Podstawy chemii: substancje, atomy, reakcje i roztwory

1.Właściwości fizyczne i chemiczne substancji

Właściwości fizyczne opisują m.in. stan skupienia, barwę, zapach, rozpuszczalność i przewodnictwo. Właściwości chemiczne określają zdolność substancji do reakcji, np. palność, podtrzymywanie spalania i reakcje z kwasami.

2.Znaki ostrzegawcze - znaczenie

Informują o zagrożeniach, takich jak toksyczność, łatwopalność, działanie żrące i ryzyko porażenia prądem. Pomagają dobrać bezpieczny sposób postępowania.

3.Ekstrakcja podczas zaparzania herbaty

Ekstrakcja polega na przechodzeniu substancji z liści herbaty do wody. Gorąca woda przyspiesza rozpuszczanie tych substancji.

4.Metale i niemetale - porównanie właściwości

Metale zwykle dobrze przewodzą prąd i ciepło, mają połysk i są kowalne. Niemetale najczęściej słabo przewodzą prąd i nie mają metalicznego połysku.

5.Topnienie a rozpuszczanie

Topnienie to zmiana stanu skupienia z ciała stałego na ciecz pod wpływem temperatury. Rozpuszczanie wymaga obecności innej substancji, w której rozpuszcza się dana substancja.

6.Emulsja i rola emulgatora

Emulsja jest mieszaniną dwóch cieczy, które normalnie się nie mieszają. Emulgator pomaga utrzymać taką mieszaninę.

7.Ruch cząsteczek w trzech stanach skupienia

W ciele stałym cząsteczki drgają w ustalonych położeniach, w cieczy mogą się przemieszczać, a w gazie poruszają się swobodnie. Stany skupienia różnią się też ułożeniem cząsteczek i odległościami między nimi.

8.Sublimacja

Sublimacja to bezpośrednie przejście substancji ze stanu stałego w gazowy, bez przechodzenia przez stan ciekły.

9.Skład atomu i znaczenie elektronów

Atom składa się z protonów, neutronów i elektronów. Elektrony uczestniczą w tworzeniu wiązań chemicznych.

10.Informacje w układzie okresowym

Układ okresowy podaje symbol i nazwę pierwiastka, liczbę atomową oraz masę atomową. Pokazuje również grupę i okres, do których należy pierwiastek.

11.Jak ustalić liczbę protonów, neutronów i elektronów w atomie obojętnym?

Liczba protonów jest równa liczbie atomowej. Atom obojętny ma tyle samo elektronów co protonów. Liczbę neutronów oblicza się, odejmując liczbę atomową od liczby masowej.

12.Powłoki elektronowe i znaczenie powłoki zewnętrznej

Powłoki elektronowe to obszary wokół jądra, w których znajdują się elektrony. Elektrony zewnętrznej powłoki decydują o tworzeniu wiązań, dlatego ma ona największe znaczenie w reakcjach chemicznych.

13.Jony - definicja i powstawanie

Jony to atomy lub grupy atomów mające ładunek elektryczny wskutek oddania lub przyjęcia elektronów.

14.Wiązania chemiczne i powstawanie związków

Wiązanie chemiczne to oddziaływanie łączące atomy lub jony w trwałe układy, wynikające z oddziaływań elektronów i jąder. Związki chemiczne powstają, gdy atomy różnych pierwiastków łączą się w określonych proporcjach.

15.Dlaczego gazy szlachetne są mało reaktywne?

Gazy szlachetne mają zapełnioną zewnętrzną powłokę elektronową, dlatego zwykle nie tworzą związków. Istnieją wyjątki, np. niektóre związki ksenonu.

16.Dlaczego niektóre pierwiastki tworzą cząsteczki dwuatomowe?

Połączenie dwóch atomów pozwala uzyskać korzystniejszy układ elektronów. Cząsteczki dwuatomowe tworzą m.in. tlen, wodór, azot, fluor, chlor, brom i jod.

17.Zjawisko fizyczne a reakcja chemiczna

W zjawisku fizycznym nie powstaje nowa substancja. W reakcji chemicznej powstają nowe substancje.

18.Reakcja syntezy

Synteza jest reakcją, w której z kilku substratów powstaje jeden produkt.

19.Reakcja analizy

Analiza jest reakcją, w której jeden substrat rozpada się na kilka produktów.

20.Reakcja wymiany

W reakcji wymiany atomy lub grupy atomów zamieniają się miejscami, tworząc nowe substancje.

21.Katalizator

Katalizator to substancja, która przyspiesza reakcję chemiczną i nie zużywa się w niej trwale.

22.Reakcje egzotermiczne i endotermiczne

Reakcja egzotermiczna wydziela energię do otoczenia, a endotermiczna pobiera energię z otoczenia. Reakcji może więc towarzyszyć wzrost albo spadek temperatury.

