselt Li metalli vaid tema ühendeid LiCoO on
₂128. Kütuseelement (vesinik-hapnik).
Galvaanielemendi eriliigiks on kütuseelemendid. Oksüdeerub
pidevalt elektroodile antav element.
Elektrolüüdiks kuum KOH lahus, anoodiks ja katoodiks inertsed,
poorsed süsinikelektroodid.
Katalüsaatoriks anoodis Ni lisand (ka Pt, Ag, CoO), katoodis Ni ja
NiO lisand (ka Pt, Pd).
Anoodiruumi juhitakse pidevalt vesinikku, katoodiruumi
hapnikku.
Summaarne reaktsioon oleks nagu vesiniku põlemine hapnikus,
aga oksüdeerumine ja redutseerumine on teineteisest eraldatud.
Element töötab pidevalt kuni gaase peale antakse,
E =Δm*c² 1,23 V
Keskkonnale ohutu, päikesevalgus lagundab vett H2 ja O2 st saab
kasutada päikeseenergiat!
Anood (-): H + 2OH - 2e- →2H O |*2 oksüdatsioon
₂129. Elektrolüüsiahel, töötamise põhimõte, näide.
Redoksreaktsioonid kulgevad elektrivoolu toimel. Elektrood, mis ühendatud vooluallika
+ poolusega on anood, - poolusega on katood.
NÄIDE: Sulas NaCl lahuses saavad Na+ ja Cl- ioonid liikuda, sest kristallvõre laguneb.
Na+ ioonid liiguvad katoodile (siin - poolus, NB! Vastupidine pooluste tähistusega
galvaaniahelas) ja Cl- ioonid anoodile (siin + poolus). Laengut kannavad ioonid, mitte
vabad elektronid. Sellist juhtivust nim. ioonjuhtivuseks.
Anoodil anioon oksüdeerub: 2Cl - 2e → Cl (roheline gaas)
⁻
⁻
₂130. Elektrolüüs: sulatatud soolade ja vesilahuste
elektrolüüs, näited.
Elektrolüüs on protsess, kus mittespontaanse keemilise muutuse
(reaktsiooni, mille ΔE=Δm*c²G > 0) esilekutsumiseks kasutatakse elektrienergiat.
Seega muundub elektrolüüsil elektrienergia keemiliseks energiaks.
Elektrolüütide lahused ja sulas olekus elektrolüüdid sisaldavad ioone.
Alalisvoolu läbijuhtimisel liiguvad katioonid katoodile ja anioonid
anoodile. Elektroodidel toimub ioonide osavõtul elektrokeemiline
reaktsioon, mille tulemusena ioonid kaotavad oma laengu ja muutuvad
neutraalseteks osakesteks. Katoodil ioonid redutseeruvad, anoodil
oksüdeeruvad. Elektrolüüdi lagunemine on võimalik ainult elektrienergia
kulutamisega.
Sulatatud soolade elektrolüüs: Sulas NaCl lahuses saavad Na+ ja Cl- ioonid liikuda, sest
kristallvõre laguneb. Na+ ioonid liiguvad katoodile (siin - poolus, NB! Vastupidine
pooluste tähistusega galvaaniahelas) ja Cl- ioonid anoodile (siin + poolus). Laengut
kannavad ioonid, mitte vabad elektronid. Sellist juhtivust nim. ioonjuhtivuseks.
Anoodil anioon oksüdeerub: 2Cl - 2e → Cl (roheline gaas)
⁻
⁻
₂.
131. Elektrolüüsi kasutamine.
Keemiliste ühendite ja lihtainete saamine;
Tööstuslik rakendus:
1) H, Cl, F ja halogeenühendite tootmine;
2) metallide (Na, K, Mg,Al, Ni, Cu) tootmine ja puhastamine lisanditest
(elektrometallurgia);
3) Õhukeste metallist kattekihtide saamine metallesemete pinnale, et
saada korrosiooni ja kulumiskindlust või dekoratiivset välimust
(galvanotehnika);
4) Leeliste ja raske vee tootmine;
5) Vesinikperoksiidi jt. peroksoühendite saamine
6) orgaaniliste ühendite elektrosüntees.
