CHEMIJA

1 Oksidacijos laipsnis
2 Valentingumas
3 Jonų atpažinimo reakcijos
4 Dujų nustatymas
5 Organinių medžiagų nustatymas
6 Kai kurios cheminės medžiagos

 

1. OKSIDACIJOS LAIPSNIS

Oksidacijos laipsnis – tai krūvis, kurį įgytų atomas, jei visos cheminį ryšį sudarančios elektronų poros būtų atiduotos elektroneigiamesniam elementui. Oksidacijos laipsnis užrašomas virš elemento simbolio su “+” arba “–” ženklu: Mn⁺⁷(KMnO₄). Jono krūvis žymimas taip: Ba²⁺. Oksidacijos laipsnio skaičiavimo taisyklės:

1. vieninių medžiagų oksidacijos laipsnis lygus nuliui;
2. H – +1, išskyrus metalų hidridus, kuriuose H oksidacijos laipsnis lygus –1. Pavyzdžiui: ;
3. O – –2, išskyrus peroksidus, bei fluoro okside;
4. šarminių metalų oksidacijos laipsnis yra +1;
5. iš dviejų atomų neigiamą oksidacijos laipsnį įgauna tas, kurio elektroneigiamumas didesnis. Pavyzdžiui: , nes As elektroneigiamumas yra 1,0, o Se – 2,4;
6. visų molekulę sudarančių elementų oksidacijos laipsnių suma lygi nuliui, o sudėtingame jone - jono krūviui:

+1+x+4(–2)=0; x=+7; x+4(–2)=–2; x=+6;

Oksidacijos laipsnis gali būti ir trupmeninis:

(magnetitas) – Fe oksidacijos laipsnis yra.

Atsižvelgiant į oksidacijos laipsnį, klasifikuojamos medžiagos, oksidacijos–redukcijos reakcijos. Pavyzdžiui, meta–, orto–, piro– fosforo rūgštyse (atitinkamai ) fosforo oksidacijos laipsnis yra +5. Vadinasi, šių rūgščių savybės panašios, bet jos skiriasi nuo ortofosfitinės rūgšties savybių (P oksidacijos laipsnis yra +3).

Oksidacijos laipsnis leidžia numatyti medžiagų oksidacines–redukcines savybes. Aukščiausią oksidacijos laipsnį (kuris dažniausiai atitinka grupės numerį periodinėje elementų sistemoje) turintys elemento atomai reakcijose būna oksidatoriai. Atomai, turintys minimalų oksidacijos laipsnį, yra reduktoriai. Atomai, turintys tarpinį oksidacijos laipsnį, turi oksidacinių ir redukcinių savybių.

Perioduose iš kairės į dešinę oksidacijos laipsnis nuosekliai didėja, nes jis paprastai prilygsta grupės numeriui. Pagrindiniuose pogrupiuose iš viršaus į apačią žemesnio oksidacijos laipsnio junginių stabilumas didėja, o šalutiniuose – atvirkščiai, pastovesni aukštesnio oksidacijos laipsnio junginiai.

  Į pradžią

2. VALENTINGUMAS

Anksčiau valentingumą apibūdindavo kaip vieno atomo savybę prijungti tam tikrą kitų elementų skaičių. Vėliau valentingumas buvo susietas su nesuporuotų elektronų, sudarančių tarp atomų jungtis, skaičiumi. Pavyzdžiui:

H(1s¹) valentingumas yra 1, He(1s²) valentingumas yra 0, Be(1s²2s²) valentingumas yra 2 (nes vienas 2s elektronas pereina į sužadintą 2p orbitalę Be^*1s²2s¹2p¹).

Valentingumas lygus elektronų porų, jungiančių tą atomą su kitų elementų atomais, skaičiui.

Dažnai atomo valentingumas junginyje lygus periodinės sistemos grupės, kurioje yra elementas, numeriui. Tačiau antrojo periodo elementų valentingumas ne visuomet sutampa su grupės numeriu ir nebūna didesnis nei 4.

Sudėtingose molekulėse nustatyti valentingumą sunku, todėl dažnai vartojama oksidacijos laipsnio savoka. Tai formalus ir lengviau apskaičiuojamas dydis.

