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

Transcript

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

2 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 Γ' Τάξη του Γυμνασίου 1. Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας... σελ. 331

3 Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Τα οξέα Τι είναι το ξίδι; Το ξίδι είναι υδατικό διάλυμα οξικού οξέος. Στο οξικό οξύ οφείλονται οι ιδιότητές του. Ποιες είναι οι κοινές ιδιότητες των οξέων; Οι κοινές ιδιότητες των οξέων ή όξινος χαρακτήρας είναι: 1. Έχουν χαρακτηριστική όξινη γεύση 2. Αλλάζουν το χρώμα των δεικτών. 3. Αντιδρούν με τα ανθρακικά άλατα και εκλύεται διοξείδιο του άνθρακα. οξύ + ανθρακικό αλάτι... + διοξείδιο του άνθρακα 4. Αντιδρούν με ορισμένα μέταλλα και εκλύεται υδρογόνο. οξύ + μέταλλο... + υδρογόνο π.χ. 2ΗCl + Ζn ZnCl 2 + H 2 5. Tα υδατικά τους διαλύματα είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού.

4 332 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Με ποια μέταλλα αντιδρούν τα οξέα; Τα οξέα αντιδρούν μόνο με τα μέταλλα που είναι δραστικότερα από το υδρογόνο. Δηλαδή με τα μέταλλα που βρίσκονται αριστερά του υδρογόνου σειρά δραστικότητας. Li K Ca Na Mg Al Zn Fe H Cu Ag Pt Au Πώς παράγονται τα οξέα; Τα οξέα παράγονται κατά τη διάλυση οξειδίων των αμετάλλων (όξινα οξείδια) στο νερό. οξείδιο αμετάλλου + νερό οξύ π.χ. SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 Ποια είναι τα κυριότερα βιομηχανικά οξέα; Τα κυριότερα βιομηχανικά οξέα είναι: ΗCl (aq) : υδροχλωρικό οξύ ή σπίρτο του άλατος. ΗΝΟ 3 : νιτρικό οξύ ή ακουαφόρτε Η 2 SO 4 : θειικό οξύ Τι είναι η κλίμακα ph; Με την κλίμακα του ph μετριέται η ένταση της οξύτητας των διαλυμάτων. Κυμαίνεται από 0 έως 14. Τα όξινα διαλύματα έχουν ph < 7.

5 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 333 Τα ουδέτερα διαλύματα έχουν ph = 7. Τα βασικά διαλύματα έχουν ph > 7. Όσο μικρότερο είναι το ph τόσο πιο όξινο είναι το διάλυμα. Η μέτρηση του ph γίνεται με το πεχαμετρικό χαρτί και με το πεχάμετρο. Ποια οξέα υπάρχουν στον ανθρώπινο οργανισμό; Τα κυριότερα οξέα στον ανθρώπινο οργανισμό είναι: Υδροχλωρικό οξύ: στο γαστρικό υγρό. Αμινοξέα: που αποτελούν δομικό συστατικό των πρωτεϊνών. Πυροσταφυλικό οξύ: που είναι προϊόν της διάσπασης των σακχάρων. Γαλακτικό οξύ: που συσσωρεύεται στους ιστούς μετά από έντονη κόπωση. Ουρικό οξύ: στα ούρα. Τι είναι η όξινη βροχή και ποιες επιπτώσεις έχει; Όξινη χαρακτηρίζεται η βροχή με ph μικρότερο του φυσιολογικού. Οι κυριότερες επιπτώσεις της όξινης βροχής είναι: Καταστροφή των δασών Εξαφάνιση ψαριών από τις λίμνες Γυψοποίηση των μαρμάρων

6 334 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Οι βάσεις Τι είναι το ασβεστόνερο; Ο ασβέστης είναι η χημική ένωση υδροξείδιο του ασβεστίου (Ca(OH) 2 ). Το ασβεστόνερο είναι υδατικό διάλυμα υδροξειδίου του ασβεστίου. Ποιες είναι οι κοινές ιδιότητες των βάσεων; Οι κοινές ιδιότητες των βάσεων ή βασικός χαρακτήρας είναι: 1. Αλλάζουν το χρώμα των δεικτών. 2. Εξουδετερώνουν τα διαλύματα των οξέων. 3. Τα υδατικά διαλύματα είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού. Που οφείλονται οι κοινές ιδιότητες των βασικών διαλυμάτων; Οι κοινές ιδιότητες των βασικών διαλυμάτων οφείλονται στα ανιόντα υδροξειδίου (ΟΗ - ) που παράγονται κατά τη διάλυση της βάσης στο νερό. Ποιες είναι οι βάσεις με ιδιαίτερο ενδιαφέρον; Ορισμένες βάσεις με ιδιαίτερο ενδιαφέρον είναι: ΝαΟΗ: υδροξείδιο του νατρίου ή καυστικό νάτριο ΚΟΗ: υδροξείδιου του καλίου ή καυστικό κάλιο ΝΗ 3 : αμμωνία

7 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 335 Πώς παράγονται οι βάσεις; Οι βάσεις παράγονται κατά τη διάλυση οξειδίων των μετάλλων (βασικά οξείδια) στο νερό. οξείδιο μετάλλου + νερό βάση π.χ. CaO + H 2 O Ca(OH) 2 Tι γνωρίζετε για το ph των βασικών διαλυμάτων; Τα διαλύματα των βάσεων έχουν ph > 7. Όσο μεγαλύτερο είναι το ph τόσο βασικότερο είναι το διάλυμα. Ποιος είναι ο μηχανισμός της εξουδετέρωσης; Κατά την εξουδετέρωση τα κατιόντα υδρογόνου (Η+) που προέρχονται από το οξύ αντιδρούν με τα ανιόντα υδροξειδίου (ΟΗ-) που προέρχονται από τη βάση και παράγονται μόρια νερού H OH H2O aq aq Μετά το τέλος της αντίδρασης το διάλυμα είναι ουδέτερο με ph = 7. Ποιες βάσεις χρησιμοποιούμε στην καθημερινή ζωή; Ορισμένες οδοντόπαστες περιέχουν βάσεις για να εξουδετερώνουν τα οξέα της στοματικής κοιλότητας. Τα δισκία για τη βαρυστομαχιά και τις ξυνίλες περιέχουν οξείδιο του μαγνησίου το οποίο είναι βασικό οξείδιο.

8 336 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Για την απομάκρυνση λεκέδων που οφείλονται σε λίπη χρησιμοποιούνται καθαριστικά που περιέχουν βάσεις. Το τσίμπημα της μέλισσας αντιμετωπίζεται με προστριβή της περιοχής με διάλυμα αμμωνίας ή σόδας. Γιατί θολώνει το ασβεστόνερο όταν εκπνέουμε μέσα σ αυτό; Το θόλωμα οφείλεται στο ανθρακικό ασβέστιο που σχηματίζεται από την αντίδραση του διοξειδίου του άνθρακα που περιέχεται στην εκπνοή μας με το υδροξείδιο του ασβεστίου που υπάρχει στο διάλυμα CO Ca OH 2 CaCO H O Το ανθρακικό ασβέστιο είναι αδιάλυτο στο νερό και προκαλεί το θόλωμα. Ποια κονιάματα ονομάζονται αεροπαγή και ποια υδατοπαγή ή υδραυλικά; Δώστε από ένα παράδειγμα. Αεροπαγή ονομάζονται τα κονιάματα που σκληραίνουν με τη βοήθεια του αέρα. Αεροπαγές κονίαμα είναι το ασβεστοκονίαμα το οποίο είναι μίγμα ασβέστη, άμμου και νερού. Υδατοπαγή ή υδραυλικά είναι τα κονιάματα, που σκληραίνουν με την προσθήκη νερού. Το κύριο συστατικό των κονιαμάτων αυτών είναι το τσιμέντο. Υδατοπαγές κονίαμα είναι το σκυροκονίαμα ή μπετόν που είναι μίγμα άμμου, χαλικιών και νερού.

