Kemija za pripremu razredbenih ispita na fakultetima 9789536904273 [PDF]

Zitiervorschau

KEMIJA ZA PRIPREMU PRIJEMNIH ISPITA NA FAKULTETIMA

Izdavač

HINUS Miramarska 13B Zagreb tel./fax (01) 611 55 18 Recenzenti

prof. dr. sc. JASNA HELENA MENCER prof. dr. sc. ZORAN GOMZI DUBRAVKA TURČINOVIĆ, prof Lektor

IVANČICA ĆURIĆ, prof. Korektor

MIRJANA ZRNČIĆ

ISBN 978-953-6904-27-3

Copyright © Hrvoje Zrnčić

Knjigu možete besplatno preuzeti samo za osobnu upotrebu, a ne smijete je stavljati na druge mrežne stranice, umožavati ili je koristiti za bilo koju komercijalnu svrhu.

mr. sc. Hrvoje Zrnčić

za pripremu razredbenih ispita na fakultetima

HINUS

PREDGOVOR

Ovaj priručnik sa zbirkom rješenih zadataka namijenjen je za dobro i brzo usvajanje, odnosno ponavljanje gradiva kemije potrebnog za polaganje razredbenih ispita, i to na svim fakultetima na kojima se polaže kemija. Građa priručnika sa zbirkom podijeljena je u dva dijela. U prvom dijelu navedeni su osnovni pojmovi bez kojih nije moguće logički dobro i u relativno kratkom vremenskom intervalu savladati drugi dio priručnika sa zbirkom. Drugi se dio sastoji od pitanja i odgovora koji su posebno rastumačeni. Pitanja potječu s prijašnjih testova razredbenih ispita za upis na fakultete. Pripremanje za razredbeni ispit samo pomoću navedenih pitanja i zaokruženih odgovora dugotrajan je i mukotrpan posao, često bez rezultata. Nedostaju tumačenja zašto su baš zaokruženi odgovori točni. Upravo su ta objašnjenja dana u ovom priručniku. Usvajanjem logičkih tumačenja gradiva brzina savladavanja, odnosno ponavljanja gradiva višestruko se povećava, a dobri rezultati rijetko izostaju. U skladu s tim građa je obrađena tako da je u početku dana prednost opisnim tumačenjima. Uvodeći simbole postupno, na kraju prevladavaju tumačenja dana simbolima, a opisno su dana samo neophodna razjašnjenja. Ako su u pitanju navedena imena tvari, u pravilu u odgovoru su dane formule i obratno. Ovo djelo pisano je u nadi da će moje višegodišnje iskustvo, stečeno radom na fakultetu i u srednjoj školi te podučavanjem kemije za fakultetske razredbene ispite, biti preneseno širem krugu mladih ljudi.

Autor

SADRŽAJ

PERIODNI SUSTAV ELEMENATA ......................................................................... 9 UPOTRIJEBLJENI SIMBOLI I KRATICE .......................................................... 10 KEMIJA............................................................................................................................ 11 TVARI I NJIHOVE PROMJENE .................................................................................. 11 ATOMI I MOLEKULE ................................................................................................... 11 GRAĐA ATOMA ................................................................................................................ 11 ELEKTRONSKI OMOTAČ .................................................................................................. 12 PERIODNI SUSTAV ELEMENATA ...................................................................................... 13 KEMIJSKE VEZE ............................................................................................................... 14 Ionska veza ....................................................................................................................... 14 Kovalentna veza ................................................................................................................ 15 Metalna veza..................................................................................................................... 16 MEĐUMOLEKULSKE VEZE ............................................................................................... 16 Vodikova veza ................................................................................................................... 16 Van der Waalsova sila ....................................................................................................... 17 Čvrsto agregatno stanje ...................................................................................................... 17 Ionski kristali.................................................................................................................... 17 Molekulski kristali ............................................................................................................. 17 OSNOVE KEMIJSKOG RAČUNA ............................................................................... 17 MASENI UDIO ELEMENATA U SPOJU ................................................................................ 18 IZRAČUNAVANJE EMPIRIJSKE I MOLEKULSKE FORMULE IZ PODATAKA ELEMENTARNE ANALIZE.............................................................................. 18 MOLARNI VOLUMEN PLINOVA ........................................................................................ 19 STEHIOMETRIJA KEMIJSKE REAKCIJE ........................................................................... 20 GUSTOĆA .......................................................................................................................................................21 TERMOKEMIJA ............................................................................................................. 21 TEKUĆINE....................................................................................................................... 21 DISPERZNI SUSTAVI .................................................................................................... 22 PRAVE OTOPINE............................................................................................................... 22 Otapanje čvrstih tvari ........................................................................................................ 22 ISKAZIVANJE SASTAVA OTOPINA .................................................................................... 22 Masena koncentracija ........................................................................................................ 23 Množinska koncentracija .................................................................................................... 23 Molalnost ......................................................................................................................... 23 BRZINA KEMIJSKE REAKCIJE................................................................................. 24 KEMIJSKA RAVNOTEŽA ............................................................................................ 24 KISELINE I BAZE .......................................................................................................... 25 NEUTRALIZACIJA ............................................................................................................ 26 SOLI.................................................................................................................................. 27 HIDROLIZA ...................................................................................................................... 27 OKSIDACIJSKO-REDUKCIJSKI PROCESI ............................................................. 27 OSNOVE ELEKTROKEMIJE....................................................................................... 28 ELEKTROLIZA .............................................................................................................................................29 UVOD U ANORGANSKU KEMIJU ............................................................................. 30 NEMETALI ...................................................................................................................... 31 VODIK .............................................................................................................................. 31

HALOGENI ELEMENTI ..................................................................................................... 31 HALKOGENI ELEMENTI ................................................................................................... 33 Kisik ............................................................................................................................... 33 Sumpor ............................................................................................................................ 33 DUŠIKOVA SKUPINA ELEMENATA ................................................................................... 34 Dušik ............................................................................................................................... 35 Fosfor .............................................................................................................................. 36 UGLJIKOVA SKUPINA ELEMENATA ...................................................................... 36 Ugljik .............................................................................................................................. 36 Silicij ............................................................................................................................... 37 METALI ............................................................................................................................ 37 ALKALIJSKI I ZEMNOALKALIJSKI METALI ..................................................................... 38 TEHNIČKI VAŽNI METALI ................................................................................................ 40 Aluminij .......................................................................................................................... 40 Željezo ............................................................................................................................. 40 Bakar .............................................................................................................................. 41 Kompleksni spojevi prijelaznih metala .................................................................................. 42 KEMIJA I OKOLIŠ......................................................................................................... 42 ZRAK ................................................................................................................................ 43 VODA ................................................................................................................................ 44 TLA................................................................................................................................... 45 UVOD U ORGANSKU KEMIJU ................................................................................... 46 UGLJIKOVODICI........................................................................................................... 47 ALKANI ............................................................................................................................ 47 ALKENI............................................................................................................................. 49 ALKINI ............................................................................................................................. 50 UGLJIKOVODICI PRSTENASTE STRUKTURE .................................................................... 50 NAFTA ............................................................................................................................... 52 ORGANSKI SPOJEVI S KISIKOM.............................................................................. 52 ALKOHOLI ....................................................................................................................... 53 FENOLI ............................................................................................................................. 54 ETERI ............................................................................................................................... 54 ALDEHIDI I KETONI ......................................................................................................... 55 KARBOKSILNE KISELINE ................................................................................................. 56 ESTERI ............................................................................................................................. 57 ORGANSKI SPOJEVI S DUŠIKOM............................................................................. 58 AMINI ............................................................................................................................... 58 SINTETIČKI POLIMERI............................................................................................... 58 ADICIJSKA POLIMERIZACIJA .......................................................................................... 59 KONDENZACIJSKA POLIMERIZACIJA.............................................................................. 59 PRIRODNI SPOJEVI ...................................................................................................... 59 UGLJIKOHIDRATI ............................................................................................................ 59 Monosaharidi.................................................................................................................... 59 Disaharidi ........................................................................................................................ 60 Polisaharidi ...................................................................................................................... 60 PROTEINI ......................................................................................................................... 60 Aminokiseline ................................................................................................................... 60 Peptidi ............................................................................................................................. 60 Proteini ............................................................................................................................ 61 ENZIMI ............................................................................................................................. 61 LIPIDI ............................................................................................................................... 61 NUKLEINSKE KISELINE.................................................................................................... 61

PITANJA & ODGOVORI ........................................................................................... 63

Ra 226,0

Fr

223,0

**

*

227,0

Ac

138,9 89 **

La

59

Pr 140,9 91

Pa 231,0

Ce 140,1 90

Th 232,0

262,1

Db

180,9 105

Ta

58

261,1

Rf

178,5 104

Hf

238,0

U

144,2 92

Nd

60

263,1

Sg

183,9 106

W

237,0

Np

145,0 93

Pm

61

262,1

Bh

186,2 107

Re

98,9 75

244,1

Pu

150,4 94

Sm

62

Hs

190,2 108

Os

101,1 76

197,0 111

Au

107,9 79

Ag

47

200,6 112

Hg

112,4 80

Cd

48

204,4 113

Tl

114,8 81

In

49

69,72

Ga

207,2 114

Pb

118,7 82

Sn

50

72,59

Ge

209,0 115

Bi

121,8 83

Sb

51

74,92

As

209,0 116

Po

127,6 84

Te

52

78,96

Se

210,0 117

At

126,9 85

I

53

79,90

Br

222,0 118

Rn

131,3 86

Xe

54

83,80

Kr

6

5

4

3

2

1

n

157,3 96

Cm 247,1

Am 243,1

Gd

64

247,1

Bk

158,9 97

Tb

65

251,1

Cf

162,5 98

Dy

66

252,1

Es

164,9 99

Ho

67

257,1

Fm

167,3 100

Er

68

258,1

Md

168,9 101

Tm

69

259,1

No

173,0 102

Yb

70

260,1

Lr

175,0 103

Lu

71

7

6

Uun Uuu Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo 7

195,1 110

Pt

106,4 78

Pd

46

152,0 95

Eu

63

Mt

192,2 109

Ir

102,9 77

Rh

45

65,38

Zn

137,3 88

95,94 74,

Ru

44

63,55

Cu

Ba

92,91 73

Tc

43

58,70

Ni

132,9 87

91,22 72

Mo

42

58,93

Co

Cs

88,91 57 *

Nb

41

55,85

Fe

39,95 36

Ar

20,18 18

Ne

87,62 56

Zr

40

54,94

Mn

35,45 35

Cl

19,00 17

F

85,47 55

Y

39

52,00

Cr

32,06 34

S

16,00 16

O

Sr

50,94

V

30,97 33

P

14,01 15

N

38

47,90

Ti

28,09 32

Si

12,01 14

C

Rb

44,96

Sc

26,98 31

Al

10,81 13

B

37

2

18

40,08

9

17

39,10

8

16

Ca

7

15

K

6

14

24,31 20

5

13

Mg 30

12

22,99 19 29

11

Na 28

10

9,012 12

27

9

6,941 11

26

8

Be

25

7

4

24

6

Li

23

5

4,003 10

22

4

He

21

3

H

2

1,008 3

1

1

PERIODNI SUSTAV ELEMENATA

UPOTRIJEBLJENI SIMBOLI I KRATICE A - maseni broj Ar - relativna atomska masa b - molalnost c - množinska koncentracija cm - centimetar D - desni, desna (u nazivu spoja) dm - decimetar e, e− - elektron g - gram H - entalpija HGLB - hemoglobin IUPAC - Međunarodna unija za čistu i primijenjenu kemiju j - broj jedinki jedne vrste k - kilo kat- katalizator kg - kilogram Kw - ionski produkt vode L - Avogadrova konstanta; litar log - logaritam M - molarna masa m - masa; metar; meta položaj (u nazivu spoja) Mr - relativna molekulska masa N - broj jedinki

NA - Avogadrov broj n - glavni kvantni broj n - množina tvari; broj pojedinih atoma u spoju; broj molekula; broj mera u molekuli polimera; broj kiralnih središta (asimetričnih C-atoma) n0 - neutron o - orto položaj (u nazivu spoja) p - para položaj (u nazivu spoja); piko Pa - paskal p+ - proton S - entropija SI - Međunarodni sustav t - toplota TNT - trinitrotoluen u - unificirana atomska jedinica mase V - volumen Vm - molarni volumen Vmo - standardni molarni volumen w - maseni udio Z - atomski broj α - alotropska modifikacija željeza γ - alotropska modifikacija željeza δ - alotropska modifikacija željeza ρ - gustoća

KEMIJA Kemija proučava tvari od kojih je načinjen svemir. Ispituje njihov sastav, svojstva i unutrašnju strukturu. Kemija istražuje promjene i načine promjene tvari, odnosno kemijske reakcije i pripadajuće mehanizme koje se odvijaju u prirodi ili su djelo ljudskih ruku.

TVARI I NJIHOVE PROMJENE

Čiste tvari građene od istovrsnih čestica, atoma su elementarne tvari, a pojedine vrste atoma nazivamo kemijskim elementima. Tvari mogu biti u plinovitom, tekućem ili čvrstom agregatnom stanju. Promjenom agregatnog stanja ne dolazi do kemijske promjene. Kod kemijske promjene bitno se mijenja sastav tvari tj. produkt kemijske reakcije nije više ista tvar kao ona prije te promjene, za razliku od fizičkih promjena pri kojima se mijenja npr. energetsko stanje tvari, oblik ali ne i sama tvar. Kemijske promjene su termička razgradnja, razgradnja tvari djelovanjem električne struje, kemijske promjene uzrokovane djelovanjem svjetlosti kao i sinteza različitih spojeva. Pri svim kemijskim promjenama ukupna masa reaktanata i produkata uvijek je stalna.

ATOMI I MOLEKULE

GRAĐA ATOMA Najsitnije čestice neke tvari koje mogu stupati u kemijsku reakciju zovemo atomima. Te su čestice vrlo malih dimenzija. Promjer najmanjeg atoma, dakle atoma vodika iznosi oko 100 pm (0,0000000001 m), dok je promjer najvećeg atoma samo tri puta veći, dakle oko 300 pm (0,0000000003 m). Za očekivati je da tako male čestice imaju i malu masu; masa atoma vodika iznosi 1,673⋅10-27 kg (0,000000000000000000000000001673 kg), dok je masa najvećeg atoma reda veličine 10-25 kg. Ovako mali, atomi ipak nisu homogene čestice, već su građeni od još sitnijih čestica. U središtu atoma nalazi se sićušna jezgra

11

(nukleus) velike gustoće koja se sastoji od protona i neutrona (nukleoni). U prostoru oko jezgre, nazvanom elektronski omotač, gibaju se elektroni. U jezgri je koncentrirana skoro sva masa atoma (99.95 %) tako da elektroni, u usporedbi s jezgrom, imaju zanemarivo malu masu. Elementarne čestice, neutroni su električki neutralne čestice, protoni pozitivne, a elektroni negativne. Apsolutni iznosi naboja, elementarni naboji protona i elektrona su jednaki, a jednak je i broj protona i elektrona u atomu, pa je svaki atom prema vani električki neutralna čestica. Tablica 1. Svojstva elementarnih čestica Elementarna čestica elektron proton neutron

Znak e− p+ n0

Masa ∼0 1u 1u

Relativna masa 0 1 1

Nabojni broj −1 +1 0

Svaki atom je definiran atomskim brojem Z i masenim brojem A koji se često piše uz simbol elementa kao 11 X, npr. 11H. Z = N(p+) = N(e−) A = N(p+) + N(n0) Kažemo da je atom stabilan sustav jedne jezgre i određenog broja elektrona. Kako je vrsta atoma određena samo brojem protona tj. atomskim brojem, broj neutrona u atomima iste vrste može biti različit. Atome istog broja protona (istog atomskog broja, istog elementa) a različitog broja neutrona (znači različitog masenog broja, različite mase) nazivamo izotopima. Izobari su atomi različitog broja protona, različitih elemenata istog masenog broja. Nuklidi su atomi koji osim istog atomskog imaju i isti maseni broj. Samo 20 elementarnih tvari u prirodi sastoji se od samo jedne vrste nuklida pa ih nazivamo mononuklidni elementi. Ostali su polinuklidni elementi. Molekule su čestice nastale međusobnim spajanjem više atoma. Molekule su najsitnije čestice kemijskih spojeva (više raznovrsnih atoma međusobno spojenih), npr. H2SO4, H2O itd. I elementarne tvari javljaju se u obliku molekula (više istovrsnih atoma međusobno spojenih), npr. O2, P4 itd. ELEKTRONSKI OMOTAČ ATOMA Najtočniji poznati prikaz karakteristika atoma može se dobiti rješavanjem vrlo složenih matematičkih jednadžbi, stoga je potrebno istaknuti da nijedan model i nijedna slika kojima prikazujemo građu atoma i gibanje elektrona oko jezgre, ne daju pravi odraz zbivanja u atomu, već nam samo olakšavaju razumijevanje nekih pojava koje koristimo u praksi. Svaki elektron u atomu giba se velikom brzinom oko jezgre. Vjerojatnost nalaženja elektrona oko jezgre prikazuje se elektronskim oblakom, koji je gušći na mjestima veće vjerojatnosti nalaženja elektrona. Počevši od atoma vodika, čiji se omotač sastoji od samo jednog elektrona, svaka slijedeća složenija vrsta atoma ima po jedan elektron više u

12

elektronskom omotaču. Svaki elektron u atomu ima točno određenu energiju, odnosno elektroni se nalaze u različitim ali određenim energetskim nivoima ili ljuskama. Označavaju se brojevima od 1 to 7 ili slovima K, L, M, N, O, P i Q. Unutar jedne ljuske elektroni se zbog razlika u energiji, grupiraju u podljuske ili energetske podnivoe određenih energija. Prva ljuska ima jednu podljusku, druga može imati dvije podljuske, treća 3, a četvrta 4 podljuske. Prva ili s podljuska sadrži jednu s-orbitalu, druga ili p podljuska sadrži tri p-orbitale, treća ili d podljuska sadrži pet d-orbitala i četvrta ili f podljuska sadrži sedam f-orbitala. Broj ljuske kojoj pripadaju podljuske stavlja se ispred simbola podljuske, npr. 1s, 3p, itd. Desno gore, uz simbol podljuske pišemo broj elektrona koji se u njoj nalazi, npr. 1s2, 3p5, itd (čita se: jedan es dva, tri pe pet). Kako svaka orbitala daje rješenje za najviše dva elektrona, iz navedenog se može izračunati maksimalan broj elektrona, bilo u određenoj podljusci, bilo u određenoj ljusci, s napomenom da je ukupan broj elektrona u atomu jednak broju protona, odnosno atomskom broju. Maksimalan broj elektrona u jednoj podljusci izračuna se pomoću izraza 2n2 gdje je n glavni kvantni broj koji odgovara rednom broju ljuske. Elektroni popunjavaju omotač zauzimajući najniže, najstabilnije moguće energetske nivoe, podnivoe, orbitale. Redoslijed popunjavanja orbitala je slijedeći: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p. Ako nema dovoljno elektrona uz maksimalno popunjavanje orbitala jedne podljuske, onda se elektroni tako rasporede da zauzmu što je moguće veći broj orbitala. U zadnjoj ljusci ne može biti više od 8 elektrona. Raspored elektrona u atomu nazivamo elektronska konfiguracija. PERIODNI SUSTAV ELEMENATA Kemijsko pismo je međunarodno pismo, a predstavljaju ga simboli, formule i jednadžbe kemijskih reakcija. Periodni sustav elemenata odraz je građe atoma, odnosno njegove elektronske konfiguracije. Potrebno je dobro usvojiti principe i simbole periodnog sustava da bi se iz njega moglo puno toga očitati što se prije učilo napamet. U periodnom sustavu elementi su poredani u vodoravne retke - periode i u okomite stupce - skupine. Redaka, perioda ima sedam isto koliko i mogućih ljusaka. U prvoj periodi nalaze se dva elementa: vodik i helij, jer prva ljuska atoma može primiti maksimalno dva elektrona i to suprotnih spinova. Atomi kemijskih elemenata iste periode imaju isti broj ljusaka. Atomi elemenata iste skupine imaju vrlo slična svojstva koja određuje karakteristična struktura vanjske, valentne ljuske. Različitost svojstava unutar skupine uvjetovana je različitom, sve većom udaljenošću elektrona vanjske ljuske od jezgre odnosno povećanjem atoma. Elemente u čijim se atomima zadnje popunjavaju s-orbitale i p-orbitale nazivamo elementima glavnih skupina. Broj elektrona u vanjskoj ljuski atoma elemenata prve dvije

13

skupine jednak je broju skupine, a broj elektrona u zadnjoj ljuski elemenata 13. do 18. skupine odgovara broju skupine umanjenom za 10. Elemente kod kojih popunjavanje elektronskog omotača završava d-elektronima nazivamo prijelaznim elementima. Svi oni u valentnoj ljusci imaju dva s-elektrona, a d-elektronima popunjava se pretposljednja ljuska. Po svojstvima međusobno su još sličniji elementi koji pripadaju skupinama lantanida i aktinida. Popunjavanje njihovih ljusaka završava f-elektronima, koji se nalaze u pretpretposljednoj ljusci, pa ti elektroni vrlo malo utječu na kemijska svojstva atoma tih elemenata. Na lijevoj strani i u sredini periodnog sustava nalaze se metali. Na desnoj su strani nemetali. Prijelaz između metala i nemetala čine polumetali ili metaloidi. To su bor, silicij, germanij, arsen, antimon, telurij i polonij. Najizraženija su svojstva metala kod elemenata u donjem lijevom dijelu periodnog sustava elemenata, a nemetala u gornjem desnom dijelu. KEMIJSKE VEZE Atomi se međusobno spajaju jer time postižu veću stabilnost, odnosno stanje s manjim sadržajem energije. Međusobnim spajanjem atoma istog elementa nastaju molekule tog elementa, a spajanjem atoma različitih elemenata nastaju molekule kemijskih spojeva točno određenog i stalnog kemijskog sastava. Svojstvo atoma nekog elementa da se spaja s određenim brojem atoma drugog elementa naziva se njegovom valencijom. Kada se atomi međusobno spajanju oni to čine pomoću elektrona vanjske ljuske, valentnih elektrona. Koja će vrsta veze nastati između spojenih atoma zavisi o elektronskoj konfiguraciji slobodnih atoma, tj. o energijskom stanju njegovih valentnih elektrona koje se očituje u energiji ionizacije odnosno elektronskom afinitetu. Energiju ionizacije definiramo kao energiju potrebnu da se atomu oduzme elektron. U periodnom sustavu ona raste u periodi od lijeva na desno (povećanjem atomskog broja), a u skupini odozdo prema gore (smanjenjem atomskog broja). Afinitet atoma ili iona prema elektronu je “želja” za elektronima; jednak je energiji koja se oslobodi kada atom ili ion primi elektron. U periodnom sustavu raste u periodi od lijeva prema desno, a u skupini odozdo prema gore. Ionska veza Da bi između atoma nastala ionska veza, atomi metala otpuštaju određeni broj elektrona pri čemu nastaje pozitivno nabijen ion (kation). Atomi nemetala primaju te elektrone i prelaze u negativno nabijen ion (anion). Ti ioni suprotnih naboja međusobno se privlače ostvarujući tako ionsku vezu. O veličini ionskog radijusa, karakterističnoj veličini svakog iona, ovisi jakost privlačne sile.

14

Primjeri: Na → Na+ + 1e− Cl + 1e− → Cl− Ca → Ca2+ + 2e− 2Cl + 2e− → 2Cl− 2Al → 2Al3+ + 6e− 3O + 6e− → 3O2−

NaCl CaCl2 Al2O3

Atomi koji daju elektrone moraju imati dovoljno malu energiju ionizacije, a atomi koji primaju elektrone moraju imati dovoljno velik elektronski afinitet da bi (prelaskom elektrona) nastao spoj koji je stabilniji, energetski siromašniji od atoma od kojih nastaje. U pravilu ionsku vezu čine atomi metala s atomima nemetala. Iznimku čine, npr. atomi u spojevima formula SnCl4 i PbCl4, čiji su atomi vezani kovalentno. Kovalentna veza U prirodi se kao jednoatomni elementi javljaju samo plemeniti plinovi (helij, neon, argon, kripton, ksenon i radon). Oni ili ne reagiraju ili vrlo teško reagiraju s ostalim elementima. To ukazuje na stabilnost njihove elektronske konfiguracije zadnje ljuske. Helij ima dva elektrona u zadnjoj ljusci ( ne može ih imati više!) a svi ostali osam. Stabilnu elektronsku konfiguraciju s dva elektrona u zadnjoj ljusci nazivamo dublet, a s osam oktet. Spajanjem atoma nemetala, pri čemu se ostvaruje dublet odnosno oktet, snizuje se energija takvog sustava, tj. sustav se stabilizira (usporedi s ionskom vezom). Npr. ako se dva atoma vodika udruže, svaki sa po jednim elektronom suprotnog spina, nastat će molekula vodika. Svakom atomu u molekuli pripadaju oba elektrona jer se gibaju oko obje jezgre. Tada za svaki atom vodika kažemo da je postigao dublet. Par elektrona koji pripada i jednom i drugom atomu zove se zajednički ili vezni elektronski par. Veza nastala na temelju zajedničkog elektronskog para naziva se kovalentna veza. Elektronski parovi vanjskih ljusaka koji ne sudjeluju u vezi zovu se nepodijeljeni, slobodni ili nevezni elektronski parovi. Dva atoma klora u molekuli ostvaruju jednostruku kovalentnu vezu jer su povezani jednim zajedničkim parom:

Cl + Cl

Cl Cl

Cl

Cl

Cl2

Dva atoma kisika u molekuli povezana s dva elektronska para, tj. vezani su dvostrukom kovalentnom vezom:

O +

O

O

O

O

O

O2

15

Trostruku kovalentnu vezu međusobno ostvaruju dva atoma dušika vežući se s tri elektronska para: N + N

N

N

N

N

N2

Postoje i višeatomske molekule elemenata nemetala čije su veze kovalentne, npr. S8, gdje je osam atoma sumpora prstenasto povezano; P4, (bijeli fosfor) gdje se atomi bijelog fosfora nalaze na vrhovima tetraedra, a bridovi predstavljaju kovalentne veze. Metalna veza Međusobnim spajanjem atomi metala postižu stabilnost tako da se njihovi atomi gusto slažu u kristalnu rešetku, a valentni elektroni su im delokalizirani, tj. privlači ih veći broj jezgara okolnih atoma. Gustim slaganjem atoma u kristalnu rešetku dolazi do preklapanja atomskih orbitala. Što se više atomskih orbitala stapa, to su bliže energijski nivoi valentnih elektrona, tvoreći tako vrpce vrlo bliskih energijskih nivoa. Pojedine vrpce odijeljene su samo uskim energijskim područjem, tzv. zabranjenim zonama. Zbog malog broja elektrona u valentnim ljuskama svi energijski nivoi u vrpcama nisu popunjeni elektronima koji se primanjem energije lako mogu kretati od atoma do atoma što omogućuje dobro provođenje elektriciteta i topline. Zato se nepopunjene vrpce zovu vodljivim vrpcama. Vrpce popunjene elektronima zovemo valentne vrpce. MEĐUMOLEKULSKE VEZE Atomi elemenata se razlikuju po elektronegativnosti, tj. imaju svojstvo da više ili manje privlače elektrone vanjske ljuske drugih atoma. Elektronegativnost je relativna mjera sposobnosti jezgre atoma da privlači elektrone zajedničkog para. Elektronegativniji atom u spoju je atom s većim afinitetom za elektrone. Npr., zbog razlike u elektronegativnosti, elektroni zajedničkog elektronskog para između atoma kisika i vodika (u H2O) češće će se naći oko jezgre elektronegativnijeg kisika. Zato će dio molekule vode u dijelu gdje se nalazi atom kisika imati mali negativni naboj, a u dijelovima gdje se nalaze atomi vodika male pozitivne naboje. Za takve molekule kod kojih težišta pozitivnog i negativnog naboja nisu na istom mjestu, kažemo da su polarne ili da imaju dipolni karakter. Ovakva vrsta kovalentne veze, u stvari, ima djelomično ionski karakter. Vodikova veza Molekule nastale spajanjem vodika s jako elektronegativnim elementima (HF, H2O, NH3, ...) izrazito su polarne pa nastaju veze među takvim molekulama. Međusobno se privlače atom vodika (malog pozitivnog naboja) jedne molekule i jako elektronegativan atom (malog negativnog naboja) druge molekule ostvarujući, na taj način, vodikovu vezu. Ova međumolekulska, vodikova veza slabija je od međumolekulske, ionske ili kovalentne veze.

16

Van der Waalsova sila Ako nastale molekule nemaju izrazito polaran karakter (mjesta težišta pozitivnog i negativnog naboja nisu jako udaljena) među takvim molekulama javljaju se slabe privlačne sile nazvane van der Waalsovim silama. Ove sile javljaju se među molekulama joda, šećera, među slojevima ugljika u grafitu i drugdje. Van der Waalsove sile slabije su od vodikovih veza. Čvrsto agregatno stanje Unatoč vrlo različitim svojstvima mnoge čvrste tvari imaju jedno zajedničko svojstvo. To je njihova pravilna unutrašnja struktura, kristalna građa. Kristali su geometrijska tijela, pravilne unutrašnje građe, omeđene ravnim plohama koje se sijeku u bridovima, a bridovi u uglovima. Pravilan vanjski oblik kristala posljedica je njegove pravilne unutrašnje građe. Najmanji dio kristalne strukture koji pokazuje razmještaj građevnih elemenata u čitavom kristalu nazivamo elementarna stanica. Tvari stalnog oblika koje nemaju pravilnu unutrašnju građu ne smatramo pravim čvrstim tvarima, već kažemo da su amorfne, npr. staklo. Ionski kristali Ionski kristali izgrađeni su od, što je moguće gušće složenih iona. Različito nabijeni ioni naizmjence se redaju u tri smjera u prostoru, a međusobno su povezani ionskom vezom. Broj istovrsnih čestica koje su jednako udaljene od čestice druge vrste nazivamo koordinacijski broj. Ionski spojevi u čvrstom stanju ne provode električnu struju, što ukazuje da su ioni u kristalu nepokretni. Taline ionskih spojeva vrlo su dobri vodiči električne struje jer su ioni u njima pokretni. Primjer: talina kuhinjske soli, NaCl. Molekulski kristali To su kristali izgrađeni od molekula povezanih, više ili manje, slabim vodikovim vezama ili van der Waalsovim silama koje su također električne prirode, a rastu s porastom veličine i mase molekula. Primjer: kristali šećera C6H12O6. Pojava da se ista tvar javlja u više kristalnih oblika je polimorfija.

OSNOVE KEMIJSKOG RAČUNA Mase atoma su tako male da njihove vrijednosti nisu pogodne za proračunavanja. Stoga se za praktične proračune primjenjuju druge fizičke veličine. Unificirana atomska jedinica mase je 1/12 mase atoma izotopa ugljika-12 i iznosi 1,6605⋅10−27 kg.

17

Relativna atomska masa je broj koji nam kaže koliko je puta masa nekog atoma veća od unificirane atomske jedinice mase i zapisana je uz simbol elementa u peridnom sustavu elemenata. Veličina pogodna za iskazivanje količina u laboratorijskom radu je množina tvari čija je jedinica mol. Mol je množina onog uzorka koji sadrži onoliko definiranih jedinki koliko ima atoma ugljika u 0,012 kg ugljika-12. To je i osnovna jedinica SI-sustava. U jednom molu ili 0,012 kg ugljika nalazi se Avogadrov broj tj. 6,022045⋅1023 atoma ugljika. Opća prirodna Avogadrova konstanta definirana je omjerom brojnosti jedinki N(B) i množine n(B): L = N(B)/n(B) i iznosi 6,022045⋅1023 mol−1. Relativna molekulska masa ima isto značenje za molekule kao i relativna atomska masa za atome, a izračunava se zbrajanjem svih relativnih atomskih masa atoma koji čine molekulu. Fizička veličina molarna masa karakterizira čistu tvar i definirana je omjerom mase tvari i množine jedinki M(B) = m(B)/n(B). Ona, ustvari označava masu jednog mola tvari. Jedinica molarne mase je kg mol−1, a decimalna g mol−1. MASENI UDIO ELEMENATA U SPOJU Maseni udio iskazuje udio mase jedne komponente u cjelokupnoj masi uzorka. Maseni udio, w pojedinog elementa A u spoju B definiran je izrazom w(A, A j B) =

m( A ) m(A j B)

w(A, A j B) =

j (A) ⋅ Ar (A) M r (A j B)

odnosno

gdje je j broj istovrsnih atoma jedne vrste u molekuli. Primjer: w(Cl, CaCl 2 ) =

2 Ar (Cl) 2 ⋅ 35,5 = = 0,6396 = 63,96 % 111 M r (CaCl 2 )

IZRAČUNAVANJE EMPIRIJSKE I MOLEKULSKE FORMULE IZ PODATAKA ELEMENTARNE ANALIZE Kemijskom analizom ustanovljeno je da su u nekom spoju maseni udjeli: kisika 0,6531, sumpora 0,3265 i vodika 0,0204, a molekulska masa 98. Odredi molekulsku formulu spoja. w(O) = 0,6531 w(S) = 0,3265 w(H) = 0,0204 molekulska formula = ?

18

Najprije ćemo izračunati masu pojedinog elementa u 100 g spoja: m(O) = w(O)⋅m(spoja) = 0,6531⋅100 g = 65,31 g m(S) = 32,65 g m(H) = 2,04 g Kako je broj jedinki razmjeran množini tvari vrijedi odnos: N(O):N(S):N(H) = n(O):n(S):n(H) m(O) m(S) m(H) n(O) : n(S) : n(H) = : : M (O) M (S) M (H) 65,31 32,65 2,04 : : = 16 32 1 = 4,08 : 1,02 : 2,04 |:1,02 =4:1:2 Empirijska formula je H2SO4. Broj atoma pojedine vrste u molekulskoj formuli dobijemo množenjem broja atoma u empirijskoj formuli s faktorom kojeg dobijemo dijeljenjem analizirane relativne molekulske mase spoja s relativnom masom empirijske jedinke. 98 M r (spoj) = =1 Er (H 2SO 4 ) 98

H2⋅1S1⋅1O4⋅1 ≡ H2SO4 U ovom slučaju empirijska i molekulska formula su jednake. MOLARNI VOLUMEN PLINOVA Molarni volumen plinova Vm definiran je omjerom volumena i množine Vm =

V n

SI jedinica je m3/mol, ali češće se upotrebljava decimalna jedinica litra (decimetar kubični) po molu, L/mol (dm3/mol). Pri standardnim uvjetima (tlak 101,3 kPa, temperatura 0 °C) volumen bilo kojeg plina, tj. standardni molarni volumen, iznosi 22,4 L/mol, a označava se Vm°. Primjer: Koliki je volumen 5,6 g dušika pri standardnim uvjetima? m(N2) = 5,6 g V(N2) = ? m( N 2 ) 5,6 g n( N 2 ) = = = 0,2 mol M ( N 2 ) 28 g mol −1 Vm =

V (N 2 ) ⇒ V ( N 2 ) = V m ⋅ n( N 2 ) = 22,4 L mol −1 ⋅ 0,2 mol = 4,48 L (dm 3 ) n( N 2 )

19

STEHIOMETRIJA KEMIJSKE REAKCIJE Spajanje klora s kalcijem, kisika s aluminijem, itd., nazivamo kemijskim reakcijama, a njih prikazujemo jednadžbama. One daju i kvantitativan opis jedinične pretvorbe pa su zato temelj kemijskog računa. Primjeri: Ca + Cl2 → CaCl2 (1) 4Al + 3O2 → 2Al2O3 (2) Primjer: Treba izračunati masu aluminijevog oksida, Al2O3, nastalu izgaranjem 6 mola aluminija, Al. Sama riječ jednadžba ukazuje da broj pojedinih atoma na lijevoj strani (reaktanti) mora biti jednak broju atoma na desnoj strani jednadžbe (produkti), poštujući pri tom integritet jedinki koje stupaju u reakciju i koje nastaju reakcijom. Broj jedinki izražen je pripadnim koeficijentima u jednadžbi kemijske reakcije. Za jednadžbu (2) vrijede odnosi: N (O 2 ) N (Al) 4 3 = ili = , itd. N (O 2 ) 3 N (Al 2 O 3 ) 2

Kako je brojnost, broj jedinki upravo proporcionalna množini tih istih jedinki vrijede i odnosi: n(O 2 ) n(Al) 4 3 = ili = , itd. n(O 2 ) 3 n(Al 2 O 3 ) 2

Da bi se riješio postavljeni zadatak treba nakon pravilno napisane jednadžbe postaviti omjer brojnosti zadanih jedinki aluminija i aluminijevog oksida: N(Al) 4 = =2 N (Al 2 O 3 ) 2 n(Al) =2 n(Al 2 O 3 ) n(Al 2 O 3 ) =

n(Al) 6 mol = = 3 mol 2 2

Iz definicije molarne mase izvodimo: m(Al2O3) = n(Al2O3)⋅M(Al2O3) = 3 mol⋅102 gmol-1 = 306 g Primjer: Koliko će formulskih jedinki kalcijevog klorida nastati spajanjem 2 mola klora s kalcijem? Ca + Cl2 → CaCl2 n(Cl2) = 2 mol N(CaCl2) = ?

20

N (CaCl 2 ) 1 = 1 N (Cl 2 )

Iz definicije Avogadrove konstante izvodimo N(Cl2) = n(Cl2)⋅L Sada imamo N(CaCl2) = N(Cl2) = n(Cl2)⋅L = 2 mol⋅6,022⋅1023 mol−1 = 12,044⋅1023 Dakle nastaju 12,044⋅1023 formulske jedinke CaCl2. GUSTOĆA Gustoća je definirana omjerom mase i volumena:

ρ=

m V

SI-jedinica je kg/m3, a češće se upotrebljava decimalna jedinica g/cm3.

TERMOKEMIJA Sustav koji promatramo može biti neki proces, neka reakcija ili neki objekt. Sve ostalo je okolina. Osnovni kemijski sustav je kemijska reakcija, tj. događaj u sklopu kojega se kidaju postojeće i stvaraju nove kemijske veze. Kemijske reakcije mogu oslobađati toplinu u okolinu, egzotermne ili trošiti toplinu okoline, endotermne. Ako je tlak stalan, izmjena topline između sustava i okoline mijenja toplinski sadržaj sustava, tj. entalpiju (H). Eksperimentalno možemo određivati samo promjenu entalpije sustava, tj. razliku entalpije početnog i konačnog stanja. Spontane kemijske reakcije i druge prirodne promjene prati nesređeno rasipanje energije u okolinu što nazivamo entropija (S). Znači da je entropiju moguće promatrati i kao mjeru nesređenosti sustava. Očigledno, pri svim spontanim procesima entropija raste (drugi zakon termodinamike).

TEKUĆINE Uobičajeno je nazivati tekućinama one čiste tvari koje su pri atmosferskom tlaku i sobnoj temperaturi u tekućem stanju. Tekuće stanje posljedica je međumolekulskih djelovanja (uvijek su elektrostatske prirode) koja su izraženija nego kod plinova, a manje izražena nego u čvrstim tvarima. Za razliku od čestica čvrstih tvari, čestice tekućina nemaju stalnog položaja već se gibaju slobodno, ali ne toliko slobodno koliko se gibaju čestice plinova.

