Hemija Predmet i definicii
HEMIJA [to e hemijata? - prirodna nauka ~ii glavni celi na izu~uvawe se: Sostavot i svojstvata na materijata Reakciite pome|u supstanciite i energetskite promeni pri tie reakcii Zakonite {to go opi{uvaat odnesuvaweto na izu~uvanite supstancii Zo{to e bitna hemijata?
-hemijata ima bitna uloga vo -proizvodstvoto na lekovi -lekuvaweto na razni bolesti -vo skoro sekoja edna industrija -vo proizvodstvoto na zdrava hrana -no… Hemijata igrala golema uloga i vo mnogu negativni nastani d koi ~ove{tvoto pretrpelo ogromni {teti
Logi~ki se postavuva pra{aweto {to e Materija? Rekovme deka hemijata ja izu~uva Materija Logi~ki se postavuva pra{aweto {to e Materija? Se ona {to ima masa i Zafa}a prostor Ednostavno ka`ano-se ona {to e vo nas i okolu nas e materija A antimaterija? Creating Antimatter: At present, antimatter costs $62.5 trillion per gram. Projected improvements could bring this cost down to $5 billion per gram…
Fizi~ki (agregatni) sostojbi na materijata Cvrsta Ima fiksen volumen i forma te~na Ima Fiksen volumen Ja prima formata na sadot kade se nao|a, horizontalna povr{ina gas Ja zema formata i volumenot na sadot kade e smesten plazma Mutanti pome|u te~nost i cvrsto telo Agregatni sostojbi na materijata Cvrsta te~na gasovita
Bitni zakoni za materijata 1. Zakon za zapazuvawe na masata Vo edna hemiska reakcija, a i op{to vo Univerzumot materijata nitu se sozdava nitu se uni{tuva. Kaj hemiskite reakcii, Sumata na masata na reaktantite treba da e ednakva na sumata na masata na produktite Taka li e? Pa, da! E = mc2 (Albert Einstein, 1905) E-vkupna energija (energija na miruvawe i kineti~ka energija) m - masa na miruvawe c = 3 108 m s-1 brzina na svetlinata vo vakuum Zaradi ogromnata vrednost na konstantata c, na mala masa na miruvawe odgovara ogromno golema energija. Promenata na masata na sistemot sekoga{ e pridru`ena so promena na enerijata na sistemot i obratno. E = 2x109 kJ-Energija od bombata vo Hiro{ima Dm = E/c2 Dm = 2x109 kg m2 s-2/(3 108 m s-1 )2; Dm = 0.00000002 g!!!!
Pri eksplozijata na fat boy atomskata bomba vo Hiro{ima na 6ti avgust 1945 god samo 0.00000002 g od materijata se celosno izgubeni i pretvoreni vo energija a eve sto e rezultatot na taa masa-preku 150 000 `rtvi i 99% uni{teni Materijalni dobra
2. Zakon za postojani maseni odnosi na elementite {to se vo sostavot na dadena materija Bilo koi primeroci od edna ista ~ista supstanca sekoga{ sodr`at isti elementi {to se nao|aat vo ist odnos na masi. Toa zna~i-dali }e zememe primerok voda od Atlantikot, od Ohridsko Ezero ili od „Tri ~e{mi“, sekoga{ vo site tie primeroci na voda }e najdeme deka tie vodi se izgradeni od vodorod i kislorod, a odnosot na masata na kislorod sprema vodorod e 8:1.
Svojstva na Materijata 1. Fizi~ki svojstva na materijata Svojstva {to mo`at da se nabquduvaat bez da nastanat promeni vo supstanciite {to se prisutni vo primerokot; Boja, miris, to~ka na mrznewe, gustina
2. Hemiski svojstva na materijata Se izrazeni preku tendencijata na materijata da reagira i pritoa da se dobiva nov vid na supstanca Primeri: toplina na sogoruvawe, reaktivnost so voda, reaktivnost so kislorod. Kako gi prepoznavame hemiskite svojstva? - promena na boja, izdvojuvawe na gas, pojava na talog, osloboduvawe na toplina...
