Bendroji Ir Analizinė Chemija

Front 1

Chemijos objektai (tai ką tiria chemija)

Back 1

tiria chemines medžiagų savybes ir jų sandarą, cheminius virsmus, reakcijos.

Front 2

Pagrindiniai chemijos dėsniai

Back 2

1. Masės tvermės desnis (Lavuazjė): Cheminės reakcijos produktų masė yra lygi pradinių reagavusių medžiagų masei.
2. Sudėties pastovumo dėsnis(Prustas): Junginio cheminė sudėtis nepriklauso nuo jo gavimo būdo. Junginį sudarančių elementų masių santykis yra visada pastovus dydis. Kiekviena medžiaga, gauta bet kokiu būdu, visuomet turi tokią pat kokybinę ir kiekybinę sudėtį bei savybes.
3. Atomistinė Daltono teorija:
• Visos medžiagos sudarytos iš chemiškai nedalomų dalelių – atomų. Medžiagoms reaguojant atomai nei sunaikinami, nei naujai sukuriami.
• Visų vieno elemento atomų savybės (masė, cheminės savybės) yra vienodos, bet skiriasi nuo kitų elementų atomų savybių.
• Sudėtinių medžiagų atomai yra susijungę griežtai apibrėžtais santykiais.

Front 3

Struktūrinė junginio formulė

Back 3

parodo kokia tvarka kokio tipo ryšiais ir kokie atomai yra susijungę molekulėje.

Front 4

Kas yra elemento atominė masė?

Back 4

Elemento atomine mase laikoma jo atomų vidutinė masė, apskaičiuota atsižvelgiant į visų jo izotopų paplitimą gamtoje. Elementų atominės masės etalonu yra pasirinktas anglies izotopas 12C. Ir susitarta, kad 12C=12 a.m.v. o 1 a.m.v. = 1/12 12C. Todėl atominė masė dažniausiai pateikiama be matavimo vieneto ir vadinama santykine atomine mase. ( Bet kurio elemento X atomo masės santykis su atominiu masės vienetu yra to elemento santykinė atominė masė.)

Front 5

Kas sudaro atomo ( branduolio) masės skaičių A?

Back 5

sudaro neutronų skaičius N ir protonų skaičius Z

Front 6

Cheminiai elementai

Back 6

Cheminis elementas dabar apibūdinamas kaip atomų, turinčių vienodą branduolio krūvį, visuma.

Front 7

Metalų ir nemetalų dvinariai junginiai

Back 7

Dvinariais junginiais vadiname tokius, kurie sudaryti iš dviejų elementų atomų. Junginys, kuriame vienas iš elementų yra metalas, o kitas nemetalas, dažniausiai būna joninis.

Front 8

Molio sąvoka chemijoje

Back 8

Molis - tai medžiagos kiekis, kurį sudaro tiek struktūrinių dalelių, kiek atomų yra tiksliai dvylikoje gramų anglies 12C.

Front 9

Kuo panašūs ir kuo skiriasi 1 molis X elemento bei 1 molis Y elemento?

Back 9

1 mol X ir Y elementų turi po lygų skaičių atomų, bet jų masė (g) yra skirtinga.

Front 10

Kas yra alotropija?

Back 10

Alotropija - elemento gebėjimas sudaryti kelias vienines medžiagas, turinčias skirtingą struktūrą.
Pavyzdžiai: anglis (deimantas grafitas), deguonis ( deguonis O2, ozonas O3), fosforas (raudonasis, baltasis).
Alotropinė atmaina - tos pačios medžiagos rūšis, turinti kitokią struktūrą.

Front 11

Oksidacijos laipsnių nustatymo taisyklės

Back 11

1. Vieninių medžiagų oksidacijos laipsnis lygus 0.
2. Visų molekulės atomų oksidacijos laipsnių suma lygi 0. Joną sudarančių oksidacijos laipsnių suma lygi jono krūviui.
3. Šarminių metalų (IA) oksidacijos laipsnis cheminiuose junginiuose lygus +1, IIA - +2.
4. Junginiuse vandenilis yra +1. Išskyrus hidridus (H-) - NaH, KH, CaH2. Fluoro - -1.
5. Deguonies oksidacijos laipsnis junginiuose yra – 2. Išskyrus peroksidus.
6. Dvinariuose junginiuose, sudarytuose iš 2 elementų : VIIA - -1, VIA - -2, VA - -3.

Front 12

Kas yra dispersinė fazė ir terpė?

Back 12

Dispersinė sistema – tokia sistema, kurią sudaro bent dvi medžiagos, kurių viena smulkiomis dalelėmis yra pasiskirsčiusi kitoje.
Dispersinė fazė – dispersinėje sistemoje pasiskirsčiusi medžiaga.
Dispersinė terpė – medžiaga, kurioje pasiskirsčiusi dispersinė fazė.