Näide: Al elektrokeemiline tootmine
Sulatatud boksiidist 1000 °C; boksiit Al O on lahustatud krüoliidis
₂132. Korrosioon: mõiste, liigitus.
Korrosioon on materjalide hävimine ümbritseva keskkonnaga toimuvate reaktsioonide
tõttu. Paljud metallid korrodeeruvad, sest nad oksüdeeruvad kergesti õhu toimel andes
oksiide, hüdroksiide ja karbonaate. Samas pole oksiidi moodustumine alati ohtlik -
näiteks Al pinnale tekib õhuke Al O kiht, mis takistab edasist korrosiooni, raua pinnale
₂
133. Korrosiooni keskkonnad.
Atmosfäär- õhk Kõige suuremad kaod. Niiskus, mis sisaldab lahustunud hapnikku; S-
ühendid; NaCl (mere atmosfäär); lahja H2SO4 (happevihmad)- tööstuskeskkonnas.
Vesi Magevesi- sisaldab lahustunud hapnikku, mineraale (vee karedus). Merevesi- soola
3,5% (NaCl), mineraalid jm. Merevesi on ohtlikum korrosiooni keskkond kui magevesi.
Pinnas oluline niiskus, hapnik, soolasisaldus, leelisus ja happelisus, bakterid.
134. Sise- ja välistegurid korrosioonil.
Sisetegurid:
Metalli või sulami koostis
Mikro- ja makrostruktuur Näiteks sulami struktuur ja kristallide suurus
kristallidevaheline korrosioon suuremad kristallid, seda rohkem korrodeerub.
Sisepinged Näiteks metalli töötlemisel (kuumutamine, jahutamine, pressimine,
valtsimine jm.) tekkinud pinged.
Pinnatöötlus Näiteks hästi poleeritud metalli pind vastupidav niiskuse toimele, vähe
mikropragusid.
Välistegurid:
Keskkonna koostis st. lahustunud soolad a) hüdrolüüsuvad soolad pH muutub; b)
halogeniidioonid suurendavad korrosiooni; kõrged kontsentratsioonid vähendavad O2
lahustumist.
Temperatuur- ohtlik kui suletud süsteem; Sama metall eri temperatuurid kõrgem temp. -
anood, madalam temp. - katood.
Vedelike ja gaaside liikumiskiirus- neutraalsetes keskkondades, soodustab O2 difusiooni
Rõhk- suurendab gaaside lahustuvust, mehaanilised pinged metallides.
pH
135. Keemiline ehk gaaskorrosioon: mõiste, näited.
toimub kuivades gaasides ja mitteelektrolüütsetes (orgaanilistes) vedelikes
(naftasaadused, bensiin), kusjuures metallid reageerivad otseselt keskkonna
komponentidega või oksüdeerijatega. Näiteks reageerimine hapnikuga:
2 Mg + O → 2 MgO
₂Praktikas on tegemist enamasti kõrgtemperatuurilise gaaskorrosiooniga: ahjud, kolded,
aurukatlad, sisepõlemismootorite silindrid jne.
Gaaskorrosioonil kattub metalli pind korrosiooniproduktide kihiga (oksiidid), mis
takistab oksüdeerija lähenemist metalli pinnale, seega korrosiooniprotsess aeglustub.
Kaitseb ainult selline korros. produktide kiht, mis katab metalli pinna ühtlase tiheda
kihina. Näiteks: Cd, Al, Pb, Sn, Ti, Zr, Zn, Ni, Be, Cu, Cr, Fe.
Puhaste Na, K, Ca, Ba ja Mg pinnale tekkiv oksiidikiht on poorne ei kaitse korrosiooni
eest;
Oksiidikihi kaitsevõime sõltub lisandeist metallides, sulamite koostisest ja struktuurist.