9 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 337 Τα άλατα Τι γνωρίζετε για το κοινό μαγειρικό αλάτι; Το κοινό μαγειρικό αλάτι είναι η χημική ένωση χλωριούχο νάτριο (NaCl). Το αλάτι παραλαμβάνεται από το νερό της θάλασσας κυρίως από τις αλυκές, οι οποίες είναι δεξαμενές δίπλα στη θάλασσα. Γιατί το υδατικό διάλυμα χλωριούζου νατρίου είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού; Το χλωριούχο νάτριο είναι ένα κρυσταλλικό στερεό. Το κρυσταλλικό πλέγμα που αποτελείται από τα κατιόντα Na + και τα ανιόντα Cl διατεταγμένα στο χώρο χωρίς να υπάρχουν μόρια χλωριούχου νατρίου. Με τη διάλυση στο νερό καταστρέφεται το κρυσταλλικό πλέγμα και τα ιόντα ελευθερώνονται στο διάλυμα. Η αγωγιμότητα του διαλύματος οφείλεται στην κίνηση των παραπάνω ιόντων αν στο διάλυμα βυθίσουμε ηλεκτρόδια. Ποιες είναι οι χρήσεις του χλωριούχου νατρίου; Οι κυριότερές του χρήσεις είναι: Σαν άρτυμα στη μαγειρική. Αρτύματα είναι οι ουσίες που προστίθενται στα φαγητά για να τα κάνουν πιο εύγευστα. Σαν συντηρητικό για πολλά τρόφιμα. Κρέας, ψάρια, ελιές, τουρσιά, τυριά κ.α. διατηρούνται για μεγάλο χρονικό διάστημα σε αλάτι (παστά τρόφιμα). Σαν αντιπηκτικό. Το νερό πήζει στους 0 ο C, αλλά αν διαλύσουμε αλάτι σε αυτό, το σημείο πήξεως μειώνεται. Για αυτό χρησιμοποιείται στους αυτοκινητόδρομους το χειμώνα, για να λυώνει τα χιόνια και τους πάγους.

10 338 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Ποιες είναι οι κοινές ιδιότητες των αλάτων; Οι κοινές ιδιότητες των αλάτων είναι: 1. Είναι στερεές κρυσταλλικές ουσίες (σε συνήθη θερμοκρασία). 2. Είναι ηλεκτρολύτες, δηλαδή τα διαλύμα και τα τήγματά τους άγουν το ηλεκτρικό ρεύμα. 3. Εμφανίζουν υψηλά σημεία ζέσης και τήξης. Με ποιους τρόπους παρασκευάζονται τα άλατα; Τα άλατα μπορούν να παρασκευαστούν με δύο τρόπους: α. Με εξουδετέρωση: Η αντίδραση εξουδετέρωσης έχει τη γενική μορφή: οξύ + βάση αλάτι + νερό Παράδειγμα: HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H 2 O(l) Τα άλας NaCl που παρασκευάστηκε με αυτό τον τρόπο είναι ευδιάλυτο και παραμένει διαλυμένο στο νερό. β. Με καταβύθιση: Με αυτόν τον τρόπο παρασκευάζονται τα δυσδιάλυτα άλατα, όπως ο χλωριούχος άργυρος (AgCl). AgNO 3(aq) + NaCl (aq) AgCl (s) + NaNO 3(aq) Με ανάλογο τρόπο παρασκευάζεται και το ανθρακικό ασβέστιο. CaCl 2(aq) + Na 2 CO 3(aq) 2NaCl (aq) + CaCO 3(s)

11 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 339 Τι ονομάζουμε διαλυτότητα, ποια άλατα χαρακτηρίζονται ευδιάλυτα και ποια δυσδιάλυτα στο νερό; Διαλυτότητα μίας ουσίας σε κάποιο διαλύτη ονομάζεται το μέγεθος που εκφράζει τη μέγιστη ποσότητα ουσίας που μπορεί να διαλυθεί σε ορισμένη ποσότητα του διαλύτη. Συνήθως η διαλυτότητα είναι η μεγαλύτερη ποσότητα ουσίας που μπορεί να διαλυθεί σε 100 g διαλύτη, σε συγκεκριμένη θερμοκρασία. Ευδιάλυτα χαρακτηρίζονται τα άλατα που διαλύονται σε μεγάλες ποσότητες στο νερό. Δυσδιάλυτα χαρακτηρίζονται τα άλατα που διαλύονται πολύ λίγο ή καθόλου στο νερό. Τι γνωρίζετε για τα λιπάσματα; Λιπάσματα είναι οι ουσίες οι οποίες προστίθενται στο έδαφος για να αναπληρώσουν τα στοιχεία που καταναλώνονται από τα φυτά. Τα λιπάσματα μπορεί να είναι φυσικά όπως η κοπριά των ζώων ή τεχνητά, τα οποία είναι ευδιάλυτα άλατα όπως το νιτρικό αμμώνιο, το θειικό κάλιο και άλλα. Μικτά ονομάζονται τα λιπάσματα που περιέχουν μίγμα ενώσεων του αζώτου, του φωσφόρου και του καλίου.

12 340 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Ο περιοδικός πίνακας Τι είναι ο περιοδικός πίνακας; Ο περιοδικός πίνακας είναι μια ταξινόμηση των γνωστών χημικών στοιχείων με βάση τον ατομικό αριθμό. Οι ομάδες στον περιοδικό πίνακα είναι οι 18 κάθετες στήλες του. Τα στοιχεία που βρίσκονται στην ίδια ομάδα (ίδια στήλη) έχουν παρόμοιες ιδιότητες. Οι περίοδοι στον περιοδικό πίνακα είναι οι οριζόντιες σειρές του. Ο περιοδικός πίνακας περιλαμβάνει 7 περιόδους. Τι σημαίνει η έκφραση οι ιδιότητες των στοιχείων μεταβάλλονται περιοδικά σε σχέση με τον ατομικό αριθμό ; Η έκφραση αυτή σημαίνει ότι όταν τοποθετούμε τα στοιχεία κατά αύξοντα ατομικό αριθμό θα διαπιστώσουμε ότι οι ιδιότητες τους επαναλαμβάνονται. Ουσιαστικά στον περιοδικό πίνακα τα στοιχεία που βρίσκονται στην ίδια ομάδα έχουν παρόμοιες ιδιότητες. Ποιες είναι οι κυριότερες ομάδες του περιοδικού πίνακα; Οι κυριότερες ομάδες του περιοδικού πίνακα είναι: Τα αλκάλια, που είναι τα στοιχεία της πρώτης ομάδας του περιοδικού πίνακα εκτός από το υδρογόνο. Οι αλκαλικές γαίες, που είναι τα στοιχεία της δεύτερης ομάδας του περιοδικού πίνακα. Τα αλογόνα, που είναι τα στοιχεία της δέκατης έβδομης ομάδας του περιοδικού πίνακα. Τα ευγενή αέρια, που είναι τα στοιχεία της δέκατης όγδοης ομάδας του περιοδικού πίνακα.

13 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 341 Τα αλκάλια Ποια είναι τα αλκάλια; Στα αλκάλια ανήκουν τα στοιχεία της 1ης ομάδας του περιοδικού πίνακα εκτός από το υδρογόνο. Τα στοιχεία που περιλαμβάνει η ομάδα αυτή είναι: Ποιες είναι οι φυσικές ιδιότητες των αλκαλίων; Τα αλκάλια έχουν κοινές τις παρακάτω φυσικές ιδιότητες: 1.Είναι μέταλλα μαλακά. 2. Έχουν μικρή πυκνότητα. 3. Είναι μέταλλα εύτηκτα. 4. Έχουν μεταλλική λάμψη και χρώμα αργυρόλευκο. Ποιες είναι οι χημικές ιδιότητες των αλκαλίων; Οι κοινές χημικές ιδιότητες των αλκαλίων είναι: 1. Αντιδρούν εύκολα με το οξυγόνο του αέρα επιφανειακά δίνοντας οξείδια. Παράδειγμα: 2Νa + ½ Ο 2 Νa 2 Ο

