Substanțe chimice anorganice

Nota:

• 1.Def.  Sunt  substanțele formate din atomii unui singur element chimic. 2. Formulă chimică: Xn  -  X – simbolul elementului chimic  - n numărul de atomi; n-poartă numele de indice; n=1 NU se scrie Exemple: O2, Cl2, Cu
• Obs. 1. Denumirile substanțelor simple coincid cu denumirile elementelor chimice ale căror atomi le alcătuiesc. 2. Unele substanțe simple au formula chimică identică cu simbolul elementului  chimic din ai cărui atomi este alcătuită.  3. Proprietatea unor substanțe chimice de a exista în două sau mai  multe forme se numește alotropie.  Exemple: *carbon-diamant, grafit * oxigen-ozon(O3)  4.Metalele conduc curentul electric, iar nemetalele sunt izolatoare electrice, cu excepția grafitului.  5.Metalele se utilizează frecvent sub formă de aliaje, deoarece acestea au proprietăți superioare metalelor  din care provin(fonta, oțel, alama, duraluminiu).

1. Metale

   Nota:

   • Elementele care formează metalele sunt situate în stânga și centrul tabelului periodic. Exemple:  Cu -cupru(aramă) Ag-argint Na-sodiu(natriu) K-potasiu(kaliu) Fe-fer Mg-magneziu Ca-calciu Al-aluminiu
2. Nemetale

   Nota:

   • Elementele care formează nemetalele sunt situate în partea dreapta a tabelului periodic. Exemple: Cl2-clor, gaz S8-sulf, solid C-carbon, solid I2-iod, solid O2-oxigen, gaz O3-ozon, gaz N2-azot/nitrogen, gaz

Nota:

• Def. Sunt substanțele formate din atomii a cel puțin două elemente chimice.

1. ACIZI

   Nota:

   • 1. Def. Acizii sunt substanțe compuse alcătuite din atomi de nemetal și unul sau mai mulți atomi de hidrogen care pot fi înlocuiți în reacțiile chimice cu atomi de metal. Obs. În formula chimică a unui acid anorganic, elementul H se scrie primul.
   • Atenție!  Dizolvarea H2SO4 (acidul sulfuric)  în apă este puternic exotermă (se degajă  o cantitate mare de căldură). Pentru a evita eventualele accidente, la obținerea unei soluţii de acid sulfuric de o anumită concentrație se toarnă, sub agitare, soluţia inițială de acid în apă și nu invers
2. SĂRURI

   Nota:

   • 1. Def.   Sunt substanțe compuse alcătuite dintr-un  metal și un radical acid. 2. Exemple: CaSO4– sulfat de calciu Fe(NO3)2– azotat de fier(II) Fe(NO3)3– azotat de fier(III) ZnCl2– clorură de zinc Na2CO3– carbonat de sodiu NaCl-clorură de natriu(sare de bucătărie) KI-iodură de potasiu
3. BAZE

   Nota:

   • 1. Def.  Bazele sunt substanțe compuse alcătuite dintr-un metal și una sau  mai multe grupe hidroxid (OH). 2. Exemple: Ca(OH)2  – hidroxid de calciu Al(OH)3– hidroxid de aluminiu NaOH – hidroxid de sodiu Co(OH)3– hidroxid de cobalt(III) Fe(OH)2– hidroxid de fier(II) 
   • Obs. 1. Caracterul acid sau bazic al unei soluții se stabilește cu ajutorul indicatorilor și se exprimă numeric prin pH. 2. Indicatorii sunt substanțe organice care își modifică  culoarea în mediu acid sau bazic.  Cei mai utilizați indicatori sunt fenolftaleina și turnesolul.
4. OXIZI

   Nota:

   • 1.Def. Compuși binari ai oxigenului cu metale sau nemetale.  2. Formula generală: E2On  - unde valența elementului E este n, - iar valența oxigenului este II. 3. Exemple:  -oxizi metalici: Na2O(oxide de natriu), CaO(oxid de calciu-var nestins), Al2O3(oxid de aluminiu) -oxizi nemetalici: CO2(dioxid de carbon), SO3(trioxid de sulf),P2O5 (pentoxid de difosfor) 

Nota:

•   1. Partea din chimie care utilizează calcule  chimice este stoechiometria (din limba greacă stoicheion – element și metrein – a măsura).

