1.8 Sljedeća jedinica Smjese tvari i postupci odvajanja sastojaka heterogenih smjesa
1.7

Vrste tvari – elementarne tvari i kemijski spojevi

Moći ću:
  • razlikovati elementarnu tvar od kemijskog spoja,
  • navesti primjere i svojstva nekih elementarnih tvari (metali i nemetali) i kemijskih spojeva (anorganskih i organskih),
  • navesti primjere dobivanja kemijskih spojeva spajanjem elementarnih tvari i primjere rastavljanja kemijskih spojeva na jednostavnije tvari,
  • objasniti procese kemijske sinteze na primjeru fotosinteze,
  • opisati kemijska svojstva tvari na primjerima kiselina, lužina i soli,
  • definirati pojmove reagens i indikator,
  • usporediti reaktivne i inertne tvari.

Uvod

Sve oko nas je od tvari.

Kemičari dijele tvari na čiste tvari i smjese.

Najjednostavnije čiste tvari građene su od jedne vrste tvari. 

To su elementarne tvari. 

Upoznajmo neke od njih.

Uvod

Sve oko nas je od tvari. Kemičari se stoga u svom radu susreću s mnoštvom tvari, a  da bi se lakše snašli, tvari dijele na čiste tvari i smjese.

Najjednostavnije čiste tvari građene su samo od jedne vrste tvari. To su elementarne tvari. Upoznajmo neke od njih.

Čiste tvari su one tvari kojima nikakvim postupkom

ne možemo dokazati da imaju i neku drugu tvar.

Čiste tvari imaju točno određen sastav i svojstva.

U prirodi ih ima malo zbog djelovanja prirodnih sila

kao što su vjetrovi, morske struje ili erupcije vulkana.

Mogu se izdvojiti fizikalnim ili kemijsim postupcima.

Kemičari sami proizvode čiste tvari.

Čiste  tvari dijele se na:

  • elementarne tvari
  • kemijske spojeve

Elementarne tvari ne mogu se rastaviti na nove tvari

niti pretvoriti jedne u druge.

Razvrstavamo ih u tri skupine:

  1. metali
  2. nemetali
  3. polumetali

Čiste tvari su one tvari u kojima se nikakvim postupkom ne može dokazati prisutnost druge tvari. One imaju stalan, točno određen sastav i svojstva.
U prirodi ima malo čistih tvari. Tvari u prirodi obično se javljaju kao smjese. To je posljedica prirodnih procesa kao što su vjetrovi, morske struje ili erupcije vulkana. U takvim procesima tvari se prirodno miješaju.  Čiste tvari možemo izdvojiti fizikalnim i kemijskim postupcima iz smjesa. Kemičari i sami proizvode mnoge čiste tvari.

Čiste tvari dijele se na elementarne tvari i kemijske spojeve.

Elementarne tvari su jednostavne čiste  tvari koje se kemijskim postupcima ne mogu rastaviti na nove tvari.

Elementarne tvari nikakvim se kemijskim postupkom ne mogu pretvoriti jedne u druge. Prema karakterističnim fizikalnim i kemijskim svojstvima elementarne tvari razvrstavamo u tri skupine: metali, nemetali i polumetali.

Istražite na internetu fizikalna svojstva žive i broma.

Živa i brom su jedine elementarne tvari.
One su na sobnoj temperaturi u tekućem stanju.

Služeći se stručnim mrežnim stranicama, istražite koje fizikalno svojstvo je karakteristično za živu i brom.

Odgovor:

Živa i brom su jedine elementarne tvari koje se na sobnoj temperaturi nalaze u tekućem agregacijskom stanju.

Na slici su prikazani uzorci različitih metala: srebra, zlata, bakra, željeza i cinka.Metali su prikazani u obliku listića i komadića na okruglim staklenim podlošcima i u prozirnim čašicama. U sredini je prikazano zlato a lijevo kocke metala sive i svijetlije boje.Na jednom staklenom podlošku su prikazani sitniji čavli od željeza i namotana mrežica tamnosive boje koja podsjeća na žicu za ribanje suđa.Desno od podloška s čavlima prikazan je podložak s komadićima cinka koji je sive boje.Bakar je prikazan u obliku listića, žice i komada . Crvene je boje.
Uzorci nekih metala: srebro, zlato, bakar, željezo i cink.

