ΒΓ/Μ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΟΡΟΣΗΜΟ. Τεύχος 5ο: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας

Transcript

1 ΒΓ/Μ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΟΡΟΣΗΜΟ Τεύχος 5ο: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας

2 Copyright Eκδοτικές Επιχειρήσεις Η. ΜΑΝΙΑΤΕΑ Α.Ε. Λ. Θησέως 50 Καλλιθέα τηλ.: Δ /νση Εκπαιδευτικής σειράς: Α. ΖΥΡΜΠΑΣ Υπεύθυνοι σύνταξης: Σ. ΓΕΡΟΝΤΟΠΟΥΛΟΣ Χ. ΕΜMΑΝΟΥΗΛΙΔΟΥ Ι. ΣΤΕΡΠΗΣ Συντακτική Ομάδα: ΑΝΑΣΤΑΣΑΚΗΣ Σ. ΓΑΡΕΔΑΚΗ Μ. ΓΕΡΟΝΤΟΠΟΥΛΟΣ Σ. ΔΑΝΙΑΣ Χ. ΕΜΜΑΝΟΥΗΛΙΔΟΥ Χ. ΖΥΓΟΥΡΑΚΗ Σ. ΖΥΡΜΠΑΣ Α. ΘΩΜΑΪΔΗΣ Σ. ΚΑΤΣΙΩΤΗΣ Β. ΚΟΝΤΟΠΟΥΛΟΣ Β. ΚΡΕΖΙΑΣ Δ. ΛΑΠΠΑΣ Α. ΜΑΡΝΕΡΗΣ Γ. ΞΕΙΔΙΑΝΑΚΗΣ Ν. ΠΑΠΑΓΙΑΝΝΗΣ Ι. ΠΑΠΑΝΔΡΕΑΔΗΣ Π. ΡΑΠΤΗΣ Α. ΣΕΡΕΦΙΔΗΣ Κ. ΣΟΡΟΚΟΣ Χ. ΣΤΑΜΑΤΗΣ Δ. ΣΤΕΡΠΗΣ Ι. ΤΖΟΠΑΝΑΚΗ Ζ. ΤΡΙΠΟΛΙΤΣΙΩΤΟΥ Φ. ΕΚΔΟΤΙΚΕΣ ΤΟΜΕΣ ΟΡΟΣΗΜΟ ΠΕΡΙΟΔΙΚΗ ΕΚΔΟΣΗ ΓΙΑ ΤΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΚΑΙ ΤΟ ΛΥΚΕΙΟ Π Ε Ρ Ι Ε Χ Ο Μ Ε Ν Α Χημεία για την Β' Τάξη του Γυμνασίου ΣΤΟ ΕΠΟΜΕΝΟ ΤΕΥΧΟΣ 1. Επαναληπτικά κριτήρια με το σύστημα multiple choice Ηλεκτρονική σελιδοποίηση Γραφικά: Κυριακίδου Ευαγγελία

3 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 277 Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Τι είναι η Χημεία; Τι είναι το φυσικό περιβάλλον και τι το ανθρωπογενές; Φυσικό περιβάλλον είναι ο χώρος που μας περιβάλλει και οι συνθήκες που επικρατούν σε αυτόν. Το φυσικό περιβάλλον αποτελείται από το έδαφος, το νερό, τον αέρα, τα ζώα και τα φυτά που βρίσκονται γύρω μας. Ανθρωπογενές χαρακτηρίζεται το περιβάλλον το οποίο είναι αποτέλεσμα ανθρώπινης δραστηριότητας. Το περιβάλλον μίας πόλης είναι ανθρωπογενές. Τι ονομάζουμε φαινόμενο; Φαινόμενο ονομάζεται κάθε μεταβολή που συμβαίνει στην ύλη. Διάφορα φαινόμενα πραγματοποιούνται συνεχώς γύρω μας, με ανθρώπινη παρέμβαση ή χωρίς αυτή. Ποια φαινόμενα χαρακτηρίζονται φυσικά, δώστε δύο παραδείγματα. Φυσικά ονομάζονται τα φαινόμενα που δε συνοδεύονται από σχηματισμό νέων ουσιών, δηλαδή δεν αλλάζει η σύσταση των σωμάτων που συμμετέχουν στις μεταβολές.

4 278 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Δύο φυσικά φαινόμενα είναι: Το νερό που γίνεται πάγος, γιατί το νερό και ο πάγος έχουν την ίδια σύσταση. Άλλωστε, αν λειώσουμε τον πάγο ξαναγίνεται νερό. Αν διαλύσουμε αλάτι σε νερό. Το φαινόμενο είναι φυσικό γιατί στο σώμα που σχηματίζεται (αλατόνερο) το νερό και το αλάτι διατηρούν τη σύνθεση και τις ιδιότητές τους. Ποια φαινόμενα χαρακτηρίζονται χημικά, δώστε δύο παραδείγματα. Χημικά ονομάζονται τα φαινόμενα που συνοδεύονται από σχηματισμό νέων ουσιών, με διαφορετική σύσταση και ιδιότητες. Δύο χημικά φαινόμενα είναι: Το σάπισμα ενός μήλου, μιας και το σαπισμένο μήλο έχει τελείως διαφορετική σύσταση. Το σκούριασμα ενός σιδερένιου καρφιού, γιατί η σκουριά είναι διαφορετική ουσία από το σίδηρο. Τι είναι η Χημεία; Χημεία είναι η επιστήμη που μελετά τα χημικά φαινόμενα. Πιο συγκεκριμένα, η χημεία μελετά: Τη σύσταση της ύλης. Τις ιδιότητες της ύλης. Τον τρόπο παρασκευής διαφόρων σωμάτων. Τις εφαρμογές και τη χρησιμότητα διαφόρων υλικών.

5 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 279 Προϊόντα της Χημείας στην καθημερινή ζωή Να αναφέρετε ορισμένα προϊόντα της Χημείας που χρησιμοποιούμε στην καθημερινή μας ζωή Προϊόντα της Χημείας που χρησιμοποιούμε στην καθημερινή μας ζωή είναι: Τα μέταλλα. Τα συνθετικά υφάσματα. Τα συντηρητικά. Τα καύσιμα. Τα φάρμακα. Τα λιπάσματα και τα φυτοφάρμακα. Ποια είναι τα σημαντικότερα προβλήματα που δημιουργούνται από προϊόντα της Χημείας; Τα σημαντικότερα προβλήματα που σχετίζονται με προϊόντα της χημείας είναι: Η ρύπανση του περιβάλλοντος, η οποία προκαλείται από τα αστικά και βιομηχανικά απόβλητα, από τα καυσαέρια των αυτοκινήτων αλλά και από την αλόγιστη εκμετάλλευση των πρώτων υλών. Η χρήση τοξικών αερίων και εκρηκτικών υλών για πολεμικούς σκοπούς.

6 280 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας H ύλη Τι είναι η ύλη; Ύλη είναι καθετί το οποίο καταλαμβάνει χώρο και έχει μάζα. Ο χώρος που καταλαμβάνει ένα σώμα ονομάζεται όγκος. Μάζα είναι η ποσότητα της ύλης που έχει ένα σώμα. Η ύλη είναι άφθαρτη, δηλαδή αλλάζει μορφές αλλά ούτε καταστρέφεται, ούτε δημιουργείται. Για αυτό και η συνολική ποσότητα ύλης στο σύμπαν παραμένει σταθερή. Τι γνωρίζετε για τις καταστάσεις της ύλης; Η ύλη εμφανίζεται σε τρείς φυσικές καταστάσεις: Τη στερεή, την υγρή και την αέρια. Τα στερεά έχουν ορισμένο όγκο και σχήμα. Τα υγρά έχουν ορισμένο όγκο, όμως παίρνουν το σχήμα του δοχείου στο οποίο βρίσκονται. Τα αέρια δεν έχουν συγκεκριμένο όγκο και σχήμα, αλλά καταμαβάνουν όλο το χώρο που έχουν στη διάθεσή τους. Πότε ένα σώμα αλλάζει φυσική κατάσταση; Να αναφέρετε τις κυριότερες καταστάσεις της ύλης. Ένα σώμα αλλάζει φυσική κατάσταση, αν μεταβληθούν κατάλληλα η θερμοκρασία ή η πίεση στην οποία βρίσκεται. Οι κυριότερες μετατροπές των φυσικών καταστάσεων της ύλης είναι:

