Portofoliu

la chimie

Tema:

Substantele din jurul nostru

Elaborat de elevul

clasei a 8-a “A”Leșan Alexandru

Clasele principale de compuși anorganici

Reprezentanții claselor de compuși anorganici și substanțe simple utilizați frecvent in viața cotidiană, prezenți în aer, apă, sol și legătura genetică dintre

clasele de compuși anorganici.

Toate substanțele conoscute formează două grupuri mari: substanțe anorganice și substanțe

organice.

Substante chimice:

Substanțe anorganice: Sunstanțe oragnice:Fe, Zn, Fe2O3, ZnO, H2O, CH4, C2H6. C2H5OH,

HCl, H2SO4, ZnCl2...... CH3OCH3, CH3NH2......

Substanțele anorganice sînt formate din atomii unuia sau a deferitelor elemente.

Substațele organice sînt formate din atomii diferitelor elemente, obligatorie fiind prezența atomului de carbon. Deci, putem spune, că

substanțele organice sînt compuși ai carbonului.

Substanțele organice se conțin în organismele vegetale și animale, în produsele de hrană, medicamente, coloranți, țesături. Substanțele

organice sînt cu mult mai multe la număr, decît substanțele anorganice. Se cunosc cîteva milioane de substanțe organice și numai

cîteva sute de mii de substanțe anorganice.

Substanțele organice nu pot fi stricta delimitate de substanțele anorganice. Unii compuși ai carbonului (CO, CO2, H2CO3, CaCO3, ...) au proprietăți caractersitice substanțelor anorganice. Din substanțele

anorganice se pot forma substanțe organice (de exemplu, procesul de fotosinteză) și invers (la ardere). Substanțele anorganice se

divizează în două grupe: subastanțe simple și substanțe compuse.

Substantele anorganice

Substanțe simple: Substanțe compuse:Fe, Zn, Al, H2, Cl2, H2O, NCl, H2SO4, H3PO4,

O2, N2, F2, Br2, I2, Na2O, CaO, Fe2O3, NaOH,

O3, He, Na....... Ca(OH)2, Fe(OH)3, NaCl,

CaSO4, Fe2(SO4)3.........

Substanțele simple se divizează în 4 grupe: metale (Na, Ca, Al, Fe,...), semimetale (C, S, P,...), nemetale (F2, Cl2, O2, N2,...) și gaze inerte

(He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). Deseori pentru comoditate substanțele simple se divizează în 2 grupe: metlae ți nemetale. În grupul

nemetalelor sînt incluse de asemenea semimetalele și gazele inerte.

În baza proprietăților chimice substanțele anorganice compuse formează 4 clase principale de compuși: oxizi, baze, acizi, săruri.

Substante anorganice compuse

Oxizi: Baze: Acizi: Săruri:Na2O, CO2, NaOH, H2CO3 Na2CO3

CaO, SO2, Ca(OH)2 H2SO3 CaSO3

Al2O3, SO3 Al(OH)3 H2SO4 Al2(SO4)3

Fe2O3, P2O5 Fe(OH)3 H3PO4 FePO4

..., ... ... ... ...

REACTII CHIMICE• In urma fenomenelor chimice, substantele isi modifica compozitia si

proprietatile, pentru ca se transforma in alte substante.

Reactia chimica• Reactia chimica reprezinta procesul chimic prin care substantele

se transforma in alte substante cu proprietati diferite de ale celor initiale

• Exemple: - arderea zaharului, ruginirea fierului, acrirea laptelui – sunt exemple intalnite frecvent in viata de zi cu zi

REACTANTI Reactie PRODUSI DE REACTIE

Substante Substante care

care reactioneaza chimica rezulta din reactive

Scrierea unei reactii chimice cu ajutorul simbolurilor si formulelor chimice se numeste

ecuatie chimica.

2HCl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O

Reactantii si produsii de reactie pot fi:

1. Substante simple (elemente chimice)2. Substante compuse (acizi,oxizi,baze,saruri)

• Elementele chimice care intra in compozitia reactantilor se regasesc integral in compozitia produsilor de reactie.

• Transformarile chimice ale substantelor se supun unor legi; legea fundamentala care sta la baza oricarei reactii chimice este legea conservarii masei substantelor.

• Legea conservarii masei substantelor a fost descoperita si enuntata de M.V.Lomonosov(1748) si mai tarziu de A.L.Lavoisier(1774).

Masa totala a substantelor care participa la reactie este egala cu masa totala a substantelor care rezulta din reactia respectiva.

