CUPRINS

ILCO GHEORGHE Curs de chimie pentru clasa a XI-a frecven redus

SEMESTRUL ICLASIFICAREA SUBSTANELOR ORGANICE

Alcani CnH2n+2

Saturate Izoalcani CnH2n+2

Cicloalcani CnH2n

Alchene CnH2nHIDROCARBURI Nesaturate Alcadiene CnH2n-2

Alchine CnH2n-2

Mononucleare CnH2n-6

Aromatice

Polinucleare CnH2n-6xDERIVAI AI HIDROCARBURILOR

1. Compui halogenai R X (F, Cl, Br, I)

2. Compui hidroxilici a) Alcooli R OH

b) Fenoli Ar OH

3. Amine R NH2

4. Compui carbonilici a) Aldehide

H

C=O

H

b) Cetone

R

C=O

H

5. Compui carboxilici R COOH

COMPUI CU GRUPE FUNCIONALEMONOVALENTE1. Compui halogenai R X

Sunt compui organici care conin n molecul unul sau mai muli atomi de halogen (F, Cl, Br, I). Denumirea lor se face parcurgnd urmtoarele etape:

- se precizeaz poziia ocupat de atomul de halogen

- prin prefix se indic numrul atomilor de halogen

- se citete numele halogenului

- n final se adaug numele hidrocarburii de la care provine

Clasificare

a) Dup natura radicalului

1. Radical saturat CH3 CH2 Cl 1-cloro etan2. Radical nesaturat CH2 = CH Cl 1-cloro eten (clorur de alil)

3. Radical aromatic

CH2 Clb) Dup numrul atomilor de halogen

1. Monohalogenai CH3 CH CH3

Br

(2-bromo propan)

(bromur de izopropil)

2. Polihalogenai

a) vicinali CH2 CH CH3

Cl Cl

(1,2-dicloro propan)

b) geminali CH2 C CH3

Cl Cl

(2,2 di-cloropropan)

APLICAII

Se dau urmtorii compui halogenai:

a) 2-cloro-3-bromobutan; b) 1,2-difloropropan; c) 1,4-diclorobenzen

Scriei formulele structurale i precizai din ce clas parte fiecare.

2. Compui hidroxilici R OH

Sunt compui organici care conin n molecul una sau mai multe grupe hidroxil OH

Clasificarea lor se face n funcie de natura radicalului de care este legat grupa OH n: alcooli cnd atomul de carbon care leag gruparea OH este alifatic

formnd numai legturi simple ;

enoli - cnd atomul de carbon care leag gruparea OH este implicat

ntr-o legtur dubl;

fenoli cnd cnd atomul de carbon care leag gruparea OH face parte

dintr-un nucleu aromatic.

A. ALCOOLI

Formula general: R OH

Denumire : la numele hidrocarburii cu acelai numr de atomi de

carbon n molecul se adaug sufixul ol.

Exemple:

a) CH3OH ; b) CH3 CH2 OH ; c) CH2 = CH OH

metanol etanol propenol

O alt denumire utilizeaz cuvntul alcool, numele radicalului i sufixul ic.

a) alcool metilic ; b) alcool etilic ; c) alcool alilic

CH3OH ; CH3 CH2 OH ; CH2 = CH OH

Cnd exist mai multe grupe - OH n molecul, se specific

numrul lor prin prefixe: di, tri, tetra etc. adugate naintea sufixului ol.

HO CH2 CH2 OH HO CH2 CH CH2 OH

1,2 etan diol OH

(glicol) 1,2,3 propan triol

(glicerin)

Au i denumiri uzuale, scrise n paranteze.

Clasificare

I. Dup natura radicalului

a) alcooli cu radical saturat CH3 CH2 OH

b) alcooli cu radical nesaturat CH2 = CH OH

c) alcooli cu radical aromatic CH2 OH

II. Dup numrul grupelor OH

a) monohidroxilici (monoalcooli) CH3 OH

b) polihidroxilici (polialcooli) HO CH2 CH2 OH

III. Dup natura atomului de carbon de care se leag grupa OH

a) Alcooli primari CH3 CH2 OH

b) Alcooli secundari CH2 = CH OH

c) Alcooli teriari CH3 CH CH3

OH

APLICAII

Scriei doi alcooli teriari.

Clasificai glicerina i alcoolul alilic dup cele trei criterii.

B. FENOLI

Formula general: Ar OH

Denumire : Se specific poziiile i numrul gruprilor OH i se adaug

cuvntul fenol Exemple: OH OH OH

fenol

OH -naftol

1,4-difenol

(hidrochinon)

3. Amine R NH2 Sunt compui organici care conin n molecul una sau mai multe grupe amino - NH2. Denumire : la numele radicalului de hidrocarbur se adaug cuvntul amin.

CH3 CH2 NH2 etil amin (amino etan), se denumesc radicalii legai de atomul de N n ordine alfabetic, precedai de prefixe: di, tripentru cei identici la care se adaug cuvntul amin

CH3 CH2 N CH2 CH3

di-etilmetilamin

CH3

Clasificare: Dup numrul radicalilor legai de atomul de azot pot fi:

a) primare CH3 CH CH3

NH2

izopropil amin (2-aminopropan)

b) secundare CH3 CH2 NH CH2 CH3

di-etilamina

c) teriare CH3 CH2 N CH3

di-metiletilamina

CH3

COMPUI CU GRUPE FUNCIONALE DIVALENTE

Sunt compui organici care conin n molecul gruparea funcional carbonil

C=O

4. Compui carbonilici a) Aldehide

H

C=O

H

b) Cetone

R

C=O

H

Denumirea aldehidelor se face adugnd sufixul al la numele hidrocarburii

H

C=O metanal

H

sau cuvntul alcool urmat de numele uzual al acidului pe care l formeaz la

oxidare

H

C=O aldehid formic

H

Denumirea cetonelor se face adugnd sufixul on la numele hidrocarburii

CH3 CH CH3 propanon

O

sau se citesc radicalii n ordine alfabetic, precedai de prefixe: di, tridup care se adaug cuvntul ceton.

CH3 CH CH3 di-metilceton

O

COMPUI CU GRUPE FUNCIONALE TRIVALENTE

5. Compui carboxilici R COOH

Sunt compui organici care au n molecul una sau mai multe grupe carboxil) COOH.

Denumire: Utilizam cuvntul acid urmat de numele hidrocarburii i sufixul oic. Numrul de grupe carboxil se specific prin prefixe (di, tri ) adugate naintea sufixului oic. CH3 COOH HOOC COOH acid etanoic acid etan dioic (acid acetic) (acid oxalic) acid benzoic

Au i denumiri uzuale (notate n paranteze).

Clasificare: 1. dup natura radicalului:

acizi saturai: CH3 CH2 COOH acid propionic

acizi nesaturai: CH2= CH COOH acid acrilic

acizi aromatici: acid benzoic

2. dup numrul de grupri COOH

acizi monocarboxilici: CH3 CH2 CH2 COOH

acid butanoic (acid butiric)

acizi policarboxilici: HOOC CH2 CH2 COOH

acid butandioic (acid succinic)Structura gruprii carboxil: C = O conine o grupare carbonil i o grupare hidroxil ,,OH

OH

legate la acelai radical Nu se manifest separat proprietile specifice fiecrei grupri n parte.

