Даница Павловић Данијела Малинар
ХЕМИЈА
Ed
uk a
pr om
o
Уџбеник за седми разред основне школе
Даница Павловић Данијела Малинар ХЕМИЈА Уџбеник за седми разред основне школе ГЛАВНИ УРЕДНИК Др Бошко Влаховић ОДГОВОРНИ УРЕДНИК Др Наташа Филиповић
ИЛУСТРАЦИЈЕ И ДИЗАЈН Јасмина Игњатовић Јелена Коштица
uk a
ЛЕКТУРА И КОРЕКТУРА Тамара Каримановић
pr om
o
РЕЦЕНЗЕНТИ Жељко Јанковић, професор хемије, ОШ Ћирило и Методије, Београд Бранка Кецман, професор хемије, ОШ Бора Станковић, Београд Душица Комановић, професор биологије – хемије, ОШ Краљ Александар Карађорђевић, Прњавор Ивана Димитријевић, професор хемије, ОШ Стеван Јаковљевић, Параћин
Ed
ИЗДАВАЧ Едука д.о.о. Београд Ул. Змаја од Ноћаја бр. 10/1 Тел./факс: 011 3287 277, 3286 443, 2629 903 Сајт: www.eduka.rs; имејл: eduka@eduka.rs ЗА ИЗДАВАЧА Др Бошко Влаховић, директор ШТАМПА Цицеро, Београд
Издање бр.: 4, Београд, 2023. година Тираж: 2000
CIP - Каталогизација у публикацији Народна библиотека Србије, Београд 37.016:54(075.2) ПАВЛОВИЋ, Даница, 1954Хемија : уџбеник за седми разред основне школе / Даница Павловић, Данијела Малинар ; [илустрације Јасмина Игњатовић, Јелена Коштица]. - Изд. бр. 4. - Београд : Eduka, 2023 (Београд : Цицеро). - 191 стр., [2] листа с таблама : илустр. ; 29 cm Тираж 2.000. - Речник основних хемијских појмова: стр. 177-180. Одговори на питања из уџбеника: стр. 181191. - Напомене уз текст. ISBN 978-86-6013-464-8 1. Малинар, Данијела, 1966- [autor] COBISS.SR-ID 120488201
© Едука д.о.о. Београд
Министар просвете, науке и технолошког развоја Републике Србије одобрио је издавање и употребу овог уџбеника Решењем број: 650-02-00523/2019-07. Није дозвољено: репродуковање, дистрибуција, објављивање, прерада или друга употреба овог ауторског дела или његових делова у било ком обиму или поступку, укључујући и фотокопирање, штампање или чување у електронском облику, без писмене дозволе издавача. Наведене радње представљају кршење ауторских права.
Драги ђаци седмаци! Ове школске године добијате нови предмет – хемију. Зашто је важно да стичете знања из хемије? Хемија је наука која проучава материју и материјале од којих је све у природи изграђено, па и сам човек. Материјали, као што су ваздух, вода и стене, изграђени су од ситних честица. Хемија посматра и проучава природу кроз проучавање појава и процеса међу овим ситним честицама. Знања у хемији стечена су путем посматрања и извођења експеримената. Некада давно, у време старих Египћана, хемијом су могли да се баве само одабрани појединци. Сматрали су је божанском науком.
pr om
o
Данас се знања из хемије веома брзо шире путем новина, телевизије и интернета и доступна су свима. Најновији материјали, који су направљени уз сазнања из хемије, могу се употребити у свакодневном животу, у области фармације, медицине, за добијање нових горива, за истраживања океана и космоса. Они остају на располагању и будућим генерацијама.
uk a
Уџбеник је подељен на поглавља, а свако поглавље на наставне јединице. Већина наставних јединица садржи показне огледе које изводи наставник, а неке могу изводити ученици у присуству наставника. Сигурни смо да ће вам огледи бити занимљиви и да ће вам помоћи да лакше и на другачији начин дођете до сазнања о природи. Научићете да је свет око нас изграђен од атома и других честица микросвета. Сазнаћете састав и својства различитих материјала; од чега су изграђена жива бића, небеска тела, звезде; шта једемо, удишемо, својства метала, неметала, ваздуха, воде...
Ed
Срећно вам путовање у свет хемије!