14 342 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 2. Αντιδρούν βίαια με το νερό σχηματίζοντας βάσεις με ταυτόχρονη έκλυση υδρογόνου. Παράδειγμα: Na + H 2 O NaOH + ½ H 2 3. Αναφλέγονται και δίνουν φλόγες χαρακτηριστικών χρωμάτων: 4. Πρόκειται για δραστικά μέταλλα (δηλαδή αντιδρούν πολύ εύκολα) και η δραστικότητα τους αυξάνεται από το Li ως το Cs. Δηλαδή: Li < Νa < Κ < Rb < Cs

15 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 343 Τα αλογόνα Ποια είναι τα αλογόνα; Στα αλογόνα ανήκουν τα στοιχεία της 17ης ομάδας του περιοδικού πίνακα. Τα στοιχεία που περιλαμβάνει η ομάδα αυτή είναι: Ποιες είναι οι φυσικές ιδιότητες των αλογόνων; Οι σημαντικότερες ιδιότητες των αλογόνων φαίνονται στον παρακάτω πίνακα: Ποιες είναι οι χημικές ιδιότητες των αλογόνων; Οι κοινές χημικές ιδιότητες των αλογόνων είναι:

16 344 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 1. Είναι όλα αμέταλλα στοιχεία. 2. Είναι όλα τοξικά, δηλαδή επικίνδυνα δηλητήρια. 3. Σχηματίζουν διατομικά μόρια. 4. Αντιδρούν με μέταλλα και σχηματίζουν άλατα. Για το λόγο αυτό ονομάζονται και γόνοι άλατος (αλογόνα ή αλατογόνα). Παράδειγμα: Νa + ½ Cl 2 ΝaCl 5. Διαλύονται σε μικρές ποσότητες στο νερό, με το οποίο και αντιδρούν. Το φθόριο αντιδρά με το νερό δίνοντας ταυτόχρονα οξυγόνο και όζον. Τι γνωρίζετε για το βάμμα του ιωδίου; Το διάλυμα ιωδίου και ιωδιούχου καλίου σε νερό και αιθυλική αλκοόλη είναι γνωστό ως βάμμα του ιωδίου. Το βάμμα του ιωδίου έχει αντισηπτικές ιδιότητες και χρησιμοποιείται σε επιφανειακές πληγές. Τι γνωρίζετε για τη χλωρίνη; Το χλώριο αντιδρά με το υδροξείδιο του νατρίου σχηματίζοντας υποχλωριώδες νάτριο. To διάλυμα του υποχλωριώδους νατρίου (ΝaClO) ονομάζεται χλωρίνη CΙ 2 + 2ΝaOΗ ΝaCΙΟ + ΝaCΙ + Η 2 0 Η χλωρίνη είναι υγρό διάλυμα, τοξικό, επιβλαβές και ερεθιστικό. Χρησιμοποιείται ως λευκαντικό ρούχων και ως απολυμαντικό χώρων. Η χλωρίνη είναι δηλητήριο για τη φύση και τον άνθρωπο. Όταν αναμιχθεί με απορρυπαντικά και προϊόντα καθαρισμού που περιέχουν φωσφορικά ή άλλα οξέα, γίνονται αντιδράσεις που οδηγούν στον σχηματισμό χλωρίου και υδροχλωρίου, τα οποία είναι δηλητήρια. Όταν αντιδράσει με προϊόντα που περιέχουν αμμωνία, παράγονται ουσίες που προκαλούν ναυτία, ερεθισμούς ή ακόμα και πνευμονικό οίδημα.

17 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 345 Ο άνθρακας Σε ποιες μορφές συναντάμε τον άνθρακα στη φύση; Ο άνθρακας στη φύση συναντάται με τις παρακάτω μορφές: Καθαρός με τη μορφή διαμαντιού ή γραφίτη. Ορυκτός στους γαιάνθρακες. Ενωμένος με άλλα στοιχεία. Ποιες ενώσεις ονομάζονται οργανικές; Οργανικές ονομάζονται όλες οι ενώσεις του άνθρακα εκτός από τα οξείδια του άνθρακα (CO, CO 2 ) το ανθρακικό οξύ (H 2 CO 3 ) και τα ανθρακικά άλατα. Ο κλάδος της χημείας που μελετά τις οργανικές ενώσεις ονομάζεται οργανική χημεία. Ποιοι άνθρακες χαρακτηρίζονται κρυσταλλικοί και ποιοι άμορφοι; Κρυσταλλικοί είναι οι άνθρακες στους οποίους τα άτομα εμφανίζουν κανονική διάταξη σε κρυσταλλικό πλέγμα. Ενώ άμορφοι αυτοί που η διάταξη των ατόμων του άνθρακα είναι τυχαία. Τι γνωρίζεται για το διαμάντι; Το διαμάντι είναι καθαρή μορφή κρυσταλλικού άνθρακα και έχει τις εξής ιδιότητες: 1. Αποτελείται από διαφανείς κρυστάλλους.

18 346 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 2. Είναι κακός αγωγός του ηλεκτρισμού. 3. Λόγω προσμείξεων τα διαμάντια υπάρχουν σε διάφορες αποχρώσεις πορτοκαλί κίτρινα πράσινα κόκκινα μπλε ή μαύρα. 4. Είναι το πιο σκληρό φυσικό υλικό (παίρνει την τιμή 10 στην κλίμακα Μοhs). 5. Το βάρος του μετριέται σε καράτια (1 καράτι = 0,2 g). Τα διαμάντια χρησιμοποιούνται ευρύτατα για την κατασκευή: Κοσμημάτων. Κοπτικών και λειαντικών εργαλείων και γεωτρυπάνων. Τι γνωρίζεται για το γραφίτη; Ο γραφίτης είναι καθαρή μορφή κρυσταλλικού άνθρακα και έχει τις εξής ιδιότητες: 1. Είναι μαύρος και διαφανής 2. Είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού και της θερμότητας. 3. Είναι μαλακός. Ο γραφίτης χρησιμοποιείται: Στην κατασκευή ηλεκτροδίων, στα ηλεκτρικά καμίνια και στις μπαταρίες. Στην κατασκευή μολυβιών γραφής. Η σκόνη του μαζί με ορυκτέλαια αποτελεί ειδικό λιπαντικό. Τι είναι η απανθράκωση; Απανθράκωση ονομάζεται η χημική διεργασία κατά την οποία μία οργανική ένωση απουσία αέρα και κάτω από την επίδραση υψηλών θερμοκρασιών μετατρέπεται σε στερεό που αποτελείται κυρίως από άνθρακα.

19 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 347 Τι είναι οι γαιάνθρακες; Οι γαιάνθρακες είναι ορυκτοί άνθρακες που σχηματίστηκαν πριν από εκατομμύρια χρόνια με βραδεία απανθράκωση φυτικών οργανισμών, απουσία αέρα και κάτω από την επίδραση υψηλών θερμοκρασιών και μεγάλων πιέσεων. Ποιες κατηγορίες γαιανθράκων υπάρχουν ανάλογα με την περιεκτικότητά τους σε άνθρακα; Υπάρχουν τέσσερις κατηγορίες γαιανθράκων, ανάλογα με την περιεκτικότητα τους σε άνθρακα. Τι γνωρίζετε για το κωκ; Το κωκ προκύπτει ως στερεό υπόλειμμα της θέρμανσης των λιθανθράκων σε υψηλές θερμοκρασίες, απουσία αέρα. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται ξηρή απόσταξη του λιθάνθρακα. Χρησιμοποιείται στη μεταλλουργία ως αναγωγικό μέσο και ως καύσιμο.