COMPUI CU GRUPE FUNCIONALE MIXTE

1. Hidroxiacizi

Sunt compui cu funciuni mixte care conin n molecul grupe funcionale hidroxil OH i carboxil COOH legate la acelai radical: R COOH

OH

Denumire: se face utiliznd cuvntul acid, prefixele di, tri hidroxi i numele uzual al acidului carboxilic. CH3 CH CH2 COOH COOH

OH

OH

acid 3-hidroxibutanoic

acid 2-hidroxibenzoic

acid orto-hidroxibenzoic

(acid salicilic)

APLICAII

Un acid monocarboxilic conine 21%O. S se afle acidul is se

denumeasc.

Completai reacia: CH3 COOH + Ca(OH)2 ? + ?

2. Aminoacizi Sunt compui naturali cu funciune mixt care stau la baza sintezei proteinelor

necesare dezvoltrii organismelor vii. Au formula general R C OOH NH2 Fiecare aminoacid are o denumire uzual pe lng cea tiinific preluat din domeniul biochimiei. Aminoacizii naturali sunt de tip alfa ().

EXEMPLE DE AMINOACIZI NATURALI

1. Monoamino monocarboxilici CH2 COOH; CH3 CH COOH; CH3 CH CH COOH

NH2 NH2 CH3 NH2 glicin alanin valin (glicocol) 2. Monoamino dicarboxilici HOOC CH2 CH2 CH COOH; HOOC CH2 CH COOH

NH2 NH2 acid glutamic acidul asparagic

(acid glutaric) (acidul aspartic)

3. Diamino monocarboxilici

CH2 CH2 CH2 CH2 CH COOH

NH2 NH2 lisin 4. Aminoacizi hidroxilici 5. Aminoacizi tiolici

CH2 CH COOH CH2 CH COOH

OH NH2 SH NH2

serin cistein

PROPRIETI Sunt substane solide, cristaline, cu puncte de topire ridicate, uor solubile n ap, greu sau insolubile n solveni organici. Cele dou grupri funcionale cu caracter chimic opus (acid i bazic) n soluii apoase i compenseaz reciproc sarcinile:

R CH COOH R CH COO-

NH2 NH3+ Soluiile apoase ale aminoacizilor au caracter amfoter i se numesc soluii tampon pot regla Ph-ul ntre anumite limite. Aminoacizii pot reaciona cu:

- acizii

- bazele

- alcoolii

- PCl5

- cloruri acide Principala proprietate este eliminarea intermolecular a apei cu formarea de peptide i n final proteine.

APLICAII

Care dintre probele de mai jos reprezint cel mai corect structura

glicocolului? H2N CH2 COOH; H2N CH2 COO+; H3N CH2 COO- I II III

a. I

b. III c. II

La trecerea unui curent electric continuu prin soluia unui aminoacid, n

mediu puternic bazic, ionii aminoacidului:

a. vor migra la catod

b. vor migra la anod

c. nu vor migra Care este formula procentual a valinei?

a. 54,62% C; 11,86% H; 22,23% O; 11,29% N.

b. 60%C; 10% H; 20% O; 10%N.

c. 51,28% C; 9,4%H; 11,96%N; 27,35%O.

d. 27,36% C; 11,96 %H; 5 1,28 %N; 9,4 %O. Are loc reacia glicocolului n soluia unui acid tare.

A + H3O+ B + H2O Glicocol

B este:

a. H2NCH2COONa

b. H3N+ CH2 COOH

c. H2NCH2CCOO- Un aminoacid monoamino-monocarboxilic contine 18,66%

azot iar altul are coninutul de azot egal cu 15.74%. S se afle aminoacizii

respectivi. Un aminoacid monoamino-dicarboxilic conine 9,523% azot n molecul.

S se afle structura lui i izomerii si.

TESTUL 1

1. Denumii urmtorii compui:

a) CH2-Cl b) CH3 CH CH3 c) COOH

OH

Cl

.1,5p

2. Completai reacia i denumii compuii:

CH3COOH + Ca(OH)2 ? + ?

. 2p

3. Un acid monocarboxilic conine 53,33%O. S se afle acidul i s se denumeasc.

.2p

4. Scriei reacia glicolului n soluia unei baze tari. Care este structura lui B?

A + HO- B + H2O Glicocol

....1,5p

REACII ALE COMPUILOR ORGANICI

1. Reacii de adiie

2. Reacii de substituie

3. Reacii de eliminare

4. Reacii de transpoziie

5. Reacii de oxidareREACII DE ADIIE

Sunt specifice compuilor cu legturi multiple C=C, C=O, C = NCompusul organic care particip la reacie se numete substrat i poate fi:

a) Hidrocarburi nesaturate:

- alchene

- alcadiene

- alchine

- aromatice

b) Compui carbonilici:

- aldehide

- cetone

c) Nitrili

Reaia de adiie pe cazul general

R CH = CH R + A B R CH CH R

A B

Reactantul A B poate fi Cl2, Br2, HCl, HOH...

APLICAII ALE REACIEI DE ADIIE

Bromurarea propenei

CH2 = CH CH3 + Br2 CH2 CH CH3

Br Br

1,2-dibromopropan CH2 = CH CH3 + HBr CH2 CH CH3

H Br

bromur de izopropil

Bromurarea acetilenei

a) cu Br2 Br Br

HC = CH + Br2 HC = CH + Br2 HC CH

Br Br Br Br

1,2-dibromoeten 1,1,2,2-tetrabromoetan

b) cu HBr

HC = CH + HBr HC = CH + HBr H3C CH Br

H Br Br

1-bromoeten 1,1-dibromoetan

Hidrogenarea grsimilor

Grsimile lichide (uleiurile) prin hidrogenare se transform n grsimi

solide. Exemplu: MARGARINA Polimerizarea

n CH2 = CH polimerizare (CH2 CH)n

R R

APLICAII

Scriei polimerizarea principalilor monomeri vinilici:

CH2 = CH CH2 = CH Cl CH2 = CH CN

clorur de vinil acrilonitril

stiren

REACII DE SUBSTITUIE

Sunt nlocuii unul sau mai muli atomi de hidrogen cu atomi sau grupe de atomi ai elementelor organogene. H H

R C H + A B R C A + H B

H H

Reaciile de substituie sunt clasificate n funcie de natura substituentului n:

reacii de halogenare

reacii de nitrare

reacii de sulfonare

reacii de alchilare

reacii de acilare

APLICAII ALE REACIEI DE SUBSTITUIE1. Clorurarea propanului

CH3 CH2 CH3 + 2 Cl2 CH3 CH2 CH2 Cl + CH3 CH CH3 - 2HCl

Cl

1-cloropropan 2-cloropropan

2. Nitrarea fenolului

OH OH

H2SO4 O2N NO2

+ 3 HNO3 + 3H2O

NO2

1,3,5-trinitrofenol

3. Alchilarea benzenului cu propen CH3 CH CH3 + CH2 = CH CH3 AlCl3

APLICAII

Completai urmtoarea reacie:

+ CH3 CH2 CH2 OH ? + ?REACII DE ELIMINARE

Sunt eliminate molecule mici din molecule moleculele organice.