136. Elektrokeemiline korrosioon: selgitus, näited.
toimub vett sisaldavates keskkondades ja seda põhjustavad elektrokeemilised
reaktsioonid metalli ja elektrolüüdi kokkupuutepinnal.
See korrosioon sarnaneb oma olemuselt galvaanielemendi protsessiga.
Alati kaasneb elektrivoolu tekkimine.
Harilikult muutub niiskuskelme elektrolüüdiks, kuna selles lahustuvad mitmesugused
gaasid (H2S, CO2, SO2) ning ümbritsevas keskkonnas lahustunud soolad (NaCl).
Näiteks raua rooste on hüdrateeritud raudoksiidide segu: Fe2O3. xH2O või xFeO .
yFe2O3. zH2O.
toimub vaid vee ja hapniku juuresolekul.
Laialt levinud
Esineb metallide kokkupuutumisel hapete, aluste või soolade lahustega, mereveega,
saastatud heitveega, looduslike vetega.
Metallide hävimine õhus või pinnases, kus elektrolüüdiks on õhuke veekile, milles on
lahustunud gaasid CO2, H2S, SO2, NO2 jt., need moodustavad veega reageerides
elektrolüüte;
Tööstuspiirkondades palju CO2, N ja S-ühendeid, seepärast korrosioon intensiivne.
Ei esine täiesti kuivas õhus;
Hapniku juurdepääs pinnale kiirendab korrosiooni.
Kahjulik on metallkonstruktsioonide ja torude korrosioon niiskes pinnases;
Hapnik difundeerub läbi mullakihi metalli pinnale; korrosiooni intensiivsus sõltub
pinnase füüsikaliskeemilistest omadustest.
137. Korrosioon uitvoolude toimel, kaitse.
Metall korrodeerub välisallikast tuleva voolu toimel.
Uitvoolusid põhjustavad trammid, metroo, elektrirongid, keevitusseadmed,
elektrolüüsivannid.
Vool saabub tarbijasse alalisvooluallikast õhuliini kaudu ja pöördub sinna tagasi mööda
relssi. Osa elektrivoolu satub relsilt pinnasesse ja torustikesse (kui need on lähedal), ning
hiljem torustikust läbi pinnase relssi tagasi.
Uitvoolude raadius sõltub pinnase iseloomust (kümned km).
• 3 tsooni:
1) katooditsoon- uitvoolud pinnasest suubuvad torustikku; ei ole korrosiooniohtlik
torustikule aga on ohtlik torustiku isolatsioonile.
2) tsoon kus uitvoolud liiguvad mööda torustikku. Ei ole ohtlik.
3) anooditsoon- uitvoolud siirduvad torustikust pinnasesse. Intensiivne korrosioon
toimub siin tsoonis.
Uitvooludest põhjustatud kahjustused on väga suured.
KAITSEMEETODID
Torustike sektsioneerimine- nende elektrijuhtivus viiakse minimaalseks; isoleeritakse
liited dielektrikutega;
Elektrodrenaaž- uitvoolude ärajuhtimine ohtlikest tsoonidest; ühendatakse metalltorustik
ja trammi relss omavahel keskkonnast isoleeritud juhtme abil. Saab kasutada kui
torustiku potentsiaal on suurem uitvoolusid vastuvõtva süsteemi potentsiaalist ( kui
vastupidi, siis suurendab korrosiooni).
Katoodkaitse;
Protektorkaitse.
138. Metallide ja nende sulamite reageerimine korrosioonile
(rida).
139. Konstruktsioonielementide õige paigutus korrosiooni
vältimiseks. ?????????????
3
140. Korrosioonitõrje üldised meetodid.
Metallkatted, mittemetallkatted, värvikatted ja kattemäärded, elektrokeemiline kate jms.
141. Gaaskorrosiooni tõrje meetodid sh legeerimine.
Legeerimine - st. sulamitele kuumuskindlate komponentide lisamine. Raua
legeerimiseks kasut. põhiliselt räni, kroomi, alumiiniumit. Need vähendavad Fe-oksiidi
tekkimist.