 

  Į pradžią

3. JONŲ ATPAŽINIMO REAKCIJOS

Nustatomasis jonas	Reakcijos pavyzdys	Reakcijos rezultatas
H+	indikatoriai	mėlynas lakmuso popierėlis raudonuoja
Cu2+	CuCl2 + 2NaOH ® Cu(OH)2 ¯ + 2NaCl CuCl2 + H2S ® CuS ¯ + 2HCl	mėlynos spalvos nuosėdos juodos spalvos nuosėdos
Fe2+	FeCl2 + 2NaOH ® Fe(OH)2 ¯ + 2NaCl 3FeCl2 + 2K3[Fe(CN)6] ® Fe3[Fe(CN)6]2¯ + 6KCl 3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3® Fe3[Fe(CN)6]2¯	žalsvos spalvos, ore ruduojančios nuosėdos: 4Fe(OH)2+O2+2H2O® ® 4Fe(OH)3 ¯ Jei tirpalai praskiesti, tai mėlynos spalvos nuosėdos nesusidaro, bet gaunami mėlynos spalvos tirpalai
Fe3+	FeCl3+ 3NaOH ® Fe(OH)3¯ + 3NaCl 4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] ® Fe4[Fe(CN)6]3¯ + 12KCl 4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4® Fe4[Fe(CN)6]3¯ FeCl3 + 3KSCN ® Fe(SCN)3 + 3KCl	rudos spalvos nuosėdos   Jei tirpalai praskiesti, tai mėlynos spalvos nuosėdos nesusidaro, bet gaunami mėlynos spalvos tirpalai Kraujo spalvos tirpalas
Al3+	AlCl3+ 3NaOH ® Al(OH)3¯ + 3NaCl	baltosspalvos nuosėdos,tirpstančios šarmų pertekliuje: Al(OH)3 + NaOH® Na[Al(OH)4]
	NH4Cl + NaOH ® NH4OH + NaCl NH4OH ® NH3­ + H2O	amoniako kvapas; drėgnas raudonas lakmuso popierėlis mėlynuoja: NH3­ + H2O ® NH4OH
Ba2+	BaCl2 + Na2SO4 ® BaSO4¯ + 2NaCl	baltos spalvos nuosėdos
		dažo liepsną gelsvai žalia spalva
Ca2+	CaCl2 + Na2CO3 ® CaCO3¯ + 2NaCl	baltos spalvos nuosėdos
		dažo liepsną plytos raudonumo spalva
Na+		dažo liepsną geltona spalva
K+		dažo liepsną violetine spalva
Zn2+	ZnCl2+ 2NaOH ® Zn(OH)2¯ + 2NaCl	baltos spalvos nuosėdos, tirpstančios šarmų pertekliuje: Zn(OH)2 + NaOH® Na[Zn(OH)3]
Cl-	NaCl + AgNO3 ® AgCl ¯ + NaNO3 2NaCl* + H2SO4 ® Na2SO4 + 2HCl ­	baltos spalvos nuosėdos išsiskiria bespalvės aštraus kvapo dujos
Br-	AgNO3 + KBr ® AgBr ¯ + KNO3 NaBr* ir H2SO4	šviesiai gelsvos spalvos nuosėdos išsiskiria SO2 ir Br2 (rudos spalvos) dujos
I-	AgNO3 + KI ® AgI ¯ + KNO3 NaI* ir H2SO4	geltonos spalvos nuosėdos išsiskiria SO2 ir I2 (violetinės spalvos) dujos
CH3COO-	2NaCH3COO + H2SO4 ® 2CH3COOH + Na2SO4	silpnas acto rūgšties kvapas
OH-	indikatoriai	raudonas lakmuso popierėlis mėlynuoja
	8FeSO4+3H2SO4(konc.)+2HNO3 ® 3Fe2(SO4)3+ 2FeSO4NO+4H2O	Jei tiriamame tirpalo laše yra nitratų, aplink FeSO4 kristaliuką susidaro rudas FeSO4NO junginio žiedas
	BaCl2 + Na2SO4 ® BaSO4¯ + 2NaCl	baltos spalvos nuosėdos, kuriosnetirpstadruskos rūgštyje HCl
	BaCl2 + Na2SO3 ® BaSO3¯ + 2NaCl	baltos spalvos nuosėdos, tirpstančios druskos rūgštyje HCl
S2-	Na2S + Pb(CH3COO)2 ® PbS ¯ + 2NaCH3COO	juodos spalvos nuosėdos
	K2CO3 + 2HCl ® 2KCl + CO2­ + H2O	išsiskiria bekvapės dujos, drumsčiančios kalkių vandenį: CO2­ + Ca(OH)2 ® CaCO3¯ + H2O
	K3PO4 +3AgNO3 ® 3KNO3 + Ag3PO4 ¯	geltonos spalvos nuosėdos

* Sieros rūgštimi nustatant halogenidus, šie analizei imami kietos druskos pavidalu

  Į pradžią

4. DUJŲ NUSTATYMAS

Dujos	Reakcijos pavyzdys	Reakcijos rezultatas
CO2	CO2­ + Ca(OH)2 ® CaCO3¯ + H2O	bekvapės dujos drumsčia kalkių vandenį. Iškrenta baltos spalvos nuosėdos
H2		įdėjus degančią skalelę į mėgintuvėlį su dujomis, liepsna užsidega pliuptelėdama
O2	2H2O2 2H2O + O2­	rusenanti skalelė užsidega