21

DISPERZNI SUSTAVI Smjese dviju ili više tvari kojima je jedna tvar raspršena, dispergirana u drugoj nazivamo disperznim sustavima. Tvar koje u takvim sustavima ima u suvišku nazivamo disperznim sredstvom, a raspršenu tvar (ima je manje) disperzna faza. S obzirom na veličinu čestica dispergirane faze disperzni sustavi dijele se na: 1. Grubo disperzni sustavi gdje je veličina čestica disperzne faze veća od 200 nm, npr. smjesa pijeska u vodi. 2. Koloidne sustave s veličinom čestica disperzne faze od 1 - 200 nm, npr. magla, dim, mlijeko, želatina. 3. Prave otopine čije su čestice disperzne faze manje od 1 nm, npr. otopine kuhinjske soli u vodi, šećera u vodi. PRAVE OTOPINE Iako postoje otopine u sva tri agregatna stanja, plinovitom, tekućem i čvrstom, kad se kaže samo otopina, onda se pod tim pojmom obično podrazumijeva smjesa u kojoj je disperzno sredstvo tekuće, a disperzna faza čvrsta. Prave su otopine molekulno disperzni sustavi. Otapanje čvrstih tvari Ako molekule vode, dovoljne energije, udare u ion ionskog kristala dijelom svoje (polarne) molekule koji je suprotnog naboja od promatranog iona, one će te ione izvući iz kristala u otopinu. To znači da je savladana Coulombova (Kulònova) i da se ti ioni slobodno gibaju u otopini. Primjer: NaCl se u vodi razlaže na ione, disocira NaCl → Na+ + Cl−. Proces otapanja molekulskih kristala razlikuje se time što molekule vode svojim udarima savladavaju mnogo slabije međumolekulske van der Waalsove sile i vodikove veze u kristalu, te u otopinu iz kristala odlaze molekule, slobodno se gibajući. Primjer: vodena otopina saharoze. Svaka prava otopina sastoji se od otapala (disperzno sredstvo) i otopljene tvari (disperzna faza). Otapalo je ona tvar koje ima više. Najčešće otapalo je voda. Pokusi ukazuju da će se tvari polarne građe bolje otapati u polarnom otapalu, a nepolarne tvari u nepolarnom otapalu. Otopine koje sadrže pokretne ione provode električnu struju i zovu se elektrolitske otopine, a one koje nemaju te karakteristike neelektrolitske. ISKAZIVANJE SASTAVA OTOPINA Za iskazivanje sastava otopine u laboratoriju se najčešće upotrebljavaju - maseni udjeli, w - masena koncentracija, γ - množinska koncentracija, c

22

Masena koncentracija Definirana je kao omjer mase otopljene tvari i volumena otopine

γ (ot. tvari) =

m(ot. tvari) V (otopine)

Jedinica masene koncentracije je kg/m3, odnosno decimalna jedinica g/L. Primjer: Koliko grama natrijevog sulfata treba otopiti da se pripravi 200 mL otopine masene koncentracije 0,1 g/L? V(otopine) = 200 mL = 0,2 L γ (Na2SO4) = 0,1 g/L m(Na2SO4) = ?

γ ( Na 2 SO 4 ) =

m( Na 2 SO 4 ) ⇒ V (otopine)

m(Na2SO4) = γ (Na2SO4)⋅V(otopine) = 0,1 g L–1⋅0,2 L = 0,02 g Množinska koncentracija Definirana je omjerom množine jedinki otopljene tvari i volumena otopine c(ot. tvari) =

n(ot. tvari) V (otopine)

U praksi se upotrebljava decimalna jedinica mol/L (mol/dm3). Primjer: Kolika je masa kalijevog klorida otopljenog u 200 mL otopine množinske koncentracije 0,25 mol dm−3? V(otopine) = 200 mL = 0,2 dm3 c(KCl) = 0,25 mol dm−3 m(KCl) = ? c(KCl) =

n(KCl) ⇒ V (otopine)

n(KCl) = c(KCl) ⋅ V (otopine) = 0,25 mol dm −3 ⋅ 0,2 dm3 = 0,05 mol

m(KCl) = n(KCl)⋅M(KCl) = 0,05 mol⋅74,55 g mol−1 = 3,725 g Molalnost Molalnost (b) komponente A je definirana kao omjer množine A i mase otapala b( A ) =

n( A ) m(otapala)

23

Primjer: Kolika je molalnost otopine u čijih je 200 g otopljeno 10 g natrijevog nitrata? M(NaNO3) = 10 g m(otopine) = 200 g b(NaNO3) = ? Za izračunavanje molalnosti NaNO3 moramo znati njegovu množinu, n i masu otapala, vode. m( NaNO3 ) 10 g n( NaNO3 ) = = = 0,1176 mol M ( NaNO3 ) 85 g/mol m(H 2 O) = m(otopine) − m( NaNO3 ) = 200 g − 10 g = 190 g = 0,19 kg b( NaNO3 ) =

n( NaNO3 ) 0,1176 mol = = 0,6184 mol/kg m( H 2 O) 0,19 kg

BRZINA KEMIJSKE REAKCIJE Energijom aktivacije nazivamo energetsku barijeru koju je potrebno savladati da bi čestice koje se sudaraju stupile u kemijsku reakciju. Brzina kemijske reakcije iskazuje se vremenskom promjenom koncentracije, tj. omjerom promjene množinske koncentracije Δc i vremenskog intervala Δt u kojem je ta promjena nastala. Srednja brzina prirasta koncentracije komponente A, v(A) dana je izrazom v(A) =

Δc(A) Δt

Primjer: Koncentracija reaktanta A promijeni se od 2,8⋅10−2 mol dm−3 do 1,6⋅10−2 mol dm−3 u intervalu od četrnaeste do tridesetčetvrte minute reakcije. Kolika je srednja brzina promjene koncentracije reaktanta A u tom vremenskom intervalu? v(A) =

Δc(A) 1,6 mol dm −3 − 2,8mol dm −3 = = −6 ⋅ 10− 4 mol dm −3 min −1 Δt 34 min − 14 min

Brzina kemijske reakcije ovisi o koncentraciji rekatanta, temperaturi i prisutnosti katalizatora. Svi ovi činitelji je ubrzavaju. Katalizatori su tvari koje ubrzavaju kemijsku reakciju tako da u nju ulaze i usmjeravaju je nekim drugim putem, smanjujući energiju aktivacije, a na kraju reakcije izlaze nepromijenjeni.

KEMIJSKA RAVNOTEŽA Proučavanje kemijske ravnoteže i činilaca koji na nju utječu prijeko je potrebno za pravilno vođenje kemijskih procesa. Disocijacijom, npr. slabe octene kiseline u vodi uspostavlja se dinamička ravnoteža između disociranih i nedisociranih molekula. Molekule octene kiseline disociraju do određene (ravnotežne) granice kada se disocijacijom nastali ioni spajaju dajući upravo onoliko molekula octene kiseline koliko takvih molekula disocira.

24

Pri stalnoj temperaturi omjer umnožaka koncentracija produkata i reaktanata koji su potencirani njihovim stehiometrijskim koeficijentom je konstantan (Kc). Slijedi da je za reakciju aA + bB

cC + dD

konstanta

Kc =

c c (C ) ⋅ c d ( D) c a ( A) ⋅ c b ( B)

Primjer: Treba izračunati konstantu ravnoteže za reakciju

PCl5

PCl3 + Cl2

pri 25 °C. Analizom je ustanovljeno da su ravnotežne koncentracije komponenata u smjesi c(PCl5) = 0,1 mol dm−3, c(PCl3) = 0,18 mol dm−3 i c(Cl2) = 0,18 mol dm−3. Kako je ravnoteža već uspostavljena vrijednosti koncentracija se mogu izravno uvrstiti u izraz za konstantu ravnoteže Kc =

c(PCl 3 ) ⋅ c(Cl 2 ) 0,18 mol dm −3 ⋅ 0,18 mol dm −3 = = 0,324 mol dm −3 −3 c(PCl 5 ) 0,1 mol dm

KISELINE I BAZE Primjeri kiselina su sumporna H2SO4, dušična HNO3, octena CH3COOH, klorovodična HCl itd. Pod utjecajem vode (polarno otapalo!) polarne molekule kiselina cijepati će se, disocirati na ione vodika H+ i negativne ione kiselinskog ostatka. Vodikov ion nosilac je kiselog okusa, kiselih svojstava. HNO3 → H+ + NO3− CH3COOH → H+ + CH3COO− H2SO4 → 2H+ + SO42− Vodikov ion veže se na molekulu vode te tako nastaje hidronijev ion H3O+ (naprijed navedeni način pisanja disocijacije kiselina zadržan je zbog jednostavnosti). Spojeve koji disociranjem u vodi daju hidronijev ion nazivamo kiseline, prema S. Arrheniusu. Osim kiselina imamo spojeve koje zovemo baze. Veliku skupinu baza čine hidroksidi, npr. natrijev hidroksid NaOH, kalcijev hidroksid Ca(OH)2. Svi oni sadrže hidroksidnu skupinu OH koja se u vodi odcjepljuje dajući hidroksidni ion OH− što je karakteristika baza prema S. Arrheniusu. Otopinu hidroksida u vodi nazivamo lužina. NaOH → Na+ + OH− Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH−

25

OH- ion uvjetuje lužnat okus, lužnata svojstva. Iako vrlo slabo, i molekule vode disociraju. H2O → H+ + OH− Iz jednadžbe se vidi da su (broj) množinska koncentracija H+ i OH− iona jednake, a utvrđeno je da iznose 10−7 mol/dm3. To znači da voda nije ni kisela ni lužnata već neutralna. Umnožak koncentracija H+ i OH− iona u otopini zove se ionski produkt vode, Kw. Kod sobne temperature to je c(H+)⋅c(OH−) = Kw = 10−14 mol2/dm6. Ako je c(H+) = c(OH−) otopina je neutralna, ako je c(H+) > c(OH−) otopina je kisela i ako je c(H+) < c(OH−) otopina je lužnata. Kiselost odnosno lužnatost ispitujemo kiselo-baznim indikatorima. To su tvari koje mijenjaju boju ovisno o kiselosti odnosno lužnatosti ili pak neutralnosti otopine. Mjera kiselosti ili lužnatosti otopine je pH. pH vrijednost je negativan logaritam množinske koncentracije vodikovih iona pa je odgovarajući matematički izraz sljedeći ⎛ c(H + ) pH = − log⎜ ⎜ mol dm −3 ⎝

⎞ ⎟ ⎟ ⎠

Ako je pH = 7 otopina je neutralna, ako je pH > 7 otopina je lužnata i ako je pH < 7 otopina je kisela. Ako je u vodenim otopinama disocijacija kiselina ili lužina potpuna ili skoro potpuna, govorimo o jakim kiselinama ili lužinama, a ako je u otopini malen broj molekula kiseline ili lužine disocirao, govorimo o slabim kiselinama ili lužinama. I.N. Brönsted (i T.M. Lowry) definirali su kiseline i baze na slijedeći način: kiselina je tvar koja daje proton (protondonor), a baza je tvar koja prima proton (protonakceptor). Ravnoteža kemijske reakcije uspostavlja se u smjeru slabije kiseline i baze. Po definiciji G.N. Lewisa kiselina je svaka tvar koja može primiti elektronski par (elektron-akceptor), a baza je svaka tvar koja može dati elektronski par (elektrondonor). Znači, nisu obavezno potrebni ni vodikovi ni hidroksidni ioni da bi neka tvar bila kiselina ili baza. NEUTRALIZACIJA

Reakcija neutralizacije je nastajanje molekula vode reakcijom H+ i OH− iona. H+ + Cl− + Na+ + OH− → H2O + Na+ + Cl− ili kraće pisano u molekulskom obliku HCl + NaOH → H2O + NaCl. Osim vode, reakcijom netralizacije nastala je sol natrijev klorid koji je u otopini disociran. Također možemo reći da su reakcije između kiselina i lužina reakcije neutralizacije.

26

SOLI

Soli su važni spojevi ionskih struktura. Kako je svaki ionski kristal u širem smislu jedna velika molekula, formula soli predstavlja zapravo formulsku jedinku soli. U vodenim otopinama soli su disocirane, npr. NaNO3 → Na+ + NO3− HIDROLIZA

Kemijske reakcije u kojima sudjeluju molekule vode nazivaju se reakcije hidrolize. Otapanjem natrijeva acetata u vodi nastaju acetat i natrijevi ioni. Acetatni ioni kemijski reagiraju s vodom oduzimajući joj H+ pri čemu nastaje slabo disocirana octena kiselina. Ostatak izreagirale molekule H2O je OH− koji uz natrijev ion ostaje u otopini. Na taj se način u otopini povećava koncentracija OH− i otopina djeluje lužnato: CH3COO− + Na+ + H2O → CH3COOH + Na+ + OH− U vodenoj otopini amonijevog klorida, amonijevi ioni kemijski reagiraju s vodom oduzimajući joj OH− pri čemu nastaje slabo disocirana amonijeva lužina. Ostatak izreagirale molekule H2O je H+ koji uz kloridni ion ostaje u otopini. Tako se u otopini povećava koncentracija H+ i otopina djeluje kiselo: NH4+ + Cl− + H2O → NH4OH + H+ + Cl−. Prema tome, do hidrolize dolazi samo onda kada voda djeluje na soli dobivene neutralizacijom kiselina i lužina nejednake jakosti. Iz navedenog slijedi da otopine soli - jakih kiselina i jakih lužina djeluju neutralno, npr. otopina NaCl, - jakih kiselina i slabih lužina reagiraju kiselo, npr. otopina NH4Cl, - slabih kiselina i jakih lužina reagiraju lužnato, npr. otopina CH3COONa.

OKSIDACIJSKO-REDUKCIJSKI PROCESI Oksidacija je proces u kojem neka molekula, atom ili ion otpušta (daje) elektrone, a redukcija je proces u kojem neka molekula, atom ili ion prima (dobiva) elektrone.

Primjer: Nastajanje natrijevog klorida spajanjem natrija i klora. OKSIDACIJA: 2Na → 2Na+ + − 2e− REDUKCIJA: Cl2 + 2e– → 2Cl– Natrij se oksidirao, a klor reducirao. Natrij je redukcijsko sredstvo jer je kloru omogućio redukciju, a klor je oksidacijsko sredstvo jer je natriju omogućio oksidaciju. Pri elektrolizi se na elektrodama, postoji li mogućnost više od jedne kemijske reakcije, događa ona reakcija koja zahtijeva najmanji utrošak energije, npr. pri elektrolizi vodene otopine NaCl. NaCl → Na+ + Cl−

27

Na katodi će se utrošiti manje energije za redukciju vode, nego za redukciju natrijevih iona. H2O → H+ + OH− KATODA(−): 2H2O + 2e− → H2 + 2OH– ANODA(+): 2Cl− → Cl2 + 2e− Kod svih reakcija redukcije-oksidacije, redoks reakcija, koje su uvijek povezane, broj primljenih elektrona mora biti jednak broju otpuštenih. Oksidacijsko sredstvo omogućava reakciju oksidacije, reducirajući se pri tom, a redukcijsko sredstvo omogućava reakciju redukcije oksidirajući se pri tom. Pri nekim kemijskim reakcijama teško je sa sigurnošću odrediti koja se tvar oksidira, a koja reducira, time je teško i sastaviti jednadžbu reakcije. Da se to olakša, dogovorom je uveden pojam oksidacijski broj i pravila određivanja: 1. Oksidacijski broj svih elemenata u elementarnom stanju jednak je nuli. 2. Oksidacijski broj kisika uvijek je jednak (−2) osim u peroksidima gdje je (−1). 3. Oksidacijski broj vodika uvijek je jednak (+1) osim u hidridima metala 1. i 2. skupine gdje je oksidacijski broj vodika (−1). 4. Oksidacijski broj svih jednostavnih iona jednak je naboju iona. 5. Zbroj svih oksidacijskih brojeva u molekuli mora biti jednak nuli. 6. Zbroj svih oksidacijskih brojeva u složenim ionima mora biti jednak naboju iona. 7. U spojevima s kovalentnom vezom oksidacijski broj nekog atoma jednak je zamišljenom naboju koji se javlja na tom atomu kada se zajednički elektronski parovi dodijele elektronegativnijem elementu. Primjeri: 0

Cl 2

+1

−2

H2 O

+1

−1

H 2 O2

+5 −2

N O 3−

+1

+4 −2

H 2 S O3

+1

+6 −2

H 2 S O4

U gornjem redu su zapisani oksidacijski brojevi jednog atoma te vrste. Ukupni oksidacijski broj atoma jedne vrste dobijemo da oksidacijske brojeve jednog atoma pomnožimo s brojem atoma. Vrijedi i obratno, oksidacijski broj jednog atoma dobijemo ako ukupni oksidacijski broj atoma jedne vrste podijelimo s brojem atoma te vrste. Sve se to uvijek odnosi samo na promatranu molekulu ili ion. Uoči da oksidacijske brojeve pišemo uvijek s plusom ili minusom ispred broja (npr. Ca+2) za razliku od naboja iona gdje plus ili minus pišemo iza broja (Ca2+). Sada oksidaciju možemo definirati kao povećanje oksidacijskog broja, a redukciju kao smanjenje oksidacijskog broja.

OSNOVE ELEKTROKEMIJE Elektrokemijski red elemenata ili Voltin niz je niz u kojem su elementi poredani tako da je u nizu najprije naveden metal (Li) s najnegativnijim standardnim redukcijskim potencijalom, a posljednji (Au) s najpozitivnijim redukcijskim potencijalom. Osim metala susreću se i nemetalne elektrode (Cl2/Cl−) ili redoks elektrode (MnO4−/Mn2+) koje se mogu svrstati u taj niz. Mnoge kemijske reakcije mogu se protumačiti upravo položajem

28

tvari u Voltinom nizu, npr. tvar s negativnijim potencijalom će potiskivati tvar s pozitivnijim potencijalom iz njenih spojeva: Cu2+ + Zn → Zn2+ + Cu Zn + 2H+ → Zn2+ + H2 Navedena znanja koriste se za: izradu džepnih baterija, različitih akumulatora, razumijevanje procesa korozije time i za smišljanje metoda zaštite od korozije. ELEKTROLIZA

Tvari koje u vodenim otopinama ili talinama vode električnu struju zovu se elektroliti. Npr. disocijacijom NaCl bilo u vodi ili talini nastaju pokretni ioni koji omogućavaju provođenje električne struje: NaCl → Na+ + Cl−. Putovanje iona kroz otopinu ili talinu i njihovo izbijanje na elektrodama djelovanjem električne struje zove se elektroliza. Elektrode su dijelovi vodiča električne struje uronjeni u elektrolite i spojeni na izvor istosmjerne električne struje. Elektroda spojena na pozitivni pol izvora struje zove se anoda, a elektroda spojena na negativni pol izvora struje zove se katoda. Pozitivna anoda privlači negativne ione koje zovemo anioni, a negativna katoda privlači pozitivne ione koje zovemo kationi. Dolaskom na katodu kationi primaju elektrone, a dolaskom aniona na anodu anioni predaju višak elektrona anodi. Tako ioni prelaze u neutralne atome koji se spajaju u molekule. Primjer: elektroliza vodene otopine bakrovog(II) klorida, CuCl2 koji najprije u vodi disocira. CuCl2 → Cu2+ + 2Cl− KATODA (−): Cu2+ + 2e− → Cu ANODA (+): 2Cl− → Cl2 + 2e− Prvi Faradayev zakon: masa tvari izlučena na elektrodi proporcionalna je množini elektriciteta koja je prošla kroz elektrolit m( A ) =

M (A) ⋅Q z⋅F

gdje je m(A) masa tvari A, M(A) molarna masa tvari A, z broj primljenih elektrona kationa tvari A, F Faradayeva konstanta (96500 C/mol) i Q množina elektriciteta. M(A), z, i F su konstante! Primjer: Odredi masu bakra koja bi se izlučila elektrolizom vodene otopine bakrovog(II) sulfata prolazom od 2A u vremenu 15 minuta. I = 2A t = 15 min = 900 s m(Cu) = ? Q = I ⋅ t = 2 ⋅ 900 = 1800 As

29

m(Cu) =

M (Cu ) 63,55 g mol−1 ⋅Q = ⋅ 1800 C = 0,593 g z⋅F 2 ⋅ 96500 C mol −1

Drugi Faradayev zakon: množine tvari izlučene na elektrodama u serijski spojenim elektrolizerima istom množinom elektriciteta odnose se obrnuto proporcionalno broju izmijenjenih elektrona u tim reakcijama.

Q1 = Q2

⇒

n1 ⋅ z1 = n 2 ⋅ z 2

⇒

n1 z 2 = n2 z1

UVOD U ANORGANSKU KEMIJU Elemente prve skupine periodnog sustava nazivamo alkalijski metali, druge skupine zemnoalkalijski metali, treće do dvanaeste prijelazni metali, trinaeste borova skupina elemenata, četrnaeste ugljikova skupina elemenata, petnaeste dušikova skupina elemenata, šesnaeste halkogeni elementi, sedamnaeste halogeni elementi i osamnaeste plemeniti plinovi. Alkalijski i zemnoalkalijski metali su vrlo reaktivni jer lako otpuštaju jedan, odnosno dva elektrona vanjske ljuske postižući stabilnost pa ih stoga u prirodi nalazimo samo u spojevima. Alkalijski su metali reaktivniji od zemnolakalijskih metala jer lakše otpuštaju jedan elektron pri postizanju stabilnosti nego zemnoalkalijski metali koji trebaju otpustiti dva. Reagiraju s nemetalima dajući soli. Dobivaju se elektrolizom pripadajućih rastaljenih soli. Prijelazni metali se javljaju u prirodi u spojevima, ali i u elementarnom stanju što je odraz velikih razlika njihovih osobina. Dobri su vodiči električne struje, lako se obrađuju i tvore legure pa su neki od njih upotrebno važni. Najčešće su dvovalentni, ali su mnogi od njih polivalentni. Različitih svojstava, prijelazni metali dobivaju se na različite načine u ovisnosti o sirovinama i svojstvima pojedinog metala. U borovoj skupini elemenata bor je polumetal pa ne daje katione, a najzastupljeniji u prirodi je aluminij. Aluminij ujedno ima i najveću praktičnu važnost. U spojevima je trovalentan. U dušikovoj skupini dušik je jedini plin i čini oko tri četvrtine mase zraka. Porastom atomskog broja u skupini sve je izraženiji metalni karakter elemenata. Halkogeni elementi se u prirodi javljaju u različitim oblicima, a mogu se naći i u elementarnom stanju. Kisik i sumpor kao i njihovi spojevi su najzastupljeniji. Jedino je kisik plin; ostali su čvrste tvari. Afinitet za elektronima opada porastom atomskog broja elemenata u skupini. Halogeni elementi se u prirodi javljaju samo u spojevima. Fluor je element s najvećim afinitetom za elektrone. Reaktivnost pada s porastom atomskog broja elemenata u skupini. Dobivaju se elektrolizom talina odgovarajućih soli ili njihovih zasićenih otopina. Plemeniti plinovi imaju stabilnu elektronsku konfiguraciju i stoga se javljaju u atomarnom stanju i tvore vrlo malo spojeva uz vrlo specifične uvjete.

30

NEMETALI VODIK

Vodik je najzastupljeniji element u svemiru čineći oko tri četvrtine ukupne mase svemira. Sve zvijezde, zavisno o starosti, sadrže više od 90 % vodika. Vodik ima izotope: deuterij s jednim neutronom u jezgri i tricij s dva neutrona u jezgri za razliku od procija koji nema neutrona. Vodik je plin koji hlađenjem ispod −252,8 °C prelazi u tekuće stanje. U slobodnom stanju je dvoatomna molekula. Zapaljiv je i u smjesi sa zrakom (kisikom) eksplozivan. Elementarnog vodika na Zemlji ima u vrlo malim količinama, ali zato ulazi u sastav najvećeg broja spojeva, npr. većeg broja spojeva nego ugljik. Na veliko se dobiva iz vode, npr. elektrolizom: K(−): 4H2O + 4e− → 2H2 + 4OH− A(+): 4OH− → O2 + 2H2 + 4e−. Vodik tvori spojeve s metalima oksidacijskog broja −1 dajući metalne hidride te s nemetalima oksidacijskog broja +1 dajući nemetalne hidride. Spojeve oksidacijskog stupnja −1 tvori s metalima koji imaju najmanji afinitet za elektrone pa imamo litijev hidrid, LiH, kalijev hidrid, KH, kalcijev hidrid, CaH2 itd. Spojeve oksidacijskog stupnja +1 tvori s nemetalima pa imamo halogenovodike (HF, HCl, HI, itd), vodu, sumporovodik, amonijak, ugljikovodike (metan, butan, itd) itd. HALOGENI ELEMENTI

Fluor, F, klor, Cl, brom, Br, jod, I, astat, At. Kod halogenih elemenata postoji veliki afinitet prema elektronima pa su oni snažni oksidansi. Fluor je najsnažniji poznati oksidans, a sposobnost oksidacije opada u nizu prema jodu. Osim s atomima drugih elementa, atomi halogenih elemenata spajaju se i međusobno pa imamo F2, Cl2 itd. Najvažniji minerali fluora su fluorit, CaF2 i kriolit Na3AlF6. Uz klorovodik, HCl, najvažniji spojevi klora su natrijev klorid, NaCl, kalijev klorid, KCl, i magnezijev klorid, MgCl2 kojih ima u moru i slanim jezerima te klorna, HClO3, perklorna, HClO4 i hipoklorasta, HOCl kiselina. Klor je pri standardnim uvjetima žutozeleni plin, nadražljivac, izaziva koroziju. Javlja se u obliku dvoatomnih molekula kao i svi halogeni elementi. Vrlo je reaktivan jer mu do stabilne elektronske konfiguracije nedostaje samo jedan elektron. Stabilnu konfiguraciju može ostvarivati ionskim i kovalentnim vezama. Klor se najviše dobiva elektrolizom zasićene vodene otopine ili taline natrijevog klorida. K(−): 2Na+ + 2e− → 2Na A(+): 2Cl− → Cl2 + 2e−. Upotrebljava se u proizvodnji organskih spojeva i lijekova.

31

Tablica 2. Kiseline koje tvori klor

Formula HCl(aq) HClO HClO2 HClO3 HClO4

Naziv klorovodična hipoklorasta klorasta klorna perklorna

Imena kiselina se dobiju tako da se osnovi imena elementa koji tvori kiselinu (u ovom slučaju klor) pridodaju nastavci i predmeci navedeni u tablici. Uoči radi lakšeg pamćenja da se sastav, odnosno formule susjednih kiselina u nizu se razlikuju jedna od druge za jedan atom kisika. Princip je isti i za kiseline koje tvore ostali nemetali, npr. sumpor, dušik, fosfor. Kod određivanja formule kiseline uvijek kreni od osnovne kiseline, npr. sumporne, fosforne i njima dodaji ili oduzimaj po jedan atom kisika. Tablica 3. Natrijeve soli kiselina koje tvori klor

Formula NaCl NaOCl NaClO2 NaClO3 NaClO4

Naziv natrijev klorid natrijev hipoklorit natrijev klorit natrijev klorat natrijev perklorat

Klorovodik je pri standardnim uvjetima plin bez boje, oštra mirisa. Klorovodik najčešće dobivamo direktnom sintezom ili kao sporedni produkt organskih sinteza.

H2 + Cl2 → 2HCl CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl Klorovodična kiselina je otopina plina klorovodika u vodi.

HCl + H2O → H3O+ + Cl− Koncentrirana klorovodična kiselina ima maseni udio HCl od 34 do 36 %. To je jaka mineralna kiselina. Upotrebljava se za dobivanje lijekova, anorganskih spojeva, boja, kao otapalo itd. Soli su joj kloridi (osim već spomenutih to su srebrov klorid, AgCl, kalcijev klorid, CaCl2, željezov(III) klorid, FeCl3 itd.). Reakcija disproporcioniranja (pojava kada jedna tvar prelazi u dva nova spoja i kada su oksidacijski brojevi istovrsnih atoma u sva ta tri spoja su različiti), javlja se kada se grije otopina kalijevog hipoklorita ili kada se tali kalijev klorat. Cl2 + H2O → HCl + HOCl 3KOCl → KClO3 + 2KCl 4KClO3 → 3KClO4 + KCl

32

HALKOGENI ELEMENTI

Kisik, O, sumpor, S, selenij, Se, telurij, Te, polonij, Po. Najčešći i najvažniji halkogeni elementi su kisik i sumpor, a time i njihovi spojevi. Atomi halkogenih elemenata imaju u zadnjoj ljusci šest elektrona i do stabilne konfiguracije im nedostaju dva što ostvaruju bilo kovalentnim bilo ionskim vezama. Relativno su snažni oksidansi. Kisik

Kisik je najzastupljeniji element na Zemlji. U zraku mu je maseni udio oko 23 %, a u Zemljinoj kori skoro 50 %. Kisik se svojim najvećim dijelom javlja u obliku dvoatmnih molekula, O2 ili dikisik. U višim slojevima atmosfere javlja se i u obliku troatomnih molekula, O3 ili trikisik, koji još zovemo ozon. To su alotropske modifikacije kisika. Uglavnom se dobiva frakcijskom destilacijom ukapljenog zraka. Kisik se upotrebljava u metalnoj industriji (čelik!), kemijskoj industriji za dobivanje spojeva s kisikom i drugdje. Pri standardnim uvjetima, kisik, O2 je plin bez boje, okusa i mirisa, ne gori, ali podržava gorenje što znači da se spaja s mnogim tvarima. Kisik je uvjet nastanka i održanja života na Zemlji. Gorenjem i disanjem troše se velike količine kisika pri čemu nastaje CO2. Nastali CO2 koriste biljke u procesu fotosinteze oslobađajući kisik čime je zatvoren kružni tok kisika u prirodi. Najvažniji spojevi kisika su oksidi, peroksidi, kiseline i njihove soli. Najčešći kisikovi spojevi su oksidi i to metala (Na2O, Al2O3, Fe2O3, ZnO itd) i nemetala (H2O, SO2, CO2, NO2 itd.). Vodikov oksid, H2O ili voda najvažniji je kisikov spoj. Ona je uz kisik preduvjet za nastanak i opstanak života. Pri sobnoj temperaturi je tekućina bez boje, okusa i mirisa. Molekule vode izraziti su dipoli pa je voda izvrsno otapalo naročito za ionske spojeve. U prirodi se javlja kao atmosferska, površinska ili podzemna voda. Najčišća je atmosferska voda jer dolazi u dodir s najmanje tvari. Ona ipak pokazuje blago kiselu reakciju jer u malim količinama otapa CO2 što je razlog da otapa vapnenac, CaCO3. 2H2O + CO2 → H3O+ + HCO3− CaCO3 + H2O + CO2 → Ca2+ + 2HCO3− Na taj način iz mekih voda nastaju tvrde vode, tj vode koje sadrže otopljene soli kalcija, ali po istom načelu i magnezija. Vodikov peroksid, H2O2 je bezbojna tekućina koja se u vodenim otopinama pri većim koncentracijama lako raspada. Raspad ubrzavaju ioni prijelaznih metala i svjetlost. 2H2O2 → 2H2O + O2 Sumpor

Najveće količine elementarnog sumpora u prirodi se nalaze u podzemnim slojevima na dubini oko 200 m. Odatle se i dobiva taljenjem pregrijanom vodenom parom koju se do slojeva sumpora dovodi sustavom cijevi kroz koji se ujedno rastaljeni sumpor odvodi na površinu. U čistom stanju sumpor je čvrsta tvar žute boje bez okusa i mirisa, a

33

javlja se u velikom broju alotropskih modifikacija od kojih je pri sobnoj temperaturi stabilan jedino čvrsti rompski sumpor. Molekula rompskog sumpora sastoji se od osam atoma sumpora prstenasto povezanih. Sumpor tvori veliki broj spojeva jer se spaja sa skoro svim elementima. Tablica 4. Neki primjeri kiselina koje tvori sumpor

Formula H2S (aq) H2SO2 H2SO3 H2SO4

Naziv suporovodična kiselina hiposumporasta kiselina suporasta kiselina sumporna kiselina

Tablica 5. Natrijeve soli nekih kiselina koje tvori sumpor

Formula Na2S Na2SO2 Na2SO3 Na2SO4

Naziv natrijev sulfid natrijev hiposulfit natrijev sulfit natrijev sulfat

Sumporna kiselina (tekućina uljasta izgleda) ubraja se među najjače mineralne kiseline. Služi za proizvodnju umjetnih gnojiva, boja, vlakana, detergenata, lijekova itd. Najčešće se proizvodi tzv. kontaktnim postupkom. Taj se postupak može podijeliti u tri faze: 1. dobivanje sumporovog(IV) oksida bilo spaljivanjem sumpora S + O2 → SO2, bilo prženjem sulfidnih ruda 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 Dobiveni SO2 mora biti što čišći. 2. Katalitička oksidacija u sumporov(VI) oksid , kat ⎯→ 2SO3 2SO2 + O2 ⎯t⎯

3. Apsorpcija SO3 u koncentriranoj H2SO4 pri čemu nastaje oleum ili disumporna (pirosumporna) kiselina

SO3 + H2SO4 → H2S2O7. H2S2O7 se prema potrebi razrjeđuje vodom. H2S2O7 + H2O → 2H2SO4 DUŠIKOVA SKUPINA ELEMENATA

Dušik, N, fosfor, P, arsen, As, antimon, Sb, bizmut, Bi.

34

Najčešći su dušik i fosfor kao i njihovi spojevi. Dušik je jedini plinoviti element ove skupine. Kada se javlja elementaran onda se javlja u obliku dvoatomnih molekula, N2, didušik. Elementaran dušik je sastojak zraka s masenim udjelom oko 76 %. Od spojeva najčešći su nitrati. Fosfor se javlja kao bijeli fosfor molekule P4, tetrafosfor, tetraedarske strukture, crveni fosfor nepoznate strukture i crni fosfor slojevite strukture. Najčešći spojevi fosfora su fosfati. Atomi elemenata ove skupine imaju pet elektrona u zadnjoj ljusci i najčešće svoju stabilnu elektronsku kofiguraciju postižu kovalentnim vezama. Dušik

Dušik je plin bez boje, okusa i mirisa, ne gori i ne podržava gorenje. Dobiva se frakcijskom destilacijom ukapljenog zraka. Sintezom iz dušika i vodika dobiva se amonijak bezbojan plin oštra mirisa, otrovan i eksplozivan. p, t, kat N2 + 3 H2

2 NH3

U normalnim uvjetima ova je reakcija spora, stoga se smjesa zagrijava, a reakcija provodi uz katalizator. Međutim kako je pad tlaka velik (od 4 čestice nastaju dvije, a tlak plina prvenstveno zavisi o broju čestica) reakcija se mora provoditi pod znatnim tlakom. Inače bi se nastali amonijak raspadao nastojeći povećati broj čestica čime se nadoknađuje gubitak tlaka. Amonijak se pročišćava ukapljivanjem, a neizreagirani plinovi vraćaju se u proces. Otapanjem u vodi daje slabu amonijevu lužinu. NH3 + H2O → NH4OH Kao i svaka baza amonijak s kiselinama tvori soli. NH3 + HCl → NH4Cl NH3 + HNO3 → NH4NO3 2 NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 Upotrebljava se za dobivanje praktički svih ostalih dušikovih spojeva (umjetnih gnojiva, boja, eksploziva, dušične kiseline itd.). Dušična kiselina služi za dobivanje eksploziva, lijekova, umjetnih gnojiva itd. Proizvodi se iz amonijaka. Najprije se amonijak katalitički spali (oksidira). 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O Dalje se dušikov(II) oksid spontano oksidira. 2NO + O2 → 2NO2 Zatim se dušikov(IV) oksid apsorbira u vodi. 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

35

Oslobođeni dušikov(II) oksid vraća se u proces. Ovim postupkom dobiva se HNO3 masenog udjela do 60 %, a 96 - 98 %-tna HNO3 dobiva se destilacijom 60 %-tne. Dušična kiselina vrlo je jaka mineralna kiselina snažnog oksidativnog djelovanja, npr. reagira s bakrom razrijeđena i koncentrirana. 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Soli dušične kiseline su nitrati, npr. amonijev nitrat, NH4NO3, natrijev nitrat, NaNO3 itd. Dušikovi spojevi nezaobilazan su sastojak umjetnih gnojiva. Najčešća dušična gnojiva su urea NH2CONH2 i amonijev nitrat NH4NO3. Fosfor

Fosfor gori na zraku dajući fosforov(III) oksid i fosforov(V) oksid. P4 + 3O2 → P4O6 P4 + 5O2 → P4O10 Fosforov(V) oksid se otapa u vodi dajući fosfornu kiselinu. P4O10 + 6H2O → 4H3PO4 Soli fosforne kiseline su fosfati. Najčešće se upotrebljavaju kao umjetna gnojiva. Fosforna gnojiva se najčešće dobivaju iz netopljivog minerala fosforita Ca3(PO4)2, kemijskom obradom s H2SO4, čime nastaju topljivi superfosfat, Ca(H2PO4)2⋅H2O + CaSO4⋅2H2O ili trostruki superfosfat 3Ca(H2PO4)2⋅H2O. UGLJIKOVA SKUPINA ELEMENATA

Ugljik, C, silicij, Si, germanij, Ge, kositar, Sn, olovo, Pb. U prirodi se javljaju u spojevima, a ugljik još i u organskim spojevima te elementaran. Atomi elemenata ove skupine imaju četiri elektrona u zadnjoj ljusci. Svoju stabilnu elektronsku konfiguraciju mogu ostvariti kovalentnim vezama, a kositar i olovo i ionskim. Ugljik

Najčešći spojevi ugljika u prirodi su karbonati. U čistom obliku atomi ugljika mogu se vezati na dva načina i zato se ugljik pojavljuje u dvije alotropske modifikacije kao dijamant i kao grafit. U kristalu dijamanta svaki atom ugljika povezan je s četiri kovalentne veze s četiri susjedna atoma ugljika. Kovalentne veze svakog atoma ugljika usmjerene su prema četiri ugla tetraedra. U kristalu grafita svaki je atom ugljika povezan s s tri ugljikova atoma jednostrukim kovalentnim vezama tvoreći tako slojeve s velikim brojem šesterokuta. Po jedan elektron svakog atoma nije čvrsto vezan, već su relativno slobodni (delokalizirani) i pripadaju cijelom sloju atoma ugljika. Zato grafit vodi električnu struju. Između slojeva u kristalu grafita vladaju slabe van der Waalsove sile.

36

Gorenjem ugljika fosilnih goriva uz dovoljnu količinu kisika nastaje ugljikov dioksid, a redukcijom ugljikovog dioksida užarenim ugljikom nataloženim u pećima nastaje ugljikov monoksid. C + O2 → CO2 CO2 + C → 2CO Ugljikov dioksid je plin teži od zraka, ne gori ni ne podržava gorenje, neotrovan je i sadržan u pjenušavim pićima dajući im kiselkast okus jer njegovim otapanjem nastaje ugljična kiselina.

CO2

+ H2O

H2CO3

Ugljična je kiselina slaba kiselina. Tvori soli karbonate (Na2CO3) i hidrogenkarbonate (NaHCO3). Ugljikov monoksid je, za razliku od ugljikovog dioksida, plin nešto lakši od zraka i otrovan je. Djeluje kao krvni otrov vezujući se na hemoglobin 200 - 300 puta brže od kisika čime onemogućuje opskrbu stanica organizma kisikom. Koristi se kao gorivo, kao redukcijsko sredstvo i u organskim sintezama. Sastojak je vodenog plina. Silicij Silicij se nalazi u sastavu većine stijena. Maseni udjel silicija u Zemljinoj kori odmah je iza kisikovog. Silicij i germanij su slabi vodiči električne struje. Namjernim onečišćenjem silicija atomima s tri ili s pet elektrona u zadnjoj ljusci povećavamo njihovu vodljivost na dva različita načina pa imamo p-poluvodiče i n-poluvodiče, tj. p- i nvodljivost. Uobičajeno, silikati su alkalijske soli silikatnih kiselina, npr. Na2SiO3, Na2Si2O5. Vodena otopina natrijevog silikata sadrži ione silikatne kiseline, H2SiO42− koji mogu polimerizirati, (H2SiO3)n u vrpce, slojeve ili trodimenzionalne mreže oslobađajući vodu. Odgovarajući broj kationa uvijek neutraliziraju preostali naboj. Konačni produkt polimerizacije ne sadrži vodik, (SiO2)n i poznat je pod nazivom silikagel. Svoja dobra adsorpcijska svojstva duguje izuzetnoj poroznosti, odnosno velikoj površini. Silikoni su visoko polimerizirani spojevi lančaste ili prstenaste strukture opće formule (R2SiO)n u kojima atome silicija povezuje kisik, a preostale dvije veze silicija ostvaruju su s organskim skupinama.

