Despre Chimie

Noțiuni introductive

Materie. Corp. Substanţă. Material

Materia – realitatea obiectivă care există în afară şi independent de conştiinţa omenească. Lumea, în toată varietatea manifestărilor ei concrete este, în ultima analiză, o formă sau alta a materiei în mişcare. Proprietăţi: ocupă un spaţiu; prezintă o masă proprie; se găseşte în continuă mişcare şi transformare; apare sub diferite forme; nu dispare şi nu se creează.
Corpuri – porţiuni limitate de materie
Substanţe – forme omogene de materie cu o compoziţie constantă
Materiale – forme eterogene de materie cu compoziţie constantă

Proprietăţi fizice şi chimice ale substanţelor

Proprietăţi – însușirile caracteristice ale unei substanţe
Proprietăţi fizice – proprietăţi care nu pot modifica compoziţia substanţei (e.g gust, miros, culoare, formă, stare de agregare, densitate, temperatură de fierbere, temperatură de topire)
Proprietăţi chimice – proprietăţi care modifică compoziţia substanţei (e.g proprietatea de a arde, proprietatea de a fermenta, proprietatea de a rugini etc.)

Fenomene

Fenomene – transformările pe care le suferă substanţele
Fenomene fizice – transformări care nu pot schimba compoziţia substanţei (e.g schimbarea stării de agregare a apei etc.)
Fenomene chimice – transformări care schimbă compoziţia substanţei (e.g ruginirea fierului)

Amestecuri, substanțe, soluții

Substanţe pure – substanţe perfect curate cu o compoziţie ce nu poate fi schimbată prin operaţii fizice (e.g hidrogenul, oxigenul, apa distilată etc.)
Amestecuri de substanţe – două sau mai multe substanţe, între care nu au loc fenomene chimice, puse împreună (e.g apa de râu, aerul, sifon etc.)
Amestecuri:  
            – omogene;
            – eterogene.
Soluţii – amestecurile omogene din două sau mai multe substanţe, între care nu au loc fenomene chimice
Dizolvare – fenomenul prin care o substanţă se răspândeşte printre particulele altei substanţe, formând o soluţie
Dizolvat – substanţa dizolvată
Dizolvant – substanţa în care are loc dizolvarea
Densitatea = masă/volumul -> ρ = m / V
Solubilitate – proprietatea unei substanţe de a se dizolva în altă substanţă
Concentraţie – cantitatea de soluţie dizolvată într-o anumită cantitate de soluţie
Concentraţia procentuală = Masa dizolvatului * 100 / Masa soluţiei -> c = m_d * 100 / m_s
Soluţii:  
    – diluate;
    – concentrate.

Atomi

Atom – cea mai mică particulă dintr-o substanţă care nu mai poate fi fragmentată prin procedee chimice obişnuite
Element chimic – totalitatea atomilor de acelaşi fel
Simbol chimic – notaţia prescurtată a denumirii elementului chimic (e.g sulf – S, oxigen – O, uraniu – U, aluminiu – Al, aur – Au, neon – Ne)
Structura atomului:  
           – nucleu:
                – protoni
                – neutroni
           – electroni
Număr atomic – numărul protonilor din nucleu (se notează cu simbolul Z)
Număr de masă – suma numărului de protoni şi neutroni din nucleu (se notează cu simbolul A)
Izotop – atomi cu acelaşi număr de protoni, dar cu număr diferit de neutroni (e.g Hidrogenul (1 proton) are ca izotopi Deuteriul (1 proton şi 1 neutron) si Tritiul(1 proton şi 2 neutroni))
Înveliş electronic – spaţiul din jurul nucleului, în care se află electronii. Învelişul electronic are mai multe niveluri de energie (straturi electronice)
Valenţa – capacitatea de combinare a atomilor unui element cu atomii altor elemente
Covalenţa – valenţa exprimată prin numărul de electroni pe care un atom îi pune în comun cu electronii altui atom (e.g Molecula de hidrogen este formată din doi atomi care punându-şi în comun cei doi electroni realizează o covalenţă. Fiecare dintre atomi are o structură electronică stabilă de dublet.)

