תגובות כימיות
עולם החומרים כל החומרים עשויים מיסודות המוכרים מהטבלה המחזורית. האטומים של היסודות נקשרים לאטומים מאותו הסוג או אטומים מסוגים שונים למולקולות (פרודות) תהליך יצירה או פירוק חומרים נקרא תגובה כימית (חומר הוא כל דבר שיש לו מסה והוא בעל נפח)
סוגי חומרים חומר טהור: חומר בעל הרכב כימי קבוע ותכונות פיזיקליות וכימיות המגדירות אותו כגון: צבע, ריח, מצב צבירה בטמפרטורת החדר, נקודות היתוך ורתיחה, תגובות עם חומרים מוכרים. קיימים שני סוגים: יסודות תרכובות
תערובות תערובת היא עירוב של שנים או יותר חומרים אשר שומרים על תכונותיהם וניתן להפרידם באמצעים פיסיקליים כמו: סינון חימום מיגנוט קירור אידוי זיקוק מיצוי
סוגי תערובות הומוגנית: תערובת אחידה- נראית כמו חומר אחד דוגמאות: פליז, תמיסת מלח, אוויר הטרוגנית: תערובת לא אחידה- לא נראית כמו חומר אחד. דוגמאות: סלט ירקות, מלח עם פלפל.
מהי תגובה כימית ? תגובה כימית היא תהליך שבו חומר אחד או יותר הופכים לחומר או חומרים אחרים. בעקבות התגובה נוצרים חומרים חדשים בעלי תכונות חדשות. החומרים המקוריים נקראים -> מגיבים בעקבות התגובה כימית מקבלים -> תוצרים
דוגמאות של תגובות כימיות שריפת גז הבישול שינוי צבע של התה כאשר מוסיפים לימון ניקוי האבן במיחם ע"י חומרים מיועדים לכך עיכול החומר בקיבה שלנו פירוק האוזון ע"י חומרים מתרסיסים או גז מזגנים
אילו סימנים חיצוניים יכולים להעיד על התרחשותה של תגובה כימית? שינויים אנרגטיים כמו פליטת או קליטת חום, פליטת אור, יצירת זרם חשמלי
אילו סימנים חיצוניים יכולים להעיד על התרחשותה של תגובה כימית? היווצרות גז
אילו סימנים חיצוניים יכולים להעיד על התרחשותה של תגובה כימית? שינויי צבע
אילו סימנים חיצוניים יכולים להעיד על התרחשותה של תגובה כימית? הופעת משקע
מהן התרכובות? תרכובות הן חומרים טהורים אשר ניתן לפרק אותן וניתן ליצור אותן מחומרים פשוטים יותר שהם היסודות. תרכובות נוצרות או מתפרקות בתגובה כימית.
השוואה תערובת- תרכובת ברזל (Fe) וגופרית (S) הפרדה בעזרת מגנט חימום ברזל וגופרית > תרכובת תוצרים מגיבים ברזל גופריתי גופרית + ברזל Fe + S FeS
תגובה בין יסודות ליצירת תרכובת א.תגובה בין מתכת לאל-מתכת: תגובה בין יסודות ליצירת תרכובת א.תגובה בין מתכת לאל-מתכת: תגובה בין נחושת וגופרית - ביצוע הניסוי – בספר עמ' 190 מלאו את הטבלה הבאה: האטום סימול מס' אטומי מתכת/ אל מתכת מאבד/ מקבל אלקטרונים מספר האלקטרונים שמקבל/ מאבד סוג היון שנוצר סימול היון נחושת גופרית
תוצרים מגיבים נחושת גופרית גופרית + נחושת Cu + S CuS בתגובה הכימית יסודות מתכתיים, שיש להם מספר קטן יחסית של אלקטרונים ברמה החיצונית, ונמשכים חלש יחסית לגרעין, נוטים לאבד ("למסור") אלקטרונים ואילו היסודות האל-מתכתיים, שיש להם מספר גדול יחסית של אלקטרונים ברמה החיצונית, ונמשכים חזק יחסית לגרעין, נוטים לקבל אלקטרונים.
נתרן (Na) ואשלגן (K) איזה יסודות שייכים למשפחה "מתכות אלקליות"? איזה יסוד בעל פעילות כימית גבוהה יותר? כוח משיכה< > מרחק בין האלקטרון ברמה החיצונית לגרעין האטום סימול מס' אטומי מס' פרוטונים מס' אלקטרונים מס' רמות מספר האלקטרונים ברמה החיצונית נתרן אשלגן
ביצוע הניסוי- בספר עמוד 212 Na + H20 K + H20 מה השינוי שהתרחש? פליטת אור, היווצרות גז. תוצרים מגיבים נתרן הידרוקסיד + מימן מים + נתרן בסיס, תרכובת יסוד, גז, דליק תרכובת, נוזל, חסר צבע יסוד, מתכת, מוצק, כסוף איזון משוואות: 2Na(s) + 2H20(l) H2(g) + 2NaOH(s)
נתרן הידרוקסיד- בסיס הנתרן NaOH תרכובת של בסיס נוצרת מהתרכבות חומצה מתכתית עם מים. זיהוי: נייר לקמוס וורוד יהפוך לכחול בתגובה עם בסיס.
