Chemia

Teorie kwasów i zasad.

Teorie kwasów i zasad są to koncepcje tłumaczące właściwości kwasowo – zasadowe związków chemicznych. Uwzględniają one budowę cząsteczek oraz wpływ rozpuszczalnika na ich właściwości.
Teoria Arrheniusa

Teoria dysocjacji elektrolitycznej Arrheniusa dała podstawy do zdefiniowania kwasów i zasad. Ponieważ molowe ciepło zobojętnienia kwasu zasadą (57,8 kJ/mol) jest takie samo jak molowe ciepło łączenia się jonów wodorowych z jonami hydroksylowymi na wodę:

H++ OH– =H2O + Q Q= 57,8 kJ/mol

Arrhenius wysunął logiczny wniosek, że kwasy są to substancje, które w roztworze wodnym odszczepiają jon wodorowy:

HA ® H+ +A–

Zasadami według teorii Arrheniusa są substancje odszczepiające jon wodorotlenowy:
BOH ® B+ + OH–
A reakcja zobojętnienia zasady kwasem jest w takim ujęciu reakcją tworzenia wody z jonów wodorowych i wodorotlenowych. Kwasowo- zasadowa teoria Arrheniusa dobrze wyjaśnia właściwości kwasów i zasad, nic więc dziwnego, że szybko i chętnie została zaakceptowana przez chemików.
Przez kilka dziesiątków lat była to najważniejsza teoria kwasów i zasad. Mimo niewątpliwych zalet i prostoty, teoria Arrheniusa w pewnych przypadkach okazuje się niewystarczająca do wyjaśnienia niektórych zjawisk chemicznych. Teoria ta nie wyjaśnia, dlaczego sole nie zawierające jonu wodorowego ani jonu wodorotlenowego zachowują się w wodzie jak kwasy lub zasada. Na przykład roztwory chlorku gliny (III), żelaza (III) i wielu innych soli powodują taką samą zmianę barwy lakmusu jak roztwory typowych kwasów. Roztwory tych soli rozkładają węglan wapnia wypierając CO2, a nawet rozpuszczają bardziej aktywne metale. Z drugiej strony roztwory węglanów, siarczków, octanów itp. soli wykazują w wodzie typowe właściwości zasadowe.
Teoria kwasów i zasad Arrheniusa stosuje się tylko do roztworów wodnych i wiele związków, określanych według teorii Arrheniusa jako kwasy i zasady, radykalnie zmienia swój charakter w innych rozpuszczalnikach, co jest sprzeczne z teorią Arreheniusa. Obojętny w roztworze wodnym mocznik okazuje się kwasem w ciekłym (bezwodnym) amoniaku, natomiast w bezwodnym kwasie octowym zachowuje się jak typowa zasada. Podobnie w ciekłym fluorowodorze kwas azotowy zmienia się w zasadę.

Teoria Lowry’ego – Bronsteda

Teorią tę zwaną również teorią protonową kwasów i zasad opracował duński chemik Bronsted i niezależnie od niego Anglik Lowry (1923). Punktem wyjścia nowszej, szerzej ujętej teorii kwasów i zasad, była rewizja zbyt uproszczonego w teorii Arrheniusa modelu jonu wodorowego i uwypuklenie faktu, że dysocjacja jest w rzeczywistości reakcją danej substancji z rozpuszczalnikiem. Bardzo dobre właściwości wody jako rozpuszczalnika są spowodowane silnie biegunową budową cząsteczek i związaną z tym znaczną zdolnością wody do wiązania się z jonami w roztworze. Związane bezpośrednio z jonem cząsteczki wody tworzą tzw. Pierwszą sferę koordynacyjną, liczącą zwykle 4 lub 6 cząsteczek wody:
Ag(H20)+4, Mg(H2O)2+6, Al(H2O)3+6, Fe(H2O) 3+6. Jest to zrozumiałe, że również i jon wodorowy powinien w wodzie ulec hydratacji. Potwierdzeniem takiego wniosku jest m. in. efekt cieplny związany z rozcieńczaniem stężonych kwasów. Po zmieszaniu np. stężonego kwasu siarkowego z wodą następuje gwałtowny wzrost temperatury mieszaniny. Można to zjawisko wyjaśnić egzotermiczną reakcją wiązania się wody z jonem wodorowym, a także z anionem HSO-4:

H2SO4 + H20 = H3O+ +HSO4 (aq) -

Chociaż na ogół przyjmuje się, że jon wodorowy wiąże jedną cząsteczkę wody tworząc jon hydroniowy H3O+:

H+ + H2O = H3O+

niektóre badania pozwalają sądzić, że utworzony jon hydroniowy wiąże trzy dalsze cząsteczki wody tworząc jon H9O+4 . Ponieważ liczba cząsteczek wody hydratacyjnej nie jest dokładnie znana, często oznacza się jon wodorowy w wodzie wzorem H(aq)+ lub H3O(aq)+.
Zachowanie się w wodzie substancji zwanych kwasami polega zatem nie tyle na oddysocojowaniu jonu wodorowego, ile na jego przejściu od cząsteczki kwasu do cząsteczki wody:

HCl + H2O ® H3O ++ Cl-

W teorii protonowej Lowry’ego i Bronsteda kwasem jest donor protnonów, natomiast zasadą – akceptor protonów. Według tej teorii przejście protonu od kwasu (donora) do zasady (akceptora protonu) zależy nie tylko od tendencji kwasu do oddania protony, ale również od tendencji zasady do przyłączenia odszczepionego protonu. Moc różnych kwasów można zatem porównywać jedynie względem tej samej zasady, podobnie jak moc różnych zasad może być porównywana względem tego samego kwasu. Jest zatem zrozumiałe, że w kwaśnym rozpuszczalniku, jakim jest np. bezwodny kwas octowy, chlorowodór okazuje się słabym kwasem. Jego stała dysocjacji (Kd = 5. 10 –6) W tym rozpuszczalniku jest mniejsza niż stała dysocjacji kwasu octowego w wodzie. Odwrotnie, amoniak w bezwodnym kwasie octowym jako rozpuszczalnik bardzo energicznie wychwytuje protony, zachowując się jak mocna zasada.
Woda jest rozpuszczalnikiem amfoterycznym, może bowiem pełnić rolę zarówno zasady

HF + H20 = F- H3O +
Kwas 1 zasada 2 zasada 1 kwas 2
jak i kwasu
CN- + H20 = HCN + OH-
Zasada 1 kwas 2 kwas 1 zasada 2