Kuumuskindlad kaitsekatted. Metallide pinnale kantakse kuumuskindlate sulamite kiht
(Al, Si, Cr sisaldavad sulamid, ka mittemetalsed katted nagu kuumuskindlad emailid -
Cr2O3, TiO2, ZnO, SiO2 sisaldavad sulatised).
Kaitsvate gaasikeskkondade loomine. Gaaside koostise reguleerimine selliseks, et
oksüdeerimisreaktsioonid oleksid termodünaamiliselt võimatud (ΔE=Δm*c²G > 0).
142. Kuumuskindlad kaitsekatted gaaskorrosiooni tõrjeks:
metallkatted, mittemetalsed katted.
Kuumuskindlad kaitsekatted. Metallide pinnale kantakse kuumuskindlate
sulamite kiht (Al, Si, Cr sisaldavad sulamid, ka mittemetalsed katted
nagu kuumuskindlad emailid - Cr2O3, TiO2, ZnO, SiO2 sisaldavad
sulatised).
143. Elektrokeemilise korrosiooni tõrje: metallkatted.
Metallkatted. Raua võib katta elektrokeemiliselt mõne teise metalliga (Zn,
Sn, Cr, Cu, Ni, Co, Pb, Au-Ni; Au-Ag) - galvaniseerimine või
kuumsukeldusmeetod. Katoodsed katted- kaetakse vähemaktiivse
metalliga (Sn, Cu, Ni); Anoodsed katted- kaetakse Zn, Cd. Kuna tsink
on pingereas rauast eespool, oksüdeerub raua asemel tsink. Seejuures
tekib Zn(OH)2, mis reageerib õhus leiduva CO2-ga ja raua pinnale tekib
tihe Zn(OH)2.xZnCO3 kiht, mis kaitseb raua pinda. Isegi kui tsingi kate
on vigastatud, kaitseb ta rauda, sest ta on anoodiks ja raud katoodiks,
seega läheb lahusesse ioonidena tsink, mitte raud.
144. Elektrokeemilise korrosiooni tõrje: oksiid ja
fosfaatkatted.
Oksiid- ja fosfaatkatted metallkattega võrreldes vähemefektiivsed, aga
sobivad hästi atmosfäärikorrosiooni tõrjeks ja on heaks aluspinnaks
värvidele. Oksiidikihiga katmist rakendatakse näiteks sageli alumiiniumi
kaitsmisel. Rauapinna katmisel pliimennikuga Pb3O4 raua pind osaliselt
oksüdeerub moodustades tiheda kihi, mis takistab edasist korrosiooni;
K2Cr2O7 kui tugeva oksüdeerija lisamine jahutusvedelikesse tekitab
passiveeriva oksiidikihi, samuti metalli kastmine hetkeks HNO3 lahusesse
so metalli passiveerimine
Fosfaatimisel töödeldakse metallipindu mitmesuguste metallide (Mn, Fe,
Zn) fosfaatsete soolade kuumade lahustega. Seejuures tekib metalli pinnale
vähelahustuvate fosfaatide kiht (2- 40 mm), mis pole küll ise korrosiooni
tõrjuvate omadustega, aga on heaks aluspõhjaks värvidele.
Tekkinud kiht parandab värvi nakkumist pinnale ja kaitseb metalli kui
värvikiht peaks pragunema
145. Elektrokeemiline kaitse: protektor-, katood-,
anoodkaitse.
Protektorkaitse: Raud roostetab siis kui ta osutub anoodiks. Seega
kui ühendada raua külge mõni temast pingereas eespool oleva
metalli tükk (Mg, Zn), saab anoodiks viimane: Mg – 2e– Mg2+
raud on aga katoodiks, mille pinnal redutseerub õhuhapnik, raud
ise säilib O2 + 2H2O + 4e– 4OH–
Zn-ga kaetud terasest detailid hakkab korrodeeruma detaili pinnalt
Zn. Zn kate pole tihe, sisaldab poore Zn korrodeerub pooride
seintelt, läheb sügavuti kui jõuab terase pinnani hakkab
korrodeeruma Zn-tüki ja terase vahelt, takistus suureneb, sest
tekivad korrosiooniproduktid, galvaanipaar Zn-Fe enam ei tööta
hakkab korrodeeruma Fe.