Ваше ауторке
САДРЖАЈ Водич кроз уџбеник • 6
pr om
ХЕМИЈСКА ЛАБОРАТОРИЈА Хемијска лабораторија и експеримент • 20 Лабораторијско посуђе и прибор • 22 Физичка и хемијска својства супстанци • 24 Физичке и хемијске промене супстанци • 29 Сада знаш • 33
o
ХЕМИЈА КАО ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА НАУКА И ХЕМИЈА У СВЕТУ ОКО НАС Предмет изучавања хемије. Веза између хемије и других наука • 8 Примена хемије у различитим делатностима и свакодневном животу • 11 Супстанца. Врсте супстанци: хемијски елементи, једињења и смеше • 13 Сада знаш • 17
Ed
uk a
АТОМИ И ХЕМИЈСКИ ЕЛЕМЕНТИ Атоми хемијских елемената • 36 Хемијски симболи • 38 Грађа атома • 42 Атомски и масени број. Изотопи • 47 Распоред електрона по нивоима у атомима елемената • 50 Периодни систем елемената • 55 Племенити гасови • 60 Честична природа супстанци • 62 Сада знаш • 65 МОЛЕКУЛИ ЕЛЕМЕНАТА И ЈЕДИЊЕЊА, ЈОНИ И ЈОНСКА ЈЕДИЊЕЊА Ковалентна веза: молекули елемената и молекули једињења • 68 Валенца. Хемијске формуле и називи • 73 Јонска веза • 77 Атомска, молекулска и јонска кристална решетка • 81 Сада знаш • 85
ХОМОГЕНЕ И ХЕТЕРОГЕНЕ СМЕШЕ Смеше • 88 Раствори. Растварање и растворљивост • 93 Вода и ваздух • 98 Масени процентни састав смеша • 100 Раздвајање састојака смеше • 104 Сада знаш • 110
pr om
o
ХЕМИЈСКЕ РЕАКЦИЈЕ И ХЕМИЈСКЕ ЈЕДНАЧИНЕ Хемијске реакције • 112 Закон одржања масе • 116 Хемијске једначине • 121 Сада знаш • 124
uk a
ИЗРАЧУНАВАЊА У ХЕМИЈИ Релативна атомска маса и релативна молекулска маса • 126 Количина супстанце и мол. Моларна маса • 131 Закон сталних односа маса • 134 Масени процентни састав једињења • 136 Израчунавање на основу једначина хемијских реакција • 138 Сада знаш • 140
Ed
ВОДОНИК, КИСЕОНИК И ЊИХОВА ЈЕДИЊЕЊА. СОЛИ Водоник. Атом који гради космос • 142 Кисеоник. Онај који пали... • 147 Оксидација, сагоревање и корозија • 151 Киселине • 154 Хидроксиди (базе) • 158 Електролитичка дисоцијација. Растварање киселина, база и соли у води • 160 Мере киселости раствора рН скала • 164 Соли. Формуле и називи • 167 Неутрализација • 170 Сада знаш • 174 Речник основних хемијских појмова • 177 Одговори на питања из уџбеника • 181
ВОДИЧ КРОЗ УЏБЕНИК ХЕМИЈА КАО ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА НАУКА И ХЕМИЈА У СВЕТУ ОКО НАС
ШТА ЋЕШ НАУЧИТИ У ХЕМИЈИ • Научићеш како да на сасвим нов, другачији начин, посматраш: дрвеће, куће, облаке, храну, зачине, козметику, сапуне, горива. • Заједно са биологијом, физиком и географијом, хемија проучава природу и њене промене. • Знањима која стекнемо учећи хемију можемо утицати на свет око себе и мењати га. • Основни алат који хемичари користе за стицање знања је експеримент.
Увод у нову наставну област хемије
После огледа које изводи наставник дата су питања која се односе на изведени оглед. Одговоре запиши у свеску или у књигу, графитном оловком.
pr om
o
Питања и задаци:
Оглед
Наглашени одељци са огледима, занимљивостима и важним знањима.
Важно је да знаш
uk a
Нешто више
На крају сваке области су питања и задаци, који су обележени различитом бојом према нивоу знања.
Занимљивости
Ed
Упућује се на одговарајућу лабораторијску вежбу која се налази у збирци, а која је у комплету са овим уџбеником.
Дефиниције су обележене наранџастом бојом. Објашњење појмова наглашених бојом налази се на крају ове књиге.
На крају сваке области укратко је описано најважније из дате области.
ХЕМИЈА КАО ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА НАУКА И ХЕМИЈА У СВЕТУ ОКО НАС
УЧЕЋИ ХЕМИЈУ, САЗНАЋЕШ:
Ed
uk a
pr om
o
• Како да на сасвим нов, другачији начин посматраш: дрвеће, куће, облаке, храну, зачине, козметику, сапуне, горива. • Како да заједно са биологијом, физиком и географијом проучавамо природу и њене промене. • Како знањима која стекнеш учећи хемију можеш утицати на свет око себе и мењати га. • Да је основни алат који хемичари користе за стицање знања – експеримент.
ПРЕДМЕТ ИЗУЧАВАЊА ХЕМИЈЕ Веза између хемије и других наука
Ed
Роберт Бојл
uk a
Откривање ватре
pr om
o
Иако се хемија као наука помиње тек у 17. веку, хемијски процеси и истраживања вршени су и много векова раније. Тако се може сматрати да је ватра коју је пећински човек добио трљањем сувих гранчица пример промене материје из једног облика у други. Уз помоћ ватре људи су припремали храну, претварали глину у керамику. Стари Египћани су уз помоћ ватре добијали бакар из руда*. Хетити су добијали гвожђе загревањем у ватри руде гвожђа са угљем. У Месопотамији људи који су се бавили добијањем и обрадом метала покушавали су да нађу начин како да обичне метале претворе у сребро и злато. Поступци и идеје које су том приликом откривене назване су алхемија знања. Развојем трговине са околним земљама, развијала су се и знања алхемије, која се ширила у Арабију, Египат, Индију и Кину. Напретком алхемије дошло се до многих знања корисних за науку. Развијене су различите технике: добијање кристала, дестилација течности, а добијене су и неке важне киселине. Савремена хемија почиње од ирског научника Роберта Бојла, који је написао књигу Скептични хемичар. Веровао је да се експериментима**, посматрањем и бележењем може доћи до објашњења о грађи материјала у природи, и њиховим променама. Од тада је хемија постала наука. Хемија се бави проучавањем природе.
