To jest chemia PDF
Preview To jest chemia
To jest chemia Chemia organiczna Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego i technikum Zakres podstawowy Romuald Hassa Aleksandra Mrzigod Janusz Mrzigod To jest chemia Chemia organiczna Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego i technikum Zakres podstawowy uera Twoje mocne strony Regulamin pracowni chemicznej i oznaczenia BHP Przebywając w pracowni chemicznej, należy ściśle przestrzegać jej regulaminu i postępować zgodnie z zasadami bezpiecznej pracy. p Wszystkie doświadczenia chemiczne p Wszystkie substancje stosowane do doświadczeń można wykonywać wyłącznie na chemicznych należy traktować jako potencjalne polecenie nauczyciela. trucizny: nie wolno ich dotykać, sprawdzać p Przed wykonaniem doświadczenia smaku ani zapachu. chemicznego na polecenie nauczyciela " » Na polecenie nauczyciela można sprawdzić należy założyć fartuch i okulary zapach substancji, kierując jej pary ruchem ochronne, a jeśli to konieczne — wachlującym dłoni w stronę nosa. rękawice ochronne. b Podczas ogrzewania substancji w probówce trzeba skierować jej wylot w stronę, gdzie nikogo nie ma, i delikatnie nią poruszać. b Należy zachować szczególne środki ostrożności podczas pracy z substancjami oznaczonymi znakami ostrzegawczymi w postaci p Doświadczenia chemiczne należy piktogramów. przeprowadzać według instrukcji b Odpady, które zostają po doświadczeniach zamieszczonej w podręczniku lub chemicznych, należy zbierać w odpowiednich podanej przez nauczyciela. pojemnikach i poddawać utylizacji. Zagrożenia fizykochemiczne ** O © substancje substancje substancje gazy substancje wybuchowe łatwopalne KIutleniające Epo.d ciśnienie m korodujące metale Zagrożenia dla zdrowia substancje substancje substancje substancje toksyczne drażniące rakotwórcze, żrące mutagenne Zagrożenia dla środowiska substancje niebezpieczne dla środowiska Spis treści Wprowadzenie do chemii organicznej .............. 6 Zbiór zadań Węglowodory |...uessa ae aaa ae aaaaaaaaaaaaaaazazaknae ea i 316 Węglowodory Jednofunkcyjne pochodne węglowodorów — 1. Węglowodory nasycone — alkany ........... 20 fluorowcopochodne węglowodorów, alkohole, 2. Zjawisko izomeril .....eaaaa aaaae saani na na ch 30 fenole, aldehydy, ketony, kwasy karboksylowe, 3. Węglowodory nienasycone — alkeny ..... 39 estry, aminy I amidy ....a.aa .aaua eaa aaaaasaiaac aj 323 4. Węglowodory nienasycone — alkiny ...... 55 Wielofunkcyjne pochodne węglowodorów — hydroksykwasy, aminokwasy, białka, o. Benzen — przedstawiciel węglowodorów sacharydy, tworzywa i włókna białkowe 2140) 441214/0740)V/0) ONA 66 oraz celulozowe ...a.a aa.a aa.a aa.a aaea zsana aa naaani ca 333 6. Paliwa kopalne i ich przetwarzanie ....... f4 Podsumowanie ......aa.a a.aa auaae aaea aasaaaaniaaane c 9] Bibliografia |... aaa aaa aaa aaa aaa aaa aaanas naci 339 Sprawdź, czy potrafiSZ... .........aaaaa aaaaasaias asa i 94 Szkło laboratoryjne .........aaaa aaaea aaaaaaaisa a 34] Fluorowcopochodne węglowodorów, Sprzęt laboratoryjny o... aaa aaa aaa aaainaa 342 alkohole, fenole, aldehydy i ketony Najważniejsze grupy węglowodorów i ich wybrane pochodne .........a.sz.ae sas asaaaasasasna i 343 f. Fluorowcopochodne węglowodorów .... 96 Właściwości fizyczne wybranych związków 8. Alkohole monohydroksylowe .........1.... 105 organicznych |... uesaa aaa aaa aaa aaa narka a aaaan zane i 344 9. Alkohole polihydroksylowe ............111... 123 Najważniejsze zastosowania wybranych 10. Fenole ......aaa. aa .aaa a.a aa.a aa eaaa saw aaaaasiaaac cj 131 związków organicznych ......aasse aszasasas aaaa 346 11. Aldehydy ......ae. aaa. aaa. aasa aasa aaaaa aan aaaaiw i: 140 Oznaczenia INCI wybranych 12. Ketony ...a.aa a.aa aaau aaae aa aauaasaaaakiaaak i ii 150 kosmetyKÓW |... esse aa aaa aaa zana a aaaaaeazazsaackh 351 Podsumowanie ......ae a.aa .aaa eaaas ae saaaaacnanac ii 158 Oznaczenia wybranych dodatków do Sprawdź, czy potrafiSZ... .........aasaa aaiaaaassa42 162 ŻYWNOŚCI u esaaa aaa a aaa aaa aa aaakaaaaaaaaaaakaazaaikae 352 Odpowiedzi do zadań obliczeniowych Kwasy karboksylowe, estry, aminy — zbiór zadań |... esaaa aaa aaa aaa aa aaa nans izanici 3593 i amidy Odpowiedzi do zadań obliczeniowych —...... 