1. TVARI,AS,FS,OTOPINE,TOPLJIVOST,KRISTALITvar ono to ima masu i zauzima prostor ; u prirodi dolaze u obliku smjese ili iste tvari Homogene smjese smjese u kojima se golim okom, povealom ili mikroskopom ne mogu vidjeti njihovi sastojci ; u svakom dijelu imaju isti sastav i ista svojstva (pr. ocat, otopine eera ili soli u vodi, zrak...)Heterogene smjese smjese u kojima se golim okom, povealom ili mikroskopom mogu vidjeti njihovi sastojci; imaju promjenjiv sastav i svojstva; svaka tvar u heterogenoj smjesi zadrava svoja karakteristina svojstva, a svojstva smjese ovise o odnosu koliina i svojstvima tvari koje se nalaze u smjesi iste tvari graene od istovrsnih ili raznovrsnih atoma i homogene su Elementarne tvari graene su od istovrsnih atoma; ne moemo ih niti jednim kemijskim postupkom rastaviti na jednostavnije iste tvariKemijski spojevi graeni su od raznovrsnih atoma ; niti jednom kemijskom reakcijom ne moemo dokazati prisutnost druge tvari, ali ih moemo rastaviti na barem dvije elementarne tvari

FIZIKALNA SVOJSTVA TVARIAgregacijsko stanje tvari stanje u kojem neka tvar dolazi u prirodi (vrsto, tekue i plinovito); stanje u kojem e se neka tvar nalaziti, ovisi o stupnju ureenosti strukture tj.o privlanim silama izmeu estica VRSTO (s)TEKUE (l)PLINOVITO (g)

Mala udaljenost izmeu estica, privlane sile nego jakeIzmeu estica tekuih tvari udaljenost je vea , privlane sile su slabije Udaljenost izmeu estica plinovitih tvari je velika, privlane sile zanemarive

estice samo titraju oko sredinjeg poloaja ne naputajui znakovitu geometrijsku strukturuestice se relativno slobodno gibaju i lako mijenaju svoj poloaj Poloaj estica brzo se mijenja u svim smjerovima u prostoru

Stalan oblik i volumen Poprimaju oblik posude u kojoj se nalaze Posuda bilo kojeg oblika potpuno je ispunjena plinom

Nestlaive suNestlaive su Volumen ovisi o tlaku i temperaturi

Svojstva znakovita za odreeno agregatno stanje*znakovi za oznaavanje agregacijskih stanja tvari: eng. g gas = plin eng. l liquid = tekuina eng. s solid = vrsta tvar eng. cr crystal = kristalno stanje eng. aq aqueous = otopljeno u vodiPrijelazi izmeu stanja

Gustoa opisuje odnos mase i volumena neke tvariTvrdoa svojstvo materijala koje se protivi zadiranju stranog tijela u njegovu strukturu (ili povrinu); svojstvo krutina jer tekuine i plinovi nemaju tvrdou Talite temperatura na kojoj tvar prelazi iz krutog stanja u tekue; u samoj toki talita, kruta i tekua faza postoje u ravnoteiVrelite temperatura kod koje je tlak pare tekuine jednak vanjskom tlaku ; standardna toka vrenja tekuine je ona kod koje je tlak pare tekuine jednak standardnom atmosferskom tlaku (101 325 Pa) Topljivost najvea koliina neke tvari koja se moe otopiti u nekoj koliini otapala pri odreenoj temperaturi; topljivost vrstih tvari u tekuinama raste s temperaturom, a topljivost plinova opada Magnetinost- svojstvo magneta ( Fe, Ni) Opticka aktivnost- sposobnost zakretanja ravnine polariziranog svjetla

POSTUPCI RAZDVAJANJA TVARI iz heterogene smjese Taloenje (sedimentacija) krute estice se skupe na dnu ili na povrini (ovisi o gustoi estica)Dekantiranje odvajanje taloga od otopine odlijevanjem tekuine; talog je tei pa pada na dnoFiltriranje procjeivanje smjese tekuine i neotopljene tvari kroz filtrirni papir; krutina zaostaje na filtrirnom papiru, a tekuina prolazi kroz filtrirni papir

iz homogene smjese Destilacija izdvajanje otopljene vrste tvari od tekuine; smjesa se zagrijava u tikvici, a vodena para prolazi kroz hladilo, kondenzira se i ukapljuje na taj nain zaostaje vrsta tvar u tikviciFrakcijska destilacija razdvajanje dviju tekuina razliitog vrelita; prva isparava tvar koja ima nie vrelite, prolazi kroz hladilo, kondenzira se i prikuplja u drugoj posudi ( u industriji se tako iz nafte dobivaju petrolej, benzin i dizelsko gorivo)Sublimacija zagrijavanjem neki sastojak sublimira te u plinovitom stanju izlazi iz smjesePrekristalizacija smjesa se dovede na temperaturu pri kojoj je topljivost to manja te se pri tom izluuju kristali otopljene tvari, koji se zatim odvajaju filtracijom