20 348 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Τι γνωρίζετε για τους ξυλάνθρακες ή ξυλοκάρβουνα; Οι ξυλάνθρακες παρασκευάζονται με ξηρή απόσταξη των ξύλων. Χρησιμοποιούνται ως καύσιμα. Έχουν μεγαλύτερη θερμαντική ικανότητα από τα ξύλα και αφήνουν λιγότερα υπολείμματα. Τι γνωρίζετε για τον ενεργό και το ζωικό άνθρακα; Ο ενεργός άνθρακας είναι προϊόν απανθράκωσης ειδικών και σκληρών ξύλων. Έχει την ικανότητα να συγκρατεί (προσρόφηση) στην επιφάνεια του αέρια, ατμούς και σώματα σε κολλοειδή διασπορά, επειδή είναι πορώδης. Χρησιμοποιείται στα φίλτρα των αντιασφυξιογόνων προσωπίδων (μάσκες) και για τον αποχρωματισμό διαλυμάτων. Ο ζωικός άνθρακας παρασκευάζεται με απανθράκωση ζωικών ουσιών, όπως κόκαλα (οστά), αίμα κ.λπ. Είναι πορώδης, όπως και ο ενεργός άνθρακας, αλλά έχει ισχυρότερες προσροφητικές ικανότητες. Χρησιμοποιείται για τον αποχρωματισμό της ζάχαρης, ως αποσμητικό, για την απορρόφηση των αερίων του στομάχου.

21 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 349 Το πυρίτιο Σε ποιες μορφές συναντάμε το πυρίτιο στη φύση; Το πυρίτιο αποτελεί το 25% w/w της μάζας του στερεού φλοιού της γης. Είναι το δεύτερο πιο διαδιδόμενο στοιχείο μετά το οξυγόνο. Δε συναντάται ελεύθερο στη φύση. Ενωμένο βρίσκεται κυρίος ως διοξείδιο του πυριτίου SiO 2 (άμμος) και ως πυριτικά άλατα. Πώς παρασκευάζεται το γυαλί; Το γυαλί παρασκευάζεται με σύντηξη, σε ειδικά καμίνια, άμμου (SiO 2 ), σόδας (Na 2 CO 3 ) και ασβεστόλιθου (CaCO 3 ). Με την προσθήκη οξειδίων των μετάλλων στο τήγμα το γυαλί παίρνει διάφορους χρωματισμούς. Τι γνωρίζετε για τα θερμοανθεκτικά γυαλιά; Πρόκειται για γυαλιά που αντέχουν σε απότομες μεταβολές της θερμοκρασίας και γι αυτό χρησιμοποιούνται σε συσκευές χημικών εργαστηρίων και σε είδη οικιακής χρήσης. Τι είναι ο χαλαζίας; Πρόκειται για άχρωμο διαφανές ορυκτό SiO 2, το οποίο, όταν πυρωθεί, μετατρέπεται σε γυαλί. Χρησιμοποιείται για την κατασκευή χημικών κρυστάλλων καθώς και στην ωρολογοποιία.

22 350 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Τι γνωρίζετε για τα κρύσταλλα; Τα κρύσταλλα προκύπτουν αν κατά την κατασκευή κοινού γυαλιού ένα μέρος του ασβεστόλιθου αντικατασταθεί με οξείδιο του μόλυβδου και μέρος του ανθρακικού νατρίου με ανθρακικό κάλιο. Παρουσιάζουν μεγάλη διάυγεια, διαφάνεια και χρησιμοποιούνται για την κατασκευή οπτικών οργάνων και ειδών πολυτελείας. Τι γνωρίζετε για τα κεραμικά; Πρώτη ύλη για την κατασκευή κεραμικών είναι η άργιλος, η οποία είναι πυριτική ένωση του αργιλίου. Η άργιλος διαβρέχεται με νερό, δίνοντας μια πλαστική και ευκατέργαστη μάζα, από την οποία πλάθονται διάφορα αντικείμενα. Τα αντικείμενα αυτά, στη συνέχεια, ψήνονται σε ειδικούς φούρνους, διατηρώντας μόνιμα το σχήμα τους (κεραμίδια, τούβλα, γλάστρες κ.α.). Καθαρή μορφή αργίλου είναι ο καολίνης και ακάθαρτη είναι ο πηλός. Δύο είδη κεραμικών καλύτερης ποιότητας είναι τα εξής: α. Η πορσελάνη. Κατασκευάζεται από τον καολίνη και είναι το καλύτερο είδος κεραμικού. β. Τα πυρίμαχα κεραμικά. Κατασκευάζονται από ειδικής ποιότητας άργιλο που περιέχει ΜgO και αντέχουν στις υψηλές θερμοκρασίες (πυρίμαχα). Τι είναι οι οπτικές ίνες; Οι οπτικές ίνες είναι υλικά που περιέχουν πυρίτιο και μπορούν να αντικαταστήσουν τους μεταλλικούς αγωγούς σε τηλεπικοινωνιακές εφαρμογές, λόγω ταχύτερης διακίνησης μεγαλύτερου όγκου πληροφοριών.

23 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 351 Τι είναι οι ημιαγωγοί; Οι ημιαγωγοί είναι υλικά που περιέχουν πυρίτιο (ή γερμάνιο). Έχουν την ιδιότητα, σε αντίθεση με τους μεταλλικούς αγωγούς, να εμφανίζουν ηλεκτρική αγωγιμότητα σε υψηλή θερμοκρασία. Χρησιμοποιούνται κυρίως στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Τι είναι οι σιλικόνες; Οι σιλικόνες είναι μεγαλομοριακές ενώσεις του Si με C, Η και Ο. Χρησιμοποιούνται στα λιπαντικά τα χρώματα στα βερνίκια τα καλλυντικά. Επίσης χρησιμοποιούνται στην ιατρική και την πλαστική χειρουργική.

24 352 Το πετρέλαιο ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Τι ονομάζουμε αργό ή φυσικό πετρέλαιο και ποια η σύστασή του; Αργό ή φυσικό πετρέλαιο είναι ένα παχύρευστο καστανόμαυρο υγρό, με δυσάρεστη χαρακτηριστική οσμή, που βρίσκεται σε υπόγειες ή υποθαλάσσιες κοιλότητες και αντλείται με γεωτρήσεις. Το αργό πετρέλαιο είναι κυρίως μίγμα υδρογονονθράκων, δηλαδή ενώσεων που αποτελούνται από άνθρακα και υδρογόνο. Περιέχει επίσης ενώσεις του αζώτου και του θείου. Πώς σχηματίστηκε το αργό πετρέλαιο; Πριν από εκατομμύρια χρόνια, μεγάλες ποσότητες ζωϊκών και φυτικών μικροοργανισμών που ζούσαν στη θάλλασα (πλαγκτόν), καταπλακώθηκαν από όγκους πετρωμάτων και συσσωρεύτηκαν στο στερεό φλοιό της γης. Με την πάροδο του χρόνου και την επίδραση υψηλών θερμοκρασιών και πιέσεων, τα συστατικά του πλαγκτόν μετατράπηκαν στις οργανικές ενώσεις που α- ποτελούν το πετρέλαιο. Τι είναι τα κοιτάσματα πετρελαίου; Κοιτάσματα πετρελαίου ονομάζονται οι υποθαλάσσιες ή υπόγειες περιοχές όπου συσσωρεύεται το πετρέλαιο. Σε ένα κοίτασμα πετρελαίου, εκτός από το αργό πετρέλαιο, σχεδόν πάντα υ- πάρχουν αέρια, τα οποία βρίσκονται πάνω από αυτό και αλμυρό νερό, κάτω από αυτό.

25 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 353 Τι γνωρίζετε για τη διύλιση του αργού πετρελαίου; Η διαδικασία της διύλισης αποτελείται από δύο στάδια, την αποθείωση και την κλασματική απόσταξη. Αποθείωση είναι η κατεργασία του αργού πετρελαίου, για να απομακρυνθούν οι προσμίξεις του θείου. Μετά το τέλος της αποθείωσης το πετρέλαιο είναι ένα μίγμα υγρών υδρογονανθράκων, στους οποίους είναι διαλυμένοι στερεοί και αέριοι υδρογονάνθρακες. Κλασματική απόσταξη είναι η κατεργασία με την οποία το πετρέλαιο διαχωρίζεται σε διάφορα κλάσματα, τα οποία είναι μίγματα ενώσεων με παραπλήσια σημεία βρασμού. Η κλασματική απόσταξη πραγματοποιείται στην κλασματική στήλη, μετά την αποθείωση. Τι γνωρίζετε για τη βενζίνη; Η βενζίνη είναι παράγωγο του πετρελαίου, το οποίο χρησιμοποιείται ως καύσιμο στους κινητήρες των αυτοκινήτων. Η βενζίνη που χρησιμοποιούμε στα αυτοκίνητα μας παράγεται μετά από ειδική επεξεργασία του κλάσματος του πετρελαίου στο οποίο περιέχεται. Ο αριθμός οκτανίου μιας βενζίνης μας δείχνει τη συμπεριφορά της βενζίνης κατά την καύση στον κινητήρα. Για να βελτιωθεί η ποιότητα σε ορισμένες τύπους βενζίνης προστίθενται κυρίως ενώσεις του μολύβδου. Επειδή η ποσότητα της βενζίνης που παράγεται δεν επαρκεί για να καλύψει τις ανάγκες σε καύσιμα, για να αυξηθεί η ποσότητα της βενζίνης γίνεται μετατροπή των κλασμάτων του πετρελαίου με υψηλότερο σημείο βρασμού σε βενζίνη. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται αναμόρφωση κλασμάτων του πετρελαίου.