Metali

Metali ili kovine pokazuju neka zajednička svojstva:

  • dobri su vodiči  elekrične struje i topline 
  • imaju veliku gustoću
  • imaju metalni sjaj

Pri sobnoj temperaturi su čvrste tvari, 

a živa je tekućina.

Neki imaju svojstvo magnetičnosti.

Metali

Metali ili kovine pokazuju neka zajednička svojstva. Dobri su vodiči električne struje i topline, imaju veliku gustoću (uz nekoliko iznimaka) i metalni sjaj. Svi su, osim žive, pri sobnoj temperaturi čvrste tvari, a živa je tekućina. Neki metali imaju svojstvo magnetičnosti. Većina je metala srebrnosive boje, zlato je žuto, a bakar crvenosmeđe boje.

Povijesno razdoblje u kojem se čovjek počeo koristiti metalima

za izradu oruđa i oružja naziva se metalno doba.

Metalno doba dijeli se na:

  1. bakreno doba
  2. brončano doba
  3. željezno doba

Važnost metala u civilizaciji naših predaka očitovala se u činjenici da su neka povijesna doba nazvana po njima. Navedi nazive tih razdoblja u povijesti.

Odgovor:
Povijesno razdoblje u kojem je čovjek počeo upotrebljavati metale za izradu oruđa, oružja i svakodnevnu uporabu naziva se metalno doba. Prema vrsti metala koji su se tada koristili metalno doba dijeli se na: bakreno, brončano i željezno doba.

Zlato je od davnina bilo simbol moći i bogatstva.

U Rijeci, Zadru, Šibeniku, Splitu i Dubrovniku u majstorskim obrtima,

filigranskom tehnikom ,

zlato su izvlačili u tanke žice te izrađivali nakit i ukrase.

U Slavoniji zlatni dukati nizali su se na narodne nošnje

koje su se nasljeđivale naraštajima

kao obiteljsko i tradicijsko bogatstvo.


Pretraživanjem mrežnih stranica po ključnim pojmovima

istražite još neke zanimljivosti iz svojega kraja

vezane uz tradicijski nakit izrađen od zlata.

Povežite ih sa sadržajima iz Povijesti  te izradite kraću prezentaciju služeći se  web-alatom Haiku.

Za znatiželjne
Na slici je prikazan zlatni nakit. Dvije debele zlatne narukvice reljefnog uzorka i tri tanke narukvice.

Zlato je od davnina bilo simbol moći i bogatstva. U Rijeci, Zadru, Šibeniku, Splitu i Dubrovniku u majstorskim obrtima, filigranskom tehnikom, zlato su izvlačili u tanke žice te izrađivali nakit i ukrase. U Slavoniji zlatni dukati nizali su se na narodne nošnje koje su se nasljeđivale naraštajima kao obiteljsko i tradicijsko bogatstvo.


Pretraživanjem mrežnih stranica po ključnim pojmovima istražite još neke zanimljivosti iz svojega kraja vezane uz tradicijski nakit izrađen od zlata.  Povežite ih sa sadržajima iz Povijesti  te izradite kraću prezentaciju služeći se  web-alatom Haiku.


 

Nemetali

Nemetali ili nekovine su pri sobnoj temperaturi većinom plinovi (kisik, vodik, dušik, klor i dr.).

Brom je tekućina,

a ugljik, sumpor, fosfor i jod su čvrste tvari.

Uglavnom su male gustoće, niskog tališta i vrelišta.

Loši su vodiči topline i električne struje.

Među elementarnim tvarima puno je više metala nego nemetala.