W pierwszej reakcji fluorowodór jest kwasem, oddaje bowiem proton wodzie, która pełni w tym przykładzie rolę zasady. Kwasem jest również utworzony jon hydroniowy, ponieważ może oddać proton jonowi fluorkowemu. Ten ostatni jest zatem w myśl teorii protonowej zasadą. Omawiane równanie składa się z dwóch par kwasowo-zasadowych: HF® F- oraz H2O ® H3O+. Ponieważ oba człony każdej pary różnią się tylko posiadaniem protonu, parę HF-F- nazywa się w terminologii teorii protonowej sprzężoną parą kwas-zasada. Analogiczną sprzężoną parę zasada – kwas stanowi woda i jon hydroniowy.
Również w drugiej reakcji mamy dwie pary sprzężonych kwasów i zasad: zasadę „1”
(CN-) i sprzężony z nią kwas „1” (HCN) oraz kwas „2” (H2O) i sprzężoną z nim zasadę „2” (OH-). Wodę i inne substancje amfoteryczne w sensie teorii Lowry’ego-Bronsteda określa się jako substancje amfiprotonowe.
Przy porównaniu mocy kwasów i sprzężonych z nimi zasad uwydatnia się pewna ogólna prawidłowość: mocne kwasy są sprzężone ze słabymi zasadami i odwrotnie, z mocnymi zasadami sprzężone są słabe kwasy. Kwas azotowy jest mocnym kwasem, ma bowiem silną tendencję do oddania protonu, natomiast anion NO3- (zasada sprzężona) jest słabym akceptorem protonów, a zatem bardzo słabą zasadą. Anion CN-, który chętnie przyłącza proton (silna zasada), jest sprzężony ze słabym kwasem HCN.
Można wykazać, że między stałą dysocjacji kwasu, czyli stałą kwasową Kkw, a stałą dysocjacji sprzężonej zasady, czyli stałą zasadową Kz, istnieje ścisła zależność liczbowa. Rozważmy to zagadnienie na przykładzie kwasu octowego CH3COOH. Zasadą sprzężoną z tym kwasem jest anion CH3COO- (kwas i sprzężona z nim zasada różnią się tylko posiadaniem protonu). Stałą dysocjacji zasady CH3COO- otrzymamy z równania:

CH3COO- +H2O = CH3COOH + OH-
Kz= [CH3COOH][OH-]/[CH3COO-]

Nietrudno zauważyć, że iloczyn stałej dysocjacji kwasu i stałej dysocjacji sprzężonej zasady jest wielkością stałą, równą iloczynowi jonowemu wody:

KkwKz=[CH3COO-][H3O+] . [CH3COOH][OH-]
[CH3COOH] [CH3COO-]
=[H3O+][OH-]=Kw=10-14

Zasadowe właściwości słabych zasad (np. amoniaku, hydrazyny, amin) są lepiej widoczne w ujęciu teorii Bronsteda niż Arrheniusa.

Teoria Lewisa

Ogłoszona w 1923 r. przez Lewisa teoria kwasów i zasad jest jeszcze bardziej ogólna niż teoria protonowa Lowry’ego i Bronsteda. Według tej ostatniej kwasem jest każdy donor protonów, a zasadą – każdy akceptor protonów. W ujęciu Lewisa zasadą jest każdy donor pary elektronowej, natomiast kwasem jest każdy akceptor pary elektronowej, czyli każda substancja, która przyłącza parę elektronową tworząc przy tym trwałe wiązanie.
Wszystkie substancje, które są kwasami lub zasadami w ujęciu teorii HCl jest kwasem, bo oddaje proton. W teorii nie jest tyle HCl, ile sam jon wodorowy H+ jako akceptor pary elektronowej jest kwasem. Według teorii protonowej NH3 jest zasadą, ponieważ może przyłączyć proton:

Jako donor pary elektronowej tworzącej wiązanie koordynacyjne w jonie NH+4 amoniak jest również zasadą w ujęciu Lewisa. Natomiast wiele reakcji, które nie są reakcjami kwasowo-zasadowymi w teorii Arrheniusa i teorii protonowej, są nimi w ujęciu teorii Lewisa. Kwasami, w myśl teorii Lewisa, są zatem również cząsteczki nie mające wodoru. Obok takich cząsteczek, jak HCl, CH3, CH3COOH, H2PO-4, według Lewisa kwasami są również cząsteczki i jony: AlCl3, BF3, SO2, SO3, Ag+, Fe3+ itp. Atomy glinu w AlCl3 i boru w BF3 itd. Nie mają skompletowanego oktetu elektronowego i są zdolne do przyłączenia innego jonu lub cząsteczki dysponują wolną parą elektronową, czyli zasady w sensie teorii Lewisa:

Inne przykłady kwasów i zasad według Lewisa:

kwas zasada
H+ + Cl- =HCl
H+ + NH3 = NH4+
AlCl3 + Cl- = AlCl-4
BF3 + F- = BF-4
Ag+ + 2NH3 = Ag(NH3)2+

Podobnie jak w innych teoriach woda może być z punktu widzenia teorii Lewisa zarówno kwasem jak i zasadą:

Teoria Ursanowicza

Najbardziej ogólną z dotychczas omawianych jest definicja kwasów i zasad podana w 1939 r. Przez Ursanowicza: kwasem jest każda substancja zdolna do odszczepiania zasady i utworzenia soli. Zasadą jest każdy donor anionów lub elektronów, akceptor kationów oraz każda sunstancja zdolna do zobojętnienia kwasu i utworzenia soli. Koncepcja Ursanowicza obejmuje obok założeń wszystkich wcześniejszych teorii kwasów i zasad również procesy utleniania i redukcji. Słuszna i niewątpliwa najpełniejsza teoria kwasów i zasad Ursanowicza obejmuje jednak niemal wszystkie rodzaje reakcji zacierając powszechnie odczuwaną odrębność reakcji kwasowo- zasadowych.

Teoria rozpuszczalnikowa

Jest to teoria o raczej ogólnym znaczeniu. Została opracowana przez Franklina (1905). Teoria ta zakłada, że w wodzie oraz w innych bezwodnych rozpuszczalnikach, jak ciekły amoniak, dwutlenek siarki, fosgen itp., ma miejsce proces autojonizacji prowadzący do utworzenia się kationów i anionów:

2H2O = H3O+ + OH-
2NH3 = NH4+ + NH2-
2SO2 = SO2+ + SO2- 3
COCl2= CO2+ + 2Cl-

Wszystkie substancje, które zwiększają stężenie charakterystycznego dla danego rozpuszczalnika kationu (H3O+ w wodzie, NH+4 w skroplonym amoniaku, SO2+ w ciekłym dwutlenku siarki), są kwasami, natomiast substancje zwiększają stężenie anionu (OH-, NH-2, SO2-3 itp.) są według teorii rozpuszczalnikowej zasadami.
Teoria ta jest rozszerzeniem protonowej teorii Lowry’ego – Bronsteda na rozpuszczalniki nie zawierające protonu. Przykładem może być podobieństwo reakcji zobojętnienia w wodzie i w ciekłym dwutlenku siarki:

HCl +NaOH= NaCl + H20
SOCl2 + Na2SO3 = 2NaCl + 2SO2

Według teorii rozpuszczalnikowej w obu przypadkach tworzy się obojętna sól oraz odtwarza się rozpuszczalnik. Ze względu na trudności w stwierdzeniu autojonizacji nieprotonowych rozpuszczalników, jak SO2, COCl2 itp., teoria ta nie wnosi wiele nowego w porównaniu do teorii protonowej.

