P1…materija, masa, energija,

vrste tvari, svojstva tvari…

PRIRODNE ZNANOSTIPRIRODNE ZNANOSTIproučavaju prirodu, tj. prirodne pojaveproučavaju prirodu, tj. prirodne pojave

• BIOLOGIJABIOLOGIJA• KEMIJAKEMIJA

proučava tvari - sastav tvari, njihova svojstva, proučava tvari - sastav tvari, njihova svojstva, strukturu i promjene (reakcije i mehanizme strukturu i promjene (reakcije i mehanizme reakcija)reakcija)

• FIZIKAFIZIKAproučava stanje tvari i promjene tih stanja proučava stanje tvari i promjene tih stanja (energiju i njene transformacije)(energiju i njene transformacije)

KEMIJSKE PROMJENEKEMIJSKE PROMJENE: mijenja se sastav : mijenja se sastav tvaritvari

FIZIKALNE PROMJENEFIZIKALNE PROMJENE: mijenja se : mijenja se energetsko stanje energetsko stanje tvari; tvari; sastav tvari može sastav tvari može ostati nepromijenjenostati nepromijenjen

ZNANSTVENA PODRUČJA KEMIJSKE ZNANOSTI

• ANORGANSKA KEMIJA• ORGANSKA KEMIJA• FIZIKALNA KEMIJA• ANALITIČKA KEMIJA

• BIOKEMIJA• KEMIJSKA TEHNOLOGIJA• NUKLEARNA KEMIJA

MATERIJA, MASA I ENERGIJA

Zemlja je jedna velika smjesa tvari u plinovitom, tekućem i krutom stanju.

MATERIJA = sve što nas okružuje.= sve što se sastoji od atoma i molekula.= sve što ima masu.= povezana sa svjetlošću i elektromagnetskim zračenjem.

Iako materiju nalazimo u cijelom svemiru, ona najčešće dolazi tek u nekoliko STANJA MATERIJE.

º PLINOVIº TEKUĆINE

º ČVRSTE TVARIº PLAZMAº BOSE - EINSTEINOVI KONDENZATIº QUARK - GLUON PLAZMA

Oblici materije međusobno su povezani međusobnom pretvorbom, a matematički ih izražava

Einsteinova jednadžba ekvivalencije mase i energije E = m c2

gdje je: E ukupna energija

m masa c brzina svjetlosti, približno jednaka 3 • 108 m s-1

MATERIJA

čestice i agregacije čestica (tvari)fizička veličina: masa

polje sila(gravitacijsko, elektromagnetsko, nuklearno)

fizička veličina: energija

• MASU TVARIMASU TVARI mjerimo vagom.• vaganje se temelji na privlačnoj sili kojom Zemlja privlači tijelo

F = mg

• gdje je F = sila privlačenja

m = masa

g = ubrzanje slobodnog pada

• mase tvari odnose se kao težine:

F1 : F2 = m1g : m2g = m1 : m2

• vaga → masa tvari = masa utega

Koliko će puta težina tijela biti veća od njegove mase, ovisi isključivo o jačini gravitacijskog polja planeta:na Zemlji g = 10 N/kg

na Mjesecu g = 1,7 N/kgna Marsu g = 3,7 N/kg

• masa• m (kg)• je mjera tromosti tijela• nepromjenljiva

• težina• F (N)• je sila koja se javlja zbog

djelovanja sile teže na sva tijela na Zemlji

• promjenljiva ovisno o faktoru g

• Zemlja nije pravilna kugla, i zbog toga se ubrzanje slobodnog pada na površini Zemlje mijenja, a isto tako i težina tvari.

• Zašto onda geografski položaj ne utječe na određivanje mase tvari vaganjem?

• Zato što promjena sile teže djeluje i na vaganu tvar i na uteg. ALI apsolutna težina tvari na površini Zemlje nije stalna, jer nije stalna niti udaljenost tvari od središta Zemlje.