7 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 281 Πήξη, είναι η μετατροπή ενός σώματος από υγρό σε στερεό, π.χ. το νερό παγώνει και γίνεται πάγος. Τήξη, είναι η μετατροπή ενός σώματος από στερεό σε υγρό, π.χ. ο πάγος λιώνει και γίνεται νερό. Εξαέρωση, είναι η μετατροπή ενός σώματος από υγρό σε αέριο. Η εξαέρωση μπορεί να γίνει με εξάτμιση ή με βρασμό, π.χ. το οινόπνευμα εξατμίζεται και γίνεται αέριο, το νερό βράζει και δημιουργούνται υδρατμοί. Συμπύκνωση, είναι η μετατροπή ενός αερίου σε υγρό, π.χ. οι υδρατμοί έρχονται σε επαφή με το καπάκι της κατσαρόλας και γίνονται νερό. Εξάχνωση, είναι η μετατροπή ενός στερεού σε αέριο, χωρίς προηγουμένως να γίνει υγρό, π.χ. η ναφθαλίνη εξαχνώνεται και γίνεται αέρια.

8 282 Ιδιότητες της ύλης ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Τι ονομάζουμε ιδιότητες ενός υλικού; Ιδιότητες ενός υλικού ονομάζονται τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα ενός υλικού με τα οποία το περιγράφουμε και το διακρίνουμε από άλλα υλικά. Οι ιδιότητες διακρίνονται σε φυσικές και χημικές. Ποιες ιδιότητες χαρακτηρίζονται φυσικές και ποιες χημικές; Φυσικές χαρακτηρίζονται οι ιδιότητες οι οποίες μπορούν να προσδιοριστούν χωρίς να μεταβληθεί η σύσταση των ουσιών που αποτελούν τα υλικά. Χημικές ονομάζονται οι ιδιότητες που περιγράφουν τους τρόπους με τους οποίους μία ουσία μπορεί να μετατραπεί σε άλλη. Με άλλα λόγια, χημικές ιδιότητες περιγράφουν τις διαδικασίες με τις οποίες τα σώματα συμμετέχουν στα χημικά φαινόμενα. Τι είναι το διεθνές σύστημα μονάδων S.I.; Το διεθνές σύστημα μονάδων δημιουργήθηκε το 1960 από τους επιστήμονες, προκειμένου η μέτρηση των διαφόρων μεγεθών να γίνεται παγκόσμια με ενιαίο τρόπο. Το διεθνές σύστημα μονάδων περιλαμβάνει 7 βασικά φυσικά μεγέθη με τις μονάδες τους και όλες οι υπόλοιπες μονάδες μέτρησης προκύπτουν από αυτές.

9 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 283 Τι ονομάζουμε πυκνότητα; Πυκνότητα ενός σώματος, ονομάζουμε το πηλίκο της μάζας προς τον όγκο του σώματος. μάζα m πυκνότητα = d = όγκος V Μονάδα μέτρησης της πυκνότητας στο S.I. είναι το Κg/m3. Πολλές φορές για τη μέτρηση της πυκνότητας χρησιμοποιούνται και άλλες μονάδες μέτρησης, όπως Κg/L, g/cm3.

10 284 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Χημικά στοιχεία Τι είναι και πόσα είναι τα χημικά στοιχεία; Χημικά στοιχεία ονομάζονται οι ουσίες που δε μπορούν να διασπαστούν σε απλούστερες. Τα χημικά στοιχεία αποτελούν τα δομικά υλικά όλων των σωμάτων. Τα χημικά στοιχεία είναι 112. Από αυτά, τα 94 είναι φυσικά, δηλαδή υπάρχουν στη φύση και τα υπόλοιπα 18 είναι τεχνητά, δηλαδή έχουν παρασκευαστεί σε εργαστήρια. Με ποιο τρόπο συμβολίζονται τα χημικά στοιχεία; Κάθε χημικό στοιχείο εκτός από το όνομά του, έχει και ένα χημικό συμβολισμό, το οποίο είναι ένα κεφαλαίο λατινικό γράμμα ή ένα κεφαλαίο και ένα μικρό λατινικό γράμμα. Για παράδειγμα: Οξυγόνο : Ο Αργίλιο: Αl

11 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 285 Μέταλλα - Αμέταλλα Τι γνωρίζετε για τα μέταλλα; Οι κοινές ιδιότητες των μετάλλων είναι οι ακόλουθες: α. Έχουν μεταλλική λάμψη. β. Είναι ελατά, δηλαδή αν σφυρηλατηθούν μετατρέπονται σε λεπτά φύλλα. γ. Είναι όλκιμα, δηλαδή μετατρέπονται σε σύρματα. δ. Είναι καλοί αγωγοί της θερμότητας. ε. Είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού. Όλα τα μέταλλα σε συνηθισμένες συνθήκες είναι στερεά, εκτός από τον υδράργυρο που είναι υγρός. Τα μέταλλα έχουν χρώμα από αργυρόλευκο μέχρι σταχτί, εκτός από το χρυσό που είναι κίτρινος και το χαλκό που είναι κόκκινος. Τι γνωρίζετε για τα αμέταλλα; Τα αμέταλλα γενικά δεν έχουν τις ιδιότητες των μετάλλων. Δηλαδή δεν έχουν μεταλλική λάμψη, δεν είναι καλοί αγωγοί της θερμότητας και του ηλεκτρισμού, δεν είναι ελατά και όλκιμα. Σε συνηθισμένες συνθήκες, τα αμέταλλα είναι στερεά ή αέρια, εκτός από το βρώμιο το οποίο είναι υγρό και έχουν διάφορα χρώματα.

12 286 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Το άτομο Ποια είναι τα κύρια σημεία της ατομικής θεωρίας του Δημόκριτου; Ο Δημόκριτος υποστήριξε ότι η ύλη δε διαιρείται επ άπειρο, αλλά αποτελείται από μικροσκοπικά σωματίδια τα οποία δεν τέμνονται σε απλούστερα. Τα σωματίδια αυτά ο Δημόκριτος τα ονόμασε άτομα και υποστήριξε ότι έχουν τις παρακάτω ιδιότητες: α. Τα άτομα όλων των υλικών αποτελούνται από την ίδια ουσία και διαφέρουν μεταξύ τους στο μέγεθος και το σχήμα. β. Τα άτομα ούτε καταστρέφονται, ούτε δημιουργούνται από το μηδέν. γ. Τα άτομα συνδέονται μεταξύ τους με διάφορους τρόπους, δημιουργώντας διάφορα υλικά. δ. Τα άτομα είναι πλήρη, δηλαδή χωρίς κενό. ε. Τα άτομα βρίσκονται σε συνεχή κίνηση. Ποια είναι τα κύρια σημεία της ατομικής θεωρίας του Ντάλτον; Ο Ντάλτον διατύπωσε την ατομική του θεωρία το 1803, προκειμένου να ερμηνεύσει κάποια πειραματικά δεδομένα. Η θεωρία του υποστηρίζει ότι: α. Κάθε στοιχείο αποτελείται από πολύ μικρά σωματίδια τα οποία ονομάζονται άτομα. β. Τα άτομα κάθε χημικού στοιχείου είναι όμοια μεταξύ τους, ενώ τα άτομα διαφορετικών στοιχείων διαφέρουν μεταξύ τους. γ. Τα άτομα ενός στοιχείου δε μετατρέπονται σε άλλου είδους άτομα, ούτε καταστρέφονται, ούτε δημιουργούνται κατά τα χημικά φαινόμενα. δ. Διαφορετικά άτομα ενώνονται μεταξύ τους και σχηματίζουν χημικές ενώσεις.