23.Jak obliczyć masę cząsteczkową?

Należy zsumować masy atomowe wszystkich atomów tworzących cząsteczkę. Masę atomową każdego pierwiastka mnoży się przez liczbę jego atomów we wzorze, a następnie dodaje otrzymane wartości.

24.Jakie informacje daje równanie reakcji chemicznej?

Równanie wskazuje substraty i produkty reakcji. Współczynniki określają proporcje liczby cząsteczek lub moli reagujących substancji.

25.Właściwości tlenu

Tlen jest bezbarwnym, bezwonnym gazem, słabo rozpuszczalnym w wodzie. Podtrzymuje spalanie, ale sam się nie pali.

26.Otrzymywanie i właściwości wodoru

Wodór można otrzymać w reakcji niektórych metali z kwasami. Jest bezbarwnym, bezwonnym, bardzo lekkim gazem, słabo rozpuszczalnym w wodzie. Jest palny i z tlenem może tworzyć mieszaninę wybuchową.

27.Znaczenie wybranych tlenków

Tlenek węgla(IV) jest potrzebny do fotosyntezy, a tlenek krzemu(IV) służy do produkcji szkła. Tlenek węgla(II) jest silnie trujący, a tlenek siarki(IV) zanieczyszcza powietrze i przyczynia się do kwaśnych opadów.

28.Rdzewienie - warunki i zapobieganie

Rdzewienie to reakcja żelaza z tlenem w obecności wody, prowadząca do powstania rdzy. Zapobiega się mu przez malowanie, smarowanie lub pokrywanie żelaza warstwą ochronną, np. cynku.

29.Dopływ tlenu a spalanie węgla

Przy odpowiedniej ilości tlenu zachodzi spalanie całkowite: $\ce{C + O2 -> CO2}$. Niedobór tlenu może powodować spalanie niecałkowite: $\ce{2C + O2 -> 2CO}$, w którym powstaje trujący tlenek węgla(II).

30.Zanieczyszczenie powietrza - źródła i ograniczanie

Źródła to spalanie paliw, transport, przemysł i spalanie śmieci. Zanieczyszczenie ograniczają czystsze źródła energii, korzystanie z komunikacji publicznej i niepalenie śmieci.

31.Burze a dziura ozonowa

Podczas burz może powstawać tlenek azotu uczestniczący w reakcjach atmosferycznych. Dziura ozonowa powstaje głównie wskutek działania związków zawierających chlor i brom; nie jest bezpośrednim skutkiem burz.

32.Sposoby otrzymywania tlenu

Tlen można otrzymać przez rozkład nadtlenku wodoru. Powstaje również w procesie fotosyntezy.

33.Polarność wody i jej znaczenie

Polarność oznacza nierównomierne rozmieszczenie ładunku elektrycznego w cząsteczce wody. Dzięki niej woda dobrze rozpuszcza wiele substancji jonowych i polarnych.

34.Od czego zależy rozpuszczalność w wodzie?

Rozpuszczalność zależy głównie od rodzaju substancji i temperatury, a w przypadku gazów także od ciśnienia. W cieplejszej wodzie zwykle rozpuszcza się więcej cukru, natomiast w zimniejszej - więcej gazu.

35.Jak ryby pobierają tlen?

Ryby pobierają skrzelami tlen rozpuszczony w wodzie. Woda przepływa przez skrzela, a tlen przenika do krwi.

36.Chłodzenie nasyconego roztworu soli

Jeśli podczas chłodzenia rozpuszczalność soli maleje, jej część może wykrystalizować. Dla chlorku sodu zmiana rozpuszczalności wraz z temperaturą jest niewielka.

37.Jak obliczyć masę jonu na podstawie etykiety wody mineralnej?

Zawartość jonu w miligramach na litr mnoży się przez objętość wody w litrach, otrzymując masę w miligramach. Aby uzyskać gramy, wynik dzieli się przez tysiąc.

38.Jakie informacje daje wykres rozpuszczalności?

Pokazuje, ile gramów substancji rozpuszcza się w stu gramach wody w danej temperaturze. Pozwala ocenić wpływ temperatury na rozpuszczalność i obliczyć masę substancji, która może wykrystalizować po ochłodzeniu.

39.Twarda woda a woda ciężka

Twarda woda zawiera dużo jonów wapnia i magnezu, przez co utrudnia pienienie mydła. Woda ciężka ma wzór $\ce{D2O}$ i była badana przez Niemców podczas II wojny światowej jako możliwy składnik reaktora jądrowego.

40.Punkt potrójny

Punkt potrójny to określona temperatura i ciśnienie, przy których dana substancja występuje jednocześnie jako ciało stałe, ciecz i gaz.