Front 13

Nuo ko priklauso dispersinių sistemų savybės?

Back 13

Savybės priklauso nuo dalelių dydžio. Kuo dalelės smulkesnės tuo sistema stabilesnė.

Front 14

Kuo skiriasi suspensija nuo emulsijos?

Back 14

Dispersinės sistemos skirstomos pagal ištirpusių dalelių dydį:
1. Suspensijos / emulsijos >10-7m
2. Koloidiniai tirpalai 10-7 – 10-9m
3. Tikrieji tirpalai <10-9m

Suspensija – dispersinė sistema, kurią sudaro smulkios kieto kūno dalelės pasiskirsčiusios skystyje (pvz. vandenyje išplaktas molis).

Emulsija - dispersinė sistema, kurią sudaro smulkūs skysčio lašeliai pasklidę kitame skystyje (pvz. riebalų lašeliai piene).

Tikrieji tirpalai – vienalytė homogeninė sistema, kurioje tarp tirpiklio molekulių yra tolygiai pasiskirsčiusios tirpinio dalelės.

Front 15

Kas yra tirpumas, kaip išreiškiamas ir nuo kokių faktorių priklauso?

Back 15

Tirpumas – medžiagos savybė tirpti.
Išreiškiamas gramais (g) į 100g tirpiklio esant tam tikrai temperatūrai.
Faktoriai:
1. Tirpinamos medžiagos ir tirpiklio cheminės prigimties.
2. Temperatūros
3. Slėgio.

Front 16

Kuo skiriasi medžiagos tirpimas nuo tirpumo?

Back 16

Tirpimas yra tirpinio ir tirpiklio sąveika, o tirpumas yra medžiagos savybė.

Front 17

Kas yra sotūs, nesotūs ir persotinti tirpalai?

Back 17

Sotusis tirpalas - tirpalas, kuriame tirpinio ištirpinta tiek, kiek galėjo ištirpti tam tikros temperatūros tirpiklyje.
Nesotusis tirpalas - tirpalas, kuriame tirpinio ištirpinta mažiau negu gali ištirpti tirpiklyje.
Persotintas tirpalas – tirpalas, kuriame tirpinio yra ištirpę daugiau nei galėtų būti tame kiekyje tirpiklio. Gaunamas labai ramiomis sąlygomis aušinant sotųji tirpalą.

Front 18

Kiekybinė tirpalų charakteristika

Back 18

Yra trys kiekybinės tirpalų charakteristikos: procntinė koncentracija, molinė koncentracija, molinė ekvivalentų koncentracija.
1. Procentinė koncentracija rodo ištirpusios medžiagos kiekį gramais esant 100 g tirpiklio. C%
2. Molinė koncentracija rodo ištirpusios medžiagos kiekį moliais 1 l tirpiklio. CM=[mol/L]=M
; m= MCV/1000 m – tirpale esančios medžiagos manė gramais. M – ištirpintos medžiagos molinė masė g/mol. Cm – Tirpalo molinė koncentracija. V – tirpalo tūris ml.
3. Molinė ekvivalentų koncentracija rodo ištirpusios medžiagos ekvivalentų skaičių 1L tirpalo - CN.
CN=[ekv/L]=N ; m = ECV/1000 E – ištirpusios medžiagos masė molinė masė. g/mol.

Front 19

Kovalentiniai ryšiai ir kovalentiniai junginiai. Pavyzdžiai.

Back 19

Kovalentiniai ryšiai - jėgos, laikančios atomus sujungtus į molekules. Susidaro, kai elektronai sudaro vieną bendrą besijungiantiems atomams elektronų porą arba keletą tokių porų. Nepolinis - tarp to paties elemento atomų. Polinis - tarp skirtingų elementų atomų, kurių savybės yra panašios.
Kovalentiniai junginiai - junginiai, kuriuose vyrauja kovalentiniai ryšiai.

Pvz.: H2O, CCl4

Front 20

Joniniai ryšiai ir joniniai junginiai. Pavyzdžiai.

Back 20

Joniniai ryšiai - ryšiai tarp tokių dviejų elementų atomų, kurie turi didelį elektrinių neigiamumų skirtumą (vienas linkęs atiduoti elektronus, kitas - prisijungti). Susidaro dėl elektrostatinių traukos jėgų tarp priešingai įkrautų jonų, susidariusių pereintant elektronams iš vieno atomo į kitą.
Joniniai junginiai - tai medžiagos, sudarytos iš teigiamųjų ir neigiamųjų jonų, kuriuos kartu laiko elektrostatinės traukos jėgos.
Pvz.: NaCl, MgCl2.