Uważam, że teoria protonowa Arrheniusa (1887)jest najprostszą, najbardziej czytelną teorią dotyczącą kwasów i zasad. Jednak przez swoją prostotę opisuje ona kwasy i zasady w
nieprecyzyjny sposób. Stosowana jest tylko do roztworów wodnych. Następują, także sprzeczności w tej teorii, ponieważ jeśli zmienimy rozpuszczalnik, dane kwasy i zasady
Zmienią radykalnie swój charakter. Jest to według tej teorii sprzeczność. Późniejsza teoria Lowry’ego i Brnosteda (1923)została opracowana głównie po to, żeby zanegować zbyt uproszczoną teorię Arrheniusa. Ta nowsza teoria wyjaśnia niedomówienia poprzedniej teorii wprowadzając np. stopień dysocjacji. Mówi także o tym że moc kwasów i zasad jest zależna od rodzaju rozpuszczalnika, moc tą można porównywać tylko względem tego samego rozpuszczalnika. Jej punktem wyjścia jest odmienny model budowy jonów. Sądzę, że ta teoria najpełniej wyjaśnia relacje kwasów i zasad, choć jest niejednoznaczna stwierdzając np. że woda jest kwasem lub zasadą w zależności od reakcji w jakiej bierze udział. Teoria Lewisa rozszerza pojęcie kwasów i zasad na te układy w których nie następuje przenoszenie protonów. Inne teorie jak Ursanowicz, Eberta, Konopnika czy rozpuszczlanikowa są bardzo uogólnionymi teoriami, jednak nie wprowadzający niczego istotnego. Ursanowicz postarał się połączyć wszystkie teorie i wprowadzić jedną odnoszącą się do wszystkich przypadków.
Ze wszystkich teorii najczęściej stosowaną jest teoria protonowa (Lowy’ego – Bronsteda).

Dawne teorie o związkach organicznych. To przekonanie, że związków organicznych nie można otrzymać z pierwiastków w pracowni, że mogą one powstać tylko w organizmach żywych w wyniku działania specjalnej siły życiowej. Teorię tę obalił Wahler.
Występowanie węgla w przyrodzie:
a.) położenie węgla w ukł. okresowym
– leży w IV grupie i II okresie
– jest niemetalem
– jest IV, II wartościowy
– tworzy więc 4 ( 2 ) wiązania
b.) właściwości fizyczne
– ciało stale
– czarne
– brak zapachu i smaku
– nie rozpuszcza się w wodzie
c.) właściwości chemiczne
– ulega reakcji spalania
C + ½O2 = CO – tlenek węgla
C + O2 = CO2 – dwutlenek węgla
– tworzy tlenki kwasowe
CO2 + H2O = H2CO3
d.) odmiany węgla występującego w przyrodzie
– węgle kopalne
– grafit
– diament
– sadza
– fulleren /futbolanem/
e.) Właściwości chemiczne i fizyczne
– Diament – przeźroczysty
– 3,5 g/cm2
– b. twardy
– nie przewodzi prądu
– Grafit – stalowoczarne
– 2,25 g/cm2
– b. miękki
– przewodzi prąd
f.) zastosowanie diamentu i grafitu
– diament – wyroby jubilerskie
– noże do cięcia szkła
– proszki ścierne
– końcówki wierteł
– grafit – tygle laboratyjne
– szczotki do silników
– elektrody
– ołówki
– substancje antykorozyjne
Sucha destylacja węgla – polega na ogrzewaniu węgla w bardzo wysokiej temperaturze, bez dostępu węgla. W wyniku termicznego rozkładu węgla otrzymujemy:
a.) produkty gazowe – GAZ ŚWIETLNY LUB KOKSOWNICZY ( skład: H2, CO2, N2, węglowodany )
b.) koks – zanieczyszczony siarką i substancjami nie mineralnymi
Zastosowanie produktów suchej destylacji
a.) koks – huta
– benzyna, oleje syntetyczne
b.) produkty ciekłe – lekki
– materiały wybuchowe
– chłodnictwo
c.) produkty gazowe – nawozy sztuczne
– benzyna
– parafina
– wyroby gumowe
Ropa naftowa powstała ze szczątków organizmów żywych
a.) właściwości fizyczne ropy naftowej
– ciecz
– oleista
– gęsta
– nieprzyjemny zapach
– posiada smak
– nierozpuszczalna w wodzie
b.) w wyniku destylacji ropy naftowej otrzymujemy bezbarwny i palną ciecz – naftę.

Alkohole pochodzą od węglowodorów, w których wodór został zastąpiony grupą wodorotlenową.
R – OH
R – reszta wodorotlenowa
Wpływ alkoholi na organizm człowieka
a.) metanol
- powoduje utratę wzroku
- powoduję śmierć
b.) etanol
- niszczy komórki nerwowe i mózgowe
- w niewielkich ilościach pomaga w trawieniu ( np. wódka z pieprzem )
- podwyższa ciśnienie ( np. lampka koniaku )
- używany w kosmetyce ( dezynfekcja )
Właściwości fizyczne alkoholi
- ciecz
- bezbarwna
- posiada smak
- posiada zapach
- b. Dobrze miesza się z wodą
- lotny
Właściwości chemiczne Alkoholi
- barwienie fenoloftaleiny – pomimo posiadania grupy wodorotlenowej alkohol nie zabarwia się na fioletowo.
- reakcje z dwuchromianem potasu ( K2CrO4 ) – pomiar trzeźwości. Pod wpływem alkoholu barwa dwuchromianu potasu zmieniła się z pomarańczowej na zieloną
- reakcja spalania
CH3OH + ½ O2 = CO2 + 2H2O
Właściwości fizyczne gliceryny
- ciecz
- słodka
- oleista i gęsta
- miesza się z wodą nieorganiczną
Właściwości chemiczne gliceryny
- reakcja spalania
C3H5(OH)3 + 7/2 O2 = 3CO2 + 4H2O
- reakcja z nadmanganianem potasu
KMNO4 – ogień bez zapałek
Zastosowanie gliceryny
- w kosmetyce
- do produkcji tłuszczów syntetycznych
- do produkcji środków czystości
- środków wybuchowych ( reakcja z kwasem azotowym i otrzymuje się nitrogliceryna zmieszana z ziemią okrzemkową tworzy dynamit.
Glikol – C2H4(OH)2
Glikol jest pochodną etanu jest on substancją trujacą.
Alkohole R – (OH)N
- jednowodorotlenowe n = 1 np. metanol, etanol,
CnH2N + 1 OH
- wielowodorotlenowe n = 2, 3, 4… np. gliceryna, glikol
CNH2N + 2 – m (OH)m
Kwasy karboksylowe są to kwasy organiczne i są one pochodnymi węglowodorów nasyconych.
R – COOH – grupa karboksylowa
- kwas mrówkowy – HCOOH
- kwas octowy – CH3COOH
- kwas mlekowy – CH3CH(OH)COOH, C2H4OH COOH
- kwas propanowy – C2H5COOH
- kwas masłowy – C3H7COOH
Właściwości fizyczne kwasy octowego
- ciecz
- bezbarwny
- intensywny zapachy
- kwaśny smak
- rozpuszcza się w wodzie w nieograniczonych ilościach
- w laboratorium używa się 70% roztworu
Właściwości chemiczne kwasu octowego
- barwi się na czerwono pod wpływem oranżu metylowego – ulega dysocjacji
- dysocjacja elektrolityczna
CH3COOH – H+ + CH3 COO-
– w wyniku dysocjacji elektrolitycznej kwas octowy rozpada się na kation wodorowy I anion octowy
Wyższe kwasy karboksylowe mają większą liczbę atomów węgla w łańcuchu, nazywamy je kwasami tłuszczowymi.
- kwas palmitynowy C15H31COOH
- kwas stearynowy C17H35COOH
- kwas oleinowy C17H33COOH
Kwas palmitynowy i stearynowy są to pochodne węglowodorów nasyconych, są ciałami stałymi nie rozpuszczalnymi w wodzie, pod wpływem ogrzewania ulegają topnieniu i wydzielają zapach stearyny.
Kwas oleinowy jest cieczą nierozpuszczalną w wodzie, pod wpływem ogrzewania ulega rozkładowi