METALI Samo mali broj metala nalazimo u prirodi u elementarnom stanju (bakar, srebro, zlato, platina, nikal, itd). To su uglavnom plemeniti metali. Ostali metali se javljaju u spojevima, najčešće kao sulfidi, sulfati, oksidi, hidroksidi ili karbonati. Te spojeve nazivamo minerali, a osnovni su sastojci ruda. Metali uglavnom kristaliziraju tako da svaki atom bude okružen sa što većim brojem atoma na što manjoj udaljenosti. Atomi metala međusobno se povezuju slično kovalentnoj vezi s tom razlikom da jedan kristal metala možemo promatrati kao jednu

37

molekulu. Jezgra jednog atoma djeluje na više elektrona drugih, prije svega susjednih atoma. U sustavu kakav je kristal metala ima puno elektronskih orbitala, energijskih nivoa koje tvore veze, metalne veze. Neki nivoi su popunjeni elektronima, a neki su prazni. Energijski nivoi sličnih energija tvore vrpce nivoa. Energijski nivoi popunjeni elektronima tvore valentne vrpce, a prazni energijski nivoi tvore vodljive vrpce. Vodiči struje imaju valentne (elektronima popunjene) vrpce toliko sličnih energija vodljivim (praznim vrpcama kojima se elektroni mogu gibati kroz kristal pod utjecajem vanjskog električnog polja) da elektroni praktički bez energijske zapreke prelaze iz valentnih vrpca u vodljive vrpce. Izolatori imaju veliku energijsku razliku između valentnih i vodljivih vrpca tako da elektroni ne mogu savladati tu energijsku zapreku i prijeći iz valentnih u vodljive vrpce, a to znači da ne mogu voditi struju. Poluvodiči imaju takve energijske razlike, energijske zapreke između valentnih i vodljivih vrpca da ih samo manji broj elektrona može savladati za razliku od vodiča pa je time i električna vodljivost manja nego kod vodiča. Zajedničke osobine metala su i velika električka i termička vodljivost, metalni sjaj, kovkost i podatnost razvlačenju. Legure ili slitine su čvrste otopine ili intermetalni spojevi metala sačinjeni sa svrhom da se dobiju materijali drukčijih, željenih svojstava različitih od svojstava metala koji čine slitinu. Legure se dobivaju taljenjem smjese metala ili tako da se smjesa metala u prahu jako tlači u kalupima i zagrijava do temperature blizu tališta smjese (sinter materijali). Legiranjem se mijenjaju i kemijska i mehanička svojstva metala, npr. duraluminij, legura aluminija (93 - 95 % Al) s dodatkom bakra, magnezija i mangana ima manju gustoću i puno veću tvrdoću od aluminija, ali zato brže korodira od aluminija. ALKALIJSKI I ZEMNOALKALIJSKI METALI

Alkalijski metali su: litij, Li, natrij, Na, kalij, K, rubidij, Rb, cezij, Cs, francij, Fr, a zemnoalkalijski su: berilij, Be, magnezij, Mg, kalcij, Ca, stroncij, Sr, barij, Ba, radij, Ra. Alkalijski metali postižu stabilnu elektronsku konfiguraciju otpuštanjem jednog elektrona vanjske ljuske, a zemnoalkalijski otpuštanjem dvaju elektrona vanjske ljuske. Kako otpuštaju tako malo elektrona atomi ovih metala za to trebaju uložiti malu energiju što znači da imaju malu energiju ionizacije i da su jako reaktivni. Najznačajniji spoj ovih metala je natrijev klorid, NaCl. Nalazimo ga u moru kojem daje slanost, ali i u naslagama u Zemljinoj kori kao kamenu sol. Služi za dobivanje klora, natrijeva hidroksida, sode itd. tako i natrija i to elektrolizom njegove taline najčešće u Downsovoj ćeliji. K(−): Na+ + e− → Na A(+):2Cl− → Cl2 + 2e− Natrijev karbonat, Na2CO3 ili soda je otrovna, bijela, čvrsta tvar. Upotrebljava se za proizvodnju papira, stakla, sredstava za pranje, boja itd. Proizvodi se postupkom po Solvayu. Prženjem vapnenca najprije se dobiju živo vapno i ugljikov(IV) oksid.

CaCO3 → CaO + CO2

38

U natrijevom kloridom zasićenu vodenu otopinu uvodi se amonijak pa uz ione Na+ i Cl− u vodi imamo i amonijeve ione i OH−. NH3 + H2O → NH4+ + OH− Već dobiveni CO2 u dodiru s tom otopinom reagira. OH− + CO2 → HCO3−. Od kombinacija iona koja je u otopini nastat će i istaložit će se najmanje topljiva sol. U ovom slučaju to je natrijev hidrogenkarbonat. Na+ + Cl− + NH4+ + HCO3− → NaHCO3 + NH4+ + Cl− Filtracijom odvojeni NaHCO3 se žari i dobije soda. 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O Dobiveni CO2 vraća se u proces. Iz otopine amonijeva klorida regenerira se amonijak i vraća u proces. 2NH4Cl + Ca(OH)2 → 2NH3 + CaCl2 + 2H2O Gašeno vapno ili kalcijev hidroksid dobiva se gašenjem, reakcijom s vodom, već dobivenog, živog vapna. CaO + H2O → Ca(OH)2 Natrijev hidroksid, NaOH, bijela, čvrsta, vrlo higroskopna tvar koja nagriza organske tvari. Upotrebljava se u proizvodnji sapuna, papira, aluminija, lijekova itd. To je jedna od najjačih baza, tj. u vodi potpuno disocira. Dobiva se elektrolizom koncentrirane vodene otopine natrijeva klorida.

K(−): 2H2O + 2e− → H2 + 2OH− A(+):2Cl− → Cl2 + 2e− Na katodi se reduciraju molekule vode, a ne ioni natrija jer je za tu reakciju potrebno manje energije. Katodni i anodni prostor odvojeni su polupropusnom mebranom da se ioni natrija mogu nakupljati u katodnom prostoru uz OH−. Iz te vodene otopine NaOH, čvrsti NaOH se dobiva uparavanjem. Kalcijev karbonat, CaCO3 u prirodi javlja u različitim oblicima, kao vapnenac, kalcit itd. U poglavlju o vodi opisali smo kako se prolaskom kišnih kapi kroz zrak u njoj otapa ugljični dioksid dajući ugljičnu kiselinu koja dolaskom na stijene otapa kalcijev karbonat dajući kalcijev hidrogenkarbonat koji je topljiv u vodi i koji s vodom odlazi u podzemlja. Tu se događa obratan proces. Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2 + H2O Voda i ugljikov dioksid ispare, a iskristalizirani kalcijev karbonat gradi stalaktite, stalagmite i slično.

39

U opisu dobivanja natrijevog karbonata opisano je dobivanje živog, CaO i iz njega gašenog vapna, Ca(OH)2, a kao početna sirovina služio je CaCO3. Gašeno vapno dio je svake žbuke. Tijekom očvršćivanja žbuke gašeno vapno reagira s ugljikovim dioksidom dajući kalcijev karbonat. Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 Gips, CaSO4⋅2H2O, kao mineral javlja se u naslagama u prirodi. TEHNIČKI VAŽNI METALI Aluminij

Zbog svojih dragocjenih svojstava, aluminij je u kratkom vremenu postao važan metal. Proizvodi se iz boksita. Odvajanjem primjesa iz boksita dobije se čisti aluminijev oksid ili glinica. Čisti aluminij dobiva se elektrolizom taline glinice. taljenje Al2O3 → 2Al3+ + 3O2− K(−): 4Al3+ + 12e− → 4Al A(+): 6O2− → 3O2 + 12e− Grafitna anoda reagira s kisikom dajući ugljikov(IV) oksid. Sam aluminij je amfoteran element kao i njegov hidroksid (reagiraju i s kiselinama i s lužinama). 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 2Al + 2OH− + 6H2O → 2Al(OH)4− + 3H2 Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + OH− → Al(OH)4− Aluminij je postojan na atmosferske utjecaje jer mu se na površini stvori tanki sloj oksida koji ga štiti. Postupak oksidacije površinskog sloja može se izvoditi postupkom elektrolitičke oksidacije, tj. eloksiranja. Legure aluminija kod kojih se poboljšavaju ljevna svojstva, tzv. ljevne legure nastaju dodatkom aluminiju manjih količina silicija, bakra i/ili magnezija. Kovne se legure dobivaju dodatkom bakra, magnezija, mangana, a mogu sadržavati i cinka i nikla. Za duraluminij vidi legure općenito. Željezo

Željezo je najvažniji metal. Bez njega ne bi bilo života jer mu u procesima metabolizma pripada centralno mjesto, sudjeluje u izgradnji hemoglobina itd. Javlja se kao α, γ i δ željezo, zavisno koju kristalnu strukturu poprimi. Najvažnije rude željeza su magnetit Fe3O4 i hematit Fe2O3. Dobiva se u procesima u visokoj peći koja se puni naizmjenično slojevima koksa i rude s dodacima. Vrući zrak obogaćen kisikom upuhuje se s donje strane peći, pali koks i pokreće time niz reakcija:

40

C + O2 → CO2 C + CO2 → 2CO Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 Rastaljeno sirovo željezo skuplja se na dnu peći. Željezo je podložno i kemijskom i elektrokemijskom nagrizanju, tj. koroziji. Kemijska korozija uvjetovana je nagrizanjem željeza agresivnim tvarima, npr. oštećenja željeznih cjevovoda prolaskom klora kroz njih. Elektrokemijska korozija uzrokovana je nastajanjem galvanskog članka na površini željeza, npr. hrđanje, gdje je katoda vlažno mjesto na željezu s većom koncentracijom kisika, a anoda drugo mjesto na istom komadu željeza na kojem je koncentracija kisika manja. Na anodi se otapa željezo, a na katodi kisik reagira s vodom. K(−): Fe → Fe3+ + 3e− A(+): O2 + 2H2O + 4e− → 4OH− Zaštita željeza od korozije postiže se dodavanjem inhibitora anodnih ili katodnih rakcija, katodnom zaštitom, galvanizacijom (pocinčavanje, kromiranje itd) ili premazima koji onemogućuju kontakt željeza s kisikom. Željezo koje se želi zaštiti katodnom zaštitom spoji se s velikim komadom manje plemenita metala, metala elektronegativnijeg redukcijskog potencijala (npr. magnezija) tako da će se u procesu korozije otapati magnezij, a ne željezo. Željezo se legira u ugljične i legirane čelike kojih ima preko tisuću vrsta. Čelici se odlikuju velikom tvrdoćom, žilavošću, elastičnošću, otpornošću na koroziju itd. Bakar

Bakar je metal karakteristične crvene boje te izuzetan vodič električne struje i topline. Stabilnu elektronsku konfiguraciju postiže otpuštanjem jednog ili dva elektrona u ionskoj vezi. U prirodi se bakar javlja elementaran, ali se najviše javlja u obliku sulfidnih ruda, halkopirita, CuFeS2, halkozina, Cu2S i kovelina, CuS. Količina bakra u rudama je malena pa se rude najprije moraju koncentrirati da bi se zatim pržile. 8CuFeS2 + 11O2 → 4(Cu2S + FeS) + 2Fe2O3 + 8SO2 Produkt dobiven prženjem pomiješa se s koksom i kremenim pijeskom pa se tali. Fe2O3 + C + 2SiO2 → 2FeSiO3 + CO Talina željezovog(II) silikata je troska koja pliva na talini bakrovog(I) i željezovog(II) sulfida. Talina sulfida, “bakrenac” odvoji se od troske i propuhuje zrakom uz dodatak kremenog pijeska pri čemu se oksidira sav sumpor vezan za željezo, a željezo prelazi u trosku. 2FeS + 3O2 + 2SiO2 → 2FeSiO3 +2SO2 Nakon uklanjanja troske nastavi se proces oksidacije sulfida dok jedan dio bakrovog(I) sulfida ne prijeđe u bakrov(I) oksid.

41

2Cu2S + 3O2 → 2Cu2O + 2SO2 Tada međusobno reagiraju bakrov(I) sulfid i bakrov(I) oksid dajući sirovi ili blister-bakar. Cu2S + 2Cu2O → 6Cu + SO2 Ako na raspolaganju imamo karbonatnu ili oksidnu rudu onda se samo karbonatna ruda prevede grijanjem u oksid nakon čega se oksid reducira koksom dajući između ostalog i sirovi bakar. Cu2(OH)2CO3 → 2CuO + H2O + CO2 CuO + C → Cu + CO Sirovi bakar se pročišćava elektrolitičkom rafinacijom u kojoj je anoda od sirovog bakra, katoda od tankog čisto bakrenog lima, a kao elektrolit služi otopljen bakrov(II) sulfat. A(+): Cu (sirovi) → Cu2+ + 2e− K(−): Cu2+ + 2e− → Cu (čisti) Mjedi su u osnovi legure bakra i cinka. Mogu se dodavati i neki drugi metali da bi se poboljšala pojedina željena svojstva. Mjedi imaju veću čvrstoću i otpornost na koroziju od bakra ili cinka. Bronce su legure bakra i kositra. Odlikuju se velikom čvrstoćom i tvrdoćom te visokom otpornošću na koroziju. Postoje i druge legure bakra, npr. novo srebro i konstatan. Kompleksni spojevi prijelaznih metala

Kompleksni spojevi su spojevi koji u svojoj složenoj strukturi imaju dvije, četiri, pet i šest, a rjeđe više molekula vode, molekula amonijaka itd., iona ili drugih skupina koje pravilno okružuju središnji atom, atom prijelaznog elementa. Ponekad je to jedna veća molekula takve strukture da se oko atoma prijelaznog metala nađu pravilno raspoređene njene pojedine skupine atoma. Molekule, ioni i ostale skupine koji se vežu na atom prijelaznog elementa svojim nepodijeljenim elektronskim parom zovemo ligandi. Poznatiji primjeri kompleksnih spojeva su žuta krvna sol ili kalijev heksacijanoferat(II), K4[Fe(CN)6], tetraakvabakrov(II) sulfat monohidrat, [Cu(H2O)4]2+SO42− H2O, tetrakarbonilnikal(0), [Ni(CO)4], itd.

KEMIJA I OKOLIŠ Današnji život ne možemo zamisliti bez mineralnih gnojiva, plastičnih masa i ostalih sintetičkih polimera, bez poluvodiča kao osnove elektronike, bez mnogih drugih blagodati koje su proizvod, između ostalog i kemije. No, ta pozitivna strana ima i svoju negativnu stranu. U težnji da što bolje živi, čovjek proizvodi sve više i sve brže što za posljedicu ima da u okoliš dospijevaju neželjeni sporedni proizvodi izazivajući neželjene posljedice za ljudsko zdravlje, bilo neposredno bilo posredno, bilo odmah bilo naknadno. Neželjeni proizvodi mogu onečistiti i zrak i vodu i tlo.

42

ZRAK

Zemljinu atmosferu možemo podijeliti na slojeve: troposfera (0 do oko 12 km visine), stratosfera (od oko 12 do oko 50 km), mezosfera (od oko 50 do oko 80 km), termosfera ili ionosfera (od oko 80 do oko 800 km). U troposferi se odvija glavni dio procesa kruženja vode u prirodi jer sadrži skoro svu atmosfersku vodu. U njoj su sva zračna strujanja jaka. U stratosferi se apsorbira najveći dio ultraljubičastog (UV) zračenja zatvorenim nizom kemijskih reakcija disocijacije i nastajanja molekula kisika i ozona štiteći Zemlju od prevelikog zračenja.

• • • •

O2 → O + O O + O2 → O 3 O3 → O 2 + O O + O → O2

(apsorpcija zračenja) (oslobađanje topline) (apsorpcija zračenja) (oslobađanje topline)

Za stratosferu je karakteristično vrlo slabo okomito strujanje što otežava miješanje troposfere i stratosfere. Tvari koje onečišćuju atmosferu su SO2, prašina, NOX, ugljikovodici, ugljikovi oksidi, klorirani ugljikovodici itd. Sumporov (IV) oksid, SO2 je glavni uzročnik nastajanja smoga i kiselih kiša od kojih masovno stradaju šume. Uzrokuje smetnje disanja, a također djeluje korozivno i kiselo. SO2 se lako oksidira kisikom iz zraka u SO3 koji se spaja s vlagom iz zraka dajući sumpornu kiselinu. SO2 + O2 → SO3 + O SO3 + H2O → H2SO4 Reakciju ubrzavaju: UV zračenje kojeg apsorbira SO2 pa tako lakše stupa u reakciju; prašina koja sadrži ione prijelaznih metala koji kataliziraju reakciju oksidacije SO2; vlaga u kojoj se SO2 brže oksidira. Prašine kataliziraju niz kemijskih reakcija na njihovoj velikoj površini, a mogu i same sadržavati niz štetnih tvari za biljni i životinjski svijet. Dušikovi oksidi, NOX mogu s jedne strane sudjelovati u kemijskim reakcijama koje kao produkte mogu imati klorove radikale (uništavaju ozon u zaštitnom dijelu atmosfere) i dušičnu kiselinu koja sudjeluje u nastajanju kiselih kiša. S druge strane u nižim dijelovima atmosfere mogu sudjelovati u reakcijama čiji su produkti kisikovi radikali koji stvaraju ozon, radikale i oksidirane produkte ugljikovodika ako ih ima u atmosferi. Oksidirani produkti ugljikovodika su formaldehid, acetaldehid, akrolein, peroksiacilnitrati (PAN) itd. Svi oni djeluju otrovno, npr. nadražuju oči, otežavaju disanje itd. Cijeli taj niz raeakcija oksidacije ugljikovodika započinje apsorpcijom UV zračenja od strane molekule NO2. NO2 → NO + O

(apsorpcija zračenja)

43

Ugljikov(II) oksid oksidira se u atmosferi u ugljikov(IV) oksid koji je glavni nosilac efekta staklenika iako taj efekt omogućuju i veće količine metana, vode, dušikovog(I) oksida, freoni i ozon. Naime, efekt staklenika je drugo ime za zagrijavanje Zemlje. Površina Zemlje i biljke apsorbiraju infra crveno zračenje sa Sunca koje dopre do njih i zagrijavaju se. Jedan dio svoje topline zrače prema svemirskim prostranstvima, ali zbog svoje male topline ti su valovi sad drukčiji, većih su duljina (12000 do 20000 nm), duljina koje apsorbiraju gore spomenute tvari pritom se zagrijavajući i ne dopuštajući toplini odlazak u svemir što bi omogućilo hlađenje Zemlje. Klorirani ugljikovodici uzrokuju smanjenje količina ozona i to onog ozona iz viših dijelova atmosfere, a koji nas štiti od prekomjernog UV zračenja što omogućuje činjenicu da ne budu sprženi svi živi organizmi na Zemlji. Apsorbirajući UV zračenje klorirani ugljikovodici disociraju i na klorove radikale koji razaraju ozon. Jedan radikal klora može razoriti oko 100000 molekula ozona. CFCl3 → ⋅CFCl2 + ⋅Cl ⋅Cl + O3 → ⋅ClO + O2 ⋅ClO + O → ⋅Cl + O2 Reakcija se zaustavlja vezanjem klor radikala na ⋅H i oksiklor radikala na ⋅NO2. ⋅Cl + ⋅H → HCl ⋅ClO + ⋅NO2 → ClNO2 Smanjenje onečišćenja zraka može se postići na različite načine. Na primjer, smanjenje količina sumporovog(IV) oksida za polovicu postižemo tako da u ložišta ugljena ubacujemo vapnenac u prahu. Zbog visoke temperature dimnih plinova dolazi do termičke disocijacije kalcijeva karbonata, a nastali kalcijev oksid reagira sa SO2 dajući gips.

CaCO3 → CaO + CO2 2CaO + 2SO2 + O2 → 2CaSO4 Smanjenje količina dušikovih oksida postižemo tako da dušikove okside uvodimo u vodenu otopinu vodikovog peroksida u kojem se u nizu radikalskih reakcija oksidiraju do dušične kiseline koju zatim iskorištavamo. VODA

Voda je temelj nastanka i održanja života i ničim se ne može zamijeniti. Moramo zaštiti vodu mora, led, površinske i podzemne vode. Najugroženije su površinske i podzemne slatke vode jer su izložene najvećem onečišćenju. U njih ispuštamo otpadne vode i to: • komunalne otpadne vode koje sadrže razne mikroorganizme, detergente itd.; • industrijske otpadne vode koje mogu sadržavati sve što industrija proizvodi zajedno s međuproizvodima i sporednim, uglavnom neželjenim proizvodima računajući i njihove produkte raspada;

44

• otpadne vode iz poljoprivrede koje sadrže amonijak, sastojke umjetnih gnojiva, herbicide, pesticide itd.; • površinske otpadne vode nastale padalinama, a koje sadrže natrijev klorid, naftu i sve što padaline “pokupe” u zraku i po površini. Otpadne vode sadrže različite tvari različitog porijekla koje mogu biti više ili manje štetne za ljude, životinje, rječju za okoliš. Osnovna mjerila koja govore o stupnju onečišćenja su kemijska potreba kisika (KPK) i biološka potreba kisika (BPK5). Kemijska potreba kisika je količina kisika koja je potrebna za kemijsku oksidaciju organskih i anorganskih sastojaka otpadnih voda dok je biološka potreba kisika ona količina kisika koja je potrebna mikroorganizmima za petodnevnu razgradnju organskih tvari sadržanih u otpadnoj vodi. Čišćenje otpadnih voda može biti: • mehaničko, • kemijsko, • biološko. Mehaničkim se pročišćavanjem iz otpadnih voda uklanjaju suspendirane tvari veći ili manjih dimenzija. Veći komadi čvrstih tvari se uklanjaju različitim rešetkama na kojima otpad ostaje dok se čvrste tvari manjih dimenzija mogu ukloniti različitim načinima taloženja i filtriranja. Kemijsko pročišćavanje otpadnih voda temelji se na kemijskim reakcijama kojima se tvar koja uzrokuje onečišćenje u otpadnoj vodi prevodi u manje štetne ili rjeđe, potpuno bezopasne tvari, npr. razaranje penicilinskih antibiotika sadržanih u otpadnoj vodi oksidacijom vodikovim peroksidom. Biološko pročišćavanje otpadnih voda temelji se na tome da tvari koje onečišćuju vodu postaju hrana odabranim mikroorganizmima. Na taj način mikroorganizmi uklanjaju nečist (polutante) iz otpadnih voda povećavajući svoju biomasu rastom i razmnožavanjem. Biološko pročišćavanje u ovisnosti o vrsti mikroorganizama može biti aeroban ili anaeroban proces. Aerobne vrste mikroorganizama za svoj rast trebaju kisik, a anaerobne ne, već ih kisik čak ubija. Glavni produkt aerobnih procesa je velika količina biomase, tzv. aktivnog mulja koji se najuspješnije rješava tako da se kao i ostali organski otpad kompostira, tj. vrenjem (fermentacijom) prevede u kompost, vrstu gnojiva. Anaerobnim procesima glavni produkt je bioplin, energent koji se sastoji najvećim dijelom od metana, a manjim dijelom može sadržavati dušik, ugljikov(IV) oksid ili sumporovodik. TLA

Tlo je rahli dio Zemljine kore nastao raspadanjem ili usitnjavanjem kamenite podloge i organskih tvari biljnog i životinjskog podrijetla. U hladnim i vlažnim klimatskim područjima najčešće su vrste tla podzoli, u kojima su isprane pojedine tvari iz površinskog sloja. U vlažnim i toplim klimatskim područjima osim ispiranja površinskog dijela značajna je prisutnost oksida metala zbog čega imamo smeđa i crvena lateritna tla. U polusuhim krajevima u kojima se na površini, zbog brzog isparavanja, pojavljuju lako topljive tvari, najčešće soli, rasprostranjena su slana tla. U pojedinim dijelovima svijeta vjetrovi su nanijeli velike količine prapora ili lesa, a rijeke velike količine aluvijalnog ili

45

naplavnog tla. Najznačajni je površinski sloj tla, debljine do 20-ak cm, koji je rastresitiji i koji sadrži više zraka, vlage i topline od ostalog dijela tla pa su u njemu najintenzivniji procesi raspadanja organskih tvari, tj. stvaranja humusa, temeljne pretpostavke plodnosti tla. Tlo, uz vodu, je temelj razvoja biljnog i životinjskog svijeta. Stanište je mnogih organizama koji mogu živjeti u samom tlu, ali i na njemu. Čovjek nekontroliranim odlaganjem svakovrsnog otpada na neuređena odlagališta, tzv. deponije ugrožava tlo, a time i sebe. Do danas, najbolja zaštita tla postiže se pravilnim postupanjem s otpadom. Otpad treba najprije razvrstati, npr. metalni otpad i to po vrstama metala, plastični otpad po vrstama plastike, otpadno staklo po vrstama stakla itd. do otpada koji se može biološki razgraditi. Metalni i plastični otpad, otpadno staklo i tome slično se treba reciklirati koliko je god to moguće, dio spaliti dobivajući energiju, a ostali dio zajedno s ostacima reciklaže, npr. pepelom od spaljivanja, odložiti na uređena odlagališta. Biološki razgradiv otpad treba biološkom razgradnjom prevesti u kompost. I dobivanje energije spaljivanjem i dobivanje komposta su svojevrsni načini reciklacije otpadnih tvari. Ono što je vjerojatno u ovom trenutku jedna od najvažnijih stvari ne samo što se tiče onečišćenja tla već i svega ostalog je razvijanje svijesti o potrebi i nužnosti očuvanja okoliša, očuvanja našeg planeta.

UVOD U ORGANSKU KEMIJU Za razliku od neživih tvari, žive organizme u najvećem dijelu izgrađuju ugljikovi spojevi i voda. Tako je maseni udio ugljika, vodika, kisika i dušika u živim organizmima čak 96 %. Ostali biogeni elementi su fosfor, sumpor, natrij, kalij, magnezij, kalcij i klor te još neki kojih ima u mikrokoličinama. Danas se mnogi spojevi koje nalazimo u živim organizmima s uspjehom dobivaju i sintetskim putom, a mnogi se prirodni procesi industrijski oponašaju. Dio kemije koji istražuje ugljikove spojeve, tradicionalno nazvane organska kemija, u stvari je kemija ugljikovih spojeva. Nastanak velikog broja ugljikovih spojeva omogućen je sposobnošću atoma ugljika da se međusobno vežu u velikom broju, jednostrukim, dvostrukim i trostrukim kovalentnim vezama, gradeći duže ili kraće, razgranate ili nerazgranate lance i prstenove. Kada se atomi ugljika međusobno povežu jednostrukim, dvostrukim ili trostrukim vezama svakom atomu ostaje još tri, dva ili jedan slobodan elektron koji se može spariti s elektronima drugih elemenata. C

C

C

C

C

C

Ugljik je u spojevima četverovalentan, što je još jedan od faktora koji omogućuje ugljiku tvorbu tako velikog broja spojeva.

46

UGLJIKOVODICI Mnogi postojeći spojevi građeni su od ugljika i vodika pa se zajedničkim imenom zovu ugljikovodici. Ugljikovodici kod kojih su atomi međusobno tako povezani da čine jednostavne ili razgranate lance zovu se aciklički ili alifatski ugljikovodici, a oni kod kojih su atomi ugljika povezani tako da čine makar jedan prsten u svojoj strukturi, nazivaju se ciklički ili prstenasti koji opet mogu biti aliciklički i aromatski. Skupinu aromatskih ugljikovodika zovemo još i areni. To je posebna skupina prstenastih spojeva, najčešće sa šesteročlanim prstenovima koji se obično prikazuju naizmjeničnim jednostrukim i dvostrukim vezama, a svojstva im se razlikuju od svojstava ostalih ugljikovodika. ALKANI

Ugljikovodici kod kojih su svi atomi ugljika međusobno povezani isključivo jednostrukim vezama nazivaju se alkani ili parafini. Iz istog razloga kažemo da su to i zasićeni ugljikovi spojevi. Najjednostavniji je alkan onaj koji u molekuli ima samo jedan atom ugljika vezan s četiri atoma vodika, a to je metan. Kemijske veze u metanu usmjerene su u prostoru tako da zatvaraju tetraedarske kutove (109,5°C). Etan ima dva C-atoma i na svakom C-atomu vezana još po tri atoma vodika. U etanu i njemu sličnim spojevima dolazi do mijenjanja položaja atoma vodika u prostoru u odnosu prema nepromijenjenom položaju C-atoma što je poznato kao rotacija oko jednostruke kovalentne veze. Kad prikazujemo organske spojeve simbolima najčešće se služimo slijedećim formulama: 1) H H H

C

C

H

H

H

projekcijska strukturna; 2) CH3CH3 kondenzirana strukturna; 3) C2H6 molekulska (bruto); 4) CH3 empirijska. Prikaz dijela homolognog niza nerazgranatih alkana, opće formule CnH2n+2, gdje je n broj atoma ugljika u molekuli: CH4 metan; CH3CH3 etan; CH3CH2CH3 propan; CH3CH2CH2CH3 butan; CH3CH2CH2CH2CH3 pentan; CH3CH2CH2CH2CH2CH3 (CH3(CH2)4CH3) heksan; CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3 (CH3(CH2)5CH3) heptan; itd.

47

Homologni niz čini niz spojeva koji se razlikuju za metilensku, CH2 skupinu. U molekulama prvih triju članova iz niza alkana atomi ugljika mogu se međusobno vezati samo na jedan način. Četiri atoma ugljika mogu se povezati na dva načina: H3CCHCH3

H3CCH2CH2CH3

CH3

a pet na tri: H3CCH2CH2CH2CH3

H3CCHCH2CH3 CH3

CH3 H3C

C

CH3

CH3

Spojevi koji imaju istu molekulsku (bruto) formulu a različite strukturne formule zovu se strukturni ili konstitucijski izomeri, pa za navedene primjere kažemo da butan ima dva a pentan tri strukturna izomera. Nomenklatura alkana

Imenovanje alkana međunarodno je dogovoreno kao i imenovanje niza drugih spojeva. Neka najvažnija pravila su: - svako ime sadrži u sebi korijen koji se tvori na temelju grčkih brojeva, osim imena prvih četiriju alkana; - nastavak na korijen za alkane je -an; - ako alkani imaju razgranati lanac ugljikovih atoma ime im se najčešće određuje prema najduljem nizu; - ako u molekuli postoje dva lanca s istim brojem C-atoma, ime im se određuje prema lancu na kojemu je vezan veći broj alkilnih skupina; - alkil je opći naziv za vezane ugljikovodične skupine, a nazivi im se tvore pomoću odgovarajućeg korijena i nastavka -il, npr CH3- metil, CH3CH2- etil; - redni broj atoma ugljika određuje se tako da atom na koji je vezana alkilna skupina dobije što manji broj: - broj koji označava mjesto alkila za osnovni lanac stavlja se ispred imena alkila, a ako su na istom C-atomu vezana dva ista alkila, broj treba ponoviti; - ako u spoju ima više istih skupina, njihov se broj označava prefiksima di, tri, tetra itd. Evo redom primjera imena, za gore napisane spojeve, primjere strukturne izomerije: butan, 2-metilpropan; pentan, 2-metilbutan, 2,2-dimetilpropan. Fizička svojstva alkana Prva četiri alkana su plinovi, alkani s više od 17 C-atoma su čvrste tvari, ostali tekućine (kapljevine). Otapaju se u mnogim organskim otapalima ali ne i u vodi.

48

Kemijska svojstva alkana

Alkani kemijski reagiraju s malim brojem tvari. Kad već stupaju u reakciju za njih su karakteristične reakcije supstitucije (zamjene) gdje se jedan (ili više) atoma vodika iz molekule alkana zamijeni atomom druge vrste, npr. CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl. Zapaljeni, alkani dobro gore dajući u potpunom sagorijevanju CO2 i H2O, a u nepotpunom još i CO. Pirolizom uz katalizator daju ugljik i vodik, npr. , kat CH 4 ⎯t⎯ ⎯→ C + 2H 2

ALKENI

Ugljikovodici kod kojih postoji bar jedna dvostruka veza, opće formule CnH2n, zovu se alkeni ili olefini. Nomenklatura alkena

Korijenu imena za alkane dodaje se nastavak -en koji označava jednu dvostruku vezu među C-atomima (dvije dvostruke veze -dien, tri -trien). Osnovno ime razgranatog alkena određuje se prema najdužem lancu C-atoma koji sadrži dvostruke veze, a C-atomi se numeriraju tako da dvostruke veze dobiju najmanje brojeve. Brojevi koji označavaju položaj dvostrukih veza pišu se ispred imena. Uz to, sad i u buduće, važe prethodna pravila nomenklatura drugih vrsta spojeva. Primjeri homolognog niza alkena: CH2=CH2 eten, CH3-CH=CH2 propen, CH3-CH2-CH=CH2 1-buten itd. Rotacija oko dvostruke veze nije moguća pa kod alkena imamo pojavu prostorne izomerije, stereoizomerije. Primjer: CH3 C H

CH3 C

CH3 C

cis-2-buten H

H

H C

trans-2-buten CH3

Kemijska svojstva alkena

Alkeni su puno reaktivniji od alkana jer sadrže nezasićene (dvostruke) veze. Izgaraju kao svi ostali ugljikovodici. Za njih su karakteristične reakcije adicije (pripajanja).

49

Primjer: CH3CH=CH2 + HCl → CH3CHClCH3 (2-klorpropan) U reakcijama adicije atom vodika adirat će se na onaj atom ugljika na kojem je već vezano više atoma vodika (Markovnikov). ALKINI

Skupina ugljikovodika, opće formule CnH2n−2, čije molekule sadrže bar jednu trostruku vezu među C-atomima zovu se alkini. Nomenklatura alkina

U nazivima nastavak -in označava jednu trostruku vezu među C-atomima. Sva pravila za alkane i alkene. Dio homolognog niza alkina: HC ≡ CH etin,

HC ≡ C − CH3 propin, itd.

Kemijska svojstva alkina

Reaktivniji su (trostruka veza!) od alkena. Karakteristične reakcije su reakcije adicije: HC ≡ CH + HCl → H2C = CHCl Reakcijom kalcijeva karbida s vodom dobija se etin, acetilen CaC2 + 2H2O → HC ≡ CH + Ca(OH)2 UGLJIKOVODICI PRSTENASTE STRUKTURE Cikloalkani i cikloalkeni

Zasićene cikličke (prstenaste) ugljikovodike, opće formule CnH2n, zovemo cikloalkanima. Prva četiri člana homolognog niza su spojevi s tri, četiri, pet i šest C-atoma u prstenu:

ciklopropan

ciklobutan

ciklopentan

cikloheksan

gdje svaki vrh lika predstavlja C atom koji veze, koje nije ostvario s drugim atomima ugljika, ostvaruje s vodikom. Cikloalkeni su kao i cikloalkani ugljikovodici prstenaste građe s tom razlikom da u prstenu između ugljikovih atoma postoji jedna ili više dvostrukih veza.

50

ciklopropen

ciklobuten

ciklopenten

cikloheksen

Areni - aromatski ugljikovodici

Osim spominjanih ugljikovodika postoji i velika skupina ugljikovodika čija se svojstva bitno razlikuju od svojstava ostalih ugljikovodika. To su areni, ugljikovodici koji u svom sastavu sadrže makar jednu benzensku jezgru, benzenski prsten C-atoma. Benzen, C6H6 je spoj u kojem je svaki atom ugljika u prstenu vezan s dva susjedna atoma ugljika i van prstena s jednim atomom vodika kovalentnim vezama pomoću tri lokalizirana valentna elektrona. Po jedan elektron svakog C-atoma delokaliziran je; pa tih šest elektrona pripada svim atomima ugljika u prstenu. Simbolički

ili

ili

Benzen ne pokazuje kemijska svojstva slična alkenima. Npr. atomi vodika mogu se supstituirati drugim atomima ili skupinama atoma Br

+ Br2

+ HBr

Međutim, u posebnim uvjetima benzen može reagirati i kao alken, npr. adira vodik

+ 3 H2

t, kat

Zbog takvog, dvojnog ponašanja benzen i njemu slični spojevi svrstani su u posebnu skupinu spojeva. Nomenklatura arena određena je prema već opisanim pravilima za druge ugljikovodike, samo što se C-atomi u benzenskoj jezgri počnu brojiti od onog atoma na kojem se nalazi vezana skupina čije je ime po abecedi prije. Međutim, danas se još upotrebljavaju i njihova uobičajena imena, npr. za metilbenzen toluen. Ako su u benzenu supstituirana dva atoma vodika, nastali spoj (derivat benzena) dobiva u nazivu riječ orto, simbol o-, za položaje supstituenata 1, 2. Za položaje 1, 3 dvaju supstituenata spoj u nazivu dobiva riječ meta, simbol m-. Za položaj 1, 4 riječ para, simbol p-.

51

Primjeri:

CH3

4 5

metilbenzen ili toluen CH3

H3C

6

CH3

2 1

CH2CH3

1-etil-2-metilbenzen CH3

CH3 o-ksilen ili 1, 2-dimetilbenzen

3

CH3 H3C

m-ksilen ili 1, 3-dimetilbenzen

p-ksilen ili 1, 4-dimetilbenzen

Mnogi areni u prirodi dolaze kao spojevi s kondenziranim benzenskim jezgrama, npr.

naftalen

NAFTA Nafta ili zemno ulje ubraja se među najvažnije sirovine za proizvodnju gorivih tvari i mnogih spojeva bez kojih se ne bi mogla zamisliti industrija i poljoprivreda. Sirova nafta je gusta, tamna tekućina gustoće 0,7 - 0,9 g/cm3. Po kemijskom sastavu nafta je smjesa ugljikovodika, od kojih najviše sadrži alkana i cikloalkana a manje aromatskih ugljikovodika. Sastav nafte prilično varira, zavisno o nalazištu. U proizvode određenih svojstava i namjene, nafta se prerađuje frakcijskom destilacijom i krekiranjem. Frakcijskom destilacijom nafta se zagrijavanjem razdvaja na pojedine frakcije (dijelove) koje sadrže skupine ugljikovodika bliskih vrelišta. Krekiranjem (cijepanjem) se teže frakcije nafte cijepaju na lakše komponente. Danas se najviše primjenjuje termokatalitičko krekiranje. To je postupak pri kojem se pri povišenoj temperaturi i tlaku uz katalizator molekule viših ugljikovodika cijepaju u molekule nižih, uglavnom razgranatih i nezasićenih ugljikovodika.

ORGANSKI SPOJEVI S KISIKOM To su skupine spojeva čije molekule, osim atoma ugljika i vodika, sadrže i atome kisika. Atom kisika u tim je spojevima kemijski vezan jednostrukim kovalentnim vezama kao i u molekuli vode ili vezan dvostrukom vezom na neki od atoma ugljika.