Front 21

Stiprios ir silpnos rūgštys

Back 21

Rūgštys - sudėtinės medžiagos, kurioms disocijuojant vandeniniuose tirpaluose kaip katijonai visada atskyla H+.
Stiprios rūgštys - rūgštys, kurios vandeniniame tirpale visiškai jonizuojasi. Pvz.: HCl, HNO3, HI, HBr, HClO4, H2SO4.
Silpnos rūgštys - rūgštys, kurios vandeniniame tirpale jonizuojasi tik iš dalies. Pvz.: CH3COOH, H2SO3, H2CO3, HCN, H2S.

Front 22

Neutralizacijos reakcijų pavyzdžiai

Back 22

HCl (aq) + NaOH (aq) ---> NaCl (aq) + H2O (s)
H+ (aq) + Cl- (aq) + Na+ (aq) + OH- (aq) ---> Na+ (aq) + Cl- (aq) + H2O (s)
H+ (aq) + OH- (aq) ---> H2O (s)

Front 23

Druskų sudėtis ir savybės.

Back 23

Druskos - joninės, kristalinės struktūros medžiagos. Metalo katijoną ir rūgšties liekaną sieja joninis ryšys.
Druskos:
• Rūgščiosios ( 2 H2SO4 + Zn(OH)2 ---> Zn(H2SO4)2 + 2 H2O )
• Bazinės ( H2SO4 + 2 Zn(OH)2 ---> (ZnOH)2SO4 + 2 H2O)
• Normalios( H2SO4 + Zn(OH)2 ---> ZnSO4 + 2 H2O )

Front 24

Kompleksinės ir mišrios druskos

Back 24

Kompleksinės druskos - junginiai, kurie turi tirpale patvarų kompleksą, susidedantį iš dviejų ar daugiau skirtingų elementų atomų arba jonų.
Kompleksinė druska : a) Kompleksinis jonas: i)Centrinis katijonas (Cu) - kompleksadarys ii)Nedidelės polinės molekulės H2O, NH3 arba neigiami jonai Cl-, Cn- - ligandai b)Rūgšties liekana
[Cu(NH3)4]2+ - kompleksinis jonas, (NH3)4 - vidinė sfera, SO42- - išorinė sfera. [Cu(NH3)4] SO4.
Sverbiausia kompleksadario charakteristika - koordinacinis kaičius, rodantis, kiek ligandų yra kompleksinėje druskoje. Būdingiausias 4 arba 6. Gyv. Gamtoje: hemoglobinas, chlorofilas.
Mišrios druskos - druskos iš įvairių kelių metalų katijonų ir rūgšties liekanos.
KAl(SO4)  12H2O

Front 25

Druskų hidrolizė

Back 25

Druskų hidrolizė - druskų jonų ir vandens molekulių sąveika, kuomet susidaro silpni elektrolitai (silpnos rūgštys ir silpnos bazės) arba mažai tirpios medžiagos. Druskų hidrolizės metu pakinta H3O+ ir OH- jonų koncentracijos, pakinta pH.
Hidrolizuojasi tik tos druskos, kurių viena dalis gauta iš silpnos rūgšties ar silpnos bazės. Druskos iš stiprios rūgšties ir stiprios bazės NESIHIDROLIZUOJA. (NaCl, KNO3, Na2SO4 ir t.t.)
Nesihidrolizuoja ir netirpios druskos: BaSO4, FeS, K2S, FePO4, Fe3(PO4)2 ir t.t.
Apytikslė pH reikšmė: =7, >7, <7.
I. Silpna rūgštis, stipri bazė
CH3COOH + NaOH ---> CH3COONa
CH3COONa (aq) <---> Na+ (aq) + CH3COO- (aq)
CH3COO- + H2O <---> CH3COOH + OH- pH>7
II. Stipri rūgštis, silpna bazė
NH3 + HCl ---> NH4Cl
NH4Cl (aq) <---> NH4 + (aq) + Cl-(aq)
NH4 + + H2O <---> NH3 + H3O+ pH<7
III. Silpna rūgštis, silpna bazė
CH3COOH + NH3 ---> CH3COONH4
CH3COONH4 (aq) <---> CH3COO- (aq) + NH4 + (aq)
CH3COO- + H2O ---> CH3COOH + OH-
NH4 + + H2O ---> NH3 + H3O+ pH=7
IV. Stipri rūgštis, stipri bazė
HCl + NaOH ---> NaCl + H2O
NaCl (aq) --/-->

Front 26

Kas yra oksidacijos laipsnis? Oksidacijos laipsnių nustatymo taisyklės

Back 26

Oksidacijos laipsnis - sąlyginis atomo krūvis, kurį atomas įgytų cheminiame junginyje. Joniniuose junginiuose oksidacijos laipsnis sutampa su jono krūviu.
Oksidacijos laipsnių nustatymo taisyklės yra 6 klausime.

