Upload
others
View
7
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
6.10.2021.
1
MATERIJALNI SISTEMI
Najkraća definicija hemije: Hemija je nauka o materiji i njenim promenama.
MATERIJALNI SISTEMI
U osnovi svega je MATERIJA.
Platon: ideja jerealna, a materija
je samo njena kopija.
Aristotel: idejno postaje realno i konkretno pomoću materije.
Stoici: vanmaterijalnog svetaništa ni ne postoji.
MATERIJA je sve što nas okružuje.U hemiji materija je sve što ima masu.
Oblici materije: fizičko polje i supstanca.
Ajnštajn: materija ima
dvojna svojstva -
- čestična i talasna
MATERIJALNI SISTEMIAGREGATNA STANJA
ČVRSTO TEČNO GASOVITO
Tečnosti imaju stalnu zapreminu, promenljiv
oblik i obično zauzimaju oblik suda u kojem se
nalaze.
Čvrsta telaimaju
definisan oblik i stalnu
zapreminu.
Gasovi nemaju ni stalnu zapreminu, ni stalan oblik -zauzimaju i zapreminu, i oblik suda u kojem se nalaze.s – čvrsto
l – tečnog – gasovitoaq – vodeni rastvorc – kristalno
6.10.2021.
2
MATERIJA
Supstance Smeše
Homogene
(RASTVORI)HeterogeneElementi Jedinjenja
HOMOGENI SISTEMI Koloidi
MATERIJALNI SISTEMI
Supstance imajukonstantan hemijski sastav i tačnoodređena fizička i hemijska svojstva
Smeše se sastoje od dve ili više supstanci; komponente
zadržavaju svoja hemijska svojstva, ali smeša pokazuje promenljiva fizička i hemijska
svojstva u zavisnosti od udela komponenti
MATERIJALNI SISTEMISUPSTANCE
Hemijski elementi (do danas 118 elemenata) osnovne hemijske supstance sastoje se od atoma istog rednog broja oblik materije koji ne može da se razloži na više
supstanci
Hemijska jedinjenja složene supstance sastavljene od dva ili više različitih
elemenata povezanih hemijskim vezama osnovna gradivna jedinka je molekul (kovalentna
jedinjenja) ili formulska jedinica (jonska jedinjenja) uvek sadrže iste elemente u istom masenom odnosu svojstva im se razlikuju od svojstava elemenata od
kojih su izgrađeni
MATERIJALNI SISTEMISUPSTANCE
Hemijski elementi
Hemijska jedinjenja
H2O NaCl
H2
6.10.2021.
3
MATERIJALNI SISTEMISUPSTANCE
Broj sintetisanih jedinjenja od 1965. do 2015. godine
MATERIJALNI SISTEMISMEŠE
Homogene smeše:jedna fazaisti sastavčestice < 1 nm
Heterogene smeše:više fazapromenljiv sastavčestice > 100 nm
gas-gas: vazduh
čvrsto-tečno: NaCl u H2O
gas-tečno: NH3 u H2O
tečno-tečno: C2H5OH u H2O
čvrsto-čvrsto: legura mesing
čvrsto-gas: smog
tečno-gas: magla
čvrsto-tečno: S u H2O
gas-tečno: pena
tečno-tečno: ulje u H2O
čvrsto-čvrsto: Zn i Cu
gas-čvrsto: stiropor
tečno-čvrsto: želatin
Faza je prostor jasno definisanih granica i uniformnih svojstava (u sva tri agregatna stanja).
MATERIJALNI SISTEMISMEŠE
mesing
bakar
cink
6.10.2021.