13 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 287 ε. Στις χημικές ενώσεις, το είδος των ατόμων και η μεταξύ τους αναλογία είναι σταθερή. Τι είναι το άτομο; Το άτομο είναι το μικρότερο σωματίδιο ενός χημικού στοιχείου, που μπορεί να πάρει μέρος στα χημικά φαινόμενα και στο σχηματισμό χημικών ενώσεων. Δηλαδή το άτομο είναι η μικρότερη ποσότητα χημικού στοιχείου που μπορεί να υπάρξει. Τι γνωρίζετε για τα υποατομικά σωματίδια; Τα άτομα αποτελούνται από 3 είδη σωματιδίων: Τα πρωτόνια (p), τα νετρόνια (n),και τα ηλεκτρόνια (e), τα οποία ονομάζονται υποατομικά σωματίδια. Τα πρωτόνια βρίσκονται στον πυρήνα του ατόμου, έχουν περίπου ίση μάζα με τα νετρόνια και φέρουν τη μικρότερη ποσότητα θετικού ηλεκτρικού φορτίου που υπάρχει στη φύση, η οποία ονομάζεται στοιχειώδες θετικό ηλεκτρικό φορτίο και συμβολίζεται +1. Τα νετρόνια βρίσκονται στον πυρήνα του ατόμου, έχουν περίπου ίση μάζα με τα πρωτόνια και είναι ηλεκτρικά ουδέτερα, δηλαδή δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο. Τα ηλεκτρόνια κινούνται γύρω από τον πυρήνα του ατόμου, σε πάρα πολύ μεγάλες αποστάσεις, σε σύγκριση με το μέγεθος του ατόμου. Έχουν μάζα 1836 φορές μικρότερη από τα πρωτόνια και φέρουν τη μικρότερη ποσότητα αρνητικού φορτίου που υπάρχει στη φύση, η οποία ονομάζεται στοιχειώδες αρνητικό φορτίο και συμβολίζεται -1.

14 288 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Πού βρίσκεται το μεγαλύτερο μέρος της μάζας ενός ατόμου; Παρατηρούμε ότι τα πρωτόνια και τα νετρόνια βρίσκονται στον πυρήνα του ατόμου. Συνεπώς, μπορούμε να πούμε ότι όλη η μάζα του ατόμου είναι πρακτικά συγκεντρωμένη στον πυρήνα του. Γιατί τα άτομα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα; Τα άτομα των χημικών στοιχείων είναι ηλεκτρικά ουδέτερα γιατί σε κάθε άτομο ο αριθμός των πρωτονίων είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων, με αποτέλεσμα το συνολικό θετικό φορτίο να είναι ίσο με το συνολικό αρνητικό, άρα να εξουδετερώνονται. Να δώσετε το σύγχρονο ορισμό του χημικού στοιχείου. Χημικό στοιχείο ονομάζεται η ουσία που αποτελείται μόνο από άτομα που έχουν στον πυρήνα τους τον ίδιο αριθμό πρωτονίων. Άρα όλα τα άτομα ενός χημικού στοιχείου έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων στον πυρήνα τους. Τι γνωρίζετε για τον ατομικό αριθμό (Ζ); Ατομικός αριθμός είναι ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα του ατόμου ενός στοιχείου. Ο ατομικός αριθμός είναι η ταυτότητα κάθε χημικού στοιχείου, δηλαδή σε κάθε χημικό στοιχείο αντιστοιχεί ένας ατομικός αριθμός και σε κάθε ατομικό αριθμό ένα χημικό στοιχείο. Για παράδειγμα, όλα τα άτομα του οξυγόνου έχουν ατομικό αριθμό 8 και μόνο τα άτομα του οξυγόνου έχουν ατομικό αριθμό 8.

15 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 289 Ο ατομικός αριθμός γράφεται στο κάτω αριστερό μέρος του συμβόλου του στοιχείου ( Z Χ). Για παράδειγμα: 8 O, 11 Νa, 17 Cl. Τι γνωρίζετε για το μαζικό αριθμό (Α); Μαζικός αριθμός είναι ο συνολικός αριθμός των πρωτονίων και των νετρονίων στον πυρήνα ενός ατόμου. Ο μαζικός αριθμός μας δηλώνει πρακτικά τη μάζα ενός ατόμου και γράφεται πάνω και αριστερά από το σύμβολο του στοιχείου ( Α Χ). Για παράδειγμα: 16 Ο, 35 Cl, 24 Mg. Είναι δυνατόν άτομα του ίδιου χημικού στοιχείου να έχουν διαφορετικούς μαζικούς αριθμούς. Τα άτομα αυτά ονομάζονται ισότοπα. Για παράδειγμα: 35 Cl, 37 Cl. Αν Ν είναι ο αριθμός των νετρονίων στον πυρήνα, τότε ισχύει η σχέση: Α = Ζ + Ν Τι γνωρίζετε για τα ιόντα; Ιόντα ονομάζονται τα ηλεκτρικά φορτισμένα άτομα ή συγκροτήματα ατόμων. Τα ιόντα με θετικό φορτίο λέγονται κατιόντα και τα ιόντα με αρνητικό φορτίο ανιόντα. Τα ιόντα συμβολίζονται με το σύμβολο του στοιχείου, στο οποίο πάνω και δεξιά γράφουμε το φορτίο. Για παράδειγμα: Κ + : σημαίνει κατιόν καλίου με φορτίο +1. Ο 2 : σημαίνει ανιόν οξυγόνου με φορτίο 2.

16 290 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Με ποιους τρόπους ένα άτομο μετατρέπεται σε ιόν; Σε όλα τα άτομα ο αριθμός των πρωτονίων είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων, για αυτό τα άτομα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα. Ένα άτομο μετατρέπεται σε ιόν αν αποβάλλει ή προσλάβει ηλεκτρόνια. Αν αποβάλλει μετατρέπεται σε κατιόν και αν προσλάβει σε ανιόν. Για παράδειγμα: α. Το άτομο του ασβεστίου έχει 20 p και 20 e. Αν αποβάλλει 2 e έχει 20 p και 18 e, και μετατρέπεται σε κατιόν ασβεστίου με φορτίο 2+, το οποίο συμβολίζεται: Ca 2+ β. Το άτομο του χλωρίου έχει 17 p και 17 e. Αν προσλάβει 1 e έχει 17 p και 18 e, και μετατρέπεται σε ανιόν χλωρίου με φορτίο 1, το οποίο συμβολίζεται: Cl

17 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 291 Οι χημικές ενώσεις Τι γνωρίζετε για τις χημικές ενώσεις; Οι χημικές ενώσεις είναι ουσίες οι οποίες αποτελούνται από δύο ή περισσότερα στοιχεία, με σταθερή αναλογία μαζών. Οι ιδιότητες των χημικών ενώσεων είναι διαφορετικές από τις ιδιότητες των στοιχείων που τις αποτελούν. Αν και τα χημικά στοιχεία είναι 112, οι χημικές ενώσεις είναι περισσότερες από Η σύσταση κάθε χημικής ένωσης είναι καθορισμένη και ανεξάρτητη από τον τρόπο παρασκευής της. Δηλαδή, σε κάθε χημική ένωση έχουμε σταθερή αναλογία ατόμων. Ποιες είναι οι καθαρές ουσίες; Καθαρές ουσίες ονομάζονται οι χημικές ενώσεις και τα χημικά στοιχεία. Οι καθαρές ουσίες έχουν καθορισμένη σύσταση και καθορισμένες ιδιότητες, ανεξάρτητα από τον τρόπο παρασκευής τους. Χημικά στοιχεία είναι οι καθαρές ουσίες που αποτελούνται από ένα είδος ατόμων και δε μπορούν να διασπαστούν σε απλούστερες. Χημικές ενώσεις είναι οι καθαρές ουσίες που αποτελούνται από δύο ή περισσότερα είδη ατόμων και μπορούν να διασπαστούν σε απλούστερες. Τι είναι οι φυσικές σταθερές; Φυσικές σταθερές μίας ουσίας ονομάζονται το σημείο τήξης, το σημείο βρασμού, η πυκνότητα, και άλλες ιδιότητες μίας καθαρής ουσίας, οι οποίες έχουν σταθερές τιμές σε ορισμένη θερμοκρασία και πίεση.

