Најважније из лекције
- Хемијски експеримент: Планско и контролисано изазивање промена ради проучавања својстава и понашања супстанци.
- Посуђе и прибор: За мерење запремине користе се мензура, пипета и бирета (ниво течности очитава се у нивоу доње ивице мениска). За мерење масе користе се техничка и аналитичка вага (\(1\text{ kg} = 1\,000\text{ g} = 1\,000\,000\text{ mg}\); \(1\text{ L} = 1\text{ dm}^3 = 1\,000\text{ mL} = 1\,000\text{ cm}^3\)).
- Безбедност: Ношење заштитне опреме (мантил, наочаре, рукавице); никада се не испитује укус хемикалија; мирис се испитује искључиво усмеравањем паре руком ка носу; отпад се не баца у сливник.
- Физичка vs. хемијска својства: Физичка својства се мере/опажају без промене састава (густина, \(T_\text{т}\), \(T_\text{к}\), боја), док хемијска својства описују претварање у нове супстанце (запаљивост, рђање).
- Физичке vs. хемијске промене: Физичке промене не стварају нове супстанце (промене агрегатних стања попут топљења, испаравања, кондензације; уситњавање, растварање). Хемијске реакције стварају нове супстанце, а препознају се по промени боје, издвајању гаса, талогу или ослобађању топлоте/светлости.
Хемијски експеримент (оглед) је намерно изазивање промена у одређеним условима ради њиховог праћења и проучавања. Експерименти су основа хемијских истраживања.
Хемијска лабораторија је наменски опремљена просторија за извођење хемијских огледа и истраживања.
Дигестор (капела) је специјални радни простор у лабораторији са јаком вентилацијом, који се користи при извођењу огледа у којима настају опасни, отровни или загушљиви гасови.
Приликом сваког експеримента неопходно је пажљиво пратити и бележити све кораке, запажања и резултате како би се оглед могао тачно поновити.
Лабораторијско посуђе служи за извођење хемијских реакција и чување хемикалија, а прави се од стакла, порцелана или пластике. Лабораторијски прибор чине помоћни предмети од дрвета, метала, гуме или пластике.
| Назив посуђа / прибора | Врста | Намена |
|---|---|---|
| Епрувета | Стаклено посуђе | Мешање и загревање малих количина супстанци. |
| Лабораторијска чаша и ерленмајер | Стаклено посуђе | Мешање, грубо одмеравање и загревање течности (ерленмајер има уско грло које спречава прскање). |
| Мензура и пипета | Мерно стаклено посуђе | Тачно одмеравање запремине течности (мензура је посуда са подеоцима, а пипета служи за прецизно преношење мањих запремина). |
| Бирета | Мерно стаклено посуђе | Цев са подеоцима и славином за веома прецизно одмеравање и испуштање запремине течности. |
| Стаклени левак | Стаклено посуђе | Пресипање течности и поступак цеђења (филтрирања). |
| Сахатно стакло | Стаклено посуђе | Плитко стакло за одмеравање чврстих супстанци и испитивање. |
| Реагенс-боце | Стаклено посуђе | Чување хемикалија (тамне боце служе за супстанце осетљиве на светлост). |
| Порцеланска шоља | Порцеланско посуђе | Загревање и упаравање течности на високим температурама. |
| Аван с тучком | Порцеланско посуђе | Уситњавање и дрорбљење чврстих супстанци. |
| Шприц-боца | Пластично посуђе | Чување и испирање дестилованом водом. |
| Дрвена штипаљка | Дрвени прибор | Држање епрувете током загревања. |
| Лабораторијске машице | Метални прибор | Хватање и преношење врелог лабораторијског посуђа. |
| Апаратура за загревање | Прибор / склоп | Састоји се од извора топлоте (шпиритусна лампа или пламеник), троношца (метални ослонац) и керамичке мрежице (омогућава равномерно загревање и спречава пуцање стакла). |
Које стаклено посуђе је најбоље употребити за прецизно мерење \(15\text{ mL}\) течности: лабораторијску чашу, ерленмајер или мензуру?
Мензуру, јер чаша и ерленмајер служе искључиво за грубо одмеравање, док је мензура мерни суд са прецизно градуисаним подеоцима.
Рад у лабораторији захтева строго поштовање правила заштите како не би дошло до повреда или незгода!
Обавезно је ношење заштитног мантила, заштитних наочара и рукавица. Дуга коса мора бити везана, а радна површина чиста и уредна. Уношење хране и пића је строго забрањено.