4
MATERIJALNI SISTEMISMEŠE
MATERIJALNI SISTEMISMEŠE
Sastav smeše se obično izražava masenim udelom:
Metode za razdvajanje smeša mogu biti fizičke i hemijskerastvarаnje sedimentacija i plivanjefiltriranje centrifugiranjedijaliza flotacijadestilacija magnetna separacijasublimacija kristalizacijafrakciona difuzija hromatografija ...
smeše
ii m
mw
MATERIJALNI SISTEMIRAZDVAJANJE KOMPONENATA SMEŠE
FILTRACIJA -razdvajanje tečno-čvrstih heterogenih smeša
CENTRIFUGIRANJE - razdvajanje tečno-čvrstih heterogenih smeša
6.10.2021.
5
MATERIJALNI SISTEMISMEŠE
UPARAVANJE - razdvajanje tečno-čvrstih homogenih smeša
DESTILACIJA - razdvajanje homogene smeše dve ili više tečnosti sa različitim temperaturama ključanja
frakciona destilacija - razdvajanje homogene smeše dve ili više tečnosti sa bliskim temperaturama ključanja
MATERIJALNI SISTEMISMEŠE
LEVAK ZA ODVAJANJE -razdvajanje heterogene smeše dve tečnosti koje se ne mešaju
SUBLIMACIJA - razdvajanje čvrsto-čvrstih heterogenih smeša u kojima jedna supstanca ima svojstvo da direktno prelazi iz čvrstog u gasovito agregatno stanje
MAGNETNA SEPARACIJA -razdvajanje čvrsto-čvrstih heterogenih smeša u kojima jedna supstanca ima feromagnetna svojstva
SVOJSTVA SUPSTANCI
SVOJSTVASUPSTANCI
EKSTENZIVNA
INTENZIVNA(ne zavise od
količine)
(zavise od količine)
masa, zapremina, pritisak, Gibsova energija, entropija, entalpija, težina, dužina, ...
HEMIJSKA: građa atomaili molekula, reaktivnost, termička stabilnost, kiselo-bazna svojstva, redoks svojstva, ...
FIZIČKA: boja, gustina, rastvorljivost, temperaturetopljenja i ključanja, toplotna i električnaprovodnost, ...
6.10.2021.
6
SVOJSTVA SUPSTANCIFIZIČKA SVOJSTVA
temperatura topljenja (Tt ili Tm) - temperatura na kojoj supstanca prelazi iz čvrstog u tečno stanje
gustina (ρ) - odnos mase i zapremine
boja - potiče od njihove selektivne apsorpcije zračenja iz vidljive oblasti elektromagnetnog spektra (400-700 nm)
rastvorljivost u određenom rastvaraču
ukus se u hemiji ne koristi za identifikaciju supstanci
temperatura ključanja (Tk ili Tb) - temperatura na kojoj u tečnosti dolazi do stvaranja mehurića ispunjenih parom
SVOJSTVA SUPSTANCIHEMIJSKA SVOJSTVA
ispoljavaju se kada supstanca učestvuje u hemijskoj reakciji
SVOJSTVA SUPSTANCIFIZIČKA I HEMIJSKA SVOJSTVA VODE
Tm = 0 oC Tb = 100 oC Rastvara CuSO4 Burno reaguje sa Na
6.10.2021.
7
MERENJA
Hemija je eksperimentalna nauka Rezultati merenja se izražavaju metričkim sistemom (decimalnim) Decimalni sistem se koristi i u Međunarodnom sistemu mernih jedinica (SI, fr. Système International d'Unités)
faktor prefiks oznaka faktor prefiks oznaka
106 mega M 10-3 mili m
103 kilo k 10-6 mikro
10-1 deci d 10-9 nano n
10-2 centi c 10-12 piko p
Prefiksi u metričkom sistemu:
MERENJA
Od osnovnih jedinica SI sistema u hemiji su bitne:
masa, m (=) kg (u hemiji češći g) količina supstance, n (=) mol temperatura, T (=) K (t (=) oC ne spada u jedinice SI sistema) dužina, l (=) m vreme, t (=) s
Od izvedenih jedinica SI sistema u hemiji su bitne:
pritisak, p (=) Pa = Nꞏm-2 = kgꞏmꞏs-2 ꞏm-2 = kgꞏm-1ꞏs-2
energija, E (=) J = Nꞏm naelektrisanje, q (=) C = Aꞏs zapremina, V (=) m3
gustina, ρ (=) kgꞏm-3 (u hemiji češći gꞏcm-3) koncentracija, c (=) molꞏm-3 (u hemiji češći molꞏdm-3)
MERENJAPOUZDANOST MERENJA
Tačnost merenja pokazuje odstupanje od prave vrednosti: merenja bliska „korektnimˮ (ili očekivanim) vrednostima su tačna merenja; tačnost pokazuje slaganje
Preciznost merenja pokazuje ponovljivost izvršenih merenja: međusobno bliska merenja jesu precizna merenja; preciznost pokazuje reproduktivnost
loša preciznost loša tačnost
dobra preciznost loša tačnost
dobra preciznost dobra tačnost
6.10.2021.
