b>
I ALKEEMIA - EELNE PERIOOD
IV saj.
Keraamika , metallisulatus. Looduse
teaduslik uurimine (eeldab eksperimentaalset lähenemisviisi) ei sobinud
antiikkreeklase mentaliteediga; “universaalne tööriist” oli
sõna.
Egiptlased
tundsid:
kulla metallurgiat, hõbeda saamist, vaske, pronksi, rauda, pliid,
elavhõbedat, keraamikakunsti, klaasi,
rasv + taimetuhk
seep ,
kangaste värvimist, nahaparkimist, toiduaine- tehnoloogiat, paljusid
medikamente, kosmeetikat, lubi ehitusmater.
II ALKEEMIA
PERIOOD IV
- XVI saj. Terviklik keskaegne kultuurinähtus, mitte vähe ja
veidralt arenenud keemia. See, mis alkeemias ühtib keemiaga (ainete
ja nende omaduste eristamine, reaktsioonide
läbiviimine ,
keemialaborile sarnane sisseseade jne.) ei olnud alkeemias eesmärk
omaette . Tähtis oli, et alkeemik elaks läbi jumaliku loomishetke,
arendaks endas jumalikke jooni (täiustuks).
III KEEMIAVALDKONDI ÜHENDAV PERIOOD
XVI
-XVIII saj.loodi eeltingimised keemia
kui
teaduse
tekkeks.
Robert Boyle
-Teadusliku
keemia alused
Galileo
Galilei
-
“esimene päristeadlane”
1)Iatrokeemia
etapp:
“meditsiiniline keemia”
2)
‘Pneumaatilise
keemia’ etapp: gaasid
-
Boyle
ja
Mariotte:
rõhu mõju gaasi ruumalale
- Palju hiljem
Volta
ja
Gay- Lussac :
temperatuuri mõju
J.B.
van Helmont
võttis
kasut.. termini
gaas
ja uuris CO2
Robert
Boyle
-
iiri teadlane ja
filosoof , Keemia
kui
iseseisev
ala -
temast alates.
Joseph
Black:
CO2
ja karbonaatide edasised uuringud (CO2
neeldumine leelistes)
Giuseppe
F.Fontana:
hakkas laialdasemalt kasutama gaaside mõõtmise seadmeid, uuris NO ja veegaasi.
Daniel Rutherford :
eraldas õhust N2
Joseph
Priestley:
avastas
O2
(sõltumatult Carl Scheele)
3) Flogistoniteooria etappFlogiston
(G.Stahl’I
järgi) - kõigi põlevate (oksüdeeruvate) ainete
komponent , mis
põlemisel eraldub. FT loojaks
Georg
Ernst Stahl Henry Cavendish
sai
ja kirjeldas H2 määras selle tiheduse, H2+õhk
puhas vesi.
Carl
Wilhelm Scheele sai
O2
ja uuris põhjalikult. Mõistes O2
osa põlemisprotsessides. Eraldas või sünteesis esimesena mitmeid
As, F, Mo, W ühendeid,
anorg . ja org. happeid: HCN, H3AsO4,
H2SiF6,
oblik-, viin-, õun-, sidrun-, kusi- ja gallushapet, glütseriini jt.
Mihhail
Lomonossov
-Massi
säilivuse seadus keemil.
reakts . soojuse kineetiline teooria
4)
Flogistonivastase teooria etapp
-XVIII saj.
Antoine
Laurent Lavoisier
hapniku
tegelik roll põlemis- ja oksü. Reaktsioonides, lihtainete uus
tõlgendus, keemil. elemendi mõiste täpsustus, “aine säilivuse
seaduse” eksperimentaalne tõestus, flogistoniteooria vastane
võitlus, keemianomenklatuuri loomine jm.
Claude
Louis Berthollet
kasutas
esimesena kloori pleegitamiseks,. Massivahekordade uuringud.
Martin
Heinrich Klaproth
Avastas U ja Zr , osales Ti ja Ce avastamisel. Uuris Sr, Cr ja Te
ühendeid. Tõestas raudmeteoriitide Ni-sisalduse.
IV KVANTITATIIVSETE SEADUSTE PERIOOD
1800 -1860
Joseph
Louis Proust
,John
Dalton ,Joseph
Louis Gay-Lussac
,
Amadeo
Avogadro J.B.Richter, H.Hess, E. Mitscherlich jt.