Front 27

Išlyginti ox-red. reakciją elektroniniu būdu 1

Back 27

MnO2 + Cl2 + 4 KOH ---> K2MnO4 + 2 KCl + 2 H2O
Mn+4O2 + Cl02 + KOH ---> K2Mn+6O4 + KCl- + H2O
Mn+4 - 2e ---> Mn+6 - 1 reduktorius, oksidacija
Cl02 + 2e ---> 2Cl- - 1 oksidarorius, redukcija
Mn+4 + Cl02 ---> Mn+6 + 2Cl-

Front 28

Išlyginti ox-red. reakciją elektroniniu būdu 2

Back 28

6 KJ + K2Cr2O7 + 7 H2SO4 ---> 3 I2 + Cr2(SO4)3 + 4 K2SO4 + 7 H2O
KJ- + K2Cr+6 2O7 + H2SO4 ---> I0 2 + Cr+32(SO4)3 + K2SO4 + H2O
Cr+6 + 3e ---> Cr+3 - 2 oksidatorius, redukcija
2J- -2e ---> I0 2 - 3 reduktorius, oksidacija
2 Cr+6 + 6 J- ---> 2 Cr+3 + 3 I0 2

Front 29

Elektrolitų tirpalai ir jų savybės

Back 29

Elektrolitai – medžiagos, kurių vandeniniai tirpalai arba lydalai praleidžia elektros srovę. Visi joniniai junginiai yra elektrolitai. Tirpalai, kuriuse nėra jonų nėra elektrolitai. Gliukozės tirpalas ir aukštesnieji alkoholiai nėra elektrolitai. Praskiestuose tirpaluose elektrinis laidumas yra geresnis.
Junginiai, kurių atomus sieja poliniai kovalentiniai ryšiai tirpdami vandeny tampa elektrolitais, jonizuojasi (disocijuoja) sudarydami jonus. NH3(d) – ne elektrolitas. NH3(aq) – vandeninis tirpalas elektrolitas, nes vandens molekulės turi didelį elektroneigiamumą, todėl iš amoniako gali atplėšti H protoną ir tapti oksonio jonu.
Elektrolito stiprumą nulemia disociacijos laipsnis.
Kuo poliškesnis yra tirpiklis ir didesnė jo dielektrinė konstanta, tuo elektrolitai geriau disocijuoja tame tirpiklyje.

Front 30

Jonų mainų reakcijos elektrolitų tirpaluose

Back 30

Jonai nekeisdami savo krūvio elektrolitų tirpaluose reaguoja tuomet, kai susidaro:
• Blogai tirpūs junginiai AgNO3 + NaCl ---> AgCl(k.) + NaNO3
Ag+ (aq) + NO3- (aq) + Na+ (aq) + Cl- (aq) ---> AgCl(k.) + Na+ (aq) + NO3- (aq)
Ag+ (aq) + Cl- (aq) ---> AgCl(k.)
• Dujos Na2CO3 + 2 HCl ---> CO2(d.) + 2H2O + 2 NaCl
CO32- (aq) + 2 H3O+ ---> CO2 (d.) + 3 H2O
• Silpnos rūgštys arba silpnos bazės CH3COONa + HCl ---> CH3COOH + NaCl
CH3COO- (aq) + H3O+ ---> CH3COOH + H2O
• Vanduo KOH + HNO3 ---> KNO3 + H2O(s.)
OH- + H3O+ ---> 2 H2O (s.)
• Kompleksiniai junginiai Fe(CN)2 + 4 KCN  K4[Fe(CN)6] kalio geležies cianatas
Fe2+ + 6 CN- ---> [Fe(CN)6]4-
Reakcijos negrįžtamos.

Front 31

Kas yra reakcijos šiluma?

Back 31

Reakcijos šiluma Qr – šilumos kiekis, kuris perduodamas iš sistemos aplinkai arba iš aplinkos sistemai, kai reakcija vyksta nekintant temperatūrai ir sėgiui. Reakcijos šiluma matuojama specialiu prietaisu – kalorimetru.

Front 32

Kas yra egzoterminė ir endoterminė reakcijos?

Back 32

Egzoterminė reakcija – tokia reakcija, kuri padidina izoliuotosios sistemos temperatūrą arba sukelia šilumos pernašą iš neizoliuotosios sistemos į aplinką. Egzoterminės reakcijos šiluma yra neigiamas dydis (Qr <0).

Endoterminė reakcija – tokia reakcija, kuri sumažina izoliuotosios sistemos temperatūrą, arba sukelia šilumos pernašą iš aplinkos į neizoliuotąją sistemą. Endoterminės reakcijos šiluma yra teigiamas dydis (Qr >0).