26 354 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Ποια είναι τα κυριότερα κλάσματα του αργού πετρελαίου; Τα κυριότερα κλάσματα του αργού πετρελαίου φάινονται στον παρακάτω πίνακα: Τι γνωρίζετε για το φυσικό αέριο; Το φυσικό αέριο είναι μίγμα αερίων υδρογονανθράκων και αποτελείται κυρίως από μεθάνιο. Εξάγεται από υποθαλάσσιες ή υπόγειες φυσικές κοιλότητες και χρησιμοποιείται ως καύσιμο ή ως πρώτη ύλη στην πετροχημική βιομηχανία.

27 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 355 Οι υδρογονάνθρακες Ποιες ενώσεις ονομάζονται υδρογονάνθρακες; Υδρογονάνθρακες ονομάζονται οι ενώσεις που αποτελούνται μόνο από άνθρακα (C) και υδρογόνο (Η). Ορισμένοι υδρογονάνθρακες, μαζί με τα ονοματά τους φαίνονται στον παρακάτω πίνακα: Τι γνωρίζετε για την καύση των υδρογονανθράκων; Καύση ονομάζεται η ταχύτατη αντίδραση ενός υδρογονάνθρακα με το οξυγόνο, η οποία συνοδεύεται από εμφάνιση φλόγας και έκλυση θερμότητας. Οι καύσεις τως υδρογονανθράκων διακρίνονται σε: α. Πλήρεις ή τέλειες β. Ατελείς Το είδος της καύσης που θα πραγματοποιηθεί εξαρτάται από την ποσότητα οξυγόνου που υπάρχει. Πλήρης καύση: Πραγματοποιείται όταν έχουμε επάρκεια οξυγόνου. Στην περίπτωση αυτή, ο άνθρακας και το υδρογόνο ενώνονται με το οξυγόνο και παράγονται διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ) και υδρατμοί (Η 2 Ο).

28 356 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Ατελής καύση: Πραγματοποιείται όταν η ποσότητα του οξυγόνου είναι λιγότερη από αυτή που χρειάζεται για την τέλεια καύση. Στην περίπτωση αυτή τα προϊόντα μπορεί να περιέχουν μονοξείδιο του άνθρακα (CO) ή άνθρακα (C) μαζί με υδρατμούς (Η 2 Ο). Ορισμένες φορές μετά το τέλος της αντίδρασης υπάρχει και μια ποσότητα υδρογονάνθρακα που δεν έχει καεί. Πώς γράφουμε τη χημική εξίσωση που περιγράφει την καύση ενός υδρογονάνθρακα; 1 ο βήμα: Γράφουμε τα αντιδρώντα (αριστερά) και τα προϊόντα (δεξιά), τα οποία συνδέονται με ένα βέλος. C 3 H 8 + O 2 CO 2 + H 2 O αντιδρώντα προϊόντα Στη συνέχεια θα πρέπει να ισοσταθμίσουμε την αντίδραση. Δηλαδή, να έχουμε ίδιο αριθμό ατόμων κάθε στοιχείου στα αντιδρώντα και στα προϊόντα. Αυτό γίνεται με τη βοήθεια των συντελεστών. 2 ο βήμα: Τα άτομα του άνθρακα (C) στα αντιδρώντα είναι τρία, ενώ στα προϊόντα ένα. Για αυτό τοποθετούμε συντελεστή 3 στο διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ): C 3 H 8 + O 2 3CO 2 + H 2 O 3 ο βήμα: Τα άτομα του υδρογόνου (Η) στα αντιδρώντα είναι οκτώ, ενώ στα προϊόντα δύο. Για αυτό τοποθετούμε συντελεστή 4 στο νερό (Η 2 Ο): C 3 H 8 + O 2 3CO2 + 4Η 2 Ο2

29 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας ο βήμα: Τα άτομα του οξυγόνου (Ο) στα προϊόντα είναι δέκα, ενώ στα αντιδρώντα δύο. Για αυτό τοποθετούμε συντελεστή 5 στο μόριο του οξυγόνου (Ο 2 ): C 3 H 8 + 5O 2 3CO2 + 4Η 2 Ο Τι περιέχουν τα καυσαέρια από την καύση ενός υγρού καυσίμου; Τα καυσαέρια περιέχουν: Υδρατμούς Διοξείδιο του άνθρακα (προϊόν τέλειας καύσης) Μονοξείδιο του άνθρακα (προϊόν ατελούς καύσης) Ανθρακα ή αιθάλη (προϊόν ατελούς καύσης) Διοξείδιο του θείου (SO 2 ), γιατί το θείο που περιέχεται στα καύσιμα αντιδρά με το οξυγόνο. Οξείδια του αζώτου, τα οποία σχηματίζονται από την αντίδραση του αζώτου του ατμοσφαιρικού αέρα με το οξυγόνο, στις συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας που αναπτύσσονται στον κινητήρα. Τι είναι ο καταλυτικός μετατροπέας, γιατί τα καταλυτικά αυτοκίνητα χρησιμοποιούν βενζίνη χωρίς μόλυβδο; Καταλυτικός μετατροπέας είναι μία ειδική συσκευή η οποία τοποθετείται στο σύστημα εξαγωγής καυσαερίων του αυτοκινήτου (εξάτμιση) και περιορίζει τους ρύπους που εξέρχονται από το αυτοκίνητο. Ο καταλυτικός μετατροπέας περιέχει στο εσωτερικό του καταλύτες όπως λευκόχρυσο, ρόδιο και παλλάδιο. Τα καταλυτικά αυτοκίνητα χρησιμοποιούν βενζίνη χωρίς ενώσεις του μολύβδου (αμόλυβδη) γιατί ο μόλυβδος αφενός καταστρέφει (δηλητηριάζει) τον καταλύτη και αφετέρου είναι ένας από τους πιο τοξικούς ρύπους.

30 358 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Τα προϊόντα από υδρογονάνθρακες Τι είναι η πετροχημεία; Ο κλάδος της χημείας που ασχολείται με την παρασκευή χημικών προϊόντων από το πετρέλαιο ονομάζεται πετροχημεία. Τι γνωρίζετε για τα πρωτογενή προϊόντα του πετρελαίου ή πετρελαιοειδή; Πρωτογενή προϊόντα του πετρελαίου ή πετρελαιοειδή ονομάζονται, το αργό πετρέλαιο και τα προϊόντα της διύλισής του. Τα σημαντικότερα πρωτογενή προϊόντα του πετρελαίου είναι: Υγραέρια (προπάνιο, βουτάνιο) Διαλύτες Καύσιμα (αυτοκινήτων, αεροπλάνων) Πετρέλαιο (κίνησης, θέρμανσης) Λιπαντικά Άσφαλτος Τι γνωρίζετε για τα δευτερογενή προϊόντα του πετρελαίου; Δευτερογενή προϊόντα του πετρελαίου, ονομάζονται τα προϊόντα που παράγονται στην πετροχημική βιομηχανία και έχουν ως πρώτες ύλες υγρούς και αέριους υδρογονάνθρακες που προέρχονται από το πετρέλαιο ή το φυσικό αέριο.