Хемија је природна наука која се бави проучавањем грађе, својстава и промена супстанци. Све што постоји у природи изграђено је од материјала: дрво, камен, метали, гума и други. Наведи бар три материјала које си досад упознао/упознала. Од чега су изграђени чаша, столица и аутомобил? _________________________________________________________________________ Да бисмо материјале могли да користимо, важно је да знамо њихова својства. Својства материјала се у хемији испитују кроз огледе, односно експерименте. Проучавањем материјала кроз огледе, као и кроз теоријска знања сазнаћеш какава је њихова грађа. Грађа материјала одређује њихова својства, а својства одређују њихову примену.
8
*Руде се налазе у земљишту и садрже више различитих материјала, а најважнији су метали који се из њих добијају. **Експеримент је вештачко стварање природних појава да би се проучавале.
Знања стечена у хемији резултати су: посматрања, истраживања, мерења и идеја многих људи који су се током векова бавили природом, тј. појавама и променама у природи. Које науке, поред хемије, проучавају природу? _______________________________________________________________________
pr om
o
Хемија проучава промене које се дешавају у живим бићима, због чега је повезана са биологијом. Да би се разумела хемијска својства материјала, као и промене које се дешавају у њима, неопходно је знати и повезати знања хемије и физике. Као и у физици, многе појаве у хемији записују се математичким језиком. Знања стечена у хемији имају примену у фармацији, медицини, технологији, пољопривреди, металургији, геологији, грађевинарству и другим наукама.
БИОЛОГИЈА
МЕДИЦИНА
ФАРМАЦИЈА
ФИЗИКА
uk a
ХЕМИЈА
ТЕХНОЛОГИЈА
АСТРОНОМИЈА
ГРАЂЕВИНАРСТВО
Ed
АГРОНОМИЈА
Место хемије међу природним и примењеним наукама
Важно је да знаш Хемија је природна и експериментална наука. Основни начин којим се у њој долази до сазнања јесте експеримент. Повезана је са: биологијом, физиком, математиком, фармацијом, медицином, геологијом, металургијом, грађевинарством... Хемија проучава грађу материјала. Грађа материјала одређује њихова својства. Својства материјала одређују њихову примену.
9
Занимљивости Антоан Лорен Лавоазје (1743–1794)
pr om
o
Француски научник Лавоазје живео је у 18. веку. Сам је конструисао вагу на којој је вршио мерења. Први је изводио експерименте у којима је пажљиво мерио масе реактаната и производа реакције. Спаљујући фосфор (по неким изворима живу), Лавоазје је приметио да је производ реакције тежи од првобитне количине фосфора управо за масу утрошеног ваздуха. Овим је Лавоазје доказао да, иако супстанце у реакцији мењају свој облик, количина материје пре и после завршене реакције увек остаје иста. Ово је довело до формулисања закона о одржању масе.
uk a
Лавоазје је први увео појам просте материје сличан данашњем схватању: Сва она тела која досад нисмо могли раставити јесу елементи за нас, но ми не смемо тврдити да су та тела заиста проста, ми их као таква сматрамо само дотле док нам оглед не покаже противно.
Питања и задаци
Ed
1. Како се хемија развијала кроз историју? 2. Шта је предмет изучавања хемије? 3. Шта је експеримент?
4. Са којим природним наукама је повезана хемија? 5. Како се у хемији долази до научних сазнања?
10
Кључне речи: хемија, експеримент, природна наука, грађа материјала, својство материјала.
ПРИМЕНА ХЕМИЈЕ У РАЗЛИЧИТИМ ДЕЛАТНОСТИМА И СВАКОДНЕВНОМ ЖИВОТУ Предмет који је изграђен од неког материјала називамо физичко тело. Физичка тела, као што су: чаша, лопта, књига, сто и друга, изграђена су од: стакла, гуме, хартије, дрвета и других супстанци*. Физичка тела изграђена су од супстанци. Хемија нам даје одговоре на питања о грађи и својствима супстанци, њиховим променама и законима по којима се те промене дешавају.
o
pr om
Својства, односно особине супстанци последице су њихове структуре. Примена неке супстанце зависи од њених својстава.
Лопта
Тако, на пример, стакло се користи за израду прозора.
Прозор
Због којих својстава се стакло користи у ту сврху?
uk a
___________________________________________ Знања стечена у хемији примењена су за добијање производа које користимо у свакодневном животу: за добијање прехрамбених производа, добијање текстила, производњу коже, козметичких препарата, пластике, ђубрива, изолационих материјала и друго. Хемија доприноси бољој здравственој заштити, производњи нових лекова, материјала за хируршку опрему, препарата за рану дијагностику болести, заштити животне средине и здравља.
Ed
Књига
Сто
Лекови
Козметички препарати
*Супстанце можемо регистровати чулима или измерити помоћу инструмената.
11
Како би данас изгледао живот без пластике? ____________________________________________________________________
o
Пластику свакодневно користимо и у великој мери нам олакшава живот. Међутим, њена велика употреба и несавесно бацање довело је до великог загађења природе. Примена вештачких ђубрива у пољопривреди доводи до повећања приноса усева. Неконтролисана употреба истих доводи до промене квалитета земљишта. Употреба супстанци насталих као производ хемијске индустрије може бити корисна, али и штетна. Од нашег знања и начина примене зависи да ли ће њихова примена бити корисна или штетна. Производња нових материјала жељених својстава заснива се на знању о грађи и својствима супстанци.
МАТЕРИЈАЛИ (СУПСТАНЦЕ)
pr om
Примена материјала зависи од њихових својстава, а својства су последица њихове грађе.
