a. co m
ar n
ZBIRKA NALOG ZA KEMIJO V GIMNAZIJI
kn
jig
Nika Cebin Branka Klemenčič Marjeta Prašnikar
kemija za gimnazije 1 zbirka nalog 001-096.indd 1
22.8.2012 11:44:23
Atomi in molekule Zbirka nalog za kemijo v gimnaziji
Recenzent dr. Andrej Godec Urednica Špela Fortuna Lektorica Zala Mikeln Ilustracije Darko Simeršek Oprema in oblikovanje Branka Smodiš Prelom Goran Čurčič
a. co m
Avtorice Nika Cebin, Branka Klemenčič, Marjeta Prašnikar
kn
jig
ar n
Izdala in založila Modrijan založba, d. o. o. Za založbo Branimir Nešović Natisnjeno v Sloveniji Naklada 1000 izvodov Ljubljana 2012 Prva izdaja
© Modrijan založba, d. o. o. CIP – Kataložni zapis o publikaciji Narodna in univerzitetna knjižnica, Ljubljana 54(075.3)(076.1) CEBIN, Nika Atomi in molekule : zbirka nalog za kemijo v gimnaziji / Nika Cebin, Branka Klemenčič, Marjeta Prašnikar ; [ilustracije Darko Simeršek]. – 1. izd. – Ljubljana : Modrijan, 2012 ISBN 978-961-241-656-0 1. Klemenčič, Branka 2. Prašnikar, Marjeta 261046784
www.modrijan.si
kemija za gimnazije 1 zbirka nalog 001-096.indd 2
29.8.2012 11:06:35
VSEBINA 5
Kemija je eksperimentalna veda Varno delo v šolskem laboratoriju Osnove toksikologije
6 10 11
Delci snovi
a. co m
Varno eksperimentalno delo
15
Snov Zgradba atoma Elektronska ovojnica Periodni sistem elementov Nastanek ionov
Povezovanje delcev Kako so gradniki med seboj povezani Molekulske vezi Kristali Poimenovanje binarnih spojin
ar n
Simbolni zapis in množina snovi Zapis kemijske reakcije Mol snovi in molska masa Mol v kemijski reakciji Plini
Kemijska reakcija kot snovna in energijska sprememba
jig
Energija v procesih Sprememba entalpije
Alkalijske kovine in halogeni
kn
Kje so v periodnem sistemu Kemijske in fizikalne lastnosti alkalijskih kovin in halogenov Reakcije alkalijskih kovin z vodo, kisikom in halogeni Vodikovi halogenidi Pogoste spojine alkalijskih elementov in halogenov
Raztopine
Kaj so raztopine Sestava raztopin Vplivi na topnost snovi Proces hidratacije Pomen snovi, raztopljenih v vodi, za življenje
Rešitve Označevanje kemikalij
kemija za gimnazije 1 zbirka nalog 001-096.indd 3
16 18 22 25 26
33
34 41 46 53
55 56 58 61 64 67 68 68 75 76 77 80 81 83 85 86 87 92 94 95 97 124
22.8.2012 11:44:24
UVOD
kn
jig
ar n
a. co m
Zbirka nalog Atomi in molekule za prvi letnik gimnazije je dopolnilo učbenika za kemijo z istim naslovom. Usklajena je z učnim načrtom in je namenjena utrjevanju znanja pri pouku kemije v gimnaziji. Naloge so prilagojene različnim težavnostnim stopnjam, razvrščene so od lažjih k težjim. Lažje so namenjene za utrjevanje osnovnih znanj, težje naloge pa so označene z zvezdico in so primerne za poglabljanje znanja in pripravo na tekmovanje iz kemije. Naloge v zbirki so didaktično zasnovane tako, da preverjajo predstave in razumevanje na makroskopskem in submikroskopskem nivoju. Zbirka vsebuje tudi interdisciplinarne problemske naloge ter naloge, povezane z vsakdanjim življenjem. Na koncu zbirke so podane tudi rešitve nalog. Upamo, da vam bo zbirka nalog za kemijo olajšala pot do znanja. Avtorice
kemija za gimnazije 1 zbirka nalog 001-096.indd 4
22.8.2012 11:44:24
Varno eksperimentalno delo
5
kn
jig
ar n
a. co m
Varno eksperimentalno delo
kemija za gimnazije 1 zbirka nalog 001-096.indd 5
22.8.2012 11:44:24
Varno eksperimentalno delo
6
KEMIJA JE EKSPERIMENTALNA VEDA 1. Na sliki so prikazani nekateri laboratorijski pripomočki.
a. co m
a) Imenujte prikazane laboratorijske pripomočke. b) Kateri izmed njih so merilne posode za odmerjanje prostornine tekočin? c) Katere pripomočke uporabljamo za razvijanje plina?