31 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 359 Τα σημαντικότερα δευτερογενή προϊόντα του πετρελαίου είναι: Αιθυλική αλκοόλη ή αιθανόλη ή οινόπνευμα Αιθυλένιο ή αιθένιο Στυρόλιο ή στυρένιο Βενζόλιο ή βενζένιο Τι γνωρίζετε για τα τριτογενή προϊόντα του πετρελαίου; Τριτογενή χαρακτηρίζονται τα προϊόντα που προκύπτουν με κατάλληλες διεργασίες από τα δευτερογενή προϊόντα του πετρελαίου. Τα σημαντικότερα τριτογενή προϊόντα του πετρελαίου είναι: Υφάνσιμες ύλες Πλαστικά Απορρυπαντικά Λιπάσματα Τι είναι τα πλαστικά; Πλαστικά είναι τα υλικά που εμφανίζουν αντοχή στη θραύση, ελαστικότητα και μορφοποιούνται σε μεγάλη ποικιλία σχημάτων. Λόγω των παραπάνω ιδιοτήτων τους τα πλαστικά χρησιμοποιούνται σε πολλά προϊόντα καθημερινής χρήσης. Τα πλαστικά έχουν ως κύριο συστατικό κάποιο πολυμερές ενώ περιέχουν και κάποιες πρόσθετες ουσίες προκειμένου να βελτιωθούν οι ιδιότητες του πολυμερούς.

32 360 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Ποια είναι τα βασικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των πλαστικών; Τα πλεονεκτήματα των πλαστικών είναι: α. Έχουν χαμηλό κόστος παραγωγής. β. Μορφοποιούνται εύκολα σε μεγάλη ποικιλία σχημάτων. γ. Δίνουν μεγάλη ποικιλία προϊόντων. δ. Έχουν μεγάλη αντοχή. Το βασικότερο μειονέκτημα των πλαστικών είναι ότι ρυπαίνουν το περιβάλλον. Οι αιτίες για αυτό είναι: α. Τα πλαστικά ανακυκλώνονται δύσκολα. β. Τα πλαστικά καταστρέφονται δύσκολα. γ. Τα πλαστικά δεν αποικοδομούνται από το περιβάλλον. Τι είναι τα πολυμερή; Πολυμερή χαρακτηρίζονται οι ουσίες που αποτελούνται από μεγάλα μόρια (μακρομόρια). Τα μακρομόρια προκύπτουν από τη συνένωση εκατοντάδων ή και χιλιάδων μικρότερων μορίων, τα οποία ονομάζονται μονομερή. Τα πολυμερή μπορεί να αποτελούνται από ένα είδος μονομερών, δηλαδή να έχουν τη μορφή ΑΑΑ... Α, ή από περισσότερα είδη μονομερών, δηλαδή να έχουν τη μορφή ΑΒΑΒ... ΑΒ. Τι είναι ο πολυμερισμός; Δώστε δύο παραδείγματα. Πολυμερισμός ονομάζεται η διαδικασία παρασκευής ενός πολυμερούς από τα μονομερή του.

33 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 361 Παραδείγματα: α. Πολυμερισμός του Αιθυλενίου: Κατά τον πολυμερισμό του αιθυλενίου (C 2 H 4 ) πολλά μόρια του ενώνονται μεταξύ τους και σχηματίζουν το πολυμερές πολυαιθυλένιο: νc 2 H 4 (C 2 H 4 ) ν αιθυλένιο πολυαιθυλένιο μονομερές πολυμερές β. Πολυμερισμός του Βυνιλοχλωριδίου: Το πολυβυνιλοχλωρίδιο παρακευάζεται από τον πολυμερισμό του μονομερούς βυνιλοχλωριδίου (C 2 H 3 Cl): νc 2 H 3 Cl (C 2 H 3 Cl) ν βυνιλοχλωρίδιο πολυβυνιλοχλωρίδιο μονομερές πολυμερές

34 362 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Η αιθανόλη - ζυμώσεις Τι γνωρίζετε για το οινόπνευμα; Το οινόπνευμα ή αιθανόλη ή αιθυλική αλκόολη έχει μοριακό τύπο (C 2 H 5 OH) και τις παρακάτω φυσικές ιδιότητες: Είναι υγρό. Είναι άχρωμο. Έχει σημείο βρασμού 78,4 ο C. Αναμιγνύεται με το νερό σε κάθε αναλογία. Είναι καλός διαλύτης. Με ποιους τρόπους παρασκευάζεται η αιθανόλη; Η αιθανόλη μπορεί να παρασκευαστεί με δύο τρόπος: α. Συνθετικά: Ένα από τα προϊόντα της πυρόλυσης (θέρμανση απουσία αέρα) του πετρελαίου είναι το αιθυλένιο (C 2 H 4 )) το οποίο με προσθήκη νερού, σε κατάλληλες συνθήκες δίνει την αιθανόλη.(c 2 H 4 + H 2 O C 2 H 5 OH) β. Με αλκοολική ζύμωση: Διάφορα σακχαρούχα διαλύματα με αλκοολική ζύμωση δίνουν αιθανόλη. Τα σακχαρούχα διαλύματα που χρησιμοποιούνται στη μέθοδο αυτή προέρχονται από: Καρπούς που περιέχουν σάκχαρα π.χ. σταφύλια Αμυλούχες ουσίες π.χ. πατάτα, σιτάρι, κριθάρι. Την μελάσσα που είναι υπόλειμμα της βιομηχανίας ζάχαρης.

35 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 363 Τι είναι οι ζυμώσεις και τα ένζυμα; Ζύμωση ονομάζεται κάθε αντίδραση η οποία πραγματοποιείται με τη βοήθεια ενζύμων. Τα ένζυμα είναι οργανικές ενώσεις (πρωτεΐνες) οι οποίες επιταχύνουν χημικές αντιδράσεις, δηλαδή έχουν καταλυτική δράση. Να περιγράψετε τη μετατροπή του μούστου σε κρασί. Ο μούστος περιέχει το σάκχαρο γλυκόζη το οποίο μετατρέπεται σε αιθανόλη, που είναι το κύριο συστατικό του κρασιού. Η μετατροπή της γλυκόζης σε αιθανόλη ονομάζεται αλκοολική ζύμωση. ένζυμα C 6 H 12 O 6 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 γλυκόζη αιθανόλη διοξείδιο του άνθρακα

36 364 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Οι υδατάνθρακες Ποιες ενώσεις ονομάζονται υδατάνθρακες; Υδατάνθρακες ονομάζονται οι θρεπτικές ύλες που είναι πλατιά διαδεδομένες στους φυτικούς και ζωϊκούς οργανισμους. Οι περισσότεροι υδατάνθρακες αντιστοιχούν στο γενικό τύπο: C x (H 2 O) y δηλαδή περιέχουν εκτός από άνθρακα υδρογόνο και οξυγόνο, με αναλογία 2:1, όπως και στο νερό. Η χημική τους σύσταση εξηγεί το όνομα των υδατανθράκων καθως αποτελείται από τη ρίζα υδατ- (το θέμα της γενικής λέξης ύδωρ) και τη λέξη άνθρακας. Τι γνωρίζετε για τη φωτοσύνθεση; Η παραγωγή υδατανθράκων στα φυτά στηρίζεται στη φωτοσύνθεση η οποία πραγματοποιείται στα πράσινα μέρη των φυτών, με τη βοήθεια της χλωροφύλης και αποτέλεσμά της είναι η παραγωγή αποκλειστικά γλυκόζης. Στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης τα φυτά παίρνουν το διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 ) από τον ατμοσφαιρικό αέρα, το νερό από το έδαφος και με τη βοήθεια της χλωροφύλλης και της ηλιακής ενέργειας παράγουν γλυκόζη (C 6 H 12 O 6 ) και Ο 2 : 6CO 2 + 6H 2 O ηλιακή C ενέργεια 6 H 12 O 6 + 6O 2 διοξείδιο νερό γλυκόζη οξυγόνο του άνθρακα Η γλυκόζη και οι άλλοι υδατάνθρακες μετασχηματίζονται σε πολυπλοκότερους όπως το άμυλο και η κυτταρίνη. Τι γνωρίζετε για τους μονοσακχαρίτες;