354 13. Kwasy karboksylowe —.........ssaaaeaaaasaasss: 164 INdeKS |... aaa aaa aaa aaa aaa aa aa aaa aaa aw aaanie ia 3509 14. Wyższe kwasy karboksylowe ............. 1/9 ONECIE 167 16. [IUSZCZE .....aaa. aaa. aaa. aaa. aaea asaiana isa aia 196 17. Środki czystości i kosmetyki ............... 205 16. Aminy iamldy ...ueasaaa aaaa aas aaaskaaasas a a! 220 Podsumowanie ......ae a.aa uaaau aaae ae saaaasss aaan 230 Sprawdź, czy potrafiSZ... ...ueaaaaasaa saiaana 240 Wielofunkcyjne pochodne węglowodorów 19. HydroksykwaSy .........aaea aaaaa aai eanaawaa 11 ! 242 20. AMINOKWASY |... uuu aaa aa aaa aa asza ananas znac 259 21. BlałKa |... aaa aaa aa aaa aaa aaa aaa aaa aai niach 262 22. Monosacharydy .......aaszas aas aaeaassaaaaic j 2/8 23. Disacharydy ......a.aa. aa.a zaana eaaaakaaaaiasii a 287 24. Polisacharydy ......aa.a uaaae aaa aaaas cana 295 25. [worzywa i włókna białkowe oraz celulozowe ......a.aa. aaea aaaa aas naiaai i 301 Podsumowanie ......a.aa .aaau aaea eae azaaaacniaani i 311 Sprawdź, czy potrafiSZ... .......aasa .as aiaaasas0 2 314 Wprowadzenie do chemii organicznej Związki organiczne, podobnie jak związki nieorganiczne, występują powszechnie w naszym otoczeniu (fot. 1.). sacharoza C+2H220+1 4 ą = ek L” , chlorek sodu NaCl p <MB sacharoza chlorek sodu Fot. 1. Cukier (sacharoza) to przykład związku organicznego, a sól kuchenna (chlorek sodu) — związku nieorganicznego. M Jak można podzielić związki chemiczne? Wszystkie związki chemiczne można podzielić ze względu na skład chemiczny, a także budowę i właściwości: związki chemiczne v v związki nieorganiczne, związki organiczne np.: tlenki, wodorki, | wodorotlenki, kwasy, sole r Y węglowodory, pochodne węglowodorów, np.: alkany, alkeny, np.: alkohole, kwasy alkiny karboksylowe Budowa i właściwości związków nieorganicznych zostały opisane w części 1. podręcznika „To jest chemia”. M Z jakich pierwiastków chemicznych są zbudowane związki organiczne? Doświadczenie 1. QP< HSO, Wykrywanie węgla w cukrze spożywczym (sacharozie) Odczymniki: cukier spożywczy (sacharoza), stężony roztwór kwasu siarkowego(Vl). roztwór Szkło i sprzęt laboratoryjny: zlewka, bagietka, HaSOzeż) łyżka do odczynników. Instrukcja: Do wysokiej zlewki wsyp łyżkę cukru. Następnie ostrożnie wlej po bagietce tyle stężonego roztworu kwasu siarkowego(Vl), aby całkowicie cukier zwilżyć cukier (schemat). Wprowadzenie do chemii organicznej 14 Cc węgiel 12,01 1 Związki chemiczne, które zawierają węgiel, ale nie są związkami organicznymi, to m.in. tlenki: CO, CO» i węglany. Fot. 2. Wykrywanie węgla w Cukrze. Obserwacje: Cukier żółknie, następnie staje się brunatny i czarny (fot. 2.). Zwiększa swoją objętość, a nad zlewką unosi się biały dym. Wniosek: Jednym z pierwiastków chemicznych wchodzących w skład cukru jest węgiel. Węgiel jest składnikiem wszystkich związków organicznych. M Czym jest węgiel? Słowo „węgiel” najczęściej kojarzy się nam z węglami kopalnymi, sto- sowanymi m.in. do produkcji energii elektrycznej. Określa ono rów- nież pierwiastek chemiczny — węgiel. Ten składnik wszystkich związków organicznych występuje w kilku odmianach alotropowych. które różnią się właściwościami fizycznymi i chemicznymi. Właściwości fizyczne: b stan skupienia M Czym są odmiany alotropowe pierwiastka b barwa chemicznego? b połysk b gęstość Odmiany pierwiastka chemicznego, np. węgla, różniące się budową b twardość wewnętrzną, a przez to też właściwościami fizycznymi i chemiczny- b rozpuszczalność mi, są nazywane odmianami alotropowymi. w wodzie b temperatury wrzenia M Jakie odmiany alotropowe ma węgiel? i topnienia b przewodnictwo Najlepiej poznanymi odmianami alotropowymi węgla pierwiastko- elektryczne I cieplne wego są: diament, grafit, grafen i fulereny (patrz s. 8). Właściwości chemiczne: M Czym jest alotropia? b zapach Alotropia to zjawisko występowania