Чврсте супстанце узимају се чистом кашичицом. Течности се сипају пажљиво низ зид суда или низ стаклени штапић. Реагенс-боце се након употребе одмах затварају. Необележене супстанце се не смеју користити!
Укус хемикалија се никада не испитује. Мирис се проверава искључиво тако што се дланом руке пара благо усмерава од отвора суда према носу (никада се не удише директно изнад отвора).
Отвор епрувете приликом загревања или мешања мора бити окренут од себе и других особа. Отвор епрувете се никада не затвара прстом, већ одговарајућим запушачем.
Хемикалије се по завршетку огледа не смеју сипати у сливник, већ искључиво у посебно назначене судове за одлагање хемијског отпада.
На етикетама хемикалија налазе се графички симболи који упозоравају на њихове опасне особине:
- Акутно токсично: симбол лобање са укрштеним костима (отровно).
- Запаљиво: симбол отвореног пламена.
- Оксидујуће: пламен изнад круга (подстиче сагоревање).
- Корозивно (нагризајуће): хемикалија нагриза кожу и метал.
- Експлозивно: симбол експлодирајуће бомбе.
- Опасност по здравље: симбол знака узвика или људске фигуре.
- Опасност по животну средину: симбол сувог дрвета и угинуле рибе.
Узорак је мала количина супстанце узета за испитивање њених особина.
Физичка својства су својства која се запажају чулима или одређују мерењима, при чему се дата супстанца не претвара у другу супстанцу.
Примери: боја, мирис, укус, агрегатно стање, густина, растворљивост, тврдоћа, магнетна својства, проводљивост топлоте и струје, температура топљења (\(T_\text{т}\)), температура кључања (\(T_\text{к}\)).
Примери: боја, мирис, укус, агрегатно стање, густина, растворљивост, тврдоћа, магнетна својства, проводљивост топлоте и струје, температура топљења (\(T_\text{т}\)), температура кључања (\(T_\text{к}\)).
Хемијска својства описују како супстанца ступа у интеракцију са другим супстанцама или се разлаже, тј. како се претвара у нове супстанце.
Примери: запаљивост, подложност рђању, реактивност са киселинама или водом, способност грађења оксида са кисеоником.
Примери: запаљивост, подложност рђању, реактивност са киселинама или водом, способност грађења оксида са кисеоником.
| Агрегатно стање | Облик | Запремина | Распоред и кретање честица |
|---|---|---|---|
| Чврсто | Сталан (не зависи од посуде) | Стална | Честице су веома збијене и само осцилују око равнотежних положаја. |
| Течно | Променљив (заузима облик посуде) | Стална | Честице су близу, али се слободно крећу клизећи једна преко друге. |
| Гасовито | Променљив (заузима цео простор) | Променљива (испуњава целу посуду) | Честице су веома удаљене и хаотично се крећу великим брзинама. |
Бакар: црвене је боје, металног сјаја, чврстог агрегатног стања, густине \(8{,}92\text{ g/cm}^3\), топљења на \(1084\ ^\circ\text{C}\) (ово су његова физичка својства). Бакар реагује са кисеоником и влагом градећи зелену патину (ово је његово хемијско својство).
Мерење је поступак којим се помоћу мерних инструмената експериментално одређује бројна вредност неке физичке величине.
| Физичка величина | Ознака | Основна SI јединица | Јединице у хемијској пракси | Мерни инструменти |
|---|---|---|---|---|
| Маса | \(m\) | килограм (\(\text{kg}\)) | грам (\(\text{g}\)), милиграм (\(\text{mg}\)) | Техничка вага, аналитичка вага (прецизност до \(0{,}1\text{ mg}\)) |
| Запремина | \(V\) | кубни метар (\(\text{m}^3\)) | дециметар кубни (\(\text{dm}^3\)) / литар (\(\text{L}\)), центиметар кубни (\(\text{cm}^3\)) / милилитар (\(\text{mL}\)) |
Мензура, пипета, бирета, мерни суд |
| Температура | \(T\) | келвин (\(\text{K}\)) | степен Целзијуса (\(^\circ\text{C}\)) | Термометар (живин, алкохолни, дигитални) |
\[ 1\text{ L} = 1\text{ dm}^3 = 1\,000\text{ cm}^3 = 1\,000\text{ mL} \]
\[ 1\text{ mL} = 1\text{ cm}^3 \]
\[ 1\text{ kg} = 1\,000\text{ g}, \quad 1\text{ g} = 1\,000\text{ mg} \]
Мениск је закривљена површина течности у уском мерном суду. При очитавању запремине прозирних течности, ниво ока мора бити тачно у висини доње ивице (тачке) мениска.