KLASIFIKACIJA MATERIJEKLASIFIKACIJA MATERIJE

NA OSNOVI SASTAVA I NA OSNOVI SASTAVA I SVOJSTAVA RAZLIKUJEMO SVOJSTAVA RAZLIKUJEMO NEKOLIKO NEKOLIKO PODSKUPINA PODSKUPINA MATERIJEMATERIJE → tvari → tvari

→→ kemijski spojevikemijski spojevi→→ smjesesmjese

→→

elementielementi →→

molekulemolekule

→→ atomiatomi

MATERIJA

SMJESE ČISTE TVARI

HOMOGENESMJESE

HETEROGENESMJESE

KEMIJSKI SPOJEVIELEMENTARNE

TVARI

razdvajanje fizičkim metodama

*razdvajanje kemijskim metodama

*

KLASIFIKACIJA MATERIJEKLASIFIKACIJA MATERIJE

Chang R., Chemistry, 6th ed, 1998, WCB/McGraw-Hill

KARAKTERIZACIJA KARAKTERIZACIJA TVARITVARI

• TVAR ILI SUPSTANCIJATVAR ILI SUPSTANCIJA = oblik materije točno određenog (nepromjenljivog) sastava i točno određenih svojstava.

1. HOMOGENE TVARI1. HOMOGENE TVARI u svakom su djeliću iste

2. HETEROGENE TVARI2. HETEROGENE TVARI sastavljene su od međusobno odijeljenih djelića homogenih tvari → heterogene tvari su u stvari HETEROGENE SMJESE raznih homogenih tvari

• SMJESASMJESA = kombinacija dvije ili više tvari u kojima tvari zadržavaju svoje točno određene identitete.

• OSNOVNE KARAKTERISTIKE SMJESA:OSNOVNE KARAKTERISTIKE SMJESA:1. sastav smjese je promjenljiv2. svaka tvar smjese zadržava svoja karakteristična svojstva3. svojstva smjese ovise o količini i o svojstvima tvari koje ju tvore4. smjese se mogu odijeliti na pojedine sastojke

• PRIMJERI HETEROGENIH SMJESAPRIMJERI HETEROGENIH SMJESA

• A: smjesa pijeska i šećerapod povečalom možemo uočiti razliku između zrnacadvije krute faze: zrnca šećera i zrnca pijeska smjesa može biti razdvojena na komponente

ispiranjem šećera vodom

• B: čaša ledenog čajadvije faze: kruta-kocke leda; tekuća-čaj kocke leda imaju drugačiji sastav i svojstva od čaja

• C: krv faze: krvne stanice i krvna plazmasmjesa može biti razdvojena centrifugiranjem

TVARI

HOMOGENE TVARI

u svakom su djeliću iste

HETEROGENE TVARIILI

HETEROGENE SMJESEsastavljene od međusobno odijeljenih djelića homogenih tvari

ČISTE TVARIILI

ČISTE SUPSTANCIJE

HOMOGENE SMJESE ILI

OTOPINE

ČVRSTE ILI KRISTALNE OTOPINE

PLINSKE SMJESE

ELEMENTARNE TVARI(JEDNOSTAVNE ČISTE TVARI)

KEMIJSKI SPOJEVI(SLOŽENE ČISTE TVARI)

Filipović I., Lipanović S., Opća i anorganska kemija, VIII. izdanje, Školska knjiga; Zagreb 1991

SKUP SVIH ISTOVRSNIH ATOMA U PRIRODI NAZIVAMO KEMIJSKIM ELEMENTOM.UDRUŽIVANJEM ISTOVRSNIH ATOMA NASTAJU JEDNOSTAVNE ČISTE TVARI ILI ELEMENTARNE TVARI, DOKSPAJANJEM RAZNOVRSNIH ATOMA NASTAJU SLOŽENE ČISTE TVARI ILI KEMIJSKI SPOJEVI.

