Substancje chemiczne Powietrze strona 1/5 Dorota Lewandowska, Anna Warchoł, Lidia Wasyłyszyn Treść podstawy programowej: Substancje i przemiany chemiczne w otoczeniu człowieka. Metale i niemetale, mieszaniny, powietrze jako mieszanina gazów, tlen, azot właściwości, tlenki, zanieczyszczenia powietrza. Zagadnienia do powtórki 1. 2. 3. 4. 5. 6. Substancje chemiczne (pierwiastki, związki chemiczne) Przemiany zachodzące w otoczeniu człowieka Mieszaniny chemiczne, ich podział (jednorodne, niejednorodne), metody rozdziału Właściwości wybranych pierwiastków i związków chemicznych Powietrze jako mieszanina substancji gazowych Zanieczyszczenia powietrza, przyczyny i konsekwencje Kompendium wiedzy 1. Substancje chemiczne (pierwiastki, związki chemiczne) Substancja to rodzaj materii posiadająca ściśle określone właściwości, za pomocą, których można ją zidentyfikować, określony stały skład chemiczny. WŁAŚCIWOŚCI SUBSTANCJI FIZYCZNE np. stan skupienia, barwa, zapach, rozpuszczalność w wodzie, gęstość, temperatura topnienia temperatura wrzenia, przewodzenie prądu i ciepła CHEMICZNE zdolność do reagowania z innymi substancjami
strona 2/5 SUBSTANCJE PROSTE PIERWIASTKI ZŁOŻONE ZWI ZKI Pierwiastek jest zbiorem atomów o takiej samej liczbie atomowej. Najmniejszą częścią pierwiastka reprezentującą jego właściwości jest atom. PIERWIASTKI METALE NIEMETALE Związek chemiczny złożony jest z dwóch lub więcej pierwiastków połączonych ze sobą wiązaniami chemicznymi. Najmniejszą częścią związku chemicznego reprezentującą jego właściwości jest cząsteczka. W przypadku związków jonowych tworzy się sieć krystaliczna zbudowana z jonów. ZWIĄZKI CHEMICZNE NIEORGANICZNE ORGANICZNE TLENKI E x O y KWASY H n R ZASADY M(OH) m SOLE M n R m WĘGLOWODORY POCHODNE WĘGLOWODORÓW NASYCONE ALKANY C n H 2n+2 NIENASYCONE ALKENY, ALKINY C n H 2n, C n H 2n-2 alkohole R-OH kwasy R-COOH estry RCOOR, cukry C n H 2m O m aminokwasy, białka 2. Przemiany zachodzące w otoczeniu człowieka Przemiana fizyczna (zjawisko fizyczne) to taki proces, w wyniku którego zmieniają się tylko właściwości fizyczne substancji np. zmiany stanu skupienia (topnienie 1, krzepnięcie 2, skraplanie 3, parowanie 4, resublimacja 5, sublimacja 6).
strona 3/5 CIAŁO STAŁE 1 2 CIECZ 6 5 4 3 GAZ Przemiana chemiczna (reakcja chemiczna) to taki proces, w wyniku którego powstają nowe substancje o zupełnie innych właściwościach fizycznych i chemicznych np. utlenianie, redukcja, zobojętnianie. NaOH + HCl = NaCl + H 2 O 3. Mieszaniny chemiczne podział, metody rozdziału Mieszaniny powstają w wyniku zmieszania co najmniej dwóch różnych substancji. MIESZANINY JEDNORODNE NIEJEDNORODNE Mieszaniny jednorodne to takie, w których (gołym lub uzbrojonym okiem) nie można odróżnić składników np. powietrze, wodny roztwór soli kuchennej, stopy metali. Mieszaniny niejednorodne to takie, w których można odróżnić składniki np. siarka i opiłki żelaza, woda i olej. Sposoby rozdziału mieszanin Metody rozdziału Rodzaj mieszaniny Czynności Odparowanie Woda i cukier Odparowanie rozpuszczalnika. Sączenie Filtracja Siarka i woda Woda wodociągowa Przepuszczenie przez lejek z sączkiem mieszaniny (na sączku pozostaje substancja nierozpuszczona). Przepuszczanie mieszaniny przez różnorodne filtry, które zatrzymują określone składniki mieszaniny. Krystalizacja Woda i sól Tworzenie się i wzrost kryształów w cieczy (roztworze przesyconym). Sedymentacja Woda i glina Opadanie cząstek ciała stałego pod wpływem sił ciężkości na dno naczynia. Dekantacja Woda i kreda Zlewanie cieczy znad osadu. Destylacja Ropa naftowa Rozdział składników ze względu na ich zróżnicowaną temperaturę wrzenia Działanie magnesem Siarka i żelazo Oddzielenie żelaza od siarki ze względu na jego oddziaływanie z magnesem