Front 33

Amoniako gavimas

Back 33

N2 (d) + 3 H2 (d) <---> 2 NH3 (d)
Sąlygos:
• Temperatūra 400° C
• Slėgis 200 atm.
• Katalizatoriai: korėta geležis, cinkas, platina.
Išeiga iki 100%, virimo temperatūra = -33,4° C.
Naudojamas: Trąšoms gaminti, valikliams.

Front 34

Azoto oksidai, azoto oksidacijos laipsniai, paplitimas gamtoje

Back 34

N2O (+1) diazoto monoksidas
NO (+2) azoto monoksidas
N2O3 (+3) diazoto trioksidas
NO2 (+4) azoto dioksidas
N2O5 (+5) diazoto pentoksidas

NO ir NO2 susidaro vidaus degimų varikliuose.

NO2 + saulės šviesa  NO + O
O + O2  O3
O3 + NO  NO2 + O2

Front 35

Azotas, jo savybės. Azoto rugšties gavimo schema

Back 35

Daugiausia azoto yra atmosferoje. Azotas bekvapės, beskonės ir bespalvės dujos. Jos blogai tirpsta vandenyje. Gamtoje randamas junginiuose: NaNO3, KNO3 ir Ca(NO3)2, gyvųjų organizmų baltymuose, nukleorūgštyse. Dėl trigubojo ryšio molekulėje azotas mažai reaktingas. Azotui būdingos oksidacinės ir redukcinės savybės.

Azoto rūgšties gavimas:
1. N2 + 3 H2 <---> 2 NH3
2. 4 NH3 + 5 O2 ---> 4 NO + 6 H2O (850° C)
3. 2 NO + O2 <---> 2 NO2
4. 4 NO2 + O2 + 2 H2O ---> 4 HNO3

Front 36

Kas yra fotocheminis smogas?

Back 36

Saulės šviesos sukeliamos cheminės reakcijos vadinamos fotocheminėmis reakcijomis, o tokių reakcijų sukeltas smogas - fotocheminiu smogu. Fotocheminiame smoge gali susidaryti ašarojimą sukelianti medžiaga PAN. Ašarojimą sukeliančios medžiagos vadinamos lakrimatoriais.

Front 37

Inetrinės dujos ir jų savybės.

Back 37

Inertinės dujos (tauriosios dujos, retosios dujos) – periodinės elementų sistemos VIIIA grupės pagrindinio pogrupio cheminiai elementai – helis (He), neonas (Ne), argonas (Ar), kriptonas (Kr), ksenonas (Xe), radonas (Rn). Inertinės dujos yra randamos ore, vandenyje, kai kuriuose mineraluose, He – požeminėse dujose. Susidaro per įvairius branduolinius procesus.

Savybės:
• Inertiškos (nereaktingos).
• Beskonės, bekvapės, bespalvės.
• He ypač žema lydimosi temperatūra.
• Vykstant elektros iškrovai kai kurios dujos švyti.
• Suskystintos dujos gerai ataušina kitas medžiagas, metalus, įvairius prieataisus.
• Radonas radioaktyvus.

Front 38

Deguonis, ozonas ir jų cheminės savybės

Back 38

Deguonies randami trys izotopai: 16O, 17O, 18O. Atmosferoje yra apie 21%. Deguonis - bespalvės, bekvapės, mažai tirpios vandenyje dujos. Deguonis sudaro junginius su visai cheminiais elementais, išskyrus He, Ne, Ar. Geras oksidatorius. Panaudojimas:
• Geležies ir plieno gamybai
• Apdirbimui
• Kaip oksidatorius
• Raketinio kuro katalizatorius
• Medicinoje
• Naftos pramonėje
Gavimas:
• Iš oro
• Skaidant kai kurias deguonines druskas 2KClO3 ---> 2KCl + 3O2 (t°, MnO4).
• Vandens elektrolizėje. (Elektrolize vadiname medžiagos skaidymą elektros srove)
2H2O (s) ---> el.sr. H2SO4(aq) 2H2 (d) + O2 (d)
savybės : deguonis yra oksidatorius išskyrus F2 susidaro F2. Deguonis sąvikaudamas gali neprarasti vieno ryšio molekulėje - peroksidinis ryšys.
Ozonas - nepatvari, lengvai skylanti medžiaga, kuriai būdingos stiprios oksidacinės savybės. Melsvos spalvos, charakteringo kvapo, sunkesnės už orą, tirpsta vandeny geriau negu deguonis. Ozonosfera 25-35 km aukštyje. Deguonies alotropinė atmaina.
Susidarymas: O2 + žaibo energija ---> 2O
O + O2---> O3
3O2 ---> 2 O3
Ardymas: O3 + UV ---> O + O2
O + O3 ---> 2 O2 (ozonas sulaiko UV spinduliuotę)
NO + O3 ---> NO2 + O2
NO2 + O ---> NO + O2
Panaudojimas:
• Geriamajam vandeniui apdoroti

Front 39

Vandenilis ir jo cheminės savybės.