Nemetali

Nemetali ili nekovine su pri sobnoj temperaturi većinom plinovi (kisik, vodik, dušik, klor i dr.). Brom je tekućina, a ugljik, sumpor, fosfor i jod su čvrste tvari. Uglavnom su male gustoće, niskog tališta i vrelišta, loši su vodiči topline i električne struje. Među elementarnim tvarima puno je više metala nego nemetala.

Polumetali ili polukovine

Polumetali ili polukovine (još se nazivaju i metaloidi)

čine skupinu od sedam kemijskih elemenata

čija se svojstva nalaze između svojstava metala i nemetala.

Fizikalna svojstva dijele s većinom metala:

  • čvrste su tvari,
  • metalnog sjaja,
  • visokog tališta,
  • ali osrednji vodiči električne struje i topline.

Kemijskim su svojstvima sličniji nemetalima.

Najpoznatiji polumetal je silicij koji je drugi kemijski element

po zastupljenosti u Zemljinoj kori.

Polumetali ili polukovine

Polumetali ili polukovine (još se nazivaju i metaloidi) čine skupinu od sedam kemijskih elemenata čija se svojstva nalaze između svojstava metala i nemetala. Fizikalna svojstva dijele s većinom metala: čvrste su tvari, metalnog sjaja, visokog tališta, ali osrednji vodiči električne struje i topline. Kemijskim su svojstvima sličniji nemetalima. Najpoznatiji polumetal je silicij koji je drugi kemijski element po zastupljenosti u Zemljinoj kori.

Unesite odgovore na pripadajuća mjesta.

Dopunite rečenicu.

Svojstva nekih elementarnih tvari navedena su u tablici.

elementarna tvar talište / °C vrelište / °C električna vodljivost toplinska vodljivost
srebro 962 2162 dobra dobra
vodik –259 –253 0 slaba
cink 419 907 dobra dobra
sumpor 118 445 0 slaba
kisik –219 –183 0 slaba
živa –39 357 dobra dobra

 

Napomena: Poštujte abecedni redoslijed pri upisu.

Na temelju navedenih svojstava razvrstajte navedene tvari na:

METALE:

,
i
.

NEMETALE:

,
i
.

Navedite koje su od ovih tvari pri sobnoj temperaturi:

PLINOVI:

i
.

TEKUĆINE:

.

ČVRSTE TVARI:

,
i
.

Netočno
Točno
{{correctPercent}}%

Želite li pokušati ponovo?

Kemijski spojevi

Spajanjem elementarnih tvari mogu se dobiti kemijski spojevi.

Oni imaju drukčija svojstva od tvari od kojih su nastali.

Kemijski spojevi

Spajanjem elementarnih tvari mogu se dobiti kemijski spojevi. Oni imaju drukčija svojstva od tvari od kojih su nastali.

Cink i sumpor su elementarne tvari, a cinkov sulfid je spoj.

Kemijsku promjenu možemo predočiti kao zapis:

\ce{cink + sumpor -> cinkov sulfid}

Kemijski spojevi su čiste tvari koje određenim postupcima možemo rastaviti na jednostavnije tvari.

Voda je kemijski spoj.

U prirodi se ne javlja u čistom stanju.

U njoj su otopljene različite tvari.

U kemiji se koristi čista voda.

Ona se dobije kemijskim postupkom

koji zovemo destilacija.

Takvu vodu zovemo destilirana voda.

Cink i sumpor su elementarne tvari, a cinkov sulfid je spoj.

Kemijsku promjenu možemo predočiti kao zapis:

\ce{cink + sumpor -> cinkov sulfid}

Kemijski spojevi su čiste tvari koje određenim postupcima možemo rastaviti na jednostavnije tvari.

Voda je kemijski spoj. U prirodi se ne javlja u čistom stanju jer su u njoj otopljene različite tvari. Za kemijske pokuse koristi se kemijski čista voda. Ona se dobiva procesom destilacije pa se naziva destilirana voda. Od čega se sastoji destilirana voda?

Voda je kemijski  spoj

i složena čista tvar.