D
A
B
C
Č
ar n
J
F
jig
E
N
H
O
I
R
S
kemija za gimnazije 1 zbirka nalog 001-096.indd 6
L
P
kn
M
G
K
Š
T
U
V
Z
22.8.2012 11:44:25
Kemija je eksperimentalna veda
7
2. Imenujte prikazane pripomočke za odmerjanje prostornine tekočin. Izberite najbolj in najmanj natančen pripomoček za odmerjanje prostornine tekočin.
C Č A
100 ml ± 1
10,00 mL ± 0,10
a. co m
D
B
50,0 ml ± 0,1
15,00 mL ± 0,02
50,00 mL ± 0,01
ar n
3. Imenujte inventar, ki ga uporabimo pri: a) trenju kuhinjske soli do prahu
b) odmerjanju nekaj kapljic vode c) vpenjanju birete na stojalo č) vpenjanju lija na stojalo d) sušenju moke
e) odmerjanju 10,00 mL raztopine
jig
f ) odmerjanju 50 mL vode
g) odmerjanju približno 50 mL vode h) odmerjanju 5,2 mL raztopine i) žarjenju snovi
j) tehtanju 2,2 g snovi
kn
k) tehtanju 20,0 mg snovi
l) odparevanju vode iz raztopine soli
4. Laboratorijski pripomočki so narejeni iz različnih materialov. Naštejte pripomočke, narejene iz:
a) keramike b) stekla c) kovine č) umetne mase d) gume
kemija za gimnazije 1 zbirka nalog 001-096.indd 7
22.8.2012 11:44:25
Varno eksperimentalno delo
8
5. Oglejte si skice in poimenujte označene dele na aparaturah. b)
a. co m
a)
ar n
c)
kn
jig
6. Na sliki je bireta.
a) Opišite, kako rokujete z bireto. b) Opišite, kako bi z bireto v čašo odmerili 25,4 mL tekočine.
7. Kakšna je razlika med polnilno in merilno pipeto? Predlagajte uporabo obeh vrst pipet.
kemija za gimnazije 1 zbirka nalog 001-096.indd 8
22.8.2012 11:44:25
Kemija je eksperimentalna veda
9
8. Kako na plinskem gorilniku uravnavamo temperaturo plamena? A B C
a. co m
Č
Kolikšna je okvirna temperatura plamena na označenem mestu?
A
B
C
Č
9. Spremljali smo kalitev nepoškodovanih semen redkvice. Semena so kalila pri enakih optimalnih pogojih. Za eksperiment smo uporabili dva vzorca. Vzorec 1 smo imeli na svetlobi, vzorec 2 pa v temi.
ar n
Vsak dan ob isti uri smo stehtali enako število naključno izbranih semen iz vsakega vzorca. Podatki so zbrani v tabeli. Čas kalitve [dnevi]
Vzorec 1 masa semen [g]
Vzorec 2 masa semen [g]
0
10
10
18
18
20
20
22
21
1 2
jig
3 4
30
15
5
40
10
6
43
7
kn
a) Na osnovi podatkov grafično prikažite mase kalečih semen. Diagram ustrezno označite. b) Kaj se je zgodilo z maso kalečih semen v vzorcu 2 po tretjem dnevu? Razložite, zakaj. c) Kakšno krivuljo bi pričakovali pri vzorcu 2, če bi vzorec po štirih dneh teme začeli osvetljevati?
kemija za gimnazije 1 zbirka nalog 001-096.indd 9
22.8.2012 11:44:25
Varno eksperimentalno delo
10
10. S poskusom želite ugotoviti, ali temperatura in velikost delcev vplivata na hitrost raztapljanja šumeče tablete v vodi. Pripravite štiri enake kozarce in jih oštevilčite z 1, 2, 3 in 4. Pripravite štiri vitaminske šumeče tablete.
