Најважније из лекције
Хемија: Природна наука која проучава грађу, својства и промене супстанци. Антоан Лавоазје је отац модерне хемије (увео мерење масе).
Материја: Јавља се у виду физичког поља (гравитационо, магнетно) и супстанце (изграђује физичка тела, има масу и заузима простор).
Подела супстанци:
Материја: Јавља се у виду физичког поља (гравитационо, магнетно) и супстанце (изграђује физичка тела, има масу и заузима простор).
Подела супстанци:
- Чисте супстанце (сталан састав):
- Хемијски елементи – не могу се хемијски разложити (\(\text{O}_2, \text{N}_2, \text{Fe}, \text{Au}, \text{Cu}\)...).
- Хемијска једињења – сложене супстанце састављене од два или више елемената; могу се разложити (\(\text{H}_2\text{O}, \text{NaCl}, \text{CO}_2\)...).
- Смеше (произвољан састав): Мешавине чистих супстанци (ваздух, морска вода, земљиште, легуре, сокови).
Хемија је природна наука која проучава грађу, својства и промене супстанци.
Природне науке проучавају природу и природне појаве (хемија, физика, биологија, геологија).
Хемија је повезана са другим наукама и грана се на више ужих научних области:
- Органска и неорганска хемија – проучавају различите класе хемијских једињења;
- Биохемија – спој биологије и хемије (хемијски процеси у живим организмима);
- Физичка хемија – спој физике и хемије;
- Геохемија – спој геологије/географије и хемије;
- Фармација и медицинска хемија – производња и деловање лекова;
- Зелена хемија – најмлађа област чији је циљ развој технологија и материјала који чувају животну средину и смањују штетан утицај на природу.
Кућна хемија обухвата све нејестиве производе који се користе у домаћинству за чишћење, прање и одржавање хигијене.
Која област хемије се бави осмишљавањем производње супстанци уз очување природе?
Одговор: То је зелена хемија.
Развој хемије од практичних вештина до егзактне модерне науке одвијао се кроз неколико етапа:
| Етапа | Карактеристике и достигнућа |
|---|---|
| Праисторија | Откриће ватре омогућило је топљење руда и добијање метала, производњу керамике, стакла, сапуна и алкохола. |
| Античко доба | Грчки филозофи теоријски су разматрали грађу материје кроз дискусије и размишљање (без извођења експеримената). |
| Период алхемије | Алхемичари (претече хемичара) су трагали за „каменом мудрости” (претварање метала у злато) и „еликсиром живота” (напитком за бесмртност). Иако су ови циљеви били недостижни, открили су многе супстанце и усавршили лабораторијске поступке. |
| Почетак модерне хемије | Француски научник Антоан Лавоазје (крај XVIII века) сматра се оцем модерне хемије јер је увео теразије и тачно мерење масе у току хемијских реакција. |
| Модерна хемија | Стварање нових материјала (пластике, лекова, вештачких ђубрива, боја) и заштита животне средине. |
Због чега се Антоан Лавоазје сматра оцем модерне хемије?
Одговор: Зато што је крајем XVIII века први увео тачно мерење масе супстанци током хемијских реакција коришћењем теразија, чиме је хемија постала егзактна мерна наука.
Материја је све што постоји у природи. Она је неуништива, не може настати ни из чега, налази се у сталном кретању и мења облике.
Основни видови материје су:
- Физичко поље – посредник у узајамном деловању физичких тела (гравитационо, електрично, магнетно поље).
- Супстанца – вид материје који има масу, заузима простор (запремину), изграђује физичка тела и одликује се специфичним својствима.
Физичко тело је објекат одређеног облика и величине, а изграђено је од једне или више супстанци.
- Физичка тела: стаклена чаша, свећа, дрвени сто, лептир, аутомобил.
- Супстанце: стакло, восак, памук, дрво, гвожђе, вода.
У пару „дрвена столица – дрво”, одреди шта је физичко тело, а шта супстанца.
Одговор: Дрвена столица је физичко тело (има одређен облик и намену), а дрво је супстанца од које је тело направљено.
Чисте супстанце не садрже трагове других супстанци и имају сталан (дефинисан) састав и карактеристична физичка и хемијска својства.
Чисте супстанце се деле на хемијске елементе и хемијска једињења:
Хемијски елементи су једноставне чисте супстанце које се хемијским променама не могу разложити на једноставније супстанце.
• До данас је познато 118 елемената (око 90 се налази у природи, остали су синтетисани).
• У слободном стању у природи ретко се налазе (злато, сребро, кисеоник, азот, сумпор).
• Примери елемената: водоник (\(\text{H}\)), азот (\(\text{N}\)), кисеоник (\(\text{O}\)), сумпор (\(\text{S}\)), хлор (\(\text{Cl}\)), гвожђе (\(\text{Fe}\)), бакар (\(\text{Cu}\)), алуминијум (\(\text{Al}\)), угљеник (\(\text{C}\)).
• До данас је познато 118 елемената (око 90 се налази у природи, остали су синтетисани).
• У слободном стању у природи ретко се налазе (злато, сребро, кисеоник, азот, сумпор).