Poate fi o eliminare:

intramolecular

intermolecular

REACII DE ELIMINARE INTRAMOLECULAR1. Dehidrohalogenarea compuilor halogenai (eliminarea de hidracizi din

compuii halogenai).

NaOH

CH3 CH2 Cl CH2 = CH2 + HCl

alcool

2. Deshidratarea alcoolilor (eliminarea apei din alcooli).

R CH CH3

R CH = CH2 + HOH

OH alchen

REACII DE ELIMINARE INTERMOLECULAR1. Reacii de esterificare

H+

CH3 COOH + CH3 OH CH3 C = O + H2O

OCH3

acetat de etilREACII DE TRANSPOZIIE

Sunt reaciile n care anumii atomi sau grupe de atomi i schimb locul n molecul.

APLICAII ALE REACIEI DE TRANSPOZIIE1. Izomerizarea alcanilor

AlC3; 50-1000C

CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 CH3 CH CH2 CH3

CH3 2-metilbutan

(izopentan)

2. Tautomeria enolilor n aldehide sau cetone

CH = CH TAUTOMERIE CH3 C = O

H

OH etanal (aldehid acetic)

APLICAII

Reacia de eliminare intramoleculara conduce la formarea de compui (saturai/nesaturai).

Adiia are loc la(alchene/alcani)

REACII DE OXIDARE

Sunt reaciile care conduc:

la creterea coninutului de oxigen al unei molecule;

la creterea numrului de legturi chimice prin care oxigenul se leag de carbon;

la scderea coninutului de hidrogen al moleculeiAPLICAII ALE REACIEI DE OXIDARE1. Oxidarea alcoolilor

a) Blnd K2Cr2O7/H2SO4

CH3 CH2 OH CH3 C = O + HOH

H

Etanalb) Energic KMnO4/H2SO4 CH3 CH2 OH CH3 C = O + HOH

OH

acid etanoic

RANDAMENT

Randamentul unei reacii chimice se calculeaz dup urmtoarea formul:

Cp

%= . 100

Ct

unde Cp = cantitatea de produs practic obinut n mod real iar

Ct = cantitatea de produs care s-ar putea obine teoretic n mod ideal

APLICAII

Scriei reacia de oxidare a izopropanolului cu dicromat de potasiu n soluie de

acid sulfuric i denumii compusul format.

n urma adiiei bromului la 2 moli de propen a rezultat 1,6 moli de

1,2-dibromopropan. Calculai randamentul de obinere a compusului

dibromurat.

TESTUL 2

1. Scriei reacia de polimerizare a acetatului de vinil

CH2 = CH

O CO CH3 .2p

2. Completai urmtoarea reacie:

+ CH3 CH2 OH ? + ?

Denumii compuii .2p

3. Se d urmtoarea reacie. Cum se numete reacia i ce denumiri au

substanele respective:

AlC3; 50-1000C

CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 CH CH3

CH3 .2p

4. Prin deshidratarea 2-butanolului se obine1-buten/2-buten .1p

IZOMERIE OPTIC

Se refer la structura spaial a moleculelor.

Stereoizomerii difer ntre ei prin aranjarea spaial a atomilor.

Atom de carbon asimetric este carbonul care are 4 substitueni diferii.

Compui care pot avea n molecul atomi de carbon asimetrici sunt:

hidroxiacizi

aminoacizi zaharideUn atom de carbon asimetric genereaz dou structuri care se comport ntre ele ca obiect i imagine n oglind i se numesc enantiomeri. Cei doi enantiomeri formeaz o pereche. a a

C d d C

b c c b

enantiomer (+) enantiomer (-)

planul oglinzii

Cei doi enantiomeri difer ntre ei prin activitatea lor prin modul de a roti planul luminii polarizate

unul spre dreapta (dextrogir)

unul spre stnga (levogir)

Numrul de stereoizomeri (izomeri optici) atunci cnd sunt mai muli atomi de carbon n molecul (n) se calculeaz dup formula:

Nr. izomeri = 2n, iar numrul de perechi de enantiomeri dup formula: 2n

Nr. perechi =

2

Dac doi atomi de carbon au substitueni identici atunci numrul de izomeri se reduce la jumtate i apare o mezoform care este optic inactiv.

Izomerii optici care nu aparin aceleai perechi se numesc diastereoizomeri. ntre diastereoizomeri nu exist relaia obiect imagine n oglind.ZAHARIDE

Zaharidele sunt compui naturali ce intr n compoziia celulelor vii i sunt alturi de proteine, grsimi, vitamine principalii factori n hrana oamenilor i a animalelor. Se mai numesc i glucide de la gustul dulce pe care multe dintre ele l au.

Clasificare:

Monozaharide

Dizaharide

Polizaharide

Zaharidele sunt produi de reacie ai fotosintezei n plantele verzi:

nCO2 + nH2O energie solar CnH2nOn + nO2

clorofil

Principalele monozaharide sunt:

Glucoza aldohexoz Fructoza cetohexoz

fructoz furanozic glucoz piranozic

(structur spaial) (structur spaial)

Proprieti fizice: - cristalizate, incolore, solubile n ap greu solubile n solveni organici - fructoza este cea mai dulce zaharid.

Proprieti chimice: Hidrogenarea conduce la acelai polialcool numit hexitol

CH2OH CH2OH CH=O

C=O H2 (CH2)4 H2 (CH2)4

(CH2)3

CH2OH CH2OH

CH2OH

Oxidarea este caracteristic glucozei:

C6H12O6 + 2Cu(OH)2 reactiv Fehling C6H12O7 + Cu2O + 2H2O glucoz acid gluconic

Utilizri: Glucoza este utilizat n medicin n cazuri de malnutriie, hipoglicemie, ca diuretic etc. Se utilizeaz n locul zaharului, n alimentaie. Mierea de albine (un amestec natural de glucoz i fructoz) se folosete din ce n ce mai mult n alimentaie n locul zaharozei. Principala dizaharid este zaharoza sau zahrul obinuit, format din

glucoz i fructoz:

Zaharoza este o substan cristalizat, incolor, cu gust dulce, uor solubil n ap, greu solubil n alcool i ali so1veni organici. Principalele polizaharide sunt: Amidonul prezent n regnul vegetal ca produs al fotosintezei n plante cum ar fi:

boabe de orez (62-82%)

gru (57-75%)

porumb (65-72%)

tuberculi de cartofi (14-25%)

Amidonul ca structur este format din granule cu mijlocul din amiloz i exteriorul din amilopectin. Este e pulbere alb format din uniti de glucoz, insolubil n ap rece. La 900C granulele de amidon se umfl i se sparg n prezena apei formnd un gel numit coc sau clei de amidon. Numai amilopectina formeaz coc. Utilizat la paste finoase, patiserie i alte produse de panificaie. n industria berii i a alcoolului etilic, ca apret n industria textil.