pierwiastka chemicznego w od- b smak b toksyczność mianach różniących się budową wewnętrzną, a więc przez to też wła- b palność ściwościami fizycznymi i chemicznymi. b aktywność chemiczna Krok po kroku Cztery najważniejsze odmiany alotropowe węgla Czysty węgiel pierwiastkowy występuje w kilku odmianach alotropowych. Najważniejsze z nich to: diament, grafit, grafen i fulereny. GI Diament diament Atomy węgla w diamencie są połączone bardzo silnymi wiązaniami kowalencyjnymi. Dzięki nim diament jest najtwardszą substancją występującą na Ziemi. Właściwości fizyczne Właściwości chemiczne » substancja stała, krucha b bezwonny b» zwykle bezbarwne kryształy, b mało aktywny chemicznie, spala się nierozpuszczalne w wodzie w temperaturze wyższej od 850”Q0 b nie przewodzi prądu elektrycznego b w podwyższonej temperaturze » dobrze przewodzi ciepło reaguje m.in. z F> © Grafit Jego sieć krystaliczna składa się z oddalonych od siebie warstw połączonych oddziaływaniami van der Waalsa. Łatwo je rozdzielić, dlatego grafit jest miękki i łupliwy. Właściwości fizyczne Właściwości chemiczne » substancja stała, miękka, b bezwonny ttusta w dotyku b mało aktywny chemicznie b ciemnoszare płytki, w temperaturze 00; w podwyższonej nierozpuszczalne w wodzie temperaturze reaguje m.in. z Br, » dobrze przewodzi prąd elektryczny p ulega reakcjom spalania i ciepło ET Grafen Jest zbudowany z pojedynczej warstwy atomów węgla, która przypomina plaster miodu. Właściwości fizyczne Właściwości chemiczne » substancja stała, wytrzymała mechanicznie b bezwonny b» przezroczysty b mało aktywny chemicznie b nierozpuszczalny w wodzie b w wyniku reakcji p dobrze przewodzi prąd elektryczny z wodorem staje się i ciepło izolatorem Fulereny Jedna warstwa atomów węgla, połączonych wiązaniami kowalencyjnymi, tworzy zamkniętą strukturę kształtem zbliżoną do piłki. fulereny ..- = = .a +" z, LAY Właściwości fizyczne Właściwości chemiczne » substancje stałe o metalicznym połysku » bezwonne b kryształy o barwie od żółtej do czerwonobrązowej b» pod wpływem światła ulegają b nierozpuszczalne w wodzie, rozpuszczają się rozkładowi w rozpuszczalnikach organicznych b reagują z najaktywniejszymi b mają właściwości nadprzewodzące litowcami i półprzewodnikowe » ulegają reakcjom spalania zdjęcia mikroskopowe odmian alotropowych węgla każdy atom węgla łączy się z czterema innymi atomami węgla warstwy zbudowane z sześciokątnych pierścieni każdy atom węgla łączy się z trzema innymi atomami węgla odległość między warstwami jest większa niż długość wiązania C-C pojedyncza warstwa atomów zbudowana z sześciokątnych pierścieni każdy atom węgla łączy się z trzema innymi atomami węgla pięciokątne i sześciokątne pierścienie każdy atom węgla łączy się z trzema innymi atomami węgla SEM Vprowadzenie do chemii organicznej M Czy węgiel ma więcej odmian alotropowych? Oprócz diamentu, grafitu, grafenu i fulerenów znane są jeszcze dwie inne odmiany alotropowe węgla. Pierwsza z nich to karbin, który ma postać białych kryształów. Atomy węgla w karbinie są połączone w łańcuchy wiązaniami po- dwójnymi lub naprzemiennie pojedynczymi i potrójnymi: —0=—1=0— wiązania podwójne naprzemienne wiązania pojedyncze i potrójne Druga z nich to cyklokarbon. Jest to najsłabiej poznana, pierście- niowa odmiana alotropowa węgla. Tworzy ją 18 atomów węgla połą- czonych naprzemiennie wiązaniami pojedynczymi i potrójnymi. W cyklokarbonie każdy atom węgla łączy się z dwoma innymi atoma- mi węgla: „CECHCĄ 4 O o Ć 8 ) (I o 0 u / © z "Cszc—C” wzór strukturalny cyklokarbonu Fakty czy mity Twardy jak skała — MIT Rys. 1. Do określania twardości minerałów służy skala Mohsa [czyt. mosa| Najtwardszą ze znanych substancji (rys. 1.). W skali tej I oznacza najbardziej miękki materiał, natomiast naturalnych jest 10 — najtwardszy. Skały gipsowe są tak miękkie, że można je zarysować diament — odmiana paznokciem — twardość gipsu w skali Mohsa wynosi 2, granitu — 8. alotropowa węgla. Najtwardszą substancją jest jednak diament. diament 10 10
The list of books you might like