37 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 365 Μονοσακχαρίτες ονομάζονται οι υδατάνθρακες που περιέχουν στο μόριό τους τρία έως έξι άτομα άνθρακα. Οι κυριότεροι μονοσακχαρίτες είναι η γλυκόζη, η φρουκτόζη και η γαλακτόζη. Οι φυσικές ιδιότητες των μονοσκακχαριτών είναι: Είναι στερεές κρυσταλικές ουσίες. Έχουν γλυκιά γεύση. Έχουν μεγάλη διαλυτότητα στο νερό. Τι γνωρίζετε για τη γλυκόζη, τη φρουκτόζη και τη γαλακτόζη; Η γλυκόζη έχει μοριακό τύπο C 6 H 12 O 6 και υπάρχει στο αίμα των ανθρώπων. Η φρουκτόζη έχει μοριακό τύπο C 6 H 12 O 6, υπάρχει στα ώριμα φρούτα και είναι 1,5 έως 1,7 φορές πιο γλυκιά από την κοινή ζάχαρη. Η γαλακτόζη έχει μοριακό τύπο C 6 H 12 O 6, και σχηματίζεται στους μαστούς των θηλαστικών από τη γλυκόζη του αίματος. Τι γνωρίζετε για τους ολιγοσακχαρίτες; Ολιγοσακχαρίτες ονομάζονται οι υδατάνθρακες που προκύπτουν από τη συνένωση δύο έως δέκα μονοσακχαριτών. Ειδικότερα, οι ολιγοσακχαρίτες που προκύπτουν από την ένωση δύο μονοσακχαριτών λέγονται δισακχαρίτες. Οι κυριότεροι δισακχαρίτες είναι το καλαμοσάκχαρο, η μαλτόζη και η λακτόζη, οι οποίοι είναι ισομερείς ενώσεις με μοριακό τύπο C 12 H 22 O 11. Οι φυσικές ιδιότητες των ολιγοσακχαριτών είναι: Είναι στερεές ουσίες.

38 366 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Έχουν γλυκιά γεύση. Έχουν μεγάλη διαλυτότητα στο νερό. Τι γνωρίζετε για το καλαμοσάκχαρο, τη μαλτόζη και τη λακτόζη; Το καλαμοσάκχαρο σχηματίζεται από ένα μόριο γλυκόζης και ένα μόριο φρουκτόζης. Είναι η συνηθισμένη ζάχαρη του εμπορίου, κρυσταλλική ή άχνη και παραλαμβάνεται από τα ζαχαροκάλαμα ή τα ζαχαρότευτλα. Η μαλτόζη σχηματίζεται από δύο μόρια γλυκόζης και πρωτοανιχνεύθηκε στη βύνη. Βύνη ονομάζεται το φύτρο του κριθαριού που του διακόπηκε η βλάστηση. Η λακτόζη σχηματίζεται από ένα μόριο γαλακτόζης; και ένα μόριο γλυκόζης. Βρίσκεται στο γάλα. Τι είναι οι μη σακχαροειδείς πολυσακχαρίτες; Οι μη σακχαροειδείς πολυσακχαρίτες είναι φυσικά πολυμερή που προκύπτουν από τη συνένωση εκατοντάδων έως και χιλιάδων μονοσακχαριτών με ταυτόχρονη αποβολή νερού. Τι γνωρίζετε για το άμυλο, το γλυκογόνο και την κυτταρίνη; Το άμυλο το βρίσκουμε σε μεγάλες ποσότητες στα δημητριακά, στις πατάτες, στα όσπρια όταν είναι ώριμα και στα φρούτα όταν είναι άγουρα. Το γλυκογόνο υπάρχει στον ανθρώπινο οργανισμό και πιο συγκεκριμένα στο συκώτι (ηπατικό γλυκογόνο)και στους μύες (μυϊκό γλυκογόνο). Το μόριο της κυτταρίνης αποτελείται από 100 έως 2000 μόρια γλυκόζης. Αποτελεί την ουσία από την οποία είναι φτιαγμένα τα κυτταρικά τοιχώματα των φυτών.

39 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 367 Οι λιπαρές ουσίες Η διάκριση των λιπαρών ουσιών σε κατηγορίες μπορεί να γίνει με δύο τρόπους: Σε ποιες κατηγορίες διακρίνονται οι λιπαρές ουσίες; α. Με βάση τη φυσική τους κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίου διακρίνονται σε λίπη όταν είναι στερεές και σε έλαια (λάδια) όταν είναι υγρές. β. Με βάση την προέλευση τους διακρίνονται σε ζωικής προέλευσης και φυτικής προέλευσης. Τι γνωρίζετε για τις λιπαρές ουσίες ζωικής προέλευσης; Στα ζώα και στον άνθρωπο οι λιπαρές ουσίες βρίσκονται κυρίως με τη μορφή λίπους, ενώ στα ψάρια με τη μορφή λαδιών. Βρίσκονται κυρίως στον υποδόριο ιστό, γύρω από ορισμένα όργανα και στο γάλα. Οι κυριότερες λιπαρές ουσίες ζωικής προέλευσης φαίνονται στο παρακάτω σχεδιάγραμμα:

40 368 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Τι γνωρίζετε για τις λιπαρές ουσίες φυτικής προέλευσης; Στους φυτικούς οργανισμούς, οι λιπαρές ουσίες υπάρχουν κυρίως με τη μορφή λαδιού στους καρπούς ή στους σπόρους. Σπανιότερα τις βρίσκουμε και με τη μορφή λίπους. Οι κυριότερες λιπαρές ουσίες φυτικής προέλευσης φαίνονται στο παρακάτω σχεδιάγραμμα: Τι είναι η υδρογόνωση και τι τα υδρογονωμένα έλαια; Λάδια χαμηλής ποιότητας που είναι ακατάλληλα για τροφή, αναβαθμίζονται με την προσθήκη υδρογόνου στους εστέρες του ελαϊκού οξέος. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα από υγρά να μετατραπούν σε στερεά, δηλαδή σε λίπη. Η παραπάνω διαδικασία ονομάζεται υδρογόνωση και τα προϊόντα υδρογονωμένα έλαια. Τι γνωρίζετε για τις μαργαρίνες; Οι μαργαρίνες προκύπτουν από την κατεργασία των υδρογονωμένων ελαίων. Η κατεργασία αυτή περιλαμβάνει ανάμιξη τους με γάλα, βιταμίνες, άρωμα και χρωστικές ουσίες. Οι μαργαρίνες έχουν γεύση και υφή παρόμοια με το βούτυρο, όμως έχουν χαμηλότερο κόστος και μικρή βιολογική αξία.

41 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 369 Τι είναι το τάγγισμα και ποιες αιτίες το προκαλούν; Τάγγισμα είναι η σοβαρότερη αλλοίωση που εμφανίζουν οι λιπαρές ουσίες και έχει σαν αποτέλεσμα να αποκτούν άσχημη γεύση και δυσάρεστη οσμή. Οι αιτίες που προκαλούν το τάγγισμα είναι: Το έντονο φως Ο αέρας Η υψηλή θερμοκρασία Οι μικροοργανισμοί Τι είναι το ραφινάρισμα; Το ραφινάρισμα είναι μία μέθοδος εξευγενισμού του λαδιού χωρίς να αλλάξει η φυσική του κατάσταση. Κατά το ραφινάρισμα το λάδι υποβάλλεται σε: Διαύγαση Φυγοκέντριση Διήθηση Εξουδετέρωση των ελεύθερων οξέων Απόσμηση Αποχρωματισμό Αποτέλεσμα του ραφιναρίσματος είναι το λάδι να γίνεται διαυγές και εύγευστο. Όμως είναι πιο ευαίσθητο στο φως και τις οξειδωτικές ουσίες.

