Kiseline i baze

Ime kiseline	Formula kiseline	Formula baze	Ime baze
perklorna	HClO4	ClO4-	perkloratni ion
jodovodična	HI	I-	jodidni ion
bromovodična	HBr	Br-	bromidni ion
sumporna	H2SO4	HSO4-	hidrogensulfatni ion
klorovodična	HCl	Cl-	kloridni ion
oksonijev ion	H3O+	H2O	voda
dušična	HNO3	NO3-	nitratni ion
oksalna	HOOCCOOH	HOOCCOO-	oksalatni ion
hidrogensulfatni ion	HSO4-	SO42-	sulfatni ion
sumporasta	H2SO3	HSO3-	hidrogensulfitni ion
fosforna	H3PO4	H2PO4-	dihidrogenfosfatni ion
fluorovodična	HF	F-	fluoridni ion
dušikasta	HNO2	NO2-	nitritni ion
metanska (mravlja)	HCOOH	HCOO-	metanoatni (formijatni) ion
benzoeva			benzoatni ion
etanska (octena)	CH3COOH	CH3COO-	etanoatni (acetatni) ion
propanska (propionska)	CH3CH2COOH	CH3CH2COO-	propanoatni ion
ugljična (karbonatna)	H2CO3	HCO3-	hidrogenkarbonatni ion
sumporovodična	H2S	HS-	hidrogensulfidni ion
dihidrogenfosfatni ion	H2PO4-	HPO42-	hidrogenfosfatni ion
hidrogensulfitni ion	HSO3-	SO32-	sulfitni ion
hipoklorasta	HClO	ClO-	hipokloritni ion
amonijev ion	NH4+	NH3	amonijak
cijanovodična	HCN	CN-	cijanidni ion
hidrogenkarbonatni ion	HCO3-	CO32-	karbonatni ion
hidrogensulfidni ion	HS-	S2-	sulfidni ion
voda	H2O	OH-	hidroksidni ion
hidroksidni ion	OH-	O2-	oksidni ion

Zadaci iz kemije za treći razred

1. Izračunaj gustoću zlata koje kristalizira u obliku plošno centrirane kocke, a duljina brida elementarne ćelije je 0,407 nm.

2. Maseni udio magnezijevih ion u morskoj vodi je 0,13%. Kolika je masa morske vode koju treba preraditi kako bi se proizvela 1 tona magnezija pri iskorištenju 75%

3. Jednadžbama prikaži reakciju natrijeve lužine:
a) sa sumporovim (IV) oksidom
b) s ugljikovim (IV) okisdom
c) sa sumporovodikom
Plinovi se uvode u otopinu do zasićenja.
U koju vrstu reakcija ubrajamo navedene reakcije?

4. Jednadžbama prikaži procese na elektrodama pri dobivanju aluminija iz glinice. Zašto se anodni blokovi procesom elektrolize troše?

5. Pri temperaturi 400°C i tlaku 250 bara, reakcijom 2,80 g dušika s dovoljnom količinom vodika, nastaje 0,72 g amonijaka. Izračunaj iskorištenje reakcije.

6. Izračunaj promjenu standardne Gibbsove energije za reakciju 50,0 g dušika s kisikom pri 25°C.
Jednadžba reakcije je:
N₂(g) + O₂(g) → 2 NO(g)
Može li se NO raspasti na elemente pri zadanim uvjetima?

7. Izračunaj pH puferske otopine u kojoj su množinske koncentracije:
C(NH₃) = 0,15 moldm^-3, C(NH₄Cl) = 0,35 moldm^-3.
Konstanta disocijacije K_b = 1,8 • 10^-5 moldm^-3.

8. Masa tekućeg klorida formule XCl₂ je 0,200 g, a volumen pare je 55,8 cm³ pri standardnom tlaku i temperaturi 350 K.
a) Izračunaj relativnu atomsku masu elementa X.
b) Odredi atomski broj elementa X.