תרגיל סיכום: קריטריונים נתרן מים מימן בסיס הנתרן סימון כימי סוג החומר מצב צבירה דליקות הולכה חשמלית
תהליך אקסותרמי ואנדותרמי תגובה כימית מלווה בדרך כלל בשינויי אנרגיה. חלק מהתגובות הכימיות מתרחשות תוך קליטת אנרגיה מהסביבה וחלקן על ידי פליטת אנרגיה לסביבה. תגובה כימית יכולה להיות אקסותרמית (סה"כ נפלטת אנרגיה) או אנדותרמית (סה"כ נקלטת אנרגיה)
תגובה בין יסוד מתכתי לחמצן ניסוי – בעירת מגנזיום– בספר עמ' 229 כתבו דו"ח ניסוי לבעירת המגנזיום בדקו את מסת המגנזיום לפני הבעירה, ואת מסת התוצר שהתקבל. האם היה שינוי ? אם כן מדוע ? האם תגובה זו הוא אקסותרמית/אנדותרמית?
בעירה תהליך כימי שבו מתרכב החומר הבוער עם חמצן. הבעירה מלווה בפליטת חום, תגובה אקסותרמית תחמוצת- תרכובת של יסוד כלשהו עם חמצן תרגול בספר עמוד 231
פירוק תרכובת ע"י חימום פירוק סוכר על ידי חימום – ביצוע ניסוי – חימום סוכר – בספר עמ' 179-181 אילו חומרים התקבלו בניסוי ? נסחו את התגובה הכימית האם התגובה היא אנדותרמית/אקסותרמית ? הסבר: החום מסייע בפרוק הקשרים שבין האטומים המרכיבים את התרכובת וכך מתפרק הסוכר למרכיביו.
פירוק תרכובת א. פירוק תרכובת על ידי זרם חשמלי – אלקטרוליזה ביצוע ניסוי בהדגמה – אלקטרוליזה של נחושת כלורית – בספר עמ' 147 – 149 מהם רכיבי האמבט האלקטרוליטי ? רשמו מה קורה ליד כל אלקטרודה ? נסחו את התגובה הכימית המתרחשת ? האם התגובה היא אנדותרמית/אקסותרמית ? ניסוי נוסף – אלקטרוליזה של מים
חומצות ובסיסים כשאנו אוכלים לימון אנו מרגישים טעם חמוץ בפה. אם נטעם בטעות סבון, נרגיש בטעם מר בפה ובמגע עם הסבון - נחוש חלקלקות. הלימון מכיל חומר השייך למשפחת החומצות (המאופיינות בטעם חמוץ) והסבונים מכילים חומר השייך למשפחת הבסיסים (המאופיינים בטעם מר ובתחושת חלקלקות). חומצות ובסיסים בחיי היומיום משמשים כחומרי ניקיון או חומרי מאכל. בספר "פרקים בחשמל וכימיה" עמ' 253- 254, 258- 259
חומצה - היא כל חומר שהחלקיקים שלו מסוגלים למסור פרוטון (H+) (על פי ההגדרה של המדענים ברנסטד ולאורי (משנת 1923). סולם דרגת חומציות – סולם pH - נע בין 0 – 14 0- חומצי ביותר 7 – נטראלי 14 – בסיסי ביותר
כיצד מודדים pH? ניתן לזהות את החומצות והבסיסים השונים באמצעות חומרים שמשנים את צבעם בתגובה עם החומצה או הבסיס. חומרים "מזהים" אלו מכונים אינדיקטורים (בוחנים). הם מזהים אך לא משנים את התגובה והתגובה לא תלויה בהם. נייר הלקמוס הוא דוגמא לאינדיקטור לחומצות ובסיסים: נייר לקמוס כחול יהפוך בתגובה עם חומצה לורוד (ובנוכחות בסיס יישאר כחול) ונייר לקמוס וורוד יהפוך לכחול בתגובה עם בסיס (וישאר ורוד בנוכחות חומצה). נייר הלקמוס מגיב באופן מיידי בטמפרטורת החדר. מי כרוב צלולים או תמצית תה משמשים כאינדיקטורים טבעיים
תגובת סתירה סתירה הו תהליך בו מגיב חומר חומצי עם חומר בסיסי ובכך הם מבטלים את ההשפעה אחד של שני. ביטול ההשפעה של חומצה או של בסיס בא לידי ביטוי בהתרכבות הנוצרת בי חומצה לבסיס במהלכה נוצרים חומרים חדשים: מים מלח. "פרקים בחשמל וכימיה" עמ' 260
דוגמאות מחיי היום יום לתהליך הסתירה דוגמאות מחיי היום יום לתהליך הסתירה 1. אם נשארים שיירי מזון בין השיניים, הם מתפרקים ע"י חיידקים שבשיניים ונוצרות חומצות. החומצות עלולות לגרום לעששת (חורים) בשיניים. במשחת השיניים מצויים בסיסים הסותרים (מבטלים) את פעולתן המזיקה של החומצות. 2. אבקות כביסה מכילות חומרים בסיסיים המשמשים לניקוי הבגדים. שאריות של חומרים אלה נשארים על הבגדים גם לאחר השטיפה במים המתבצעת במכונת הכביסה. ישנם תינוקות ואנשים הרגישים לחומצה זו והיא גורמת להם לגירוי ופריחה בעור. לכן מוסיפים למכונת הכביסה את המרכך המכיל חומרים חומציים המנטרלים את השפעת אבקת הכביסה הבסיסית. 3. הקיבה של כל אדם מכילה חומצה חזקה, העוזרת לפרק את חומרי המזון. חומצה זו נמצאת בקיבה ובמצב תקין אינה מעכלת את דפנות הקיבה מכיוון שהן מצופות בחומר בסיסי. ישנם אנשים שאצלם מופרשת חומצה זו בכמות גדולה מידי וגורמת להם לפצע, הנקרא כיב קיבה או בלועזית: אולקוס. הטיפול באנשים אלה נעשה ע"י כדורים המכילים חומרים בסיסיים.