Koostise
püsivuse seadus
(Proust,
Dalton)
-
Igal
keemilisel ühendil on kindel kvalitatiivne ja kvantitatiivne
koostis, see ei sõltu ühendi saamisviisist.
Kordsete
suhete seadus
(J.Dalton, 1808) - Kui
kaks keemilist elementi moodustavad teineteisega mitu ühendit, siis
ühe elemendi ühe ja sama massiga seotud teise elemendi
massid (nendes erinevates ühendites) suhtuvad üksteisesse nagu lihtsad
täisarvud.
Ruumalaliste
suhete seadus
(Gay-Lussac, 1808) - Püsivatel
tingimustel suhtuvad reageerivate gaaside
ruumalad üksteisesse ja
reaktsioonis tekkivate gaaside ruumaladesse nagu lihtsad täisarvud.
Avogadro
seadus
(A.Avogadro,
1811) - Samal
rõhul ja temperatuuril sisaldavad erinevate gaaside võrdsed
ruumalad ühesuguse arvu molekule.
StanislaoCANNIZZARO-itaalia
keemik . Esitas keemiliste põhimõistete süsteemi, aatommasside
ratsionaalse süsteemi, määras ja põhjendas paljude elementide
aatommasse, piiritles Avogadro seaduse alusel selgelt
mõisted
aatom ,
molekul ja
ekvivalentV
KAASAEGSE KEEMIA PERIOOD 1860
– seniajani
Elementide
klassifikatsioon ja
perioodilisusseadus (D.Mendelejev jt.) ; Füüsikaline keemia:
elektrokeemia, lahuste teooria, keemiline termodünaamika ; Aatomi
ehituse teooria; aine süvastruktuur ; Füüsikalised
uurimismeetodid ;
Keemiatööstus KEEMIA
- teadus ainetest ja nende muundumise seaduspärasustest. Ümbritseva
maailma aineline aspekt.
Keemilised
reaktsioonid
- ainete
sellist
laadi muund , kus tekivad või lagunevad aatomitevahelised
keemilised sidemed,
kusjuures aatomite liik (keemiline element) ei
muutu;
aatomites toimuvad muutused välistes elektronkihtides.
Rutherfordi planetaarne aatomimudel
selgitas
-osakeste
hajumisnähtusi kuid ei selgitanud aatomi stabiilsust ega
aatomispektrite katkendlikkust
Need
pobleemid ületas
Niels Bohr+3postulaati elektron -1, prooton +1Isotoobid: ühesugune
tuumalaeng (sama element) erinev massiarv
Isobaarid
(‘samarasked’): ühesuguse massiarvuga erinevad
keemil.elemendid
Massidefekt
- Aatomi
mass
peaks
võrduma stabiilsete
komponentosakeste (elektronid, prootonid, neutronid) massiga.
Tegelikult esineb kõigi elementide puhul ‘puudujääk’ (
1%). Massidefekti moodustab energiana eraldunud massi osa:
E
= mc2
E
– energia ; m – mass ; c - valguse kiirus
vaakumis Energia
ja massi ekvivalentsuse seadus
(Einstein, 1905)
Radioaktiivsus
-
keemil.
elementide aatomituumade iseeneslik
lagunemine . Avastas: H.Becquerel
(1896).
Radioakt .
lagunemine
ei
sõltu otseselt välistingimustest
Poolestusaeg
-
sõltumatu
radioakt. aatomite algkogusest ja määratud lagunemise konstandiga
,mis
eri tuumade puhul drastiliselt varieeruvad
Esimene
tehis-tuumareaktsioon (Rutherford,1919)Tuumareaktorid
toodavad
paljusid
radioisotoope -
kasutamine loodusteadustes ja
meditsiinis: (keemil. Reaktsioonimehh.-
de
uurimisel , organismi
füsioloogia , meditsiinis, tööstuses)
Mateeria dualistlik avaldumine -
Elektronidega
põrkuvate -kvantide
impulss muutub täpselt nii, nagu kahel põrkuval osakesel:
põrkumisel muutub -kvandi
suund ja kasvab lainepikkus
(Compton, 1933)
“Elektronpilv”
- elektroni negat. laengu jaotustiheduse ruumiline kuju aatomis
Orbitaal
- elektronide jaotustiheduse kuju kus 2
on suur, seal elektroni esinem. tõenäosus kõrge ja vastupidi,
sõlmpindadel
2
= 0
2
(x,y,z)
- lainefunktsiooni ruudu
sõltuvus ruumikoord.-dest : iseloomustab
elektroni esinemise tõenäosust tuuma ümbritsevas ruumis –
koordinaadistikus ja koordinaattelgede alguspunktiks on aatomituum
Peakvantarv
n
- mistahes täisarvul. väärtused 1 …
- määrab elektronorbitaali
energia ja iseloomustab elektroni tõenäoseimat kaugust tuumast.