ГРАЂА (СТРУКТУРА)
Важно је да знаш
СВОЈСТВА (ОСОБИНЕ)
ПРИМЕНА
Ed
uk a
Супстанца је грађа сваког физичког тела. Структура супстанци одређује њена својства, а својства одређују њену примену. На овом принципу се заснива употреба и примена знања стечених у хемији. Многе индустријске гране развијене су захваљујући хемији. Употреба супстанци насталих као производ хемијске индустрије може бити корисна, али и штетна.
Питања и задаци
1. Зашто је важно да учимо хемију? 2. Шта је супстанца? 3. У којим се гранама индустрије користе знања стечена у хемији? 4. Који производи се могу добити прерадом дарова природе: воћа, поврћа, млека? 5. Шта одређује примену неке супстанце у одређене сврхе?
12
Кључне речи: супстанца, физичко тело.
СУПСТАНЦА. ВРСТЕ СУПСТАНЦИ: ХЕМИЈСКИ ЕЛЕМЕНТИ, ЈЕДИЊЕЊА И СМЕШЕ Шта је грађа физичких тела? ________________________________________________________________________ Супстанце су свуда око нас, али и у нама. Све што користимо изграђено је од супстанци.
o
Од којих супстанци су изграђени наведени предмети? Одговор напиши на линију.
Јод
Супстанце се у природи јављају у сва три агрегатна стања. Ваздух је гасовитог агрегатног стања, вода је течног (на собној температури и атмосферском притиску), а гвожђе је чврстог агрегатног стања. Осим што су различитог агрегатног стања, наведене супстанце се разликују према сложености. Гвожђе је једноставна чиста супстанца која се не може разложити на једноставније. Гвожђе и остале једноставне чисте супстанце су хемијски елементи. Чисте супстанце су оне супстанце које не садрже трагове ниједне друге супстанце. Чисте супстанце имају сталан састав и својства. Хемијски елементи су и кисеоник, водоник, азот, бакар, алуминијум, угљеник, сумпор и други. У природи постоје 92 хемијска елемента, још неки елементи су добијени вештачким путем, тако да их сада има 118.
uk a
Сумпор
pr om
Мајица ________________, компјутер ________________, свеска _____________?
Ed
Угљеник Гвожђе Примарни хемијски елементи
Оглед Оглед 1: На лист папира поређати: опиљке гвожђа, комад бакра – жица, кашичицу сумпора у праху и комадић траке магнезијума.
Ваздух и земљиште су смеше
Сви приказани узорци супстанци су хемијски елементи. Опиши у свесци сваки приказани елемент. Хемијски елементи су једноставне чисте супстанце које се не могу разложити на једноставније супстанце.
13
Оглед
pr om
Чисте супстанце су хемијски елементи и хемијска једињења, имају сталан састав, исти у сваком делу, а тиме и иста својства у сваком делу.
Кухињска со
o
Вода је супстанца састављена од хемијских елемената водоника и кисеоника. Вода (дестилована) је хемијско једињење. Једињења су сложене чисте супстанце. Кухињска со, шећер, сода бикарбона и плави камен су хемијска једињења. Одређеним поступцима могу се разложити на хемијске елементе од којих су изграђени. Тако, на пример, кухињска со се може разложити на елемент натријума и елемент хлора.
Плави камен
uk a
Оглед 2: Припремити четири сахатна стакла. На прво сахатно стакло сипати пола кашичице кухињске соли. На друго сахатно стакло пола кашичице плавог камена. На треће пола кашичице кухињског шећера и на четврто пола кашичице калијум перманганата (хипермангана).
Шећер
Ed
Сви приказани узорци су хемијска једињења. Опиши у свесци сваки приказани узорак хемијског једињења.
Калијум перманганат
Хемијска једињења су сложене чисте супстанце које се састоје од два или више хемијских елемената и могу се одређеним поступком разложити на једноставније супстанце. Једињења су према својој природи подељена у две групе: органска и неорганска. Елементи и једињења могу да се јављају у различитим смешама. Ваздух који обавија земљу састоји се од гасовитих супстанци: азота, кисеоника, угљен-диоксида и осталих гасова. Азот и кисеоник су хемијски елементи, а угљен-диоксид је хемијско једињење. Сви они су помешани и такав скуп се назива смеша.
14
+ Натријум
Хлор
Кухињска со
У природи највише има смеша. Океани, земљиште и ваздух су смеше. Морска вода је смеша соли и воде. Састојци смеше се могу раздвојити одређеним поступком.
Оглед
Чаша 1
pr om
o
Оглед 3: Припреми три чаше од по 100 ml. Сваку напуни са по 50 ml воде из чесме. У прву чашу са водом додај пола кашичице плавог камена. Промешај стакленим штапићем. У другу чашу са водом додај на врх кашичице калијум перманганат. Промешај стакленим штапићем. У трећој чаши је вода из чесме.
Чаша 2
Чаша 3
Сви приказани узорци у чашама су смеше.
uk a
Смеша је мешавина двеју или више супстанци. Опиши у свесци сваки приказани узорак смеше.