  Į pradžią

5. ORGANINIŲ MEDŽIAGŲ NUSTATYMAS

Organinis junginys	Reakcijos pavyzdys	Reakcijos rezultatas
Alkanai CnH2n+ 2	CnH2n+ 2 + Br2(sk.) ® ´	neblukina bromo vandens tirpalą
Alkenai CnH2n	CH3–CH=CH–CH3+Br2(s.k.) ® CH3–CH–CH–CH3(sk.) | | Br Br CH2=CH2+[O] +H2O ® CH2–CH2 | | OH OH	blukina bromo vandens tirpalą     violetinis kalio permanganato tirpalas pasidaro rudas, nes įvykus reakcijai susidaro MnO2
Alkinai CnH2n - 2	CH3 –Cº C–CH3+Br2(sk.) ® CH3–C=C–CH3 | | Br Br CH3 –C=C–CH3+Br2(sk.) | | Br Br ® CH3–CBr2=CBr2–CH3	labai smarkiai blukina bromo vandens tirpalą
Aromatiniai angliavandeniliai	C6H6+Br2(sk.) ® ´ C6H6+Br2 C6H5Br+HBr ­	neblukina bromo vandens tirpalą išsiskyrusios dujos HBr reaguoja: AgNO3+HBr® AgBr¯ +KNO3 – iškrenta šviesiai gelsvos spalvos nuosėdos
Vienhidroksiliai alkoholiai	C2H5OH+CuO ® O ½ ½ CH3–C–H+Cu¯ +H2O	įdėjus įkaitintą vario vielą į mėgintuvėlį su etilo alkoholiu, atsiranda aštrus acto rūgšties kvapas ir nuo vario vielos dingsta juodos apnašos
Daugiahidroksiliai alkoholiai	CH2–OH | +Cu(OH)2 ® CH2–OH CH2–O ® | Cu+2H2O CH2–O	mėlynos spalvos tirpalas
Fenolis	6C6H5OH+FeCl3 ® 3HCl+H3[Fe(OC6H5)] C6H5OH+3Br2(sk) ® 3HBr+C6H5(OH)Br3 ¯	susidaro violetinės spalvos tirpalas baltos spalvos nuosėdos
Aldehidai	O ½ ½ R--C-----H + Ag2O RCOOH +2Ag ¯ O ½ ½ R--C-----H+ 2Cu(OH)2 RCOOH+2CuOH¯ +H2O 2CuOHCu2O¯ +H2O	“sidabrinio veidrodžio” reakcija – šildomo mėgintuvėlio sienelės apsitraukia blizgančia kaip veidrodis danga     šildant mišinį, mėlynos Cu(OH)2 nuosėdos iš pradžių pasidaro geltonos (CuOH), o po to raudonos (Cu2O) spalvos
Karboninės rūgštys	CH3COOH+NaHCO3® NaCH3COO+CO2­ +H2O	skiriasi dujos, kurios drumsčia kalkių vandenį: CO2­ +Ca(OH)2® H2O+CaCO3¯
Aminai (anilinas)	C6H5NH2+3Br2(sk) ® 3HBr+C6H2(NH2)Br3¯ C6H5NH2+chlorkalkės ®	baltos spalvos nuosėdos violetinės spalvos tirpalas
Angliavandeniai (gliukozė)	CH2OH--(CHOH)4--COH +Ag2O t,amoniak.tirp CH2OH--(CHOH)4--COOH +2Ag¯ CH2OH--(CHOH)4--COH+ Cu(OH)2 ® C6H7O(OH)3O2Cu+2H2O CH2OH--(CHOH)4--COH+ 2Cu(OH)2 CH2OH--(CHOH)4--COOH+ 2CuOH¯ +H2O 2CuOHCu2O¯ +H2O	„sidabrinio veidrodžio” reakcija – šildomo mėgintuvėlio sienelės apsitraukia blizgančia kaip veidrodis danga susidaro mėlynos spalvos tirpalas šildant mišinį, mėlynos Cu(OH)2 nuosėdos iš pradžių pasidaro geltonos (CuOH), o po to raudonos (Cu2O) spalvos

  Į pradžią

6. KAI KURIOS CHEMINĖS MEDŽIAGOS

HCl – druskos rūgštis. Vandeninis vandenilio chlorido tirpalas vandenyje. Koncentruota yra 37% (d = 1,19 g/ml).

H₂SO₄ – sieros rūgštis. Koncentruota yra 95,98% (d = 1,84g/ml). Tirpsta vandenyje, išskirdama didelį šilumos kiekį. Gaminama Kėdainių chemijos gamykloje.

HNO₃ – azoto rūgštis. Aštraus kvapo bespalvis skystis, gerai tirpsta vandenyje. Koncentruota yra 60% (d = 1,367 g/ml), rudos spalvos dėl NO₂ priemaišų. Šviesoje skyla. Gaminama Jonavoje.