Glicogenul este o polizaharid de rezerv a omului i a animalelor. Este sintetizat n ficat din glucoz ca atare sau sub form de amidon. Se depoziteaz n ficat i esuturi de unde este utilizat de cte ori organismul are nevoie de glucoz. Celuloza rspndit n pereii celulelor vegetale. Se gsete n:

semine de bumbac (90%)

lemnul arborilor (45%)

Este format din uniti de glucoz. Este insolubil n ap i n solveni organici. Este solubil n reactiv Schweitzer - [Cu(NH)4](OH)2. Principalele utilizri ale celulozei sunt:

*obinerea hrtiei

*obinerea mtsii artificiale

APLICAII

O monozaharid are masa molecular 120. Determinai numrul de atomi

de carbon din molecula monozaharidei.

COMPUI CU IMPORTAN BIOLOGIC

PROTEINE

DEFINIIE. Sunt combinaii macromoleculare formate din resturi de aminoacizi unite prin legturi peptidice (-CO-NH-). Polipeptidele cu mai mult de 100 de resturi de aminoacizi n molecul se numesc proteine.

Proteinele intr n compoziia oricrei celule vegetale sau animale. Se gsesc n cantiti mari n nucleul celulelor i formeaz masa protoplasmei celulare. Prin hidroliz se transform n -aminoacizi. Proteinele au fost descoperite pentru prima oar n 1838 i sunt considerate ca fiind cele mai importante componente ale celulei, ele reprezentnd peste 50% din masa corpului animalelor. Termenul de proteine provine din grecescul proteios = primar. Proteinele pot fi gsite

att n componena fibrelor insolubile din pr i piele, ct i n componena globulelor ce asigur reaciile metabolice. Specifice fiecrui corp i fiecrui organ, 30000 de feluri de proteine se gsesc n corpul fiecrui om, avnd rol n creterea i digestia celulelor. Proteinele sunt componente eseniale alturi de ap, sruri anorganice, lipide, hidrai de carbon, acizi nucleici, vitamine etc... care particip la interaciunile chimice i fizice din celule asigurnd astfel viaa. Ca aspect, la microscop, proteinele sunt subiri, ca nite bastoane gelatinoase. n organele animale apar sub forma de muchi, piele, pr.

Ele se gsesc i n plante, n cantiti mai mici. Exist proteine cu activitate biologic puternic numite enzime. Pigmenii respiratori, hormonii i anticorpii sunt tot de natur proteic. Tot o protein este i substana contractil din fibrele musculare care transform energia chimic n energie mecanic. Proteinele se caracterizeaz prin specificitate. De aceea n natur exist un numr extrem de mare de proteine care sunt tipice pentru diferite specii animale i vegetale. n funcie de solubilitate se disting doua clase de proteine:

Keratina (din pr,copite,unghii)

Insolubile Fibroase Colagenul (din piele)

(scleroproteide) Fibrina (din mtase)

Miosina (din muchi)

Hemoglobina (din snge)

Proteine Albuminele (din albuul de ou)

Globulare Globulinele (din serul sanguin)

Gluteinele (din cereale)

Solubile

Fosfoproteide (caseina din lapte)

Heteroproteine Lipoproteide (resturi de gliceride)

(proteide) Glicoproteide (resturi de zaharide)

Metaloproteide (pigmei cu cupru)

Nucleoproteide (A.D.N, A.R.N)

Rolul proteinelor poate fi sintetizat astfel: 1. Plastic. 2. Funcional (realizeaz presiunea osmotic; particip la echilibrul acido-bazic:

particip la constituirea enzimelor, hormonilor; constituie receptori membranari; intr n constituia altor substane active).

3. Aprare (refacerea esuturilor lovite, anticorpi; troficitate a celulelor sistemelor de aprare specific i nespecific; crete rezistena fa de aciunea nociv a unor substane toxice: Pb, Hg, Cd, Cr, Se, As, benzen, toluen, amine, nitrobenzen, cloroform CCI4, pesticide organoclorurate, sulfamide, antibiotice toxice - tetraciclin, sruri de Au). 4. Energetic, prin ardere dau 4,1 Kcal/g proteine; nu ard complet dnd natere unor substane toxice (amine toxice: indol, triptamina histamina) care cer un efort hepatic suplimentar.

TESTUL 3

1. O monozaharid are masa molecular 150. Determinai numrul de atomi

de carbon din molecula monozaharidei.

.2p

2. Denumii reactivul Schweitzer - [Cu(NH)4](OH)2.

.2p

3. Keratina se afl n:

a) piele

b) muchi

c) unghii

d) mtase

.1p

4. n componena proteinelor intr aminoacizii. Scriei, denumii i calculai masa unui

aminoacid natural cu 5 sau cu 4 atomi de carbon n molecul

.2pNOIUNI DE BIOCHIMIE

Biochimia este tiina care studiaz chimia vieii. Considerat mult vreme o ramur interdisciplinar aflat la grania dintre chimie i biologie, biochimia s-a dezvoltat n special n ultimele decenii ca o disciplin de sine stttoare, abordnd subiecte ca structura chimic a substanelor din care sunt formate organismele, interaciunile ntre aceste substane i transformrile metabolice pe care acestea le sufer n vitro. n mare, se poate considera c biochimia are dou ramuri:

biochimia metabolismelor i biochimia structural.

Biochimia structural se ocup cu studiul moleculelor vieii: proteine i aminoacizi, glucide, lipide, acizi nucleici. De asemenea, aceast ramur studiaz i vitaminele i enzimele.

Se impune o definiie: METABOLISMUL este suma proceselor biochimice ce au loc la nivelul esuturilor i const n ANABOLISM, adic acele reacii care transform moleculele mai mici n molecule mai mari i CATABOLISM, acele reacii care convertesc moleculele mari endogene, deci cele aparinnd organismului, ct i biodegradarea xenobioticelor (substane din afara corpului, cum ar fi hrana).

,,Metabolismul reprezint multitudinea proceselor fizice i chimice n organism, prin care substanele sunt produse, meninute sau distruse i prin care energia este pus la dispoziia celulelor.

ENZIME. GENERALITI

Enzimele sunt catalizatori biochimici propriu-zii, aadar sunt compui care mresc viteza reaciilor chimice ce se desfoar n sistemele biologice, fr s se consume n cursul lor. Enzimele s-au dovedit c sunt purttorii vieii din orice organism viu, fiind deci i materia vie din alimentele noastre (atta timp ct nu sunt distruse prin fierbere).