Orbitaalkvantarv
l - täisarvul. väärtused 0, 1, 2 … (n-1) - määrab orbitaali
kuju (koos peakvantarvuga)
Magnetkvantarv
ml
-
posit.
või negat. täisarvul. väärtused vahemikus ml = -1, -2, … 1, 0, -1, -2 …
Spinn - kvantarv e. spinn:
+1/2 või -1/2 näitab,
kas elektroni magnetmoment on magnetvälja suunaline või on ta
sellega risti.
Erineva
spinniga elektronide olemasolu kahekordistab elektronide arvu,
mis
mahub mingile konkreetsele orbitaalile.
Aatomite
elektronkihtide mahutavus : Pauli printsiip
(W.Pauli, 1925)
aatomis
ei saa olla kahte täpselt ühesuguses energiaolekus asuvat, s.t. ühesuguste kvantarvudega elektroni.
(kui
ühtivad kolm kvantarvu n, l, ml,
siis peab spinn olema erinev)
Vastavalt
Pauli printsiibile mahub ühele ja samale orbitaalile, mida
iseloomustab kvantarvude n, l ja ml
kindlate väärtuste kogum, kaks vastupidise spinniga elektroni, mis
moodustavad
elektronpaari.
Hundi reegel -
Orbitaalide täitumise järjekord
Ühesugust
tüüpi
orbitaalid (n ja l väärtused orbitaalidel samad, ml
aga erinev) täituvad
esmalt ühesuguse spinnkvantarvuga
elektronidega.
Keemiline reaktsioon
- keemil. sidemete katkemine lähteainete ja uute sidemete
tekkimine saaduste molekulides
Elektronegatiivsus
- sobiv suurus elektronisidumisvõime iseloomustamiseks aatomites
(L.Pauling, 1932).
Tänapäeval-
seostatakse EN
vastava aatomi ionisatsioonienergia ja elektronafiinsusega (nende
poolsummaga)
mittepolaarne
(homöopolaarne) side
polaarne side
- Keemiline
side on seda polaarsem, mida erinevamad on elementide
elektronegatiivsused. Kõige polaarsem side: leelismetalli ja
halogeeni aatomite vahel
Kovalentne side
-ühe
või mitme valentselektroni üheaegne toime mõlema
osaleva aatomituumaga. Kovalentse sideme moodustumisel määrab valentsi
mitte paaristumata elektronide arv valentskihis vaid
valentsorbitaalide üldarv.
Sigma -
ja piiside
- Kõiki
neid
sidemeid , mis moodustuvad aatomituumasid ühendava sirge sihis
ja on sirge suhtes telgsümmeetrilised, nimetatakse
-sidemeteks
ja
-sidemeks
nim
neid sidemeid kus d-elektronide osalusel tekkivates ühendites
keemiline side moodustub paralleelselt orienteeritud orbitaalide
külgkattumise teel.
Vesinikside
(VS)
reeglina
10-20 korda nõrgem kui kovalentne side, alati osaled sidemes H
aatom.
Vesinikside
vees
- Vee
molekulis on mõlemad O-H sidemed polaarsed, mõlema vesinikuaatomi
s-orbitaalid osaliselt vabad, O aatomil kaks vaba (sidemetes
mitteosalevat) elektronpaari.
Mõju
- molekulide
assotsiatsioonile/dissotsiatsioonile, ainete lahustumisele,
kristallumisele, molekulide, eriti makromolekulide konformatsioonile.