ar n
a. co m
a) V kozarec 1 in 2 dajte po eno tableto. V kozarec 1 nalijte 100 mL hladne vode, v kozarec 2 pa 100 mL vroče vode. • Pred opazovanjem poskusa oblikujte raziskovalno hipotezo. Opazujte spremembe in ocenite, v katerem kozarcu poteka kemijska reakcija hitreje. • Zapišite količine, ki so pri poskusu konstantne, in količine, ki so različne. b) V kozarec 3 dajte zdrobljeno tableto, v kozarec 4 pa nezdrobljeno. V vsak kozarec nalijte po 100 mL hladne vode. • Pred opazovanjem poskusa oblikujte raziskovalno hipotezo. Opazujte spremembe in ocenite, v katerem kozarcu poteka kemijska reakcija hitreje. • Zapišite količine, ki so pri poskusu konstantne, in količine, ki so različne. c) Poglejte na embalažo vitaminskih tablet in izpišite pomembnejše sestavine. • Kateri dve snovi sta reagirali med seboj, ko smo tableto dali v vodo? • Kateri plin nastaja pri reakciji? Kako bi ga lahko dokazali? • Zakaj tablete v zaprti embalaži ne reagirajo, ampak začne reakcija potekati šele ob dodatku vode?
11. Steklen zamašek, stehtan na precizni tehtnici, ima maso 6,22 g. Zamašek potopimo v merilni valj, v katerega smo odmerili 10,0 mL vode. Gladina vode se dvigne na oznako 12,5 mL. Izračunajte gostoto steklenega zamaška.
jig
VARNO DELO V ŠOLSKEM LABORATORIJU
kn
1. Zapišite pomen simbolov za označevanje nevarnih snovi.
A
B
C
Č
D
2. Kaj pomenijo stavki H in kaj stavki P na embalaži za kemikalije?
kemija za gimnazije 1 zbirka nalog 001-096.indd 10
Izdelki, ki vsebujejo nevarne kemikalije, morajo biti označeni z mednarodno dogovorjenimi znaki. Januarja 2009 je v Evropski uniji začel veljati nov sistem označevanja in razvrščanja kemikalij. V prehodnem obdobju, do 1. 6. 2015, postopno poteka zamenjava simbolov nevarnosti s piktogrami za nevarnost – GHS simboli (Globally Harmonized System). Tudi standardna opozorila (R-stavke) so nadomestili stavki o nevarnosti (hazard statements; »H-opozorila«), standardna obvestila (S-stavke) pa previdnostni stavki (precautionary statements; »P-opozorila)
22.8.2012 11:44:25
11
3. Med spodaj navedenimi stavki označite stavke P in stavke H. Hraniti zunaj dosega otrok. Zdravju škodljivo pri vdihavanju.
a. co m
Povzroča draženje kože. Gasiti z večje razdalje zaradi nevarnosti eksplozije. Kožo izprati z vodo/prho.
OSNOVE TOKSIKOLOGIJE 1. Kaj izražamo z LD50?
2. Kaj pomeni LD50 in v katerih enotah se navadno podaja?
3. Strupena snov lahko vstopa v organizem na različne načine. Izrazite s tujko:
ar n
a) direktno v kri b) z vdihavanjem c) z zaužitjem
4. Z LD50 izražamo akutno strupenost neke snovi. Kaj je treba poleg te vrednosti vedno navesti?
jig
5. V tabeli so podane letalne doze nekaterih zdravju škodljivih in strupenih snovi. Snov
LD50 [mg/kg telesne teže] (oralno, podgane)
etanol
7060
paracetamol
1944
nikotin
kn
acetilsalicilna kislina askorbinska kislina
THC (glavna psihoaktivna snov v konoplji) natrijev klorid kofein
saharoza
50 200 11900 730 3000 192 29700
a) Kako je izražena LD50? b) Katera od snovi v tabeli je najbolj toksična? c) Natrijev klorid, etanol in paracetamol razvrstite od najbolj do najmanj toksične snovi.
kemija za gimnazije 1 zbirka nalog 001-096.indd 11
22.8.2012 11:44:26
Varno eksperimentalno delo
12
6. Zdravilo Lekadol plus C vsebuje paracetamol in askorbinsko kislino (vitamin C).
a. co m
Paracetamol zavira sintezo hormonov (prostaglandinov) v osrednjem živčevju in zato deluje protibolečinsko ter protivročinsko. Askorbinska kislina v zdravilu lahko povečuje telesno odpornost in nadomesti vitamin C, ki se med prehladom in gripo porablja v večji meri. V škatlici zdravila Lekadol plus C je 20 vrečk. Ena vrečka (5 g zrnc) za pripravo peroralne raztopine vsebuje 500 mg paracetamola in 300 mg askorbinske kisline.
a) Preračunajte vrednost LD50 v odmerek za žival (hrčka) z maso 350 g in pojasnite učinek, ki bi ga pri teh živalih povzročilo zaužitje 5 vrečk zdravila Lekadol plus C. Pomagajte si s tabelo pri nalogi 5. b) Kolikšen odmerek bi bil smrten za vse hrčke v populaciji?