Osnovni Fizi~ki veli~ini- postojat 7 vakvi osnovni fizi~ki veli~ini Svojstvata na materijata kvantitativno se izrazuvaat preku Fizi~ki veli~ini Osnovni Fizi~ki veli~ini- postojat 7 vakvi osnovni fizi~ki veli~ini Fizi~ka veli~ina SI edinica Oznaka na edinicata Dol`ina (l) metar 1 m Masa (m) kilogram 1 kg Vreme (t) sekunda 1 s Termodinami~ka temperatura (T) kelvin 1 K Koli~estvo na supstanca (n) mol 1 mol Ja~ina na Elektri~na struja (I) amper 1 A Ja~ina na svetlina (Iv) kandela 1 cd
Izvedeni Fizi~ki veli~ini Fizi~ka veli~ina SI edinica Oznaka Povr{ina (A) Metar kvadraten m2 Volumen (V) Metar kuben m3 Gustina (r) Kilogram vrz metar kuben kg/m3 brzina (v) Metar vo sekunda m/s Sila (F) Wuton N=kg m/s2 Pritisok (P) Paskal Pa=N/m2 Energija (E) Xaul J = N m ...
Prefiksi i brojni vrednosti na pomali i pogolemi edinici od osnovnite prefiks kratenka Brojna vrednost -- peta P 1018 deci d 10–1 tera T 1012 centi c 10–2 giga G 109 milli m 10–3 mega M 106 micro μ 10–6 kilo k 103 nano n 10–9 hecto h 102 pico p 10–12 deca da 10 femto f 10–15
Mnogu potrebno (i korisno) e da se znae osnovna matematika pri re{avaweto na hemiskite problemi i zada~i. Eve nekoi primeri: Kako da se zapi{e skrateno brojot 1000 kako stepen so osnova 10? 1000 mo`e da se zapi{e kako broj so osnova 10 na stepen koj ednostavno ni go prika`uva brojot na nulite vo brojot 1000, a toa se 3 nuli Zna~i, 1000 = 1*103 ili samo 103 A kako skrateno }e go zapi{eme brojot 260000? Broime kolku mesta ima posle prvata cifra od brojot i toa }e ni bide stepenoviot pokazatel na osnovata 10. 260000 = 2,6 *105. A kako }e go zapi{eme brojot 0,0001 kako stepen so osnova 10? Koga imame decimalni broevi pomali od 1, toga{ broime kolku vkupno nuli ima do prvata cifra {to ne e nula, vklu~uvaj}i ja i nulata pred decimalnata zapirka, i toa }e ni bide stepenoviot pokazatel, ama sega so negativen predznak, bidej}e se raboti za decimalen broj pomal od 1: 0,0001 = 1*10-4 0,0000000028 = 2,8 * 10-9 i t.n.
Nekoi matemati~ki operacii: Po definicja 100 = 1 Kolku e 103 * 104? Ova e operacija na mno`ewe na stepeni so isti osnovi. Vo ovoj slu~aj, osnovata (10) se prepi{uva, a stepenovite pokazateli se sobiraat: 103 * 104 = 103+4 = 107 102*10-5 =? 102*10-5 = 102+(-5) = 10-3 Kako }e go pretstavime brojot 1/10x? 1/10x = 10-x. A 1/10-x? 1/10-x = 10x Kolku e 102/107 = ? 102/107 = 102 *10-7 = 10-5 Sobirawe na stepeni: Kolku e 102 + 102? 102 e vsu{nost 1*102 = 100. Zna~i, 100 + 100 = 200 ili 2*102 A kolku e 105 + 10-5? Kolku e kvadraten koren od 144? Kolku e -3 *( -4)?. Kolku e (-4) * 5? Kolku e -23 + 46? Kolku e 2/3 + 4/3? Kolku e 3/8 + 2/4? Kolku e (2/9)*(3/14)? Kolku e (2/9)/(3/14)? …
Klasifikacija na Materijata -^isti supstanci i smesi- 1. ~istite supstancii-mo`e da bidat elementi ili soedinenija A. Elementi Mno`estvoto od site istorodni atomi vo prirodata se vika HEMISKI ELEMENT. Do sega se poznati 118 (?) elementi. Od niv devedeset se otkrieni vo prirodata, a ostanatite se ve{ta~ki dobieni. Sekoj element ima svoj simbol (Simbolite gi predlo`il {vedskiot hemi~ar Jöns Jakob Berzelius (1779-1848). B. Soedinenija -se ~isti supstanci {to so hemiski postapki mo`at da se razlo`at na prosti ~isti supstanci, ili preku hemiski reakcii da se dobijat od prosti ~isti supstanci, se narekuvaat HEMISKI SOEDINENIJA Uranium-element Voda-soedinenie