Vesiniksideme
esinemine/puudumine mõjutab aine omadusi - vesiniksideme
tõttu on kõrge elektronegatiivsusega elementide ühenditel
anomaalselt kõrged keemis- ja sulamistemperatuurid.
Metalliside
(MS)
on
keemiline side, mis on tingitud nn. elektrongaasi
(valentselektronide) vastastoimest
kristallivõre positiivselt laetud
ioonide skeletiga.
Doonoraktseptorside
kompleksühendites
(koodrinatsiooniline
side
koordinatiivsetes
ühendites
)
-
keemiline
side kompleksühendites, kus üks või mitu aatomit moodustavad
suurema arvu sidemeid, kui seda võimaldab nende aatomite kõrgeim
formaalne valents . Kompleksühendi
sisesfäär on üldiselt püsiv, seda püsivust iseloomustatakse
ebapüsivuskonstandiga.
Carl
Claus –
plaatinametallide kompleksühendid, Ru avastamine jm
Alfred Werner
-
üldistas tollal tuntud teadmised kompleksühendite
kohta, lõi kompleksühendite
koordinatsiooniteooria
Perioodilisusseadus
(D.Mendelejev, 1869)Klassikaline
PS -
Elementide
omadused, aga seetõttu ka nende poolt moodustatud
lihtsate ja
keeruliste kehade omadused asuvad perioodilises sõltuvuses nende
aatomkaalust.
Kaasaegne
PS
- Keemiliste
elementide ja
nendest moodustunud liht- ning
liitainete omadused on
perioodilises sõltuvuses aatomite tuumalaengust (järjenumbrist)
Mendelejevi perioodilisusseaduse peamine puudus:
ei olnud sügavamat teaduslikku põhjendust, oli vaid konstateering.
Põhjendus selgus alles seoses aatomi siseehituse tundmaõppimisega.
s-elemendid
(H, He,
leelis ja leelismuldmetallid + Be, Mg tüüpi elemendid)
p-elemendid
(halogeenid,
väärisgaasid jt (va He))
,
d-elemendid
(siirdeelemendid)
f-elemendid
(lantanoidid,
aktinoidid, reasisesed elemendid)
Oksüdatsiooniaste
= aatomi formaalne laeng ühendis korreleerub hästi
perioodilisussüsteemiga.
(Tavaliselt
ühtib elemendi maksim. oksüdatsiooniaste tema rühma numbriga)
Litosfäär (
maakoor )
- Suhteliselt õhuke (5 - 70 km) - siit saab inimkond kogu
keemilise
tooraine :
kütused, metallid,
soolad (eriti Na- ja K-
kloriid , Na2CO3,
Na2SO4,
CaSO4
jpt), ehitusmaterjalid (eriti SiO2,
kivimid, savid,
lubjakivi
CaO), tooraine keemil. sünteesiks (eriti
plastid , lõhkeained
kaevandamiseks,
määrdeained ,
ravimid jpt.)
84%
maakoorest: 3 elementi - O 47% , Si 29,5%, Al 8,05%
Levinud
metallid on ka (sisaldus %-des): Fe (4,65%), Ca (2,96%), Na(2,5%),K
(2,5%), ülejäänud 85 elementi kokku alla 1%
Looduses on elemendid peamiselt
ühenditena. Lihtainetena: Au, Pt, Ag, Cu, S, C, õhu
komponendid, He, Hg jmt.
Hüdrosfäär
71% Maa pinnast (vedelas või tahkes olekus)
Ookeanivees
keskmiselt
3,5% lahustunud
sooli (Läänemeres 0,2 … 1,6%, suurenedes Taani
väinade suunas). Sooladest kõige rohkem halogeniide (85%, peam.
Cl-),
vähem sulfaate (11%) ja karbonaate (0,3%). Katioonidest leidub peam.
Na+,
Mg2+,
K+,
Ca2+
ja Sr2+,
teisi alla 10-5
%.
Siseveekogude
vees
on 0,05% lahustunud sooli, peam. karbonaate (80% sooladest). Vees
lahustunud O2
(N2
lahustub vähem) - oluliselt tähtis elusorganismidele.