1. Masa molară

   Nota:

   •  1. Masa molară este masa unui mol de substanță. Este numeric egală cu masa moleculară a substanței și conține NA particule.  a)Se notează cu μ (miu) și are unitatea de măsură g/mol.                           sau  b) Masa molară se notează cu litera M și se exprimă îngrame/mol. 2. Masa unui mol se calculează însumând produsele dintre masa atomică și numărul de atomial fiecărui element din compoziția substanței.
   • Exemple:  a) M H2 = 2AH= 2 . 1 = 2 g/mol  b) M CaO = ACa+AO = 40 + 16 = 56 g/mol;  c) M Fe2S3  = 2AFe+3AS =2 . 56 + 3 . 32 = 208 g/mol.  d) M Cu(NO3)2= μ = ACu + 2AN + 6AO = 64 + 2 · 14 + 6 · 16 = 188 g/mol
   1. Compoziția procentuală

      Nota:

      • Exemplu Determină compoziția procentuală elementală de masă a sulfurii de aluminiu - Al2S3.  a) Se calculează masa molară. M Al2S3 = 2∙27 + 3∙32 = 54 + 96 = 150 g/mol b) Scriem șirul de rapoarte egale:  150/100=54/x=96/y  c) Determinăm cele două necunoscute150/100=54/x - x=54.100/150=36% Al y=100%-36%=64% S
2. Număr de moli

   Nota:

   • 1. Molul reprezintă cantitatea de substanță care conține 6,022∙1023 particule. 2. a) Numărul de moli se notează ν (niu) sau cu litera n. 3. Relația de calcul este:             n=m/ M ,  unde:  - n este cantitatea de substanță, exprimată în moli,  - m este masa de substanță, exprimată în grame, - M este masa molară a substanței, exprimată în g/mol.
   • Exemple: 1.Determină cantitatea de oxigen, în moli, conținută în 1280 g de oxigen.   MO2= 2∙16 = 32 g/mol 1 mol O2......32g x moli  .....1280 g O2 1/x=32/1280, x=1280/32=40 moli 2. Câte molecule de N2 sunt în 7 moli N2? 1 mol N2........6,022x10^23 7 moli...............y y= 7.6,022.10^23 molecule
3. Raport atomic

   Nota:

   • 1.Def. - reprezintă raportul în care se combină atomii elementelor chimice pentru formarea substanței compuse. 2. Putem nota raport atomic cu r.a./ra
   • Exemple: Calculați raportul atomic în H20(apă), CaO(oxid de calciu-var nestins), HNO3(acid azotic), Mg(OH)2( hidroxid de magneziu) a) H2O -ra=2:1 b) CaO -ra=1:1 c) HNO3 -ra=1:1:3 d) Mg(OH)2 -ra=1:2:2
4. raport de masă

   Nota:

   • 1)Def.  reprezintă raportul masic (al celor mai mici numere naturale) în care se combină elementele chimice pentru formarea substanței compuse. 2) Îl putem nota cu r.m./rm
   • Exemple: Determină raportul masic în Al2S3(sulfura de aluminiu), HNO3(acid azotic)  Fe2(SO4)3 (sulfat de fer III) a) Al2S3 -rm=mAl:mS=2A Al:3 AS=2x27:3x32= 9:16 b) HNO3-rm=mH:mN:mO  = 1 : 14 : 48  c)Fe2(SO4)3 -rm= mFe : mS : mO = 2AFe : 3AS : 12ArO = 112 : 96 : 192 = 7 : 6 : 12
   1. Compoziție procentuală

      Nota:

      • 1. Def.– reprezintă masa fiecărui element conținută în 100 g de substanță compusă. 2. O putem nota c.p./cp
      • Exemplu Calculul compoziției procentuale de masă din raportul de masă. Un oxid al sulfului are raportul masic (rm) S : O = 2 : 3 2+3=5 părți(grame)  Dacă în 5 g oxid  ....... 2 g S ...... 3 g O Atunci în100 g oxid ..... x g S ...... y g O Deci: 5/100=2/x=3/y. Se află apoi necunoscutele x si y. x = 40% S y = 60% O
5. Puritatea

   Nota:

   • 1.Def.  Puritatea reprezintă masa de substanță pură care se găsește în 100 g de substanță impură.
   • Exemplu Dintr-o mină se extrag 2000 kg de cărbune de puritate 90%. Să se calculeze cantitatea de carbon pur aflată în zăcământul de cărbune. Rezolvare: 100 kg cărbune ..90 kg carbon 2000 kg cărbune ...... x 100/2000=90/x x=2000.90/100=1800 kg
6. Alte calcule

   Nota:

   • 1. Masa dintr-un element aflată într-o anumită masă de substanță compusă. Exemplu: Ce masă de oxigen se află în 27,2 g apă oxigenată H2O2? Rezolvare: a) Se calculează masa molară μ (M) H2O2 = 2AH + 2AO  = 2 + 2 ∙ 16 = 34 g/mol • Dacă  34 g H2O2  ......... 32 g O Atunci  27,2 g H2O2 ................. x g O x = 25,6 g O  Răspuns: 25,6 g O
   • 2. Masa de substanță compusă care conține o anumită masă de element. Exemplu: Calculați masa de CaCl2 în care se află 8 g de Ca. a) Se calculează masa molară a CaCl2 μ(M) = ArCa + 2ArCl = 40 + 2 ∙ 35,5 = 111g/mol  b)Se aplică regula de trei simplă Dacă în  111 g CaCl2 ..........  40 g Ca Atunci în  x g CaCl2 ............  8 g Ca x = 8 ∙ 111/40 = 22,2 g CaCl2 Răspuns: 22,2 g CaCl2