Doświadczenie Rutherforda-odkrycie jądra atomowego
Nukleony-Skł. jądra atomowego(protony i neutrony)
Bohr wykorzystał w swojej teorii model Rutherforda oraz teorię kwantów Plancka
wykazał że energia jest emitowana pewnymi porcjami zwanymi kwantami
Foton- kwant energii świetlnej Energia Fotonu => E=hV <= stała Plancka
Postulaty Bohra
1. Elektron moż poruszać się tylko po orbitach o określonym promieniu w ten sposób elektron nie traci ani nie zyskuje energii osiąga stan w którym energia jest najmniejsza => stan podstawowy, stacjonarny
2.Podczas przechodzenia elektronu z jedenej orbity na drugą jest pochłaniana lub emitowana energia E=E 2 – E 1 = hV
***Im dalej elektron znajduje się od jądra tym jego energia jest większa***
Podczas powrotu elektronu na orbitę stacjonarną powstaje tzw widmo liniowe w którym zaznaczone są linie odpowiadające wartości energii.
Liczba atomowa (Z) – a) określa liczbę protonów a tym samym elektronówzawrtych w jądrze b) wyznacza położenie pierwiastka w układzie okresowym c)stanowi nr porządkowy pierwiastka
Liczba masowa (A) – określa sumę protonów i neutronów w jądrze
###Izotopy – odmiany tego samego pierwiastka mające tą samą ilość protonów, różnią się ilością neutronów
np. Izotopy wodoru Prot, Deuter, Tryt
Masa atomowa pierwiastka jest średnią masą wynikającą z procentowej zawartości izotopów. Masy atomowe na ogół nie są liczbami całkowitymi. Liczby masowe są zawsze liczbami całkowitymi.
Nuklid – Zbiór identycznych atomów (np.Prot, Deuter,Tryt)
Pierwiastek – zbiór atomów o tej samej liczbie atomowej
mat= ( %m1A1 + %m2A2 + … ) : 100%
%m1(2)3 – procentowa zawrtość izotopa
mat – średnia masa atomowa
A1(2)3 – masa atomowa izotopów równa liczbowo liczbom masowym
Elektron w atomie zajmuje określony stan kwantowy. w pewnych warunkach elektron zachowuje się ;nie jak cząstka materialna ale jak fala elektromagnetyczna
Obszar orbitalny- obszar wokół jądra atomowego w którym istnieje największe prawdopodobieństwo występowania elektronu
Orbital- funkcja określająca przestrzeń największego prawdopodobieństwa występowania elektronu w atomie
W Chemii kwantowej stan elektronu opisuje się za pomocą funkcji falowej psi zwanej orbitalem kwantowym
###Liczby kwantowe
n – główna liczba kwantowa n = 1,2,3,4…. n – odpowiada kolejnym powłokom elektronowym .
***Wszystkie stany kwantowe o jednakowej wartości głównej liczby kwantowej tworzą zbiór , który nazywamy powłoką elektronową. Liczbę stanów kwantowych (maxymalną liczbę elektronów w powłoce określa wzór 2n-do kwadratu***
l – orbitalna liczba kwantowa,określa liczbę podpowłok w danej powłoce
***Wszystkie stany kwantowe o tej samej wartości głównej i tej samej ilości orbitalnej wartości tworzą orbitaln zbiór zwany podpowłoką elektronową.***
Podpowłoki:
s – nie ulega rozszczepieniu odpowiada jej 1 orbital typu s
p – rozszczepia się na 3 orbitale px , py , pz
d – rozszczepia się na 5 orbitali
f – rozszczepia się na 7 orbitali
Na każdym orbitalu mogą znajdować się maxymalnie 2 elektrony stąd liczba stanów kwantowych w podpowłokach kolejno wynosi
s 2 p 6 d 10 f 14
Liczba stanów kwantowych w podpowłoce wynosi 4l + 2
Magnetyczna liczba kwantowa m – określa ilość orbitali
np. n = 2 l = 0,1 m = -1,0,1
Spinowa liczba kwantowa – opisuje moment własny elektronu który z pewnym przybliżeniem można powiązać z obrotem elektronów wokół własnej osi
Spin ma 2 orientacje w przestrzeni
Zakaz Pauliego – W atomie nie mogą się znajdować 2 elektrony o wszystkich identycznych liczbach kwantowych , muszą różnić się przynajmniej spinem.
Elektrony o przeciwnej orientacji spinu nazywami elektronami sparowanymi
Elektrony sparowane są opisywane jednakowymi wartościami ; głównej , orbitalnej i magnetycznej liczby kwantowej , a różnymi magnetycznymi spinowymi liczbami kwantowymi
Konfiguracja elektronowa – Przyporządkowanie elektronów w atomie określonym powłokom i podpowłokom
Reguła Hunda – Najkorzystniejsze jest takie zapełnienie poziomów energetycznych aby liczba elektronów niesparowanych była jak największa
Elektrony niesparowane mają takąsamą orientację spinu.

#Pierwiastki leżące w pierwszej grupie na podpowłoce s (niezależnie od nr powłoki)mają 1 elektron
#Pierwiastki leżące w drugiej grupie w podpowłoce s niezależnie od ilości podpowłok mają 2 elektrony
#Elektrony znajdujące się na ostatniej powłoce nazywamy elektronami walencyjnymi.
#Pierwiastki leżące w grupach od 13 do 18 zapełniają elektronami podpowłokę p
#Ze względu na powtarzającą się okresowo podobną konfigurację elektronową podzielono pierwiastki na tzw. bloki (energetyczne)
I i II grupa => pierwiastki bloku s
XIII do XVIII => pierwiastki bloku p
III do XII => pierwiastki bloku d
Aktynowce i Lantanowce => pierw. bloku f

Czynnikiem który decyduje o trwałości jądra obok stosunku liczby neutronów do liczby protonów ( pow. 1,55-pierw. promieniotwórcze) jest jego masa. Jądra o dużych liczbach masowych są nietrwałe bezwzględu na stosunek liczby n do p.
Jądra o dużej masie dąrząc do przemainy w jądra trwałe o mniejszej masie emitują cząstki alfa ; nie jest znane żadne jądro atomowe o liczbie masowej wyższaj niż 209. Najcięższym trwałym jądrem atomowym jest jądro izotopu Bizmutu 83 i liczbie masowej 209 Bi

Reguła przesunięć Sadde’go – Fajansa
Jeżeli jądro atomowe pierwiastka emituje promieniowanie alfa to tworzy się jądro nowego pierwiastka o liczbie atomowej mniejszej o 2 i o liczbiemasowej mniejszej o 4