9. Izračunaj promjenu entropije pri kondenzaciji 1 mola vode. Temperatura je 100°C, a molarna entalpija isparavanja vode je 40,7 kJ/mol.

10. Molarna entalpija taljenja leda je 6,008 kJ/mol. Promjena entropije pri očvršćivanju 2 mola vode je:
a) 43,98 J/K
b) 218,2 J/K
c) -43,98 J/K
d) -218,2 J/K
Odaberi ispravan odgovor.

11. Izračunaj konstantu ravnoteže Kc pri t = 25°C za reakciju:
2H₂O(l) → 2H₂(g) + O₂(g)

12. Što nastaje elektrolizom vruće otopine kalij – klorida?

13. Poredaj kovalentne veze prema porastu polarnosti: C – F, H – F, F – F, O – F

14. Jednadžbama prikaži reakcije:
a) natrija i vodika
b) broma i vodika
c) sumpora i vodika
d) butana (C₄H₁₀) i vodene pare.

Oksidacija i redukcija II

POSTAVLJANJE JEDNADŽBI OKSIDACIJE I REDUKCIJE

1. Odrediti oksidacijske brojeve svih elemenata koji sudjeluju u kemijskoj reakciji.

2. Napisati dvije neovisne jednadžbe (polureakcije oksidacije i redukcije).

3. Izjednačiti broj atoma na lijevoj i desnoj strani svake jednadžbe.

4. Izjednačiti broj elektrona što ih daje reducens s brojem elektrona što ga prima oksidans.

5. Zbrojiti jednadžbe.

Izjednačavanje broja atoma u kiselom mediju:

• 1 atom kisika izjednačujemo dodatkom 1 molekule vode na stranu nedostatka kisika. Zbog dodatka vode dodajemo 2H⁺ iona na suprotnu stranu

Izjednačavanje broja atoma u alkalnom mediju:

• 1 atom vodika izjednačujemo dodatkom 1 vode na stranu nedostatka vodika te dodatkom 1 hidroksilne skupine (OH^-) na suprotnu stranu.

• 1 atom kisika izjednačujemo dodatkom 2 hidroksilne skupine na stranu nedostatka kisika i dodatkom 1 molekule vode na stranu s viškom kisika.

Oksidacija i redukcija

• reakcija u kojoj neka molekula, atom ili ion GUBI ELEKTRONE naziva se reakcija OKSIDACIJE (povećavanje oksidacijskog broja).

• molekulu, atom ili ion koji OKSIDIRA (gubi elektrone) nazivamo REDUKCIJSKIM SREDSTVOM

• reakcija u kojoj neka molekula, atom ili ion PRIMA ELEKTRONE naziva se reakcija REDUKCIJE ( smanjenje oksidacijskog broja).

• molekulu, atom ili ion koji REDUCIRA (prima elektrone) nazivamo OKISDACIJSKIM SREDSTVOM

PRAVILA ZA ODREĐIVANJE OKSIDACIJSKOG BROJA

1. Oksidacijski broj svih elemenata u elementarnom stanju jednak je nuli (0).
 2. Oksidacijski broj vodika u spojevima je (+1), osim u hidridima metala, gdje je oksidacijski broj vodika (-1).

3. Oksidacijski broj kisika u spojevima je (-2), osim u peroksidima gdje je (-1) i superoksidima gdje je (-1/2).

4. Suma svih oksidacijskih brojeva elemenata, koji se nalaze u spoju mora biti jednaka nuli.

5. Suma svih oksidacijskih brojeva u složenim ionima mora biti jednaka naboju iona.

6. U spojevima s kovalentnom vezom oksidacijski broj nekog atoma jednak je zamišljenom naboju koji se javlja u tom atomu kada se zajednički elektronski parovi dodijele elektronegativnijem atomu.

PRAVILA ZA ODREĐIVANJE OKSIDACIJSKOG BROJA U ORGANSKIM MOLEKULAMA

1. Oksidacijsko se stanje ugljikova atoma mijenja za -1 nastajanjem svake veze s manje elektronegativnim atomom, poput vodika.