• Примери елемената: водоник (\(\text{H}\)), азот (\(\text{N}\)), кисеоник (\(\text{O}\)), сумпор (\(\text{S}\)), хлор (\(\text{Cl}\)), гвожђе (\(\text{Fe}\)), бакар (\(\text{Cu}\)), алуминијум (\(\text{Al}\)), угљеник (\(\text{C}\)).
Хемијска једињења су сложене чисте супстанце изграђене од два или више хемијских елемената.
• Једињења се могу разложити на једноставније супстанце хемијским реакцијама.
• Новонастало једињење има потпуно различита својства од полазних супстанци од којих је настало.
• Познато је преко 50 милиона једињења.
• Примери једињења: дестилована (хемијски чиста) вода (\(\text{H}_2\text{O}\)), натријум-хлорид / кухињска со (\(\text{NaCl}\)), угљен-диоксид (\(\text{CO}_2\)), плави камен, сахароза (шећер), етанол (алкохол), ацетон.
• Једињења се могу разложити на једноставније супстанце хемијским реакцијама.
• Новонастало једињење има потпуно различита својства од полазних супстанци од којих је настало.
• Познато је преко 50 милиона једињења.
• Примери једињења: дестилована (хемијски чиста) вода (\(\text{H}_2\text{O}\)), натријум-хлорид / кухињска со (\(\text{NaCl}\)), угљен-диоксид (\(\text{CO}_2\)), плави камен, сахароза (шећер), етанол (алкохол), ацетон.
Да ли се вода (\(\text{H}_2\text{O}\)) може разложити хемијским путем и на шта?
Одговор: Да, јер је вода хемијско једињење. Њеним разлагањем добијају се хемијски елементи водоник и кисеоник.
Смеше су мешавине двеју или више чистих супстанци чији је састав произвољан (променљив).
За разлику од чистих супстанци које имају сталан хемијски састав, смеше могу имати различите односе састојака и састав им није строго одређен.
Већина материјала у природи и свакодневном животу су смеше:
- Ваздух – смеша гасова (азот, кисеоник, аргон, угљен-диоксид, водена пара...);
- Воде у природи (морска, речна, изворска, вода из баре или чесме) – смеше воде и растворених минералних материја;
- Земљиште, стене и песак;
- Храна и пића (супа, сок, сладолед, млеко).
Због чега је речна вода смеша, а дестилована вода једињење?
Одговор: Речна вода садржи различите растворене минерале, гасове и честице у променљивим односима, па има произвољан састав (смеша). Дестилована вода садржи само молекуле воде са сталним саставом (\(\text{H}_2\text{O}\)) без примеса, па је чиста супстанца (једињење).
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Разврстај следеће појмове на физичка тела и супстанце:
златни прстен, злато, пластична чаша, пластика, кухињска со, соник (сланик).
златни прстен, злато, пластична чаша, пластика, кухињска со, соник (сланик).
- Физичка тела: златни прстен, пластична чаша, соник (сланик).
- Супстанце: злато, пластика, кухињска со.
Задатак 2 (средњи): Међу наведеним супстанцама одреди које су хемијски елементи, које једињења, а које смеше:
а) кисеоник, б) морска вода, в) угљен-диоксид, г) сумпор, д) ваздух, ђ) кухињска со (натријум-хлорид).
а) кисеоник, б) морска вода, в) угљен-диоксид, г) сумпор, д) ваздух, ђ) кухињска со (натријум-хлорид).
- Хемијски елементи: кисеоник, сумпор.
- Хемијска једињења: угљен-диоксид, кухињска со (натријум-хлорид).
- Смеше: морска вода, ваздух.
Задатак 3 (средњи): По чему се суштински разликује састав чистих супстанци од састава смеша? Наведи пример.
Одговор: Чисте супстанце имају сталан (тачно одређен) састав, док смеше имају произвољан (променљив) састав.
Пример: Хемијски чиста вода увек има исти састав без обзира на начин добијања, док смеша воде и шећера може бити више или мање слатка у зависности од тога колико шећера растворимо у води.
Пример: Хемијски чиста вода увек има исти састав без обзира на начин добијања, док смеша воде и шећера може бити више или мање слатка у зависности од тога колико шећера растворимо у води.
Задатак 4 (тежак): Анализирај следеће описе супстанци \(X, Y, Z\) и \(W\) и одреди којој групи припада свака од њих (елемент, једињење или смеша):
- Супстанца \(X\) се загревањем разлаже на две нове чисте супстанце.
- Супстанца \(Y\) се никаквим хемијским поступком не може разложити на једноставније материје.
- Супстанца \(Z\) настаје мешањем супстанци \(X\) и \(Y\) у произвољном масеном односу.
- Супстанца \(W\) је гас који се састоји од азота, кисеоника и племенитих гасова.
Одговор:
- \(X\) је једињење (сложена чиста супстанца која се може разложити);
- \(Y\) је хемијски елемент (једноставна чиста супстанца која се не може хемијски разложити);
- \(Z\) је смеша (настаје мешањем у произвољном односу);
- \(W\) је смеша (у питању је ваздух, мешавина различитих чистих гасова).