Biosfäär
-
elusorganismide toime sfäär (kogu hüdrosfäär, osa lito- ja
atmosfäärist) Biosfääris kulgevad elementide ja liitainete
ringlusprotsessid
(tavaliselt eristatakse O, C, N, P ja H2O-ringet;
tegelikult ringe palju laiem -
vaid inimeluga võrreldes aeglane)
Ohtlik
on “pihustumine” väljumine praktilise kasutuse sfäärist:
eriti Sn, Ag, Au, Pt ja
plaatinametallid, U, kütused
Universum Kosmilises
ruumis, teistel planeetidel, tähtedel jm. - hoopis erinev
elementkoostis kui Maal. Kosmiline ruum üldiselt: 71% H ja 28% He,
teisi elemente kokku
1%.
Agregaatolek
-
aine olekuvorm, mille määrab molekulide soojusliikumise laad.
Välistingimuste (rõhu, t)
muutumisel siirdub aine pidevalt või hüppeliselt ühest
agregaatolekust teise (s.o. faasisiire).
Agregaatolekuid
on 4:
gaasiline, vedel, tahke,
plasma -olek
Plasma
–
osaliselt või täielikult ioniseeritud gaasitaoline olek; käitumist
uurivad
spetsiifilised teadusharud
Gaasid
-
tihedus väike, mistõttu molekulidevahel. seosejõud nõrgad,
molekulide liikumine
korrapäratu, peaaegu vaba, täidavad ühtlaselt suvalise ruumi.
Tahkised
-
tihedus
suur, molekulide väike
võnkumine ümber tasakaaluasendi
Vedelikud
-
nende kahe vahepealsed, võnkumisele lisandub (tahkistega võrreldes)
suht aeglane
kulgliikumine . On kindla ruumalaga kuid kindel kuju
puudub.
viskoossus -
väljendab
vedelikukihtide hõõrdumist, kah temp tõustes
pindpinevus
- pinnakihi
osakeste jõuväljad jäävad kompenseerimata (pinnakihi pot.en.
suureneb ja see avaldab
survet sisemassile)
difusioon
- väljendab vedelikumolekulide dünaamilisust.
van
der Waalsi jõud
- neutraalsete
molekulide vahel toimiv
Ep = Eor
+ Eind + Edisp
molekulide vastastoime
pot.koguenergia = orientats.energia + indukts.energia +
dispersioonienergiia
Gaasiseadused
- Funktsionaalsed seosed gaaside rõhu, temperatuuri, ruumala (olekuparameetrite)
vahel.
Ideaalgaas
-
lihtsustatud mudel, reaalsuselähedane.
Gaasi
molaarruumala -
Vm
- 1 mooli gaasi ruumala standardtingimustes
Vm
= 22,4 lOsarõhkude
(partsiaalrõhkude) seadus
(J.Dalton,
1801):
gaasisegu
üldrõhk (P) võrdub kõikide komponentide osarõhkude (pi)
summaga . P = p1
+ p2
+ … pn
= pi
Osarõhk
-
rõhk, mida segukomponent omaks, kui ta (antud t-ril)
üksinda täidaks segu koguruumala.
Reaalgaasid
-
Erinevalt
ideaalgaasist on kõik reaalgaasid muudetavad
vedelateks ja
tahketeks -
küllalt kõrgel rõhul ja madalal t-l.
Reaalgaasidel esineb kriitiline
olek,
millele vastavad igale gaasile iseloomulikud
kriitilised parameetrid :
Tk,
Pk,
Vk Kriitilises
olekus kaob faasidevaheline eralduspiir (erinevus
gaas -vedelik kaob).
Amorfsed ained
-
kristallivõre puudub, kuid omavad (praktil.) kindlat kuju
(silikaatklaas, pigi, paljud org.
polümeerid )
Vedelad
kristallid
-
omaduste anisotroopsus
(vedelikud, kuid säilinud kaugmõju elemendid.
Kristallilisus
on tahke aine oleku vorm, milles aineosakesed (molekulid,
ioonid ,
aatomid ) moodustavad korrapärase perioodilise kolmemõõtmelise
struktuuri: toimub vaid teatud võnkumine tasakaaluasendi
ümber.
Need tasakaaluasendi punktid moodustavad kujutletava ruumilise
kujundi – KRISTALLIVÕRE on mudel.