Din cea mai ndeprtat antichitate sunt cunoscute procese enzimatice cum sunt fermentaia vinului, dospirea pinii etc. Dar cunotine sistematice n acest domeniu s-au obinut ncepnd cu identificarea primelor enzime: amilaza din mal (Kirchoff, 1814), amilaza salivar (Leuchs, 1831) i pepsina (Schwann, 1836). Ulterior, progrese importante s-au realizat prin lucrrile privind cataliza i biocataliza ale lui Berzelius Liebig, prin studiile asupra cineticii ale lui Michaelis i Menten (1912), prin obinerea enzimelor n stare cristalizat (Sumner, 1926).

CLASIFICAREA ENZIMELOR

Enzimele se clasific dup tipul reaciilor pe care le provoac sau dup substraturile asupra crora acioneaz. Numele enzimelor se formeaz adugndu-se sufixul ,,aza la numele reaciilor provocate, excepie fac numele istorice al unor enzime cum ar fi emulsina, pepsina i zimaza etc.

n clasificarea adoptat aici enzimele sunt mprite n cinci clase principale (dup Hoffmann Ostenhof 1953), fiecare divizat n mai multe sub clase:

1. Hidrolaze 2. Transferaze 3. Oxido reductaze 4. Liaze i simpetaze 5. Izomeraze i racemaze

ACIZI NUCLEICI cod genetic

Civa acizi nucleici ns, nu se gsesc n nucleu ci n citoplasma celulei. Acizii nucleici au cel puin dou funcii s treac caracteristicile ereditare de la o generaie la alta i s produc proteine specifice. Cum reuesc acizii nucleici s efectueze aceste funcii este obiectul celei mai intense cercetri ale zilelor noastre.Biochimitii au reuit s descifreze codul, adic s determine cum acizii nucleici dicteaz structura proteinelor.

Acizii nucleici sunt compui macromoleculari cu structur complex i mase moleculare cuprinse ntre cteva zeci de mii milioane. Sunt, mpreun cu proteinele, componentele nucleoproteidelor, compui de important biologic, existeni n celulele vii. Dup proveniena lor, respectiv dup materialele din care an fost extrase, acizii nucleici erau considerai de doua tipuri: acizi timonucleicii (acizi nucleici din timus sau acizi nucleici animali) i acizi zimonucleici (acizi nucleici din drojdie sau acizi nucleici vegetali). ntruct s-a constatat c deosebirea dintre ei const n natura componentului glucidic (acizii timonucleici conin n molecula lor dezoxi-D-riboza, iar acizii zimonucleici conin D-riboza), denumirile lor au fost nlocuite cu denumirile de acizi dezoxiribonucleici (ADN) i acizi ribonucleici (ARN). Cercetri ulterioare au dovedit, ns, c aceste doua tipuri de acizi nucleici sunt prezente n toate organismele vii, avnd rol important n desfurarea proceselor vitale normale i patologice; acizii dezoxiribonucleici sunt substanele de baz n aparatul genetic, care asigur ereditatea i variabilitatea, pe cnd acizii ribonucleici au mai mult rol funcional legat de sinteza proteinelor.

ADN

ADN-ul reprezint materialul genetic din care sunt alctuite genele majoritii organismelor i este localizat exclusiv n cromozom; fiecare cromozom conine cte o molecul de ADN rezultat din polimerizarea unor monomeri denumii dezoxiribonucleotizi. Prezena n cromozom a ADN-ului a fost relevat de chimistul german R.Feulgen, n 1924, prin utilizarea unui colorant vital -fuxina bazic- care coloreaz rou-violaceu cromozomii; substana din cromozomi, care reacioneaz specific cu colorantul, era ADN.

ADN-ul ca i ARN-ul const dintr-un lan lung de molecule de zahar, cu o nucleotid ataat unui inel de atomi de carbon i azot. ADN-ul prezint dou lanuri lungi unite ntr-o spiral, cu nucleotidele n interior, aa nct ntreaga molecul gigantic are aspectul unei scri rsucite.

ACTIVITATE DE TIP PROIECT

ntocmete un referat cu tema:

1. ,,Hidroliza proteinelor surs de energie pentru organism.

Pentru documentare: www.cem.msu.edu/rusch/virtualtext/proteins.htm 2. ,,Bioenergetic hidroliza ATP.

Pentru documentare: www.wikipedia.org

www.amnosine-triphosphate.lib.bioinfo.plSEMESTRUL II

CLASIFICAREA REACIILOR CHIMICE1. Reacii de combinare

Reacia de combinare este reacia chimic ce are loc ntre dou sau mai multe substane chimice, simple sau compuse, cu obinerea unei singure substane compuse.

Ecuaia general:

A + B = AB

Aceasta reacie se mai numete i SINTEZ.

Importana reaciei de combinare const n obinerea unor substane chimice eseniale pentru industrie i viaa de toate zilele.

Sinteza acidului clorhidric:

H2 + Cl2 = 2HCl

Sinteza amoniacului:

N2 + 3H2 = 2NH3 Stingerea varului:

CaO + H2O = Ca(OH)22. Reacii de descompunere

Reacia de descompunere este reacia chimic n urma creia, dintr-o substan chimic compus, se obin doua sau mai multe substane chimice simple sau compuse.

Ecuaia general:

AB = A + B

Reacia de descompunere se mai numete i reacie de ANALIZ.

Descompunerea calcarului, CaCO3

CaCO3 CaO + CO2

Descompunerea cloratului de potasiu, KClO3

KClO3 KClO4 + KCl

Descompunerea apei oxigenate, H2O2

H2O2 H2 + O2Importana reaciei de descompunere const n obinerea unor substane chimice importante. Aceste reacii au loc n condiii speciale.

3. Reacii de nlocuire

Reacia chimic ce are loc ntre o substan chimic simpl i una compus cu obinerea altei substane simple i altei substane compuse prin mecanism de schimb se numete reactie de nlocuire sau substituie.

A + BC AC + B

Reacia de nlocuire se aplic la obinerea unor gaze precum hidrogenul prin reacia dintre metalele situate n stnga hidrogenului n seria activitii chimice a metalelor i acizi :

Zn + 2HCl ZnCl2 + H2

De asemenea, prin acest tip de reacie chimic se pot obine metale mai puin reactive conform seriei activitii chimice a metalelor:

Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu

albastru verde brun-rocat

4. Reacii de schimb

Este reacia chimic ce are loc ntre dou substane chimice compuse cu obinerea altor dou substane chimice compuse prin mecanism de schimb sau dubl nlocuire

AB + CD CB + AD

Reacia de schimb sau dubl nlocuire are loc prin schimbarea primului element chimic ntre dou substane chimice compuse. Prin acest tip de reacie chimic se pot identifica substanele chimice care conin diferii radicali acizi cum ar fi radicalul clorura sau sulfat:

H2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2HCl

CuSO4 + BaCl2 BaSO4 + CuCl2 albastru precipitat alb nisipos

HCl + AgNO3 AgCl + HNO3 NaCl + AgNO3 AgCl + NaNO3 precipitat alb-brnzos

1. CLASIFICAREA REACIILOR DUP EFECTUL TERMICRamura chimiei care studiaz efectele termice ce nsoesc reaciile chimice este termochimia.A. Reacii exoterme cu - degajare de cldur