Jeżeli jądro atomowe pierwiastka emituje promieniowanie Beta to tworzy się jądro nowego pierwiastka o liczbie atomowej większej o 1 i tej samej liczbie masowej

W przemyśle ważne jest zmiękczanie wody, czyli usuwanie węglanów wapnia i magnezu. Proces ten przeprowadza się przez dodanie Ca(OH)2 i Na2CO3
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 +2H2O
Ca(HCO3)2 + Na2CO3 = CaCO3 +NaHCO3
Inną metodą zmiękczania wody jest wymiana jonowa. Jonity są to żywice organiczne mogące w sposób wymienny wiązać ze sobą jony z roztworów. Proces wymiany jonowej przebiega następująco: początkowo przez kationit, tzn. żywicę wymieniającą kationy, przepuszcza się wodę
H-R-H + CaSO4 = R=Ca + H2SO4
Symbolem R oznaczono żywicę, H jon wodorowy. Następnie wodę przepuszcza się przez anionit, tj. żywicę mogącą wymienić aniony
OH-R-OH + H2SO4 = R=SO4 + H2O
Po przejściu przez system wymieniaczy jonowych otrzymujemy wodę o czystości podwójnie destylowanej. Wodę do celów spożywczych przygotowuje się w następujący sposób: wodę rzeczną wprowadza się do odstojników, gdzie opadają zawiesiny stałe. Następnie przepuszcza się ją przez filtry ze żwiru i piasku, gdzie zostają dokładnie oczyszczone. Tak oczyszczona woda ma jeszcze rozpuszczone gazy, sole mineralne i bakterie. Bakterie niszczy się przez dodatek chloru lub ozonu. Niewielkie ilości soli mineralnych nadają wodzie smak. Do wody dodaje się trochę soli dostarczających jonów fluorowych w celu zapobiegania próchnicy zębów. Tak przygotowaną wodę wprowadza się do sieci miejskiej.
Pytania kontrolne
Z czym jest związany moment dipolowy cząsteczki wody?
Jakie sole zawiera woda występująca w przyrodzie?
Wymień rodzaj twardości wody.
Wymień sposoby usuwania zanieczyszczeń wody.
Jak wykrywa się w wodzie obecność NH3 , Cl-, SO42-, węglanów, Ca2-, oraz Fe3+.

Doświadczenie 1. Wykrywanie amoniaku (NH3) lub soli amonowych (jonów NH4+). Do trzech probówek zawierających kolejno wodę rzeczną , wodociągową i destylowaną wlej 1 cm3 odczynnika Neslera. Jeżeli woda zawiera wolny amoniak lub sole amonowe, pojawia się zabarwienie pomarańczowo – brunatne. Powstaje złożona sól kompleksowa :
2 K2HgJ4 + KOH + NH4 OH = 7 KJ + 3 H2O + Hg2ONH2J
Wystąpienie białego zmętnienia wskazuje na obecność dużej ilości wapnia.
Doświadczenie 2. Wykrywanie jonów chlorkowych (Cl-). Do trzech probówek zawierających wodę rzeczną, wodociągową i destylowaną, dodaj kilka cm3 roztworu azotanu srebra. Zmętnienie roztworu lub wytrącenie białego osadu chlorku srebra świadczy o obecności jonów chlorkowych
NaCl + AgNO3 = AgCl + NaNO3
Doświadczenie 3. Wykrywanie jonów siarczanowych (SO42-). Do trzech probówek zawierających wodę rzeczną, wodociągową i destylowaną dodaj kilka cm3 wodnego roztworu chlorku baru. Powstanie białego zmętnienia lub wytrącenie się białego osadu świadczy o obecności siarczanów.
CaSO4 + BaCl2 = BaSO4 + CaCl2.
Doświadczenie 4. Wykrywanie kwaśnych węglanów wapnia i magnezu [Ca(HCO3)2 i Mg(HCO3)2]. Odparuj do sucha około 50 cm3 wody kranowej w parowniczce porcelanowej. Pozostałość zwilż kilkoma kroplami stężonego kwasu solnego. W razie obecności w badanej wodzie kwaśnych węglanów pozostałość w parowniczce po dodaniu HCl burzy się:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2.
Roztwór zachowaj do następnego doświadczenia.
Doświadczenie 5. Wykrywanie jonów wapniowych (Ca2+). Połowę otrzymanego w doświadczeniu 4 roztworu wlej do probówki i dodaj kolejno: amoniaku, chlorku amonu i szczawianu amonu. Wytrącanie się białego osadu szczawianu wapnia świadczy o obecności soli wapnia
CaCl2 + (NH4)2C2O4 = CaC2O4 + 2NH4Cl.
Doświadczenie 6. Wykrywanie jonów żelazowych (Fe3+). Do pozostałej z doświadczenia 4 części roztworu dodaj kilka kropli HNO3, zagotowuj, a po oziębieniu dodaj kilka kropel roztworu rodanku potasu – KCNS. Powstanie czerwonego zabarwienia świadczy o obecności soli żelazowych, gdyż zachodzi reakcja:
Fe(NO3)3 + 3 KCNS = Fe(CNS)3 + 3 KNO3.
Doświadczenie 7. Zmierz pH i przewodnictwo elektryczne wody rzecznej oraz wodociągowej. Porównaj i przedyskutuj uzyskane wyniki z wynikami pomiarów dla wody destylowanej.

Woda jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych związków chemicznych w przyrodzie. Jest cieczą bezbarwną, bez smaku i zapachu, ma interesujące anomalie o dużym znaczeniu biologicznym. Od 4oC, w miarę obniżania temperatury, jej gęstość maleje. Dzięki temu woda w jeziorach i rzekach zamarza na powierzchni, co umożliwia istnienie życia biologicznego w głębi. Cząsteczka wody składa się z dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu. Kąt pomiędzy atomami wodoru wynosi 104o 40′. Dzięki kątowej budowie cząsteczka wody ma moment dipolowy. Cząsteczki wody przyciągają się różnoimiennymi biegunami tworząc asocjat, dzięki czemu temperatura wrzenia wody jest stosunkowo wysoka. Biegunowa budowa cząsteczki wody powoduje dobrą rozpuszczalność w wodzie szeregu związków chemicznych.
Wodę otrzymuje się przez spalanie wodoru w tlenie:

2H2 + O2 = 2H2O

Reakcja spalania wodoru jest jedną z najbardziej egzotermicznych reakcji. Cząsteczka wody jest bardzo trwała i zaczyna dysocjować dopiero powyżej 1800 K. Pomimo dużej trwałości woda jest substancją chemiczną aktywną. Niektóre metale, np. Na, K, Ca reagują z nią w temperaturze pokojowej, wydzielając z wody wodór.
Wiele związków chemicznych przyłącza wodę. W związkach nieorganicznych może być ona związana w różny sposób:
 Woda konstytucyjna nie występuje w związkach chemicznych jako cząsteczka wody, natomiast wydziela się w czasie ich rozkładu. Należy tutaj m.in. Ca(OH)2, KOH, H2SO4, itp. Na przykład pod wpływem ogrzewania:
Ca(OH)2 –> CaO+H2O
 Woda koordynacyjna związana jest z cząsteczką specjalnym wiązaniem koordynacyjnym, np.:
[Cu(NH3)4 (H2O)2]+3, [Cr(H2O)6]+3
 Woda krystalizacyjna jest związana w kryształkach związków jonowych w ilościach stechiometrycznych np. CuSO4.5H2O. Usunięcie jej z takich substancji jest bardzo trudne.
 Woda sieciowa. Podczas ogrzewania związków zawierających wodę sieciową nie obserwuje się powstawania nowych faz. Woda ta zawarta jest pomiędzy warstwami sieci krystalicznej.