Može se rastaviti na jednostavne  čiste tvari, kemijske elemente:

  • vodik
  • i kisik.

Može se predočiti kao zapis:

\ce{voda → vodik + kisik}

Plin koji gori je vodik.

Plin koji podržava gorenje je kisik.

Rastavljanje neke tvari djelovanjem istosmjerne električne struje

naziva se elektroliza.

Elektrolizom vode nastaje

dvostruko više vodika nego kisika.

Voda je kemijski spoj, složena čista tvar koja se može rastaviti na jednostavne čiste tvari – kemijske elemente, vodik i kisik. Plin koji gori je vodik, a plin koji podržava gorenje je kisik.

Razlaganje vode na vodik i kisik može se predočiti kao zapis:

\ce{voda → vodik + kisik}

Rastavljanje neke tvari djelovanjem istosmjerne električne struje naziva se elektroliza. Elektrolizom vode nastaje dvostruko više vodika nego kisika.

 

Odgovor:

Kloroplasti su najučinkovitija “postrojenja” na Zemlji.

Dok su izloženi djelovanju sunčeve svjetlosti,

oni obavljaju proces fotosinteze.

Za fotosintezu je nužna svjetlosna energija, voda i ugljikov dioksid.

\ce{voda + ugljikov dioksid → šećer + kisik}

 Fotosinteza je kemijska promjena

jer iz polaznih tvari nastaju nove tvari

drukčijih fizikalnih i kemijskih svojstava.

Što nastaje procesom fotosinteze?

Odgovor:

Kloroplasti su najučinkovitija “postrojenja” na Zemlji. Dok su izloženi djelovanju sunčeve svjetlosti, oni obavljaju proces fotosinteze. Za fotosintezu je nužna svjetlosna energija, voda i ugljikov dioksid.

 

\ce{voda + ugljikov dioksid → šećer + kisik}

 Fotosinteza je kemijska promjena jer iz polaznih tvari nastaju nove tvari drukčijih fizikalnih i kemijskih svojstava.

Razvrstaj navedene čiste tvari na kemijske elemente i kemijske spojeve.

Kakvi mogu biti kemijski spojevi?

Kemijski spojevi jako se razlikuju po svojim

fizikalnim i kemijskim svojstvima.

Naša su kućanstva prava mala skladišta različitih kemikalija.

Mjera opreza kojih se pridržavamo u laboratoriju

moramo se pridržavati i u svakodnevnom životu.

I kod kuće i u laboratoriju često smo u kontaktu sa spojevima

koji se mogu podijeliti u tri velike skupine:

kiseline, lužine, i soli.

Kiseline

 

Kakvi mogu biti kemijski spojevi?

Kemijski spojevi jako se razlikuju po svojim fizikalnim i kemijskim svojstvima. Naša su kućanstva prava mala skladišta različitih kemikalija, a mjera opreza kojih se pridržavamo u laboratoriju moramo se pridržavati i u svakodnevnom životu. I kod kuće i u laboratoriju često smo u kontaktu sa spojevima koji se mogu podijeliti u tri velike skupine: kiseline, lužine, i soli.

Kiseline

Na slici je prikazana polovica limuna. Na njega je stavljen plavi lakmus papir. Dio stavljen na limun je poprimio crvenu boju.

Iz iskustva znate da su mnoge namirnice kisela okusa.

Npr. ocat, jogurt i limun.

U octu se nalazi octena, u jogurtu mliječna,

a u limunu limunska kiselina.

Neke kiseline su posebno jake.

Ne smijemo ih kušati niti smiju doći u dodir s kožom.

Kiselost se može dokazati posebnim tvarima indikatorima .

Indikatori za kiseline su:

  • plavi lakmus papir
  • i metiloranž.

 

Iz iskustva znate da su mnoge namirnice kisela okusa. Npr. ocat, jogurt i limun. U octu se nalazi octena, u jogurtu mliječna, a u limunu limunska kiselina. Neke kiseline su posebno jake. Ne smijemo ih kušati niti smiju doći u dodir s kožom.