HOMOGENE TVARIHOMOGENE TVARImožemo podijeliti u dvije skupine:

I skupina:I skupina:• ČISTE TVARIČISTE TVARI ili ČISTE SUPSTANCIJEČISTE SUPSTANCIJE

= homogene tvari točno određenog i stalnog kemijskog sastava i karakterističnih konstantnih svojstava(primjer: kuhinjska sol, voda, amonijak…)

II skupina:II skupina:• HOMOGENE SMJESEHOMOGENE SMJESE ili OTOPINEOTOPINE

= homogene tvari sastavljene od

smjese čistih tvari(primjer: vodena otopina šećera koja ima isti sastav u cijelom svom volumenu)

○ čvrste ili kristalne otopinečvrste ili kristalne otopine(primjer: zlato za nakit je čvrsta otopina srebra u zlatu)

○ plinske smjeseplinske smjese(primjer: zrak –smjesa pretežno dušika i kisika)

AGREGATNA STANJA MATERIJE

ČVRSTOČVRSTO TEKUĆETEKUĆEPLINOVITOPLINOVITOzadržan oblikzadržan oblik oblik spremnikaoblik spremnika oblik oblik spremnikaspremnikanepromjenljiv volumen nepromjenljiv volumen nepromjenljiv volumennepromjenljiv volumenvolumen spremnikavolumen spremnika

slobodna površinaslobodna površina

TRI AGREGATNA STANJA TRI AGREGATNA STANJA MATERIJEMATERIJE

ČVRSTO, TEKUĆE I PLINOVITO STANJE TVARIČVRSTO, TEKUĆE I PLINOVITO STANJE TVARI

Kemijski spoj može promijeniti Kemijski spoj može promijeniti agregatno stanje, agregatno stanje, a da i nadalje bude istovjetna tvara da i nadalje bude istovjetna tvars istim kemijskim svojstvima.s istim kemijskim svojstvima.

VODAVODENA PARA

KONDENZAT

LEDFizička svojstva leda, vode i pare se Fizička svojstva leda, vode i pare se razlikuju!razlikuju!

SVOJSTVA ČISTIH TVARI

električnai

toplinskavodljivost

topljivost

kalavost kristalni oblik

talištei

vrelište

tvrdoća

gustoća

FIZIČKASVOJSTVA

*boja

*očituju seprilikom

kemijskihpromjena

KEMIJSKASVOJSTVA

određen i stalan kemijski sastav

VRSTE ČISTIH TVARI

• natrij-klorid natrij + klor• JEDNOSTAVNE ČISTE TVARI ne mogu se rastaviti

na druge čiste tvari drugog kemijskog sastava (ELEMENTARNE TVARI) -npr. natrij, klor

• nastaju udruživanjem istovrsnih atoma• SLOŽENE ČISTE TVARI (KEMIJSKI SPOJEVI) mogu se

rastaviti na elementarne tvari, tj. nastati sintezom iz elementarnih tvari. Reakciju rastavljanja spoja na elementarne tvari nazivamo analizom.

• nastaju udruživanjem raznovrsnih atoma

RASTAVLJANJE TVARI NA ČISTE TVARI

• koriste se brojne metode, npr.:• OTAPANJE• FILTRIRANJE• SEDIMENTIRANJE• CENTRIFUGIRANJE• DIJALIZIRANJE• MAGNETSKO ODJELJIVANJE• KROMATOGRAFIJA• DESTILACIJA• KONDENZACIJA• SUBLIMACIJA• FRAKCIJSKA KRISTALIZACIJA• FRAKCIJSKO OTAPANJE• FRAKCIJSKA DIFUZIJA

• ATOMATOM je čestica složene strukture• zahvaljujući strukturi atom se spaja s drugim atomima i izgrađuje tvari

• KEMIJSKI ELEMENTKEMIJSKI ELEMENT je skup svih istovrsnih atoma u prirodi je vrsta atoma kemijski simboli elemenata (npr. Na, Fe, S, C…) PERIODNI SUSTAV ELEMENATA