Back 39

Vandenilis - lengviausios, bekvapės ir bespalvės dujos. Jos blogai tirpsta vandenyje, tačiau gerai kai kuriuose metaluose (Pd, Ni). Labiausiai visatoje paplitęs cheminis elementas. Gavimas:
• Vandens elektrolizė
• Kaip šalutninis produktas perdirbant naftą
• Metalo reakcija su rūgštimi
• Metano konversija 2CH4 + O2 + 2 H2O ---> CO2 + 6 H2
Cheminės savybės - vandenilio oksidacijos laipsnis +1 arba -1, būdingos ir reduktoriaus , ir oksidatoriaus savybės:
• Sudaro hidridus:
o Kovalentinius (nemetalų hidridai, daugelis kurių susidaro tiesiogiai reaguojant vieninėms medžiagoms). H2 + Cl2 ---> 2HCl
3 H2 + N2 ---> 2 NH3
o Joninius (susidaro vandeniliui reaguojant su pačiais aktyviausiais metailais (IA ir IIA gr.)
2 Na + H2 ---> 2 NaH
Ca + H2 ---> CaH2
o Metališkuosius (vandenilis sudaro su periodinės elementų lentelės B grupėse esančiais pereinamaisiais elementais). Neturi tikslios formulės, metalo ir vandenilio santykis gali įvairuoti.
Panaudojimas: Naudojamas HCl, NH3 sintetinti, metalams iš rūdų bei organiniams junginiams gauti: hidrinimo reakcijose, metanolio gavimo ir kt.

Front 40

Gamtinio vandens kietumas (kietis) ir jo minkštinimas.

Back 40

Gamtiniame vandenyje ištirpusios Ca, Mg ir Fev druskos sudaro vandens kietumą. Vandens kietumas: a) Karbonatinis (laikinasis) Ca,Mg,Fe vandenilio hidrokarbonatai Ca(HCO3)2 b) Nekarbonatinis (pastovusis) Ca,Mg,Fe sulfatai, chloridai, silikatai, fosfatai, nitratai.Bendras kietumas - laikinojo ir pastoviojo kietumų suma. Reiškiamas Ca2+ ir Mg2+ mmol/L
Minkštas - iki 4 mmol/L
Vidutiniškai kietas - 4-8 mmol/L
Kietas - 8-12 mmol/L
Vandens minkštinimas - Ca ir Mg druskų šalinimas iš vandens.
Fizikiniai metodai - kaitinimas/virimas: Ca(HCO3)2 --->t° CaCO3 + H2O + CO2
Cheminiai metodai (bendrajam kietumui šalinti):
• CaSO4 + Na2CO3 ---> CaCO3(k.) + Na2SO4
• Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 ---> 2 CaCO3(k.) + 2 H2O
• MgSO4 + Ca(OH)2 ---> Mg(OH)2(k.) + CaSO4
• 3CaCl2 + 2Na3PO4 ---> Ca3(PO4)2(k.)+ 6 NaCl
Pramonėje gamtinis vanduo minkštinamas jonų mainų būdu, gamtiniais arba dirbtiniais stambiamolekuliniais junginiais - jonitais. Jonitai, kuriu katijonai pakeičia vandens katijonus - katijonitai.

Front 41

Analizinės chemijos objektas ir rūšys. Kiekvienos rūšies naudojami analizės metodai

Back 41

Analizinė chemija sprendžia du uždavinius: iš kokių cheminių elementų sudarytos medžiagos ir kokiais kiekiniais santykiais cheminiai elementai arba jonai yra jose. Pagal tai cheminė analizė skirstoma į kokybinę ir kiekybinę.

Kokybine analize nustatoma, kokie atomai, elementai, jonai ar jų grupės sudaro analizuojamą medžiagą, o kiekybine analize sužinomas kiekybinis atomų, jonų ar jų grupių santykis tiriamoje medžiagoje.

Kokybinėje analizėje naudojami metodai: sisteminė ir nesisteminė analizė.

Kiekybinėje analizėje nustatomos medžiagos kiekis apskaičiuojamas iš sunaudoto reagento kiekio.

Kiekybinės analizės metodai: gravimetrija ir tūrio analizė (neutralizacijos, oksidacijos-redukcijos, nusodinimo ir kompleksonometrijos metodai).

Front 42

Sisteminė ir nesisteminė katijonų analizė

Back 42

Nesisteminė analizė - analizės būdas, kai jonų mišinyje būtina nustatyti konkretaus cheminio elemento buvimą tik jam specifinėmis reakcijomis. Šis metodas pagrįstas tuo, kad tiriamojo tirpalo mėginiai yra veikiami labai jautriais, specifiniais reagentais, kurie leidžia aptikti ieškomus jonus. Šio metodo pranašumas - greitumas ir galimybė atskirti jonus nesuskirsčius jų į grupes.