2. Oksidacijsko se stanje ugljikova atoma mijenja za +1 nastajanjem svake veze s elektronegativnijim atomom, poput vodikaheteroatoma (kisik, dušik, sumpor…).

3. Dvostruka odnosno trostruka veza s heteroatomom računaju se dva odnosno tri puta.

4. Pri određivanju oksidacijskog stanja ne računaju se veze između ugljikovih atoma.

Zadaci iz kemije za drugi razred

1. Navedene reakcije podijelite u dvije skupine, anodne i katodne.

A Cu²⁺(aq) + 2e^- → Cu(s)

B Zn(s) → Zn²⁺ + 2e^-

C 2H₂O(l) → O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e^-

D Fe³⁺(aq) + e^- → Fe²⁺(aq)

E 2Cl^-(aq) → Cl₂(g) + 2e^-

F 2H⁺(aq) + 2e^- → H₂(g)

2. Otopina A ima pH = 3. Otopina B ima pH = 11. Točne su tvrdnje:

A otopina A je kiselina

B obje otopine su neutralne

C pOH je veći u otopini B

D c(OH^-) je veća u otopini A

E pOH je manji u otopini B

F c(H⁺) je ista u obje otopine

3. Napišite formulu i ime kiseline ili baze kojima pripada pojedini od sljedećih iona:

A ClO₄^-

B Fe²⁺

C S^2-

D Li⁺

E H₂PO₄^-

4. Kristal silicija ima strukturu dijamanta. Duljina brida elementarne ćelije je 0,543 nm. Gustoća silicija je 2,32 g/cm³. izračunaj broj atoma silicija u elementarnoj ćeliji.

5. Izračunaj volumen klora pri t = 40°C i p = 1,2 bar koji se razvije reakcijom jednog mola Na₂Cr₂O₇ sa suviškom HCl. Produkti reakcije su klor, natrijev klorid, kromov (III) klorid i voda.

A Napiši jednadžbu tog redoks procesa.

B Izračunaj volumen klora u dm³

6. Izračunaj volumen 10%-tne otopine sumporne kiseline gustoće 1070 g/dm³ potrebne za neutralizaciju otopine koja sadrži 16 g natrijevog hidroksida.

7. Koji se procesi odvijaju na katodi i anodi pri elektrolizi otopine cinkova klorida, ako je anoda:

A od ugljena (grafita)

B od cinka

8. Na temelju podataka iz termokemijskih jednadžbi pri 25°C i 101 kPa izračunaj entalpiju za reakciju: 

 Pb(s) + PbO₂(s) + 2SO₃(g) → 2PbSO₄(s)

Pb(s) + PbO₂(s) +2H₂SO₄ → 2PbSO₄(s) + 2H₂O(l)                   ΔH° = -509,2 kJ/mol

SO₃(g) + H₂O(l) → H₂SO₄(l)                                                       ΔH° = -130 kJ/mol

9. U kojem od navedenih parova soli su otopine lužnate:

A NaHCO₃, KCN

B (NH₄)₂SO₄, NH₄Cl

C NH₄Cl, NH₄NO₃

D NaNO₃, NaCl

E K₂SO₄, NaClO₄

10. U reakcijskoj posudi nalazi se 4 mola molekula ugljikova (II) oksida i 4 mola molekula kisika. Reakcijom nastaje 3 mola molekula ugljikova (IV) oksida.

A napiši jednadžbu kemijske reakcije

B Izračunaj maseni udio sastojaka u smjesi

C Izračunaj volumen smjese plinova pri s. u.

Konformacije alkana

Veza među atomima ugljika je σ – veza. Zbog mogućnosti rotacije oko jednostrukih veza atomi u molekuli mogu mijenjati položaj (a da se ne kida veza između atoma ugljika u molekuli). Ti različiti oblici molekula, koji su posljedica rotacije oko jednostrukih veza zovu se konformacije.

Izomerija kod alkana

Izomeri su molekule koje imaju jednaku molekulsku formulu, a različite strukturne formule.