Maa-aluseid torusid kaitsev Zn protektor ümbritsetakse savi ja
kipsi pulbriga, millele lisatud soola (et ei tekiks rasklahustuvaid
soolasid või hüdroksiide).
Katoodkaitse: ühendada kaitstav ese alalisvooluallika negatiivse
poolusega - tekitada temast katood. Anoodiks aga kasutada suvalist
vanametallitükki. Autode kerega ühendatakse akumulaatori
negatiivne poolus, et tagasi hoida korrosiooni. Pinnases asetatakse
anood spetsiaalsesse ümbrisesse, mis koosneb koksi, kipsi ja NaCl
segust.
Anoodkaitse: Kasutatakse välist alalisvoolu allikat. Kaitstav objekt
ühendatakse alalisvooluallika posit. poolusega; neg. poolusega
ühendatakse sobivast materjalist nn. abielektrood. Objekti pinnale
tekitatakse komponentide oksiidide kiht. Anoodkaitse võimalik
ainult kui metall antud keskkonnas passiveerub ja passiivset olekut
saab säilitada välisvoolu abil. Kasutatakse Al sulamite, roostevaba
teraste ja vahel süsinikteraste korral, ka kroomnikkelterased
väävelhappe lahustes. Saab kasutada kõigi kergelt passiveeruvate
metallide ja sulamite korrosioonitõrjeks, ei kaasne ühegi metalli
lahustumist.
146. Korrosiooni inhibiitorid- toime, näited.
Inhibiitorite lisamine keskkonnale (karbamiid, urotropiin, NaNO2,
polüfosfaadid, kromaadid). Inhibiitorid vähendavad oluliselt
korrosiooni kiirust. Kasut. sageli tööstuses, kus metallid puutuvad
kokku happelahustega (ka näiteks katlakivi eemaldamise lahustes).
Lisatakse keskkonda, mis on vahetus kontaktis
metallkonstruktsiooniga. Näiteks automootorite jahutusvedelikud,
alusvärvid metallide värvimiseks, betoonides terasarmatuuri
kaitseks lisatakse betoonisegusse.
147. Korrosioonitõrje kuiva õhuga.
Metallipind puhas, sile → niiskus kondenseerub kui suhteline niiskus ~100%. Kui
metallipinnal on tolmu, roostet, mikropragusid toimub kondensatsioon ≈100% suhtelise
niiskuse juures.
Õhu suhtelise niiskuse vähendamine- tõsta temperatuuri, õhu kuivatamine silikageeliga.
Viimast kasutatakse kallite seadmete ja aparaatide transportimisel ja laos hoidmisel, ka
allveelaevades. Pakitakse hermeetilistesse silikageeli sisaldavatesse kilekottidesse.
Vähendab õhu suhtelist niiskust kuni 40-45%, mis pole korrosiooni seisukohalt ohtlik.
Dotsent Viia Lepane 21.12.2021
4
TTÜ YKI0150 2021/2022 õppeaasta kordamisküsimuste vastatud fail. Materjal lektori loengutest ja õpikust "Üldine keemia" (Atkins)
Sarnased õppematerjalid
32
pdf
Keemia kordamisküsimused 2020 2021 õppeaastal
Kordamisküsimused 2020/2021 õppeaastal
YKI0160 Keemia
1. Mateeria ja aine mõisted.
Mateeria- kogu meid ümbritseva maailma mitmekesisus oma nähtuste ja asjade koguga.
Mateeria peamised avaldumisvormid: aine ja kiirgus
Aine
on mateeria vorm, mis omab kindlat või püsivat koostist ja iseloomulikke omadusi
(vesi, ammoniaak, kuld, hapnik)
2. Aine massi jäävuse seadus.
1748 (M. Lomonossov) (Hiljem ka Lavoisier)
Reaktsioonist osavõtvate ainete mass on konstantne. Reaktsiooni astuvate ainete masside
summa on võrdne reaktsioonil tekkinud ainete masside summaga.