Sisteminėje analizėje tiriamajame tirpale esančių jonų iškoma nuosekliai naudojant grupinius ir specifinius reagentus. Grupinis reagentas - reagentai, kurie sudaro analogiškų savybių netirpius junginius, su panašias savybes turinčia jonų grupe.
Analizinė grupė – tai katijonų grupė, kuri su kokiu nors vienu reagentu apibrėžtomis sąlygomis gali sudaryti panašių savybių junginius. Pagal tai visi katijonai analizuojant rūgščių – bazių metodu skirstomi į šešias analizines grupes, būtent:
1) katijonus, neturinčius grupinio reagento (pirma analizinė grupė – kalis, natris, amonis), su mineralinėmis rūgštimis ir šarmais nesudarančius nuosėdų, t.y.jų chloridai ir sulfatai, o taip pat ir hidroksidai tirpūs vandenyje.
2) sieros rūgšties grupės katijonus (antra grupė – baris, kalcis), kurie charakterizuojami tuo, kad su praskiesta (2 M) sieros rūgštimi sudaro sulfatų nuosėdas: BaSO4, CaSO4;
3) trečios grupės katijonai: Ag+, Hg22+ ir Pb2+ chloridų pavidale nusodinami praskiesta (2M) druskos rūgštimi;
4) amfoterinių savybių hidroksidų katijonus (ketvirta grupė – aliuminis, chromas ir cinkas), kurie charakterizuojami tuo, kad šarmų pertekliuje sudaro tirpias druskas:
NaAlO2,NaCrO2, Na 2ZnO2;
5) tipiškų hidroksidų katijonus (penkta grupė – geležis, magnis, manganas), kurių hidroksidai netirpsta nei stiprių, nei silpnų bazių tirpaluose;
6) katijonus su amoniaku sudarančius amoniakinius kompleksus (šešta grupė – nikelis, kobaltas, varis), jų hidroksidai tirpsta amoniako tirpaluose, susidarant amoniakiniams kompleksams.

Front 43

Kas yra tūrio analizė?

Back 43

Tūrio analizė, kitaip dar vadinama titrimetrija, vienas iš kiekybinės analizės metodų, t.y., vienas iš tiriamosios medžiagos sudedamųjų komponentų kiekybinių santykių nustatymo būdų. Tūrio analizę sudaro neutralizacijos, oksidacijos-redukcijos, nusodinimo ir kompleksonometrijos metodai. Visais tūrio analizės atvejais žinomos koncentracijos tirpalas iš biuretės lašinamas į tiriamąjį tirpalą tol, kol randamas jo ekvivalentinis kiekis. Toks procesas vadinamas titravimu. Tirpalai kuriais titruojama – etaloniniai tirpalai.

Front 44

Indikatoriai analizinėje chemijoje. Naudojimo intervalai

Back 44

Indikatoriais vadinamos medžiagos, kurios padeda nustatyti reakcijos tarp titruojamų tirpalų ekvivalentinį tašką. Indikatorius neutralizacijoje parenkamas, atsižvelgiant į pH kitimą ekvivalentiniame taške. Geriausias tas indikatorius, kuris keičia savo spalvą arti ekvivalentinio taško.
• Metiloranžas pH 3,1-4,4. Kai pH=3,1, tirpalas būna rausvos spalvos, o kai pH=4,4 – geltonos spalvos
• Fenolftaleinas pH 8-10. Tirpalas nuo bespalvio (pH=8,0) keičiasi iki avietinės spalvos

Front 45

Buferiniai tirpalai analizinėje chemijoje. Pavyzdžiai

Back 45

Buferiniai tirpalai - tai tirpalai, kurių pH vertė yra pastovi, t.y. ji nekinta tirpalus praskiedus, įpylus nedaug stiprios rūgšties arba šarmo. Buferiniai tirpalai - silpnų rugščių ir jų druskų, o taip pat siplnų bazių ir jų druskų tirpalai. Buferinių tirpalų pH nesikeičia dėl to, kad silpnos rūgšteis arba bazės jonizacija - grįžtamasis procesas. Pvz.: acto rūgštis ir acetatas, amonio hidroksidas ir amonio chloridas.
1. CH3COOH / CH3COO- pH=7,20
2. H2PO4- / HPO42- pH=6,46
3. NH4+ / NH3 pH=9,25
CH3COONa  CH3COO- + Na+
CH3COO- + Na+ + HCl  CH3COOH + Na+ + Cl-

Front 46

Fizikiniai - cheminiai analizės metodų rūšys (pateikti bent po 3 pvz.)