TOPLJIVOST TVARITopljivost : definirana je sastavom zasiene otopine, najee se iskazuje najveom moguom masom otopljene tvari u 100 g otapala pri odreenoj temperaturi topljivost vrstih tvari se poveava porastom temperature topljivost plinova u vodi se smanjuje poveavanjem temperature topljiovst plinova proporcionalno raste s porastom tlaka iznad otopina

Topljivost razliitih tvari u ovisnosti o temperaturi*tvari polarne grae (soli, kiseline, baze) se otapaju u polarnim otapalima kao to je voda, a tvari nepolarne grae (derivati nafte, vosak...) dobro se otapaju u nepolarnim otapalima (benzen, CCl4.. ) ------------- > slino se otapa u slinom !!!

S obzirom na topljivost, otopine dijelimo: Zasiena otopina otopina koja sadri maksimalno moguu koliinu otopljene tvari; kada je otopina zasiena, postignuto je stanje ravnotee jer je brzina otapanja vrste tvari i brzina rekristalizacije ista

Nezasiena otopina otopina koja sadri manje otopljene tvari nego to to odgovara topljivosti te tvari pri datoj temperaturi

Prezasiena otopina otopina koja sadri veu koliinu otopljene tvari nego to to odgovara topljivosti te tvari pri datoj temperaturi; nestabilno stanje i ve protresanjem otopine moe doi do izluivanja vika otopljne tvari

DISPERZNI SUSTAVI

Disperzni sustavi (otopine) su homogene smjese dviju ili vie tvari. Sastoje se od disperzne faze (otopljena tvar) i disperznog sustava (otapalo). Otapalom se naziva onaj sastojak kojeg u otopini ima vie. Prema veliini estica otopljenih tvari, otopine dijelimo na :Prave otopine homogena smjesa u kojoj je promjer estica otopljene tvari manji od 1 nm (npr. otopina soli)Grubo disperzni sustav sadre estice promjera veeg od 200 nm, a to su heterogene smjese ije se estice zbog veliine brzo taloe (sedimentiraju); nastali talog moe se od disperznog sustava odvojiti dekantiranjem ili filtriranjem (npr. smjesa pijeska i vode)Koloidni sustavi sadre estice disperzne faze promjera 1nm 200 nm (npr. mlijeko, aj, magla, krv, sprejevi....) ; koloidne estice su vee povrine za istu koliinu tvari od ukupne povrine estica u grubo disperznim sustavima zbog veeg stupnja disperzije ; za odravanje takve povrine, potrebna je i vea energija, ali nisu nestabilne zbog toga ; relativno su stabilni jer su estice disperzne faze rasprene ( dispergirane) u obliku koloidnih micela koje se ne udruuju, ve se odbijaju zbog ionskog ili hidrantnog ovoja na svojoj povrini ; Tyndalov efekt estice koloidnih dimenzija raspruju svjetlost i ponaaju se kao mali izvori svjetlosti (npr. kada zrake svjetlosti uu kroz usku pukotinu u neki prostor, svjetlost se raspruje po esticama praine).*micele elektrino nabijene koloidne estice sastavljene od nakupina velikih molekula kao to su sapuni i povrinski aktivne tvari. U vodenim otopinama, hidrofilni krajevi ovakvih molekula su na povrini micele, dok se hidrofobni krajevi usmjeravaju prema sreditu (slika)

KOLIGATIVNA SVOJSTVA OTOPINASvojstva koja ovise samo o broju estica u otopini, a ne o njihovoj vrsti ili volumenu otopine

Raoultov zakonTlak pare otopine nehlapljive tvari uvijek je manji od tlaka pare istog otapala; *tlak pare otopine je uvijek manji od tlaka pare otapala

p=xpp= tlak pare otopinex= mnoinski udio tvari u smjesip= tlak pare istog otapala

p=pn(A)/(n(B)+n(A) )

Povienje vrelitaOtopi li se u otapalu odreena koliina vrste nehlapljive tvari, vrelite otopine biti e vie od vrelita istog otapalaKb = ebulioskopska konstanta; molarna konstanta povienja vrelita, pokazuje koliko se vrelite otopine povisi u odnosu na vrelite otapala kada se otopi 1 mol neke tvari u otapalu

T=i b K

Snienje leditaLedite otopine pri nioj temperaturi od ledita otapalaKf = krioskopska konstanta; molarna konstanta snienja ledita

T=i b K

Osmotski tlak Osmoza spontani proces pri kojem molekule otapala prolaze kroz polupropusnu membranu iz otopine manje koncentracije u otopinu vee koncentracijeOsmotski tlak tlak u otopini koji raste s porastom koncentracije otopljenih estica

=icRTili =cRT

R = opa plinska konstanta (R = 8,314 Pa m3 mol-1K-1 )i= van't Hoffov faktor; odreuje se eksperimentalno, a pri niskim koncentracijama je jednak broju disociranih iona