Kiselost se može dokazati posebnim tvarima – indikatorima .

Indikatori za kiseline su plavi lakmus papir i metiloranž.

Na stalku se nalaze tri epruvete označene brojevima 1.2. i 3.

U epruvetama se nalaze vodena otopina sumporova dioksida,

vodena otopina sode bikarbone  (lužina)

vodena otopina šećera.

U svaku je epruvetu dodano nekoliko kapi narančaste indikatorske otopine metiloranža.

Znamo da je otopina metiloranža indikator za kiseline i da promjeni boju u crvenu.

epruveti 1. indikator je požutio,

epruveti 2. nije promijenio boju,

a u epruveti 3. je pocrvenio.

Povežite oznaku na epruveti s kemijskim nazivom vodene otopine tvari

koja je pokazala opisanu promjenu boje indikatora.

Povlačenjem elemenata uskladi odgovarajuće parove.

Spojite parove premještajući pojmove po stupcima.

Na stalku se nalaze tri epruvete označene brojevima 1., 2. i 3. U epruvetama se nalaze vodena otopina sumporova dioksida, vodena otopina sode bikarbone i vodena otopina šećera.

U svaku je epruvetu dodano nekoliko kapi narančaste indikatorske otopine metiloranža. U epruveti 1. indikator je požutio, u epruveti 2. nije promijenio boju, a u epruveti 3. je pocrvenio.

Povežite oznaku na epruveti s kemijskim nazivom vodene otopine tvari koja je pokazala opisanu promjenu boje indikatora.

1.

vodena otopina sumporova dioksida

2.

vodena otopina sode bikarbone

3.

vodena otopina šećera

Netočno
Točno
{{correctPercent}}%

Želite li pokušati ponovo?

Lužine

U kućanstvu se koriste otopine sapuna i deterdženata,

sredstva za odmašćivanje i za otčepljivanje odvoda.

Te tvari sadrže lužine.

Neke su lužine vrlo jake i u radu s njima

kao i s kiselinama treba nositi rukavice.

U lužinama crveni lakmusov papir poplavi.

Bezbojna otopina fenolftaleina u lužnatoj otopini oboji se u ružičasto.

 

Lužine

U kućanstvu se koriste otopine sapuna i deterdženata, sredstva za odmašćivanje i za otčepljivanje odvoda. Te tvari sadrže lužine. Neke su lužine vrlo jake i u radu s njima kao i s kiselinama treba nositi rukavice.

Indikatori za lužine su crveni lakmusov papir i otopina fenolftaleina.

 

Crvenoljubičast sok crvenog kupusa je prirodni indikator.

U  kiselinama poprima crvenu boju,

a u lužinama zelenu do žutu.

Ovisno o jakosti kiseline ili lužine

javljaju se različite nijanse boja.

Uz plavi i crveni lakmusov papir te uz metiloranž i fenolftalein postoje i drugi indikatori. Najdostupniji nam je sok crvenog kupusa. Crvena boja kupusa potječe od pigmenta koji se nalazi u vakuolama stanica. Crvenoljubičasti sok u kiselinama poprima crvenu boju, a u lužinama zelenu do žutu. Ovisno o jakosti kiseline ili lužine javljaju se različite nijanse boja.

Na slici je prikazana polovica crvenog kupusa i tri Erlenmeyerove tikvice. U jednoj je crvena tekućina, u drugoj žuta, a u trećoj plava.Sok crvenog kupusa je prirodni indikator koji u kiselni pocrveni a u lužinama požuti.
Sok crvenog kupusa – prirodni indikator

Neutralne otopine nisu ni kisele ni lužnate.

Sok crvenog kupusa u neutralnoj otopini ne mijenja boju .

S njim možemo dokazivati i kiseline i lužine.

Takve indikatore nazivamo univerzalnim indikatorima.