3. Energia jäävuse seadus.
1760
Energia ei kao ega hävi ega teki iseenesest, vaid üksikud energialiigid võivad muunduda
teisteks ekvivalentses suuruses.
1905 A. Einstein ΔE = Δm*c2
Süsteemi kogumass, mis koosneb ainemassist ja süsteemi energiale vastavast massist, on ajas
muutumatu suurus.
4. Keemilise elemendi-, keemilise ü
14
doc
KEEMIA KORDAMISKÜSIMUSED
1. Keemia põhimõisteid ja põhiseadusi
Keemia uurimisobjektiks on ained ja nende muundumised. Keemia on teadus ainete koostisest, ehitusest,
omadustest, muundumisest ja sellega kaasnevatest nähtustest. Keemia põhiseaduste avastamiseni jõuti 18. saj
lõpul, 19. saj alguses.
1.1 Massi jäävuse seadus
Suletud süsteemi mass ei sõltu selles süsteemis toimuvatest protsessidest. Lähteainete masside summa võrdub
lõppsaaduste masside summaga. (Laroiser, 1774a.) Keemilise reaktsiooni võrrandi kujutamisel avaldub seadus
selles, et reaktsioonivõrrandi mõlemal poolel peab elementide aatomite arv olema võrdne.
Reaktsiooni käigus aatomid ei kao ega teki ja et aatommass on püsiv, ei muutu ka ainete üldmass.
N: 2H2+O2=2H2O (2 mol/1mol/2mol -> 4g/32g/36g)
Reageerivate ainete masside summa võrdub lõppsaaduste masside summaga.
1.2 Energia jäävuse seadus
Energia ei teki ega kao. Suletud süsteemis on energia hulk konstantne. Energia on seotud massiga:
E= m*c2 (E- energiamuut; c2= 9*
3
doc
Keemia eksami spikker
1) Keemia põhimõisteid ja seadusi. vastavalt pöörlemissuunale. Kaks arvulist väärtust 1/2; +1/2. kirjutamisel nurk sulgudesse. Kui sisesfäär annab positiivset
1.1 Massi jäävuse seadus suletud süsteemi mass ei sõltu Aatomite eletronkihtidemahutavust iseloomustab: laengut on ta kompleks katioon, negatiivse laenguga, kompleks
toimuvatest protsessidest selles süsteemis. Keemilise reaktsiooni 1) W.Paul (1925) printsiip aatomis ei saa olla kahte täpselt anioon ja võib olla ka neutraalne. Kompleks ioonide laengu
võrrandi kirjutamisel avaldub seadus selles, et reaktsiooni ühesuguses energiaolekus st.ühesuguste kvantarvuga elektroni. neutraliseerivad vastasnimelise laenguga ioonid, mis moodustavad
võrrandi mõlemal poolel peab aatomite sümbolite arv olema 2) Energia miinimum peab elektronide aatomis olema
26
odt
Keemia kordamine
Keemia kordamine
1. Mateeria ja aine mõisted.
Mateeria- kogu meid ümbritseva maailma mitmekesisus oma nähtuste ja asjade koguga
Mateeria peamised avaldumisvormid: aine (mateeria eksisteerimise vorm) ja kiirgus
Keemia uurib ainete omadusi, nende koostist ja ehitust ning reaktsioone ainete vahel, mille
tulemusena moodustuvad uued ained
Keemia- teadus ainete muundumistest ning nendega kaasnevatest nähtustest.
1. Aine massi jäävuse seadus 1748 (Lomonossov)
Reaktsioonist osavõtvate ainete mass on konstantne. Reaktsiooni astuvate ainete masside summa on võrdne
reaktsioonil tekkinud ainete masside summaga.