18 292 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Τα μόρια Τι ονομάζουμε μόρια; Μόριο είναι το μικρότερο σωματίδιο μίας χημικής ένωσης ή ενός χημικού στοιχείου, που μπορεί να υπάρξει ελεύθερο, διατηρώντας τις ιδιότητες της ουσίας. Τα μόρια αποτελούνται από άτομα, τα οποία είναι ενωμένα μεταξύ τους. Το μόριο κάθε ουσίας έχει συγκεκριμένο αριθμό ατόμων καθώς και συγκεκριμένη γεωμετρία. Τι γνωρίζετε για τα μόρια των χημικών στοιχείων; Μόρια χημικών στοιχείων είναι τα μόρια που αποτελούνται από ένα είδος ατόμων. Για παράδειγμα: Tο μόριο του υδρογόνου αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου. Ατομικότητα ενός στοιχείου ονομάζεται ο αριθμός των ατόμων από τα οποία αποτελείται το μόριο του στοιχείου. Για παράδειγμα: Η ατομικότητα του υδρογόνου είναι 2, γιατί το μόριό του αποτελείται από 2 άτομα. Τι γνωρίζετε για τα μόρια των χημικών ενώσεων; Μόρια χημικών ενώσεων είναι τα μόρια που αποτελούνται από δύο η περισσότερα είδη ατόμων.

19 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 293 Για παράδειγμα: Tο μόριο του οινοπνεύματος αποτελείται από 2 άτομα άνθρακα, 6 άτομα υδρογόνου και 1 άτομο οξυγόνου. Ποιες ουσίες δεν αποτελούνται από μόρια; Οι ουσίες οι οποίες δεν αποτελούνται από μόρια είναι: α. Χημικές ενώσεις οι οποίες αποτελούνται από ιόντα, τα οποία είναι διατεταγμένα στο χώρο, σε μορφή πλέγματος. Οι ενώσεις αυτές ονομάζονται ιοντικές ενώσεις. Για παράδειγμα: Tο χλωριούχο νάτριο (μαγειρικό αλάτι) αποτελείται από κατιόντα νατρίου και ανιόντα χλωρίου, με αναλογία 1:1. β. Τα μέταλλα στα οποία δεν διακρίνουμε ομάδες ατόμων οι οποίες σχηματίζουν μόρια, αλλά τα άτομά τους σχηματίζουν ένα τρισδιάστατο πλέγμα. Τι είναι οι χημικοί τύποι; Οι ουσίες συμβολίζονται στη γλώσσα της χημείας με τους χημικούς τύπους. Στους χημικούς τύπους τα σύμβολα μας δείχνουν από ποια στοιχεία αποτελείται η ουσία και οι δείκτες που βρίσκονται στο κάτω δεξιό μέρος των χημικών συμβόλων μας δείχνουν την αναλογία με την οποία τα στοιχεία συμμετέχουν στην χημική ουσία. Για παράδειγμα: α. Ο χημικός τύπος του χλωριούχου νατρίου είναι: NaCl. Άρα, το χλωριούχο νάτριο αποτελείται από νάτριο και χλώριο, με αναλογία 1:1. β. Ο χημικός τύπος του θειικού οξέος είναι: Η 2 SO 4. Άρα, το θειικό οξύ αποτελείται από υδρογόνο, θείο και οξυγόνο, με αναλογία 2:1:4.

20 294 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Όταν η ουσία αποτελείται από μόρια, ο χημικός της τύπος αντιπροσωπεύει και το μόριό της και ονομάζεται μοριακός χημικός τύπος. Για παράδειγμα: α. Το νερό είναι μία ένωση που αποτελείται από μόρια και έχει μοριακό τύπο: H 2 O. Άρα, κάθε μόριο νερού αποτελείται από 2 άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου. β. Το άζωτο είναι διατομικό χημικό στοιχείο, συνεπώς το μόριό του αποτελείται από 2 άτομα και έχει μοριακό τύπο: Ν 2.

21 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 295 Μίγματα Τι ονομάζουμε μίγματα; Μίγματα ονομάζονται τα υλικά που αποτελούνται από δύο ή περισσότερες καθαρές ουσίες. Τι είναι τα συστατικά ενός μίγματος; Συστατικά ενός μίγματος ονομάζονται οι καθαρές ουσίες από τις οποίες αποτελείται το μίγμα. Η αναλογία των συστατικών ενός μίγματος δεν είναι σταθερή, αλλά μεταβάλλεται. Επίσης να σημειώσουμε ότι τα συστατικά του μίγματος διατηρούν τις ιδιότητές τους. Ποια μίγματα χαρακτηρίζονται ομογενή και ποια ετερογενή; Ετερογενή είναι τα μίγματα τα οποία δεν έχουν ενιαία σύσταση και τα συστατικά τους μπορούν να διακριθούν με γυμνό μάτι ή με μικροσκόπιο. Για παράδειγμα: Αν σε ένα ποτήρι βάλουμε νερό και λάδι, τότε το μίγμα που σχηματίζεται είναι ετερογενές. Ομογενή είναι τα μίγματα τα οποία έχουν ενιαία σύσταση και τα συστατικά τους δεν μπορούν να διακριθούν με γυμνό μάτι ή με μικροσκόπιο. Για παράδειγμα: Το αλατόνερο είναι ένα ομογενές μίγμα. Τα ομογενή μίγματα ονομάζονται και διαλύματα.

22 296 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Ποιες είναι οι κυριότερες διαφορές μεταξύ των μιγμάτων και των χημικών ενώσεων; Στον πίνακα βλέπουμε τις κυριότερες διαφορές μεταξύ χημικών ενώσεων και μιγμάτων: Με ποιο τρόπο γίνεται η ταξινόμηση ενός υλικού; Η ταξινόμηση ενός υλικού σώματος γίνεται με βάση ορισμένα ερωτήματα: Έχει πάντα σταθερή σύσταση; Αν ναι τότε είναι καθαρή ουσία, αν όχι είναι μίγμα. Αν έχουμε καθαρή ουσία, διασπάται σε απλούστερες; Αν ναι είναι χημική ένωση, αν όχι είναι χημικό στοιχείο.

23 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 297 Αν έχουμε μίγμα, έχει τις ίδιες ιδιότητες σε όλη τη μάζα του; Αν ναι είναι διάλυμα, αν όχι είναι ετερογενές μίγμα.

24 298 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Διαλύματα Τι είναι τα διαλύματα; Διαλύματα ονομάζονται τα ομογενή μίγματα. Κάθε διάλυμα αποτελείται από το διαλύτη και τις διαλυμένες ουσίες. Τι ονομάζουμε διαλύτη και τι διαλυμένες ουσίες σε ένα διάλυμα; Διαλύτης είναι το συστατικό του μίγματος που βρίσκεται σε μεγαλύτερη ποσότητα. Αν κάποιο από τα συστατικά του μίγματος είναι υγρό, τότε αυτό θεωρείται ως διαλύτης. Διαλυμένες ουσίες ονομάζονται όλα τα συστατικά ενός μίγματος εκτός του διαλύτη. Για παράδειγμα: Στο αλατόνερο, διαλύτης είναι το νερό και διαλυμένη ουσία το αλάτι. Ποια διαλύματα ονομάζονται υδατικά; Αν κάποιο από τα συστατικά του μίγματος είναι το νερό, τότε αυτό θεωρείται ως διαλύτης και το διάλυμα ονομάζεται υδατικό. Τι είναι η περιεκτικότηατ ενός διαλύματος; Περιεκτικότητα ενός διαλύματος είναι η ποσότητα διαλυμένης ουσίας που περιέχεται σε ορισμένη ποσότητα διαλύματος.