Woda w przyrodzie
Woda w przyrodzie nigdy nie jest czysta, lecz zawiera pewną ilość zawiesin, rozpuszczonych związków chemicznych i gazów. Woda z opadów atmosferycznych jest stosunkowo najbardziej czysta. Zawiera jednak zawsze pewne ilości pyłów i rozpuszczonych gazów. Woda rzek i jezior zawiera pewne ilości rozpuszczonych soli, głównie węglanu wapniowego i magnezowego. Woda morska zawiera duże ilości soli przede wszystkim NaCl. W Bałtyku zasolenie jest stosunkowo małe i wynosi 2%.

Twardość wody. Zapotrzebowanie wody dla celów przemysłowych jest duże i wzrasta w dużym tempie. W zależności od celów woda musi być odpowiednio oczyszczona. Duże wymagania stawia się wodzie do zasilania kotłów. Musi być ona pozbawiona soli mineralnych a przede wszystkim węglanu wapnia. W czasie gotowania węglan wapnia osadza się na ściankach tworząc tzw. kamień kotłowy. Kamień kotłowy ma bardzo małe przewodnictwo cieplne, co powoduje duże straty ciepła. Nagłe odpryski kamienia kotłowego mogą doprowadzić do przegrzania wody i wybuchu kotła. Woda używana w przemyśle włókienniczym nie może zawierać soli metali ciężkich. Szczególnie duże wymagania stawia się wodzie do picia. Wprowadzono pojęcie twardości wody. Dotyczy ono zawartości w wodzie związków wapnia, magnezu, żelaza i krzemu. Twardość wody wyraża się w stopniach, np. jeden stopień francuski oznacza zawartość 1 g węglanu wapnia w 100 dcm3 wody. Wprowadza się następujące pojęcia:

 Twardość całkowita, która jest sumą twardości węglanowej i niewęglanowej.
 Twardość węglanowa – spowodowana zawartością Ca(HCO3)2 i Mg(HCO3)2. Można ją usunąć przez zagotowanie wody.

Ca(HCO3)2 = CaCO3 +H2O+CO2

 Twardość niewęglanowa – spowodowana zawartością w wodzie innych soli wapnia i magnezu, jak np. CaSO4, MgSO4, CaCl2 i MgCl2.

*Alkaloidy*

Alkaloidy to związki naturalne głównie pochodzenia roślinnego (b. rzadko
występują w organizmach zwierzęcych – np.gatunek salamandry); mają charakter
zasadowy i zawierają min. jeden atom azotu, najczęściej wbudowany w pierścień
heterocykliczny.Ich budowa jest skomplikowana i często nie ustalona, wraz z
ich syntezą długo opracowywało ją wielu chemików przeszłego stulecia.
Alkaloidy ponadto oddziaływują charakterystycznie na organizm ludzki, co
zaobserwowano już w starożytności.
Przeważnie są to substancje krystaliczne, o gorzkim smaku, optycznie czynne,
trudno rozpuszczalne w wodzie.Występują najczęściej w nasionach, liściach,
łodygach, korzeniach roślin, czasem w korze niektórych drzew, lecz zawsze w
postaci związanej z kwasami (szczawiowy, jabłkowy, bursztynowy itd.).
Z roślin wyodręnia się je metodami ekstrakcji i destylacji z parą wodną.
Czystą postać otrzymuje się np.przez krystalizację, chromatografię, ekstrakcję
przeciwprądową.
Wyróżnia się ponad 2000 alkaloidów, podzielić je można ze względu na budowę:
+ pochodne fenyloetyloaminy (zawierają azot niewbudowany w pierścień)
/efedryna, meskalina/;
+ pochodne pirolu /pirolidyna, nikotyna, hygryna/;
+ pochodne imidazolu /pilokarpina/;
+ pochodne indolu /ezeryna lub fizostygmina, ergotamina, alkaloidy sporyszu/;
+ pochodne pirydyny /trygonelina, arekolina, piperyna wyst. w pieprzu,
rycynina, lobelina, koiina wyst. z innymi alkaloidami w cykucie/;
+ o skondensowanych pierścieniach pirolidynowych i piperydynowych /atropina ,
kokaina, hioscyjamina, skopolamina, pelletieryna, lupinina, sparteina/;
+ zawierające pierścień chinolinowy – chinowe /chinina, kupreina, cynchonina/;
+ zawierające pierścień izochinolinowy /narkotyna z opium, salsolina,
berberyna, alkaloid kurary, papaweryna/;
+ a. morfiny i kryptopiny /morfina, kodeina, tebaina, kolchicyna, kryptopina/;
+ alkaloidy karboliny /wazycyna,lub peganina, johimbina/;
+ alkaloidy grupy strychniny /strychnina, brucyna/;
+ alkaloidy sterydowe /solamina/;
W lecznictwie używane są głównie sole alkaloidów, choć obecnie stosowane
są coraz rzadziej. Alkaloidy wykorzystywano jako leki przeciwbakteryjne,
przeciwbólowe, kiedyś przeciw chorobie Parkinsona (atropina), leki pobudzające
ośrodkowy układ nerwowy, leki nasenne, jako środki psychotropowe, środki
odurzające (morfina), środki miejscowo znieczulające (kokaina), środki
zwęzające naczynia krwionośne, więc ich działanie na organizm ludzki może być
dość zróżnicowane.
[omównienie niektórych alkaloidów]
CHININA C20-H24-O2-N
Chinina, podobnie jak cynchonina występuje w korze drzew rosnących w Andach.
Jest jednym z głownych składników i podstawowym czynnikiem aktywnym tej kory.
Jej własności stwierdzono już w 1639, przez co uprawiano często w/w drzewa w
holenderskich Indiach Wschodnich.To biały, drobnokrystaliczny lub bezpostacio-
wy proszek otemp, topnienia 177°C (bezwodny) lub 57°C (uwodniony), b. trudno
rozpuszczalny w wodzie, rozpuszczalny w olejach, benzynie alkoholu, eterze,
chloroformie, glicerynie i kwasach.Wyodrębniono ją w 1827r.Jest trucizną,
ięc stos. się jej sole: chlorowodorek, dwuchlorowodorek, salicylan, bromowo-
dorek, etylowęglan, siarczan i in.Stosowana jako lek przeciwgorączkowy i
przeciwbólowy, przeciw grypie, kiedyś malarii i zapaleniu płuc.

