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