7. Aspirin ali acetilsalicilna kislina je zdravilo iz družine salicilatov in ga pogosto
uporabljamo kot analgetik (proti manjšim bolečinam), antipiretik (proti vročini) in protivnetno sredstvo. Deluje tudi kot antikoagulant (proti strjevanju krvi), dolgoročno uživanje manjših količin aspirina preprečuje srčni infarkt. V uporabi je od leta 1899.
ar n
Tableta zdravila Aspirin vsebuje 500 mg acetilsalicilne kisline. V škatlici je 20 tablet. Odgovorite na vprašanja, pri čemer predpostavite, da imate populacijo podgan, v kateri ima vsaka žival maso 0,30 kg. Pomagajte si s tabelo pri nalogi 5. a) Kolikšen odmerek acetilsalicilne kisline bi lahko bil smrten za polovico testiranih živali? b) Kolikšen odmerek bi bil smrten za vse podgane v populaciji? c) Pet podgan je pojedlo 1 škatlico tablet. Pojasnite učinek zaužitih tablet pri podganah, če predpostavite, da so vse pojedle enak delež tablet.
8. V Sloveniji živi 11 vrst kač, od tega so le tri strupene: modras (Vipera ammodytes),
jig
laški gad (Vipera aspis) in navadni gad (Vipera berus). Slovenske strupenjače lahko od daleč prepoznamo po čokatem telesu, zelo kratkem repu in ozki zenici, večinoma pa tudi po značilnem cikcakastem vzorcu na hrbtu. a) Iz vrednosti LD50 določite najbolj strupeno kačo.
kn
Kača
LD50 [mg/kg] (intravenozno, podgane)
Vipera berus
1
Vipera aspis
0,80
Vipera ammodytes
0,55
b) Kača Vipera berus piči 70 kg težkega človeka in pri piku spusti 0,050 g strupa. Razložite učinek strupa na človeka, ki ga je pičila kača.
kemija za gimnazije 1 zbirka nalog 001-096.indd 12
22.8.2012 11:44:26
Osnove toksikologije
13
9. Največ podatkov o lastnostih nevarnih snovi najdemo v varnostnih listih, ki so zaradi varovanja zdravja in okolja ter varnosti in zdravja na delovnem mestu priloženi nevarni kemikaliji. Varnostni list vsebuje vse informacije o strupenosti nevarne kemikalije in obsežen opis raznih toksikoloških učinkov, če pride uporabnik v stik z njo.
a. co m
a) Na spletu poiščite varnostni list za metanol in določite vrednost LD50. b) Vrednost LD50 (oralno, podgana) za etanol je 7060 mg/kg. Iz vrednosti LD50 metanola in etanola sklepajte, kateri je bolj strupen. c) Kolikšna količina metanola bi lahko bila smrtonosna za povprečnega osemnajstletnika, ki tehta 75 kg? č) Kolikšna količina etanola bi lahko bila smrtonosna za povprečno osemnajstletnico, ki tehta 60 kg? * d) Kolikšna količina vina z 12-odstotno (12 vol. %) vsebnostjo etanola bi lahko bila usodna za povprečno osemnajstletnico, ki tehta 60 kg? Gostoto etanola poiščite na spletu.
10. Odgovorite na vprašanja. Pomagajte si z varnostnim listom za metanol.
ar n
S katero oznako za nevarne snovi je označen metanol na varnostnem listu? S katerimi piktogrami je označen metanol? Izpišite stavke za nevarnost (stavke H) za metanol. Izpišite previdnostne stavke (stavke P) za metanol. Izpišite poglavja, ki jih vsebuje vsak varnostni list.
kn
jig
a) b) c) č) d)
kemija za gimnazije 1 zbirka nalog 001-096.indd 13
22.8.2012 11:44:26