Izomeri pentana (C₅H₁₂):

n - pentan

izopentan

neopentan

Prikazani izomeri su konstitucijski ili strukturni izomeri. Međusobno se razlikuju po fizikalnim i kemijskim svojstvima.

Što je veći broj atoma ugljika u molekuli moguć je veći broj konstitucijskih izomera.

Broj C-atoma	Broj izomera
1	1
2	1
3	1
4	2
5	3
6	5
7	9
8	18
9	35
10	75
20	366 319

Nomenklatura alkana

• pravila Međunarodne unije za čistu i primijenjenu kemiju (IUPAC).

• sustavni naziv nerazgranatog alkana dobije se dodatkom nastavka -an korijenu koji označuje broj atoma ugljika u spoju.

Homologni niz alkana

Broj C-atoma	Naziv spoja	Kondenzirana strukturna formula	Broj izomera
1	metan	CH4	1
2	etan	CH3CH3	1
3	propan	CH3CH2CH3	1
4	butan	CH3(CH2)2CH3	2
5	pentan	CH3(CH2)3CH3	3
6	heksan	CH3(CH2)4CH3	5
7	heptan	CH3(CH2)5CH3	9
8	oktan	CH3(CH2)6CH3	18
9	nonan	CH3(CH2)7CH3	35
10	dekan	CH3(CH2)8CH3	75

Ugljikovodične skupine se zovu alkilne skupine. Imaju strukturu odgovarajućeg alkana, a jedan vodikov atom manje. Njihovi nazivi nose nastavak –il.

Kao neodređene alkilne skupine se formulama prikazuju s R.

Opća formula za alkilne skupine je R = C_nH_2n+1

Neke važnije alkilne skupine

Ime alkilne skupine	Formula
metil
etil
propil
izopropil
butil
izobutil
tert-butil
pentil

Pravila za određivanje sustavnih imena razgranatih alkana

1. Kao korijen imena uzima se naziv najduljeg ugljikovog lanca.

2. Odrede se nazivi alkilnih skupina vezanih na odabrani lanac.

3. Položaj za koji je vezana alkilna skupina označuje se brojem. Redni brojevi ugljikovih atoma glavnog lanca određuju se tako da supstituent bude na ugljikovu atomu sa što manjim rednim brojem.

4. Broj se stavlja ispred supstituenta na koji se odnosi.

5. Supstituenti se navode abecednim redom.

6. Broj istovrsnih supstituenata na glavnom lancu označuje se umnoženim prefiksima.

• di –          za dvije skupine

• tri –         za tri skupine

• tetra –     za četiri skupine

• penta –   za pet skupina

Alkani

• s obzirom na broj atomskih vrsta u molekuli, mogu se smatrati najjednostavnijom skupinom organskih spojeva.

• najvažniji sastojci zemnog plina i nafte

• raniji naziv parafini – potječe od njihovog svojstva da teško reagiraju s drugim elementima i spojevima

STRUKTURA ALKANA

Opća formula

C_nH_2n+2

n = 1,2,3,4,5......

HOMOLOGNI NIZ ALKANA – niz spojeva među kojima je razlika u strukturi jedna metilenska skupina (– CH₂–).

Strukturne formule

• dvodimenzijski prikaz građe spojeva

Strukturna formula propana

Lewisova strukturna formula propana

Formula propana s veznim crticama

H₃C – CH₂ – CH₃ ili CH₃CH₂CH₃

Kondenzirana ili sažeta strukturna formula propana

Molekule su trodimenzijske tvorevine s određenim prostornim razmještajem atoma. Prostorno se mogu prikazati pomoću kalotnih modela (Stuart – Brieglibovih modela), pomoću modela sastavljenih od kuglica i štapića ili pomoću crteža iz kojeg se vidi prostorni razmještaj atoma.

Različit način prikazivanja molekule metana

Vezni kut je međuatomski kut nekog dijela molekule. U molekuli metana svi su jednaki i iznose 109,5°.