Intr-o reactie chimica masa se conserva Intr-o reactie chimica, masa totala a reactantilor este egala cu

masa totala a produsilor de reactie.

Clasificarea substantelor chimice:1. Substante simple:

1. Metale2. Nemetale

2. Substante compuse

1. Oxizi2. Baze3. Acizi4. Saruri

LEGEA CONSERVĂRII MASEIMasa totală a substanțelor care participă la reacție este egală cu masa totală a substanțelor care rezultă din reactia respectivă.

GENERALIZARE:A+B=C+D

mA+mB=mC+mD

Legea conservării masei (M.V. Lomonosov, 1748 şi A.L. Lavoisier, 1772) se poate enunţa şi astfel:

NUMĂRUL ŞI TIPUL ATOMILOR CARE REACŢIONEAZĂ ESTE EGAL CU NUMĂRUL ŞI TIPUL ATOMILOR CARE REZULTĂ ÎNTR-O REACŢIE CHIMICĂ”

(numărul atomilor de acelaşi fel se conservă pe parcursul unei reacţii)

Reactii chimiceReacțiile chimice sunt interacțiuni la nivel molecular dintre substanțe. Ele se pot clasfica în:

reacții de combinare — care doi sau mai mulți reactanți se unesc pentru a forma un singur produs de reacție;

reacții de descompunere — dintr-o substanță compusă (reactant) se formează doi sau mai mulți produși de reacție;

reacții de substituție — atomul unui element înlocuiește atomii unui alt element într-o substanță compusă;

reacții de schimb — două substanțe compuse își schimbă între ele unele elemente, transformându-se în alte substanțe compuse.

Substanțele care reacționează între ele se numesc reactanți, iar substanțele rezultate în urma reacției se numesc produși de reacție. De exemplu: arderea carbonului (procesul de ardere reprezintă adăugare de oxigen); carbon + oxigen = dioxid de carbon C+O2=CO2.

REACTII DE COMBINARE

Reactiile de combinare sunt procesele chimice in care doi sau mai multi reactanti se unesc pentru a forma un singur produs de reactie

X + Y = ZX - substante simple sau substante compuseY - substante simple sau substante compuse

Z - substanta compusa

Reactii de descompunereReactiile de descompunere sunt procesle chimice in care dintr-o substanta compusa (reactant), se formeaza doi sau mai multi produsi de reactie.

X = Y + ZX - Substanta compusa

Y - Substante simple sau substante compuseZ - Substante simple sau substante compuse

Reactii de substitutie

Reactiile de substitutie sunt procesele chimice in care atomul unui element inlocuieste atomii unui alt element intr-o substanta compusa.

X + YZ = XZ + Y

X – substanta simpla

Y – substanta simpla

YZ – substante compuse

XZ – substante compuse

Reactii de schimbReactiile de schimb sunt procesele chimice in care doua substante compuse isi schimba intre ele unele elemente, transformandu-se in alte substante compuse.

XY + AB = AY + XB

LEGATURA GENETICA DINTRE CLASELE DE COMPUSI

ORGANICI

     Între clasele de compuşi organici: hidrocarburi, compuşi halogenaţi, compuşi oxigenaţi şi alte clase de compuşi organici există o legătură genetică indisolubilă, la baza căreea se află posibilitatea transformării prin diverse reacţii chimice a compuşilor organici.      Astfel, în temele anterioare au fost precăutate:       - legătura genetică între clasele de hidrocarburi;      - legătura genetică între clasele de compuşii oxigenaţi.     În aceste teme pe baza reacţiilor chimice specifice a fost demonstrată posibilitatea transformării unor compuşi organici în alţi compuşi în cadrul aceleeaşi clase (hidrocarburi sau compuşi oxigenaţi).   Desigur, că există o legătură indisolubilă între toţi compuşii organici. Prin reacţii specifice din hidrocarburi pot fi obţinuţi: derivaţi halogenaţi, alcooli,

aldehide amine, etc. La fel, din derivaţi halogenaţi pot fi obţinuţi alcooli, amine, hidrocarburi, etc. Din alcooli pot fi obţinuţi aldehide, cetone, acizi, eteri, esteri, derivaţi halogenaţi, hidrocarburi, etc. La fel şi aminele, aldehidele, acizii organici. Prin diverse reacţii chimice orice compus organic pot fi transformat în reprezentanţii altor clase de compuşi organici.   Mai jos vom prezenta schemele posibilelor transformări a compuşilor organici:

    Prin schemele de sinteză prezentate mai jos vom ilustra legătura genetică, care poate apărea între diferite clase de compuşi organici.