25 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 299 Υπάρχουν περιπτώσεις στις οποίες είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε με ακρίβεια την τιμή της περιεκτικότητας ενός διαλύματος. Με ποιους τρόπους μπορεί να εκφραστεί η περιεκτικότητα ενός διαλύματος; Η περιεκτικότητα ενός διαλύματος μπορεί να εκφραστεί με τους παρακάτω τρόπους: α. Επί τοις εκατό κατά βάρος περιεκτικότητα: Συμβολίζεται % κ.β. ή % w/ w και εκφράζει τα γραμμάρια διαλυμένης ουσίας που περιέχονται σε 100 g διαλύματος. Π.χ. ζαχαρόνερο περιεκτικότητας 6 % w/w σημαίνει ότι σε 100 g ζαχαρόνερου περιέχονται 6 g ζάχαρης. β. Επί τοις εκατό κατά όγκο περιεκτικότητα: Συμβολίζεται % κ.ο. ή % w/v και εκφράζει τα γραμμάρια διαλυμένης ουσίας που περιέχονται σε 100 ml διαλύματος. Π.χ. αλατόνερο περιεκτικότητας 10 % w/v σημαίνει ότι σε 100 ml αλατόνερου περιέχονται 10 g αλατιού. γ. % v/v ή %vol περιεκτικότητα: Εκφράζει τα ml διαλυμένης ουσίας που περιέχονται σε 100 ml διαλύματος. Αυτός ο τρόπος έκφρασης της περιεκτικότητας χρησιμοποιείται όταν έχουμε υγρή διαλυμένη ουσία. Π.χ. η ένδειξη 11 % v/v ή 11 % vol. σε ένα μπουκάλι κρασί σημαίνει ότι σε 100 ml κρασιού περιέχονται 11 ml καθαρού οινοπνεύματος.

26 300 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Διαχωρισμός μιγμάτων Τι γνωρίζετε για το κοσκίνισμα; Το κοσκίνισμα χρησιμοποιείται για να διαχωριστούν στα συστατικά τους μίγματα στερεών που έχουν διαφορετικό μέγεθος κόκκων. Στη μέθοδο αυτή, το μίγμα περνά από κόσκινα με τρύπες διαφορετικού μεγέθους, έτσι ώστε σε κάθε κόσκινο να συγκρατούνται οι κόκκοι ενός ή περισσοτέρων συστατικών. Τι γνωρίζετε για την εξάτμιση; Η εξάτμιση χρησιμοποιείται για να διαχωριστούν στερεές ουσίες οι οποίες είναι διαλυμένες σε υγρούς διαλύτες. Στη μέθοδο αυτή ο διαλύτης απομακρύνεται από το μίγμα με εξάτμιση και οι στερεές διαλυμένες ουσίες παραμένουν και συλλέγονται. Με τη μέθοδο αυτή παραλαμβάνεται το αλάτι από το θαλασσινό νερό, στις αλυκές. Tι γνωρίζετε για τον μαγνητικό διαχωρισμό; Ο μαγνητικός διαχωρισμός χρησιμοποιείται για να διαχωρίσουμε από ένα μίγμα το συστατικό που ελκεται από μαγνήτη. Με τη μέθοδο, μπορούμε να διαχωρίσουμε το σίδηρο από ένα μίγμα του με χαλκό.

27 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 301 Tι γνωρίζετε για τη διήθηση ή φιλτράρισμα; Η διήθηση χρησιμοποιείται για το διαχωρισμό ετερογενών μιγμάτων, που αποτελούνται από αδιάλυτες στερεές ουσίες και υγρά. Στη μέθοδο αυτή το μίγμα διέρχεται από ηθμούς ή φίλτρα τα οποία συγκρατούν τα στερεά και αφήνουν να περάσουν τα υγρά. Τι γνωρίζετε για τη φυγοκέντριση; Ο διαχωρισμός με φυγοκέντριση χρησιμοποιείται για το διαχωρισμό μιγμάτων στα οποία ένα στερεό αιωρείται σε ένα υγρό ή μίγματος δύο υγρών που δεν αναμιγνύονται. Στη μέθοδο αυτή, το μίγμα εκτελεί γρήγορη περιστροφική κίνηση με αποτέλεσμα τα αιωρούμενα στερεά ή το υγρό με τη μεγαλύτερη πυκνότητα να κινούνται προς την περιφέρεια και να διαχωρίζονται. Τη μέθοδο αυτή τη χρησιμοποιούμε για το διαχωρισμό του ελαιόλαδου από τα υπόλοιπα στερεά και υγρά. Πότε χρησιμοποιούμε τη μέθοδο της απόχυσης; Ο διαχωρισμός με απόχυση χρησιμοποιείται για το διαχωρισμό μιγμάτων στα οποία ένα υγρό βρίσκεται πάνω από ένα στερεό, το οποίο έχει κατακαθίσει, είναι δηλαδή ίζημα. Στη μέθοδο αυτή, αποχύνουμε προσεκτικά το υγρό σε άλλο δοχείο και παραμένει το στερεό. Με τη μέθοδο αυτή απομακρύνονται οι στερεές ουσίες από τα λύματα, στο βιολογικό καθαρισμό.

28 302 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Ποια μίγματα διαχωρίζονται στα συστατικά τους με απόσταξη; Ο διαχωρισμός με απόσταξη χρησιμοποιείται για το διαχωρισμό ενός υγρού από διάλυμα που περιέχει στερεές διαλυμένες ουσίες. Στη μέθοδο αυτή, βράζουμε το διάλυμα και οι ατμοί του υγρού οδηγούνται στο συμπυκνωτή, όπου ψύχονται και υγροποιούνται, οπότε και παίρνουμε το καθαρό υγρό το οποίο ονομάζεται απόσταγμα. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται για την παρασκευή απεσταγμένου νερού, δηλαδή νερού στο οποίο δεν υπάρχουν διαλυμένες ουσίες. Τι γνωρίζετε για την κλασματική απόσταξη; Ο διαχωρισμός με κλασματική απόσταξη χρησιμοποιείται για το διαχωρισμό μιγμάτων που αποτελούνται από δύο ή περισσότερα υγρά. Με κλασματική απόσταξη μπορούμε να αυξήσουμε την περιεκτικότητα σε οινόπνευμα ενός μίγματος νερού και οινοπνεύματος. Αρχικά, θερμαίνουμε το μίγμα μέχρι να βράσει. Οι ατμοί που παράγονται οδηγούνται στο συμπυκνωτή, όπου ψύχονται και υγροποιούνται. Το απόσταγμα που παίρνουμε είναι ένα νέο υδατικό διάλυμα πλουσιότερο σε οινόπνευμα. Τι είναι η χρωματογραφία; Στη μέθοδο αυτή, το μίγμα προσροφάται σε ένα πορώδες υλικό. Στη συνέχεια, μέσα από το πορώδες υλικό, διέρχεται ένας διαλύτης που παρασύρει τα συστατικά του μίγματος. Επειδή τα συστατικά του μίγματος κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες μέσα στο μίγμα, διαχωρίζονται. Το πορώδες υλικό μπορεί να είναι χαρτί ή κιμωλία.

29 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 303 Χημικές αντιδράσεις Τι ονομάζουμε χημική αντίδραση; Χημική αντίδραση είναι το φαινόμενο στο οποίο από ορισμένες αρχικές καθαρές ουσίες σχηματίζονται νέες. Για παράδειγμα: Αν αναμίξουμε σκόνη σιδήρου και θείου με αναλογία μαζών 7:4 και θερμάνουμε το μίγμα, τότε σχηματίζεται η χημική ένωση θειούχος σίδηρος. Τι ονομάζουμε αντιδρώντα και τι προϊόντα σε μία αντίδραση; Αντιδρώντα ονομάζουμε τις καθαρές ουσίες που υπήρχαν πριν την εκδήλωση της αντίδρασης. Προϊόντα ονομάζουμε τις καθαρές ουσίες που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της αντίδρασης. Στο προηγούμενο παράδειγμα, αντιδρώντα είναι ο σίδηρος και το θείο και προϊόν είναι ο θειούχος σίδηρος. Τι γνωρίζετε για την ταχύτητα των χημικών αντιδράσεων; Όλες οι χημικές αντιδράσεις δεν εξελίσσονται με την ίδια ταχύτητα. Υπάρχουν αντιδράσεις που εξελίσσονται γρήγορα, όπως η αντίδραση μεταξύ του καλίου και του νερού, αλλά και αντιδράσεις που εξελίσσονται πολύ αργά, όπως το σκούριασμα ενός σιδερένιου καρφιού. Ένας τρόπος για να αυξήσουμε την ταχύτητα μίας αντίδρασης, είναι να αυξήσουμε την θερμοκρασία.