Kristallivõred klassifitseeritakse
osakeste geomeetrilise paigutuse põhjal - aluseks võre sõlmpunktide
sümmeetria
230 kristallivõre tüüpi - 32
klassi - 7 kristallisüsteemi
Polümorfism
–
sama aine võib esineda erinevates kristallvormides.
Isomorfism
- erinevatel ainetel ühesugune kristallvorm
(tingimused: sarnane ehitus,
lähedased ioonide mõõtmed)
Sulamid
- Tekivad
vedelas olekus üksteises lahustuvate ainete tahkumisel. (
metall - metall , metall -mittemetall,
hape – happeline
oksiid ,
oksiid –
oksiid, keerulised looduslikud kivimid, tööstuslikud šlakid).
Mitmekomponentsed
füüsikalis-keemilised süsteemid, mis koosnevad ühest või mitmest
tasakaalulisest faasist.Eksotermilistes
reaktsioonides
(
soojus eraldub) - U väheneb
Endotermilistes
reaksioonides
(
soojus neeldub) - U kasvab
qv
= U, qv
- isokoorse reaktsiooni
soojusefekt ; U
- saaduste ja lähteainete siseenergiate erinevus.
Termokeemiavõrrand
-
reaktsioonivõrrand , mis sisaldab soojusefekti väärtust.
Soojusefektide väärtused (teatmeteostes) - antud ühtse
standardoleku
suhtes. Termokeemiavõrranditesse kirjutatakse ka aine agregaatolekud
(sageli ka kristallvormid) - nendest oleneb soojusefekti väärtus.
Hessi
seadus:
Summaarne entalpia muut keemilises reaktsioonis ei sõltu selle reaktsiooni
toimumise teest ega vahe-etappidest. Reaktsiooni
entalpia = saaduste tekke-entapia – lähteainete tekke-ent.
Põlemissoojus
ühe
mooli aine täielikul põlemisel vabanev soojushulk
Orgaanilise aine põlemisel -
iga koostiselement põleb ära “eraldi”
H
H2O
; C CO2
; S
SO2
Sidemeentalpia
e.
sidemeenergia (SE)
- keemiliselt seotud aatomite eraldamiseks (sideme lõhkumiseks)
kuluv energiahulk ; seesama energiahulk vabaneb sideme moodustumisel
Termodünaamika
(TD) -
füüsika haru, mis käsitleb soojusnähtusi ja nende seost aine
füüsikalis-keemiliste omadustega.
TD
I printsiip
- energia jäävuse seadus:Energia
vabanemine või
neeldumine reaktsioonil põhjustab muutuse reaktsioonisaaduste
energias. Sellest järeldub siseenergia U kui olekufunktsiooni
olemasolu.
TD
II printsiip
määrab
iseeneslike (spontaansete) protsesside suuna
Põhimõte: soojus ei saa
iseenesest minna külmemalt kehalt soojemale; ei ole võimalik
ehitada perioodiliselt töötavat soojusjõumasinat, mille tegevuse
ainus tulemus on soojuse muundumine tööks.
- väljendab protsesside
suundi, tasakaaluolekuid
- võimaldab määrata ainete
reaktsioonivõimelisust ja reakts. tulemust
TD
III printsiip
määrab süsteemide käitumise absoluutse nullpunkti läheduses.
Reaktsioonientroopia
- entroopiamuut keemilises reaktsioonis
s.o. reaktsioonisaaduste
entroopiate summa
miinus lähteainete entroopiate summa.
Gibbsi energia
- entalpiat ja entroopiat ühendav termodünaamiline funktsioon
G
= H - TS ; G - Gibbsi energia ; H – entalpia ; S –
entroopia . Gibbsi
energia abil on mugav väljendada keemiliste protsesside tasakaalu.
Tasakaalureaktsioonid-
Selliste reaktsioonide tasakaaluolekut kirjeldab
tasakaalukonstant K, mis
arvestab reaktsioonivõrrandi kordajaid.
H2
(g) + I2
(g) = 2HI (g) ; K = HI2
: H2I2
Tasakaalukonstant
1)
on
murd , mille
lugejaks
on reaktsioonisaaduste tasakaalu- kontsentratsioonide korrutis ja
nimetajaks
lähteainete
tasakaalu- kontsentratsioonide korrutis; seejuures on
kontsentratsiooni- väärtuste astendajateks reaktsioonivõrrandi
koefitsiendid.