Back 46

1. Optiniai
a) Emisinė spektroskopija
b) Molekulinė - absorbcinė spektroskopija( UV srities spektoskopija, matomosios srities spektroskopija, IR srities spektroskopija)
c) Atominė - absorbcinė spektroskopija
d) Molekulinė liuminiscencija (fluorimetrija, fosforimetrija, romanspektroskopija)
e) Turbidimetrija + nefeliometrija(Metodas susijęs su šviesos išbarstymu)
f) Poliarimetrija
g) Refraktometrija

2. Elektrocheminiai analizės metodai
a) Potenciometrija
b) Konduktometrija
c) Poliarografija + voltamperometrija
d) Kulonometrija
e) Elektrogravimetrija

3. Chromatografiniai
a) Dujinė chromatografija
b) Skysčių chromatografija (plono sluoksnio, popieriaus, jonų mainų + joninė, elektroforezė + izobestinio taško chromotografija, gel-chromatografija, afininė chromatografija)

4. Radiometriniai(lab. Specifinis metodas)
a) Liuminescenciniai
b) Autoradiografija
c) Radionuklido žymės metodas

Front 47

Konduktometrijos esmė. Kokiai fizikinių-cheminių analizės metodų rūšiai priklauso?

Back 47

Konduktometrija – tai vienas iš elektrocheminių tyrimo metodų. Šio metodo esmė – elektrolitų tirpalų elektros laidumo matavimas. Šiame analiziniame metode naudojami 2 identiški inertiniai elektrodai tiriamojo tirpalo laidumui išmatuoti.
Laidumui matuoti yra naudojami konduktometrai, turintys platinos elektrodus.
Konduktometrija taikoma plačiai. Šis metodas naudojamas nustatant tirpale individualius elektrolitus bei koncentraciją, kai priemaišų koncentracija nekinta. Taigi taikant šį metodą galima nustatyti vandens grynumą, užterštumą, druskų kiekį mineraliniame bei jūros vandenyje, skystų maisto produktų kokybę, drėgmės kiekį organiniuose tirpikliuose, dujose, popieriuje, tekstilės medžiagose, grūduose, taip pat dujų kiekį (CO 2 , CO, O 2 , NH 3 , SO 2 , H 2 S), elementų (C, N, O, S, H) kiekius organiniuose junginiuose.
Konduktometrinio titravimo metu matuojamas kintantis elektros laidumas sąveikaujant reagentui su nustatomąja medžiaga. Apie medžiagos kiekį sprendžiama pagal lūžio vietą titravimo grafike.

Front 48

Potenciometrijos esmė. Kokiai fizikinių-cheminių analizės metodų rūšiai priklauso?

Back 48

Potenciometrija – tai metodas pagrįstas nepoliarizuojamo elektrodo potencialo dydžio kitimu priklausomai nuo prie elektrodo vykstančių fizikinių arba fizikocheminių procesų. Potenciometrijos analizėje naudojama Neristo lygtis. Joje atsispindi elektrocheminių reakcijų laisvosios energijos ryšys su cheminės sistemos elektrine varomąja jėga.

ΔG = -nFE

ΔG – elektrocheminės reakcijos laisvosios energijos pokytis.
F – faradėjaus konstanta F=96485,31 C/mol
E – potencialų skirtumas tarp elektrodų (voltais)
n – elektrodų dalyvaujančių reakcijoje skaičius.

Elektrocheminio tyrimo metodas.

Front 49

Kuo skiriasi turbidimetrija ir nefeliometrija?

Back 49

Turbidimetrija ir nefeliometrija yra optiniai metodai.

Šviesos srautui pereinant pro dispersines sistemas yra pastebimas šviesos išbarstymas. Jis priklauso nuo krentančios bangos ilgio, nuo šviesą išbarstančių dalelių dydžio, formos ir jų išsidėstymo erdvėje. Visi matavimai atliekami regimosios šviesos spektre. (380 nanometrų (sutrumpintai nm) ir 750 nm (ore) bangų ilgio). Analizuojamas bandinys yra apšviečiamas šviesos srautu, kurio intensyvumas I0 tam tikru kampu, po to matuojamas praėjusios arba išbarstytos šviesos intensyvumas I. Išbarstytos šviesos intensyvumas didėja didėjant išbarstančių dalelių skaičiui. Šiuo faktu yra paremti du artimi analizės metodai - nefeliometrija ir turbidimetrija.

Nefeliometrija – matuojamas tiriamosios medžiagos dalelėmis išbarstytas šviesos intensyvumas, kurio kryptis yra statmena krentančios šviesos srautui.
Turbidimetrija – matuojamas praejusios šviesos srautas, kurio kryptis sutampa su krintančios šviesos srauto kruptimi.