Ed
Табела 1: Елементи и једињења Чиста супстанца
Од чега се састоји
вода угљеник кухињска со
кисеоник, водоник
кисеоник
угљеник натријум, хлор кисеоник
Разврстај наведене супстанце. Напиши које од њих су: елементи ______________ ______________________
угљеник, кисеоник
______________________
угљеник, кисеоник, калцијум
______________________; једињења _____________
сумпор
гвожђе злато угљеник, кисеоник, водоник сумпор
магнезијум-оксид
магнезијум, кисеоник
угљен-диоксид кречњак гвожђе злато шећер
______________________ ______________________ ______________________.
15
Физичка тела су изграђена од супстанци. Супстанце граде једињења и смеше, а смеше и једињења су изграђени од елемената. ФИЗИЧКА ТЕЛА
СУПСТАНЦЕ
СМЕШЕ
ЈЕДИЊЕЊА
ЕЛЕМЕНТИ
Важно је да знаш
pr om
Занимљивости
o
Најпростије чисте супстанце које се хемијским поступцима не могу разложити на простије јесу хемијски елементи. Комбиновањем и спајањем елемената настају хемијска једињења. Данас је познато 118 елемената, а они граде хемијска једињења, којих има преко педесет милиона.
uk a
Елемент са највишом температуром топљења јесте волфрам, који се топи на 3 695 К, односно 3 422 °С, и због тога се користи за прављење сијалица (жица у сијалици која се усија направљена је од волфрама). Елемент са најнижом температуром кључања јесте хелијум, који кључа на 2 К.
СУПСТАНЦА
Ed
ЧИСТА СУПСТАНЦА
СМЕШЕ СУПСТАНЦИ
Просте
Хемијски елементи
Сложене
Хемијска једињења
Питања и задаци
1. Од чега је изграђено све у природи, па и човек? 2. Шта су хемијски елементи? 3. Наведи супстанце од којих је изграђен аутомобил. 4. Која је разлика између воде и водоника? 5. Наведи разлике између: хемијских елемената, хемијских једињења и смеша.
16
Кључне речи: хемијски елементи, хемијска једињења, смеше.
САДА ЗНАШ 1. Хемија је експериментална наука која се бави проучавањем природе. 2. Знања стечена у хемији користе се у пољопривреди, медицини, фармацији, металургији и другим индустријским гранама.
o
3. Структура супстанци одређује њена својства, а својства одређују њену примену.
Примена хемије у производњи пластике
pr om
4. Употреба хемијских производа у великој мери олакшава живот, али њихово неконтролисано коришћење загађује животну средину. 5. Сва физичка тела изграђена су од супстанци.
uk a
6. Супстанце могу бити: једноставне (хемијски елементи), сложене (хемијска једињења) и смеше.
Ed
Море
Земљиште
7. Чисте супстанце су хемијски елементи и хемијска једињења, имају сталан састав, исти у сваком делу, а тиме и иста својства у сваком делу. 8. Хемијски елементи су једноставне чисте супстанце које се не могу разложити на једноставније супстанце. 9. Хемијска једињења су сложене чисте супстанце, које се одређеним поступком могу разложити на једноставније супстанце.
Ваздух Смеше у природи
10. Смеше су скуп две или више супстанци. Могу да буду у сва три агрегатнa стања. Састав смеше је произвољан.
17
uk a
Ed o
pr om
ХЕМИЈСКА ЛАБОРАТОРИЈА
У ОВОЈ ОБЛАСТИ:
Ed
uk a
pr om
o
• Научићеш шта је хемијска лабораторија, а шта је експеримент. • Сазнаћеш шта су физичка, а шта хемијска својства супстанци. • Научићеш да испиташ физичке и хемијске промене супстанци.
Оглед
uk a
pr om
Експеримент или оглед јесте вештачко стварање природних појава да би се пратиле и проучавале. Просторија у којој се врши извођење експеримената, са циљем да се неке појаве, промене и својства супстанци испитају, назива се лабораторија. То је просторија специјално опремљена за експериментални рад. У лабораторији је неопходно одржавати услове за безбедан рад. Просторија треба да има добру вентилацију, а пожељно је да постоји и дигестор*. Ипак, неки експерименти се могу изводити и у учионици. Да бисмо сазнали шта изучава хемија, посматраћемо супстанце са којима се срећемо у свакодневном животу, као и промене које могу настати њиховим узајамним деловањем. Да би рад у хемијској лабораторији био безбедан, треба се придржавати правила за безбедан рад у лабораторији.
o
ХЕМИЈСКА ЛАБОРАТОРИЈА И ЕКСПЕРИМЕНТ
Рад у лабораторији
Дигестор
Ed
Оглед 1: Припреми пет епрувета. У сваку сипај око 3 сm3 воде, а затим: а) у прву епрувету додај трећину кашичице шећера; б) у другу око 3 сm3 сирћета; в) у трећу мало детерџента за судове; г) у четврту пола кашичице брашна; д) у пету комадиће дрвета (може остатак од зарезане оловке). Промућкај сваку епрувету, стави је затим у стапак и посматрај.
Напиши на линијама шта запажаш. _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________
20
*Дигестор (капела) је уређај који има јаку вентилацију и служи за одстрањивање отровних пара и гасова у хемијској лабораторији.
Оглед Оглед 2: Припреми две епрувете. У прву сипај кашичицу шећера, а у другу кашичицу струготине од дрвета. Епрувете ухвати дрвеном штипаљком и загревај изнад шпиритусне лампе, најпре једну, па другу. Посматрај шта Загревање Загревање се догађа. шећера
дрвета
Напиши на линији шта запажаш. ____________________________________________________________________
o
Оглед
pr om
Оглед 3: Сипај воде до трећине епрувете. Додај неколико капи мастила, промућкај, посматрај. У исту епрувету додај неколико капи „варикине". Промућкај. Посматрај шта се догађа.