2)väljendab
reageerivate ainete ja reaktsioonisaaduste kontsent- ratsioonide
kindlat
vahekorda keemilise tasakaalu olekus.
3)
on
reaktsioonile iseloomulik konstant, mis ei
olene reagentide kontsentratsioonidest (oleneb
temp.-st). Reaktsioonisegu mis- tahes komponendi lisamisel või
eemaldamisel nihkub keemiline tasakaal
selliselt , et K säilitab
esialgse väärtuse.
Reaktsiooni
molekulaarsus -
Väljendab
reaktsiooni elementaaraktis osalevate molekulide arvu.
Monomolekulaarne
reaktsioon
-
elementaaraktis osaleb üks
molekul .
Bimolekulaarse
reaktsiooni - elementaaraktis
osaleb kaks molekuli.
Trimolekulaarse
reaktsiooni
- elementaaraktis põrkuvad kolm molekuli,
Van’t
Hoffi reegel:
temperatuuri tõusule 10 K vastab reaktsiooni kiiruse kasv 2-4 korda
(kehtib ainult teatud reaktsioonide korral ja “sobivas”
temperatuurivahemikus)
Katalüsaator
- keemilise
reaktsiooni kiirust mõjutav aine. Katalüsaatorid on selektiivsed.
Katalüsaator
ei muuda tasakaaluolekut ega saa põhjustada termodünaamiliselt
võimatut reaktsiooni, saab
kiirendada vaid võimalikke reaktsioone. Vähendab energiabarjääri
(aktiveerimisenergia väheneb), ei muuda süsteemi alg- või
lõpp-oleku energeetilist nivood.
Kolloidlahused
-
iseloomulik
heterogeensus :
dispergeeritud
faasil (kolloidosakestel) ja dispersioonikeskkonnal on erinevad
omadused.
Lüofoobsed kolloidid
(lüofoobne - “lahustit kartev”) - dispergeerunud osakesed nõrgas
vastastoimes
lahustiga, seetõttu suhteliselt ebapüsivad.
Lüofiilsed
kolloidid (lüofiilne
- “lahustit armastav”) - osakesed tugevas vastastoimes DK-ga.
Moodustuvad sageli aine ja vedeliku segamisel. Püsivamad kui
lüofoobsed kolloidid.
Adsorptsioon
-
aineosakeste kogunemine faasi sisemusest
faaside piirpinnale.
On iseeneslik protsess, kaasneb energia eraldumine (eksotermiline)
Põhjus:
adsorbendi pinnakihi osakeste jõuväli jääb kompenseerimata ja
seetõttu on pinnal lisaenergia (pinnaenergia) võrreldes
sisekihtidega).
Protsessi
eksotermilisuse tõttu väheneb adsorbeerunud aine hulk temperatuuri
tõusmisel ja suureneb temperatuuri alanemisel.Kemosorptsioon
-
pinnal (adsorbendi ja adsorbaadi vahel) tekib keemiline side. Kui
keemiline side on tugev - mittepööratav protsess
Raoult’I
seadus
- komponendi
aururõhk vedela lahuse kohal on võrdne vastava puhta komponendi
aururõhu ja tema kontsentratsiooni korrutisega lahuses
.
Raoult’I
seadus mittelenduva aine lahuse kohta: aururõhu
suhtelinelangus on võrdeline lahustunud aine moolimurruga lahuses
Osmoos
(
kr.
- tõuge, surve) - aine
iseeneslik kandumine läbi poolläbilaskva membraani, mis eraldab
kaht erineva kontsentratsiooniga lahust.
Dissotsiatsioon
-
osakeste jagunemine, lagunemine väiksemateks
Elektrolüütiline
dissotsiatsioon
(S.
Arrhenius, rootsi keemik) - lahustunud aine molekulide täielik või
osaline lagunemine katioonideks ja anioonideks
.ED
erijuhtum
- ioonsete kristallide lagunemine vastasnimelisteks ioonideks
lahustumisel (või sulatamisel). Ioonid saavad tekkida ainult
paaridena (vastasnimelistena)
Reeglina toimub ED polaarsetes
lahustites (näit. Vees) ja selle käigus katkevad molekulide kõige
polaarsemad sidemed.