2. Energia jäävuse seadus (1760)
Energia ei kao ega hävi ega teki iseenesest, vaid üksikud energialiigid võivad muunduda teisteks
ekvivalentses suuruses
3. Keemilise elemendi-, keemilise ühendi ja molekuli mõisted
Element - kogum ühesuguse tuumalaen
32
doc
Orgaaniline keemia
TARTU ÜLIKOOL
Füüsikalise Keemia Instituut
Erika Jüriado, Lembi Tamm
ÜLDKEEMIA
PÕHIMÕISTEID JA NÄITÜLESANDEID
Tartu
2003
SISUKORD
I. Keemiline kineetika ja keemiline tasakaal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
II. Lahused. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
III. Tasakaalud elektrolüütide lahustes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IV Soolade hüdrolüüs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
V. Redoksreaktsioonid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
VI. Metallide aktiivsus ja korrosioon. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
I. KEEMILINE KI
35
doc
Üldine ja anorgaaniline keemia
TARTU KIVILINNA GÜMNAASIUM
Koostas: Riho Rosin
Juhendas: Helgi Muoni
Klass: 10a
Tartu 2003
I AINE PÕHIKLASSID
LIHTAINED LIITAINED
Koosnevad ühe elemendi aatomitest Koosnevad mitme elemendi
(~ 400) aatomitest
Metallid Poolmet. Mittemet. Oksiid Hape Alus Sool
~90 5 19 CO2 HCl KOH KCl
Cu, Ag Ge, As, S, P, O2 K2O H2SO4 Cu(OH)2 NaHCO3
Sb CO Cu(OH)2
Al2O3 KA(SO4)2
Lihtainete arvukust tõstab allo
21
docx
Kordamisküsimusi valmistumisel keemiaeksamiks.
Kordamisküsimusi valmistumisel keemiaeksamiks.
1. Mis on keemia? Milline on keemia koht loodusteaduste süsteemis?
Keemia on teadusharu, mis käsitleb ainete koostist, ehitust ja omadusi ning
nende muundumise seaduspärasusi. Keemia- teadus ainete muundumistest ning nendega
kaasnevatest nähtustest
2. Aine massi jäävuse seadus. Aine massi ja energia vaheline seos.
Reaktsioonist osavõtvate ainete mass on konstantne. Reaktsiooni astuvate ainete masside
summa on võrdne reaktsioonil tekkinud ainete masside summaga.
· Aine mass ja selles sisalduv energia on omavahel seotud
· A. Einstein (1879-1955)
DE = Dm c2
3. Mille poolest erinevad füüsikalised ja keemilised nähtused? Milline on
nendevaheline seos?
· Füüsikalisi omadusi saab mõõta ja jälgida, reeglina ilma ainet ja tema koostist
muutmata. Keemilised omadused, on seotud aine koostise muutusega, keemiliste
reaktsioonidega (vesiniku põlem
23
pdf
Labori töövõtted-Kordamisküsimus ed
Labori töövõtted
vastused
1. Süsinikdioksiidi molaarmassi määramine
1. Kippi aparaadi tööpõhimõte. Reaktsioonivõrrand CO2 saamiseks Kippi aparaadis.
Kippi aparaat koosneb kolmeosalisest
klaasnõust. CO2 saamiseks pannakse
keskmisse nõusse (2) paekivitükikesi. Soolhape valatakse ülemisse nõusse (1), millest see voolab
läbi toru alumisse nõusse (3) ja edasi läbi kitsenduse (4), mis takistab lubjakivi tükkide sattumist
alumisse nõusse, keskmisse nõusse (2). Puutudes kokku lubjakiviga algab CO2 eraldumine
vastavalt reaktsioonile. Tekkiv CO2 väljub kraani (5) kaudu. Kui kraan sulgeda, siis CO2 rõhk
keskmises nõus tõuseb ja hape surutakse tagasi alumisse ning toru kaudu ka osaliselt ülemisse
nõusse. Kui hape on keskmisest nõust välja tõrjutud, reaktsioon lakkab. Puhta CO2 saamiseks
tuleks see juhtida veel läbi absorberi(te) (6), mille ülesandeks on si
Meedia
Kommentaarid (0)
Kõik kommentaarid