Stanina osmoza:Stanina membrana je polupropusnaU stanici se nalazi otopina raznih soli, eera i sl.Ako se stanica nalazi u otopini vie koncentracije iz stanice izlazi voda HIPERTONINA OTOPINAAko je stanica u otopini manje koncentracije, u nju ulazi vodi i dolazi do pucanja HIPOTONINA OTOPINAOtopine istog osmotskog tlaka kao u stanici IZOTONINE OTOPINE

KRISTALNI SUSTAVI

Kristalni sustav je metoda razvrstavanja kristalnih tvari na osnovu njihove jedinine elije. Ravnina simetrije zamiljena ravnina koja dijeli kristal na dvije zrcalno jednake polovine; broj ravnina simetrije u pojedinim vrstama kristala je razliitOs simetrije zamiljeni pravac koji prolazi sreditem kristala i oko kojeg moemo zakretati kristal za odreeni broj stupnjeva da doe u poloaj jednak poetnom poloajuCentar simetrije zamiljena toka unutar kristala koja je jednako udaljena od dvije nasuprotne, istovrsne i paralelne ploheKristalografske osi odreuju oblik kristala. To su zamiljeni pravci koji se sjeku u sreditu kristala, a odgovaraju prostornom koordinatnom sustavu. Prema njima se kristali mogu svrstati u sedam osnovnih kristalnih sustavaPravilan raspored graevnih elemenata u kristalu moe se prikazati modelom prostorne kristalne reetke.Elementarna elija kristalne reetke je najmanji dio u kristalnoj strukturi koji se periodiki ponavlja du kristalografskih osi. Nizanjem elementarnih elija u prostoru nastaje kristal.U kubinom sustavu postoje tri vrste elementarnih elija:JednostavnaProstorno ili volumno centriranaPlono centriranaRazliita svojstva tvari posljedica su razliitog razmjetaja atoma u prostoru i njihovog broja u elementarnoj eliji.

Jednostavna elementarna elija

Prostorno ili volumno centrirana elementarna elija

Plono centrirana elementarna elija

ATOMSKI I MOLEKULSKI KRISTALIKristali koji su povezani kovalentnom vezom. Graevni elementi atomskih kristala su atomi, a molekulskih molekule. Atomski kristaliAlotropija pojava da se ista tvar javlja u vie strukturnih oblika (alotropske modifikacije ugljika)IONSKI KRISTALI Graevni elementi su ioni. Omjer polumjera aniona i kationa odreuje vrstu kristalne reetkeKoordinacijski broj broj iona suprotnog naboja koji se u ionskom kristalu nalaze oko sredinjeg iona

Model ionske reetke NaClZbog jakih privlanih sila izmeu iona, talita i vrelita su visoka:Taline ionskih spojeva dobro provode elektrinu strujuIonski spojevi u vrstom stanju ne provode struju Veina ionskih kristala se dobro otapa u vodi (polarno otapalo), a njihove otopine dobro provode elektrinu struju zbog slobodnog gibanja

VRSTE KRISTALAFizika svojstva kristala ovise o nainu slaganja atoma, molekula ili iona u kristaluS obzirom na vrstu graevnih elemenata u kristalu, razlikuju se:-Ionski kristali-Molekulski kristali-Atomski kristali-Kristali metalaAtomski i molekulski kristali:-Atomi unutar kristala su povezani kovalentnom vezom-Alotropija pojava da se ista stvar javlja u vie strukturnih oblika-Alotropske modifikacije ugljika dijamanat, grafit, fulerenMolekulski kristali:-Izgraeni su od molekula izmeu kojih djeluju slabe van der Waalsove sile-Takve kristale grade halogeni elementi pri dovoljno niskim temperaturama -Molekulski kristali su kristali sumpora graeni od molekula S8 i kristali fosfora graeni od P4-Kristali molekulske strukture su mekani, netopljivi ili slabo topljivi u vodi, a topljivi u organskim otapalima-Nemaju slobodnih iona, niti slobodnih elektrona pa ne provode elektrinu struju Kristali metala:-Graevne jedinice u kristalima metala su njihovi atomi, odnosno ioni i izdvojeni elektroni-Veina metala tvori guste slagaline (plono centrirana kubina slagalina, heksagonska slagalina, volumno centrirana kubina slagalina)

Polimorfija: -Pojava da se ista tvar pojavljuje u vie kristalnih oblika pri promjeni vanjskih uvjeta (temperature i tlaka)-Kalcijev karbonat, ovisno o uvjetima koji vladaju pri procesu kristalizacije, moe se pojavit kao kalcit (trigonska modifikacija) ili kao aragonit (rompska modifikacija)-Uzrok polimorfije je u promjeni meusobnog rasporeda atoma, molekula ili iona-Moe se temeljiti i na promjeni tipa kemijske veze

Ionski kristali: -Tvrdi i kruti-Visoko talite i vrelite-Dobro topljivi u vodi i drugim polarnim otapalima-Pri sobnoj temperaturi u vrstom stanju-Pokretljivi ioni u talini i otopini ne provode elektrinu struju

18