Претворите следеће вредности:
а) \(2{,}5\text{ dm}^3\) у \(\text{cm}^3\) и \(\text{mL}\)
б) \(450\text{ mg}\) у \(\text{g}\)
а) \(2{,}5\text{ dm}^3\) у \(\text{cm}^3\) и \(\text{mL}\)
б) \(450\text{ mg}\) у \(\text{g}\)
а) \(2{,}5\text{ dm}^3 = 2{,}5 \cdot 1\,000\text{ cm}^3 = 2\,500\text{ cm}^3 = 2\,500\text{ mL}\)
б) \(450\text{ mg} = \frac{450}{1\,000}\text{ g} = 0{,}45\text{ g}\)
б) \(450\text{ mg} = \frac{450}{1\,000}\text{ g} = 0{,}45\text{ g}\)
Физичке промене су промене при којима се мењају само физичка својства супстанце (облик, величина, агрегатно стање), а не настаје нова супстанца.
- Промене агрегатних стања:
- Топљење: прелазак из чврстог у течно (лед \(\rightarrow\) вода)
- Очвршћавање (мржњење): прелазак из течног у чврсто (вода \(\rightarrow\) лед)
- Испаравање: прелазак из течног у гасовито (вода \(\rightarrow\) водена пара)
- Кондензовање: прелазак из гасовитог у течно (водена пара \(\rightarrow\) капљице воде)
- Сублимација: директан прелазак из чврстог у гасовито
- Десублимација: директан прелазак из гасовитог у чврсто
- Остале физичке промене: растварање (нпр. шећера у чају), уситњавање, истезање, савијање, ковање.
Хемијске промене (хемијске реакције) су процеси у којима од полазних супстанци настају потпуно нове супстанце са различитим физичким и хемијским својствима.
Примери: сагоревање (дрвета, воска, магнезијума), рђање гвожђа, труљење воћа, кисељење млека.
Примери: сагоревање (дрвета, воска, магнезијума), рђање гвожђа, труљење воћа, кисељење млека.
Да је дошло до хемијске промене, најчешће препознајемо по следећим појавама:
- Промена боје
- Издвајање гаса (мехурићи)
- Стварање талога (чврсте нерастворне супстанце у раствору)
- Ослобађање или везивање топлоте, односно појава пламена/светлости
При горењу свеће одвијају се обе врсте промена:
- Физичке промене: топљење чврстог парафина и његово испаравање у течни/гасовити облик.
- Хемијске промене: сагоревање парафинских пара и фитиља, при чему настају угљен-диоксид и водена пара уз ослобађање топлоте и светлости.
- Физичке промене: топљење чврстог парафина и његово испаравање у течни/гасовити облик.
- Хемијске промене: сагоревање парафинских пара и фитиља, при чему настају угљен-диоксид и водена пара уз ослобађање топлоте и светлости.
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Разврстај следеће појаве на физичке и хемијске промене:
а) топљење сладоледа
б) рђање гвозденог ексера
в) цеђење поморанџе и растварање шећера у соку
г) сагоревање хартије
а) топљење сладоледа
б) рђање гвозденог ексера
в) цеђење поморанџе и растварање шећера у соку
г) сагоревање хартије
Физичке промене:
- а) топљење сладоледа (промена агрегатног стања из чврстог у течно)
- в) растварање шећера и механичко цеђење (не настају нове супстанце)
Хемијске промене:
- б) рђање гвожђа (настаје нова супстанца – рђа)
- г) сагоревање хартије (настају пепео, дим и гасови)
- а) топљење сладоледа (промена агрегатног стања из чврстог у течно)
- в) растварање шећера и механичко цеђење (не настају нове супстанце)
Хемијске промене:
- б) рђање гвожђа (настаје нова супстанца – рђа)
- г) сагоревање хартије (настају пепео, дим и гасови)
Задатак 2 (средњи): Ученик жели да измери масу од \(0{,}035\text{ g}\) праха непознате супстанце, одмери тачно \(25\text{ mL}\) дестиловане воде и загреје смешу у епрувети до кључања.
а) Коју врсту ваге треба користити за мерење ове масе праха?