30 304 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Ποιες χημικές αντιδράσεις ονομάζονται εξώθερμες και ποιες ενδόθερμες; Εξώθερμες χαρακτηρίζονται οι χημικές αντιδράσεις που συνοδεύονται από έκλυση θερμότητας στο περιβάλλον. Οι συνηθέστερες εξώθερμες αντιδράσεις είναι οι καύσεις. Για παράδειγμα: Κατά την καύση του άνθρακα έχουμε απελευθέρωση θερμότητας στο περιβάλλον. Ενδόθερμες χαρακτηρίζονται οι χημικές αντιδράσεις που συνοδεύονται από απορρόφηση θερμότητας από το περιβάλλον. Για παράδειγμα: Η διάσπαση του οξειδίου του υδραργύρου σε υδράργυρο και οξυγόνο, είναι ενδόθερμη αντίδραση. Τι γνωρίζετε για το συνολικό αριθμό και το είδος των ατόμων σε μία χημική αντίδραση; Σε όλες τις χημικές αντιδράσεις, τα άτομα των αντιδρώντων δεν καταστρέφονται, ούτε δημιουργούνται νέα άτομα. Αυτό που συμβαίνει είναι αναδιάταξη των ατόμων, η οποία έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό προϊόντων. Τι λέει η αρχή διατήρησης της μάζας; Σύμφωνα με την αρχή διατήρησης της μάζας, η οποία διατυπώθηκε από τον Lavoisier:

31 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 305 «Σε κάθε χημική αντίδραση, η συνολική μάζα των αντιδρώντων σωμάτων είναι ίση με τη συνολική μάζα των προϊόντων σωμάτων.» Τι είναι οι χημικές εξισώσεις; Οι χημικές εξισώσεις περιγράφουν τις χημικές αντιδράσεις με τη «γλώσσα» της χημείας. Δηλαδή, με τα σύμβολα των χημικών στοιχείων και τους χημικούς τύπους των ενώσεων. Σε κάθε χημική εξίσωση διακρίνουμε δύο μέρη, τα οποία συνδέονται με ένα βέλος. Στο πρώτο μέρος γράφουμε τα αντιδρώντα και στο δεύτερο τα προϊόντα. Αντιδρώντα Προϊόντα Για παράδειγμα: Η αντίδραση σιδήρου και θείου προς θειούχο σίδηρο, περιγράφεται από τη χημική εξίσωση: Fe + S FeS Τι εξασφαλίζουν οι συντελεστές σε μια χημική εξίσωση; Οι χημικές εξισώσεις περιγράφουν τις χημικές αντιδράσεις με τη «γλώσσα» της χημείας. Δηλαδή, με τα σύμβολα των χημικών στοιχείων και τους χημικούς τύπους των ενώσεων. Σε κάθε χημική εξίσωση διακρίνουμε δύο μέρη, τα οποία συνδέονται με ένα βέλος. Στο πρώτο μέρος γράφουμε τα αντιδρώντα και στο δεύτερο τα προϊόντα. Αντιδρώντα Προϊόντα Για παράδειγμα: Η αντίδραση σιδήρου και θείου προς θειούχο σίδηρο, περιγράφεται από τη χημική εξίσωση: Fe + S FeS

32 306 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Ατμοσφαιρικός αέρας: Τι είναι η ατμόσφαιρα της γης; Η γήινη ατμόσφαιρα είναι ένα μίγμα αερίων το οποίο εκτείνεται σε ύψος περίπου Κm από την επιφάνειά της. Ποια είναι η σύσταση της ατμόσφαιρας; Για καθαρό και ξηρό ατμοσφαιρικό αέρα κοντά στην επιφάνεια της θάλασσας, η ατμόσφαιρα έχει την παρακάτω % κ.ο. σύσταση: 78% άζωτο (Ν 2 ) 21% οξυγόνο (Ο 2 ) 0,93% αργό (Αr) 0,03% διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ) 0,01% υπόλοιπα αέρια Στην ατμόσφαιρα υπάρχουν και οι υδρατμοί, στους οποίους οφείλεται η υγρασία και η ποσότητα των οποίων εξαρτάται από τον τόπο και το κλίμα. Ποια είναι τα κυριότερα τμήματα της ατμόσφαιρας; Τα κυριότερα τμήματα της ατμόσφαιρας είναι: Τροπόσφαιρα: Από 0 έως 10 Κm (περίπου). Στρατόσφαιρα: Από 10 έως 22 Κm (περίπου). Μεσόσφαιρα: Από 22 έως 55 Κm (περίπου). Θερμόσφαιρα: Μετά τα 55 Km (περίπου).

33 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 307 Γιατί η ατμόσφαιρα είναι απαραίτητη για τη ζωή; Η ατμόσφαιρα είναι απαραίτητη για τη ζωή γιατί: α. Περιέχει το οξυγόνο, το οποίο είναι απαραίτητο για την αναπνοή των έμβιων όντων. β. Μας προστατεύει από τις επικίνδυνες ηλιακές και κοσμικές ακτινοβολίες. γ. Μας προστατεύει από την πτώση μετεωριτών.

34 308 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Το οξυγόνο Που υπάρχει οξυγόνο στη γη; Η γήινη ατμόσφαιρα είναι ένα μίγμα αερίων το οποίο εκτείνεται σε ύψος περίπου Κm από την επιφάνειά της. Ποια είναι η σύσταση της ατμόσφαιρας; Το οξυγόνο είναι το πιο διαδεδομένο χημικό στοιχείο στη Γη. Πιο συγκεκριμένα: Στην ατμόσφαιρα, υπάρχει ελεύθερο σε ποσοστό 21% κ.ο. Στο στερεό φλοιό της Γης, υπάρχει ενωμένο με άλλα στοιχεία, σε ποσοστό 46,6% κ.β. Στο νερό, υπάρχει ενωμένο με το υδρογόνο σε ποσοστό 89% κ.β. Με ποιους τρόπους παρασκευάζεται το οξυγόνο; Το οξυγόνο παρασκευάζεται: Στο εργαστήριο: Με ηλεκτρολυτική διάσπαση του νερού. Στη βιομηχανία: Με υγροποίηση και κλασματική απόσταξη του ατμοσφαιρικού αέρα. Τι είναι τα οξείδια; Οξείδια ονομάζονται οι χημικές ενώσεις των στοιχείων με το οξυγόνο.

35 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 309 Τα περισσότερα οξείδια των αμετάλλων είναι αέρια, ενώ των μετάλλων είναι όλα στερεά. Για παράδειγμα: διοξείδιο του άνθρακα: CO 2(g) οξείδιο του μαγνησίου: ΜgO (s) Ποιες χημικές αντιδράσεις ονομάζονται οξειδώσεις; Δώστε δύο παραδείγματα. Οξείδωση ονομάζεται η χημική αντίδραση ενός χημικού στοιχείου με το οξυγόνο, η οποία οδηγεί στο σχηματισμό του οξειδίου του. Για παράδειγμα: 2Η 2(g) + Ο 2(g) 2Η 2 Ο (l) υδρογόνο + οξυγόνο νερό C (s) + Ο 2(g) CO 2(g) άνθρακας + οξυγόνο διοξείδιο του άνθρακα Ποιες χημικές αντιδράσεις ονομάζονται καύσεις; Καύση ονομάζεται η αντίδραση μίας ουσίας με το οξυγόνο, η οποία πραγματοποιείται με μεγάλη ταχύτητα και συνοδεύεται από έκλυση θερμότητας και εμφάνιση φλόγας.