Za otopine koje nemaju kisela ili lužnata svojstva kažemo da su neutralne. Sok crvenog kupusa u neutralnoj otopini ne mijenja boju. S ovim indikatorom možemo dokazivati i kiseline i lužine. Takve indikatore nazivamo univerzalnim indikatorima.

Za laboratorije se proizvodi posebni univerzalni indikatorski papir kojim se može odrediti je li otopina kisela, neutralna ili lužnata.

Na slici je prikazan univerzalni indikatorski papir narančaste boje kojeg drži ruka kemičara u plavoj zaštitnoj rukavici. Papir je umočen u laboratorijsku čašu u kojoj je svjetložuta otopina. Čaša je postavljena na kvadratnu keramičku bijelu pločicu.Indikatorski narabnčasti papir promjenio je boju u crvenu. Ispod je prikazan krug boja koje pokazuju pH vrijednost. Brojevi pokzuju boje: 1 je crvena, 2 je narančasta, 3 svijetlija narančasta, 5 još svjetlija narančasta, 6 još svijetlija ka žutoj 7 i 8 su nijanse žute, a od 9 do 12 su nijanse zelene do tamno zelene. Brojevi očitavaju pH vrijednost.Univerzalni indikatorski papir pokazuje lužine ,kiseline i neutralne otopine. U kiselinama poprimi cevnu boju a u lužinama plavu boju.U neutralnim otopinama ne mijenja boju.
Univerzalni indikatorski papir.

Što je pH-vrijednost?

pH-vrijednost predstavlja mjeru kiselosti ili lužnatosti neke tvari.

Mjeri se ljestvicom od 0 do 14.

Vrijednost  pH = 7  označava neutralnu tvar

primjerice, neutralana je destilirana voda.

pH-vrijednosti manju od 7 imaju kiseline,

a pH- vrijednost veću od 7 imaju lužine.

\ce{pH < 7 } \: \textit{kiselo}

\ce{pH = 7} \: \textit{neutralno}

\ce{pH > 7} \: \textit{lužnato}

Provjeri na kojim je kozmetičkim proizvodima i sredstvima za osobnu higijenu istaknuta pH-vrijednost proizvoda.

Istražite zašto je to važno za nas i kako djelujue na našu kožu?

Što je pH-vrijednost?

pH-vrijednost predstavlja mjeru kiselosti ili lužnatosti neke tvari.
Mjeri se ljestvicom od 0 do 14. Vrijednostnost \ce{pH = 7} označava neutralnu tvar primjerice, neutralana je destilirana voda. pH-vrijednosti manju od 7 imaju kiseline, a pH- vrijednost veću od 7 imaju lužine.

\ce{pH < 7 } \: \textit{kiselo}

\ce{pH = 7} \: \textit{neutralno}

\ce{pH > 7} \: \textit{lužnato}

Provjeri na kojim je kozmetičkim proizvodima i sredstvima za osobnu higijenu istaknuta pH-vrijednost proizvoda. Istražite zašto je to važno za nas.

Na kraju…

Pozorno proučite sliku i odgovorite na pitanje koje slijedi.

Učenici su dobili dvije čaše s bezbojnim otopinama. Trebali su otkriti u kojoj je čaši kiselina, a u kojoj lužina. Na slici je prikazan rezultat njihova testa. Objasnite njihov nalaz.

Za dokazivanje kiseline učenici su koristili
plavi lakmus papir.
plavi lakmus papir u kiselini ⇒ pocrveni

Za dokazivanje lužine učenici su koristili
crveni lakmus papir.
crveni lakmus papir u lužini ⇒ poplavi

Učenici su dobili dvije čaše s bezbojnim otopinama. Trebali su otkriti u kojoj se čaši nalazi kiselina, a u kojoj lužina. Na slici je prikazan rezultat njihova testa. Objasnite njihov nalaz.

Odgovor:

Za dokazivanje kiseline i lužine učenici su koristili plavi i crveni lakmusov papir. U kiselini je plavi lakmusov papir pocrvenio, a u lužini je crveni lakmusov papir poplavio.