(I)               De sintetizat din etan esterul etilacetic după următoarea schemă:

     1) Prin reacţia de halogenare din etan se obţine cloroetan:

                  CH3-CH3 + Cl2 CH3-CH2Cl  + HCl

     2) La tratare cu hidroxid de sodiu din cloroetan se obţine etanol:

                CH3-CH2Cl +  NaOH CH3-CH2OH + NaCl     3) La tratarea alcoolului etilic  cu KMnO4 în prezenţa H2SO4 oxi-        darea poate decurge p nă la acid acetic:

                                               [O]               

                                   CH3-CH2OH                   CH3-COOH   +  H2O    KMnO4,H2SO4         

                                                                                   4) La interacţiunea alcoolului etilic cu acidul acetic în prezenţa acidului sulfuric concentrat se obţine esterul etilacetic:

     CH3-COOH   +  HO-CH2-CH3    CH3-COO-CH2-CH3         + H2O                                                  (H2SO4)               Prin prezenta sinteză am demonstrat legătura genetică dintre hidrocarburile saturate, clorderivaţi, alcooli, acizi organici, esteri.     (II) De sintetizat din alcool etilic anilină după următoarea schemă:

  CH3-CH2OH CH2=CH2 CH≡CH    C6H6  C6H5Cl  C6H5NH2

                        1                    2                  3               4                 5     1) La tratarea alcoolului etilic cu acid sulfuric concentrat are loc         deshidratarea cu formare de etilenă:

                                     H2SO4,conc.               CH3-CH2OH     CH2=CH2   +  H2O     2) La temperaturi înalte în prezenţa catalizatorilor are loc reacţia de dehidrogenare cu formare de acetilenă:

t,0C,cat.CH2=CH2               CH≡CH  + H2

     3) La trimerizarea acetilenei se obţine benzen:

     

4) La tratarea benzenului cu Cl2 în prezenţa FeCl3 se obţine                           clorobenzen:

      5) La tratare cu amoniac în prezenţa NaOH se obţine anilina:

    Prin prezenta sinteză am demonstrat legătura genetică dintre hidrocarburile saturate, hidrocarburile nesaturate, hidrocarburile aromatice, cloroderivaţi, amine.  (III) De sintetizat din metan polimerul fenolformaldehida conform                       următoarei scheme:

  CH4 CH≡CH      C6H6  C6H5Cl C6H5OH     fenolformaldehidă          1                    2                3                 4                    8

                                                                                    CH4      CH3Cl        CH3OH             H2C=O    fenolformaldehidă             5                    6                           7               

    1)  Prin descompunerea catalitică a metanului în industria chimică se obţine acetilenă:

                                       cat.                            2CH4 CH≡CH  +  3H2

    2) La trimerizarea acetilenei se obţine benzen (vezi reacţia mai sus)    3) La tratarea benzenului cu Cl2  în prezenţa FeCl3 se obţine clorobenzen (vezi reacţia mai sus)    4) La tratarea clorobenzenului cu hidroxid de sodiu se obţine fenol:

   

5) Între metan şi clor sub acţiunea luminii are loc o reacţie de substituţie cu formare de clorometan:

                    CH4 + Cl2 CH3Cl  +  HCl

    6) La tratarea clorometanului cu NaOH se obţine metanol:

                    CH3Cl + NaOH CH3OH + NaCl    7) La trecerea vaporilor de metanol asupra oxidului de cupru (II) se obţine aldehida formică:                                                                                                                                  CH3OH  + CuO   H2C=O   + Cu + H2O                                                        8)  Fenolul şi aldehida formică participă într-o reacţie de polimerizare-policondensare cu formarea unui polimer fenolformaldehida:

                                                                  fenolformaldehidă

     Prin sinteza dată am demonstrat legătura genetică ce există  între hidrocarburile saturate, hidrocarburile nesaturate, hidrocarburile aromatice, cloroderivaţi, alcooli, fenoli, aldehide, substanţe polimerice.    Necăt nd la diversitatea enormă a compuşilor organici (c teva milioane de compuşi) fiecare dintre ei aparte poate fi transformat prin anumite reacţii chimice în alţi compuşi. Din compuşi organici destul de simpli (hidrocarburi pot fi obţinuţi (sintetizaţi) compuşi cu o structură complicată, cu o mulţime de grupe funţionale, etc.).    Legătura genetică dintre compuşii organici indică posibilitatea transformării compuşilor organici între ei prin anumite reacţii chimice.