NIKOTYNA C10-H14-N2
Alkaloid występujący w liściach i korzeniach tytoniu. Ciecz o temp. topnienia
-10°C, temp. wrzenia 246°C, nieorganicznie rozpuszczalna w wodzie przy temp.
poniżej 64°C i powyżej 205°C,łatwo rozp. w alkoholu, eterze.
Brunatnieje przy dostępie powietrza.B. trująca i poraża ośrodkowy układ
nerwowy; otrzymywana przez destylację tytoniu z mlekiem wapiennym i ekstrakcję
eterem.Stos. w medycynie, garbarstwie, jako składnik środków owadobójczych,
składnik palonych mieszanek tytoniowych.

MORFINA C17-H19-O3-N
To alkaloid występujący w opium. Ma postać bezbarwnych, błyszczących, krys-
talicznych słupków z 1-ą cząsteczką wody.Temp. topnienia 254°C.
Bardzo trudno rozpuszczalna w alkoholu, eterze i wodzie(1:5000), przez co
głównie stos. w postaci soli o gorzkim smaku.Przy ogrzaniu do temp. 100°C
traci swą wodę krystaliczną.
Otrzymywana przez ekstrakcję opium zawierającego jej 10%.
Obniża wrażliwość ośrodków bólowych kory mózgowej wywołując przy tym euforię.
Łatwo przyzwyczajana przez organizm, co może prowadzić do narkomanii.

KOFEINA
Kofeina – teina : 1,3,7-trójmetyloksantyna; alkaloid występujący w roślinach
np. ziarnach kawy w ilości ok. 1%, liściach herbaty ok. 2-3%, otrzymywana też
syntetycznie;
Krystalizuje z 1-ej cząsteczki wody białe ‘igły’ o jedwabistym połysku lub
drobnokrystaliczny proszek o temp. topnienia 234-237°C; bez zapachu, sublimuje
w temp. 180°C, ma gorzki smak.Rozpuszczalna w wodzie (1:80), we wrzącej (1:2),
alkoholu (1:50), chloroformie (1:9), prawie nierozpuszczalna w eterze.
Otrzymywana przez ekstrakcję z kawy, herbaty, guarany, herbaty paragwajskiej,
orzeszków kola lub syntetycznie z kwasu moczowego, mocznika.
Związek ten odznacza się swoistym wpływem pobudzającym korę mózgową, znoszącym
zmęczenie fizyczne i psychiczne, ułatwia procesy myślowe, przywraca świadomość
w stanach omdlenia, poprawia czynność serca, oddech i ciśnienie krwii.
Stosowana jako lek pobudzający centralny układ nerwowy, w zatruciach narkoty-
kami, alkoholem,niedomaganiach ukł. krążenia i oddychania.
Jedna filiżanka mocnej kawy bądź herbaty zawiera leczniczą dawkę kofeiny.

Metan-jego cząsteczka ma kształt czworościanu foremnego(tetraedru), w którego narożach znajdują się atomy wodoru, a w środku atom węgla. Długość wiązań C-H wynosi 109pm, a kąty między nimi są równe 109 28′.Jest gazem bezbarwnym, bez zapachu, nierozpuszczalnym w wodzie. Metan pali się. Uaktywniony metan ulega reakcjom chlorowcowania(podstawiania). Nie odbarwia r-ru KNO4 i r-ru Br2(aq).Stanowi główny składnik naturalnych gazów:ziemnego, kopalnianego, błotnegi i biogazu. Zastosowanie: jest stosowany jako ekonomiczne paliwo gazowe oraz jako surowiec w przemyśle petrochemicznym.
Etylen-wszystkie atomy tworzące cząsteczkę etylenu leżą w jednej płaszczyźnie, a kąty między wiązaniami C-C-H i H-C-H są równe 120.Długość wiązania podwójnego C=Cwynosi 134pm a wiązania C-H 110pm. Jest gazem bezbarwnym, nierozpuszczalnym w wodzie, jest związkiem o dużej reaktywności, odbariwa on szybko wodę bromową, a przyczyną tak dużej reaktywności jest wiązanie podwójneC=C.Pali się.Reaguje z utleniaczami KMnO4 i Br2(aq).
Reaguje z chlorowcami np(Br2 i Cl2) dając dichloroalkan i dibromoalkan. Reaguje z HBr i HCl dając chloroalkan i bromoalkan. Reaguje z H2O(przy użyciu H+) dając alkohol. Ulega reakcji uwodornienia (w obecności kat. niklu lub palladu) dając alkan. Ulega reakcji polimeryzacji-w odpowiednich warunkach ciśnienia i temperatury cząsteczki etylenu mogą reagować ze sobą tworząc długie łańcuchy zawierające tylko wiązania pojedyncze.Zastosowanie:Stosowany jest do otrzymywania polietylenu, etanolu, tlenku etylenu i wielu związków organicznych powszechnego użytku.
Acetylen-jest bezbarwym gazem nieco lżejszym od powietrza, czysty acetylen ma bardzo słaby eteryczny zapach, charakterystyczną właściwością acetylenu jest wybuchowy rozkład po sprężeniu do ciśnienia wyższego niż 1,5MPa. Dobrze rozpuszcza się w acetonie, ulega spalaniu.Reakcje: Addycja bromu, addycja HCl (powstaje chloroeten- chlorek winylu), Wodyobecność HgSO4 i H2SO4 (powstaje aldehyd octowy), uwodornienie w obecności katalizatora (etylen (eten) i póżniej etan i polimeryzacji (benzen).Zastosowanie:stosowany w technice jako środek oświetlający.
Naftalen C10H8 – cząsteczka naftalenu składa się z dwóch pierścieni sześcioczłonowych mających wspólny bok(dwa wspólne atomy węgla)Cząsteczka ta zawiera 10 elektronów walencyjnych nie uczesticzących w wiązaniach pojedynczych.Pozyskuje się go ze smoły węglowej a wykorzystujedo syntezy środkow wybuchowych, żywic i garbników.
Gaz ziemny – mieszanina lekkich alkanów, głównym składnikiem jest metan od 50 do 98%. Towarzyszy złożom ropy naftowej i wydobywany jest razem z nią. Znjaduje się w złożu pod wysokim ciśnieniem. Wydobyty ze złoża wymaga oczyszczenia z siarjowodoru. Taki gaz nadaje się do syntez chemicznych. oczyszczony gaz ziemny zawierający ponad 90% metanu i etanu wykorzystuje się jako surowiec dla przemysłu chemicznego lub jako opał. oddzielone od niego propan i butan to tzw gaz płynny używany do zasilania kuchenek gazowych.
Ropa naftowa-to ciekła mieszanina węglowodorów oraz niewielkich ilości związkow organicznych zawierających tlen, azot i siarkę.Oleista brunatna ciecz, nierozpuszczalna w wodzie. Najprawdopodobniej ropa naftowa powstała w wyniku rozkładu w warunkach beztlenowych z udziałem bakterii anaerobowych, rozmaitych szczątków zwierzęcych i roślinnych.Wydobywa się ją podobnie jak gaz ziemny.
Węgiel kamienny-należy do grupy węgli kopalnych, do ktorych zalicza się węgiel brunatny, torf i antracyt. Powstał w wyniku złożonych przemian szczątków roślin rosnących na Ziemi w okresie karbońskim.nie jest mieszaniną określonych związków organicznych lecz złożoną i urozmaiconą pod względem budowy subst. stałą.Zawiera on od 80do95%pierwiastka węgla, 4-5,5%wodoru,3-13%tlenu,1,4-1,8%azotu,0,3-0,7-siarki i 3-11% popiołu.
Ropa naftowa jest najważniejszym surowcem do produkcji paliw płynnych i całego szeregu półproduktów do syntezy złożonych związkow chemicznych. Pierwszym etapem przeróbki wstępnie oczysczonej ropy jest destylacja frakcyjna.Polega na rozdzieleniu ropy na grupy składnikow (frakcje) z wykorzystaniem różnic temperatur wrzenia tych składników.Frakcje:benzyna od 40 do 180 C, nafta od 180 do 280C, oleje napędowe i smary 280-350C, mazut powyżej 350C-wykorzystywany do produkcji asfaltu
Benzyna jest mieszaniną węglowodorów zawierających od 5 do 10 atmów węgla w cząsteczce. Parametrem określającym jakość benzyny jest liczba oktanowa(LO) będąca miarą odporności benzyny na spalanie detonacyjne. LO=100 2,2,4-trimetylopentan zwany izookatnem a LO=0 ma n-heptan. Np LO=94 tzn że benzyna ma takie właściwości jak mieszanina 94% izooktanu i 6% n-heptanu.Antydetonator tetraetyloołów-Pb(C2H5)a można tym poprawić benzynę.
Smoła węglowa-jest złożoną mieszaniną kilku tysięcy związkówz których wydziela się około dwudziestu. Przerabia się ją poddając destylacji frakcyjnej.Była głównym źródłem węgl. aromatycznych.