strona 4/5 Porównanie związków chemicznych i mieszanin Związek Stały, ściśle określony jakościowy i ilościowy skład chemiczny. Składniki nie zachowują swoich właściwości. Otrzymuje się go w wyniku reakcji chemicznej. Można go rozłożyć w wyniku reakcji chemicznej. Mieszanina Zmienny skład jakościowy i ilościowy. Składniki zachowują swoje właściwości. Otrzymuje się ją w wyniku procesów fizycznych. Można ją rozdzielić w wyniku procesów fizycznych. 4. Właściwości wybranych pierwiastków i związków chemicznych Substancja Właściwości fizyczne Właściwości chemiczne Azot N 2 Tlen O 2 Wodór H 2 Siarka S Żelazo Fe tlenek węgla(iv), CO 2 Gaz, bezbarwny, bezwonny, nieco lżejszy od powietrza, trudno rozpuszczalny w wodzie. Gaz, bezbarwny, bezwonny, nieco cięższy od powietrza, trudno rozpuszczalny w wodzie. Gaz, bezbarwny, bezwonny, najlżejszy, nie rozpuszcza się w wodzie. Ciało stałe, barwy żółtej, nie rozpuszcza się w wodzie, posiada charakterystyczny zapach. Ciało stałe, barwy stalowej; posiada metaliczny połysk, jest przyciągane przez magnes. Gaz, bezbarwny, bezwonny, cięższy od powietrza, słabo rozpuszczalny w wodzie. Mało aktywny chemicznie, niepalny i nie podtrzymujący palenia. Niepalny, podtrzymuje palenie, w jego atmosferze rozżarzone łuczywko rozpala się, aktywny chemiczne, reaguje z wieloma pierwiastkami tworząc tlenki. Spala się w tlenie z charakterystycznym trzaskiem, reaguje z niektórymi niemetalami (siarką, azotem, chlorem). Ogrzana reaguje z tlenem tworząc tlenek siarki(iv). W wilgotnym powietrzu reaguje z tlenem (korozja). Niepalny, nie podtrzymuje palenia, powoduje mętnienie wody wapiennej. 5. Powietrze jako mieszanina substancji gazowych Powietrze to mieszanina bezbarwnych gazów, bez smaku i zapachu. Skład powietrza 1. Składnik powietrza Zwartość procentowa objętości azot 78,08% tlen 20,95% argon 0,93% tlenek węgla(iv) 0,03% wodór śladowe ilości 0,00005% para wodna śladowe ilości inne składniki śladowe ilości Skład powietrza może w niewielkim stopniu ulegać zmianie ze względu na zanieczyszczenie środowiska oraz warunki klimatyczne (tlen, tlenek węgla(iv), para wodna) 1 W.Mizerski Małe tablice chemiczne, Wydawnictwo Adamantan W-wa 1993
strona 5/5 6. Zanieczyszczenia powietrza, powstawanie i konsekwencje Źródła zanieczyszczeń powietrza 21 ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA NATURALNE wybuchy wulkanów, wybuchy gazu ziemnego, pożary lasów, pyły kosmiczne PRZEMYSOWE huty, cementownie, motoryzacja, elektrownie, elektrociepłownie, przemysł chemiczny i farmaceutyczny Ważne pojęcia 3 : 2 Alotropia zjawisko występowania pierwiastków w różnych postaciach, różniących się strukturą wewnętrzną (ułożeniem atomów) np. tlen O 2 i O 3, węgiel grafit, diament, fullereny. Dziura ozonowa ubytek ozonu w atmosferze ziemskiej spowodowany zanieczyszczeniem atmosfery freonami, tlenkami azotu. Efekt cieplarniany (efekt szklarniowy) zjawisko polegające na pochłanianiu promieniowania cieplnego przez cząsteczki gazów cieplarnianych np. CO 2, O 3, CH 4. Skutkiem tego jest globalny wzrost temperatury, topnienie lodowców. Kwaśne opady powstają z powodu emisji do atmosfery zanieczyszczeń w postaci tlenków siarki i azotu. Powodują one niszczenie środowiska naturalnego i zabytków. Ozon odmiana alotropowa tlenu O 3 ; cząsteczki zbudowane są z 3 atomów. Smog mieszanina dymu i mgły, może być fotochemiczny lub kwaśny. Warstwa ozonowa ozonosfera, część stratosfery stanowiąca filtr pochłaniający część nadfioletowego promieniowania słonecznego UV, którego nadmiar jest szkodliwy dla organizmów żywych. 2 Z.Kluz, K.Łopata Chemia-podręcznik, gimnazjum, WSiP W-wa 1999 3 J. Sobczak, K. M. Pazdro, Z. Dobkowska; Słownik szkolny Chemia, WSiP, Warszawa 1993