б) Којим мерним судом ће најпрецизније одмерити \(25\text{ mL}\) воде?
в) Који прибор користи за држање епрувете при загревању и како мора бити усмерен њен отвор?
а) Коју врсту ваге треба користити за мерење ове масе праха?
б) Којим мерним судом ће најпрецизније одмерити \(25\text{ mL}\) воде?
в) Који прибор користи за држање епрувете при загревању и како мора бити усмерен њен отвор?
а) Пошто је у питању мала маса (\(35\text{ mg}\)), користи се аналитичка вага.
б) Запремину ће најпрецизније одмерити помоћу мензуре или пипете од \(25\text{ mL}\).
в) За држање епрувете користи се дрвена штипаљка. Отвор епрувете мора бити окренут на супротну страну од онога ко изводи оглед и од свих осталих присутних особа.
б) Запремину ће најпрецизније одмерити помоћу мензуре или пипете од \(25\text{ mL}\).
в) За држање епрувете користи се дрвена штипаљка. Отвор епрувете мора бити окренут на супротну страну од онога ко изводи оглед и од свих осталих присутних особа.
Задатак 3 (средњи): Изврши прерачунавање следећих мерних јединица:
а) \(0{,}75\text{ L} = \underline{\hspace{2cm}}\text{ mL} = \underline{\hspace{2cm}}\text{ cm}^3\)
б) \(3\,400\text{ mg} = \underline{\hspace{2cm}}\text{ g}\)
в) \(1{,}2\text{ dm}^3 = \underline{\hspace{2cm}}\text{ mL}\)
а) \(0{,}75\text{ L} = \underline{\hspace{2cm}}\text{ mL} = \underline{\hspace{2cm}}\text{ cm}^3\)
б) \(3\,400\text{ mg} = \underline{\hspace{2cm}}\text{ g}\)
в) \(1{,}2\text{ dm}^3 = \underline{\hspace{2cm}}\text{ mL}\)
а) \(0{,}75\text{ L} = 0{,}75 \cdot 1\,000\text{ mL} = 750\text{ mL} = 750\text{ cm}^3\)
б) \(3\,400\text{ mg} = \frac{3\,400}{1\,000}\text{ g} = 3{,}4\text{ g}\)
в) \(1{,}2\text{ dm}^3 = 1{,}2\text{ L} = 1{,}2 \cdot 1\,000\text{ mL} = 1\,200\text{ mL}\)
б) \(3\,400\text{ mg} = \frac{3\,400}{1\,000}\text{ g} = 3{,}4\text{ g}\)
в) \(1{,}2\text{ dm}^3 = 1{,}2\text{ L} = 1{,}2 \cdot 1\,000\text{ mL} = 1\,200\text{ mL}\)
Задатак 4 (тежак): Када се у епрувету са безбојним раствором хлороводоничне киселине убаци комадић сјајног сивог цинка, почињу брзо да се развијају мехурићи гаса водоника, епрувета постаје топла, а цинк постепено нестаје.
а) Да ли је овај процес физичка или хемијска промена? Обраложи одговор навођењем запажања.
б) Наведи бар два физичка својства цинка пре реакције и једно хемијско својство уочено током овог процеса.
в) Ако се при овој реакцији ослобађа штетан/запаљив гас у већој количини, у ком делу лабораторије се оглед мора извести?
а) Да ли је овај процес физичка или хемијска промена? Обраложи одговор навођењем запажања.
б) Наведи бар два физичка својства цинка пре реакције и једно хемијско својство уочено током овог процеса.
в) Ако се при овој реакцији ослобађа штетан/запаљив гас у већој количини, у ком делу лабораторије се оглед мора извести?
а) У питању је хемијска промена (хемијска реакција). Доказ су очигледни знаци хемијске промене: издвајање гаса (мехурићи), растварање цинка грађењем нових једињења и ослобађање топлоте (епрувета се загрева).
б)
- Физичка својства цинка: чврсто агрегатно стање, сива боја, метални сјај.
- Хемијско својство цинка: реактивност са киселинама уз ослобађање гаса водоника.
в) Оглед се мора изводити у дигестору (капели) са укљученом вентилацијом.
б)
- Физичка својства цинка: чврсто агрегатно стање, сива боја, метални сјај.
- Хемијско својство цинка: реактивност са киселинама уз ослобађање гаса водоника.
в) Оглед се мора изводити у дигестору (капели) са укљученом вентилацијом.