EXEMPLE:C + O2 CO2 + Q(CLDURA)2H2 + O2 2H2O + QCH4 + 2O2 CO2 + 2H2O + Q2Al + Fe2O3 2Fe + Al2O3 + QCaO + H2O Ca(OH)2 + Q

B. Reacii endoterme - cu absorie de cldur

EXEMPLE2HgO 2Hg + O2 - Q

CuCO3 CuO + CO2 - Q

CaCO3 CaO + CO2 - Q

2MgO 2Mg + O2 - Q

2AuCl3

Au + 3Cl2 - Q

2KClO3

2KCl + 3O2 - Q

Cldura de reacieCantitatea de cldura absorbit ntr-o reacie chimic se numete cldur de reacie.Caloria (cal) este cantitatea de cldur necesar pentru a ridica temperatura unui gram de ap cu un grad Celsius (1 cal=4,18 joule).Cldura de dizolvareLa dizolvarea unei substane n apa se degaj sau se absoarbe o anumit cantitate de cldur numit cldur de dizolvare. Cldura de dizolvare depinde de numrul de moli de solvat.

Cldura cedat sau absorbit la dizolvarea unui mol de substan ntr-o cantitate foarte mare de solvent se numete cldur de dizolvare.

Q = m c t;

m = masa de substan dizolvat

c = cldura specific a apei (4,18J/grad)

t = variaia de temperatur

Cldura de neutralizare

Cldura degajat n reacia de neutralizare a unui mol de ion hidroniu cu un mol de ion hidroxid se numete cldur de neutralizare.

Entalpia de reacieEntalpia de reacie H reprezint cldura de reacie determinat la presiune constantH = npHp - nrHr

np = numrul de moli de produi

Hp = entalpia produilor

nr = numrul de moli de reactaniHr = entalpia reactanilorPentru reaciile care se desfoar la presiune constant H = - QEnergia de legturVariaiile de energie care nsoesc reaciile chimice se datoreaz ruperii legturilor chimice dintre atomii reactanilor i formrii de noi legturi. Ruperea legturilor chimice este un proces endoterm. Formarea unor noi legturi este un proces exoterm.

Energia de legtura este energia medie necesar pentru a rupe toate legturile de un anumit tip dintr-un mol de substan n stare gazoas, cu eliberarea atomilor n stare gazoas.

Cu ct energia de legtur este mai mare, cu att legtura este mai puternic. Cunoscnd energia de legtur se poate calcula cldura de formare a oricrui compus:

Hof = leg desfacute - leg formateHof = reactanti - produiLEGEA LUI HESS

Enun:

ntr-o reacie chimic, valoarea efectului termic depinde numai de starea iniial a reactivilor i de cea final a produilor i nu depinde de etapele intermediare.

O aplicaie important a legii lui Hess este calcularea, pentru anumite reacii chimice, a valorilor efectelor termice care nu pot fi determinate experimental.TESTUL 1

1. Care din fenomene sunt exoterme:

a) Arderea combustibililor

b) Prepararea alimentelor

c) Oxidarea metalelor

d) Obinerea sulfurii de fier din elemente

Exemplificai prin reacii 1p 2. Care este diferena dintre cldura de dizolvare i cea de neutralizare? 3. Din: Fe2O3 + 2Al Al2O3 + 2Fe Q=836KJ

4Fe + 3O2 2Fe2O3 Q=1672KJ

aflai cldura degajat pentru arderea a 108 g aluminiu n oxigen...2p

4. Exemplificai fenomenul endoterm :

a) printr-o reacie chimic cu carbon

b)grafic1p

5. Care din fenomene sunt endoterme:

a) Neutralizarea unui acid cu o baz b) Descompunerea carbonatului de calciu

c) Obinerea etanului din etend) Reacia dintre hidroxid de bariu i sulfocianur de amoniu

Exemplificai prin reacii.....1p

6. Cldura de dizolvare este i n cazul dizolvrii unei substane lichide n ap7. Dai exemple de trei sisteme:

a) omogene

b) eterogene.1p

8. Exemplificai fenomenul exoterm:

a) printr-o reacie chimic cu carbon

b) grafic1p

OFICIU...1p

TOTAL.10p 2. CLASIFICAREA REACIILOR DUP PROPORIA PARTICIPANILOR LA REACIE, ECHILIBRU

A. Reacii reversibile

Multe reacii chimice, probabil toate reaciile chimice pot decurge n ambele sensuri; n anumite condiii reactanii se transform n produi; n condiii diferite produii reacioneaz regenernd substanele iniiale. Reaciile decurg n ambele sensuri pn la atingerea unei poziii de echilibru.

Exemple de echilibre chimice

reacia de sintez a amoniacului

H2 + 3H2 2NH3

oxidarea dioxidului de sulf la trioxid de sulf

2SO2 + O2 2SO3

reacia de esterificare

CH3 COOH + CH3 CH2 OH CH3 COO CH2 CH3 + H2O

Echilibrul chimic este starea n care un sistem fizic sau chimic are o compoziie constant la o temperatur i presiune dat.

Starea de echilibru nu trebuie neleas ns ca o stare lipsit de procese sau transformri ci ca o stare n care procesele opuse se desfoar cu viteze egale. n sistemul aflat la echilibru exist o singur faz. Sistemele formate dintr-o singur faz se numesc sisteme omogene. Cele formate din dou sau mai multe faze se numesc sisteme eterogene.

Factorii care influeneaz echilibrul chimic:

- temperatura

- concentraia

- presiunea

B. Reacii ireversibile - sunt cele care decurg ntr-un singur sens.

Reacii ireversibile sun n general cele n care exist dou faze n sistemul de reacie. Avem :

a. Reacii cu formare de substane gazoase.

Zn + 2HCl ZnCl2 + H2b. Reacii cu formare de precipitat.

CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4

precipitat albastru 3. CLASIFICAREA REACIILOR DUP VITEZA DE DESFURARE

A. Reacii rapide sunt cele care decurg cu vitez mare.

a. Formarea unor precipitate

AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3

precipitat alb

b. Reacia metalelor reactive cu acizi

Mg + H2SO4 MgSO4 + H2

c. Reacia metalelor alcaline cu apa

Na + H2O NaOH + H2

CATALIZATORI

Viteza unei reacii chimice poate fi influenat de prezena n mediul de reacie a unor substane chimice sau amestecuri de substane chimice.

Catalizatorul este un compus chimic care mrete viteza unei reacii chimice i se regsete neschimbat calitativ i cantitativ la sfritul reaciei.

Exemple de reacii catalizate:

Al2O3, 3000C

a. CH3 CH2 OH CH2 = CH2 + H2O

Cu, 3000C

b. CH3 CH2 OH CH2 CH = O + H2O

Concluzie utiliznd acelai substrat n prezena unor catalizatori diferii se obin produi de reacie diferii.