36 310 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Τι γνωρίζετε για την αναπνοή; Κατά τη διαδικασία της αναπνοής, οι οργανισμοί οξειδώνουν ουσίες που προέρχονται από την τροφή. Το οξυγόνο που είναι απαραίτητο για την οξείδωση, το εξασφαλίζουν από την ατμόσφαιρα με την εισπνοή. Τα τελικά προϊόντα της οξείδωσης είναι διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Άρα η αναπνοή μπορεί να δοθεί σχηματικά: Τροφή + οξυγόνο διοξείδιο του άνθρακα + νερό + ενέργεια Τι είναι η φωτοσύνθεση; Η φωτοσύνθεση είναι μία βιολογική λειτουργία των φυτών, η οποία απελευθερώνει στην ατμόσφαιρα οξυγόνο και με τον τρόπο αυτό αναπληρώνεται η ποσότητα του οξυγόνου που καταναλώνεται κατά την αναπνοή. Σχηματικά, η φωτοσύνθεση φαίνεται παρακάτω: ηλιακή ενέργεια διοξείδιο του άνθρακα + νερό σάκχαρα + οξυγόνο χλωροφύλλη

37 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 311 Το άζωτο Που υπάρχει το άζωτο στον πλανήτη μας; Το άζωτο σε ελεύθερη κατάσταση αποτελεί το 78% κ.ο. του ατμοσφαιρικού αέρα. Επίσης, συμμετέχει στη σύνθεση των πρωτεϊνών, οι οποίες αποτελούν το κύριο συστατικό των ιστών των έμβιων οργανισμών. Τι γνωρίζετε για τον κύκλο του αζώτου; Κύκλος του αζώτου ονομάζεται η διαδικασία με την οποία το ατμοσφαιρικό άζωτο παραλαμβάνεται από τους οργανισμούς και επιστρέφει πάλι στον αέρα. Τα φυτά δεν έχουν τη δυνατότητα να πάρουν το άζωτο που τους χρειάζεται απευθείας από τον ατμοσφαιρικό αέρα. Το παραλαμβάνουν απορροφώντας με τις ρίζες τους αζωτούχες ενώσεις από το έδαφος, οι οποίες δημιουργούνται: Με αντιδράσεις του αζώτου με το οξυγόνο, οι οποίες πραγματοποιούνται σε υψηλές θερμοκρασίες, που δημιουργούνται από αστραπές και πυρκαγιές. Οι αντιδράσεις αυτές οδηγούν στο σχηματισμό οξειδίων του αζώτου. Στις ρίζες των ψυχανθών (τριφύλι, φακές, φασόλια...) από τα αζωτοδεσμευτικά βακτήρια. Τα φυτοφάγα ζώα το παραλαμβάνουν από τα φυτά που αποτελούν την τροφή τους, ενώ τα σαρκοφάγα τρώγοντας τα φυτοφάγα. Με το θάνατο των φυτών και των ζώων, οι πρωτεΐνες τους αποσυντήθενται και επανέρχονται στο έδαφος, με τη μορφή αζωτούχων ενώσεων, που με τη σειρά τους διασπώνται από βακτήρια και σχηματίζεται άζωτο που επιστρέφει στον αέρα.

38 312 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Το διοξείδιο του άνθρακα Ποια είναι η βιολογική σημασία του διοξειδίου του άνθρακα; Το διοξείδιο του άνθρακα είναι απαραίτητο στα φυτά για τη λειτουργία της φωτοσύνθεσης. Το διοξείδιο του άνθρακα υπάρχει στην ατμόσφαιρα, σε ποσοστό 0,032 % κ.ο. Που χρησιμοποιούμε το διοξείδιο του άνθρακα; Επειδή το διοξείδιο του άνθρακα είναι αδρανές αέριο και δεν καίγεται, χρησιμοποιείται στους πυροσβεστήρες ως υλικό κατάσβεσης. Το στερεό διοξείδιο του άνθρακα που είναι γνωστό και ως ξηρός πάγος χρησιμοποιείται μαζί με διάφορους διαλύτες ως ψυκτικό μέσο. Επίσης, το διοξείδιο του άνθρακα είναι συστατικό διαφόρων αναψυκτικών και ποτών. Τι είναι το φαινόμενο του θερμοκηπίου; Κατά τη διάρκεια της ημέρας, η Γη δέχεται την ηλιακή ακτινοβολία. Ένα μέρος της ακτινοβολίας αυτής επανεκπέμπεται από τη Γη, ενώ ένα άλλο μέρος της απορροφάται από ορισμένα αέρια της ατμόσφαιρας, όπως το διοξείδιο του άνθρακα, τα οξείδια του αζώτου και το μεθάνιο. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα η μέση θερμοκρασία της Γης να είναι περίπου 15 o C. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται φαινόμενο του θερμοκηπίου. Να σημειώσουμε ότι χωρίς το φαινόμενο του θερμοκηπίου, η Γη θα ήταν ακατάλληλη για ζωή, γιατί η θερμοκρασία της θα ήταν πολύ χαμηλότερη.

39 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 313 Τι προβλήματα δημιουργεί η αύξηση της ποσότητας του διοξειδίου του άνθρακα στη ατμόσφαιρα; Τα τελευταία χρόνια η ποσότητα του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα έχει αυξηθεί λόγω ανθρωπογενών δραστηριοτήτων όπως η κατανάλωση καυσίμων. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να εντείνεται το φαινόμενο του θερμοκηπίου και να υπάρχει ο κίνδυνος αύξησης της μέσης θερμοκρασίας του πλανήτη. Το παραπάνω έχει σαν συνέπεια κλιματολογικές αλλαγές, οι οποίες ενδεχομένως εγκυμονούν κινδύνους για την ανθρωπότητα.

40 314 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Το στρατοσφαιρικό όζον Τι γνωρίζετε για το όζον; Το όζον είναι μία μορφή οξυγόνου, στην οποία το μόριό της αποτελείται από 3 άτομα οξυγόνου (Ο 3 ). Το 90% του όζοντος βρίσκεται στη στρατόσφαιρα. Το όζον έχει μεγάλη βιολογική σημασία, γιατί απορροφά τις υπεριώδεις ηλιακές ακτινοβολίες, οι οποίες είναι επικίνδυνες για τους ζωντανούς οργανισμούς, καθώς προκαλούν δερματολογικές παθήσεις, οφθαλμολογικές παθήσεις και αλλοιώσεις του γενετικού υλικού. Τι γνωρίζετε για την τρύπα του όζοντος; Ως τρύπα του όζοντος ονομάζεται το φαινόμενο της μείωσης του στρατοσφαιρικού όζοντος. Υπεύθυνοι για τη δημιουργία της τρύπας του όζοντος είναι οι χλωροφθοράνθρακες (CFCs), οι οποίοι είναι οργανικές ενώσεις που αποτελούνται από άνθρακα, χλώριο και φθόριο. Χρησιμοποιούνται από τον άνθρωπο σε σπρέι και σε ψυκτικά μηχανήματα. Οι χλωροφθοράνθρακες διαχέονται στην ατμόσφαιρα και αποσυντίθενται στη στρατόσφαιρα, όπου κάθε άτομο χλωρίου που προκύπτει καταστρέφει μόρια όζοντος. Για να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα, γίνονται προσπάθειες για σταδιακή μείωση της παραγωγής χλωροφθορανθράκων.

41 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 315 Η ρύπανση του αέρα Τι ονομάζεται ρύπανση του αέρα; Ρύπανση του αέρα ονομάζεται η παρουσία στον αέρα χημικών ουσιών ξένων προς τα φυσιολογικά συστατικά του, ή η μεταβολή της ποσοτικής σύστασης του αέρα, πέρα από κάποια όρια. Οι ουσίες που προκαλούν ρύπανση του αέρα ονομάζονται ρύποι ή ρυπαντές. Ποια είναι τα κυριότερα είδη ατμοσφαιρικής ρύπανσης; Η πρώτη πόλη στην οποία παρουσιάστηκε ατμοσφαιρική ρύπανση ήταν το Λονδίνο. Η ρύπανση αυτή οφειλόταν στα καυσαέρια από την καύση του κάρβουνου και ονομάστηκε αιθαλομίχλη ή καπνομίχλη. Ένα άλλο είδος ρύπανσης είναι η φωτοχημική ρύπανση ή φωτοχημικό νέφος, η οποία οφείλεται στα καυσαέρια των αυτοκινήτων και πρωτοεμφανίστηκε στο Λος Άντζελες.