52

ALKOHOLI

Zajednička je karakteristika alkohola, opće formule R-OH, da sadrže hidroksilnu skupinu (OH) vezanu na C-atom. Skupine koje uvjetuju određeno kemijsko ponašanje nazivamo funkcionalnim skupinama. Kod alkohola to je -OH skupina. Postoje alkoholi s -jednom -OH grupom ili jednovalentni alkoholi, npr. CH3OH; -dvije -OH skupine ili dvovalentni, npr. HOCH2CH2OH; -tri -OH skupine ili trovalentni, npr. HOCH2CH(OH)CH2OH. Osim po broju hidroksilnih skupina kemijska svojstva ovise i o njihovu položaju. Tako imamo primarne alkohole kod kojih na C-atomu nosiocu -OH skupine nije vezan niti jedan ili samo jedan C-atom, CH3OH i CH3CH2OH itd; sekundarne alkohole kod kojih su na C-atomu nosiocu -OH skupine vezana dva C-atoma, CH3CH(OH)CH3, ili kraće (R)2CHOH; tercijarne alkohole, alkohole kod kojih su na C-atomu nosiocu -OH skupine vezana tri C-atoma, CH3C(CH3)(OH)CH3, ili kraće (R)3COH. Nomenklatura alkohola

I kod alkohola postoje određena međunarodna (IUPAC) pravila za tvorbu naziva: - Kao osnovna struktura odabere se najdulji lanac C-atoma na koji je vezana -OH skupina. - Lanac se numerira od onoga kraja koji je bliži -OH skupini. - Prisutnost -OH skupine označava se u imenu dodavanjem nastavka -ol (za jednu -OH skupinu, za dvije -diol, tri -triol itd.) osnovnom imenu ugljikovodika s istim brojem C-atoma. - Položaj svake -OH skupine označava se brojem ispred naziva alkohola. - Ostali supstituenti označavaju se na isti način kao i kod ugljikovodika. Primjeri: CH3OH metanol, HOCH2CH2CH2OH 1,3-propandiol. Kemijska svojstva alkohola

Alkoholi u vodi slabo disociraju: CH3OH + H2O → CH3O− + H3O+ Kemijska reaktivnost alkohola uzrokovana je funkcionalnom, hidroksilnom skupinom. S natrijem alkoholi reagiraju prema jednadžbi 2ROH + 2Na → 2RONa + H2 pri čemu nastaju alkoksidi, npr. iz etanola nastaje natrijev etoksid. S bromovodičnom kiselinom etanol reagira kako slijedi CH3CH2OH + HBr → CH3CH2Br + H2O

53

Dobivanje alkohola

Metanol se može dobiti iz ugljikovog(II) oksida i vodika: CO2 +2H2

t, p, kat

CH3OH

Etanol se dobiva alkoholnim vrenjem (šećera): C6H12O6

enzim

2 CH3CH2OH + 2 CO2

ili sintetski adicijom vode na eten: t, p, kat.

H 2 C = CH 2 + H 2 O ⎯⎯ ⎯ ⎯→ CH 3 CH 2 OH FENOLI

Fenoli su spojevi kod kojih je makar jedna hidroksilna skupina vezana na ugljikov atom benzenske jezgre. Prvi, najjednostavniji član toga niza je hidroksibenzen ili fenol. Mnogi fenoli imaju trivijalna imena. OH

OH

HO

OH

OH fenol

katehol

rezorcinol

Fenoli imaju posve različita svojstva od alkohola. To su tekućine visokog vrelišta ili čvrste tvari karakteristična mirisa. Sam fenol (karbolna kiselina) služio je kao prvi dezificijens. Fenol ima svojstva slabe kiseline koja su izraženija nego kod alkohola zbog djelovanja benzenske jezgre. Fenoli se upotrebljavaju u industriji kao sirovine za proizvodnju lijekova, boja, plastičnih masa itd. U pokusima genetičara služi kao mutagen. Fenoli se dobivaju iz katrana kamenog ugljena i kemijski iz benzena: C6H6 + Cl2 → C6H5Cl + HCl C6H5Cl + 2NaOH → C6H5ONa + NaCl + H2O C6H5ONa + H+ → C6H5OH + Na+ ETERI

Eteri su spojevi opće formule R-O-R', gdje R može ali ne mora biti jednako R', npr. CH3OCH3, CH3OCH2CH3 itd. Nomenklatura etera Uz ime alkilnih skupina dolazi i naziv eter. Za nevedene primjere imena su redom: dimetil-eter, etil-metil-eter.

54

Svojstva etera

Eteri u tekućem stanju dobra su organska otapala, naročito za masti, ulja, voskove, smole i gume. Slabije su reaktivni od alkohola. Zapaljivi su, a pare su im u smjesi sa zrakom (kisikom) eksplozivne. ALDEHIDI I KETONI

Funkcionalna skupina aldehida i ketona je polarna karbonilna skupina, C

O

Ako se na karbonilnu skupinu veže makar jedan atom vodika, nastaju aldehidi opće formule RCHO. Ako se na karbonilnu skupinu vežu samo alkilne skupine, nastaju ketoni opće formule (R)2C=O, odnosno RCOR. Nomenklatura aldehida i ketona

Na osnovu imena, određenu poznatim nam pravilima, aldehidi dobivaju nastavak -al, a ketoni -on, npr., HCHO metanal, CH3CH2CHO propanal, odnosno, CH3COCH3, propanon, CH3CH2CH2COCH3 2-pentanon. Svojstva aldehida i ketona

Zbog polarnosti karbonilne skupine aldehidi i ketoni topljivi su u vodi. Metanal ima karakterističan, oštar miris. Nagriza sluznicu. 30 do 40 % otopina metanala u vodi naziva se formalin. On ima antibakterijska svojstva. Aldehidi se relativno lako oksidiraju 2RCHO + O2 → 2RCOOH, ali i reduciraju RCHO + H2 → RCH2OH. Ketoni su postojaniji prema oksidacijskim sredstvima, a njihovom redukcijom nastaju sekundardni alkoholi. Dobivanje aldehida i ketona

Prije svega dobivaju se oksidacijom alkohola, i to, aldehidi oksidacijom primarnih alkohola 2RCH2OH + O2 → 2RCHO + 2H2O,

55

a ketoni oksidacijom sekundarnih alkohola R

R CHOH + O2

2 R

C

2

O + 2 H2O

R

Mogu se dobiti i adicijom vode na alkine R − C ≡ CH + H2O → RCH2CHO

R − C ≡ C − R’ + H2O → RCOCH2R’

KARBOKSILNE KISELINE

Karakteristična, funkcionalna skupina ovih spojeva je karboksilna skupina O C OH

kraće pisano - COOH. Nomenklatura karboksilnih kiselina

Ime kiseline dobije se tako da se imenu najduljeg ugljikova lanca (imenu odgovarajućeg ugljikovodika) koji uključuje karboksilnu skupinu doda nastavak -kiselina. Za supstituente glavnog lanca važe već poznata pravila. Kako su to česti i odavno poznati spojevi za mnoge od njih se upotrebljavaju uobičajena imena. Primjeri: HCOOH metan-kiselina ili mravlja kiselina; CH3COOH etan-kiselina ili octena kiselina; CH3CH2CH2COOH butan-kiselina ili maslačna kiselina. Soli mravlje kiseline zovu se formijati, npr. HCOONa natrijev formijat; soli octene kiseline zovu se acetati, npr. CH3COONa natrijev acetat. Karboksilne kiseline s jednom karboksilnom grupom zovu se monokarboksilne kiseline, a one s dvije skupine dikarbonske kiseline. HOOCCOOH etan-dikiselina ili uobičajeno oksalna kiselina. Svojstva karboksilnih kiselina

Izrazita polarnost karboksilne skupine utječe uveliko na fizička pa i neka kemijska svojstva ovih kiselina, npr. vodikova veza, tališta, vrelišta, disocijacija u vodi. Od ovih kiselina one koje su topive u vodi i slabo disociraju: RCOOH + H2O → RCOO− + H3O+ Zbog polarnosti molekule vode nastali pozitivni vodikov ion prislanja se uvijek uz atom kisika u molekuli vode (mali negativni naboj!) i nastaje H3O+, oksonijev ion. On je ion nosilac je kiselih svojstava tvari.

56

Reakcijom octene kiseline s natrijevom lužinom nakon isparavanja vode zaostaje tvar formule CH3COONa. To je natrijska sol octene kiseline, natrijev acetat. CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O. Kiseline reagiraju i s alkoholima i nastaju esteri (vidi kasnije dobivanje estera). Dobivanje karboksilnih kiselina

Reakcijom oksidacije primarnih alkohola nastaju aldehidi, čijom daljnjom oksidacijom nastaju karboksilne kiseline

RCH2OH

oks.

RCHO

oks.

RCOOH

Mravlja kiselina industrijski se dobiva po slijedećem principu

p, t, kat. CO + NaOH 2HCOONa + H2SO4

HCOONa 2HCOOH + Na2SO4

Karboksilne kiseline s više od 16 C-atoma nazivamo višim masnim kiselinama. Sastavni su dio ulja (nezasićene) i masti (zasićene). Neke od najčešćih su: - palmitinska kiselina, zasićena, 16 C-atoma, CH3(CH2)14COOH; - stearinska kiselina, zasićena, 18 C-atoma, CH3(CH2)16COOH; - oleinska kiselina, nezasićena, 18 C-atoma, CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH; - linolna kiselina, nezasićena, 18 C-atoma, CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH Prirodne nezasićene više masne kiseline imaju cis-konfiguraciju. Zbog dugog nepolarnog alifatskog lanca i jako polarne karboksilne skupine svaka masna kiselina ima hidrofobni i hidrofilni dio. Takve molekule nazivamo amfipatskim molekulama. Soli masnih kiselina su sapuni. Sapuni u upotrebi, osim kalijevih i/ili natrijevih soli viših masnih kiselina, mogu sadržavati miris, boju, dezinficijens itd. Detergenti su obično soli sulfonatnih kiselina koje imaju u sebi ugrađene dugačke ugljikovodične lance. I takve molekule su amfipatske. ESTERI

Esteri su organski spojevi nastali reakcijom kiseline i alkohola.

O RCOOH + HOCH2R'

R

C

+ H2O O

CH2R'

Reakcija dobivanja estera naziva se esterifikacija, a obrnuta reakcija (estera s vodom) naziva se hidroliza estera. Alkoholi reagiraju i s mineralnim kiselinama pri čemu također nastaju esteri.

57

Nomenklatura estera

Nazivi estera tvore se tako da se ispred imena soli odgovarajuće kiseline navede naziv alkilne skupine vezane za atom kisika, npr. CH3COOCH3, metil-acetat.

ORGANSKI SPOJEVI S DUŠIKOM AMINI

Amini su organski derivati amonijaka. Oni su najvažnije organske baze. U amonijaku pojedini atomi vodika mogu biti zamijenjeni s jednom, dvije ili tri alkilne skupine pa govorimo o primarnim, sekundarnim i tercijarnim aminima. CH3NH2, metanamin ili metilamin - primarni (CH3)2NH, N-metilmetanamin ili dimetilamin- sekundarni (CH3)3N, N,N-dimetilmetanamin ili trimetilamin - tercijarni Anilini su amini kod kojih je amino skupina vezana izravno na ugljikov atom benzenske jezgre.

NH2

Derivati karboksilnih kiselina kojima je hidroksilna skupina zamijenjena aminskom skupinom nazivaju se amidi. CH3CONH2 acetamid U brzim reakcijama s kiselinama amini daju kvaterne amonijeve soli. (CH3)2NH + HCl → [(CH3)2NH2]+Cl−

SINTETIČKI POLIMERI Polimeri su spojevi velike molekulske mase, veće od 10000, a sadrže više od 1000 atoma. Za njih je karakteristično da se u njihovim molekulama, više ili manje pravilno, ponavljaju atomske skupine povezane kovalentnim vezama. Sintetski polimeri su npr. bakelit, polistiren, polieten (polietilen), teflon itd. Prirodni polimeri su škrob, celuloza, svila, kaučuk itd. Unutar jedne (makro) molekule polimera razlikujemo između 50 i 1000000 temeljnih strukturnih jedinica. Temeljnu strukturnu jedinicu nazivamo mer, a nastaje od monomera. Primjer: monomer CH2=CH2 eten mer −CH2-CH2− polimer ...CH2CH2CH2CH2CH2CH2... polieten (polietilen) Polimeri su osnovni sastojci različitih polimernih materijala (plastičnih masa, guma, lakova itd). Dva su osnovna tipa reakcija polimerizacije, adicijska i kondenzacijska.

58

ADICIJSKA POLIMERIZACIJA

Adicijskoj polimerizaciji podliježu molekule koje sadrže dvostruke veze, a da pri tome nema sporednih produkata, npr. nastajanje teflona iz tetrafluoretena: nCF2=CF2 → −(CF2−CF2)n− KONDENZACIJSKA POLIMERIZACIJA

Pri kondenzacijskoj polimerizaciji spajaju se molekule koje imaju dvije ili više funkcionalnih skupina, uz izdvajanje neke male molekule, najčešće vode, npr. polimerizacija estera u poliestere: nHOOCCH2COOCH2CH2OH → −(OCCH2COOCH2CH2O)n− + nH2O.

PRIRODNI SPOJEVI Osnovne su skupine biološki važnih spojeva ugljikohidrati, proteini, lipidi i nukleinske kiseline. UGLJIKOHIDRATI

Po svojoj kemijskoj strukturi ugljikohidrati su šećeri polihidroksialdehidi ili polihidroksiketoni, što znači da u molekuli, uz više hidroksilnih skupina, imaju i karbonilnu. Monosaharidi

Molekule monosaharida, jednostavnih šećera ne mogu se razgraditi na jednostavnije molekule šećera. To su aldehidi ili ketoni koji sadrže najmanje dvije -OH skupine. Prema broju C-atoma dijele se na treoze, tetroze, pentoze, heksoze itd. Ako je karbonilna skupina na kraju lanca C-atoma, monosaharid se zove aldoza, a ako nije, monosaharid se zove ketoza. Neki od najvažnijih monosaharida su: (aldoheksoza) glukoza; (ketoheksoza) fruktoza; (aldopentoza) riboza. Aldoze i ketoze uvijek spontano cikliziraju ako pri tome mogu nastati šesteročlani ili peteročlani ciklički spojevi (poluacetali i poluketali).

CH2OH O

H H OH

H

H

HO

OH H

OH

glukoza

OH

HOCH2 O

HO CH OH 2

H H

HOCH2 O H H OH

H

fruktoza

OH

OH H H OH

riboza

59

Disaharidi

Disaharidi su složeni šećeri od dva monosaharida povezana preko kisikova atoma (glikozidna veza). Disaharidi zagrijavanjem u kiselom mediju lako hidroliziraju dajući monosaharide od kojih su sastavljeni. Neki od najvažnijih disaharida su: saharoza (obični jestivi šećer) izgrađen od glukoze i fruktoze; maltoza izgrađena od dvije molekule glukoze. Polisaharidi

Polisaharidi su polimeri, uglavnom vrlo velike molekulske mase, u kojima su molekule monosaharida povezane glikozidnim vezama. Jedan takav polisaharid izgrađen od puno molekula glukoze je celuloza. Povežu li se molekule glukoze na nešto drukčiji način nastaju makromolekule škroba. I celuloza može potpuno hidrolizirati i dati molekule glukoze. Škrob razgradnjom na manje dijelove (hidrolizom) daje dekstrin koji daljnjom razgradnjom daje disaharid maltozu, a ona slobodnu glukozu. PROTEINI

Proteini ili bjelančevine su makromolekule izgrađene od aminokiselina. Aminokiseline

Opća formula aminokiselina je

R

CH

COOH

NH2 U neutralnim vodenim otopinama aminokiselina, amino skupina je protonirana (-NH3+), a karboksilna skupina je disocirana (COO−), odnosno nastaje dvojni ion (zwitter-ion). Prema tome aminokiseline su amfoterne molekule jer se u vodenim otopinama ponašaju i kao kiseline i kao lužine. Aminokiseline nisu topljive u organskim otapalima. Inače, pri sobnim uvjetima to su čvrste tvari. Peptidi

Kondenzacijom dviju molekula aminokiselina nastaje dipeptid i molekula vode. O H2N

CH R1

60

C

N

CH

H

R2

COOH

Peptidna veza je veza između C-atoma karboksilne skupine jedne aminokiseline i atoma dušika amino skupine druge aminokiseline. Peptide s dvije do deset aminokiselina zovemo zajedničkim imenom oligopeptidi. Polimer izgrađen od 10 do 100 aminokiselina zove se polipeptid. Proteini

Ako u lancu ima više od 100 aminokiselina govorimo o proteinima, iako stvarna granica između polipeptida i proteina nije tako oštra. Određeni red kojim su aminokiseline povezane u proteinu nazivamo primarnom strukturom proteina. Sekundarnom strukturom proteina zovemo strukturu nastalu povezivanjem karbonilnih i amino skupina istog proteina, a koje ne pripadaju istoj peptidnoj vezi (naborana struktura i struktura tipa zavojnice). Kod tercijarne strukture proteina, uz sekundarnu strukturu, važna je interakcija aminokiselinskih ogranaka R (vodikove veze, disulfidne veze, međuionsko privlačenje itd.). U osnovi, sve ove strukture omogućuju upravo takvu konformaciju proteina koja najbolje odgovara biološkoj funkciji proteina i stoga je zovemo nativnom konformacijom. Izloženi visokim temperaturama, jako kiselim ili lužnatim otopinama, ionima metala itd. narušava se nativna konformacija, time i biološka aktivnost proteina. Ovaj proces zovemo denaturacija. Kod nekih proteina biološka aktivnost se bespovratno izgubi, ali neki se proteini mogu renaturirati, tj. povratiti svoju prvotnu biološku aktivnost. ENZIMI

Enzimi su specifični proteini koji u organizmima djeluju katalitički na mnoge reakcije, a sudjeluju u izmjeni energije između stanice i njene okoline. LIPIDI

Lipidi obuhvaćaju veliku skupinu strukturno različitih spojeva kao što su masti i ulja, fosfatidi, feromoni itd. Neutralne masti

Po svojoj kemijskoj građi neutralne masti ili triacilgliceridi su esteri masnih kiselina i glicerola (1,2,3-propantriola), gdje su sve tri OH skupine esterificirane istim ili različitim masenim kiselinama. Neutralne masti hidroliziraju zagrijavanjem u lužnatom mediju na glicerol i soli masnih kiselina (sapune). Masti koje sadrže pretežno nezasićene masne kiseline tekuće su na sobnoj temperaturi i nazivamo ih uljima. NUKLEINSKE KISELINE

Po kemijskoj strukturi i biološkoj funkciji razlikujemo dvije vrste nukleinskih kiselina, deoksiribonukleinsku kiselinu (DNA) i ribonukleinsku kiselinu (RNA).

61

Nukleinske kiseline su dugačke poliesterske makromolekule tipa B B B B P

Z

nukleotid

P

Z

P

Z

P

Z

polinukleotid

P je oznaka za fosfatni ion, PO43− Z je monosaharid riboza (u RNA) ili deoksiriboza (u DNA). B su baze, heterociklički spojevi s dušikom i to adenin, gvanin, citozin i timin (u DNA) ili adenin, gvanin, citozin i uracil (u RNA). Ostala pravila u vezi strukture ista su kao i za druge proteine. Dva se lanca DNA, dva polinukleotida povezuju vodikovim vezama između njihovih parova baza (adenin-timin, gvanin-citozin) tvoreći uzvojnicu.

62

PITANJA & ODGOVORI

63

64

1. Koja od navedenih molekula sadrži jednu dvostruku kovalentnu vezu: A) molekula vode B) molekula klora C) molekula ugljikovog dioksida D) molekula kisika E) molekula metana Odgovor: D Strukturna formula molekule kisika (dikisika) je O

O

2. U molekuli Al2O3 je: A) ionska veza B) kovalentna veza C) metalna veza D) elektronska veza E) ništa od navedenog nije točno Odgovor: A Ionska veza ostvaruje se između atoma metala (Al) i atoma nemetala (O2) čije se elektronegativnosti dovoljno razlikuju. 3. U jake kiseline spada: A) H3PO4 B) CH3-COOH C) H2CO3 D) HNO3 E) H2S Odgovor: D HNO3 + H2O → H3O+ + NO3− Dušična kiselina, HNO3 jedina od navedenih potpuno disocira u vodi. 4. U jednadžbi Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2H2O bakar se: A) oksidirao B) reducirao C) istopio D) legirao E) hidrolizirao Odgovor: A 0

+2 +6 −2

Cu + 2H 2SO 4 → Cu S O 4 + SO 2 + 2H 2 O

Da bi bakar, Cu, prešao iz stanja s oksidacijskim brojem "0" (nula) u stanje s oksidacijskim brojem +2 treba otpustiti elektrone, što je karakteristika reakcije oksidacije.

65

Shematski: oksidacija −2 −1 0 +1 +2

oksidacijski brojevi

redukcija

5. Oksidacijski broj −4 ugljika je u spoju: A) CO2 B) CO C) H2CO3 D) CaCO3 E) CH4 Odgovor: E +4 +1

C H4

Oksidacijski broj vodika u spojevima je +1, osim u hidridima metala 1. i 2. skupine kada je −1. 6. Vodena otopina NaNO3 je: A) kisela B) neutralna C) lužnata D) plava E) zelena Odgovor: B NaNO3 je sol jake lužine (NaOH) i jake kiseline (HNO3) pa je prema tome njena vodena otopina neutralna. 7. Elektrolizom vodenih otopina soli alkalijskih metala na katodi se izlučuje: A) vodik B) kisik C) natrij D) metal E) ništa od navedenog Odgovor: A Katoda (−) privlači pozitivni ion alkalijskog metala iz vodene otopine elektrolita ali se na katodi reducira vodik iz vode, 2H2O + 2e– → H2 + 2OH– jer je za tu reakciju potrebno manje energije. 8. Atomskim brojem nazivamo: A) broj protona u jezgri B) broj atoma u molekuli C) jedinicu za promjer atoma D) broj elektrona u vanjskoj ljusci

66

E) broj elektrona u jezgri Odgovor: A Atomski broj je po definiciji određen brojem protona u jezgri. 9. Dušik ima u p-orbitalama druge ljuske: A) tri sparena elektrona B) pet sparenih elektrona C) tri nesparena elektrona D) pet nesparenih elektrona E) ništa od navedenog nije točno Odgovor: C Iz prikazane elektronske konfiguracije atoma dušika, 1s2 2s2 2p3, vidljivo je da u p orbitalama, kojih je 3, imamo 3 elektrona. Svaki elektron zaposjeda po jednu p orbitalu čime se ostvaruje veća stabilnost atoma. 10. Alkalijski metali su elementi: A) iste periode B) istog broja ljusaka C) na zraku su stabilni D) čuvaju se pod vodom E) ništa od navedenog nije točno Odgovor: E Alkalijski metali su elementi iste, 1. skupine periodnog sustava elemenata. 11. M-ljuska sadrži: A) 16 elektrona B) 32 elektrona C) 8 orbitala D) 16 orbitala E) 9 orbitala Odgovor: E M ljuska (treća ljuska od jezgre) glavnog kvantnog broja n=3 sadrži jednu s-orbitalu, tri p orbitale i pet d- što ukupno iznosi 9 orbitala. 12. Broj mogućih izomera kod propana iznosi: A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 0 Odgovor: A Propan ima tri atoma ugljika, a tri atoma ugljika mogu se međusobno povezati samo na jedan način. 13. Broj asimetričnih atoma u molekuli fruktoze je: A) 1 B) 2 C) 3

67

D) 4 E) 0 Odgovor: C CH2OH C O HO C* H H C* OH H C* OH CH2OH

U molekuli fruktoze postoje tri atoma ugljika kojima su sva četiri vezana atoma ili skupine atoma različiti (*). Takve atome nazivamo asimetričnim ugljikovim atomima ili kiralnim centrima. 14. Sapunima odgovaraju sljedeće tvrdnje: A) to su esteri viših masnih kiselina B) to su soli viših masnih kiselina C) to su aldehidi viših masnih kiselina D) nastaju u reakciji sumporne kiseline i glicerola E) nastaju hidriranjem masti i ulja Odgovor: B Po svojoj strukturi su soli viših masnih kiselina, npr. CH3(CH2)16COONa. 15. Etin je: A) spoj ugljika i vodika B) spoj ugljika, vodika i kisika C) smjesa vodika i ugljika D) plinoviti element E) vrlo hlapljiva tekućina Odgovor: A

Etin je spoj formule HC ≡ CH. 16. Hidrolizom dipeptida nastaju: A) jednostavni proteini B) aminokiseline C) jednostavni šećeri D) masne kiseline i glicerol E) samo masne kiseline Odgovor: B Dipeptid je spoj nastao spajanjem dviju molekula aminokiselina uz izdvajanje vode. Tražena reakcija je suprotni proces. 17. Etilacetat nastaje reakcijom: A) CH3-COOH + CH3-CH2OH

68

B) CH3-CH2OH + HCOOH C) CH3-COOH + CH3-CH3 D) CH3-CH2OH + CH3-CO-CH3 E) nijedna reakcija ne odgovara Odgovor: A Iz samog naziva tvari, etilacetat, može se zaključiti da nastaje iz etilnog alkohola (etanola), CH3CH2OH i octene (acetatne) kiseline, CH3COOH. 18. Oduzimanjem vode od jedne molekule etanola nastaje: A) acetaldehid B) etan C) eten D) etin E) eter Odgovor: C CH3CH2OH → H2C = CH2 + H2O 19. Veza u molekuli amonijaka: A) ionska B) vodikova C) kovalentna D) elektronska E) ništa od navedenog Odgovor: C Amonijak, NH3 je spoj nemetala dušika i vodika, a atomi nemetala vežu se kovalentnim vezama. 20. H2CO3 je formula za molekulu: A) ugljične kiseline B) mliječne kiseline C) octene kiseline D) formaldehida E) metanola Odgovor: A Ugljična kiselina - soli karbonati. 21. Oksidacijski broj +2 ugljika je u spoju: A) CO2 B) CO C) H2CO3 D) CH4 E) Na2CO3 Odgovor: B +2 −2

CO Oksidacijski broj kisika u spojevima s manje elektronegativnim elementima je −2, osim u peroksidima −1.

69

22. Kisik je teži od vodika: A) 2 puta B) 8 puta C) 16 puta D) 32 puta Odgovor: C Iz periodnog sustava elemenata vidimo da je relativna atomska masa vodika približno 1 a kisika 16, pa zaključujemo da je kisik (uz iste uvjete) 16 puta teži od vodika. 23. Dvostruku kovalentnu vezu nalazimo u molekuli: A) natrijevog sulfida B) natrijevog oksida C) kisika D) dušika E) fluora Odgovor: C O

O

24. U slabe kiseline spada: A) H2SO4 B) HCl C) H2S D) HNO3 E) H3PO4 Odgovor: C Sumporovodična kiselina, H2S u vodi disocira slabo.

H2S → H+ +HS− → 2H++S2− 25. Koja količina vode nastaje potpunom neutralizacijom jednog mola sumporne kiseline: A) 1 mola B) 2 mola C) 3 mola D) 1/3 mola E) 1/2 mola Odgovor: B H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O Iz jednadžbe (provjeri da li je lijeva strana jednaka desnoj!) je vidljivo da iz jedne molekule, odnosno jednog mola sumporne kiseline nastaju dvije molekule, odnosno 2 mola vode. n(H2SO4) = 1 mol n(H2O) = ? n(H 2 SO 4 ) 1 = n( H 2 O) 2 n(H 2 O) = 2n(H 2 SO 4 ) = 2 ⋅1 = 2 mol

70

26. U reakciji FeSO4 + H2 → Fe + H2SO4 željezo se je: A) oksidiralo B) reduciralo C) legiralo D) hidroliziralo E) ništa od navedenog nije točno Odgovor: B +2 +6 −2

0

Fe S O 4 + H 2 → Fe + H 2SO 4

Da bi željezo, Fe prešlo iz stanja s oksidacijskim brojem +2 u stanje s oksidacijskim brojem 0 treba primiti 2 elektrona, što zovemo reakcijom redukcije: Fe+2 + 2e− → Fe0. 27. Od navedenih vodenih otopina soli djeluje kiselo otopina: A) natrijeva karbonata B) natrijeva nitrata C) natrijeva klorida D) kalijeva nitrata E) amonijeva nitrata Odgovor: E Amonijev nitrat sol je slabe baze (lužine) NH4OH i jake kiseline što za posljedicu ima da vodena otopina takve soli zbog hidrolize reagira kiselo. 28. Koja od navedenih molekula sadrži tri jednostruke kovalentne veze: A) molekula dušika B) molekula amonijaka C) molekula vode D) molekula formaldehida E) molekula metana Odgovor: B Strukturna formula molekule amonijaka: H H N H

29. Legure su: A) smjese dva ili više metala B) spojevi dva ili više metala C) smjesa metala i nemetala D) spoj metala i nemetala E) spoj dva metala Odgovor: A Prema kemijskim i fizičkim svojstvima legure ili slitine su homogene smjese (čvrste otopine) ili intremetalni spojevi dvaju ili više metala. 30. Formalin je: A) otopina formaldehida u vodi

71

B) otopina fenola u vodi C) smjesa metanola i vode D) otopina mravlje kiseline u vodi E) smjesa etanola i vode Odgovor: A Otopina metanala (formaldehida), HCHO u vodi naziva se formalin. 31. Peptidna veza se nalazi kod: A) aldehida B) amina C) aminokiselina D) proteina E) primarnih alkohola Odgovor: D Peptidna veza ostvaruje se međusobnim spajanjem molekula aminokiselina, a od ponuđenog jedino se proteini sastoje od spojenih aminokiselina. Vidi odgovor na pitanje 55. 32. Aldehidi nastaju: A) oksidacijom primarnih alkohola B) redukcijom primarnih alkohola C) destilacijom fenola D) oksidacijom sekundarnih alkohola E) redukcijom sekundarnih alkohola Odgovor: A O 2RCH2OH + O2

2R C H

33. Masti spadaju u red: A) proteina B) estera C) viševaljanih alkohola D) soli E) aldehida Odgovor: B Po svojoj strukturi masti su esteri glicerola i masnih kiselina. 34. Potpunom hidrolizom škroba nastaje: A) galaktoza B) saharoza C) glukoza D) laktoza E) fruktoza Odgovor: C Škrob je polisaharid sastavljen od međusobno kemijski vezanih molekula glukoze što znači da hidrolizom škroba nastaje glukoza.

72

35. Eten je: A) spoj ugljika i vodika B) spoj ugljika, vodika i kisika C) smjesa ugljika i vodika D) plinoviti element E) vrlo hlapljiva tekućina Odgovor: A Eten je spoj formule CH2 = CH2. 36. Formaldehid nastaje: A) destilacijom metanola B) redukcijom metanola C) oksidacijom metanola D) destilacijom mravlje kiseline E) hidrolizom metanola Odgovor: C Formaldehid, metanal je aldehid koji sadrži jedan C-atom a nastaje oksidacijom primarnog alkohola (vidi pitanje 32.) koji također sadrži jedan C-atom, a to je metanol: 2CH3OH + O2 → 2HCHO + 2H2O 37. Oduzimanjem vode od dvije molekule etanola nastaje: A) acetaldehid B) etan C) eten D) eter E) ester Odgovor: D Opća formula etera je R-O-R gdje je R ≠ H. CH3CH2OH + HOCH2CH3 → CH3CH2-O-CH2CH3 + H2O 38. Broj mogućih izomera kod butana iznosi: A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 0 Odgovor: B H3CCH2CH2CH3

H3CCHCH3 CH3

Butan ima čtiri atoma ugljika, a četiri atoma ugljika mogu se međusobno samo na ova dva različita načina. 39. Za alkane je karakteristična reakcija: A) polimerizacije

73

B) adicije C) supstitucije D) redukcije E) esterifikacije Odgovor: C Alkani su zasićeni ugljikovodici koji sadrže C-atome povezane jednostrukom vezom. Za takve spojeve karakteristična je reakcija supstitucije, npr. CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl. 40. Acetati su: A) soli octene kiseline B) otopina acetona u vodi C) nezasićeni ugljikovodici D) soli mliječne kiseline E) soli mravlje kiseline Odgovor: A Drugi naziv octene kiseline je acetatna kiselina, a njene soli su acetati. 41. Avogadrov broj je: A) 6,022⋅10−23 B) 6,023⋅10−22 C) 6,022⋅1023 D) 6,022⋅10−23 mol−1 E) ništa navedeno nije točno Odgovor C: U jednom molu bilo kojih jedinki nalazi se Avogadrov broj, odnosno 6,022⋅1023 jedinki. 42. Točna je jednadžba: A) Ca(OH)2 + H2SO4 → CaSO4 + 2H2O B) Ca(OH)2 + H2SO4 → CaHSO4 + H2 C) Ca(OH)2 + 2H2SO4 → Ca(SO4)2 + 2H2O D) Ca(OH)2 + H2SO4 → CaH2SO4 + 2OH E) Ca(OH)2 + HCl → CaH2O + Cl Odgovor: A S obzirom na reakciju jake lužine i jakih kiselina te na dvovalentnost kalcija, Ca jedina moguća reakcija je reakcija u odgovoru pod A. 43. Koja količina H2O nastaje potpunom neutralizacijom jednog mola ugljične kiseline: A) 1 mol B) 2 mola C) 3 mola D) 1/2 mola E) 1/3 mola Odgovor: B H2CO3 + 2NaOH → Na2CO3 + 2H2O

74

Iz jednadžbe (provjeri da li je lijeva strana jednaka desnoj!) je vidljivo da iz jedne mole_kule, odnosno jednog mola ugljične kiseline nastaju dvije molekule, odnosno 2 mola vode. n(H2CO3) = 1 mol n(H2O) = ? n (H 2 CO 3 ) 1 = ⇒ n (H 2 O) = 2n (H 2 CO 3 ) = 2 ⋅ 1 = 2 mol n ( H 2 O) 2 44. Koliko može nastati litara kisika kod standardnih uvjeta raspadom jednog mola vode: A) 16,1 B) 32 C) 11,2 D) 8,2 E) 22,4 Odgovor: C 2H2O → 2H2 + O2 Iz jednadžbe je vidljivo da iz dvije molekule, odnosno 2 mola vode raspadom nastaje jedna molekula, odnosno 1 mol kisika. Znači da će iz dvostruko manje množine (količine), 1 mola, vode nastati dvostruko manja množina (količina), 0,5 mola, kisika. n(H2O) = 1 mol n(O2) = ? V (O 2 ) Vm = ⇒ V (O 2 ) = V m ⋅ n(O 2 ) = 22,4 ⋅ 0,5 = 11,2 L n (O 2 ) 1 1 n ( H 2O ) 2 = ⇒ n(O 2 ) = n(H 2 O) = ⋅1 = 0,5 mol 2 2 n(O 2 ) 1

45. Oksidacijski broj joda u natrijevom jodatu je: A) −1 B) +1 C) +3 D) +7 E) +5 Odgovor: E +1 +5 −2

Na I O 3 Oksidacijski broj kisika u spojevima s manje elektronegativnim elementima je −2, osim u peroksidima −1, a natrija je +1 što je razlog da je oksidacijski broj joda u ovom spoju +5.

46. Avogadrova konstanta ima vrijednost: A) 6,022⋅1023 mol B) 6,022⋅1023 mol−1 C) 6,022⋅10−23 mol D) 6,022⋅1023 gr E) 6,022⋅10

75

Odgovor: B Avogadrova konstanta, L je opća prirodna konstanta koja je definirana omjerom brojnosti jedinki, N(B) i njihove množine (količine), n(B):

L=

N (B) n(B)

Njezina eksperimentalna vrijednost iznosi: 6,022⋅1023 mol−1. 47. Otapanje bakra u koncentriranim kiselinama odvija se po reakciji: A) Cu + HCl → CuCl + 1/2H2 B) Cu + 2HCl → CuCl2 + H C) Cu + 2HNO3 → CuNO3 + 1/2H2 D) Cu + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2 E) Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Odgovor: E U hladnoj koncentriranoj dušičnoj kiselini bakar se otapa prema jednadžbi navedenoj u odgovoru pod E. 48. U istoj skupini periodnog sustava nalaze se elementi: A) koji imaju isti broj elektrona B) koji imaju u posljednjoj ljusci isti broj elektrona C) koji u prirodi dolaze samo u elementarnom stanju D) koji su istog agregatnog stanja E) ništa od navedenog nije točno Odgovor: B U istoj skupini periodnog sustava elemenata nalaze se elementi vrlo sličnih kemijskih svojstava koje određuje jednak broj elektrona u zadnjoj ljusci atoma. 49. Skupina O R C O R karakterizira: A) aldehide B) ketone C) etere D) estere E) kiseline Odgovor: D Esteri su organski spojevi koji nastaju reakcijom alkohola i kiselina: RCOOH + HOCH2R' → RCOOR' + H2O 50. Eter nastaje oduzimanjem jedne molekule vode iz: A) 2HCOH B) 2CH3-CHO C) 2CH3-CH3 D) 2CH3-CH2OH E) 2CH3-COOH

76

Odgovor: D Oduzimanjem molekule vode dvjema molekulama etanola nastaje eter (dietileter): CH3CH2OH + HOCH2CH3 → CH3CH2-O-CH2CH3 + H2O 51. Aminokiseline se u vodenoj otopini ponašaju kao: A) baze B) kiseline C) jaki oksidansi D) antiseptično E) ništa od navedenog nije točno Odgovor: E Zbog toga jer sadrže karboksilnu i amino skupinu aminokiseline se u kiselim vodenim otopinama ponašaju kao lužine dok se u lužnatim vodenim otopinama ponašaju kao kiseline: NH3+

R

CH NH2

R

CH COOH

R

CH COO– + H2O

COOH

NH2

U neutralnoj vodenoj otopini ponašat će se istovremeno i kao kiselina i kao baza (unutarnja sol) jer voda, iako slabo, disocira na jednak broj H+ i OH− iona. 52. Hidrolizom masti uz prisutnost kiseline nastaje: A) glicerol i sapun B) glicerol i masne kiseline C) samo glicerol D) samo masne kiseline E) samo sapuni Odgovor: B Kako su masti po svojoj strukturi esteri glicerola i masnih kiselina logično je da hidrolizom uz H+ daju glicerol i masne kiseline. 53. Jednadžba za reakciju etanola i natrija je: A) CH3-CH2OH + Na → CH3-CH2ONa + 1/2H2 B) CH3-CH2OH + Na → CH3-CH3 + ONa C) CH3-CH2OH + Na → CH3-CH2NaOH D) CH3-CH2OH + Na → CH2Na-CH2OH + 1/2H2 E) CH3-CH2OH + Na → CH3-CH2Na + OH Odgovor: A Alkoholi s alkalijskim metalima reagiraju dajući alkokside, u ovom slučaju natrijev etoksid, CH3CH2ONa.

77

54. Broj mogućih izomera kod butena iznosi: A) 0 B) 1 C) 2 D) 3 E) 4 Odgovor: D CH3CH2CH CH2

CH3CH CHCH3

CH3 C CH2 CH3

Nema mogućnosti postojanja ijednog drugog spoja iste molekulske formule (bruto-formule) a različite strukture. 55. Peptidna veza je: A) -CH2-NH-CH2B) -CH-COC) -CO-NHD) -COO-NHE) -CO-NH2Odgovor: C Aminokiseline se međusobno vežu tako da se karboksilna skupina jedne aminokiseline veže s amino skupinom druge aminokiseline pri čemu se izdvaja jedna molekula vode. Na primjeru opće formule dipeptida prikazana je peptidna veza: O H2N

CH R1

C

N

CH

H

R2

COOH

56. Sagorijevanje metana odvija se reakcijom: A) CH4 + O2 → C + 2H2O B) CH4 + O2 → CH2 + H2O C) CH4 + O2 → CO + 2H2O D) CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O E) CH4 + O2 → CO2 + 2H2O Odgovor: D Potpunim sagorijevanjem metana nastaju ugljikov dioksid i voda. 57. Tricij je: A) element skupine 14 periodnog sustava B) simbola Th C) izotop kisika D) izotop vodika E) ništa od navedenog

78

Odgovor: D Izotopi vodika su: obični vodik (procij), 11 H ili H; teški vodik (deuterij), 21 H ili D; tricij 3 1

H ili T.

58. Prilikom elektrolize otopine CuCl2 A) na anodi se izdvaja klorovodik B) na anodi teče proces redukcije C) bakar se oksidira D) bakar se reducira E) klor se reducira Odgovor: D U vodi CuCl2 disocira: CuCl2 → Cu2+ + 2Cl−. Na katodi (−) se reducira (prima elektrone) bakrov(2+) ion, Cu2+: Cu2+ + 2e− → Cu° 59. Formula fosforne kiseline je: A) H3PO4 B) H2PO4 C) HPO4 D) HPO3 E) H2PO3 Odgovor: A Fosforna kiselina , H3PO4; soli su fosfati. 60. Ionskom vezom povezani su atomi u molekuli: A) CO B) SO3 C) CO2 D) Al2O3 E) NH3 Odgovor: D Ionska veza ostvaruje se između atoma metala (Al) i atoma nemetala (O2) čije se elektronegativnosti dovoljno razlikuju, a to odgovara vezi u molekuli aluminijeva oksida. 61. Pojava iste tvari u više kristalnih oblika je: A) izomorfija B) polimorfija C) alotropija D) izomerija E) ništa od navedenog Odgovor: B Pojavljivanje kemijske tvari u dva ili više oblika nazivamo alotropijom, a alotropiju kod koje se alotropi (pojavni oblici) međusobno razlikuju po kristalnom obliku nazivamo polimorfijom. 62. Reakcije s vodom su reakcije: A) hidrogenacije B) hidrolize

79

C) dijalize D) redukcije E) esterifikacije Odgovor: B Hidor (grčki) znači voda pa je reakcija neke tvari s vodom nazvana hidroliza. 63. U zemnoalkalijske elemente spadaju: A) magnezij, kalcij, barij B) natrij, kalij, litij C) fluor, klor, jod D) helij, neon, argon E) aluminij, fosfor, silicij Odgovor: A Zemnoalkalijski su elementi 2. skupine periodnog sustava elemenata, dakle, magnezij, kalcij, barij u ovom slučaju. 64. Soli sumporne kiseline su: A) sulfati B) sulfiti C) sulfidi D) persulfati E) persulfiti Odgovor: A 65. Polietilen je plastična masa nastala: A) međusobnim povezivanjem molekula etena B) polimerizacijom vinilklorida C) fermentacijom polivinila D) isparavanjem kaučuka kod visokih temperatura E) ništa od navedenog nije točno Odgovor: A Polietilen je plastična masa nastala međusobnim povezivanjem više (poli) molekula etena (etilena). 66. Ketoni nastaju: A) oksidacijom primarnih alkohola B) oksidacijom sekundarnih alkohola C) redukcijom aldehida D) redukcijom sekundarnih alkohola E) redukcijom primarnih alkohola Odgovor: B Samo se iz sekundarnih alkohola oksidacijom mogu dobiti ketoni: R

R CHOH + O2

2 R

80

C

2 R

O + 2 H2O

67. Potpunom hidrolizom celuloze nastaje: A) fruktoza B) glukoza C) etanol D) laktoza E) metanol Odgovor: B Celuloza je polisaharid sastavljen od međusobno kemijski vezanih molekula glukoze što uvjetuje da njenom potpunom hidrolizom nastaje glukoza. 68. CH3-CO-CH3 je formula za molekulu: A) acetona B) mliječne kiseline C) octene kiseline D) etilacetata E) acetaldehida Odgovor: A CH3-CO-CH3 je formula molekule acetona (propanona). 69. HCHO predstavlja molekulu: A) formaldehida B) acetaldehida C) mravlje kiseline D) acetona E) mliječne kiseline Odgovor: A HCHO je formula molekule formaldehida (metanala). 70. Spoj formule CH3-CHOH-COOH je: A) primarni alkohol B) sekundarni alkohol C) mliječna kiselina D) octena kiselina E) aceton Odgovor: C Mliječna kiselina ili 2-hidroksipropan kiselina. 71. Zagrijavanjem kalcijevog acetata nastaju: A) aceton i kalcijev karbonat B) acetaldehid i kalcijev karbonat C) formaldehid i CO2 D) CO2 i aceton E) mravlja kiselina i CO Odgovor: A Ca(OOCCH3)2 → CH3COCH3 + CaCO3

81

72. Amonijak: A) ima više vrelište od fosfina B) je polarna molekula C) može se lako ukapljiti D) molekule ovog plina stvaraju vodikove veze E) sve navedene tvrdnje su točne Odgovor: E 73. Avogadrova konstanta je omjer: A) mase i molarne mase tvari B) količine i molarne mase tvari C) broja molekula i atomskog broja D) broja molekula i količine tvari E) Avogadrova broja i mase tvari Odgovor: D Vidi odgovor na pitanje 46. 74. Koja se množina kisika izluči elektrolizom 36 grama vode: A) 0,5 mola B) 1 mol C) 2 mola D) 3 mola E) 8 mola Odgovor: B 2H2O → 2H2 + O2 Kako je iz jednadžbe vidljivo da iz dvije molekule, odnosno 2 mola vode, elektrolizom, nastaje jedna molekula, odnosno 1 mol kisika, množina (količina) nastalog kisika iz 36 g (2 mola) vode je 1 mol. m(H2O) = 36 g n(O2) = ? m(H 2O) 36 n ( H 2O ) = = = 2 mol M (H 2O) 18 n ( H 2 O) 2 = n(O 2 ) 1 n (O 2 ) =

1 1 n(H 2 O) = ⋅ 2 = 1 mol 2 2

75. Spoj formule NaHSO3 je sol: A) sulfatne kiseline B) sumoprovodične kiseline C) sulfitne kiseline D) disulfatne kiseline E) ništa od navedenog nije točno Odgovor: C NaHSO3 je natrijev hidrogen sulfit, sol sumporaste kiseline.

82

76. Mineral dolomit je po sastavu: A) CaCO3 B) Na2CO3 C) MgCO3 D) SiO2 E) MgCa(CO3)2 Odgovor: E Mineral dolomit je po sastavu magnezijev karbonat−kalcijev karbonat MgCO3⋅CaCO3. 77. Oksidacijski broj mangana u KMnO4 je: A) +6 B) +7 C) +2 D) −7 E) +1 Odgovor: B +1 +7 −2

K Mn O 4 , kalijev permanganat Kisik je u spojevima s manje elektronegativnim elementima oksidacijskog broja −2, osim u peroksidima −1. Kalij je u spojevima oksidacijskog broja +1.

78. Potpunom neutralizacijom jednog mola fosforne kiseline nastat će: A) 2 mola vode B) 3 mola vode C) jedan mol vode D) 1/3 mola H2O E) 2/3 mola H2O Odgovor: B H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4+ 3H2O Iz jednadžbe uočavamo da potpunom neutralizacijom jedne molekule, odnosno jednog mola fosforne kiseline nastaju 3 molekule, odnosno 3 mola vode. n(H3PO4) = 1 mol n(H2O) = ? n(H 3 PO 4 ) 1 = n ( H 2 O) 3 n(H 2 O) = 3n(H 3 PO 4 ) = 3 ⋅1 = 3 mol 79. Atomi različitih elemenata istog masenog broja zovu se: A) izotopi B) izobari C) izomeri D) modifikacije E) polimorfija Odgovor: B Izobari su po definiciji atomi različitih elemenata istog masenog broja.

83

80. Koliko će litara CO2 nastati kod standardnih stanja raspadom jednog mola kalcijevog karbonata: A) 1 litar B) 11,2 litara C) 22,4 litara D) 44 litre E) 12 litara Odgovor: C CaCO3 → CaO + CO2 Raspadom jedne molekule, odnosno 1 mola kalcijevog karbonata nastaje jedna molekula, odnosno 1 mol ugljikovog dioksida. n(CaCO3) = 1 mol v(CO2) = ? n(CaCO 3 ) 1 = n(CO 2 ) 1 n(CO 2 ) = n(CaCO 3 ) = 1 mol Jedan mol bilo kojeg plina pri standardnim uvjetima ima volumen od 22,4 dm3 (L).

81. Relativna atomska masa kisika je: A) 32 g B) 32 g mol−1 C) 32 D) 16 g E) 16 Odgovor: E Relativna atomska masa nam pokazuje koliko je puta atom nekog elementa teži od unificirane atomske jedinice mase i očitava se iz periodnog sustava elemenata. 82. Spajanjem kalcijevog fluorida i sumporne kiseline dolazi do reakcije prikazane jednadžbom: A) CaF2 + H2SO4 → CaSO4 + 2HF B) CaF2 + H2SO4 → CaSO4 + F2 + H2 C) CaF2 + H2SO4 → CaS + H2F2O4 D) CaF2 + H2SO4 → CaO + F2 + H2SO3 E) CaF2 + H2SO4 → Ca(OH)2 + H2SO2 + F2 Odgovor: A 83. Za neutralizaciju 0,2 mola sumporne, sulfatne kiseline potrebno je natrijevog hidroksida: A) 1 mol B) 2 mola C) 0,2 mola D) 0,4 mola E) 0,5 mola Odgovor: D H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

84

Za neutralizaciju jedne molekule, odnosno jednog mola sumporne kiseline potrebno je dvostruko više molekula - dvije molekule, odnosno 2 mola natrijeva hidroksida. Dvostruko veća količina od zadane je 0,4 mola. N(H2SO4) = 0,2 mol n(NaOH) = ? n(H 2 SO 4 ) 1 = n( NaOH) 2 n( NaOH) = 2n(H 2 SO 4 ) = 2 ⋅ 0,2 = 0,4 mol

84. Fosfor u posljednoj ljusci ima: A) 3 elektrona B) 2 elektrona C) 6 elektrona D) 5 elektrona E) 7 elektrona Odgovor: D Fosfor u zadnjoj ljusci ima 5 elektrona stoga pripada 15 skupini periodnog sustava elemenata. 85. Koja od navedenih jednadžbi je točna: A) 2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + NO2 + H2O B) 2NH4Cl + Ca(OH)2 → 2NPH3 + CaCl + 2H2O C) 2NH4Cl + Ca(OH)2 → 2NH3 + CaCl2 + 2H2 + O2 D) 2NH4Cl + Ca(OH)2 → 2NH3 + 2CaCO3 + 2HCl E) ništa od navedenog nije točno Odgovor: E Ispravna jednadžba glasi: 2NH4Cl + Ca(OH)2 → 2NH3 + CaCl2 + 2H2O 86. Broj mogućih izomera kod pentana je: A) 2 B) 3 C) 0 D) 4 E) 5 Odgovor: B H3CCH2CH2CH2CH3

H3CCHCH2CH3 CH3

CH3 H3C

C

CH3

CH3

Nema mogućnosti postojanja ijednog drugog spoja iste molekulske formule (bruto-formule) a različite strukture.

85

87. Za hidrogeniranje 1 mola oleinske kiseline potrebno je vodika: A) 1 mol B) 2 mola C) 3 mola D) 0,5 mola E) 0,1 mol Odgovor: A CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH + H2 → CH3(CH2)16COOH Za hidrogenaciju (spajanje s vodikom) jedne molekule (jedne dvostruke veze), odnosno jednog mola oleinske kiseline potrebna je jedna molekula, odnosno 1 mol vodika. n(ol. kis.) = 1 mol n(H2) = ? n(ol. kis.) 1 = n( H 2 ) 1 n(H 2 ) = n(ol. kis.) = 1 mol

88. Hidrolizom etilacetata nastaje: A) aceton B) etanal C) etanol D) acetilen E) acetaldehid Odgovor: C CH3COOCH2CH3 + H2O → CH3COOH + CH3CH2OH etanol 89. Alkoksidi nastaju: A) alkoholnim vrenjem šećera B) reakcijom alkohola i kiselina C) reakcijom alkohola i lužina D) reakcijom alkohola i alkalijskih elemenata E) reakcijom alkohola i halogenih elemenata Odgovor: D Alkoksidi nastaju spajanjem alkohola i alkalijskih metala, npr.: 2CH3OH + 2Na → 2CH3ONa + H2 90. Acetaldehid nastaje: A) destilacijom acetona B) oksidacijom acetona C) destilacijom etanola D) oksidacijom etanola E) redukcijom etanola Odgovor: D 2CH3CH2OH + O2 → 2CH3CHO + 2H2O Prisjetimo se da aldehidi nastaju oksidacijom, po broju atoma ugljika odgovarajućih primarnih alkohola.

86

91. Aminokiselinama odgovaraju tvrdnje: A) u čistom stanju su tekućine B) u čistom stanju su krutine C) u vodi se ne otapaju D) topljive su u organskim otapalima E) ulaze u sastav polisaharida Odgovor: B Svojstvo je aminokiselina da su u čistom stanju čvrste tvari (krutine). 92. Za sve halogenovodike vrijedi tvrdnja: A) to su tekućine B) istog su vrelišta C) otapaju se u vodi D) ne otapaju se u vodi E) nastaju raspadom halogenih elemenata Odgovor: C Svi halogenovodici su plinovi. Njihove molekule izrazito su polarne kao i molekule vode pa se stoga dobro otapaju u vodi. 93. Jaka kiselina je: A) sumporovodična B) fosforna C) dušična D) octena E) limunska Odgovor: C Dušična kiselina jedina od navedenih u vodi gotovo potpuno disocira. HNO3 + H2O→ H3O+ + NO3− 94. Oksidacijski broj željeza u Fe2O3 je: A) +2 B) +3 C) −2 D) −3 E) +1 Odgovor: B +3

−2

Fe 2 O 3 Kisik u spojevima s elementima manje elektronegativnosti ima oksidacijski broj −2, osim u peroksidima −1.

95. Mineral koji sadrži bakar je: A) halkopirit B) pirit C) magnetit D) dolomit E) ortoklas Odgovor: A

87

Formula halkopirita je CuFeS2, odnosno Cu2S⋅Fe2S3 96. Koji od navedenih hidroksida je najjači: A) Ca(OH)2 B) Al(OH)3 C) Mg(OH)2 D) LiOH E) RbOH Odgovor: E Rubidijev hidroksid je najjači jer najlakše disocira što je posljedica toga da je rubidijev atom veći od ostalih navedenih atoma koji tvore hidrokside, odnosno njegova jezgra (+) najslabije privlači OH− ion. 97. Elementi istih skupina: A) istih su atomskih masa B) istog su broja protona C) istog su broja elektrona D) istog su agregatnog stanja E) ništa od navedenog nije točno Odgovor: E Elementi vrlo sličnih kemijskih svojstava svrstani su u iste skupine. Njihova svojstva određena su istim brojem elektrona u posljednoj ljusci. 98. U amfoterne elemente spada: A) kisik B) jod C) aluminij D) kalcij E) fosfor Odgovor: C Aluminij jedini od navedenih elemenata stupa u reakciju i s kiselinama i s lužinama što zovemo amfoternošću. 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 2Al + 2OH− + 6H2O → 2Al(OH)4− + 3H2 99. Reakcija s vodom je reakcija: A) hidrolize B) hidriranja C) neutralizacije D) destilacije E) redukcije Odgovor: A Hidor (grčki) znači voda pa je reakcija tvari s vodom nazvana hidrolizom. 100. Oksidacijski broj ugljika +2 je u spoju: A) CHCH B) CH3-CH3

88

C) CO2 D) CO E) H2CO3 Odgovor: D +2 −2

C O Kisik u spojevima s manje elektronegativnim elementima uvijek ima oksidacijski broj −2, osim u peroksidima −1.

101. Za neutralizaciju jednog mola NaOH potrebno je octene kiseline: A) 1 mol B) 0,5 mol C) 0,3 mol D) 0,1 mol E) 3 mola Odgovor: A NaOH + CH3COOH → CH3COONa + H2O Iz jednadžbe je vidljivo da je za neutralizaciju jedne molekule, odnosno jednog mola natrijeva hidroksida, NaOH potrebna jedna molekula, odnosno 1 mol octene kiseline, CH3COOH. n(NaOH) = 1 mol n(CH3COOH) = ? n( NaOH) 1 = n(CH3COOH) 1

n(CH3COOH) = n( NaOH) = 1 mol 102. Međusobnim spajanjem elemenata nastaju: A) homogene smjese B) heterogene smjese C) jednostavne tvari D) složene tvari E) ništa od navedenog nije točno Odgovor: D Spajanjem različitih elemenata (jednostavne tvari!) nastaju čiste složene tvari (spojevi). 103. Acetati su: A) soli acetona B) soli octene kiseline C) oksidacijski produkti acetona D) ketoni E) oksidacijski produkti Odgovor: B 104. Broj izomera kod butanola je: A) 2 B) 3 C) 4

89

D) 5 E) 0 Odgovor: C CH3 H3CCH2CH2CH2OH

H3CCHCH2CH3 OH

H3CCHCH2OH CH3

H3C

C

OH

CH3

Nema mogućnosti postojanja ijednog drugog spoja iste molekulske (bruto formule) a različite strukture. 105. Fruktoza je: A) razgradni produkt glukoze B) važan monosaharid C) važan disaharid D) aromatski ugljikovodik E) aromatski alkohol Odgovor: B Molekule fruktoze ne mogu se razgraditi na jednostavnije molekule šećera što određuje da je fruktoza monosaharid. 106. Aceton je: A) nezasićeni ugljikovodik B) spoj ugljika i vodika C) spoj ugljika, vodika i kisika D) sekundarni alkohol E) bezbojni plin Odgovor: C CH3 C

O

CH3

, aceton (propanon). 107. Broj elektrona u atomu: A) jednak je masenom broju atoma B) raste s porastom broja pozitrona C) raste s porastom broja neutrona D) raste s porastom rednog broja E) raste s porastom valencije atoma Odgovor: D U atomu, broj elektrona jednak je broju protona. Redni broj atoma jednak je broju protona. Slijedi da broj elektrona u atomu raste s porastom rednog broja. 108. Svi elementi jedne periode imaju: A) istu elektronsku konfiguraciju posljednje ljuske B) slična svojstva

90

C) isti maksimalni oksidacijski broj D) isti naboj jezgre E) isti broj ljusaka Odgovor: E Elementi u periodnom sustavu elemenata svrstani su u vodoravne retke - periode na temelju broja ljusaka u atomu, i to tako da se u jednoj periodi nalaze atomi s jednakim brojem ljusaka. 109. Molekula s polarnim obilježjem je: A) H3O+ B) HCl C) Cl2 D) CH4 E) NH4+ Odgovor: B Za molekule kojih težišta pozitivnog i negativnog naboja nisu na istom mjestu kažemo da su polarne (dipoli). U molekuli HCl uslijed razlike u elektronegativnosti vodika i klora dolazi do polarizacije naboja na molekuli, odnosno do pojave malog negativnog naboja na dijelu molekule gdje se nalazi atom elektronegativnijeg klora, a na dijelu molekule gdje se nalazi vodik javlja se mali pozitivni naboj. 110. Množinska koncentracija je dana omjerom: A) mase otopljene tvari i množine otopine B) mase otopljene tvari i volumena otopine C) množine otopljene tvari i mase otapala D) množine otopljene tvari i volumena otapala E) množine otopljene tvari i volumena otopine Odgovor: E Množinska koncentracija dana je omjerom množine otopljene tvari i volumena otopine, a jedinica je mol/L. 111. Vodikova veza: A) odgovara po jakosti kovalentnoj vezi B) odgovara po jakosti van der Waalsovim vezama D) povezuje molekule vode u kristalnom stanju E) je veza između dva atoma vodika u vodi Odgovor: D Molekule vode međusobno su povezane vodikovim vezama što naročito dolazi do izražaja kada se molekule vode nalaze u kristalnom stanju. 112. 96500 kulona izlučit će iz otopine: A) 0,24 mola molekula klora B) 0,5 mola molekula klora C) 0,75 mola molekula klora D) 1,0 mola molekula klora E) 2,0 mola molekula klora Odgovor: B

91

96500 kulona odgovara ukupnom naboju jednog mola elektrona. ANODA (+): 2Cl− − 2e− → Cl2 Iz jednadžbe je vidljivo da dva elektrona, odnosno 2 mola elektrona izlučuju iz otopine jednu molekulu odnosno jedan mol klora, pa će dvostruko manje elektrona (1 mol) izlučiti 0,5 mola klora. 96500 kulona = Q (1 mol e−) n(Cl2) = ? n (e − ) 2 = n(Cl 2 ) 1

n(Cl 2 ) =

1 1 n(e − ) = ⋅1 = 0,5 mol 2 2

113. Neutralno reagira otopina: A) NH4Cl B) NaNO3 C) K2CO3 D) ZnSO4 E) CuSO4 Odgovor: B NaNO3 je sol jake lužine (NaOH) i jake kiseline (HNO3) što za posljedicu ima da vodena otopina ove soli reagira neutralno. 114. Za neutralizaciju 0,2 mola kalcijevog hidroksida treba: A) 0,1 mol HCl B) 0,2 mol HCl C) 0,3 mol HCl D) 0,4 mol HCl E) 0,5 mol HCl Odgovor: D Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O Prema jednadžbi, za neutralizaciju jedne molekule, odnosno jednog mola kalcijevog hidroksida potrebno je dvije molekule, odnosno 2 mola HCl. Slijedi da će za neutralizaciju 0,2 mola kalcijevog hidroksida trebati 0,4 mola HCl. n(Ca(OH)2) = 0,2 mol n(HCl) = ? n(Ca(OH) 2 ) 1 = n(HCl) 2 n(HCl) = 2n(Ca(OH) 2 ) = 2 ⋅ 0,2 = 0,4 mol

115. Amfoterna svojstva ima: A) željezo B) aluminijev hidroksid C) kalcijev hidroksid D) bakarov(I) hidroksid

92

E) bakarov(II) hidroksid Odgovor: B Aluminijev hidroksid je amfoteran spoj jer se u reakciji s kiselinama ponaša kao lužina, a u reakciji s lužinama kao kiselina: Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + OH− → Al(OH)4− 116. Zagrijavanjem kalcijevog karbonata nastaje A) talina soli B) živo vapno C) gašeno vapno D) vapnena žbuka E) pečeni gips Odgovor: B CaCO3 → CO2 + CaO kalcijev oksid, živo vapno 117. Kalcijevom hidroksidu odgovaraju slijedeće tvrdnje: A) jaka je lužina B) slaba je kiselina C) služi za dobivanje živog vapna D) naziva se živo vapno E) naziva se sadra Odgovor: A Kalcijev hidroksid se slabo otapa u vodi, ali onaj dio koji se otopi potpuno disocira. Inače, jakost lužina (i kiselina) određuje samo stupanj disocijacije koji se eksperimentalno određuje. Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH− 118. Sol će nastati: A) otapanjem NaCl u vodi B) hidrolizom Na2CO3 C) reakcijom HNO2 s HCl D) reakcijom HNO3 s Cu E) otapanjem HNO3 u vodi Odgovor: D Bakar reagira s hladnom razrijeđenom i koncentriranom dušičnom kiselinom dajući sol bakrov(II) nitrat: 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 119. Hidridima alkalijskih metala odgovaraju slijedeće tvrdnje: A) u čvrstom stanju su dobri vodiči B) spadaju u ionske spojeve C) ne reagiraju s vodom D) su plinovite tvari E) karakterizira ih jaka vodikova veza Odgovor: B

93

U hidridima alkalijskih metala (LiH, NaH, KH,...) razlika u elektronegativnosti između alkalijskih metala i vodika dovoljna je da njihova veza ima ionski karakter. 120. Kod otapanja bakra u dušičnoj kiselini odvijaju se slijedeće reakcije: A) Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O B) Cu + 4HNO → Cu(NO3)2 + N2 + 2H2O C) Cu + 4HNO3 → 3Cu(NO3)2 + NO + 2H2O D) Cu + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2 E) 2Cu + 2HNO3 → 2CuNO3 + H2 Odgovor: A Vidi odgovor na pitanje 118. 121. Ugljikov(II) oksid nastaje: A) reakcijom mravlje i klorovodične kiseline B) djelovanjem zraka na užareni koks C) uvođenjem CO2 u sumpornu kiselinu D) oksidacijom CO2 E) redukcijom ugljika Odgovor: B O2 + C → CO2 + C → 2CO Koks je, ustvari, ugljik. 122. Čilska salitra je: A) Na2CO3 B) NaIO3 C) NaNO3 D) Na2NO3 E) NaNO3⋅2H2O Odgovor: C Čilskom salitrom nazivamo natrijev nitrat. 123. Oleum se naziva: A) koncentrirana otopina sumporne kiseline B) otopina sumporovog(IV) oksida u sumporastoj kiselini C) otopina sumporovog(IV) oksida u sumpornoj kiselini D) otopina sumporovog(VI) oksida u sumpornoj kiselini E) otopina sumporovog(VI) oksida u sumpornoj kiselini Odgovor: E SO3 + H2SO4 → H2S2O7 124. Raspadom vodikovog peroksida nastaje: A) H2 + O2 B) H2O2 + H2O C) H2O + H2 D) H2O + O2 E) H2O + O3 Odgovor: D 2H2O2 → 2H2O + O2

94

125. Bezvodni fluorovodik je pri sobnoj temperaturi: A) tekućina bez boje B) spoj elektronegativnih molekula C) plin koji reagira s vodom D) spoj koji dobro disocira E) spoj vezan ionskom vezom Odgovor: C Bezvodni fluorovodik u otopini disocira: HF + H2O → H3O+ + F− Molekule fluorovodika prelaskom u vodenu otopinu ioniziraju što je bitna promjena, odnosno kemijska reakcija kojom nastaje flurovodična kiselina. 126. Reakcije na dvostrukoj vezi zovu se reakcije: A) supstitucije B) esterifikacije C) adicije D) hidrolize E) neutralizacije Odgovor: C H2C = CH2 + HCl → H3C-CH2Cl 127. U ugljikovodike možemo ubrojiti: A) propanon B) propanol C) gvanin D) bakelit E) etilen Odgovor: E H2C = CH2 eten ili etilen. 128. Eterima odgovaraju slijedeće tvrdnje: A) mogu nastati iz natrij-alkoksida i karbonatne kiseline B) mogu nastati iz natrij-alkoksida i alkilhalogenida C) mogu nastati iz natrij-alkoksida i klorovodične kiseline D) kemijski su vrlo reaktivni E) pri sobnoj temperaturi su plinovite tvari Odgovor: B R-CH2ONa + ClCH2-R → R-CH2-O-CH2-R + NaCl 129. Acetaldehid nastaje A) oksidacijom glikola B) oksidacijom glicerola C) oksidacijom etanola D) zagrijavanjem kalcijevog acetata E) adicijom vode na eten Odgovor: C

95

2CH3CH2OH + O2 → 2CH3CHO + 2H2O 130. Aceton je: A) nezasićeni ugljikovodik B) 2-butanon C) spoj nastao dehidrogenacijom primarnog alkohola D) spoj nastao dehidrogenacijom sekundarnog alkohola E) spoj nastao iz kalcijevog karbida i vode Odgovor: D CH3

t, kat.

CH3 C

CHOH CH3

O + H2

CH3

131. Svojstva slabe kiseline ima: A) ksilen B) cikloheksan C) cikloheksen D) hidroksibenzen E) brombenzen Odgovor: D Hidroksibenzen djelomično disocira u vodi dajući i vodikove (hidronium) ione nositelje kiselih svojstava. C6H5OH → C6H5O− + H+ 132. Zagrijavanjem natrijevog formijata nastaje: A) ugljikov(II) oksid i voda B) ugljikov(IV) oksid i vodik C) oksalna kiselina i voda D) natrijev oksalat i voda E) natrijev oksalat i vodik Odgovor: E 2HCOONa → NaOOCCOONa + H2 133. Voskovi su: A) eteri viših alkohola B) esteri viših karboksilnih kiselina C) soli viših karboksilnih kiselina D) poznati pod nazivom gliceridi E) polimeri fenola i metanala Odgovor: B Voskovi su esteri masnih kiselina s dugim lancima i dugolančanih alkohola. 134. Saharozi odgovaraju slijedeće tvrdnje: A) pokazuje reakcije na aldehide B) spada u monosaharide C) naziva se invertni šećer

96

D) izomerna je s maltozom E) izomerna je s celulozom Odgovor: D Saharoza i maltoza imaju istu molekulsku formulu (bruto-formula) a različite strukture. Molekulska formula ovih disaharida je C12H22O11, s tim da se molekula saharoze sastoji od molekula glukoze i fruktoze a molekula maltoze od dvije molekule glukoze. 135. Glukozi odgovara slijedeća tvrdnja: A) sastavni je dio maltoze B) ravninu polarizirane svjetlosti zakreće nalijevo C) u molekuli ima keto-skupinu D) spada u pentoze E) tvori soli glukozide Odgovor: A Vidi odgovor na pitanje 134. 136. Deuterij: A) je izobar vodika B) ima jezgru koja se sastoji samo od jednog protona C) ima maseni broj 3 D) u prirodi se javlja u smjesi s 11 H E) se razlikuje po kemijskom sastavu od običnog vodika Odgovor: D Vodik se u prirodi javlja u smjesi izotopa: obični vodik simbola 11 H ili H, teški vodik ili

deuterij simbola 21 H ili D (usporedi s pitanjem 57.). 137. Ako je relativna atomska masa joda Ar(I) = 126,9045, masa jednog atoma joda je: A) 7,6425⋅10−26 kg B) 2,107⋅10−25 kg C) 1,6605⋅10−27 kg D) 4,2144⋅10−25 kg E) 1,52⋅10−25 kg Odgovor: B Ar(I) = 126,9045 ma(I) = ? ma(I) = Ar(I)⋅u = 126,9045⋅1,6605⋅10−27 kg = 2,107⋅10−25 kg 138. Unutar periode periodičnog sustava elemenata od 1. do nulte skupine: A) energija ionizacije pada B) povećava se radijus atoma C) smanjuje se pozitivni naboj jezgre D) raste pozitivni naboj jezgre E) niti jedna od navedenih tvrdnji nije točna Odgovor: D

97

Unutar periode, vodoravnog retka u periodnom sustavu elemenata od 1. do nulte skupine vidljivo je da raste redni broj, što je jednostavni odraz broja protona u jezgri; redni broj atoma jednak je broju protona u atomu. 139. Atomi nemetala: A) imaju malu energiju ionizacije B) pokazuju afinitet prema elektronu C) nalaze se u 2. skupini periodničnog sustava elemenata D) međusobno se spajaju u molekule ionskom vezom E) niti jedna od navedenih tvrdnji nije točna Odgovor: B Afinitet prema elektronu izražen je kod atoma malih promjera kojima u zadnjoj ljusci nedostaje 1, 2, 3 ili 4 elektrona do stabilne elektronske konfiguracije, a što je karakteristika atoma nemetala. 140. Elektronegativnost: A) raste unutar pojedine skupine od prve do sedme periode B) u periodičkom sustavu elemenata opada od prve do sedme skupine C) je sposobnost atoma nekog elementa da oduzme elektrone atomu drugog elementa s kojim se kemijski vezuje D) ne ovisi o energiji ionizacije i afinitetu prema elektronu E) niti jedna od navedenih tvrdnji nije točna Odgovor: C Prema definiciji, elektronegativnost je sposobnost (snaga) atoma nekog elementa da više ili manje privlače elektrone vanjske ljuske drugih atoma s kojima je spojen. 141. Vodikova veza: A) ostaje nepromijenjena kada se led tali zagrijavanjem B) znatno je slabija od van der Waalsovih sila C) mnogo je jača od kovalentne veze D) nije elektrostatičke prirode E) uvjetuje neobično visoko vrelište amonijaka Odgovor: E Asocijacija (povezivanje, udruživanje) molekula amonijaka, NH3 uzrokovana vodikovom vezom uvjetuje neobično visoko vrelište amonijaka. 142. Koja od navedenih molekula nije polarna: A) NH3 B) CH3Cl C) NF3 D) SF6 E) HBr Odgovor: D U molekuli SF6 težište pozitivnih i negativnih naboja nalazi se na istom mjestu, a to ne dovodi do polarizacije naboja na molekuli, odnosno ta molekula nije polarna. 143. Topljivost: A) plinova povećava se s porastom temperature

98

B) plinova proporcionalna je tlaku plina iznad otopine C) kisika je veća u toploj nego u hladnoj vodi D) plinova se s povišenjem tlaka smanjuje E) niti jedna od navedenih tvrdnji nije točna Odgovor: B Što je veći tlak plina iznad otopine otapa se veća množina (količina) plina. 144. Kiselo će reagirati vodena otopina: A) Na2CO3 B) (NH4)2CO3 C) RCOONa D) C6H5OH E) CH3(CH2)11C6H4SO3Na Odgovor: D Vidi odgovor na pitanje 131. 145. Koji od navedenih spojeva ima svojstva soli: A) CH3COOC2H5 B) C6H5Cl C) CH3CH2ONa D) Cu2C2 E) niti jedan od navedenih Odgovor: D Zbog razlike u elektronegativnosti između ugljika i bakra, Cu2C2 ima mnogo sličnosti s ionskim kristalima a hidrolizom daje etin (acetilen):

Cu2C2 + 2H2O → CuOH + HC ≡ CH 146. Oksidacijski broj: A) kisika u peroksidima je −2 B) vodika u hidridima metala 1. skupine je +1 C) vodika u hidridima metala 2. skupine je +1 D) sumpora u SO42− je −2 E) svih jednostavnih iona jedanka je naboju iona Odgovor: E Oksidacijski broj samo jednostavnih, monoatomnih iona jednak je naboju iona, a tek poznavanje strukture složenih iona omogućuje pravilno zaključivanje o oksidacijskim brojevima atoma u složenim ionima. 147. Prilikom elektrolize: A) iz vodenih otopina soli mogu se izlučivati elementi 1. skupine periodnog sustava elemenata B) na elektrodama se od više mogućih kemijskih reakcija uvijek odvija ona reakcija koja zahtijeva najveći utrošak energije C) talina soli elemenata 2. skupine periodnog sustava elemenata mogu se dobiti elementi te skupine D) vodenih otopina soli na anodi se izlučuje vodik E) vodenih otopina soli na katodi se oksidiraju molekule vode

99

Odgovor: C Elementi 2. skupine dobivaju se elektrolizom talina njihovih soli, npr. t CaCl 2 ⎯ ⎯→ Ca 2+ + 2Cl − ANODA(+): 2Cl− − 2e− → Cl2 KATODA(−):Ca2+ + 2e− → Ca 148. Koja od navedenih kemijskih reakcija je redoks-reakcija: A) CaO + CO2 → CaCO3 B) H2CO3 + CaO → CaCO3 + H2O C) CO2 + C → 2CO D) CaO + 2H2CO3 → Ca(HCO3)2 + H2O E) HCO3 → H+ + CO32− Odgovor: C +4 −2

+2 −2

0

C O2 + C → 2 C O Redoks-reakcije su one reakcije kod kojih se odvija proces oksidacije, otpuštanja elektrona i proces redukcije, primanja elektrona što dovodi do promjene oksidacijskih brojeva atoma elemenata u tim reakcijama: +4

+2

C + 2e − → C 0

+2

C → C + 2e − Napomena: Razlikuj simbol za oksidacijski broj, npr. +2 i −2, od simbola za naboj iona, npr. 2+ i 2−. 149. Broj strukturnih izomera heksana je: A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) 9 Odgovor: D

H3CCH2CH2CH2CH2CH3

H3CCHCH2CH2CH3

H3CCH2CHCH2CH3

CH3

CH3 H3C

C CH3

100

CH2 CH3

CH3

H3C HC H3C

CH3 CH CH3

150. Metanal: A) se dobiva iz etina B) je bezbojan tekućina C) nije topljiv u vodi D) polimerizacijom daje ciklički trimer E) upotrebljava se za proizvodnju bakelita Odgovor: E Metanal, formaldehid se upotrebljava za proizvodnju bakelita, fenol-formaldehidnog kopolimera jednog od najstarijih industrijskih plastičnih masa. 151. Butanon: A) je metiletilketon B) katalitičkim hidriranjem daje 1-butanol C) adira halogenvodike D) sadrži pet ugljikovih atoma E) je plin Odgovor: A CH3 CO CH2CH3. 152. Spoj formule (HO)C6H4COOH: A) dobiva se redukcijom toluena B) je salicilna kiselina C) dolazi u proteinima D) je optički aktivni spoj E) koristi se kao gnojivo Odgovor: B 2-hidroksibenzojeva kiselina ili salicilna kiselina. 153. Eteri: A) nastaju reakcijom kiselina s alkoholima B) se mogu prirediti reakcijom alkil halogenida i natrijevog alkoksida C) reagiraju s elementarnim natrijem D) su krute tvari bez mirisa E) sadrže =CO skupinu Odgovor: B RCH2Cl + NaOCH2R → RCH2-O-CH2R + NaCl 154. C6H5OH A) je bezbojna tekućina B) nije topljiv u organskim otapalima C) pokazuje lužnata svojstva D) je otrovan i djeluje baktericidno E) ne reagira s NaOH Odgovor: D Hidroksibenzen, fenol je otrovan i njegova vodena otopina poznata je kao prvi dezinficijens. Genetičari ga u svojim pokusima upotrebljavaju kao mutageno sredstvo.

101

155. Alkoksidi: A) nastaju reakcijom alkalijskih oksida s vodom B) s alkil halogenidima daju etere C) ne reagiraju s vlagom iz zraka D) nastaju iz aldehida i metalnih oksida E) su aromatski spojevi Odgovor: B Vidi odgovor na pitanje 153. 156. Spoj formule C2H5Br: A) je topljiv u vodi B) je kruta tvar C) nastaje iz etanola i bromovodične kiseline D) dobiva se adicijom Br2 na eten E) sa zrakom daje eksplozivnu smjesu Odgovor: C CH3CH2OH + HBr → CH3CH2Br + H2O 157. Octena kiselina: A) je jača od trikloroctene kiseline B) je optički aktivni spoj C) se oslobađa iz kalcijevog acetata djelovanjem natrijevog hidroksida D) je hidroksi kiselina E) se dobiva iz metanola i ugljikovog(II) oksida Odgovor: E kat. CH 3OH + CO ⎯t,⎯ ⎯ → CH 3COOH 158. Aminokiseline: A) izgrađuju masti B) su topljive u vodi C) u lužnatoj otopini ponašaju se kao lužine D) izgrađuju nukleinske kiseline E) u kiseloj otopini otpuštaju proton Odgovor: B Aminokiseline otapanjem u vodi disociraju. 159. Jestivo ulje: A) sadrži oleinsku kiselinu B) kuhanjem s lužinom daje slobodne masne kiseline C) je glicerolpalmitat D) katalitičkim hidriranjem daje sapune E) niti jedna od navedenih tvrdnji nije točna Odgovor: A Jestiva ulja su esteri glicerola i nezasićenih masnih kiselina između kojih se javlja i oleinska kiselina.