INHIBITORISubstanele chimice care ncetinesc sau inhib complet o reacie chimic se numesc inhibitori (sau otrvuri).4. CLASIFICAREA REACIILOR DUP NATURA PARTICULEI SCHIMBATE

A. Reacii cu schimb de protoni. (Reacii acido-bazice)

Acid Baz + H+

Prin teoria protolitic a lui Brnsted acizii sunt substane capabile s cedeze ioni de H+ (protoni). Orice acid prin cedare de protoni se transform n baz conjugat i orice baz prin acceptare de protoni se transform n acidul conjugat.

Definiia acizilor

Acizii sunt substane compuse n a cror compoziie intr, pe lng atomi ai nemetalelor, unul sau mai muli atomi de hidrogen, care pot fi substituii cu atomi de metal, dnd natere la sruri.

Conform definiiei, substanele chimice au forma HBr, HI, HCl.

Clasificarea acizilor

Dup compoziie, acizii se clasific n:

hidracizi conin n molecula lor doar atomi de hidrogen i de nemetal;

oxiacizi conin n molecula lor, pe lng atomi de hidrogen i nemetal, i atomi de oxigen.

Dup numrul atomilor de hidrogen, care pot fi nlocuii cu metale, acizii se mpart in 3 grupe:

monobazici: HCl, HNO3, CH3 COOH, NH4+, HSO4, HCO3 dibazici: H2S, H2CO3, H2SO3, H2PO4, tribazici: H3PO4, H3PO3Formula general a acizilor

Formula generala a acizilor este HmA. Dac nlocuim pe A cu radicalii cunoscui i pe m cu valena acestora, se pot obine formulele acizilor.Proprietile acizilorProprieti fizice

Acizii sunt substane gazoase, lichide sau solide. Se dizolv n ap, formnd soluii cu gust acrior i sunt bune conductoare de electricitate.

Aciunea acizilor asupra indicatorilor

Acizii nroesc soluia de turnesol, iar fenolftaleina rmne incolor n mediul acid.

Proprieti chimice

Reacia acizilor cu metalele

Acizii reacioneaz cu unele metale, formnd sruri i elibernd hidrogenul.Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 Reacia acizilor cu oxizii metalelor

Acizii reacioneaz cu oxizii bazici, formnd sruri i ap.CuO + 2HCl = CuCl2 + H2 Reacia de neutralizare

Acizii reacioneaz cu bazele, formnd sruri i apa, conform reaciei generale: acid + baza = sare + apa

HCl + NaOH = NaCl + H2O Reacia acizilor cu srurile

Din reaciile acizilor cu srurile se obin acizi i sruri noi.HCl + AgNO3 = AgCl + HNO3

acid tare acid slab

Acizii tari scot din srurile lor acizii slabi.

Importana i utilizrile acizilorImportanta acizilor este att de mare nct prezentarea utilizrilor nu poate fi uor epuizat.

Acidul clorhidric se folosete la obinerea n laborator a hidrogenului, clorului, a clorurilor i acizilor mai slabi. De asemenea, se folosete i n industriile coloranilor, medicamentelor, pielriei, textilelor i maselor plastice.

Acidul sulfuric(vitriol) este considerat sngele industriei. Se folosete la obinerea sulfailor, a ngrmintelor chimice, a hidracizilor i a oxiacizilor, n industria farmaceutic.

Acidul azotic are largi utilizri n industria ngrmintelor chimice, a explozivilor, a coloranilor, a firelor i fibrelor sintetice.

Definiia bazelor

Bazele sunt substane compuse n a cror compoziie intr un atom de metal i un numr de grupri hidroxil, egal cu valena metalului. Tot cu rol de baze pot fi considerai i unii compui organici cum ar fi aminele. De aceea denumirea iniial a bazelor a trebuit s fie extins. Clasificarea bazelor

Dup solubilitatea n ap, bazele se clasifica n 2 categorii:

baze solubile;

baze insolubile sau greu solubile.Formula generala a bazelor

Formula generala a bazelor este M(OH)n .

Dup formula general, bazele metalelor monovalente sunt de forma MOH, cele divalente M(OH)2 i cele trivalente M(OH)3 etc.Proprietile bazelorProprieti fizice

Bazele solubile i insolubile sunt substane solide, albe sau colorate. Soluiile bazelor solubile sunt leioase i lunecoase la pipit, vatm pielea i organismul fiind caustice.

Aciunea bazelor asupra indicatorilor

Toate bazele solubile albstresc turnesolul i nroesc fenolftaleina, proprieti folosite la identificarea bazelor.Proprieti chimice

Reacia de neutralizare

Toate bazele reacioneaz cu acizii, formnd sruri i ap.NaOH + HCl = NaCl + H2O Reacia bazelor cu oxizii acizi

Bazele reacioneaz cu oxizii acizi, formnd sruri i ap.

Ca(OH)2+ CO2 = CaCO3 + H2O Reacia bazelor cu srurile

Bazele solubile reacioneaz cu srurile i formeaz baze i sruri noi.2NaOH + FeCl2 = 2NaCl + Fe(OH)2

baz tare baz slab

Baza mai tare scoate din sarea ei baza mai slabImportana i utilizrile bazelor

Bazele substanelor alcaline NaOH i KOH, constituie reactivi folosii frecvent n laboratoare. n industrie, hidroxidul de sodiu este utilizat la fabricarea spunului, la obinerea fibrelor artificiale, la mercerizarea bumbacului, la fabricarea sodei de rufe.

Hidroxidul de calciu este o substan de prima importan in industrie i n construcii. Laptele de var, soluie care se obine prin dizolvarea hidroxidului de calciu n ap, se folosete la vruirea cldirilor, la obinerea mortarului etc. Apa de var se folosete n industria zaharului, n medicin i pentru recunoaterea dioxidului de carbon n laborator.

Tabel cu acizi si baze conjugateAcidBaza

Acid percloricHCIO4CIO4Ion perclorat

Acid sulfuricH2SO4HSO4Ion sulfat

ApaH2OOHIon hidroxid

Ion amoniu NH4+NH3Amoniac

Acid clorhidricHClClIon clorura

Acid azoticHNO3NO3Ion azotat

Ion hidroniuH3O+H2OApa

Ion sulfat acidHSO4SO42Ion sulfat

Acid fosforicH3PO4H2PO4Ion fosfat acid

Acid fluorhidricHFFIon fluorura

Produsul ionic al apei

Moleculele de ap pot ioniza conform ecuaiei 2H2O OH + H3O+

Sau forma simplificat:

H2O OH + H+

rezultnd Ke [OH][H3O+]

[H2O]Deoarece ionizarea apei este foarte redus, concentraia n molecule de ap este constant i poate fi nglobat n Ke. Astfel, putem scrie:Ke [H2O] = [OH][H3O+] = Kw H2O

unde Kw H2O este produsul ionic al apei. La temperatura camerei, acest produs are valoarea constant, adic produsul dintre ionii de hidroniu i ionii de hidroxil este egal cu 1014 (mol/l)2.

pH i pOH

Caracterul acid sau bazic al unei soluii este dat de concentraia n ioni de hidrogen. Pentru o exprimare mai uoar, s-a introdus noiunea de pH.