42 316 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Το νερό Σε ποια περιεκτικότητα υπάρχει το νερό στους ζωντανούς οργανισμούς; Το νερό αποτελεί το κύριο συστατικό της μάζας των ζωντανών οργανισμών. Για παράδειγμα, το 67% της μάζας του ανθρώπινου σώματος και περίπου το 80% της μάζας των φρούτων είναι νερό. Να περιγράψετε τον κύκλο του νερού. Τα επιφανειακά νερά εξατμίζονται και σχηματίζουν τα σύννεφα. Όταν τα σύννεφα βρεθούν σε ψυχρό περιβάλλον, συμπυκνώνονται και μετατρέπονται σε βροχή, χιόνι ή χαλάζι και το νερό επιστρέφει στην επιφάνεια της Γης. Το νερό αυτό καταλήγει απευθείας στα επιφανειακά νερά, ή απορροφάται από το έδαφος και οδηγείται στα υπόγεια νερά. Τα υπόγεια νερά, αν βρουν διέξοδο, επιστρέφουν στην επιφάνεια και καταλήγουν στα επιφανειακά νερά. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται κύκλος του νερού στη φύση. Γιατί το νερό ονομάστηκε παγκόσμιος διαλύτης; Το νερό διαλύει σημαντικές ποσότητες από πάρα πολλές χημικές ενώσεις. Επίσης είναι ακίνδυνο, φτηνό και υπάρχει άφθονο στη φύση. Τα παραπάνω έχουν ως αποτέλεσμα το νερό να είναι ο σημαντικότερος διαλύτης για οικιακή και βιομηχανική χρήση. Για αυτό χαρακτηρίζεται ως παγκόσμιος διαλύτης.

43 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 317 Τι ονομάζουμε διαλυτότητα; Διαλυτότητα μίας ουσίας στο νερό ονομάζεται η μέγιστη ποσότητα της ουσίας που μπορεί να διαλυθεί σε ορισμένη ποσότητα νερού. Για παράδειγμα: Σε 100 ml νερού θερμοκρασίας 20 o C, μπορούν να διαλυθούν 36 g χλωριούχου νατρίου (ΝaCl). Επομένως η διαλυτότητα του NaCl στο νερό είναι 36g ανά 100 ml. Από τι εξαρτάται η διαλυτότητα μιας ουσίας στο νερό; Για τις στερεές ουσίες, η διαλυτότητα εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Πιο συγκεκριμένα, για τις περισσότερες, αύξηση της θερμοκρασίας προκαλεί και αύξηση της διαλυτότητας. Για τις αέριες ουσίες, η διαλυτότητα εξαρτάται από τη θερμοκρασία και την πίεση. Να αναφέρετε ορισμένα είδη νερού; Ορισμένα είδη νερού είναι: Σκληρό νερό: Χαρακτηρίζεται το νερό στο οποίο υπάρχουν διαλυμένες μεγάλες ποσότητες αλάτων (κυρίως αλάτων του ασβεστίου και του μαγνησίου). Το νερό αυτό είναι ακατάλληλο για οικιακή χρήση, γιατί τα άλατα επιβαρύνουν τον ανθρώπινο οργανισμό και εμποδίζουν την απορρυπαντική δράση του σαπουνιού. Μαλακό νερό: Χαρακτηρίζεται το νερό που περιέχει μικρές ποσότητες διαλυμένων αλάτων (του μαγνησίου και του ασβεστίου).

44 318 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Το νερό αυτό είναι κατάλληλο για οικιακή χρήση, ενώ αν δεν περιέχει παθογόνους μικροοργανισμούς και έχει ευχάριστη γεύση, είναι και πόσιμο. Αποσταγμένο νερό: Δεν περιέχει καθόλου διαλυμένα άλατα και χρησιμοποιείται στα χημικά εργαστήρια. Αποσταγμένο νερό το οποίο έχει παρασκευαστεί πρόσφατα, είναι πόσιμο. Απιονισμένο νερό: Χαρακτηρίζεται το νερό από το οποίο έχουν απομακρυνθεί τα ιόντα (συνήθως του ασβεστίου και του μαγνησίου). Το απιονισμένο νερό δεν είναι πόσιμο, γιατί μπορεί να περιέχει παθογόνους μικροοργανισμούς. Να περιγράψετε την επεξεργασία του πόσιμου νερού. Το νερό των ποταμών, των λιμνών και των πηγών που χρησιμοποιείται ως πόσιμο, περιέχει διάφορες ανεπιθύμητες προσμίξεις, όπως παθογόνους μικροοργανισμούς, αιωρούμενα σωματίδια και δύσοσμα αέρια. Για αυτό, πριν οδηγηθεί στην κατανάλωση, υφίσταται την παρακάτω επεξεργασία: Διυλίζεται, ώστε να απομακρυνθούν από αυτό οι ξένες προσμίξεις. Χλωριώνεται, για να καταστραφούν οι παθογόνοι μικροοργανισμοί. Φθοριώνεται, γιατί το φθόριο καταπολεμά την τεριδόνα των δοντιών. Ποιες είναι οι κυριότερες αιτίες ρύπανσης του νερού; Οι κυριότερες αιτίες ρύπανσης του νερού είναι: Τα αστικά απόβλητα Τα βιομηχανικά απόβλητα

45 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 319 Τα φυτοφάρμακα και τα λιπάσματα Τα ατυχήματα. Ποιες είναι οι κυριότερες αιτίες της λειψυδρίας; Οι κυριότερες αιτίες του προβλήματος της λειψυδρίας είναι: Η αύξηση της κατανάλωσης του νερού. Ο υπερπλυθισμός σε ορισμένες περιοχές. Η κακή διαχείριση των αποθεμάτων νερού. Η ρύπανση των υπόγειων υδάτων. Η ανεπαρκής εκμετάλλευση των βροχοπτώσεων.

46 320 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Το έδαφος και το υπέδαφος Τι είναι το έδαφος; Έδαφος ονομάζεται η επιδερμίδα της Γης και έχει πάχος ένα έως ενάμισι μέτρο. Η σύστασή του ποικίλει από περιοχή σε περιοχή, αλλά γενικά αποτελείται από πηλό, άμμο, πέτρες, ζωϊκά και φυτικά υπολείμματα, νερό και αέρια. Από τη σύσταση του εδάφους εξαρτάται η γονιμότητά του και οι ποικιλίες των φυτών που ευδοκιμούν σε αυτό. Τι είναι το υπέδαφος; Υπέδαφος ονομάζεται ένα συμπαγές και άγονο στρώμα, το οποίο βρίσκεται κάτω από το έδαφος και αποτελείται συνήθως από σκληρά υλικά, που ποικίλουν σε σύσταση και χρώμα. Τι είναι τα ορυκτά; Ορυκτά ονομάζονται τα φυσικά συστατικά των πετρωμάτων που έχουν καθορισμένη χημική σύσταση, η οποία μπορεί να αποδοθεί με ένα χημικό τύπο. Ο όρος ορυκτό έχει διευρυνθεί και περιλαμβάνει κάθε προϊόν εξόρυξης από το υπέδαφος.

47 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 321 Τι είναι η μεταλλουργία; Μεταλλουργία ονομάζεται η διαδικασία παραλαβής ενός μετάλλου από ένα ορυκτό. Η διαδικασία αυτή είναι πολύπλοκη και απαιτεί επιστημονική και τεχνολογική γνώση, καθώς και ειδικές εγκαταστάσεις. Τι είναι τα κράματα; Κράματα ονομάζονται τα ομογενή μίγματα στοιχείων που εμφανίζουν μεταλλικές ιδιότητες και ένα τουλάχιστον από τα συστατικά τους είναι μέταλλο.

48