2. Smesi -se sistemi koi se sostaveni od najmalku dve komponenti (fazi) Heterogeni Heterogenite smesi imaat neednakov sostav Homogeni (Rastvori) Imaat uniformen sostav nasekade Smesite mo`e da bidat: Suspenzija na bra{no vo voda Rastvor na sol vo voda
Supstanca ne da Heterogena smesa Homogena supstanca ^ista sup- stanca Dali ima identi~ni svojstva vo site svoi delovi? ne da Heterogena smesa Homogena supstanca Dali mo`e da se razdvoi so fizi~ki postapki? ne da ^ista sup- stanca Homogena smesa Dali mo`e so hemiski promeni da se dobijat poprosti supstanci? ne da Element Soedinenie
Na~ini na razdeluvawe na smesi Postojat pove}e na~ini za razdeluvawe na smesi, a metodata {to }e ja odbereme za razdvojuvawe na smesite naj~esto zavisi od prirodata na komponentite {to se vo smesa filtracija destilacija Hromatografija Ekstrakcija …
Filtracija Separacija na smesi koi imaat razli~na to~ka na topewe ili razli~na golemina na ~esti~kite Mehani~ka separacija kako na slikata
Destilacija e separacija (razdvojuvawe) koga vo edna smesa ima 2 ili pove}e te~nosti {to se razlikuvaat po to~kata (temperaturata) na vriewe. Primer: najzgodni primeri za destilacija imame pri varewe na rakija i pri prerabotka na surovata nafta. Vo naftata ima edno ~udo komponenti {to imaat razli~na temperatura na vriewe. So postepeno zgolemuvawe na temperaturata, najprvi }e isparat tie komponenti so najniska temperatura na vriewe, a potoa ostanatite. Taka so kontrolirawe na temperaturata vo sistemot, dobivame ~isti poedine~ni supstanci.
Te~na hartiena tenkoslojna gasna HPLC elektroforeza (DNA) Hromatografija- razdvojuvawe vrz baza na razli~na atsorpcija na kompnentite od edna smesa na dadena cvrsta stacionarna faza (koja naj~esto se najduva postavena vo nekoja kolona) Te~na hartiena tenkoslojna gasna HPLC elektroforeza (DNA)
[to e najbitnoto da se zapamti od ovaa lekcija: -da se znaat koi se osnovnite fizi~ki veli~ini i nivnite edinici i da se znaat pretvorawata od osnovna vo izvedena (pomala ili pogolema) edinica. Primeri: kolku g ima 2.4 kg? 1g = 10-3kg kolku dm3 ima vo 300 m3; presmetaj kolku m ima vo 2 cm? 1cm = 10-2 m kolku mol-a ima vo 6 nmol-a? 1nmol = 10-9 mol Kako se re{ava: Trgnuvame od relacijata {to gi povrzuva edinicite na osnovnata veli~ina so edinicite vo koi treba da bidat pretvoreni: 1m = 10 dm ; sega vr{ime operacija kubirawe bidej}i imame m3 i dm3 edinici (podignuvawe na stepen 3 zna~i kubirawe), i pritoa se kubiraat i brojnata vrednost i edinicata od dvete strani (i od levo i od desno): (1m)3 = (10 dm)3 Sega pravime proporcija: 1m3 = 103 dm3 300 m3 = x ______________ x * 1m3 = 300 m3*103 dm3; x = 300 m3*103dm3/1m3 x = 300*103 dm3 = 3*102*103dm3 = 3*105dm3
Pra{awa?