Wysolenie białek-otoczkę solwatacyjną białek można zniszczyć przez dodanie do r-ru mocnego elektrolitu, którego jony są silniej solwatowane przez cząsteczki wody; następuje strącenie białka z r-ru; proces ten nie narusza struktury przestrzennej cząsteczki białka i dlatego jest odwracalny-wysolone białko można ponownie rozpuścić; metodę tą stosuje się do wydzielania białka z r-ru.
Denaturacja białek-pod wpływem soli ciężkich metali, mocnych kwasów, reaktywnych związków organicznych (aldehydu mrówkowego) i wysokiej temperatury białko strąca się w sposób nieodwracalny; proces ten niszczy przestrzenną strukturę białka, spowodowane jest to rozerwaniem wiązań wodorowych.
Reakcja ksantoproteinowa-pojawiające się w niej żółte zabarwienie zmieniające się na pomarańczowe pod wpływem działania r-ru amoniaku świadczy o obecności białek; polega na nitrowaniu pierścienia aromatycznego w reszcie aminokwasu tyrozyny.
Koagulacja-proces przejścia koloidu w koagulat; polega na łączeniu się cząsteczek koloidalnych w wielkie agregaty tworzące nieregularną sieć przenikającą cały układ
Peptyzacja-proces przejścia koagulatu w koloid
Reakcja biuretowa-biuret-H2N-CO-NH-CO-NH2 + woda podziałamy siarczanem miedzi w środowisku zasadowym; r-ór biuretu + zasada i trochę soli – pojawia się zabarwienie różowo – fioletowe (denaturat)
Otoczka solwatacyjna- białko jaja kurzego rozpuszcza się w wodzie tworząc r-rór koloidalny; przyczyną tego jest duży rozmiar cząsteczek białka oraz specyficzne oddziaływania solwatacyjne z cząsteczkami wody, dzięki czemu każda cząsteczka białka w roztworze otoczona jest związanymi z nią wiązaniami wodorowymi cząsteczkami wody.
Hydroksykwasy: (otrzymywanie)
-zasadowa hydroliza chlorowcokwasów
-hydratacja nienasyconych kwasów
-metoda cyjanohydrynowa (R+HCN+2H2O-NH3­)
(właściwości):
-reagują z metalami
-z zasadą sodową
-z alkoholem
Aminokwasy: (otrzymywanie)
-do chlorowcokwasów dodać 2NH3 – otrzymamy aminokwas i chlorek amonu NH4CL
-hydroliza białek
-metoda cyjanohydrynowa (aldehyd + HCN-cyjanohydryna aldehydu+NH3- X+2H2O aminokwas + HCN + H2)
(właściwości):
-reagują z zasadami
-alkoholem
-kwasami
Aminokwasy:
Alanina ( kwas a-aminopropionowy)
H2N-CH-COOH
˝
CH3
Seryna (kwas a-amino-b-triolo propionowy)
H2N-CH-COOH
˝
CH2-OH
Cysteina (kwas a-amino-b-triolo propionowy)
H2N-CH-COOH
˝
CH2-SH
Kwas Asparaginowy (kwas a-amino bursztynowy; butanodiowy)
H2N-CH-COOH
˝
CH2-COOH
Obecność grup o charakterze kwasowym I zasadowym powoduje, że aminokwasy zachowują się jak związki amfoteryczne-reagują z kwasami jak i z zasadami.

Procesy technologiczne

- Proces ciągły
Proces fizykochemiczny polegający na tym, że do reaktorów doprowadza się surowce, w których w niezmiennych warunkach nieprzerwanie przebiega reakcja chemiczna, a produkty reakcji są odprowadzane na zewnątrz.
np. produkcja kwasu siarkowego(VI), produkcja amoniaku, kwasu azotowego(V), elektroliza chlorków metali alkalicznych, produkcja cementu.

- Proces okresowy ( periodyczny)
Proces fizykochemiczny polegający na tym, że wprowadzenie substratów reakcji chemicznej i odprowadzenie produktów następuje wielokrotnie kolejno po sobie.
przykład : produkcja surówki żelaza.

- Zasada przeciwprądu
Zasada przeprowadzania procesów fizykochemicznych polegających na tym, żereagujące ze sobą surowce nieprzerwanie płyną względem siebie w kierunkach
przeciwnych. Zasadę przeciwprądu stosuje się w celu zapewnienia optymalnej wymiany masy i energii.
przykłady : produkcja kwasu siarkowego(VI), produkcja amoniaku, produkcja surówki żelaza, wypalanie wapna.

- Zasada obiegu kołowego
Zasada przeprowadzania procesów fizykochemicznych polegających na tym, że nie przereagowana lub odzyskana część surowca ew. środków pomocniczych
doprowadzana jest ponownie do aparatów produkcyjnych. Zasadę obiegu kołowego stosuje się w celu optymalnego wykorzystania masy i energii.
np. produkcja amoniaku

- Zasada wymiany ciepła
Zasada przeprowadzania procesów fizykochemicznych polegających na magazynowaniu ciepła gazów produkcyjnych i wykorzystywaniu jego do wstępnego pod-
grzania gazowych surowców procesu lub jako gazy grzewcze; ma miejsce w wymiennikach ciepła lub regeneratorach; służy do optymalnego wykorzystania
energii.
np. produkcja surówki żelaza, produkcja cementu, produkcja amoniaku.

- Proces ciągły w warstwie fluidalnej
Sposób przeprowadzania procesów fizykochemicznych polegających na tym, że gazowe substraty wdmuchiwane są od spodu do reaktora, przez co substraty
stałe zostają uniesione i trwale zawieszone w przepływającym strumieniu gazu.
Reakcja zachodzi w warstwie fluidalnej.
np. zgazowanie węgla.