42 370 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Ποια είναι η βιολογική σημασία των λιπαρών ουσιών; Οι λιπαρές ουσίες είναι απαραίτητες για τον άνθρωπο γιατί: Είναι κύριο δομικό συστατικό των κυτταρικών μεμβρανών. Αποτελούν αποθήκες ενέργειας, καθώς κατά την κάυση 1g λίπους απελευθερώνονται 9,3 Kcal ή 39 KJ ενέργειας. Βοηθούν στη διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος σε φυσιολογικά επίπεδα. Τα λίπη προστατεύουν ευπαθή όργανα. Διαλύουν τις λιποδιαλυτές βιταμίνες Α, D, E και Κ.

43 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 371 Οι πρωτεΐνες Τι είναι οι πρωτεΐνες; Οι πρωτεΐνες είναι οργανικές μεγαλομοριακές ενώσεις που αποτελούνται από 300 εως άτομα. Περιέχουν όλες άνθρακα C, υδρογόνο Η, οξυγόνο Ο, και άζωτο Ν, ενώ σπανιότερα περιέχουν θείο S, φωσφόρο Ρ, σίδηρο Fe, χαλκό Cu, ιώδιο Ι, μαγνήσιο Μg και ψευδάργυρο Zn. Τι γνωρίζετε για την αιμοσφαιρίνη, τη χλωροφύλλη και την καζεΐνη; Η αιμοσφαιρίνη είναι πρωτεΐνη του αίματος που περιέχει σίδηρο. Η χλωροφύλλη είναι η πρωτεΐνη που βρίσκεται στα πράσινα μέρη των φυτών και περιέχει μαγνήσιο. Η καζεΐνη είναι πρωτεΐνη του γάλακτος και περιέχει φωσφόρο. Τι γνωρίζετε για τα αμινοξέα; Τα αμινοξέα είναι οργανικές ενώσεις που αποτελούνται κυρίως από άνθρακα, υδρογόνο, οξυγόνο και άζωτο και αποτελούν τα δομικά συστατικά των πρωτεϊνών. Υπάρχουν περίπου 200 είδη αμινοξέων όμως στη σύνθεση των ανθρώπινων πρωτεϊνών συμμετέχουν μόνο 20. Από τα 20 αμινοξέα ο ανθρώπινος οργανισμός μπορεί και συνθέτει τα 12 τα υπόλοιπα 8 δεν μπορεί να τα συνθέσει και πρέπει να τα προσλάβει με την τροφή του. Αυτά τα 8 αμινοξέα ονομάζονται απαραίτητα αμινοξέα.

44 372 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Τι γνωρίζετε για τη κροκίδωση ή θρόμβωση των πρωτεϊνών; Κατά την κροκίδωση ή θρόμβωση τα μόρια των πρωτεϊνών συσσωματώνονται και καθιζάνουν. Οι διαδικασίες που προκαλούν κροκίδωση είναι: Θέρμανση με προσθήκη οξέων. Θέρμανση με προσθήκη αλκόολης. Επίδραση ενζύμων. Στη θρόμβωση των πρωτεϊνών οφείλεται η πήξη του αυγού όταν βράζει και το κόψιμο του γάλακτος. Πώς οικοδομούν τις προτεΐνες τα φυτά και πώς τα ζώα; Τα φυτά με τα ριζίδια τους προσλαμβάνουν από το έδαφος ανόργανες αζωτούχες ενώσεις τις οποίες μετατρέπονται σε αμινοξέα. Από τα αμινοξέα αυτά οικοδομούν τις πρωτεΐνες τους. Τα ζώα και ο άνθρωπος οικοδομούν τις πρωτεΐνες με τα αμινοξέα που λαμβάνουν από τις φυτικές πρωτεΐνες.

45 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 373 Τα σαπούνια και τα απορρυπαντικά Τι είναι τα σαπούνια και πώς παρασκευάζονται; Τα σαπούνια είναι μίγματα αλάτων ορισμένων λιπαρών οξέων, κυρίως στεατικού, παλμιτικού και ελαϊκού, με νάτριο ή κάλιο. Συνήθως περιέχουν ως πρόσθετα χρωστικές και αρωματικές ουσίες για να βελτιωθεί το χρώμα και το άρωμα τους. Παρασκευάζονται από την αντίδραση γλυκεριδίων με καυστικό νάτριο ή καυστικό κάλιο η οποία ονομάζεται σαπωνοποίηση. Να εξηγήσετε την απορρυπαντική δράση των σαπουνιών. Όταν το σαπούνι διαλύεται στο νερό προκύπτουν κατιόντα νατρίου ή καλίου και ανιόντα των λιπαρών οξέων που περιέχει. Τα ανιόντα αποτελούνται από δύο τμήματα: Το ένα τμήμα έχει το αρνητικό φορτίο και διαλύεται στο νερό (υδρόφιλο τμήμα). Το άλλο τμήμα δεν διαλύεται στο νερό αλλά διαλύεται σε λιπαρές ουσίες (λιπόφιλο τμήμα). Όταν μια επιφάνεια που έχει λιπαρούς ρύπους διαβρέχεται με ένα διάλυμα σαπουνιού, το λιπόφιλο τμήμα των ανιόντων του σαπουνιού διαλύεται στους λιπαρούς ρύπους και το υδρόφιλο στο νερό. Αποτέλεσμα αυτού είναι οι ρύποι να απομακρύνονται από την επιφάνεια και να οδηγούνται στο σαπουνοδιάλυμα, σχηματίζοντας ένα γαλάκτωμα το οποίο απομακρύνεται με το ξέπλυμα.

46 374 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας Ποια είναι τα κυριότερα μειονεκτήματα των σαπουνιών; Τα κυριότερα μειονεκτήματα των σαπουνιών είναι: α. Δε δρούν στο σκληρό νερό. β. Δε δρούν σε όξινο περιβάλλον. γ. Απαιτούν, ως πρώτες ύλες για την παρασκευή τους λίπη και έλαια, τα οποία είναι πολύτιμα τρόφιμα. δ. Εξαιτίας της αλκαλικότητας τους βλάπτουν ευαίσθητους ζωικούς ιστούς. Από ποιες πρώτες ύλες παρασκευάζονται τα απορρυπαντικά και ποια είναι τα βασικά τους μειονεκτήματα; Τα απορρυπαντικά είναι τριτογενή προϊόντα του πετρελαίου, συνεπώς οι πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή τους είναι κυρίως προϊόντα του πετρελαίου. Τα βασικά πλεονεκτήματα των απορρυπαντικών είναι: α. Έχουν σχετικά χαμηλό κόστος παρασκευής. β. Δρουν στο σκληρό νερό. γ. Οι πρώτες ύλες που απαιτούνται για την παρασκευή τους δεν είναι πολύτιμα τρόφιμα.

47 ΧΗΜΕΙΑ: Επανάληψη στα βασικά σημεία της θεωρίας 375 Χημεία και οργανισμοί Τί είναι οι βιταμίνες; Οι βιταμίνες είναι οργανικές ενώσεις απαραίτητες για την κανονική λειτουργία των οργανισμών. Η ποσότητα των βιταμινών που χρειάζεται ο οργανισμός είναι ελάχιστη όμως τυχόν έλλειψή τους δημιουργεί σοβαρές διαταραχές και βλάβες στους οργανισμούς. Τι είναι οι ορμόνες; Οι ορμόνες είναι οργανικές χημικές ενώσεις που παράγονται από ειδικούς αδένες των ζωικών οργανισμών τους ενδοκρινείς αδένες και μεταφέρονται με το αίμα στα διάφορα σημεία του σώματος. Οι ορμόνες ρυθμίζουν το σύνολο των λειτουργιών των οργανισμών όπως είναι η πέψη, η ανάπτυξη, η αναπαραγωγή. Τί είναι τα φάρμακα και ποιες ουσίες περιέχουν; Τα φάρμακα είναι χημικά παρασκευάσματα που χορηγούνται στους ασθενείς για την αντιμετώπιση των ασθενειών. Κάθε φάρμακο περιέχει τις δραστικές ουσίες και τα έκδοχα. Δραστικές ουσίες είναι οι χημικές ενώσεις του φαρμάκου που δρουν θεραπευτικά. Έκδοχα είναι οι ουσίες του φαρμάκου που υπάρχουν για να βελτιωθούν οι ιδιότητες του όπως η απορρόφηση ή διαλυτότητα, η γεύση κ.α.

48