PH-ul unei soluii indic concentraia n ioni de hidrogen i se exprim prin logaritmul cu semn schimbat al [H+][H+] = 10 pH ; pH = -lg [H+]pOH-ul este noiunea echivalenta cu pH-ul, dar referitoare la concentraia ionilor de hidroxil.Dac amponul folosit este foarte acid (pH=1-2) punile de hidrogen i cele saline nu se mai formeaz, prul devine fragil i fr strlucire. Dac pH-ul este unul bazic (8,5) duneaz de asemenea prului.

Natura

soluieiSuc de lmieOet

Must

Lapte

Bere

Saliv

Apa mriiAp de splare

Valoare pH2346,5578,59

Pentru c majoritatea tinerilor consum mari cantiti de alcool (bere sau buturi distilate) precum i tutun, toate acestea asociate cu o hran necorespunztoare cum ar fi: nu exist un program de mas, se consum alimente gen fast food, foarte multe prjeli au drept efect deteriorarea mucoasei stomacale astfel nct, sucul gastric, care s-a vzut mai sus este foarte acid, ajunge la peretele stomacului ncepnd erodarea acestuia.

Dup civa ani cei care nu renun la asemenea obiceiuri ncep prin a avea la nceput gastrite iar apoi alte boli mai grave la nivelul stomacului sau a intestinelor.

0 pH 7 mediu acid

pH = 7 mediu neutru

7 pH 14 mediu bazic

Reacia de neutralizare

Reacia de neutralizare este una dintre cele mai importante reacii chimice. Termenul este atribuit de obicei reaciei dintre un acid i o baz.

Reacia de neutralizare este un caz particular al reaciilor protolitice. Cnd reacioneaz soluii apoase de acizi tari cu soluii apoase de baze tari se combin ionii de hidroniu i ionii de hidroxil pentru a forma ap. n acelai timp se formeaz i o sare.HCl + NaOH NaCl + H2O

H+ + Cl + Na+ + OH Na+ + Cl + H2O

H3O+ + Cl + Na+ + OH Na+ + Cl + 2H2O Deoarece ionii de sodiu i de clor sunt prezeni i n sarea care se formeaz, ecuaia se poate scrie i astfel : H3O+ + OH 2H2O

Dac la o cantitate de acid tare se adug exact cantitatea de baz tare necesar neutralizrii totale a acidului, caracterul mediului la neutralizare este neutru, avnd un pH = 7. Acest fenomen se poate pune n eviden cu ajutorul indicatorilor. Cunoaterea proceselor ce au loc la neutralizarea acizilor cu bazele are importan deosebit mai ales n analiza chimic. Reaciile de neutralizare stau la baza multor metode de analiz.

Acizi tari si acizi slabi, baze tari si baze slabe

Uurina cu care se transfer protonii de la acizi la baze, determin o difereniere a comportamentului chimic al acestora.Acizii, bazele i srurile care formeaz ioni n soluie apoas sunt electrolii, a cror soluii conduc curentul electric. Substanele care nu formeaz ioni n soluie se numesc neelectrolii i nu conduc curentul electric.

Gradul de ionizare al unui electrolit este raportul dintre nr. de molecule ionizate i nr. iniial de molecule dizolvate. Dup gradul de disociere, electroliii se clasific n electrolii tari i electrolii slabi. Electrolitul tare este o substana care n soluie apoas este disociat total n ioni. Electroliii tari sunt acizii tari, bazele tari i srurile.

Un electrolit slab este o substan ale crei molecule aflate n soluie ionizeaz n proporie mic. Electroliii slabi sunt acizii slabi i bazele slabe.

Acizii tari sunt acizii care cedeaz uor protoni.

Acizii slabi sunt acizii care cedeaz greu protoni.

Bazele tari sunt bazele care accept uor protoni.

Bazele slabe sunt bazele care accept greu protoni.Reacia de hidroliza a srurilor

Se tie c srurile se pot clasifica n funcie de tria acizilor i bazelor de la care provin astfel:

sruri provenite de la acizi tari i baze tari;

sruri provenite de la acizi tari i baze slabe;

sruri provenite de la acizi slabi i baze tari;

sruri provenite de la acizi slabi i baze slabe.

Echilibrele chimice la care particip apa ca reactant se numesc reacii de hidroliz.

Reaciile de hidroliza sunt reaciile inverse celor de neutralizare i au loc intre ionii srii i ionii apei, la dizolvarea srii n ap.

Hidroliza srurilor n ap este posibil atunci cnd n urma reaciei dintre ionii srii i ionii apei, se obine un electrolit slab sau o substan greu solubil.

TESTUL 2

1. Care dintre urmtoarele reacii sunt posibile:

a. NaOH + FeCl3

b. NaCl + H2O

c. H2CO3 + NaCl

d. NH4Cl + H2O

1p

2. Completai reaciile posibile i dai denumirile tuturor substanelor implicate n procesele chimice.

4p

3. Cum variaz stabilitatea substanelor n funcie de cldura de formare4. n reaciile exoterme avem:

a) Q=L

b) HpHr

d) Q>H 1p5. Dai 3 exemple de acizi di bazici (molecule neutre i ioni)

3p

OFICIU

1p

TOTAL

10p

B. Reacii cu schimb de electroni. (Redox) Reaciile chimice care au loc cu modificarea numerelor de oxidare al unuia sau mai multor elemente din componena reactanilor sunt reacii de oxidare-reducere. n reaciile de oxidare un element (ca atare, n form atomic sau molecular, sau component al unei specii chimice poliatomice) cedeaz electroni, deci i mrete numrul de oxidare. n reaciile de reducere un element (atom, molecul, ion monoatomic, ion poliatomic) accept electroni, deci i scade numrul de oxidare. n reaciile redox pot participa ca oxidani i reductori diferite specii chimice, fie atomi, fie ioni sau molecule. Ca urmare a transferului de electroni are loc modificarea strilor de oxidare ale unor elemente din compuii participani la reacie. Determinarea coeficienilor stoechiometrici ai reaciilor redox se face inndu-se seama de conservarea masei substanelor (bilanul atomic) i a numrului electronilor schimbai (bilanul electronic). Reductori pot fi:

metalele Fe, Al, Mg, Ca, Na, K, etc. care au tendina de a se transforma n ioni pozitivi

nemetalele slab electronegative C, P, Si

cationi metalici la numere inferioare de oxidare: Sn2+, Fe2+, Cr2+ compui ai nemetalelor cu numere de oxidare mici: P3, N3, S2, X (Cl, Br, I), CO, SO2, etc.

Oxidani sunt:

halogenii n form molecular X2 (F2, Cl2, Br2, I2);

oxigenul O2 i ozonul O3 acizii oxigenai i srurile lor coninnd elemente la numere de oxidare mari:

compui oxigenai ai halogenilor (XO, XO2, XO3, XO4)

K2CrO4, K2Cr2O7, KMnO4, K2FeO4, acizii i anhidridele lor

HNO3 conc, H2SO4 conc.

ioni metalici la numere de oxidare superioare: Fe3+, Au3+, Hg2+, