2. skupina kovů, termochemie, chemická rovnováha

Question 1

Proč je uhlík (a křemík) obvykle čtyřvazný?

Answer 1

Protože mají ve valenční vrstvě čtyři elektrony, z toho dva nespárované a dva spárované, jeden ze spárovaných excituje, tím pádem jsou pak zde čtyři nespárované elektrony.

Question 2

Popište vlastnosti a strukturu elementárních forem uhlíku.

Answer 2

Uhlík se vyskytuje ve dvou elementárních formách – diamant a grafit. V diamantu má každý atom uhlíku 4 vazby na 4 další atomy uhlíku. Je to nejtvrdší přírodní materiál. U grafitu každý atom uhlíku v grafitu má 3 vazby na 3 uhlíky. Atomy tvoří plochou vrstvu. Jednotlivé vrstvy jsou v grafitu nad sebou. Používáme ho při výrobě tužek. Při psaní tužkou se jednotlivé vrstvy atomů odlepují. Grafit také vede elektrický proud, protože ze čtyř valenčních elektronů použije na vytvoření vazeb vždy jen tři a čtvrtý elektron se volně pohybuje v tělese. Proto vede elektrický proud – obsahuje volné elektrony, které se mohou materiálem pohybovat.

Question 3

K čemu využíváme karbonizaci?

Answer 3

Karbonizaci využíváme při výrobě elementárního uhlíku, který se využívá při výrobě železa.

Question 4

Jak reaguje CO2 s vodou? Jak tato reakce ovlivňuje pH naší krve?

Answer 4

CO2 +H2O -> H2CO3

Tato reakce snižuje pH naší krve, protože vzniká kyselina.

Question 5

Jaké procesy uvolňují CO2 do atmosféry, jaké procesy odebírají CO2?

Answer 5

Fotosyntéza odebírá oxid uhličitý z atmosféry, spalování fosilních paliv, hoření a buněčné dýchání uvolňují oxid uhličitý do atmosféry.

Question 6

Na co se tepelně rozkládají uhličitany?

Answer 6

Uhličitany se tepelně rozkládají na oxid příslušného kovu a oxid uhličitý.

Question 7

Jak reaguje silnější kyselina se solí slabší kyseliny?

Answer 7

Ze silnější kyseliny vznikne sůl příslušné kyseliny a ze soli slabší kyseliny vznikne příslušná kyselina. Tomuto typu reakce se říká vytěsnění slabší kyseliny silnější kyselinou. Silnější kyselinu lze použít k výrobě slabší kyseliny.
Např. ze vzniklé kyseliny uhličité začne vznikat voda a oxid uhličitý.

Question 8

K čemu využíváme karbid křemičitý?

Answer 8

Karbid křemičitý využíváme k broušení, řezání, ostření nožů, výrobě brzd a neprůstřelných vest.

Question 9

Proč je diamant tvrdší než elementární křemík?

Answer 9

Protože vazby mezi dvěma uhlíky jsou silnější než vazby mezi dvěma křemíky.

Question 10

Proč najdeme v přírodě křemík často ve sloučeninách s kyslíkem?

Answer 10

Protože kyslík s křemíkem mají k sobě velkou afinitu, velkou schopnost slučovat se.

Question 11

Popište, jak funguje N-polovodič.

Answer 11

N-polovodič má příměs prvku, který má navíc jeden valenční elektron oproti druhému prvku. Tím pádem vždy nějaké množství elektronů se může volně pohybovat tělesem. To ho činí vodivým.

Question 12

Popište, jak funguje P-polovodič.

Answer 12

U P-polovodiče je příměsí prvek, který má o jeden valenční elektron méně než druhý prvek. Tím pádem vzniká díra, kterou se snaží zaplnit ostatní elektrony. Jejich pohybem vznikají další díry, které se opět zaplňují, a tak se elektrony pohybují a těleso je vodivé.

Question 13

Kde využíváme N- a P-polovodiče?

Answer 13

N- a P-polovodiče využíváme k výrobě solární panelů a mikročipů.

Question 14

Jaké druhy pevných látek rozlišujeme (dle struktury)? Jak se od sebe jednotlivé druhy liší?

Answer 14

Rozlišujeme látky amorfní a krystalické. Krystalické mají na rozdíl od amorfních pravidelnou strukturu.

Question 15

Jak se liší struktura křemenného písku a křemenného skla?

Answer 15

Křemenný písek má krystalickou strukturu a křemenné sklo amorfní strukturu (nepravidelnou).

Question 16

Proč při výrobě skla přidáváme Na2CO3?

Answer 16

Protože při přidání uhličitanu sodného se směs roztaví již při 850 stupních Celsia, namísto 1700, tím pádem spotřebujeme méně tepla a výroba skla je levnější.

Question 17

Proč je silikagel schopen adsorbovat velké množství vody?

Answer 17

Silikagel je schopen adsorbovat velké množství vody, protože má velký vnitřní povrch, je to hygroskopická látka.

Question 18

Proč se různé silikony liší svojí viskozitou?

Answer 18

Protože čím delší řetězce látku tvoří, tím je viskóznější.

Question 19

Jak se liší kovová a kovalentní vazba?

Answer 19

V kovové vazbě atomy kovu sdílejí část valenčních elektronů se všemi ostatními atomy v celém kusu kovu – okolo atomů vzniká „elektronový plyn” – ten způsobuje elektrickou vodivost kovů. V kovalentní vazbě sdílejí dva atomy jeden nebo více elektronových párů.

Question 20

Proč jsou iontové látky křehké a kovy kujné?

Answer 20

Iontové látky jsou křehké, protože při deformaci se změní přitažlivost jednotlivých iontů, přestanou se přitahovat, přeruší se mezi nimi vazby. U kovů přitažlivost a vazby zůstávají stejné.

Question 21

Které dva kovy jsou nejvyráběnější?

Answer 21

Nejvyráběnější kovy jsou železo a hliník.

Question 22

Popište elektrolýzu taveniny NaCl (co, z čeho, jak, kde a proč vzniká).

Answer 22

Nejdříve zahřejeme NaCl, z pevné látky se stane látka kapalná, ve které už nahodile plavou ionty sodíku a chlóru, nejsou v mřížce. Do takovéto taveniny ponoříme vodivý materiál, ke kterému připojíme zdroj elektronů. Vodivý materiál je takto záporně nabitý a ionty, které jsou kladné (Na+), jdou, k tomuto vodiči, protože opačně nabité věci se přitahují. Až bude na vodiči dostatečně velký přetlak elektronů, začnou elektrony přeskakovat k sodným kationtům a vznikne sodík v kovovém stavu. Abychom předešli tomu, že v tavenině začne převládat záporný náboj kvůli chlorným aniontům a tím i zastavením výroby sodíku, protože se elektrony začnou odpuzovat od záporně nabité taveniny, ponoříme do taveniny „vysavač elektronů“ (kladně nabitý vodivý materiál). Pokud je nedostatek elektronů dostatečně veliký, začnou elektrony z chloridových aniontů přeskakovat do materiálu. Začne bublat chlor.

Aby elektrolýza mohla probíhat, musí být mezi elektrodami dostatečný rozdíl elektrického potenciálu.

Question 23

Co to je anoda a co to je katoda?

Answer 23

Anoda je vodivý materiál, který se ponořuje do taveniny a probíhá na něm oxidace. Na katodě probíhá redukce.

Question 24

Popište elektrolýzu oxidu hlinitého. K čemu při této elektrolýze používáme Na3[AlF6]?

Answer 24

Na3[AlF6] se používá při tavení oxidu hlinitého, snižuje jeho bod tání. Tím pádem je elektrolýza oxidu levnější. Při elektrolýze se používají tři uhlíkové anody a jedna uhlíková katoda. Kovový hliník vzniká v kapalném stavu. Kyslík vznikající na anodě reaguje s anodou (která je z uhlíku)

Question 25

Jak reaguje hliník s HCl(aq) a jak s NaOH(aq)?

Answer 25

Al (s) + HCl (aq)   -> AlCl3 (aq) + H2 (g)

Al (s) + NaOH (aq) + H2O (l) ->  Na[Al(OH)4] (aq) + H2 (g)

Question 26

Jak se liší substituční a intersticiální slitina?

Answer 26

V substituční slitině atomy druhého prvku nahradí v mřížce atomy hlavní složky. V intersticiální slitině se atomy druhého prvku vmezeří do volných prostorů mezi atomy hlavní složky.

Question 27

Na co využíváme slitiny hliníku?

Answer 27

Slitiny hliníku využíváme k výrobě aut, lodí a letadel.

Question 28

Co to znamená flokulace vody, k čemu ji využíváme, a jakou chemikálii
používáme jako flokulant?

Answer 28

Jako flokulant používáme síran hlinitý. Flokulace vody je proces, kdy částice ve vodě, kterých se chceme zbavit jsou moc malé na to, aby se odstranily filtrací, tak se přidá flokulant, který způsobí sražení částic do větších celků, které se pak snadno odstraní.

Question 29

Co je silnější oxidační činidlo, PbO nebo PbO2?

Answer 29

Oxid olovičitý je silnější oxidační činidlo, protože má větší tendenci se redukovat do stabilnějšího stavu (+II).

Question 30

Co to je pájka, k čemu ji využíváme?

Answer 30

Pájka je směs cínu a olova. Využívá se při pájení – dva kusy tělesa propojíme tak, že mezi ně naneseme roztavenou slitinu (kov) a necháme ji zchladnout (zatuhnout).

Question 31

Jak reaguje hliník s kyslíkem?

Answer 31

Hliník se pokryje velmi tenkou vrstvou Al2O3, která se nedrolí a brání přístupu O2 dovnitř kovu.

Question 32

Podle čeho jsou kovy řazeny v Beketovově řadě?

Answer 32

Čím je kationt více vpravo, tím více chce elektrony. Čím je kov více vpravo, tím je obtížnější ho zoxidovat a lehčí ho zredukovat.

Question 33

Popište, jak funguje galvanický článek.

Answer 33

U galvanického článku využíváme přesun elektronů při redoxní reakci na výrobu elektrického proudu. Rozdělíte ji na dvě poloreakce. Tyto poloreakce fyzicky oddělíte a propojíte je vodičem. Elektrony začnou proudit vodičem.

Vezměme si např. tuto reakci. Do jedné nádoby s vodou přisypeme CuSO4, to se nám ve vodě rozpustí na Cu2+ + SO42-. Do tohoto roztoku ponoříme kus kovové mědi. Do druhé nádoby s vodou přisypeme ZnSO4, to se nám ve vodě rozpustí na Zn2+ + SO42-. Do tohoto roztoku ponoříme kus kovového zinku. Měděný plech a zinkový plech propojíme vodičem. Když toto sestavíme, tak vodičem začnou proudit elektrony od plechu Zn do plechu Cu. Elektrický proud začne proudit vodičem, protože na každé straně takto sestavené aparatury začne probíhat poloreakce:

Když baterii takto zapojíme, tak nám velmi rychle přestanou proudit elektrony, protože u mědi se začne akumulovat záporné napětí z důvodu převahy SO4- nad Cu2+, toto záporné napětí zastaví proud elektronů. Proto je třeba zajistit, aby se mohly náboje vyrovnávat. To lze udělat např. tak, že umožníte aniontům přecházet z jednoho roztoku do druhého, aby se neakumuloval záporný náboj v roztoku Cu2+. Takto zapojená baterie bude produkovat elektrický proud mnohem déle. Elektrony proudí od zinkové elektrody, protože je zde větší elektrický potenciál než na měděné elektrodě.

Idk nejdou sem dát obrázky, najdi si o v tom souboru od Johany :))

Question 34

Jaký je rozdíl mezi elektrolýzou a galvanickým článkem?

Answer 34

V galvanickém článku využíváme spontánní redoxní reakci k výrobě elektrického proudu, a při elektrolýze využíváme elektrický proud na provedení redoxní reakce, která by nikdy sama od sebe neproběhla.

Question 35

Co to je koordinační sloučenina?

Answer 35

Koordinační sloučenina je chemická sloučenina, která obsahuje alespoň jednu koordinačně-kovalentní vazbu.

Question 36

Jak reagují alkalické kovy s vodou?

Answer 36

Alkalické kovy po kontaktu s vodou hoří nebo explodují.

Question 37

Proč se zvyšuje reaktivita alkalických kovů ve skupině směrem dolu?

Answer 37

Při reakci s vodou se tyto kovy oxidují (ztrácí valenční elektron), snadnost ztráty elektronu roste směrem dolů (ionizační energie klesá směrem dolů).

Question 38

K čemu využíváme schopnost alkalických kovů vyzařovat barvy?

Answer 38

Schopnost alkalických kovů využíváme při výrobě ohňostrojů, do kterých kovy přidáváme.

Question 39

Který alkalický kov používáme na zmírnění bipolární poruchy?

Answer 39

Lithné kationty používáme k zmírnění bipolární poruchy.

Question 40

Proč se velikost atomů zvětšuje ve skupinách směrem dolu?

Answer 40

Velikost atomů se zvětšuje ve skupinách směrem dolu, protože směrem dolu mají čím dál tím víc zaplněných valenčních vrstev.

Question 41

Jak vyrábíme hydroxid sodný?

Answer 41

Hydroxid sodný vyrábíme elektrolýzou vodného roztoku NaCl, při které se musí snižovat koncentrace Cl- a zvyšovat koncentrace OH-. Když odelektrolyzujeme veškeré Cl- ionty a odpaříme zbylou vodu, vykrystalizuje nám pevný NaOH.

Question 42

Jak a z čeho vyrábíme mýdlo?

Answer 42

Mýdlo vyrábíme přidáním živočišného/rostlinného tuku do roztoku NaOH a tuto směs zahřejeme. Tím vzniká mýdlo a glycerol.

Question 43

Co to je jedlá soda a jak neutralizuje žaludeční šťávy?

Answer 43

Jedlá soda je hydrogenuhličitan sodný, který používáme na zvýšení pH v žaludku (neutralizace žaludečních šťáv).

Kyselina uhličitá se rozloží na oxid uhličitý a vodu. Jelikož touto reakcí měníme HCl na neutrální sůl, pH se tím zvýší.

Question 44

Popište výrobu uhličitanu sodného rovnicemi.

Answer 44

2NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O

Question 45

Proč jsou kovy druhé skupiny méně reaktivní než kovy první skupiny?

Answer 45

Kovy druhé skupiny jsou méně reaktivní než kovy první skupiny, protože mají vyšší elektronegativitu a vyšší ionizační energii.

Question 46

Objasněte, jak funguje sádra.

Answer 46

Když zahřejeme minerál sádrovec, odpaří se určité množství vody a vznikne sádra.
Když k sádře přidáme vodu, vznikne zpátky minerál sádrovec. Pomocí obvazů si tento minerál vytvarujeme okolo končetiny.

Question 47

Objasněte, jak funguje vápenná malta.

Answer 47

Tepelným rozkladem vápence (okolo 1000o C), vzniká oxid vápenatý (takzvané pálené vápno, vzniká „pálením vápence“).

Hydroxid vápenatý nazýváme hašené vápno (vznikl “uhašením“ páleného vápna). Vápennou maltu vyrobíme smícháním písku, vody a Ca(OH)2 – hašeného vápna

Hydroxid vápenatý začne reagovat s CO2 ze vzduchu a začne zpátky vznikat vápenec, voda se z malty odpaří.

Question 48

Objasněte, proč v jeskyních vznikají krápníky.

Answer 48

Oxid uhličitý ze vzduchu reaguje s vodou až se ustálí rovnováha mezi oxidem uhličitým ve vodě a ve vzduchu. Pokud voda obsahující CO2 teče okolo vápence, vápenec se v ní začne “rozpouštět“.

Ustaví se rovnováha, začne vznikat hydrogenuhličitan vápenatý, který je rozpustný ve vodě. Čím více CO2 (g) je okolo vody, tím více CO2 (aq) je ve vodě, tím více Ca(HCO3)2 vzniká. Když voda protéká půdou, zvýší se koncentrace CO2 (aq), protože půda obsahuje velké množství CO2, díky organismům, které ho v půdě tvoří. Tím pádem bude vznikat výrazně více Ca(HCO3)2, než kdyby byl vápenec na povrchu země. Vysoká koncentrace Ca(HCO3)2 ve vodě muže existovat pouze pokud v okolí je vysoká koncentrace CO2. Nedostatek CO2 (g) v jeskyni způsobí pokles CO2 (aq) ve vodě. Rovnováha se vždy ustaví tak, aby kompenzovala změnu podmínek. Tudíž v jeskyni začne vznikat CaCO3, kterému v tomto případě říkáme krápníky.

CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2

Question 49

Jaké informace lze vyčíst z rovnovážné konstanty?

Answer 49

Z rovnovážné konstanty lze vyčíst popis rovnováhy v chemických rovnicích (koncentrace produktů a výchozích látek, když je reakce v rovnováze).

Question 50

Co to je iontový součin vody?

Answer 50

Iontový součin vody je rovnovážná konstanta reakce vody s vodou.

Question 51

Le Chatelierův princip.

Answer 51

Le Chatelierův princip spočívá v tom, že když změníme podmínky v reaktoru, reakce změní podmínky zpátky.

Question 52

Co to je síla vazby?

Answer 52

Síla vazby je energie potřebná k rozpojení jednoho molu vazeb.

Question 53

1. Termochemický zákon

Answer 53

Tepelná změna při přímé a zpětné reakci je až na znaménko stejná.

Question 54

Proč si naše tělo ukládá tuk, a ne cukr jako zásobu energie?

Answer 54

Protože spalováním tuků získáme více energie než spalováním cukrů.

Question 55

Z jakých třech skupin látek obsažených v potravinách můžeme získat energii?

Answer 55

Bílkoviny, tuky a cukry.

Question 56

Friendly reminder, že ta chemie je pěkná mrdka

Answer 56

:)