Kémiai alapismeretek 1. hét Horváth Attila Pécsi Tudományegyetem, Természettudományi Kar, Kémia Intézet, Szervetlen Kémiai Tanszék 2012. február 7. 1/14 2011/2012 II. félév, Horváth Attila c
Előadás látogatás NEM kötelező! Előadásanyagok letöltése: http://www.ttk.pte.hu/szervetlen/ha/hallgat-fold.htm A vizsgára bocsáthatóság feltétele: ZH-k összteljesítménye az elérhető pontszám 40%-a!!! Ha az összteljesítmény 90% megajánlott jeles! Ha az összteljesítmény 90%-nál gyengébb, de 75%-nál jobb megajánlott jó! (Bónuszpontok!) Zh. időpontok: 2012. március 27. és 2012. május 8. A Zh.-k pótlására a tanszéken előre meghirdetett időpontjaiban van lehetőség ZH-nként 1 1 alkalommal!!!! A vizsga során 2 tételt húznak, sikeres a vizsga, ha mindkét tételre kapott jegy legalább elégséges. Segédanyagok: 1 D. D. Ebbing: Általános kémia 2 Veszprémi Tamás: Általános kémia 3 Gergely Pál, Erdődi Ferenc, Vereb György: Általános és bioszervetlen kémia 2/14 2011/2012 II. félév, Horváth Attila c
Kémia az anyag és annak változásaival foglalkozó (kísérleti vagy elméleti) tudomány. Jelenségek megfigyelése: kvalitatív és/vagy kvantitatív kísérletek alapján Mennyiségi leírás: mérleg használata (Lavoisier, 1743-1794) tömegmegmaradás törvényének kimutatása kémiai reakció közben (1773): Hg + 1 2 O 2 = HgO mennyiség = mérőszám mértékegység egységes mértékrendszer: SI, 1960 elfogadás, 1972 bevezetés 3/14 2011/2012 II. félév, Horváth Attila c
Alapegységek: egység jele mértékegység neve jele tömeg m kilogramm kg hosszúság l méter m idő t másodperc s hőmérséklet T kelvin K áramerősség I amper A fényerősség I d kandela cd anyagmennyiség n mól mol Anyagmennyiség az a mennyiség, amely annyi egységet tartalmaz, mint amennyi atom van 12g 12 C nuklidban. Kiegészítő egységek: síkszög (radián) és térszög (szteradián). ( ) ( ) kgm kg Származtatott egységek: N s 2, ρ m 3... 4/14 2011/2012 II. félév, Horváth Attila c
Prefixum: Túl nagy- vagy túl kis mennyiségek leírásához használjuk. hatvány prefixum neve jele 10 18 exa E 10 15 peta P 10 12 tera T 10 9 giga G 10 6 mega M 10 3 kilo k 10 2 hekto h 10 1 deka dk 10 1 deci d 10 2 centi c 10 3 milli m 10 6 mikro µ 10 9 nano n 10 12 piko p 10 15 femto f 10 18 atto a Pl.: 1 inch = 2,54 cm = 2,54 10 2 m (MHSZ tizedesvessző!!) 5/14 2011/2012 II. félév, Horváth Attila c
Rendszer: Vizsgálódásunk tárgya. Környezet: Minden egyéb. Fal: A környezetet és a rendszert szeparálja. Rendszer csoportosítása: anyagátmenet energiaátmenet nyílt + + zárt - + elszigetelt - - Rendszer leírása: állapothatározók segítségével történik. tulajdonság részrendszerek példa extenzív kiterjedés függő additív tömeg, anyagmennyiség intenzív kiterjedés független kiegyenlítődés nyomás, hőmérséklet 6/14 2011/2012 II. félév, Horváth Attila c
felosztása: vagy kémiai összetétel szerint. szerint: halmazállapot saját alak kompresszibilitás sűrűség szilárd + nagyon kicsi nagy folyadék - kicsi nagy gáz - nagy kicsi Plazma: Gázoktól eltérő tulajdonságúak, magas hőmérsékleten az atomok alkotórészeikre esnek szét (T>10 6 K). 7/14 2011/2012 II. félév, Horváth Attila c
Gáz párolgás kondenzáció szublimáció folyadék olvadás fagyás szilárd Példák: Párolgás: benzin Kondenzáció: vízgőz olvadás: sütéshez zsír fagyás: jég szublimáció: jód, naftalin 8/14 2011/2012 II. félév, Horváth Attila c