Elektrolüüdid
- ühendid, milles aatomid on seotud ioonil. või tugevalt polaarse
keemil. Sidemega. Jagatakse 1) sümmeetrilisteks ja
ebasümmeetrilisteks 2) dissotsiatsiooniastme alusel (iseloomustab
dissotsiatsiooni määra)
Nõrgad
elektrolüüdid
-
molekulid ei ole lahuses täielikult dissotsieerunud; pöörduv
protsess.
W.
Ostwaldi lahjendusseadus:
lahuse lahjendamisel suureneb elektrolüüdi dissotsiatsiooniaste
(nõrga elektrolüüdi
dissotsiatsioon ioonideks on seda täielikum, mida lahjem on lahus)
Tugevad
elektrolüüdid - Tugevate
elektrolüütide lahused koosnevad ainult
ioonidest. OM: Hea
elektrijuhtivus , mis kõrgetel kontsentratsioonidel väheneb
Ioontugevuse
reegel
- Ühesuguse
laenguarvuga ioone moodustavate elektrolüütide korral on ühesuguse
ioontugevusega lahjendatud lahustel ka ühesugune aktiivsustegur
Lahustuvuskorrutis
(K1)
-
Rasklahustuva
elektrolüüdi küllastunud lahuses on tema ioonide
kontsentratsioonide korrutis kindlal temperatuuril jääv suurus.
Mida
väiksem on K1,
seda väiksem on sademe
lahustuvus (sama tüüpi elektrolüütide
korral). Lahustuvuskorrutised (seega ka lahustuvused) võivad eri
ainetel olla
väga erinevad (mitmekümne
suurusjärgu ulatuses).
Lavoisier seostas happelisust hapnikusisaldusega
Liebig
- hapete vesinikteooria (
vesinik asendatav metalliga)
Arrhenius
- elektrol . dissots. teooria, mille järgi
happed ja alused
dissotsieeruvad lahuses vastavateks ioonideks.
Brnstedi-Lowry
üldistatud prootoniteooria (1923):molekuli
või iooni
happelised omadused
seisnevad võimes loovutada
prootoneid teisele
osakesele.
Järelikult:
esinevad
nii molekulaarsed kui ioonilised happed ja alused ;
happelisus ja aluselisus sõltub
konjugeeritud paarist, võimaldab arvutada hapete tugevust.
Vesinikeksponent
(pH):
Happelisust-aluselisust
ebamugav väljendada arvu 10 astmetena; S.Sorensen (1909):
vesinikeksponent
pH = - log aH
Lahuse
pH:
selles lahuses sisalduvate vesinikioonide aktiivsuste negatiivne
kümnendlogaritm
Ioonireaktsioonide lõpuni kulgemise tingimused:Tekib
vähelahustuv
sade: Tekib lenduv ühend: Kompleksiooni moodustumine: Vähe
dissotsieeruva ühendi teke:
(neutralisatsioonireaktsioonid (tugev hape + alus) või nõrga happe väljatõrjumine tugeva
happega)
Redoksreaktsioonid
- Keemil.
reaktsioonid on vahetus- või redoksreaktsioonid. RR : elementide
oksüd.-aste muutub reakts. käigus :
üks oksüdeerub, teine
redutseerub (elektronkanne)
Oksüdeerija
seob elektrone
,
redutseerija loovutab elektrone.
Aktiivsem
metall oksüdeerub, passiivsem redutseerubRedoksreaktsioonide
(RR) liigitus 1)Molekulide
(ioonide) vahelised-
muutuvad
eri
molekulide
või ioonide koostisse kuuluvate aatomite o.-a.-d.
2)
Molekulisisesed
-
muutuvad ühes ja samas molekulis elemendi eri aatomite o.-a.-d
3)Disproportsioneerumisreaktsioonid-
muutub ainult ühe elemendi o.-a.: osa selle elemendi aatomitest
oksüdeerub, osa redutseerub.
4)
Tavaliselt
on osa aatomeid oksüdeerijad, osa redutseerijad- seejuures on
aatomite
liike tavaliselt
2 või 1.
Kõik kommentaarid