102

160. Spoj strukture R-CH2-O-SO2ONa: A) koristi se kao umjetno gnojivo B) je detergent C) je sapun D) je umjetna smola E) koristi se kao otapalo za masti Odgovor: B Detergenti su po svojoj građi obično soli organsko-sulfonskih kiselina. 161. Saharoza: A) pokazuje reakciju na aldehide B) je polisaharid formule (C6H10O5)n C) je građena od glukoze i galaktoze D) hidrolizom s kiselinama daje invertni šećer E) je netopljiva u vodi Odgovor: D Naziv "invertni šećer" za smjesu D-glukoze i L-fruktoze potječe od eksperimentalnog podatka da se pri hidrolizi saharoze smjer optičkog skretanja reakcijske smjese mijenja od (+) do (−). 162. Albumini: A) su složeni proteini B) se razgrađuju djelovanjem dijastaze C) su netopljivi u vodi D) se denaturiraju s ionima teških metala E) izgrađuju nukleinske kiseline Odgovor: D Sile koje određuju prirodnu trodimenzionalnu strukturu proteina prilično su slabe pa se mogu pokidati grijanjem, promjenom pH, djelovanjem sredine (teški metali) itd, čime se izaziva gubitak karakteristične biološke aktivnosti proteina. Ovaj proces se naziva denaturacija. 163. Volumen vodika koji nastaje pirolizom 102 dm3 metana pri stanadardnim uvjetima je: A) 102 dm3 B) 4,55 dm3 C) 204 dm3 D) 44,8 dm3 E) 9,107 dm3 Odgovor: C CH4 → C + 2H2 V(CH4) = 102 dm3 V(H2) = ? n(CH 4 ) 1 = n( H 2 ) 2 n(H 2 ) = 2n(CH 4 )

103

Volumen plina ne zavisi o vrsti plina već je upravo proporcionalan množini (količini) pa slijedi V(H2) = 2V(CH4) = 2⋅102 = 204 dm3. 164. Metan: A) se u vodi dobro otapa B) nastaje djelovanjem vode na aluminijjev karbid C) adira klor D) zapaljen na zraku razgrađuje se na C i H2 E) nastaje djelovanjem cimaze na glukozu Odgovor: B Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4. 165. Kromoproteini: A) su jednostavni proteini B) sastoje se od nukleotida C) sadrže spojeve metala D) hidrolitički se razgrađuju do masnih kiselina E) sadrže adenin i timin međusobno vezane vodikovim vezama Odgovor: C Kromoproteini su spojevi proteina i spojeva metala koji im daju boju, npr. hemoglobin, klorofil itd. 166. Unutar pojedine skupine periodnog sustava, povećanjem rednog broja: A) radijus atoma pada B) uvijek pada vrelište C) pada energija ionizacije D) raste elektronegativnost E) raste afinitet prema elektronu Odgovor: C Unutar skupine periodnog sustava, povećanjem rednog broja atoma, zbog porasta radijusa atoma raste udaljenost elektrona valentnih ljusaka od jezgre (koja ih privlači), time se smanjuje energija odvođenja elektrona iz atoma tj. energija ionizacije. 167. Do disocijacije dolazi prilikom: A) prelaska električne struje kroz otopinu B) prelaska električne struje kroz metalni vodič C) prolaska struje kroz talinu D) otapanja tvari u vodi E) usitnjavanja krutih tvari Odgovor: D Npr. NaCl → Na+ + Cl− 168. U N ljuski atoma može biti najviše: A) 8 elektrona B) 10 elektrona C) 18 elektrona

104

D) 32 elektrona E) n2 elektrona Odgovor: D Maksimalni broj elektrona u određenoj elektronskoj ljusci dan je izrazom 2n2 gdje je n glavni kvantni broj ljuske. Za N ljusku (četvrtu ljusku od jezgre) n = 4 pa račun daje 2⋅42 = 32 elektrona. 169. Spoju tetraklorugljik odgovaraju slijedeće tvrdnje: A) sadrži ugljik oksidacijskog broja −4 B) ionski je spoj C) molekule su mu polarne D) težišta pozitivnog i negativnog naboja u molekuli su ista E) u čvrstom stanju je dobar vodič struje Odgovor: D Ako tankom mlazu tetraklorugljika primaknemo električki nabijeno tijelo mlaz se neće otkloniti jer su težišta pozitivnog i negativnog naboja u molekuli na istom mjestu, odnosno molekula nije polarna i tada nema privlačenja. 170. Elektroliza je: A) rastavljanje spoja na ione pomoću električne struje B) rastavljanje tvari djelovanjem električne struje C) svojstvo elektrolita da provodi električnu struju D) proces kod kojeg dolazi do oksidacije na katodi E) proces rastavljanja na ione u vodenim otopinama Odgovor: B Po definiciji, elektroliza je rastavljanje neke tvari djelovanjem električne struje. 171. Tricij ima: A) 1 proton, 1 elektron i 1 neutron B) 1 proton, 2 elektrona i 1 neutron C) 1 proton i dva elektrona D) 1 proton, 1 elektron i 2 neutrona E) 1 proton, 1 elektron i 3 neutrona Odgovor: D Tricij je izotop vodika koji u jezgri, osim jednog protona, ima i dva neutrona; simbol 31 H . 172. Kiselo djeluje vodena otopina: A) amonijevog karbonata B) natrijevog hidrogenkarbonata C) natrijevog aluminata D) natrijevog hidrogenfosfata E) modre galice Odgovor: E Modra galica, bakrov(II) sulfat je sol slabe lužine, Cu(OH)2 i jake kiseline, H2SO4, pa će njena vodena otopina reagirati kiselo.

105

173. Otopina klorovodične kiseline koncentracije 0,001 mol dm−3 ima: A) pH = 1 B) pH = 2 C) pH = 3 D) pH = 4 E) pH = 5 Odgovor: C HCl → H+(H3O+) + Cl− c(HCl) = 0,001 mol dm−3 = 10−3 mol dm−3 pH = ? n(HCl) 1 = n( H + ) 1

n(H + ) = n(HCl) iz čega slijedi c(HCl) = c(H + ) −3 ⎞ ⎛ c(H + ) ⎞ ⎛ −3 ⎟ = − log⎜ 10 mol dm ⎟ = − log 10−3 = 3 pH = − log⎜ ⎜ mol dm −3 ⎟ ⎜ mol dm −3 ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠

174. Za izlučivanje jednog mola molekula klora na anodi potrebna je sljedeća količina elektrike: A) 48250 kulona B) 96500 kulona C) 193000 kulona D) 289500 kulona E) 386000 kulona Odgovor: C n(Cl2) = 1 mol ANODA(+): 2Cl− → Cl2 + 2e− Q=? n (e − ) 2 = n(Cl 2 ) 1 n(e − ) = 2n(Cl 2 ) = 2 ⋅1 = 2 mol

Ukupni naboj jednog mola elektrona iznosi 96500 kulona, a 2 mola 2⋅96500 = 193000 kulona. 175. Formula dinatrijevog hidrogenfosfata jest: A) NaH2PO4 B) Na2HPO4 C) Na3PO4 D) NaHPO4 E) Na2PO4 Odgovor: B NaH2PO4 natrijev dihidrogenfosfat; Na2HPO4 dinatrijev hidrogenfosfat; Na3PO4 trinatrijev fosfat.

106

176. U zemnoalkalijske metale ubrajaju se: A) kalcij, kalij i stroncij B) radij, berilij i magnezij C) barij, kalij i stroncij D) barij, bizmut i stroncij E) berilij, bor i kalcij Odgovor: B Zemnoalkalijskim metalima nazvani su elementi 2. skupine periodnog sustava elemenata, dakle, u ovom primjeru radij, berilij i magnezij. 177. Reakciju otapanja prikazuje slijedeća jednadžba: A) 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O B) Al(OH)3 + OH− → Al(OH)4− C) Al3+ + 3OH− → Al(OH)3 D) Al2O3 + 3H2O → 2Al(OH)3 E) Al(OH)4 → Al(OH)3 + OH− Odgovor: B Aluminijev hidroksid kao amfoterna tvar otapa se i u lužnatim tvarima. 178. Kalcijevom karbonatu odgovara slijedeća tvrdnja: A) otapa se u čistoj vodi B) otapa se u površinskoj vodi C) taloži se iz vodene otopine hlađenjem D) nalazi se u magnezitu E) s vodom daje tzv. vapnenu vodu Odgovor: B CaCO3 + H2O + CO2 → Ca2+ + 2HCO3− Površinske vode sadrže otopljenog CO2, te (stvarajući ugljičnu, H2O + CO2 → H2CO3) prevode netopljivi kalcijev karbonat, CaCO3 u, u vodi topljivi, kalcijev hidrogenkarbonat. 179. Elektrolizom otopine bakrovog(II) klorida uz platinske elektrode: A) dolazi do redukcije bakra na katodi B) dolazi do oksidacije bakra na anodi C) dolazi do stvaranja iona bakra i klora D) ioni bakra i klora se udružuju u kristalnu rešetku E) na katodi se uzlučuju mjehurići plina Odgovor: A ANODA (+): 2Cl− → Cl2 + 2e− KATODA (−): Cu2+ + 2e− → Cu Na katodi bakrov ion, Cu2+ je primio 2 elektrona, dakle, reducirao se. 180. Uranjanjem željeza u otopinu srebrovog nitrata: A) otopina poprima žutu boju B) otopina poprima modru broju C) željezo se oksidira D) srebro se oksidira E) željezo prima elektrone

107

Odgovor: C 2Ag+ + 2NO3− + Fe° → 2Ag° + Fe2+ + 2NO3− Uranjanjem željeza u otopinu srebrovog nitrata, Fe se oksidiralo tj. otpustilo je elektrone dok se srebro, Ag+, reduciralo, tj. primilo elektrone: Fe° → Fe2+ + 2e− 2Ag+ + 2e− → 2Ag° Do ove reakcije dolazi zbog toga jer je vrijednost potencijala srebrne elektrode veća, pozitivnija od potencijala željezne elektrode (Voltin niz!). 181. Kiseline su: A) spojevi s vodikom B) tvari koje nastaju otapanjem oksida nemetala u vodi C) tvari koje nastaju otapanjem oksida metala u vodi D) tvari čijim otapanjem nastaju otopine većeg pH E) tvari koje mijenjaju boju indikatora lakmusa u plavo Odgovor: B Npr. P4O10 + 6H2O → 4H3PO4 - fosforna kiselina. 182. Elementarni silicij se dobiva redukcijom: A) tetrajod silicija pomoću koksa B) silana pomoću koksa C) kremena pomoću koksa D) silikata pomoću koksa E) silicijevog karbida pomoću koksa Odgovor: C Kremen, SiO2 s koksom, C daje silicij i ugljikov(II) oksid: SiO2 + 2C → Si + 2CO 183. Halogeni elementi su: A) kisik, sumpor i fosfor B) dušik, fosfor i arsen C) elementi sa sedam elektrona ukupno D) elementi sa sedam elektrona u vanjskoj ljusci E) elementi sa šest elektrona u vanjskoj ljusci Odgovor: D Halogenim elementima nazivamo elemente 17. skupine periodnog sustava elemenata (fluor, klor, brom, itd.), u koju su svrstani zato jer svi imaju 7 elektrona u zadnjoj ljusci i time vrlo slična kemijska svojstva. 184. Pri djelovanju fluorovodične kiseline na staklo nastaje: A) čvrsti silicijev dioksid B) plinoviti silicijev dioksid C) čvrsti silicijev tetraklorid D) plinoviti silicijev tetrafluorid E) čvrsti kalcijev fluorid Odgovor: D Temeljna sirovina u proizvodnji stakla i u samom staklu je silicijev(IV) oksid, SiO2:

108

SiO2 + 4HF → SiF4 + 2H2O 185. Elementarnom jodu odgovaraju slijedeće tvrdnje: A) istiskuje klor iz njegovih soli B) istiskuje brom iz njegovih soli C) nalazi se otopljen u morskoj vodi D) pojavljuje se u obliku sivocrnih kristala E) dobiva se iz jodida pomoću jakih redukcijskih sredstava Odgovor: D Pojavni oblik elementarnog kristalnog joda su sivocrni kristali. 186. Alkini su spojevi opće formule: A) CnH2n+2 B) CnH2n C) CnH2n−2 D) CnHn E) CnHn+2 Odgovor: C Npr. etin, n = 2

C2H2⋅2−2 = C2H2, strukturno H−C ≡ C−H 187. Izomerija je pojava koja pokazuje: A) da postoje različiti spojevi sa istom molekulskom formulom i istom strukturom B) da se jedan te isti spoj pojavljuje u različitim agregatnim stanjima C) da postoje različiti spojevi sa istom molekulskom formulom a različitom strukturom D) da spojevi iste molekulske formule imaju ista kemijska i fizikalna svojstva E) da postoji više spojeva sa istom funkcionalnom skupinom Odgovor: C Vidi odgovore na pitanja 54., 86., 104., 149. 188. U cikličke ugljikovodike spadaju: A) detergenti B) aspirin C) bakelit D) fenoksidi E) ksileni Odgovor: E Ksileni sadrže u svojoj građi ugljikove atome vezane prstenasto, ciklički. Npr. o-ksilen CH3 CH3

189. Metanal je: A) plin pri sobnoj temperaturi B) tekućina pri sobnoj temperaturi C) dobro organsko otapalo

109

D) drugi naziv za dimetilketon E) tekućina koja se ne miješa s vodom Odgovor: A Fizičko svojstvo metanala, formaldehida je da je plin pri sobnoj temperaturi,dobro topljiv u vodi. 190. Zagrijavanjem kalcijevog acetata nastaje: A) kalcijev hidroksid i octena kiselina B) kalcijev hidrogenacetat C) kalcijev karbonat i kalcij-formijat D) kalcijev karbonat i aceton E) kalcij-oksid i aceton Odgovor: D Ca(CH3COO)2 → CaCO3 + CH3COCH3 191. U aromatske kiseline se ubrajaju slijedeće kiseline: A) maslačna B) karbolna C) malonska D) alanin E) salicilna Odgovor: E COOH OH

Kako u svom sastavu salicilna kiselina, 2-hidroksibenzojeva kiselina ima i benzenski prsten i karboksilnu skupinu ubraja se u aromatske kiseline. 192. Glicerol je: A) halogeni derivat propana B) hidroksilni derivat propana C) smjesa parafina D) jedan od fenola E) jaki eksploziv Odgovor: B Drugi naziv za glicerol je 1,2,3-trihidroksipropan pa mu samo ime ukazuje da je hidroksiderivat propana. 193. Karboksilnu skupinu sadrži: A) adenin B) alanin C) timin D) formalin E) karbolna kiselina Odgovor: B CH3CHNH2COOH, alanin.

110

194. Fruktoza je: A) monosaharid formule C6H10O5 B) monosaharid formule C6H11O6 C) disaharid formule C6H12O6 D) spoj formule C6H12O6 s aldehidnom skupinom E) spoj formule C6H12O6 s keto-skupinom Odgovor: E Molekulska formula fruktoze je C6H12O6, a sadrži i jednu keto (karbonilnu skupinu), vidi odgovor na pitanje 13. 195. Pozitivan test s Fehlingovim reagensom pokazuje: A) aceton B) saharoza C) metanol D) glukoza E) celuloza Odgovor: D Glukoza od navedenih spojeva jedina ima aldehidnu skupinu reduktivnih svojstava pa s Fehlingovim reagensom, blagim oksidansom daje pozitivan test. 196. Vodik: A) u reakciji s R2C=O daje primarni alkohol B) se u prirodi javlja kao smjesa izotopa 11 H i 21H C) se javlja u obliku 2 izotopa koji s drugim elementima tvore različite kemijske spojeve D) ima masu 9,109⋅10−31 kg E) niti jedna od navedenih tvrdnji nije točna Odgovor: B Vidi odgovore na pitanja 136. i 57. 197. Relativne atomske mase: A) elemenata su cijeli brojevi B) čistih izotopa veće su od zbroja masa protona i neutrona koji izgrađuju dotični atom C) čistih izotopa manje su od zbroja masa protona koji izgrađuju dotični atom D) mogu se izračunati ako je poznat sastav smjesa izobara određenog elementa E) niti jedna od navedenih tvrdnji nije točna Odgovor: E Relativne atomske mase su brojevi koji nam kažu koliko su puta mase atoma pojedinih elemenata veće od unificirane atomske jedinice mase, 1,66⋅10−27 kg. 198. Zemnoalkalijski metali: A) u posljednoj ljusci imaju jedan elektron B) s vodom stvaraju kiseline C) s halogenim elementima ne reagiraju D) s vodom stvaraju lužine E) nalaze se u 1. skupini periodičnog sustava elemenata Odgovor: D Npr. Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

111

199. Skupina periodičnog sustava elemenata sadrži atome: A) s istim brojem ljusaka B) s jednakim brojem elektrona u posljednoj ljusci C) različitih kemijskih svojstava D) kojima se smanjuje radijus atoma s povećanjem rednog broja elementa E) kojima se povećava energija ionizacije s povećanjem rednog broja elementa Odgovor: B Vidi odgovor na pitanje 48. 200. Koliki je maseni udio željeza u hemoglobinu ako svaka molekula hemoglobina sadrži 4 atoma željeza: (Mr hemoglobina = 68000, Ar(Fe) = 55,85): A) 0,33 % B) 0,08 % C) 1,3 % D) 0,02 % E) 33 % Odgovor: A Mr(HGLB) = 68000 Ar(Fe) = 55,85 w(Fe, HGLB) = ? 4 Ar (Fe) 4 ⋅ 55,85 w(Fe, HGLB) = = = 0,0033 = 0,33 % M r (HGLB) 68000 201. Halogeni elementi: A) u molekulama hidrida vezani su s atomima vodika dvostrukom kovalentnom vezom B) su elementi skupine 16 periodnog sustava elemenata C) su male elektronegativnosti D) sa metalima stvaraju soli E) niti jedna od navedenih tvrdnji nije točna Odgovor: D Halogeni elementi fluor, klor, brom, itd. s metalima daju soli NaCl, AlCl3, KBr, itd. 202. Van der Waalsove sile: A) ne dolaze do izražaja u tekućinama i kristalima B) ovise o veličini molekula C) nisu električne prirode D) su znatno jače od vodikove veze E) niti jedna od navedenih tvrdnji nije točna Odgovor: B Slabe van der Waalsove sile među molekulama su upravo proporcionalne veličini molekula. 203. Koja od navedenih tvrdnji je točna: A) kationi su redovito veći od aniona B) koordinacijski broj kationa ne ovisi o njegovoj veličini C) otapanje većine plinova u vodi je endotermna reakcija D) topljivost plinova se smanjuje s porastom temperature

112

E) topljivost plinova u tekućinama ne ovisi o tlaku Odgovor: D Između ostalog, eksperimentalno je utvrđeno da se topljivost plinova smanjuje s porastom temeprature, jer se povećava kinetička energija molekula. 204. Ionski kristali: A) su kristali dijamanta B) odlikuju se vrlo niskom temperaturom tališta C) se ne kalaju smjerom ravnih ploha D) u čvrstom stanju ne vode električnu struju E) karakteristični su za plemenite plinove Odgovor: D Ionski kristali u čvrstom stanju ne provode električnu struju jer u njima nema pokretljivih električnih naboja. 205. Koji od nabrojenih metala ne reagira s razrjeđenom otopinom dušične kiseline: A) Cu B) Fe C) Mg D) Ag E) Al Odgovor: E Djelovanje dušične kiseline, bilo razrjeđene, bilo koncentrirane na aluminij je toliko sporo da se za nju obično kaže da ne djeluje na aluminij. U USA se dušična kiselina transportira u posudama od aluminija. 206. Amonijev ion: A) je oksidans B) u reakciji s NO2− daje elementarni dušik C) sadrži dušik s oksidacijskim brojem +3 D) nastaje disocijacijom karbamida E) niti jedna od navedenih tvrdnji nije točna Odgovor: B NH4+ + NO2− → N2 + 2H2O 207. Elektrolizom vodene otopine NaCl: A) dobiva se klorovodik B) na anodi se razvija vodik C) na katodi se razvija kisik D) na katodi se reduciraju molekule vode E) na katodi se izlučuje elementarni natrij Odgovor: D Natrij je alkalijski metal, stoga vidi odgovor na pitanje 7. 208. Energijski nivoi: A) koji su popunjeni elektronima zovu se vodljiva vrpca B) koji su prazni zovu se valentna vrpca

113

C) u kristalima metala toliko su udaljeni jedni od drugih da elektroni ne mogu bez zapreke prelaziti iz valentne vrpce u vodljivu vrpcu D) u kristalima metala bliski su po energiji E) niti jedna od navedenih tvrdnji nije točna Odgovor: D Atomi metala vrlo su gusto pakirani u kristalnoj rešetki pa se jako preklapaju vanjske s, p i d orbitale susjednih atoma. Enegretski nivoi delokaliziranih (obzirom na svoju jezgru) vanjskih elektrona međusobno se vrlo malo razlikuju po energiji i stoga čine energetske vrpce. 209. Mjed je: A) čvrsta otopina bakra u cinku B) čvrsta otopina cinka u bakru C) intermetalni spoj sastava CuZn D) intermetalni spoj sastava CuAl2 E) niti jedna od navedenih tvrdnji nije točna Odgovor: B Mjed ili mesing je legura, čvrsta otopina bakra i cinka različitih odnosa. 210. Heksan: A) je plin bez boje B) reagira s kiselinama i lužinama C) ima 5 strukturnih izomera D) miješa se s vodom E) niti jedna od navedenih tvrdnji nije točna Odgovor: C Vidi odgovor na pitanje 149. 211. Etin: A) je manje aktivan od etana B) se koristi za dobivanje etanala C) je na sobnoj temperaturi tekućina D) nastaje oduzimanjem vode etanola E) polimerizacijom daje polietilen Odgovor: B

HC ≡ CH + H2O → CH3CHO 212. Spojevi formule R-ONa: A) nastaju reakcijom kiselina s NaOH B) ne reagiraju s vlagom iz zraka C) čuvaju se samo u suhoj atmosferi D) u reakciji s alkil-halogenidima daju estere E) su sapuni Odgovor: C U vlažnoj atmosferi reagiraju s vodom. R-ONa + H2O → ROH + NaOH

114

213. Eteri: A) su kemijski vrlo aktivni spojevi B) nisu zapaljivi C) imaju vrelišta viša od odgovarajućih alkohola D) dobivaju se dehidratacijom alkohola E) ostvaruju vodikove veze među molekulama Odgovor: D Vidi odgovor na pitanje 50. 214. Alkoholi: A) reagiraju s NaOH B) oduzimanjem vode prelaze u estere C) pokazuju lužnata svojstva D) s halogenidnim kiselinama daju alkil-halogenide E) s više od 11 ugljikovih atoma su tekućine topljive u vodi Odgovor: D Vidi odgovor na pitanje 156. 215. Neutralno će reagirati otopina: A) C6H5OH B) CH3COONa C) NaHCO3 D) (NH4)2CO3 E) niti jedna od navedenih tvrdnji nije točna Odgovor: D Neutralno će reagirati otopina amonijevog karbonata jer je to sol slabe kiseline i slabe lužine. 216. Kisik se nalazi u molekuli: A) adenina B) benzena C) austenita D) voska E) kriolita Odgovor: D Po svojoj građi voskovi spadaju u estere opće formule RCOOR' gdje su R i R' dugolančani ugljikovi radikali. 217. Arsen: A) je metaloid B) dolazi u tri modifikacije C) je zemnoalkalijski metal D) u hidridu ima oksidacijski broj +2 E) niti jedna od navedenih tvrdnji nije točna Odgovor: A Arsen je polumetal, metaloid jer nema izrazite osobine ni metala ni nemetala. To je jedan od elemenata koji po svojim svojstvima čini prijelaz između metala i nemetala.

115

218. Oleinska kiselina: A) je spoj formule CH3(CH2)14COOH B) je aminokiselina C) kuhanjem s NaOH daje sapun D) hidriranjem prelazi u palmitinsku kiselinu E) niti jedna od navedenih tvrdnji nije točna Odgovor: C CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH + NaOH → CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COONa + H2O 219. Acetilsalicilna kiselina: A) sadrži dušik B) je spoj strukture CH3COC6H3OHCOOH C) kuhanjem s NaOH daje sapun D) nastaje redukcijom salicilne kiseline E) u vodenoj otopini dolazi pod nazivom formalin Odgovor: B 220. Etanal: A) je plin oštra mirisa B) ne reagira s Fehlingovim reagensom C) se dobiva iz etina D) nije topljiv u vodi E) upotrebljava se za proizvodnju bakelita Odgovor: C Vidi odgovor na pitanje 211. 221. Aminokiseline: A) u kiseloj otopini ponašaju se kao kiseline B) nisu topljive u vodi C) otapaju se u organskim otapalima D) povezuju se -CO-NH- vezom E) sastojci su nukleotida Odgovor: D Vidi odgovor na pitanje 55. 222. Koji od navedenih spojeva nije topljiv u vodi: A) alanin B) HOOC-COOH C) glukoza D) (RCOO)2Ca E) HCHO Odgovor: D 223. Volumen vodika potreban za katalitičko hidrogeniranje 11,2 m3 propena pri standardnim uvjetima je: A) 0,5 m3 B) 22,4 dm3 C) 11,2 m3

116

D) 3,7 m3 E) 21,02 m3 Odgovor: C V(propen) = 11,2 m3 V(H2) = ? n(propen) 1 = n( H 2 ) 1

CH3CH=CH2 + H2 → CH3CH2CH3

n(H 2 ) = n(propen) Volumen plina ne zavisi o vrsti plina već je proporcionalan množini pa možemo pisati: V(H2) = V(propen) = 11,2 m3. 224. Ulja: A) su esteri viših masnih kiselina i viših alkohola B) nastaju reakcijom između dikarboksilnih kiselina i 1,2-etandiola C) sadrže samo zasićene masne kiseline D) sadrže oleinsku kiselinu E) kiselinom hidrolizom daju sapune Odgovor: D Oleinska kiselina, u različitim masenim udjelima, sastavni je dio raznih ulja.

225. Albumini: A) su netopljivi u vodi B) osim aminokiselina sadrže i molekule spojeva metala C) se dodatkom soli teških metala denaturiraju D) se razgrađuju djelovanjem dijastaze E) niti jedna od navedenih tvrdnji nije točna Odgovor: C Vidi odgovor na pitanje 162. 226. U M ljuski atoma može biti najviše A) 8 elektrona B) 10 elektrona C) 16 elektrona D) 18 elektrona E) 32 elektrona Odgovor: D Maksimalni broj elektrona u određenoj ljusci atoma izračuna se pomoću izraza 2n2 gdje je n glavni kvantni broj ljuske. Za M ljusku (treću ljusku od jezgre) n = 3 pa račun daje 2⋅32 = 18 elektrona. 227. Odnos promjera jezgre prema promjeru atoma iznosi: A) 1 : 10 B) 1 : 100 C) 1 : 1000 D) 1 : 10000 E) 1 : 100000 Odgovor: D

117

Znači, kad bi jezgru atoma mogli povećati da joj polumjer iznosi 1 cm promjer najmanjeg atoma bio bi 100 metara. 228. Avogadrova konstanta odgovara omjeru: A) mase i količine tvari B) broja molekula i količine tvari C) molarne mase i količine tvari D) broja molekula i Avogadrova broja E) Avogadrova broja i mase tvari Odgovor: B Vidi odgovor na pitanje 46. 229. Topljivost tvari: A) ovisi o zasićenosti otopine B) ovisi o vrsti otapala C) uvijek raste povišenjem temperature D) ovisi o stupnju hidratizacije tvari E) je uvijek povezana s disocijacijom Odgovor: B Poznato je da polarna otapala bolje otapaju tvari polarnog karaktera, a nepolarna otapala nepolarnog. 230. Za potpunu neutralizaciju 1,5 mola H2SO4 treba: A) 0,5 mola kalcijevog hidroksida B) 1 mola kalcijevog hidroksida C) 1,5 mola kalcijevog hidroksida D) 2 mola kalcijevog hidroksida E) 3 mola kalcijevog hidroksida Odgovor: C

n(H2SO4) = 1,5 mol n[Ca(OH)2] = ?

H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2H2O

n[Ca(OH)2 ] 1 = ⇒ n[Ca(OH)2 ] = n(H 2SO 4 ) = 1,5 mol n(H 2SO 4 ) 1

231. Uz istu koncentraciju otopljene tvari najviši pH imat će otopina: A) KOH B) NH3 C) CH3COOH D) H2SO4 E) HCl Odgovor: A KOH je jaka lužina, a NH3 slaba pa će stoga disocijacijom KOH dati veći broj hidroksilnih iona odnosno viši pH. Ostali spojevi su kiseline. 232. Lužnato će djelovati otopina: A) etanola B) natrijevog acetata

118

C) natrijevog klorida D) amonijevog sulfata E) natrijevog sulfata Odgovor: B Natrijev acetat sol je jake lužine NaOH i slabe octene kiseline, CH3COOH pa će vodena otopina ove soli djelovati lužnato. 233. Alkalijskim metalima odgovaraju slijedeće tvrdnje: A) po kemijskoj aktivnosti jednaki su zemnoalkalijskim metalima B) tališta su im viša od susjednog zemnoalkalijskog metala C) stvaraju metalne kristalne rešetke D) u dodiru sa zrakom i vlagom prevlače se zaštitnom oksidnom prevlakom E) odlikuju se velikim molarnim energijama ionizacije Odgovor: C Kao i ostali metali u čvrstom stanju alkalijski metali stvaraju metalne kristalne rešetke. 234. Kristal magnezijevog oksida: A) izgrađen je od atoma magnezija i kisika B) ima nisko talište C) ima izrazito visoko talište D) u čvrstom stanju nije ioniziran E) spada u molekulske kristale Odgovor: C Magnezijev oksid se počinje taliti na 2800°C pa se upotrebljava za oblaganje metalurških peći, izradu posuda za žarenje i slično. 235. Spoj kalcija jest: A) CaOH B) Ca2OH C) Ca(OH)2 D) Ca2O E) Ca2O3 Odgovor: C Kalcij, Ca je pozitivno dvovalentan, a hidroksidna skupina negativno jednovalentna pa spoj formule Ca(OH)2, jedini od navedenih primjera, postoji. 236. Aluminatu odgovaraju slijedeće tvrdnje: A) otapa se u lužini B) otapa se u kiselini C) nastaje u jako lužnatim otopinama D) nastaje u jako kiselim otopinama E) nastaje djelovanjem živinog(II) klorida na aluminij Odgovor: C Al(OH)3 + OH− → Al(OH)4− 237. Pri elektrolizi otopine bakrovog(II) klorida: A) na katodi se oksidira bakar

119

B) na katodi teče proces redukcije C) na katodi se izlučuje klor D) anoda poprima crvenu boju E) na katodi se izlučuje vodik Odgovor: B KATODA (−): Cu2+ + 2e− → Cu ANODA (+): 2Cl− − 2e− → Cl2 Na katodi bakar, Cu2+ prima elektrone, dakle vrši se njegova redukcija. 238. Bakar je sadržan u mineralu: A) cementitu B) magnetitu C) malahitu D) martenzitu E) austenitu Odgovor: C Formula malahita je CuCO3⋅Cu(OH)2. 239. Točna je tvrdnja: A) oksidacijski broj kisika je uvijek jednak (−2) B) oksidacijski broj vodika je uvijek jednak (+1) C) zbroj oksidacijskih brojeva u složenim ionima mora biti jednak nuli D) oksidacijski broj jednostavnih iona jednak je naboju iona E) u spojevima s kovalentnom vezom oksidacijski broj se ne može odrediti Odgovor: D Vidi odgovor na pitanje 146. 240. Dobar vodič električne struje je: A) silicij pri niskoj temperaturi B) čvrsti natrijev klorid C) dijamant D) grafit E) čvrsti magenzijev oksid Odgovor: D Kod grafita 4 elektrona jednog C-atoma čine 3 kovalentne veze s tim da je jedan elektron na svaki C-atom pokretljiv što omogućuje električnu vodljivost. 241. Ugljikovu(IV) oksidu odgovaraju slijedeće tvrdnje: A) njegov volumni udio u zraku iznosi 0,3 % B) lakši je od zraka C) upotrebljava se u proizvodnji natrijevog karbonata D) upotrebljava se u proizvodnji natrijevog hidroksida E) upotrebljava se u proizvodnji natrijevog formijata Odgovor: C Jedna od faza proizvodnje Na2CO3 je uvođenje CO2 u amonijačnu otopinu NaCl do zasićenja: NH4+ + OH− + CO2 → NH4+ + HCO3−.

120

242. Otapanjem jednog mola fosforovog(V) oksida u vodi nastaju: A) dva mola fosforne kiseline B) tri mola fosforne kiseline C) četiri mola fosforne kiseline D) pet mola fosforne kiseline E) šest mola fosforne kiseline Odgovor: C n(P4O10) = 1 mol P4O10 + 6H2O → 4 H3PO4 n(H3PO4) = ? n(P4 O10 ) 1 = n(H 3 PO 4 ) 4 n(H 3 PO 4 ) = 4n(P4 O10 ) = 4 ⋅1 = 4 mol

243. Pri sobnoj temperaturi sumpor je: A) plin žute boje B) bezbojna tekućina C) čvrsta tvar žute boje D) čvrsta tvar bijele boje E) otrovni spoj Odgovor: C 244. Natrijev jodat ima formulu: A) NaI B) NaIO C) NaIO2 D) NaIO3 E) NaIO4 Odgovor: D Natrijev jodat sol je jodne kiseline HIO3. 245. Najelektronegativniji element je: A) fluor B) klor C) brom D) jod E) astat Odgovor: A Atomi fluora su najmanji atomi kojima do stabilne elektronske konfiguracije (oktet) nedostaje 1 elektron što je sve razlog najveće elektronegativnosti. 246. Izomeri su mogući kod slijedećih spojeva: A) propana B) propena C) acetilena D) butadiena E) butatriena

121

Odgovor: D CH3CH=C=CH2

CH2=CH-CH=CH2

247. Cikloheksan je: A) spoj izomeran benzenu B) jedan od ugljikovodika C) aromatski spoj D) nezasićeni spoj E) spoj formule C6H10 Odgovor: B Cikloheksan, C6H12. 248. Alkil-halogenid nastaje u reakciji: A) alkohola s natrijevim kloridom B) alkohola s bromovodičnom kiselinom C) benzena s bromovodičnom kiselinom D) karboksilne kiseline s halogenom E) aldehida s halogenom Odgovor: B RCH2OH + HBr → RCH2Br + H2O 249. Formaldehidu odgovaraj slijedeća tvrdnja: A) to je lakohlapljiva tekućina B) to je plin bez boje i mirisa C) nastaje oksidacijom metanala D) nastaje oksiadacijom metanola E) stvara soli formijate Odgovor: D Vidi odgovor na pitanje 36. 250. Aceton nastaje pri: A) hidrogenaciji sekundarnih alkohola B) hidrogenaciji 2-propanola C) dehidrogenaciji 2-propanola D) dehidrataciji 2-propanola E) zagrijavanju kalcijevog formijata Odgovor: C Vidi odgovor na pitanje 130. 251. Benzoati su: A) hidroksilni derivati benzena B) derivati benzojeve kiseline C) soli benzojeve kiseline D) soli viših masnih kiselina E) aromatski ugljikovodici Odgovor: C

122

252. Opća formula zasićenih alifatskih dikarboksilnih kiselina, gdje je n = 0, 1, 2, 3... itd., jest: A) CnH2n+1(COOH)2 B) CnH2n+1COOH C) (CH2)nCOOH D) (CH2)n(COOH)2 E) (CH2)n(COOH)n Odgovor: D Ove spojeve karakteriziraju: dvije karboksilne skupine, COOH; jednostruke veze među Catomima; ostale veze C-atoma zasićene su vodikom. Navedeno se simbolički piše kao u odgovoru. 253. Aminokiseline: A) se mogu ponašati kao kiseline i kao baze B) se mogu međusobno povezivati preko kisika C) sudjeluju u izgradnji nukleinskih kiselina D) sudjeluju u izgradnji dekstrina E) se dobro tope u organskim otapalima Odgovor: A Vidi odgovor na pitanje 51. 254. Hidrolizom saharoze nastaju: A) dvije molekule glukoze B) više molekula glukoze C) dvije molekule glukoze i jedna fruktoze D) jedna molekula glukoze i jedna fruktoze E) viševalentni alkohol i ugljikov(IV) oksid Odgovor: D Saharoza je disaharid koji se sastoji od kemijski vezanih monosaharida glukoze i fruktoze pa će hidrolizom i nastati glukoza i fruktoza. 255. Kod ketoza formule C6H12O6 broj mogućih stereoizomera iznosi: A) 4 B) 8 C) 12 D) 18 E) 20 Odgovor: B Najveći broj stereoizomera može se izračunati pomoću formule 2n, gdje je n broj kiralnih središta (asimetričnih C-atoma). Kod traženih ketoza (jedna od njih je i fruktoza) n = 3 (vidi odgovor na pitanje 13.) pa je 23 = 8 stereoizomera. 256. Elektroni: A) suprotnog spina ne mogu biti u istoj orbitali B) unutar jedne ljuske imaju istu energiju C) u ljuski koja je bliže jezgri imaju veću energiju D) iste orbitale imaju suprotne spinove

123

E) teže da se raspodjele na što manje orbitale Odgovor: D Svaka orbitala može sadržavati najviše dva elektrona po svemu jednakih osim što su im spinovi antiparalelni (suprotni). 257. Oksidacija je proces kod kojeg dolazi do: A) povećanja negativnog naboja B) primitka elektrona C) primitka vodika D) primitka protona E) gubitka elektrona Odgovor: E Gubitak ili otpuštanje elektrona definirano je kao reakcija oksidacije. 258. Skrućivanje je: A) egzoterman proces B) proces pri kojem se povećava gustoća tvari C) brz proces praćen apsorpcijom topline D) ništa od navedenog nije točno Odgovor: A Čestice tvari u krutom stanju se manje gibaju nego čestice iste tvari u tekućem stanju pa je i sadržaj energije u krutinama manji od sadržaja energije iste tvari kad je ona u tekućem stanju. Dakle, tvar u tekućem stanju mora osloboditi energiju (toplinu) da bi prešla u kruto stanje. 259. Do stvaranja dipola dolazi zbog: A) otapanja tvari u vodi B) razlike u elektronegativnosti vezanih atoma C) razlike u valentnosti vezanih atoma D) reakcije s vodom E) disocijacije Odgovor: B Vidi odgovor na pitanje 109. 260. Afinitet elementa prema elektronu: A) jednak je za sve elemente iste skupine periodnog sustava B) jednak je za sve elemente iste periode C) raste s povećanjem rednog broja elementa iste skupine D) pada s povećanjem rednog broja elementa iste periode E) veći je kod nemetala nego kod metala Odgovor: E Vidi odgovor na pitanje 139. 261. Podljuska: A) d ima više od 10 elektrona B) p ima najviše 4 elektrona C) f ima više od 14 elektrona D) ima ograničen broj elektrona

124

E) nema ograničen broj elektrona Odgovor: D Podljuske ili energetski podnivoi sadrže ograničen broj orbitala, s podljuska jednu orbitalu, p podljuska tri, d pet, f sedam. Svaka orbitala daje rješenje za najviše 2 elektrona pa će s podljuska imati najviše 2 elektrona, p podljuska šest, d deset, f četrnaest elektrona. 262. U molekuli dušika atomi su povezani: A) ionskom vezom B) preko jednog para elektrona C) preko dva para elektrona D) preko tri para elektrona E) preko četiri para elektrona Odgovor: D N

N

Atomi dušika povezani su međusobno trostrukom kovalentnom vezom (3 para elektrona). 263. Otopina klorovodične kiseline koncentracije 1⋅10−1 mol dm−3 ima: A) pH = 1 B) pH = 2 C) pH = 12 D) pH = 13 E) pH = 14 Odgovor: A c(HCl) = 10−1 mol dm−3 pH = ? HCl → H+ + Cl−

n(HCl) 1 = n(H+) 1 n(H+) = n(HCl) ⇒ c(H+) =c(HCl) =10−1 mol dm−3 Prema definiciji −3 ⎞ ⎛ c(H + ) ⎞ ⎛ −1 ⎟ = −log⎜ 10 mol dm ⎟ = − log 10−1 = 1 pH = −log⎜ ⎜ mol dm −3 ⎟ ⎜ mol dm −3 ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠

264. Za potpunu neutralizaciju 0,3 mola sumporne kiseline treba: A) 0,15 mola kalijevog hidroksida B) 0,3 mola kalijevog hidroksida C) 0,6 mola kalijevog hidroksida D) 0,9 mola kalijevog hidroksida E) 1,2 mola kalijevog hidroksida Odgovor: C

125

n(H2SO4) = 0,3 mol n(KOH) = ? H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O n(H 2 SO 4 ) 1 = n(KOH) 2 n(KOH) = 2n(H 2 SO 4 ) = 2 ⋅ 0,3 = 0,6 mol 265. Kiselo djeluje vodena otopina: A) NH3 B) (NH4)2CO3 C) NH4Cl D) NaHCO3 E) Na2CO3 Odgovor: C Amonijev klorid je sol slabe lužine, NH4OH i jake kiseline, HCl pa će njegova vodena otopina reagirati kiselo. 266. Kemijske karakteristike magnezija su: A) u prirodi se nalazi samo u elementarnom stanju B) javlja se u mineralu martenzitu C) zbog tvrdoće služi za izradu predmeta D) gradi ionske divalentne spojeve E) kemijski je aktivniji od kalcija Odgovor: D Magnezij, Mg u zadnjoj ljusci ima dva elektrona koja u reakcijama otpušta da bi postigao stabilnu elektronsku konfiguraciju. Otpuštanjem dva elektrona (oksidacijom) magnezij postaje divalentno pozitivan: Mg → Mg2+ + 2e− 267. Opće karakteristike amfoternih elemenata jesu: A) njihovi hidroksidi reagiraju samo s lužinama B) njihovi hidroksidi reagiraju samo s kiselinama C) njihovi hidroksidi reagiraju samo s vodom D) njihovi hidroksidi reagiraju i s kiselinama i s lužinama E) nijedan odgovor nije točan Odgovor: D Npr. Al(OH)3 + OH− → Al(OH)4− Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O 268. Spoj Ca(HCO3)2 je: A) kalcijev karbonat B) soda C) mineral kalcit D) sadra E) jedna sol

126

Odgovor: E Ca(HCO3)2 je sol čiji je naziv kalcijev hidrogenkarbonat. 269. Bakar je element koji je: A) u svim spojevima dvovalentan B) u svim spojevima jednovalentan C) u spojevima najčešće jednovalentan D) dobar vodič topline E) u čistom stanju krhak Odgovor: D Bakar je metal i kao dobar vodič topline upotrebljava se za izradu raznih grijača, hladnjaka, kotlova, itd. 270. Pri dobivanju aluminija elektrolizom taline: A) upotrebljavaju se elektrode od tankog aluminija B) kao talina služi natrijev aluminat C) na anodi se izlučuje kisik D) na anodi se izlučuje klor E) kao katoda služi željezna ploča Odgovor: C KATODA (−): 4Al3+ + 12e− → 4Al ANODA (+): 6O2− → 3O2 + 12e− Kisik nastao na anodi neprestano reagira s materijalom elektrode, ugljikom dajući CO2. 271. U reakciji 2H2SO4 + Cu → CuSO4 + SO2 + H2O A) bakar je djelovao oksidativno B) bakar se je reducirao C) sumpor se je reducirao D) vodik je djelovao reduktivno E) kisik je djelovao oksidativno Odgovor: C +1

+6 −2

0

+2 +6 −2

+4 −2

H 2 S O 4 + Cu → Cu S O 4 + S O 2 + H 2 O Jedan od atoma sumpora prešao je iz stanja s oksidacijskim brojem +6 u stanje s oksidacijskim brojem +4 primivši 2 elektrona odnosno reduciravši se što je karakteristika oksidativnih sredstava.