Gázállapot Legfontosabb állapothatározók: p, V, T, n Charles törvény (V arányos T, ha p=áll.) Boyle törvény (pv állandó, ha T=áll.) Gay-Lussac törvény (V arányos n, ha p,t=áll.) ideális gáztörvény: pv=nrt reális gáztörvény (későbbi tanulmányok) 9/14 2011/2012 II. félév, Horváth Attila c
Molekulák közti jelentősebb kölcsönhatás felületi feszültség(γ): a folyadékfelület 1m-én fellépő összehúzó erő. Kapilláris jelenségek. tenzió/gőznyomás: A folyadék felett kifejtett nyomás. Zárt rendszerben dinamikus egyensúly a gáz és a folyadék részecskék közt, nyílt rendszerben az összes molekula elpárologhat! p tenzió T Forráspont: Az a hőmérséklet, ahol tenzió eléri a külső nyomást. viszkozitás(η): A folyadék belső súrlódása. Nagy viszkozitás lassú folyadékmozgás (méz). T nő csökken η (általában!) 10/14 2011/2012 II. félév, Horváth Attila c
Szilárd állapot kristályos: határozott op. amorf: fokozatos olvadás, nincs határozott op. Alkotórészek szabályosan helyezkednek el: szerkezeti egység típus példa semleges molekula molekuláris szilárd CO 2 fématomtörzs fémesen szilárd Fe ionok ionos szilárd NaCl atom (primer kötőerő) kovalens szilárd gyémánt, grafit 11/14 2011/2012 II. félév, Horváth Attila c
szerinti osztályozás akkor lehetséges, ha tudjuk miből áll az anyag. Daltoni atomelmélet alapjai (1803): Atom: Az anyag oszthatatlan kis része. Elem: Olyan anyag, amely csakis egyfajta atomokból áll. (Kémia viselkedés szempontjából!) Vegyület: 2 vagy több atomból fix arányban keletkezett egység. Példa: H 2 O Kémiai reakció: Olyan folyamat, amely során az atomok egymáshoz való kapcsolódási sorrendje megváltozik. Atomok a semmiből nem keletkeznek, nem semmisülnek meg és nem eshetnek kisebb részekre kémiai reakció során. A XXI. században tudjuk, hogy ezek csak részben igazak. Mindezekből többszörös súlyviszonyok törvénye: Ha két elem több vegyületet is képez egymással, akkor az egyik elem tömegei a másik elem tömegéhez úgy aránylanak egymáshoz, mint kis egész számok. Pl.: CO 2, CO. 12/14 2011/2012 II. félév, Horváth Attila c
Vegyjel: Az elemek jelölésére használt formalizmus. Általában a latin elnevezésből származó egy-, két- vagy hárombetűs rövidítés. (Pl.: C, Cl, Unp) Tapasztalati képlet: Megadja a vegyületet felépítő elemek egymáshoz viszonyított arányát. (Pl.: (CH 2 O) x ) Molekulaképlet: Megadja a vegyületet felépítő elemek pontos számát. (Pl.: CH 2 O, C 2 H 4 O 2, stb.) Szerkezeti képlet: Az elemek pontos számán kívül megadja azok kapcsolódási sorrendjét is. (Pl.: CH 3 CH 2 COH vagy CH 3 COCH 3 ) 13/14 2011/2012 II. félév, Horváth Attila c
Komponensek: a rendszert felépítő egymástól független részek. Egy komponensű rendszerek: tiszta elemek (Na, S, P, stb.), vegyületek (H 2 O, NaCl, stb.) Több komponensű rendszerek: Pl.: (limonádé, salátalé, stb.) Homogén rendszer: Nincs makroszkopikus határfelület. (Pl.: sóoldat) Heterogén rendszer: Makroszkopikus határfelülettel rendelkezik, és valamely intenzív tulajdonság ugrásszerű változást mutat. (Pl.: víz+jég) Inhomogén rendszer: Nincs makroszkopikus határfelület, és valamely intenzív tulajdonság változik helyről helyre. (Pl.: Föld légköre) Keverék: Többkomponensű heterogén rendszer. (Pl.:mészkő+homok+só) Elegy: Többkomponensű homogén rendszer. (Pl.: fagyálló folyadék) 14/14 2011/2012 II. félév, Horváth Attila c