Veličina veznih kutova u alkanima i drugim organskim molekulama može se najjednostavnije objasniti teorijom odbijanja elektronskih parova valentne ljuske (engl Valence shell electron pair repulsion, VSPER – teorija). 

Ugljikovodici

• skupina organskih spojeva česta u prirodi

• molekule ugljikovodika sastoje se samo od atoma ugljika i vodika

• kostur molekule čine povezani atomi ugljika

• prema strukturi molekule dijele se na:

1. acikličke ili alifatske ugljikovodike → atomi ugljika vezani su u lance

2. cikličke ili prstenaste ugljikovodike → atomi ugljika povezani su u prsten

• u svakoj od ovih skupina prema vrsti kovalentnih veza između atoma ugljika razlikuju se:

1. zasićeni ugljikovodici → s jednostrukim kovalentnim vezama

2. nezasićeni ugljikovodici → s dvostrukim i trostrukim kovalentnim vezama

Areni ili aromatski ugljikovodici su posebna skupina cikličkih nezasićenih ugljikovodika.

• alkani

• alkeni

• alkini

• areni

Zadaci iz kemije za prvi razred

1. Elementarna ćelija aluminija je plošno centrirana kocka. Duljina brida elementarne ćelije je 405 pm. Izračunaj gustoću aluminija.

2. Elementarnom analizom utvrđeno je da neki spoj sadrži 60,4% ksenona, 22,1% kisika i 17,5% fluora. Relativna molekulska masa spoja je 217,3.

a) Odredi molekulsku formulu spoja.

b) Lewisovom simbolikom prikaži strukturnu formulu.

c) Predvidi geometrijski oblik molekule (VSEPR – teoriji).

3. 2 kg vodene otopine vodikovog peroksida masenog udjela 12% potrebno je razrijediti vodom da bi se maseni udio vodikova peroksida smanji, na 3%. Koliko je kilograma vode potrebno dodati ishodnoj otopini?

4. a) Koja od navedenih atomskih orbitala nije moguća?

A 2 d

B 3 s

C 4 p

D 5 f

b) Napiši simbole i elektronske konfiguracije iona 2., 3., 6. i 7. elemenata treće periode periodnog sustava elemenata.

5. Koji je od navedenih kemijskih procesa moguć i ispravno napisan?

A 2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → CaCl₂ + NO₂ + 2H₂O

B 2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → 2NH₃ + CaCl + 2H₂O

C 2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → 2NH₃ + CaCl₂ + 2H₂ + O₂

D 2NH₄Cl + Ca(OH)₂ → 2NH₃ + 2CaCO₃ + 2HCl

E nijedan

6. Koji od navedenih iona ima najmanji polumjer?

A Al³⁺

B Mg²⁺

C Na⁺

7. U posudi stalnog volumena nalazi se 2 · 10³ molova molekula vodika i dvostruko manje molekula kisika. Smjesa je upaljena iskrom, pa je u posudi nastalo 2 · 10³ molova vodene pare. Što se dogodilo s tlakom u toj posudi nakon navedene reakcije? Tlak se:

A smanjio

B ostao nepromijenjen

C povećao

D zbog naglog povećavanja tlaka sustav je eksplodirao

8. Zaokruži slovo ispred niza tvari u kojem je kod svih članova niza prisutna i ionska i kovalentna veza.

A jod, kalijev jodid, kalij

B natrijev fosfat, aluminijev sulfat, kalijev nitrit

C ugljikov (IV) oksid, ugljična kiselina, natrijev karbonat

D natrijev klorid, kalcijev nitrid, željezov (II) klorid

E amonijev hidroksid, amonijak, amonijev klorid

9. U smjesi plinova ima 1,2 mola molekula vodika i 0,6 mola molekula dušika. Izračunaj:

A masu smjese

B ukupan broj molekula vodika i dušika

C volumen smjese plinova pri s.u.

10. Napiši formule sljedećih spojeva:

A amonijeva sulfida

B natrijeva hidrogenkarbonata

C octene kiseline

D modre galice