„Karališkas vanduo” (aqua regia) – koncentruotų rūgščių mišinys: 1 tūris HNO₃ ir 3 tūriai HCl. Stiprus oksidatorius, tirpina Pt, Au ir kitus metalus, netirpstančius paprastose rūgštyse.

H₃PO₄ – ortofosfatinė rūgštis. Kieta kristalinė medžiaga, gerai tirpstanti vandenyje. Gaminama Kėdainių chemijos gamykloje.

CH₃COOH – acto rūgštis.

NaOH – „muilo akmuo” arba kaustinė soda. Kieta balta kristalinė medžiaga. Gerai tirpsta vandenyje, išskirdama šilumą. Ore ištyžta, nes sugeria drėgmę.

CuSO₄ × 5H₂O – „mėlynasis akmenėlis”.

FeSO₄ × 7H₂O – „žaliasis akmenėlis”.

CaSO₄ × 2H₂O – gipsas.

CaO – negesintos kalkės.

Ca(OH)₂ – kalcio hidroksidas (gesintos kalkės). Balti birūs milteliai, menkai tirpstantys vandenyje.

NaCl – valgomoji druska.

Soda:

• kalcionuota soda – bevandenis natrio karbonatas – Na₂CO₃;
• kristalinė soda – Na₂CO₃ × 10H₂O;
• geriamoji (valgomoji) soda – NaHCO₃;

Potašas – K₂CO₃, naudojamas kepimui;

Krakmolas – (C₆H₁₀O₅)n, polisacharidas.

C₂H₅OH – etilo alkoholis (etanolis, vyno spiritas). Bespalvis skystis, bet kokiu santykiu maišosi su vandeniu, alkoholiais, gliceroliu ir kitais tirpikliais. Dega melsva liepsna. Naudojamas gaminant sintetinį kaučiuką, chloroformą ir kt. Etilo alkoholis – narkotikas.

Nitroglicerinas – glicerolio ir azoto rūgšties esteris. Aliejiškas skystis, netirpstantis vandenyje. Sprogsta pašildytas ar sukrėstas. Naudojamas dinamitui gaminti. 1% alkoholinis nitroglicerino tirpalas naudojamas medicinoje kraujagyslėms praplėsti. Nitroglicerino formulė:

Cukringosios medžiagos

Sacharozė (C₁₂H₂₂O₁₁) – runkelių, cukranendrių cukrus. Molekulę sudaro gliukozės ir fruktozės liekanos. Bespalviai daugiasieniai kristaliukai, gerai tirpstantys vandenyje. Sacharozė yra cukrinio diabeto ir dantų karieso priežastis.

Sacharinas . Pirmą kartą susintetintas 1879 m. Jis yra 400–500 kartų saldesnis už cukrų, bet truputį kartina. Nekaloringa medžiaga, kurią žmogaus organizmas gerai pašalina. Patariama naudoti nedidelėmis dozėmis.

Geriausias dirbtinis cukraus pakaitalas – sorbitolis:

Tai dvigubai mažiau saldesnė nei cukrus medžiaga, tačiau nepadidina cukraus kiekio kraujyje. Naudoja diabetikai.

Ksilitolis – , gaunamas iš daugelio augalų. Jis du kartus saldesnis už cukrų, sumažina dantų karieso procesą. Pigesnis nei sorbitolis, bet 10 kartų brangesnis už cukrų.

„Geltonasis” cukrus – tai neišgrynintas cukrus, tarpinis cukraus gamybos produktas.

Karčioji druska – MgSO₄ × 7H₂O. Vartojamas kaip vaistas prieš vidurių užkietėjimą.

KMnO₄ – kalio permanganatas (antiseptikas).

„Sidabro vanduo” – vanduo, kuriame ištirpęs didelis Ag kiekis. Šiame vandenyje esantys Ag⁺ jonai pasižymi antiseptinėmis savybėmis.

Skystas stiklas (kanceliariniai klijai) – Na₂SiO₃.

Amoniako vanduo – NH₃ × H₂O. Gaunamas prisotinant vandenį amoniako dujomis. 1l vandens tirpsta 700ml amoniako dujų.

Askorbino rūgštis (vitaminas C): . Bespalvė kristalinė medžiaga.

Polimetilmetakrilatas (organinis stiklas): .

Plastilinas – medžiaga lipdymui. Tai molis su vaško, taukų ir vazelino priemaišomis, neleidžiančiomis jam išdžiūti.

Freonai (šaldikliai) – gaunami veikiant fluoro vandeniliu atitinkamus chlorintus angliavandenilius. Nenuodingi. Labiausiai paplitęs freonas–12 (CCl₂F₂) ir freonas–11 (CCl₃F). Vartojami buitiniuose šaldytuvuose.