Мастило
Варикина
Напиши на линији шта запажаш.
uk a
____________________________________________________________________
Оглед
Ed
Оглед 4: До трећине епрувете сипај воду, затим додај кашичицу брашна. У исту епрувету додај неколико капи јодне тинктуре. Брашно у води
Јод са брашном
Напиши на линији шта запажаш. ____________________________________________________________________
Оглед Оглед 5: Запали две свеће, претходно причвршћене у свећњаку. Једну од њих поклопи стакленом чашом. Посматрај горење обеју свећа. Горење свеће
Напиши на линији шта запажаш. ____________________________________________________________________ Кључне речи: хемијска лабораторија, дигестор.
21
ЛАБОРАТОРИЈСКО ПОСУЂЕ И ПРИБОР
Дрвена штипаљка
Епрувета
pr om
o
Рад у лабораторији подразумева коришћење различитог посуђа и прибора. Епрувета је посуда цилиндричног облика у којој се мешају супстанце при извођењу огледа. Супстанце у епрувети могу се загревати на отвореном пламену изнад шпиритусне лампе. При загревању, епрувета се држи на горњем крају дрвеном штипаљком. Епрувета се одлаже у сталак за епрувете (може бити од дрвета или поцинкованог лима).
Сталак за епрувете
Шпиритусна лампа
uk a
Лабораторијска чаша се користи за мешање супстанци, одливање и цеђење, грубо одмеравање и загревање течности. На сличан начин се може користити и ерленмајер, који је конусног облика.
Лабораторијска чаша
Тиквица по Ерленмајеру
Ed
Мензура се користи за одмеравање запремине течности. Градуисана је, што значи да има скалу са угравираним запреминама. За још прецизније одмеравање запремине течности у употреби су: пипета и бирета. Порцеланска шоља се употребљава за загревање супстанци и испаравање течности. При загревању изнад шпиритусне лампе поставља се метални троножац, на који се ставља азбестна мрежица. У неким случајевима супстанца се жари (на високој температури) у порцеланском лончићу. Тада се на метални троножац ставља метални троугао за жарење. Жарени лончић се хвата металним машицама.
Порцеланска шоља
22
Машице
Мензура
Метална мрежица
Пипета
Троножац
Бирета
За одвајање неких смеша користе се: левак, метални прстен, метални статив и филтер-хартија. Поред наведеног посуђа и прибора у лабораторији користе се и: шприц-боца за дестиловану воду, термометар, сахатно стакло, кашичице, вага, стаклени штапић, пинцета, стаклени балон, кондензатор.
Метални прстен
Метални статив Левак
o
Важно је да знаш
pr om
Лабораторија је посебно опремљена просторија у којој се врши извођење експеримената, са циљем дасе испитају неке појаве, промене и својства супстанци.
uk a
Вага
Боца за дестиловану воду
Сахатно стакло
Кондензатор
Ed
Питања и задаци
1. Шта је хемијска лабораторија? 2. Који је циљ извођења експеримената? 3. Чему служи мензура? 4. Наведи посуђе и прибор потребан за жарење супстанце (плавог камена)?
Кључне речи: мензура, шприц-боца, стаклени балон, термометар, стаклени штапић, метални прстен, метални статив, шпиритусна лампа, азбестна мрежица.
23
ФИЗИЧКА И ХЕМИЈСКА СВОЈСТВА СУПСТАНЦИ
pr om
Супстанце се разликују по својим физичким својствима*, а то су: боја, мирис, укус, проводљивост топлоте или електричне струје, растворљивост, тврдоћа, температура топљења, температура кључања, агрегатно стање, прозирност, кртост и густина.
o
Опипаj материјал свог рукава. Да ли је тврд или мекан, гладак или храпав, крут или савитљив? Испитивањем супстанце на овај начин утврђујемо њене физичке особине, односно физичка својства. Супстанце описујемо наводећи њихова својства.
Већину физичких својстава можемо да региструјемо својим чулима: додиром, посматрањем, мирисањем или помоћу инструмената. Тако, на пример: јачину електричне струје испитујемо помоћу амперметра, температуру помоћу термометра, а магнетно својство помоћу магнета. Магнетна својства има мали број супстанци. Неки метали имају магнетна својства, на пример гвожђе.
Опипавање тканине
uk a
На часовима физике сте мерили масу и запремину супстанци и на тај начин одређивали још једно својство. Које физичко својство се на овај начин одређује?
_________________________________________________
Термометар
Ed
Није увек добро директно мирисати супстанце, јер паре неких супстанци могу да оштете слузницу носа. Физичка својства супстанци одређују њихову примену. На пример, метал проводи топлоту. Лонац за кување прави се од метала, зато што ће се провођењем топлоте кроз метал загрејати храна која се у њему кува. Сви метали не проводе топлоту и струју подједнако. На пример, бакар је бољи проводник струје од гвожђа.
Магнет
Од ког материјала је изграђена оловка којом пишеш? Која физичка својства омогућавају њено коришћење? Напиши свој одговор у свесци. *Физичка својства уочавамо чулима или меримо инструментима. Правилно мирисање супстанце
24
Оглед Оглед 1: У чашу од 150 ml стави неколико кашичица леда и термометар. Измери температуру и забележи је. После 10 секунди поново измери температуру и забележи. Чашу са ледом постави на метални троножац са азбестном мрежицом. Испод троножца постави упаљену шпиритусну лампу. Загревај је док се сав лед не истопи, а затим измери температуру. Настави загревање и поново измери температуру после два минута. Забележи. Настави загревање до кључања течности. Поново измери температуру и забележи је. Вода
Вода кључа
pr om
o
Лед
uk a
Опиши запажања и одговори на питања у својој свесци. Које си својство уочио/уочила током огледа? Које својство се испитује? Која промена се дешава?
Ed
Оглед
Оглед 2: Машицама узми комадић металне магнезијумове траке и унеси у пламен шпиритусне лампе (обавезно користити заштитне наочаре).
Магнезијумова трака сагорева
Опиши шта се догодило са магнезијумовом траком и одговори које си промене уочио/уочила током огледа. __________________________________________________________________ Која врста промене се дешава?________________________________________
25
Хемијска својства* супстанци долазе до изражаја у току хемијских процеса. То је начин на који се једна супстанца понаша када дође у додир са другом супстанцом под одређеним условима.
o
Хемијска својства су: корозивност, запаљивост и реактивност супстанци**. Хемијско својство је инертност. То је својство супстанце да не реагује са другом супстанцом.
Занимљивости
Талк
uk a
Дијамант
pr om
Сагоревање дрвета
Корозија метала
Ed
Дијамант је најтврђа супстанца у природи. Име му потиче од грчке речи adams, што значи несаломљив. Тврдоћа дијаманта је 140 пута већа од тврдоће рубина и сафира, који су по тврдоћи одмах иза њега. По Мосовој скали, тврдоћа дијаманта је 10. Најмекша супстанца је талк, његова тврдоћа по истој скали јесте 1.
Важно је да знаш Физичка својства супстанци јесу: боја, мирис, укус, агрегатно стање, односно температура топљења или мржњења, проводљивост топлоте и електричне струје, растворљивост, тврдоћа, густина, прозирност итд. Физичка својства супстанци одређују њихову примену. Ако две супстанце дођу у додир једна са другом, при томе настаје нова супстанца, тада се испољавају хемијска својства супстанци. Хемијска својства се не уочавају уколико не настаје нова супстанца.
26
*Хемијска својства се испитују кроз узајамно дејство супстанци. **Реактивност супстанци је способност супстанце да у додиру са другом супстанцом награди нову супстанцу.
својства супстанци
Хемијска својства
Физичка својства
Откривамо узајамним деловањем супстанци
Одређујемо помоћу мерних инструмената
Уочавамо чулима
o
температура кључања температура топљења густина провођење електричне струје
Питања и задаци
pr om
боја мирис укус агрегатно стање растворљивост тврдоћа
1. Наведене супстанце: графит, кухињска со, бакар, сунцокретово уље, упиши у табелу и попуни остала празна поља. Агрегатно стање
uk a
Супстанца
Боја
Растворљивост у води
Ed
чврсто
сива црвена не
2. Наведеним супстанцама одреди физичка својства, као и примену коју та својства омогућавају. Супстанца
Физичко својство
Примена
стакло дрво метал – бакар стиропор кухињска со шећер брашно
27
3. У колони А наведене су супстанце, а у колони Б нека физичка својства. Повежи физичка својства са супстанцама тако што ћеш на линији поред супстанце написати слово којим је обележено њено својство. А
Б а) гасовитог агрегатног стања
Кисеоник ________
б) беле боје
Бакар __________
в) жуте боје
Вода ___________
г) течног агрегатног стања
Креда ___________
д) проводник
ђ) зелене боје
o
Сумпор __________
а) горење,
б) боја,
pr om
4. Заокружи слова испред својстава која нису физичка: в) агрегатно стање,
г) рђање,
д) густина.
uk a
Лабораторијска вежба I
Ed
Лабораторијска вежба II
28
Кључне речи: физичка својства, хемијска својства, реактивност супстанци.
Оглед
pr om
Загревањем леда у чаши, лед се топи и настаје вода. Даљим загревањем вода почиње да испарава и настаје водена пара. Лед, вода и водена пара су различита агрегатна стања исте супстанце. Топљење, испаравање и кључање су физичке промене*. Физичке промене супстанци су и: промена облика (савијање и уситњавање), промена агрегатног стања (очвршћавање, топљење, кондензовање, кристализација, кључање, растварање), зрачење светлосне енергије усијаних тела (усијана нит у сијалици). При физичким променама мењају се физичка својства супстанци.
o
ФИЗИЧКЕ И ХЕМИЈСКЕ ПРОМЕНЕ СУПСТАНЦИ
Уситњавање креде је физичка промена
uk a
Оглед 1: У чашу од 150 ml додај око 50 ml воде, а затим једну кашичицу плавог камена и промешај стакленим штапићем. У смешу плавог камена и воде додај гвоздени ексер. Сачекај десетак минута и опиши запажање.
Ed
Одговори на питања у свеску: 1. Шта запажаш? 2. Која врста супстанце је плави камен? 3. Шта је настало мешањем воде и плавог камена? 4. Која врста промене се догодила: а) када се плави камен дода у воду, б) када се у направљену смешу дода ексер?
Хемијском променом настала је нова супстанца, што се види променом боје смеше у чаши и променом боје на ексеру. Промена која се догодила када је у смешу воде и плавог камена додат ексер је хемијска промена**. При физичким променама грађа супстанци остаје иста, физичке промене су најчешће повратне. Хемијске промене доводе до промене грађе супстанце, при чему настаје нова супстанца. *Физичке промене супстанци јесу оне промене при којима се супстанца не претвара у другу супстанцу. **Ако је променом настала нова супстанца, то је хемијска промена.
29
Хемијски процес, хемијска промена и хемијска реакција су изрази који описују исту појаву. Свакодневно уносимо храну у наш организам да бисмо били здрави и да бисмо имали енергију за рад. Храна коју уносимо најпре се разложи на једноставне супстанце. Тај процес је варење. То је хемијска промена. Да бисмо могли да живимо и функционишемо, у нашем телу се непрекидно дешавају хемијске промене.
Оглед 2: Палидрвце шибице изломи на ситније комаде. Друго палидрвце шибице запали. Посматрај на који начин су се променила палидрвца шибице.
pr om
Које врсте промена су настале?
o
Оглед
___________________________________________________________________
Оглед
Ed
uk a
Оглед 3: а) У чашу од 150 cm3 сипај око 20 cm3 воде. Додај кафену кашику шећера, а затим промешај. Посматрaј шта се догађа. Шећер се више не види. Знамо да у чаши има шећера јер је вода слатка. Остави чашу да стоји неколико дана. Шећер у води Вода ће испарити, а на дну ће остати кристали шећера. б) У епрувету стави комадић метала магнезијума. Сипај у исту епрувету 3 cm3 раствора сирћетне киселине. Епрувету стави у сталак за епрувете и посматрај. Остави да стоји неколико дана. Течност ће испарити, а на дну ће се појавити бели кристали. То није метал који је на почетку стављен у епрувету, већ нова супстанца (кристали беле боје). Магнезијум у раствору сирћетне киселине
Која се врста промене догодила у огледу а), а која у огледу б)? ____________________________________________________________________ На основу чега то закључујеш? ____________________________________________________________________
30
Табела 1: Битне разлике између физичких и хемијских промена Хемијске промене
Никада се не граде нове супстанце.
Увек се граде нове супстанце.
Ослобађа се или троши мања количина топлотне енергије.
Ослобађа се или троши знатна количина топлотне енергије.
Променом услова који изазивају физичку промену супстанце лако се доводе у првобитно стање.
После извршене промене обично је тешко добити полазне супстанце.
pr om
Важно је да знаш
o
Физичке промене
Физичке промене доводе до промена физичких својстава супстанци. Грађа супстанце остаје иста. Ове промене су повратне. Хемијске промене доводе до промене грађе супстанци. Увек настаје нова супстанца.
Питања и задаци
uk a
1. Ако је тврдња тачна, заокружи ДА, ако је нетачна, заокружи НЕ. ДА НЕ
б) Облаци настају физичком променом.
ДА НЕ
в) Прављење лимунаде је хемијска промена.
ДА НЕ
Ed
а) Појава росе је физичка промена.
г) Со се из мора добија физичком променом.
ДА НЕ
д) Кисеоник у биљкама настаје хемијском променом.
ДА НЕ
ђ) Топљење снега је физичка промена.
ДА НЕ
е) Труљење воћа је хемијска промена.
ДА НЕ
2. Поред сваке реченице, у зависности од тога којој промени припада, одговори са – физичка или хемијска промена. а) При променама се ослобађа или веже велика количина енергије. ______________ б) У већини случајева, после ове промене супстанца се не може лако вратити у првобитно стање. ________________ в) У већини случајева, уклањањем узрока који је изазвао промену супстанца се враћа у првобитно стање. _______________
31
3. У датом скупу промена супстанци подвуци хемијске промене: кључање алкохола, цеђење мутне воде, рђање гвожђа, топљење леда, усијавање влакна у сијалици, савијање бакарне жице, горење дрвета, обликовање хлебног теста. 4. Наведене промене упиши у табелу:
pr om
Хемијске промене
uk a
Физичке промене
o
топљење леда, сагоревање свеће, кондензација водене паре, рђање гвожђа, савијање бакарне жице, горење папира, ситњење креде, реакција магнезијума и киселине, топљење сладоледа, растварање шећера, сагоревање шећера, труљење воћа.
Ed
Лабораторијска вежба III
32
Кључне речи: хемијске промене (хемијске реакције или хемијски процеси), физичке промене.
САДА ЗНАШ
1. Лабораторија је посебно опремљена просторија у којој се врши извођење експеримената, са циљем да се неке појаве, промене и својства супстанци испитају. 2. Физичка својства супстанци зависе од грађе супстанце, а то су : боја, мирис, укус, агрегатно стање, густина, тврдоћа, растворљивост, прозирност, проводљивост електрицитета и друга. 3. Физичке промене су: топљење, очвршћавање, испаравање, растварање и друге. Не мења се грађа, супстанца остаје иста и најчешће се може вратити у првобитни облик. 4. Хемијска својства супстанци зависе од грађе супстанце, и то је начин како се једна супстанца понаша у додиру са другом супстанцом. Мења се грађа супстанце, настаје нова супстанца.
uk a
Шибица
pr om
o
Честична грађа супстанце
Пржено јаје
Ed
Рђање
5. Хемијске промене су: сагоревање, варење хране, рђање, пржење и кување јајета, меса, кисељење купуса и друге.
Кисељење Физичке и хемијске промене
33
34
uk a
Ed o
pr om