Ioni – particule încărcate cu sarcini electrice care provin din atomi prin cedare sau acceptare de electroni (e.g Na⁺, Cl^–)
Compuşi ionici – substanţe formate din ioni (e.g sarea de masă -> Na⁺Cl^–)

Molecula – cea mai mică particulă dintr-o substanţă care poate exista în stare liberă şi care prezintă toate proprietăţile substanţei respective
Molecule:
     – substanţe simple (formate din atomi identici):
                                 – monoatomice (un atom)
                                  – diatomice (doi atomi)
                                   – poliatomice (mai mulţi atomi)
     – substanţe compuse (formate din atomi diferiţi):
                              – diatomice
                              – poliatomice

Reacții

Formula chimică – notarea prescurtată a moleculei unei substanţe cu ajutorul simbolurilor chimice

Reacţii chimice – transformările chimice pe care le suferă substanţele
Reactanţi – substanţele care reacţionează împreună          
                                                                         -> carbon + oxigen = dioxid de carbon 
Produşi de reacţie – substanţele rezultate din reacţia chimică                              
Clasificarea substanţelor:
              – Oxizi (compuşi din două elemente, oxigen şi un alt element):
                – e.g CaO (oxid de calciu), Al₂O₃ (oxid de aluminiu), SO₂ (dioxid de sulf) etc.
              – Baze (substanţe compuse formate dintr-un metal şi una sau mai multe grupări OH)
                – e.g NaOH (hidroxid de sodiu), Ca(OH)₂ (hidroxid de calciu), Cu(OH)₂ (hidroxid de cupru) etc.
              – Acizi (substanţe compuse cu molecule formate din unul sau mai mulţi atomi de hidrogen şi un radical acid)
                – e.g HCl (acid clorhidric), H₂SO₄ (acid sulfuric), HNO₃ (acid azotic)
              – Săruri (substanţe compuse formate din metale şi radicali acizi)
                – e.g NaCl (clorură de sodiu), Na₂SO₄ (sulfat de sodiu), CaCO₃ (carbonat de calciu)

Reacţii de combinare – reacţiile chimice în care doi sau mai mulţi reactanţi se unesc formând un singur produs de reacţie (e.g NH₃ + HCl = NH₄Cl)
Reacţii de descompunere – reacţiile chimice prin care un reactant se transformă în doi sau mai mulţi produşi de reacţie (e.g CuCO₃ = CuO + CO₂ prin încălzire)
Reacţii de înlocuire – reacţiile chimice în care o substanţă simplă ia locul unui element dintr-o substanţă compusă (e.g Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu)
Reacţii de schimb sau dublă înlocuire – reacţii chimice în care două substanţe compuse schimbă între ele unele elemente (e.g H₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄ + 2HCl; HCl + NaOH = NaCl + H₂O -> reacţie de neutralizare – acid + bază = sare + apă)

Reacţii exoterme – reacţiile chimice care se produc cu degajare de căldură (e.g HCl + NaOH = NaCl + H₂O -> se observă o creştere a temperaturii)
Reacţii endoterme – reacţiile chimice care se produc cu absorbţie de căldură din mediul înconjurător (e.g 2HgO = 2Hg + O₂ prin încălzire)

Reacţii rapide -> explozii, arderea panglicii de magneziu, înroşirea fenolftaleinei în mediul bazic
Reacţii lente -> coroziunea metalelor, râncezirea grăsimilor, fermentaţia alcoolică

Legea conservării masei – într-o reacţie chimică, suma maselor reactanţilor este egală cu suma maselor produşilor de reacţie; atomii de un anumit tip intraţi într-o reacţie chimică se regăsesc în acelaşi număr în produşii de reacţie

Ustensile de laborator:

 – balanţă
 – stativ cu eprubete
 – eprubetă
 – termometru
 – refrigerent
 – pahar Berzelius
 – pahar Erlenmeyer
 – balon cu fund rotund
 – balon Wurtz
 – pâlnie de separare
 – pâlnie de filtrare
 – baghetă
 – capsulă
 – mojar
 – pistil
 – cilindru gradat
 – lingura de ars
 – clemă
 – cleşte
 – spatulă
 – trepied
 – bec de gaz