272. Voda se omekšava dodatkom: A) kalcijevog hidroksida i natrijevog karbonata B) natrijevog hidroksida i magnezijevog karbonata C) natrijevog hidroksida i kalcijevog karbonata D) natrijevog hidrogenkarbonata i magnezijevog klorida E) magnezijevog hidrogenkarbonata i natrijevog hidroksida Odgovor: A Voda se može omekšati uklanjanjem Ca2+ i Mg2+iona. To se postiže dodatkom kalcijevog hidroksida pri čemu se taloži netopljivi CaCO3 i Mg(OH)2.

Ca2+ + 2HCO3− + Ca2+ + 2OH− → 2CaCO3 + H2O

127

Mg2+ + Ca(OH)2 → Ca2+ + Mg(OH)2 Višak Ca2+ iona uklanja se dodatkom natrijevog karbonata. Ca2+ + Na2CO3 → 2Na+ + CaCO3 273. Volumni udio dušika u atmosferi iznosi oko: A) 89 % B) 87 % C) 78 % D) 21 % E) 12 % Odgovor: C 274. Svi halogeni elementi: A) mogu u spojevima imati pozitivni oksidacijski broj B) su kod sobne temperature u istom agregatnom stanju C) imaju isti broj elektrona D) mogu međusobno graditi dipolne molekule E) tvore dvoatomske molekule Odgovor: E Npr., Cl2, Br2, itd. 275. Pri otapanju fluora u vodi: A) ne dolazi do kemijske promjene B) dolazi do stvaranja kationa fluora C) nastaje oksid fluora D) razvija se plinoviti vodik E) razvija se plinoviti kisik Odgovor: E Zbog svoje izrazite reaktivnosti fluor oksidira kisik iz vode pri čemu nastaju sljedeći produkti: O2, O3 i F2O. 276. Kristalna rešetka rompskog sumpora: A) sastoji se od molekula S6 B) sastoji se od molekula S9 C) sastoji se od molekula S10 D) sastoji se od molekula S12 E) sadrži iste molekule kao monoklinski sumpor Odgovor: E U elementarnim stanicama (jediničnim kristalnim ćelijama) rompskog i monoklinskog sumpora iste molekule, S8 različito su složene. 277. Dvostruku vezu u molekuli ima slijedeći spoj: A) acetilen B) oleinska kiselina C) stearinska kiselina D) cikloheksan E) maslačna kiselina

128

Odgovor: B CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH 278. Par izomera čine: A) propanon i metiletilketon B) glukoza i maltoza C) dietileter i 2-propanol D) 2-metil-1-propanol i 2-butanol E) 1-butanol i izopropanol Odgovor: D 2-metil-1-propanol i 2-butanol imaju istu molekulsku formulu (bruto-formulu) C4H10O a različitu strukturu što ih čini parom izomera: H3CCHCH2OH CH3

H3CCHCH2CH3 OH

279. Idealni tetraedarski kut susrećemo u molekuli: A) fenola B) benzena C) etena D) propana E) etina Odgovor: D 280. Benzen je: A) karbolna kiselina B) aromatski alkohol C) teško zapaljiva tekućina D) jedan od ugljikovodika E) spoj izomeran cikloheksanu Odgovor: D Molekulska formula benzena je C6H6. 281. Formaldehid: A) nastaje oksidacijom metanala B) oksidira natrijev bikromat u kiseloj sredini C) pokazuje biuret reakciju D) je vodena otopina formalina E) je plin oštra mirisa Odgovor: E Formaldehid ili metanal je plin oštra mirisa. 282. Esteri nastaju: A) djelovanjem vode na alkil-halogenide B) hidrolizom masti C) reakcijom adicije

129

D) djelovanjem lužina na fenole E) djelovanjem kiselina na alkohole Odgovor: E Vidi odgovor na pitanje 49. 283. Mravlja kiselina nastaje: A) oksidacijom acetona B) oksidacijom metanala C) oksidacijom etana D) oksidacijom acetilena E) hidrogeniranjem acetilena Odgovor: B Oksidacijom metanala (formaldehida) nastaje mravlja, formijatna kiselina: 2HCHO + O2 → 2HCOOH 284. Baza nukleinskih kiselina je: A) timin B) toluen C) alanin D) riboza E) peptid Odgovor: A Monomeri koji izgrađuju makromolekule nukleinskih kiselina su: 1. fosfat ion; 2. riboza i deoksiriboza; 3. baze (heterociklički spojevi s dušikom): timin, gvanin, adenin, citozin i uracil. 285. Invertni šećer je: A) saharoza B) L-glukoza C) smjesa saharoze i glukoze D) smjesa saharoze i fruktoze E) smjesa glukoze i fruktoze Odgovor: E Vidi odgovor na pitanje 161. 286. Kod aldoze formule C6H12O6 broj mogućih stereoizomera iznosi: A) 4 B) 8 C) 16 D) 20 E) 24 Odgovor: C Maksimalan broj stereoizomera računa se pomoću izraza 2n gdje je n broj kiralnih centara (*, asimetričnih C-atoma). Kod aldoze (šećera s aldehidnom skupinom) čija je formula C6H12O6, odnosno OCH-HC*OH-HC*OH-HC*OH-HC*OH-CH2OH n = 4 pa je broj stereoizomera 24 = 16.

130

287. Neutron: A) ima masu gotovo jednaku atomskoj jedinici mase B) ima masu približno 1836 pu ta manju od atomske jedinice mase C) posjeduje električni naboj od 1,6 x 10−19 C D) je sastavni dio jezgre atoma 1H E) niti jedna od navedenih tvrdnji nije točna Odgovor: A Masa neutrona je 1,008665 puta veća od unificirane atomske jedinice mase. 288. Izobari: A) imaju ista kemijska svojstva B) su isti kemijski elementi sa različitim brojem neutrona u jezgri C) su atomi različitih elemenata istog masenog broja D) imaju jednaki broj protona u jezgri E) su atomi istog atomskog broja Odgovor: C Odgovor slijedi definiciju. 289. Elektroni: A) iste orbitale imaju paralelne spinove B) u elektronskom omotaču zauzimaju najniže moguće energetske nivoe C) unutar jedne ljuske imaju jednaku energiju D) u L ljusci smješteni su u 9 orbitala E) se raspoređuju u orbitale tako da je broj sparenih spinova maksimalan Odgovor: B Sve tvari u prirodi nastoje biti što stabilnije tj. sa što manje energije. 290. Energija ionizacije: A) je energija potrebna da se izbaci elektron iz atoma u čvrstom stanju B) raste unutar periode od 1. do 18. skupine C) raste unutar skupine periodnog sustava s povećanjem rednog broja atoma D) su veće za atome metala nego atome nemetala E) opada unutar periode od 1. do 18. skupine Odgovor: B Energija ionizacije je energija koja je potrebna da se pojedinačnom atomu oduzme elektron. Unutar periode od 1. do 18. skupine raste atomski broj a time i naboj jezgre kojim privlači elektrone. To znači da moramo više energije upotrijebiti da bi oduzeli elektron. 291. Vodikova veza: A) je znatno slabija od van der Waalsovih veza B) je mnogo jača od kovalentne veze C) nije elektrostatičke prirode D) je mnogo slabija od kovalentne veze E) niti jedna tvrdnja nije točna Odgovor: D Kovalentna veza se ostvaruje pomoću zajedničkih elektronskih parova među atomima u molekuli, a slabija vodikova veza je privlačna sila među molekulama polarnog karaktera.

131

292. Natrijev hidrid: A) u talini provodi električnu struju B) pri elektrolizi na katodi daje vodik C) pri elektrolizi na anodi daje Na D) ne reagira s vodom E) niti jedna tvrdnja nije točna Odgovor: A NaH → Na+ + H− Taljenjem nastaju pokretni ioni koji omogućuju provođenje električne struje. 293. Jedan mol LiH u reakciji s H2O pri standardnim uvjetima daje: A) 2,24 dm3 H B) 22,4 dm3 H2 C) 33,6 dm3 H2 D) 11,2 dm3 H2 E) 44,8 dm3 H2 Odgovor: B n(LiH) = 1 mol LiH + H2O → LiOH + H2 V(H2) = ? n(LiH) 1 = n( H 2 ) 1 n(H 2 ) = n(LiH) = 1 mol Pri standardnim uvjetima 1 mol bilo kojeg plina zauzima 22,4 dm3.

294. Koja od navedenih molekula nije polarna: A) HF B) SCl4 C) H2O D) HCl E) HI Odgovor: B U simetričnoj molekuli SCl4 težišta negativnog i pozitivnog naboja na istom su mjestu. 295. Jednostrukom kovalentnom vezom povezani su atomi u molekuli: A) LiF B) CaI2 C) Cl2 D) MgO E) KBr Odgovor: C Samo su atomi klora (koji su međusobno povezani u molekulu) nemetali, a nemetali se vežu kovalentnom vezom. Veze u ostalim spojevima su ionske. Kako klor ima 7 elektrona u zadnjoj ljusci potreban mu je samo jedan elektron, jedna kovalentna veza do stabilne elektronske konfiguracije.

132

296. Tvari s metalnom vezom: A) imaju relativno visoka tališta B) imaju relativno niska vrelišta C) u čvrstom stanju ne provode struju D) u talini ne provode struju E) niti jedna tvrdnja nije točna Odgovor: A Međusobnim spajanjem atomi metala postižu stabilnost tako da se njihovi atomi gusto slažu u kristalnu rešetku, a valentni elektroni su im delokalizirani, tj. privlači ih veći broj jezgara okolnih atoma. Tako je omogućeno dobro povezivanje većeg broja atoma. Taljenjem metala se kidaju te veze za što je potrebna relativno velika energija. 297. Koja od navedenih tvari vodi struju samo u rastaljenom stanju: A) Cu B) KCl C) Fe D) I2 E) niti jedna od navedenih Odgovor: B Taljenjem KCl, nepokretni ioni postanu pokretni što omogućuje vođenje električne struje. 298. U kojoj od navedenih reakcija je sumpor oksidacijsko sredstvo: A) S + O2 → SO2 B) 2H2SO4 + Cu → CuSO4 + SO2 + 2H2O C) SO2 + 2H2O → SO42− + 4H+ D) 2SO2 + O2 → 2SO3 E) 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 Odgovor: B Vidi odgovor na pitanje 271. 299. Ako se elektrolizi podvrgne vodena otopina natrijevog sulfata: A) vodik se izlučuje na anodi B) vodik se izlučuje na katodi C) O2 se izlučuje na katodi D) elementarni natrij se izlučuje na katodi E) na anodi se reduciraju molekule vode Odgovor: B KATODA (−): 4H2O + 4e− → 2H2 + 4OH– ANODA (+): 4OH− → O2 + 2H2O + 4 e− Otopljeni natrijev sulfat omogućuje otopini dobro vođenje električne struje, a na katodi se ne reducira Na+ nego H2O jer je za to potrebno manje energije. 300. Atomi alkalijskih metala: A) imaju najveći afinitet prema elektronu B) ne oksidiraju se na zraku C) sa vodom stvaraju lužine

133

D) ne reagiraju s halogenim elementima E) u posljednoj ljusci imaju 2 elektrona Odgovor: C Alkalijskim metalima nazivamo elemente 1. skupine periodnog sustava elemenata (Na, K, Rb, ...). S vodom reagiraju: 2K + 2H2O → 2KOH + H2 301. Oksidacijski broj: A) kisika u peroksidima je −2 B) svih jednostavnih iona razlikuje se od naboja iona C) ugljika u CH4 je +4 D) vodika u NH3 je −1 E) klora u Cl2 jednak je nuli Odgovor: E Svi atomi u elementarnom stanju (ne u spojevima) imaju oksidacijski broj 0. 302. Kojom od navedenih reakcija može nastati etin: A) C2H4 + H2 B) CaC2 + 2H2O C) C2H2 + H2 D) C6H5ONa + CO2 + H2O E) C2H4 + H2O Odgovor: B

CaC2 + 2H2O → HC ≡ CH + Ca(OH)2 303. Heptan ima: A) 2 strukturna izomera B) 4 strukturna izomera C) 5 strukturnih izomera D) 6 strukturnih izomera E) 9 strukturnih izomera Odgovor: E Stvarno postoji 9 spojeva različite strukture, a iste molekulske formule, C7H16 (vidi princip pisanja u odgovorima na pitanja 54., 86., 104. i 149.).

Spoj butan pentan heksan heptan oktan

Formula C4H10 C5H12 C6H14 C7H16 C8H18

Broj izomera 2 3 5 9 18

304. Etanol: A) je otrovniji od metanola B) nastaje hidrolizom etilacetata C) proizvodi se iz CO i H2 kod 400°C i tlaka od 300 bara uz katalizator

134

D) s octenom kiselinom daje dietileter E) pokazuje reakcije adicije Odgovor: B CH3COOCH2CH3 + H2O → CH3COOH + CH3CH2OH etanol 305. Fenol: A) se dobiva iz katrana kamenog ugljena B) pokazuje svojstvo lužine C) nastaje redukcijom benzena D) koristi se kao sredstvo protiv bolova E) sa kiselinama stvara fenokside Odgovor: A 306. Eteri: A) imaju više vrelište od odgovarajućih alkohola B) kemijski su vrlo aktivni spojevi C) na hladnom reagiraju s elementarnim natrijem D) nisu zapaljivi E) su dobra otapala za mnoge organske spojeve Odgovor: E Eteri su organska otapala pa u pravilu dobro otapaju sebi slično građene tvari - organske tvari. 307. Paraldehid: A) je inertan prema oksidirajućim reagensima B) nastaje polimerizacijom formaldehida C) je topljiviji u vodi od etanala D) ima niže vrelište od etanala E) je ravnolančani polimer Odgovor: A Tri molekule etanala (acetaldehida) povezane tako da čine šesteročlani prsten koji se sastoji od kisikovih i ugljikovih atoma naizmjenično vezanih daju paraldehid. Ovaj spoj je inertan prema oksidirajućim reagensima i inače se ne ponaša kao aldehid. 308. Spoj formule (CH3)2CO: A) koristi se za proizvodnju suzavaca B) nije zapaljiv C) nastaje redukcijom 2-propanola D) je krutina bez mirisa E) dobiva se depolimerizacijom paraldehida zagrijavanjem Odgovor: A Suzavci su klorirani ketoni. Od navedenog ketona acetona, propanona kloriranjem se može dobiti npr. suzavac imena kloraceton, klorpropanon: CH3COCH3 + Cl2 → CH3COCH2Cl + HCl.

135

309. Formalin je vodena otopina: A) etanala B) metanala C) fenola D) propanona E) paraldehida Odgovor: B Vodena otopina metanala, formaldehida naziva se formalin. 310. Spoj strukture HO-CH2-CH(OH)-CH2OH: A) dolazi u voskovima B) sa kiselinama stvara sapune C) je tercijarni alkohol D) je sastojak masti E) nastaje oksidacijom miječne kiseline Odgovor: D Navedeni spoj je glicerol, 1,2,3-propantriol a masti su esteri glicerola i masnih kiselina. 311. HCOONa: A) dobiva se uvođenjem ugljikovog(II) oksida u otopinu natrijevog hidroksida B) je optički aktivan spoj C) dobiva se iz formijata djelovanjem natrijevog hidroksida D) je plin E) ne miješa se s vodom Odgovor: A CO + NaOH → HCOONa 312. Aminokiseline: A) u lužnatoj otopini ponašaju se kao lužine B) u kiseloj otopini ponašaju se kao kiseline C) nisu topljive u vodi D) topljive su u organskim otapalima E) su kristalizirane tvari Odgovor: E Pri sobnoj temperaturi aminokiseline su čvrste, kristalne tvari. 313. Koji od navedenih spojeva ima inhibitorsko djelovanje na rast mikroorganizama: A) C6H5COOH B) Ca(H2PO4)2 C) albumin D) saharoza E) glicerolpalmitat Odgovor: A C6H5COOH, benzojeva kiselina i naročito njena natrijeva sol poznati su konzervansi hrane baš na temelju inhibitorskog djelovanja na rast mikroorganizama.

136

314. Fruktoza: A) je aldoza B) ima ukupno 8 stereoizomera C) nije topljiva u vodi D) nalazi se u disaharidu maltozi E) nastaje potpunom hidrolizom škroba Odgovor: B Vidi odgovore na pitanja 255. i 13. 315. Koji volumen vodika pri s.u. je potreban za hidrogenaciju 26,04 g benzena (Ar(C) = 12, Ar(H) = 1,008): A) 7,47 dm3 B) 22,42 dm3 C) 67,13 dm3 D) 1,162 dm3 E) 78,12 dm3 Odgovor: B m(C6H6) = 26,04 g V(H2) = ? + 3 H2

n(C 6 H 6 ) =

m(C 6 H 6 ) 26,04 = = 0,333 mol M (C 6 H 6 ) 78,05

n(C 6 H 6 ) 1 = n( H 2 ) 3 n(H 2 ) = 3n(C 6 H 6 ) = 3 ⋅ 0,333 = 1 mol

1 mol bilo kojeg plina pri standardnim uvjetima zauzima 22,4 dm3. 316. Globulini: A) su netopljivi u vodi B) su topljivi u vodi C) su složeni proteini D) hidrolizom daju hem i globin E) su tripeptidi Odgovor: A 317. Riješite sljedeću redoks reakciju: FeCl3 + Cu → FeCl2 + CuCl2: A) FeCl3: 1, Cu: 1 B) FeCl3: 3, Cu: 1 C) FeCl3: 2, Cu: 1 D) FeCl3: 2, Cu: 2

137

E) FeCl3: 5, Cu: 2 Odgovor: C +3 −1

0

+2 −1

+2 −1

Fe Cl 3 + Cu → Fe Cl 2 + Cu Cl 2

Fe+3 + e− → Fe+2 |⋅2 Cu0 → Cu+2 + 2e− 2Fe+3 + 2e− → 2Fe+2 Cu0 → Cu+2 + 2e− 2Fe+3 + Cu0→ 2Fe+2 + Cu+2

⇒

2FeCl3 + Cu → 2FeCl2 + CuCl2

318. Napišite elektronsku konfiguraciju iona Al3+: A) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 B) 1s2 2s2 3p6 C) 1s2 2s2 2p6 D) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 E) 1s2 2s2 3d6 Odgovor: C 319. Koja od navedenih tvrdnji nije točna: A) Unificirana atomska jedinica mase, mu je 1/12 mase atoma ugljika-12 B) Omjerom mase molekule i mu definirana je molarna masa C) Relativne atomske mase određivane su prije prema masi atoma vodika D) Relativna atomska masa atoma ugljika-12 je 12 E) Relativna molekulska masa izračunava se zbrajanjem relativnih atomskih masa svih spojenih atoma u molekuli Odgovor: B 320. Koja tvrdnja nije točna: A) Po Lewisu je kiselina svaka tvar koja može dati elektronski par B) Baza je tvar koja prima elektron C) Kiselinski je ostatak uvijek baza D) Kiselina je tvar koja u vodi disocijacijom povećava koncentraciju vodikovih iona E) Kiseline su proton donori Odgovor: A 321. Izračunajte masu živog vapna koja se proizvede žarenjem 650 tona vapnenca: A) 36,4 t B) 182 t C) 320000 kg D) 364 t E) 34600 kg Odgovor: D CaCO3 → CaO + CO2 m(CaCO3) = 650 t = 650000000 g m(CaO) = ?

138

n(CaCO 3 ) 1 = ⇒ n(CaO) = n(CaCO 3 ) n(CaO) 1 m(CaCO 3 ) 650000000 n(CaCO 3 ) = = = 6500000 mol M (CaCO 3 ) 100 m(CaO) = n(CaO)⋅M(CaO) = 6500000⋅56,08 = 364000000 g = 364 t

322. Gustoća 32 %-tne otopine octene kiseline iznosi ρ = 1,0341 g cm−3. Kolika je množinska koncentracija otopine: A) 5,155 mol dm−3 B) 0,331 mol dm−3 C) 5,511 mol dm−3 D) 2,531 mol dm−3 E) 0,551 mol dm−3 Odgovor:C ρ(32%-tna CH3COOH) = 1,0341 g cm−3 c(32%-tna CH3COOH) = ?

m(otopine ) 1,0341 g ⋅ 1000 1034,1 g = = V (otopine ) 1 cm 3 ⋅ 1000 1 dm 3 m(CH 3 COOH ) 1034,1 ⋅ 0,32 n(CH 3 COOH ) = = = 5,5152 M (CH 3 COOH ) 60

ρ=

c(CH 3 COOH) =

n(CH 3 COOH) 5,5152 mol = = 5,51 mol dm −3 V (otopine) 1 dm 3

323. Za neutralizaciju 125 cm3 otopine fosfatne kiseline potrebno je 500 cm3 otopine natrijevog hidroksida množinske koncentracije c = 0,6 mol dm−3. Izračunajte množinsku koncentraciju otopine fosforne kiseline: A) 0,720 mol dm−3 B) 0,240 mol dm−3 C) 0,80 mol dm−3 D) 0,90 mol dm−3 E) 1,00 mol dm−3 Odgovor: C H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O V(otopineH3PO4) = 125 cm3 V(otopine NaOH) = 500 cm3 = 0,5 dm−3 c(NaOH) = 0,6 mol dm3 c(H3PO4) = ?

c( NaOH) =

n( NaOH) ⇒ n( NaOH) = c( NaOH) ⋅ V(otopine) = 0,6 ⋅ 0,5 = 0,3 mol V(otopine)

n(H 3 PO 4 ) 1 1 1 = ⇒ n(H 3 PO 4 ) = n( NaOH) = ⋅ 0,3 = 0,1 mol n( NaOH) 3 3 3

139

c(H 3 PO 4 ) =

n(H 3 PO 4 ) 0,1 = = 0,8 mol dm −3 V (otopine) 0,125

324. Kolika je masa 36 %-tne klorovodične kiseline potrebna za otapanje 32,7 g cinka: A) 0,0360 kg B) 1,010 kg C) 10,1 g D) 50,1 g E) 101 g Odgovor: E m(Zn) = 32,7 g Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 m(36%-tna HCl) = ? m( Zn ) 32,7 n( Zn ) = = = 0,5 mol M ( Zn) 65,4 n(HCl) 2 = ⇒ n(HCl) = 2n( Zn ) = 2 ⋅ 0,5 = 1 mol n( Zn) 1 m(HCl) = n(HCl) ⋅ M (HCl) = 1 ⋅ 36,45 = 36,45 g % - tak =

D(io) D 36,45 ⋅ 100 = ⋅ 100 = 101,25 g ⋅ 100 ⇒ S = S (ve) % - tak 36

325. Koliko je dm3 amonijaka pri standardnim uvjetima, potrebno za neutralizaciju 25 cm3 klorovodične kiseline (c(HCl) = 0,1 mol dm−3): A) 0,032 dm3 B) 0,41 dm3 C) 0,056 dm3 D) 0,082 dm3 E) 0,102 dm3 Odgovor: C V(HCl) = 25 cm3 = 0,025 dm3 HCl + NH3 → NH4Cl c(HCl) = 0,1 mol dm−3 V(NH3) = ? n(HCl) c(HCl) = ⇒ n(HCl) = c(HCl) ⋅ V (otopine) = 0,1 ⋅ 0,025 = 0,0025 mol V(otopine) n(HCl) 1 = ⇒ n( NH 3 ) = n(HCl) = 0,0025 mol n( NH 3 ) 1 Vm =

V ( NH 3 ) ⇒ V ( NH 3 ) = Vm ⋅ n( NH 3 ) = 0,0025 ⋅ 22,4 = 0,056 dm 3 n( NH 3 )

326. Koja je tvrdnja točna: A) Čelik je legura u kojoj je maseni udio ugljika veći od 1,7 % B) Željezo se nalazi u gotovo svim živim bićima C) Grotleni plin iz visoke peći nije otrovan i može se stoga ispuštati u atomsferu

140

D) Sporim hlađenjem željeza proizvedenog u viskoj peći dobiva se bijelo lijevano željezo jer se ugljik izlučuje i izlazi na površinu željeza gdje izgara E) Ako su rude koje se koriste za dobivanje željeza kisele, kao talionički dodatak koristi se kremeni pijesak Odgovor: B 327. Stereoizomeri su: A) Spojevi s različitom molekulskom formulom ali istim prostornim rasporedom B) Spojevi s istim prostornim rasporedom C) Spojevi s istim kemijskim i fizičkim svojstvima D) Spojevi s istim redoslijedom vezanja atoma i iste molekulske formule, ali različitim prostornim rasporedom E) Nijedna tvrdnja nije točna Odgovor: D 328. Spoj CH3CHBrCH3 dobije se iz spoja CH3-CH=CH2 reakcijom A) adicije B) supstitucije C) eliminacije D) radikalske polimerizacije E) niti jednom od navedenih reakcija Odgovor: A Na dvostruku vezu spoja CH3-CH=CH2 adira se HBr tako da se vodik veže na onaj atom ugljika na kojem već ima više vezanih atoma vodika (Markovnikovo pravilo). 329. Reakcijom cikloheksena s bromom nastaje A) cikloheksilbromid B) 1,2-dibromcikloheksan C) 1-bromcikloheksen D) 1,3-dibromcikloheksan E) 1-bromcikloheksan Odgovor: B

+ Br2

Br Br

330. Proteini su velike organske molekule koje se sastoje od mnogo molekula: A) hidroksikiselina B) nukleinskih kiselina C) nukleotida D) aminokiselina E) peptida Odgovor: D 331. Analizom je dobiveno da je u ispitivanom spoju maseni udio ugljika 52,0 %, kisika 35 % i vodika 13 %. Empirijska formula tog spoja je: A) C3H8O

141

B) C2H6O C) C4H12O D) C2H8O E) nijedna tvrdnja nije točna Odgovor: B w(C) = 52 % w(O) = 35 % w(H) = 13 % Znači da u 100 g ispitivane tvari imamo 52 g ugljika, 35 g kisika i 13 g vodika. m( X ) 52 35 13 n( X ) = n ( C) = = 4,33 mol n(O) = = 2,19 mol n(H) = = 13 mol M (X) 12 16 1 N(C) : N(H) : N(O) = n(C) : n(H) : n(O) = 4,33 : 13 : 2,19 |:2,19 N(C) : N(H): N(O) = 2 : 6: 1 C2H6O 332. Koji je volumen kisika pri standardnim uvjetima potreban za izgaranje 0,3 mola etena: A) 20,17 dm3 B) 21,65 dm3 C) 19,41 dm3 D) 22,35 dm3 E) 20,96 dm3 Odgovor: A n(eten) = 0,3 mol H2C=CH2 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O V(O2) = ? n(eten ) 1 = ⇒ n(O 2 ) = 3n(eten ) = 3 ⋅ 0,3 = 0,9 mol n (O 2 ) 3 Vm =

V (O 2 ) ⇒ V (O 2 ) = Vm ⋅ n(O 2 ) = 22,4 ⋅ 0,9 = 20,16 dm 3 n (O 2 )

333. Riješite sljedeću redoks jednadžbu: Sb + H2SO4 → Sb2(SO4)3 + SO2 + H2O: A) Sb: 3, H2SO4: 3 B) Sb: 4, H2SO4: 6 C) Sb: 2, H2SO4: 6 D) Sb: 4, H2SO4: 8 E) Sb: 3, H2SO4: 10 Odgovor: C 0

+1

+6 −2

+3

+6 −2

+4 −2

+1

−2

Sb+ H 2 S O 4 → Sb 2 ( S O 4 ) 3 + S O 2 + H 2 O

Sb → Sb+3 + 3e− |⋅2 S+6 + 2e− → S+4 |⋅3 2Sb → 2Sb+3 + 6e− 3S+6 + 6e− → 3S+4 2Sb+3 + 3S+6 → 2Sb+3 + 3S+4 ⇒ 2Sb + 6H2SO4 → Sb2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

142

334. Napišite elektronsku konfiguraciju iona Ba2+: A) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 6s2 B) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 6s26p2 C) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f2 6s2 D) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5d4 E) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 Odgovor: E 335. Koja tvrdnja nije točna: A) Atomi istih kemijskih svojstava ali različitih masa nazivaju se izobarima B) Kemijski elementi sastoje se od više izotopa C) Čestice koje izgrađuju atom nazivaju se elementarnim česticama D) Alfa-zrake su teške čestice pozitivnog naboja E) Gama-zrake su slične rentgenskom zračenju Odgovor: A 336. Koja tvrdnja nije točna: A) Elektrolitička disocijacija je pojava da soli u otopini, djelovanjem polarnog otapala, daju ione B) Kod elektrolize kationi putuju od katode prema anodi C) Oksidacijom se molekuli, atomu ili ionu oduzimaju elektroni D) Elementi u elementarnom stanju imaju oksidacijski broj nula E) Elementi I A skupine ne mogu se elektrolizom izlučiti iz vodenih otopina Odgovor: B 337. Koliko željezovog(III) hidroksida moramo žariti da bi dobili 33,65 g željezovog(III) oksida: A) 0,023 kg B) 0,041 kg C) 0,045 kg D) 0,054 kg E) 0,090 kg Odgovor: C m(Fe2O3) = 33,65 g 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O m(Fe(OH)3) = ? m(Fe 2 O 3 ) 33,65 n(Fe 2 O 3 ) = = = 0,21 mol M (Fe 2 O 3 ) 159,7 n(Fe(OH) 3 ) 2 = ⇒ n(Fe(OH) 3 ) = 2n(Fe 2 O 3 ) = 2 ⋅ 0,21 = 0,42 mol n(Fe 2 O 3 ) 1

m(Fe(OH)3) = n(Fe(OH)3)⋅M(Fe(OH)3) = 0,42⋅106,85 = 44,9 g = 0,045 kg 338. Kolika je gustoća otopine metanola masenog udjela w = 24,3 %, koja ima množinsku koncentraciju c = 7,31 mol dm−3: A) 1,234 kg dm−3 B) 0,963 kg dm−3

143

C) 0,936 kg dm−3 D) 0,897 kg dm−3 E) 0,798 kg dm−3 Odgovor: B w(CH3OH) = 24,3 % c(CH3OH) = 7,31 mol dm−3 ρ (CH3OH) = ? n(CH 3 OH) c(CH 3 OH) = ⇒ n(CH 3 OH) = c(CH 3 OH) ⋅ V (otopine ) = 7,31 ⋅ 1 = 7,31 mol V (otopine ) m(CH3OH) = n(CH3OH)⋅M(CH3OH) = 7,31⋅32 = 234 g m(CH 3 OH) m(CH 3 OH) 234 % - tak = ⋅ 100 ⇒ m(otopine) = ⋅ 100 = ⋅ 100 = 963 g % - tak m(otopine) 24,3

ρ (otopine) =

m(otopine) 963 g 963 g = = = 0,963 g cm −3 V (otopine) 1 dm 3 1000 cm 3

339. Za neutralizaciju 25 cm3 otopine fosforne kiseline potrebno je 45 cm3 otopine barijevog hidroksida množinske koncentracije c = 1,0 mol dm−3. Izračunajte množinsku koncentraciju otopine fosforne kiseline: A) 1,35 mol dm−3 B) 1,20 mol dm−3 C) 7,20 mol dm−3 D) 0,68 mol dm−3 E) 3,45 mol dm−3 Odgovor: B 2H3PO4 + 3 Ba(OH)2 → Ba3(PO4)2 + 6H2O V(H3PO4 ot.) = 25 cm3 = 0,025 dm3 V[Ba(OH)2 ot.] = 45 cm3 = 0,045 dm3 c[Ba(OH)2 ot.] = 1 mol dm3 = 0,025 dm3 c(H3PO4) = ? n[Ba(OH) 2 ] ⇒ c[Ba(OH) 2 ot.] = V [Ba(OH) 2 ot.] ⇒ n[Ba(OH) 2 ] = c[Ba(OH) 2 ot.] ⋅ V [Ba(OH) 2 ot.] = 1 ⋅ 0,045 = 0,045 mol n(H 3 PO 4 ) 2 2 2 = ⇒ n(H 3 PO 4 ) = n[Ba(OH) 2 ] = ⋅ 0,045 = 0,03 mol n[Ba(OH) 2 ] 3 3 3

n(H 3 PO 4 ) 0,03 = = 1,2 mol dm −3 V (otopine) 0,025 340. Izračunajte masu 10 %-tne otopine klorovodične kiseline potrebne za otapanje 10 g aluminija: A) 40,6 g B) 405,8 g C) 811,7 g D) 162,3 g c(H 3 PO 4 ) =

144

E) 202,9 g Odgovor: B m(Al) = 10 g 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 m(HCl 10 %-tne) = ? m(Al) 10 n(Al) = = = 0,37 mol M (Al) 27 n(HCl) 6 3 = = ⇒ n(HCl) = 3n(Al) = 3 ⋅ 0,37 = 1,11 mol n(Al) 2 1

m(HCl) = n(HCl)⋅M(HCl) = 1,11⋅36,45 = 40,46 g % - ak =

m(HCl) 40,46 ⋅ 100 = 404,6 g ⋅ 100 ⇒ m(otopine) = m(otopine) 10

341. Izračunajte volumen kisika, pri standardnim uvjetima, potreban za potpuno izgaranje 8 g sumpora: A) 11,2 dm3 B) 22,4 dm3 C) 16,8 dm3 D) 28,4 dm3 E) 5,6 dm3 Odgovor: E m(S) = 8 g S + O2 → SO2 V(O2) = ? m(S) 8 n(S) = = = 0,25 mol M (S) 32 n(S) 1 = ⇒ n(O 2 ) = n(S) = 0,25 mol n (O 2 ) 1 Vm =

V (O 2 ) ⇒ V (O 2 ) = V m ⋅ n(O 2 ) = 22,4 ⋅ 0,25 = 5,6 dm 3 n (O 2 )

342. Koja tvrdnja nije točna: A) Žbuka nastaje miješanjem vapna, vode i pijeska B) Portlandski cement se proizvodi i iz smjese vapnenca i gline C) Hidraulički modul definiran je kao udio aluminijevog oksida u cementu D) Žbuka spada u zračna veziva E) Kod stvrdnjavanja žbuke zid se sporo suši jer se reakcijom oslobađa voda Odgovor: C 343. Rotacija oko veze ugljik-ugljik moguća je kod: A) alkena B) alkina C) alkana D) cikličkih ugljikovodika E) aromatskih ugljikovodika

145

Odgovor: C Rotacija oko veze ugljik-ugljik moguća je kod jednostrukih veza među atomima ugljika spojenih u lanac. Te uvjete ispunjavaju u ovom slučaju samo alkani. 344. Reakcijom bromovodika i 2-metilpropena pretežno nastaje: A) 1-brom-2-metilpropan B) 2-brom-2-metilpropan C) 1-metil-2-brompropan D) 1-brom-2-metilpropan E) 2-brombutan Odgovor: B HBr + H3C

C

CH2

H3C CBr

CH3

CH3

CH3

Markovnikovo pravilo! 345. Aminokiseline su spojevi koji sadrže sljedeće funkcionalne skupine: A) karboksilnu B) amino C) amino i karboksilnu D) aldehidnu i amino E) amino i hidroksi Odgovor: C 346. Maseni udio vodika i ugljika u etenu je: A) w(C) = 0,857, w(H) = 0,143 B) w(C) = 0,825, w(H) = 0,175 C) w(C) = 0,922, w(H) = 0,078 D) w(C) = 0,893, w(H) = 0,107 E) w(C) = 0,902, w(H) = 0,098 Odgovor: A eten, C2H4 4 Ar (H) 4 ⋅1 = = 0,143 w(H) = M r (C 2 H 4 ) 28 w(C) =

2 Ar (C) 2 ⋅ 12 = = 0,857 28 M r (C 2 H 4 )

347. Oksidacijom sekundarnih alkohola dobiju se: A) ketoni B) aldehidi C) kiseline D) eteri E) alkoksidi

146

Odgovor: A 2R2CHOH + O2 → 2R2C = O + 2H2O 348. Masti su A) soli masnih kiselina i glicerola B) esteri viših masnih kiselina i 1,2-propandiola C) esteri viših masnih kiselina i glicerola D) esteri nezasićenih kiselina i poliola E) eteri polialkohola Odgovor: C 349. Riješite sljedeću redoks reakciju: Al + HCl → AlCl3 + H2 A) Al: 2, HCl: 3 B) Al: 2, HCl: 7 C) Al: 3, HCl: 6 D) Al: 2, HCl: 6 E) Al: 2, HCl: 4 Odgovor: D 0

+1 −1

+3 −1

0

Al + H Cl → Al Cl 3 + H 2 Al0 → Al+3 + 3e− |⋅2 2H+ + 2e− → H20 |⋅3 2Al0 → 2Al+3 + 6e− 6H+ + 6e− → 3H20 2Al0 + 6H+1 → 2Al+3 + 3H20

⇒

2Al + 6HCl → 2AlCl3 +3 H2

350. Napišite elektronsku konfiguraciju iona Ca2+: A) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2 B) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 4p2 C) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 D) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 E) 1s2 2s2 2p6 3s2 3d6 Odgovor: D 351. Koja tvrdnja nije točna: A) Približna vrijednost Avogradove konstante je 6,022×1023 mol−1 B) Jednaki volumeni različitih plinova pri istom tlaku i temperaturi sadrže isti broj čestica C) Omjer množine tvari i mase je molarna masa tvari D) Da se pomoću empirijske formule dozna molekulska formula treba znati i molarnu masu spoja E) Ponekad su empirijska i molekulska formula iste Odgovor: C 352. Koja tvrdnja nije točna: A) Reakcije kiselina i baza zovu se reakcije neutralizacije B) Reakcije hidrolize su i reakcije kationa slabih baza s vodom C) Reakcije neutralizacije su endotermne

147

D) U vodi među molekulama vode dolazi do reakcije protolize E) Otopina natrij-klorida djeluje neutralno Odgovor: C 353. Koliko se željeza dobije prženjem 7,2 tone pirita: A) 0,670 t B) 3352 kg C) 6700 kg D) 0,2255 t E) 2794 kg Odgovor: B m(FeS2) = 7,2 t = 7200000 g nFeS2 = nFe m(Fe) = ? m(FeS 2 ) 7200000 n(FeS 2 ) = = = 60075 mol M (FeS 2 ) 119,85 n(Fe) 1 = ⇒ n(Fe) = n(FeS 2 ) = 60075 mol n(FeS 2 ) 1

m(Fe) = n(Fe)⋅M(Fe) = 60075⋅55,85 = 3355194 g = 3355,2 kg 354. Kolika je gustoća 32 %-tne otopine octene kiseline koja ima množinsku koncentraciju c = 5,515 mol dm−3: A) 1,3410 kg dm−3 B) 1,0685 kg dm−3 C) 1,0349 kg dm−3 D) 0,9033 kg dm−3 E) 1,3309 kg dm−3 Odgovor: C c(CH3COOH) = 5,515 mol dm−3 ρ(CH3COOH 32 %-tne) = ? n(CH 3 COOH) c(CH 3 COOH) = ⇒ n(CH 3 COOH) = 5,515 ⋅ 1 = 5,515 mol V (otopine)

m(CH3COOH) = n(CH3COOH)⋅M(CH3COOH) = 5,515⋅60 = 331 g % - tak =

m(CH 3 COOH) 331 ⋅ 100 ⇒ m(otopine) = ⋅ 100 = 1034 g m(otopine) 32

ρ (CH 3 COOH 32 % - tne) =

m(otopine) 1034 g 1034 g = = = 1,034 g cm −3 3 V (otopine) 1 dm 1000 cm 3

355. Za neutralizaciju 40 cm3 otopine sumporne kiseline potrebno je 50 cm3 otopine kalijevog hidroksida množinske koncentracije c = 0,5 mol dm−3. Izračunajte množinsku koncentraciju otopine sumporne kiseline: A) 0,3125 mol dm−3 B) 0,0125 mol dm−3 C) 3,125 mol dm−3

148

D) 0,6250 mol dm−3 E) 0,4250 mol dm−3 Odgovor: A H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O V(H2SO4 ot.) = 40 cm3 = 0,04 dm3 V(KOH ot.) = 50 cm3 = 0,05 dm3 c(KOH) = 0,5 mol dm3 c(H2SO4) = ? n(KOH) c(KOH) = ⇒ n(KOH) = 0,5 ⋅ 0,05 = 0,025 mol M (KOH) n(H 2 SO 4 ) 1 1 1 = ⇒ n(H 2 SO 4 ) = n(KOH) = ⋅ 0,025 = 0,0125 mol n(KOH) 2 2 2 c(H 2 SO 4 ) =

n(H 2 SO 4 ) 0,0125 = = 0,3125 mol dm −3 V (otopine) 0,04

356. Izračunajte masu 20 %-tne klorovodične kiseline koja je potrebna za otapanje 10 g magnezija: A) 300 g B) 75,1 g C) 150,2 g D) 450 g E) 50,5 g Odgovor: C m(Mg) = 10 g Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 m(HCl 20 %-tne) = ? m(Mg ) 10 n(Mg ) = = = 0,41 mol M (Mg ) 24,3 n(HCl) 2 = ⇒ n(HCl) = 2n(Mg ) = 2 ⋅ 0,41 = 0,82 mol n(Mg ) 1 m(HCl) = n(HCl) ⋅ M (HCl) = 0,82 ⋅ 36,45 = 30 g

% - tak =

m(HCl) 30 ⋅ 100 ⇒ m(otopine) = ⋅ 100 = 150 g m(otopine) 20

357. Izračunajte masu amonijevog klorida koju treba dodati u suvišak otopine natrijevog hidroksida da bi se razvilo 20 dm3 amonijaka pri standardnim uvjetima: A) 47,7 g B) 42,9 g C) 86,5 g D) 23,4 g E) 10,6 g Odgovor: A V(NH3) = 20 dm3 NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O m(NH4Cl) = ?

149

Vm =

V ( NH 3 ) 20 ⇒ n( NH 3 ) = = 0,893 mol n( NH 3 ) 22,4

n( NH 4 Cl) 1 = ⇒ n( NH 4 Cl) = n( NH 3 ) = 0,893 mol n( NH 3 ) 1

m(NH4Cl) = n(NH4Cl)⋅M(NH4Cl) = 0,893⋅53,45 = 47,7 g 358. Koja je tvrdnja točna: A) Koncentrirana sumporna kiselina ne smije se transportirati u metalnoj ambalaži B) Klorovodična kiselina u reakciji s bakrom razvija vodik C) Koncentrirana dušična kiselina u burnoj reakciji sa željezom razvija vodik D) Dušična kiselina troši se za proizvodnju umjetnih gnojiva E) U razrjeđenoj dušičnoj kiselini bakar se ne otapa Odgovor: D 359. Konstitucijski ili strukturni izomeri su spojevi: A) s istom molekulskom formulom ali različitih strukturnih formula B) iste molekulske i strukturne formule C) različite molekulske formule D) s različitim brojem ugljikovih atoma E) ništa od navedenog nije točno Odgovor: A 360. Esteri se dobivaju: A) reakcijom karboksilne kiseline i alkohola B) reakcijom aldehida i alkohola C) hidrolizom etera D) reakcijom karboksilne kiseline i etera E) ništa od navedenog nije točno Odgovor: A CH3COOH + HOCH3 → CH3COOCH3 + H2O 361. Alkalnom hidrolizom masti dobivaju se: A) esteri viših masnih kiselina B) esteri glicerola C) ulja D) sapuni E) triacilgliceridi Odgovor: D RCOOCH2 RCOOCH + 3 NaOH RCOOCH2

HOCH2 3 RCOONa + HOCH HOCH2

RCOONa je formula sapuna, natrijevih soli viših masnih kiselina.

150

362. Koja je molekulska formula alkena, ako 11,2 g tog alkena reagira s 0,4 g vodika: A) C4H8 B) C4H6 C) C3H6 D) C5H10 E) niti jedna formula nije točna Odgovor: A

m(alkena) = 11,2 g m(H2) = 0,4 g formula alkena = ? n( H 2 ) =

alken + H2 → produkt

m(H 2 ) 0,4 = = 0,2 mol M (H 2 ) 2

n(alkena) 1 = ⇒ n(alkena) = n(H 2 ) = 0,2 mol n( H 2 ) 1 m(alkena ) 11,2 = = 56 g mol −1 n(alkena ) 0,2 Mr(alkena) = 56, a formula C4H8. M (alkena ) =

363. Reakcija propanola s klorovodičnom kiselinom u jako kiselom mediju je reakcija: A) eliminacije B) supstitucije C) adicije D) radikalske supstitucije E) polimerizacije Odgovor: B CH3CH2CH2OH + HCl → CH3CH2CH2Cl + H2O 364. Racionalno ime spoja CH3CH2C(CH3)(OH)CH3 je: A) 2-metil-2butanol B) 2-hidroksibutan C) metil-propil-eter D) 2,2-dimetil-2-hidroksipropan E) butil-hidroksid Odgovor: A 365. Riješite sljedeću redoks reakciju: NO2 + H2O → HNO3 + NO A) NO2: 3, H2O: 1 B) NO2: 3, H2O: 2 C) NO2: 4, H2O: 3 D) NO2: 4, H2O: 1 E) NO2: 2, H2O: 1 Odgovor: A

151

+4 −2

+1

−2

+1 +5 −2

+2 −2

N O2 + H 2 O → H N O3 + N O N+4 − 1e− → N+5 |⋅2 N+4 + 2e− → N+2 2N+4 − 2e− → 2N+5 N+4 + 2e− → N+2 3N+4 → 2N+5 + N+2

⇒

3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

366. Elektronska konfiguracija iona S2– je: A) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 B) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 C) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 D) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p23d2 E) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p23p3 3d3 Odgovor: B 367. Koja tvrdnja nije točna: A) Nastajanje ionskih spojeva je egzotermna reakcija B) Promjer kationa uvijek je manji od promjera pripadnog atoma C) Promjer aniona veći je od promjera pripadnog atoma D) Polarne molekule međusobno se odbijaju elektrostatskim silama E) Promjer atoma povećava se u skupini odozgo prema dolje Odgovor: D 368. Koja tvrdnja nije točna: A) Svi su metali pri standardnim uvjetima čvrste kristalne tvari B) Većina je metala topljiva u kiselinama C) Samorodne rude sadrže metale u elementarnom stanju D) U Zemljinoj su kori najzastupljeniji silikati, ali se metali većinom dobivaju iz oksidnih ili sulfidnih ruda E) Neki metali burno reagiraju s vodom Odgovor: A 369. Izračunajte volumen otopine barijevog hidroksida koji je potreban da se istaloži željezo kao željezov(III) hidroksid iz 20 cm3 otopine željezovog(III) sulfata, ako su množinske koncentracije otopina c[Ba(OH)2] = 0,5 mol dm−3 i c[Fe2(SO4)3] = 0,5 mol dm−3: A) 0,030 dm3 B) 0,010 dm3 C) 0,100 dm3 D) 0,060 dm3 E) 0,300 dm3 Odgovor: D 3 Ba(OH)2 + Fe2(SO4)3 → 2Fe(OH)3 + 3BaSO4 c[Ba(OH)2] = 0,5 mol dm−3 c[Fe2(SO4)3] = 0,5 mol dm−3 V[Fe2(SO4)3 ot.] = 20 cm3 = 0,02 dm3 V[Ba(OH)2 ot.] = ? n[Fe2(SO4)3] = c[Fe2(SO4)3]⋅V(otopine) = 0,5⋅0,02 = 0,01 mol

152

n[Ba(OH) 2 ] 3 = ⇒ n[Ba(OH) 2 ] = 3n[Fe 2 (SO 4 ) 3 ] = 3 ⋅ 0,01 = 0,03 mol n[Fe 2 (SO 4 ) 3 ] 1 V (otopine) =

n[Ba(OH) 2 ] 0,03 = = 0,06 dm 3 c[Ba(OH) 2 ] 0,5

370. Elektrolizom otopine bakarova(II) sulfata na katodi se izluči 20 g bakra, pri jakosti struje od 2 A. Izračunajte vrijeme elektrolize: A) 30301 s B) 31400 s C) 30372 s D) 11150 s E) 51500 s Odgovor: C m(Cu) = 20 g Cu2+ + 2e− → Cu I=2A t=? M (Cu ) ⋅ I ⋅ t m(Cu ) ⋅ z ⋅ F 20 ⋅ 2 ⋅ 96500 = ⇒ t= = 30370 s m(Cu ) = 63,55 ⋅ 2 z⋅F M (Cu ) ⋅ I 371. Izračunajte masu natrijevog jodida potrebnog da se iz otopine koja sadrži 10 g cinkovog(II) acetata istaloži sav cink kao cinkov(II) jodid: A) 0,1090 kg B) 0,0200 kg C) 0,0163 kg D) 0,0505 kg E) 0,1630 kg Odgovor: C m(ZnAc2) = 10 g 2NaI + ZnAc2 → ZnI2 + 2NaAc m(NaI) = ? m( ZnAc 2 ) 10 n( Zn ) = n( ZnAc 2 ) = = = 0,0545 mol M ( ZnAc 2 ) 183,4 n( NaI) 2 = ⇒ n( NaI) = 2n( ZnAc 2 ) = 2 ⋅ 0,0545 = 0,109 mol n( ZnAc 2 ) 1

m(NaI) = n(NaI)⋅M(NaI) = 0,109⋅150 = 16,35 g = 0,01635 kg 372. Izračunajte empirijsku formulu spoja u kojem je maseni udio vodika 2,04 %, sumpora 32,65 % i kisika 65,30 %: A) H2S2O5 B) H2SO4 C) H2S2O7 D) H2SO3 E) H2S2O3 Odgovor: B

153

w(H) = 2,04 % w(S) = 32,65 % w(O) = 65,30 % empirijska formula = ? Znači da u 100 g ispitivane tvari imamo 2,04 g vodika, 32,65 g sumpora i 65,3 g kisika. m( X ) n( X ) = M (X) 2,04 32,65 65,3 n( H ) = = 2,04 mol n(S) = = 1,018 mol n (O) = = 4,08 mol 1 32,06 16 N(H) : N(S) : N(O) = n(H) : n(S) : n(O) = 2,04 : 1,018 : 4,08 |:1,018 N(H) : N(S): N(O) = 2 : 1: 4 H2SO4 373. Izračunajte volumen ugljikovog(IV) oksida, pri standardnim uvjetima, koji se razvija prilikom otapanja viška kalcijevog karbonata sa 15 cm3 klorovodične kiseline, c(HCl) = 1 mol dm−3: A) 0,643 dm3 B) 0,504 dm3 C) 0,336 dm3 D) 0,168 dm3 E) 0,244 dm3 Odgovor: D CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O +CO2 V(HCl) = 15 cm3 = 0,015 dm3 c(HCl) = 1 mol dm3 V(CO2) = ? n(HCl) = c(HCl)⋅V(HCl) = 1⋅0,015 = 0,015 mol n(CO 2 ) 1 1 1 = ⇒ n(CO 2 ) = n(HCl) = ⋅ 0,015 = 0,0075 mol 2 n(HCl) 2 2

V(CO2) = Vm⋅n(CO2) = 22,4⋅0,0075 = 0,168 dm3 374. Koja tvrdnja nije točna: A) Dušična kiselina uglavnom se pripravlja iz amonijaka B) Plinska smjesa amonijaka i zraka provodi se preko katalizatora koji zbog endotermnosti reakcije, osim na početku procesa, nije potrebno zagrijavati C) Katalizator za oksidaciju amonijaka kisikom je platina D) Otapanjem dušikovog(IV) oksida u vodi nastaje i dušikov(II) oksid E) Dušična kiselina jaka je mineralna kiselina i jako oksidacijsko sredstvo Odgovor: B 375. Koliko se dvostrukih veza nalazi u spoju formule C10H16: A) jedna B) dvije C) niti jedna D) tri

154

E) četiri Odgovor: D Npr. CH3-CH=CH-CH=CH-CH=CH-CH2-CH2-CH3 376. Adicijom vodika na 2-butin uz katalizator platinu nastaje: A) butan B) 2,3-dihidroksibutan C) 2-buten D) 1-buten E) 2-hidroksi-2-buten Odgovor: A

CH3-C≡C-CH3 + 2H2 → CH3CH2CH2CH3 377. Aldehidi nastaju oksidacijom: A) primarnih alkohola B) sekundarnih alkohola C) ketona D) karboksilnih kiselina E) estera Odgovor: A 2RCH2OH + O2 → 2RCHO + 2H2O 378. Kolika je masa natrijevog etoksida ako je u reakciji s apsolutnim etanolom potpuno izreagiralo 4 g natrija: A) 11,8 g B) 4,9 g C) 5,2 g D) 6,1 g E) 6,3 g Odgovor: A m(Na) = 4 g 2Na + 2CH3CH2OH → 2CH3CH2ONa + H2 m(EtONa) = ? m( Na ) 4 n( Na ) = = = 0,174 mol M ( Na ) 23 n( Na ) 2 = ⇒ n(EtONa ) = n( Na ) = 0,174 mol n(EtONa ) 2

m(EtONa) = n(EtONa)⋅M(EtONa) = 0,174⋅68 = 11,8 g 379. Nukleinske kiseline spojevi su koji sadrže: A) fosfornu kiselinu i bazu B) fosfornu kiselinu, bazu i šećer C) više masne kiseline, šećer i polialkohole D) fosfornu kiselinu, glicerol i bazu E) bazu, polipeptide i aminokiseline Odgovor: B

155

380. Koliko se grama etena dobije iz 100 g etanola u kojem je maseni udio etanola 98 %: A) 59,65 B) 65,25 C) 54,32 D) 62,58 E) ništa od navedenog nije točno Odgovor: A m(EtOH 98 %-tni) = 100 g CH3CH2OH − H2O → H2C = CH2 m(H2C=CH2) = ?

100 g 98 %-tnog etanola sadrži (100⋅0,98 =) 98 g čistog etanola. n(EtOH) =

m(EtOH) 98 = = 2,13 mol M (EtOH) 46

n(EtOH) 1 = ⇒ n(H 2 C = CH 2 ) = n(EtOH) = 2,13 mol n(H 2 C = CH 2 ) 1

m(H2C = CH2) = n(H2C = CH2)⋅M(H2C = CH2) = 2,13⋅28 = 59,65 g 381. Vrenje je: A) fazni prijelaz B) stanje kod kojeg su tekuća i plinovita faza u ravnoteži C) endotermni proces D) lakše postići ako je manji tlak okoline E) sve navedene tvrdnje su točne Odgovor: E 382. U četvrtoj periodi periodičke tablice elemenata od vanadija do cinka atomski radijus se: A) smanjuje B) povećava C) ne mijenja D) sve tvrdnje su točne Odgovor: A Isti broj ljusaka u navedenim atomima trebao bi rezultirati istim radijusom, ali povećanjem broja protona u jezgrama atoma povećava se privlačna sila jezgre i elektrona pa se radijus atoma smanjuje. 383. Molekula BF3 je: A) planarne i trigonske građe B) građom identična molekuli amonijaka C) tetraedatske građe D) niti jedna navedena tvrdnja nije točna Odgovor: A

156

F B F

F

sp3-hibridne orbitale zatvaraju međusobno, u jednoj ravnini, kut od 120°. Napomena: Kod bora i ostalih elemenata ove skupine objašnjenja veza tumačenih na temelju elektronske konfiguracije okteta ili dueta valentnih ljusaka u suprotnosti su s eksperimentalnim činjenicama. 384. Amfoterni oksidi: A) se otapaju u kiselinama i lužinama B) ne otapaju se u kiselinama C) otapaju se samo u lužinama D) topljivi su u vodi Odgovor: A ZnO + 2HCl → Zn2+ + 2Cl− + H2O ZnO + H2O + 2NaOH → [Zn(OH)4]2− + 2Na+ 385. Elektrostatske prirode nije: A) ionska veza B) kovalentna veza C) vodikova veza D) dipol-dipol interakcija E) ion-dipol interakcija Odgovor: B 386. Vodena otopina sumporovog(IV) oksida obezboji intenzivno ljubičastu otopinu kalijevog permanganata. Time smo dokazali da je SO2: A) reducens B) oksidans C) amfoterni oksid D) neutralni oksid Odgovor: A +7 −2

+4 −2

+2

+6 −2

Mn O 4 − ( ljubičast ) + S O 2 + H 2 O → Mn 2+ ( bezbojan) + S O 4 2− Reducens je tvar koja reducira drugu tvar povećavajući pri tom svoj oksidacijski broj, tj. oksidirajući se. Očigledno je to u ovom primjeru sumporov(IV) oksid.

387. Galvanski članak se sastoji od cinkove pločice uronjene u otopinu ZnSO4, c = 1 mol/L i niklene pločice uronjene u otopinu NiSO4, c = 1 mol/L. Standardni elektrodni potencijali su: EΘZn2+/Zn = −0,76 V i EΘNi2+/Ni = −0,25 V. Napon članka iznosi: A) −1,01 V B) −0,76 V

157

C) 1,01 V D) 0,51 V E) 0,25 V Odgovor: D Napon je razlika potencijala pa je za članak Zn2+/Zn//Ni2+/Ni, uz iste koncentracije Zn2+ i Ni2+, napon 0,51 V jer je to razlika od −0,25 V do −0,76. EMF = Ekatoda – Eanoda = –0.25 – (–0.76) = 0.51 V 388. Reakcijom 2-butanola i kromovog(VI) oksida nastat će: A) butanska kiselina B) propanska kiselina C) propanal D) 2-butanon E) smjesa svih navedenih spojeva Odgovor: D 3CH3CH2CHCH3 + 2CrO3 + 3H 2SO4 OH

3CH3CH2CCH3 + Cr2(SO4)3 + 6H2O O

389. Ciklopropan i ciklobutan ciklički su organski spojevi za koje vrijedi: A) njihove se reakcije znatno razlikuju s obzirom na cikličke spojeve s više ugljikovih atoma B) reakcije ciklopropana i ciklobutana slične su ostalim cikličkim ugljikovodicima C) navedeni spojevi ne mogu postojati zbog velike napetosti prstena Odgovor: A U istim uvjetima, cikloalkani s malim brojem atoma u prstenu (ciklopropan i ciklobutan) daju spojeve otvorena lanca za razliku od cikloalkana s većim brojem atoma u prstenu. Uzrok tomu su slabije veze u molekulama cikloalkana s malim brojem atoma u prstenu. 390. Reakcijom octene kiseline i etanola nastaje etilacetat i voda, prema jednadžbi CH3COOH + CH3CH2OH → CH3COOC2H5 + H2O. Iskorištenje se može povećati: A) dodatkom veće količine katalizatora B) izdvajanjem nastalog estera C) dodatkom vode D) sve navedene tvrdnje su točne Odgovor: B Na kemijsku ravnotežu utječu: promjena koncentracije reaktanata ili produkata, promjena temperature ili tlaka. Izdvajanjem produkta (estera) povećava se iskorištenje reakcije, tj. reakcijska ravnoteža pomiče se u desno. 391. Empirijska formula nekog ugljikovodika je CH2. Gustoća ispitivanog ugljikovodika 14 puta je veća od gustoće vodika pri istim uvjetima. Molekulska formula danog ugljikovodika je: A) CH4 B) C3H8 C) C3H6

158

D) C2H6 E) C2H4 Odgovor: E Pri standardnim uvjetima:

ρ (C X H X ) M (C X H X ) = ⇒ M (C X H X ) = 14M (H 2 ) = 28 g mol−1 ⇒ M r = 28 M (H 2 ) ρ (H 2 ) 392. Nepostojanje F+ kationa objašnjavamo: A) velikom energijom ionizacije atoma fluora B) najnižom temperaturom vrelišta od svih halogenih elemenata C) nepopunjenim d orbitalama atoma fluora D) niti jedan od ponuđenih odgovora nije točan Odgovor: A Atomi fluora imaju najveći afinitet za elektronima od svih ostalih vrsta pa će uvijek prije primiti elektrone nego otpustiti ih. 393. Hipofosfitna kiselina disocira samo u jednom stupnju prema jednadžbi: H3PO2 → H+ + H2PO2−: A) zbog toga jer atom fosfora stvara dvije kovalentne veze sa dva atoma vodika, a samo jedan atom vodika vezan je na kisik B) jer je H2PO2− anion nepravilne tetraedarske građe C) jer postoji dvostruka kovalentna veza između atoma fosfora i jednog atoma kisika D) jer nije dokazano postojanje aniona HPO22− i PO23− Odgovor: A H O

P

H

O

H

394. Od svih oksida dušika najstabilniji je N2O. Tek na povišenoj temperaturi razlaže se na elementarni dušik i kisik, a nije topljiv u vodi. Netopljivost u vodi objašnjavamo sljedećom činjenicom: A) niti jedan od dušikovih oksida nije topljiv u vodi, pa tako ni dušikov(I) oksid B) molekula ima veliki dipolni moment C) molekula je linearne građe i ima vrlo mali dipolni moment Odgovor: C N

N

O

N

N

O

395. Standardna entalpija izgaranja grafita iznosi ΔH = −393,5 kJ/mol, a dijamanta −395,4 kJ/mol. Termodinamički stabilnija alotropska modifikacija ugljika je: A) dijamant B) grafit C) entalpija izgaranja nije parametar koji određuje termodinamičku stabilnost spoja Odgovor: B

159

396. Neke kemijske reakcije zbivaju se složenim mehanizmom u više koraka što često nije uočljivo u sumarnoj jednadžbi reakcije. brzinu takve reakcije određuje: A) najbrži korak u reakciji B) najsporiji korak u reakciji C) samo iz sumarne jednadžbe reakcije možemo vidjeti da li se ona zbiva brzo ili sporo Odgovor: B 397. U nizu oksokiselina klora (HClO, HClO2, HClO3, HClO4) jakost kiselina raste: A) smanjenjem oksidacijskog broja klora B) povećanjem broja atoma kisika u strukturi kiseline C) smanjenjem broja atoma kisika u strukturi kiseline D) sve oksokiseline klora gotovo su jednake po jakosti jer sadrže samo jedan vodikov atom Odgovor: B 398. Berilijev klorid, BeCl2 nije ionski spoj za razliku od klorida kalcija, stroncija i barija zbog: A) njegove otrovnosti B) berilij ima najviše vrelište među zemnoalkalijskim metalima C) berilij ima mali atomski, a time i ionski radijus i relativno veliki naboj kationa D) berilij ima najnižu energiju ionizacije mežu zemnoalkalijskim metalima Odgovor: C 399. Reakcijom benzena sa smjesom koncentrirane dušične i sumporne kiseline pri 50°C nastaje: A) benzensulfonska kiselina B) cikloheksan C) nitrobenzen D) 3-nitrobenzensulfonska kiselina E) niti jedan od navedenih spojeva Odgovor: C + HNO3

H2SO4 o

50 C

NO2

+ H2O

H2SO4 veže nastalu vodu. 400. Elektronegativnost u periodnom sustavu elemenata: A) raste odozgo prema dolje i slijeva nadesno B) raste odozdo prema gore i slijeva nadesno C) raste odozgo prema dolje i s desna nalijevo D) opisuje sposobnost atoma nekog elementa da primi elektron Odgovor: B 401. Orbitala je: A) matematička funkcija B) prostor u kojem se nalazi elektron

160

C) kvantna jednadžba bez rješenja D) odnos radijusa atoma i broja elektrona E) sve su tvrdnje točne Odgovor: A 402. Endotermni proces: A) je onaj kod kojeg sustav apsorbira toplinu iz okoline B) nije nikad spontani proces C) je prijelaz iz plinovite u tekuću fazu D) je onaj proces pri kojem sustav oslobađa toplinu u okolinu Odgovor: A 403. Najjača lužina je: A) Mg(OH)2 B) Ca(OH)2 C) Al(OH)3 D) H2O Odgovor: B Od navedenih, otopljene molekule kalcijeva hidroksida najvećim dijelom disociraju. 404. Kisik ima pozitivan oksidacijski broj u: A) oksidima B) peroksidima C) superoksidima D) spoju OF2 E) spoju HClO Odgovor: D Fluor je elektronegativniji od kisika pa je njegov oksidacijski broj −1, a time je kisikov oksidacijski broj u ovom spoju +2. 405. Osmotski tlak: A) ne ovisi o temperaturi B) ovisi o broju čestica otopljene tvari C) ovisi o veličini čestica otopljene tvari D) sve navedene tvrdnje su točne Odgovor: B 406. Pri otapanju NaCl u vodi: A) smanjuje se broj čestica u sustavu B) mijenja se pH otopine C) oslobađa se klor D) smanjuje se električna vodljivost E) sve gore navedene tvrdnje su netočne Odgovor: E NaCl je sol jake baze i jake kiseline pa otapanjem u vodi ne podliježe hidrolizi zbog čega se pH otopine ne mijenja. Otapanjem disocira na ione klora i natrija koji svojom pokretljivošću omogućuju električnu vodljivost.

161

407. Voda je: A) samo kiseli oksid B) samo bazični oksid C) neutralni oksid D) može biti i kiseli i bazični oksid Odgovor: D 2H2O → H3O+ + OH− 408. Brzina kemijske reakcije raste s povećanjem temperature uslijed: A) smanjenja energije aktivacije B) povećanja koncentracije reaktanata C) smanjenja kinetičke energije reaktanata D) pomicanjem kemijske ravnoteže udesno E) povećanjem udjela čestica s kinetičkom energijom većom od energije aktivacije Odgovor: E 409. Alkaloidi su prirodni organski spojevi koji mogu imati različita fiziološka djelovanja. Ime su dobili jer: A) nastaju iz prirodnih karboksilnih kiselina i jakih lužina B) u svom sastavu sadrže razne metale u obliku hidroksida C) otapanjem u vodi oslobađaju amonijak D) sadrže jedan ili više atoma dušika u heterocikličkom prstenu i stoga imaju bazna svojstva E) niti jedna trdnja nije točna Odgovor: D Npr. kofein, kokain, atropin, nikotin itd. 410. Kontroliranom hidrolizom nukleinske kiseline cijepaju se u manje fragmente i napokon u tri karakteristične komponente: A) heterocikličke baze, heksoze i fosfornu kiselinu B) heterocikličke baze, pentoze i aminokiseline C) monosaharide, aminokiseline i fosfornu kiselinu D) heterocikličke baze, pentoze i fosfornu kiselinu E) heterocikličke baze, pentoze i fosfitnu kiselinu Odgovor: D 411. Kod izoelektrične pH vrijednosti, aminokiselina je: A) dipolni ion (zwitterion) B) neutralna molekula C) kod ove vrijednosti pH topljivost aminokiseline je najmanja D) sve navedene tvrdnje su točne Odgovor: D 412. Kiralna molekula: A) obavezno sadrži atom dušika u prstenu B) ima najmanje jedan asimetričan atom ugljika C) ima visoko vrelište

162

D) ne pokazuje signale u IR spektru Odgovor: B Asimetričan je onaj atom ugljika na čije su četiri veze vezane četiri različite atomske skupine, odnosno atoma. 413. Temperatura sublimacije je: A) temperatura kod koje jedna kruta faza prelazi u drugu krutu fazu B) temperatura pri kojoj je tlak para krutine jednak atmosferskom tlaku C) temperatura pri kojoj je tlak para krutine jednak tlaku vodene pare D) temperatura pri kojoj se kisik adsorbira na cijelu površinu krute faze Odgovor: B Sublimacija je prijelaz tvari izravno iz čvrste, krute faze u plinovitu. Sublimiraju uglavnom molekulski kristali zbog slabih van der Waalsovih sila među molekulama. 414. Henryevom zakonu topljivosti plinova pokorava se: A) HF B) CO2 C) He D) H2S E) svi navedeni plinovi Odgovor: C Henryjev zakon glasi: masa otopljenog plina na određenoj temperaturi u jedinici volumena neke tekućine izravno je razmjerna tlaku plina. Ovom zakonu ne pokoravaju se plinovi koji kemijski reagiraju s vodom. 415. Brojčana vrijednost konstante ravnoteže kemijske reakcije ovisi o: A) koncentraciji reaktanata B) koncentraciji produkata C) tlaku reaktanata odnosno produkata D) temperaturi E) katalizatoru Odgovor: D Promjena temperature reakcijske smjese uzrokuje pomak ravnotežnih koncentracija reaktanata u smjesi. 416. Spojeve C2H4, C3H6 i C4H8 ubrajamo u skupinu: A) alkana B) alkena C) alkina D) ugljikohidrata Odgovor: B Zadovoljavaju opću formulu za alkene, CnH2n. 417. Glukoza, jedan od najčešćih ugljikohidrata i najrasprostranjeniji organski spoj na Zemlji: A) u strukturi sadrži keto skupinu B) s Tollensovim reagensom ne daje pozitivan test C) nalazi se u sastavu DNA

163

D) sve navedene tvrdnje su točne E) nijedna navedena tvrdnja nije točna Odgovor: E Glukoza je aldoheksoza. 418. Aminokiseline sadrže nužno jednu od navedenih skupina: A) amidnu skupinu B) azidnu skupinu C) imidnu skupinu D) amino skupinu Odgovor: D Samo ime sve govori. 419. RNA se razlikuje od DNA jer sadrži: A) 2-deoksi-D-ribozu umjesto D-riboze B) 2-deoksi-D-ribozu umjesto L-riboze C) D-ribozu umjesto 2-deoksi-D-riboze D) D-ribozu umjesto L-riboze Odgovor: C RNA se sastoji od D-riboze, adenina, gvanina, citozina, uracila, fosforne kiseline, a DNA od 2-deoksi-D-riboze, adenina, gvanina, citozina, timina, fosforne kiseline. 420. Peptidna veza ostvaruje se pri sintezi proteina reakcijom između: A) karboksilne skupine jedne aminokiseline i hidroksilne skupine druge aminokiseline B) kondenzacijom karboksilnih skupina aminokiselina uz amonijak C) karboksilne skupine jedne aminokiseline i aminoskupine druge aminokiseline D) peptidna veza se ne nalazi u proteinima, već u DNA Odgovor: C O H2N CH C OH + H N CH COOH R1

H R2

O H2N CH C N CH COOH + H2O H R2 R1

421. Element s rednim brojem Z = 19 je: A) nemetal koji je u spojevima jednovalentan B) prijelazni metal koji ima jedan d elektron C) metal koji je u spojevima jednovalentan D) metal koji je u spojevima dvovalentan Odgovor: C To je kalij, K element 1. skupine peridnog sustava elemenata, skupine alkalijskih metala. 422. Karakteristika periode u periodnom sustavu je da: A) svaki element ima po jedan elektron više od prethodnog B) svaki element ima relativnu masu za jedan veću od prethodnog C) su elementi poredani po padajućoj elektronegativnosti D) elementi imaju isti broj valentnih elektrona Odgovor: A

164

Unutar periode elementi su poredani po rastućem rednom broju koji je ujedno jednak i broju protona u jezgri i broju elektrona u omotaču. 423. Broj valentnih elektrona centralnog atoma nije 8 (odstupanje od pravila okteta) u: A) H2O B) CO2 C) BF3 D) NH3 Odgovor: C Vidi odgovor 383. 424. Reakcijom 1 mola fosforne kiseline i 1 mola kalcijevog hidroksida nastaje: A) Ca(H2PO4)2 B) CaHPO4 C) Ca2HPO4 D) CaH2PO4 Odgovor: B Ca(OH)2 + H3PO4 → CaHPO4 + 2H2O Iz jednadžbe je vidljivo da nastaje jedna molekula (i 1 mol) kalcijevog hidrogen fosfata. 425. Ako se tlak nekog plina poveća dva puta, a pri tome volumen smanji tri puta, tada će temperatura tog plina biti (T0 označuje početnu temperaturu): A) 2 T0 B) 3/2 T0 C) 2/3 T0 D) 3 T0 Odgovor: C p = 2p0 V V = 0 3 V T0 ⋅ 2 p0 0 p0V0 pV T0 pV 3 = 2T = ⇒T= = 0 T0 T p0V0 p0V0 3 426. Reakciju neutralizacije predstavlja: A) CaCl2 + K2CO3 → CaCO3 + 2KCl B) Ca(OH)2 + K2CO3 → CaCO3 + 2KOH C) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 D) Ca(OH)2 + 2H2CO3 → Ca(HCO3)2 + 2H2O Odgovor: D Reakcija neutralizacije je reakcija između baza, npr. Ca(OH)2 i kiselina, npr. H2CO3 uz nastajanje soli, npr. Ca(HCO3)2 i vode, H2O. 427. Između četiri navedena hidrida najniže vrelište ima: A) CH4 B) NH3

165

C) H2O D) NaH Odgovor: A Veze između ugljika i vodika u metanu su kovalentne. Molekule metana nisu polarne molekule. Time su sile između molekula metana najslabije, a to znači da su molekule metana najpokretljivije pa metan prelazi u plinovito stanje na najnižoj temperaturi od svih navedenih hidrida. 428. Oksidacijski broj kalcija u CaH2 je: A) +2 B) 1 C) −1 D) −2 Odgovor: A Vodik u hidridima metala ima oksidacijski broj −1, time kalcij u kalcijevu hidridu ima oksidacijski broj +2. 429. Jednadžba koja prikazuje otapanje sumporne kiseline u vodi je: A) H2SO4 + 2H2O → 2H3O+ + SO42− B) H2SO4 + H2O → SO3 + H2O C) H2SO3 + H2O → SO2 + H2O D) H2SO3 + 2H2O → 2H3O+ + SO32− Odgovor: A 430. Acetaldehid nastaje: A) oksidacijom mravlje kiseline B) redukcijom etilen-glikola C) redukcijom octene kiseline D) redukcijom etanola Odgovor: C CH3COOH + H2 → CH3CHO + H2O U reakcije redukcije octene kiseline spadaju i reakcije spajanja s vodikom. 431. U kompleksnom ionu [Ni(CN)4]2− cijanidni ligandi su u uglovima: A) tetraedra B) kvadrata C) trostrane piramide D) romba Odgovor: B 432. Ozon je: A) O22− B) O3 C) H2O2 D) OsO4 Odgovor: B

166

433. Polistiren nastaje polimerizacijom: A) acetilena B) 1,2-etandiola C) feniletena D) vinil-klorida Odgovor: C Polistiren nastaje, kako mu samo ime kazuje, polimerizacijom stirena. Drugo ime za stiren je fenileten. 434. U 500 mL otopine otopljeno je 0,01 mol kiseline HA. Ako se zna da ta kiselina disocira 10 %, pH nastale otopine je: A) 1 B) 2 C) 2,7 D) 3,5 E) 5,0 Odgovor: C V(otopine) = 500 mL = 0,5 dm3 n(HA) = 0,01 mol stupanj disocijacije, α(HA) = 0,1 (10 %) n(H+) = n(HA)⋅ α(HA) = 0,01⋅0,1 = 0,001 mol c(H + ) =

n( H + ) 0,001 = = 0,002 mol dm −3 V (otopine) 0,5

−3 ⎞ ⎛ c(H + ) ⎞ ⎛ ⎟ = − log⎜ 0,002 moldm ⎟ = − log0,002 = 2,7 pH = − log⎜ ⎜ moldm−3 ⎟ ⎜ moldm−3 ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠

435. Ukupni broj elektrona u 0,1 mol Li+ iona je: A) 1,8×1023 B) 1,2×1023 C) 6,0×1022 D) 3,0×1022 E) 2,0×1022 Odgovor: B n(Li+) = 0,1 mol N(e−) = ? Litijev redni broj je 3, a to, između ostalog govori, da ima tri elektrona, a Li+ ima jedan manje, tj. dva. N(Li+) = n(Li+)⋅NA = 0,1⋅6,022⋅1023 = 6,022⋅1022

N(e−) = 2⋅N(Li+) = 2⋅6,022⋅1022 = 12,044⋅1022 = 1,2044⋅1022 436. Za izlučivanje 0,1 mol bakra iz bakarova(II) sulfata tijekom elektrolize potrebna količina električnog naboja je: A) ista kao za izlučivanje 0,1 mola Ag iz AgNO3 B) tri puta manja nego za izlučivanje 0,1 mol Al iz AlCl3

167

C) ista kao za izlučivanje 0,05 mola Na iz NaCl D) dva puta manja nego za izlučivanje 0,1 mol Ag iz AgNO3 E) ista kao i za izlučivanje 0,2 mola Na iz NaCl Odgovor: E Cu2+ + 2e− → Cu 2Na+ + 2e− → 2Na Iz jednadžbi je vidljivo da se uz isti broj elektrona (isti naboj!) može izlučiti dvostruko više atoma (molova!) natrija. 437. Prilikom izgaranja nekog ugljikovodika, volumen nastale vodene pare bio je dva puta veći od volumena nastalog ugljikovog(IV) oksida (pri standardnim uvjetima). Taj spoj je: A) metan B) buten C) benzen D) 2-pentin E) 1,3-butadien Odgovor: A Volumen pri standardnim uvjetima ovisi samo o broju čestica, molekula. Znači da nastaje dvostruko veći broj molekula vode od molekula CO2. Jedina moguća kombinacija je CH4 + 2O2 → CO2 + H2O. 438. Izdvojite skupinu u kojoj svi spojevi ili ioni imaju amfoterna svojstva: A) HCO3–, Al(OH)3, NH2CH2COOH B) H2SO4, HSO4−, Al(OH)3 C) H2CO3, NH2CH2COOH, CO32− D) NH4Cl, NH4OH, HPO42− E) Al(OH)3, HCN, CO32− Odgovor: A Amfoternost je svojstvo atoma, molekule ili iona da reagira i s kiselinama i s lužinama. 439. Vrijeme poluraspada 130I iznosi 8 dana. Količina preostalog (A0 je početna količina 130I) će: A) 1 A0 B) 3/4 A0 C) 1/2 A0 D) 1/4 A0 E) 0 Odgovor: D Za osam dana 1 n(130 I) = A0 , 2 Za još osam dana (ukupno 16 dana) 1 1 1 n(130 I) = ⋅ A0 = A0 2 2 4

168

130

I nakon 16 dana biti

440. Δ reakcije C + 2H2 → CH4 izražena u kJ/mol iznosi (energija veza C−H 412 kJ/mol, H−H 436 kJ/mol): A) +24 B) −24 C) +479 D) −776 E) 776 Odgovor: D ΔrH = entalpija produkata − entalpija reaktanata = 4(−412) − 2(−436) = −776 kJ/mol U metanu su 4 C-H veze. Entalpije formiranja su negativne jer se energija oslobađa formiranjem veza C-H i H-H. 441. Saponifikacija masti je: A) reakcija sapuna i masti B) reakcija cijepanja monofosfatne skupine u fosfolipidima C) reakcija bazno-katalizirane hidrolize estera D) reakcija oksidacije eterske veze E) reakcija kiselo-katalizirane esterifikacije Odgovor: C Vidi odgovor 361.

169