8
MERENJAZNAČAJNE CIFRE I PRIBLIŽNI BROJEVI
Značajne cifre nekog broja si svi prirodni brojevi od 1 do 9 i 0 ukoliko se nalazi na desnom kraju broja
15 g 2 značajne cifre
15,1 g 3 značajne cifre
15,02 g 4 značajne cifre
15,0 g 3 značajne cifre
0,015 kg = 1,5 ∙10–2 kg brojevi zapisani u eksponencijalnom obliku
0,015 kg 2 značajne cifrenule na levom krajubroja nisu značajne cifre
1,5 ∙10–2 kg 2 značajne cifre
MERENJAZNAČAJNE CIFRE I PRIBLIŽNI BROJEVI
NA = 6∙1023 mol–1 (osnovna škola)
Avogadrov broj:
NA = 6,02∙1023 mol–1 (srednja škola)
NA = 6,022∙1023 mol–1 (fakultet)
NA = 6,022137(4)∙1023 mol–1 (najprecizniji eksperiment)
Relativna atomska masa kiseonika:
Аr(О) ≠ 16
Аr(О) = 15,9994
Аr(О) = 16,00 4 značajne cifre!!!
MERENJAZNAČAJNE CIFRE I PRIBLIŽNI BROJEVI
Pravila zaokruživanja:
ako je cifra koja se odbacuje manja od 5, cifra na kojoj se vrši zaokruživanje se ne menja
▪ ako posle cifre 5 ne postoje cifre, a cifra ispred parna, ostaje nepromenjena
▪ ako posle cifre 5 postoje cifre, cifra na kojoj se vrši zaokruživanje se povećava za 1
ako je cifra koja se odbacuje veća od 5, cifra na kojoj se vrši zaokruživanje se povećava za 1
ako je cifra koja se odbacuje jednaka 5, postoje tri mogućnosti:
▪ ako posle cifre 5 ne postoje cifre, a cifra ispred neparna, povećava se za 1
3 značajne cifre12,34 12,3
3 značajne cifre12,36 12,4
3 značajne cifre12,351 12,4
3 značajne cifre12,350 12,4
3 značajne cifre12,35 12,4
3 značajne cifre12,45 12,4
6.10.2021.
9
OSNOVNI HEMIJSKI POJMOVI
n – količina supstance – jedinica mol: količina supstance koja sadrži onoliko elementarnih čestica koliko ima atoma u 12 g , tj. Avogadrov broj (NA = 6,022∙1023 mol-1) čestica
C126
)C(121 12
6
ar
m
mA
)C(121 12
6
mr
m
mM kg1066,1)C(
121
)a.m.u.a.j.m.( 27126
mu
M – molarna masa – jedinice: kg mol-1, g mol-1
Mr(H2O) = 18,02 M(H2O) = 18,02 g mol-1
Ar – relativna atomska masa – broj koji pokazuje koliko je puta prosečna masa atoma prisutnih u prirodnoj smeši izotopa neke elementarne supstance veća od 1/12 mase atoma C12
6
značajne cifre!!!
N = NA n gde je N broj čestica
m = M n gde je m masa supstance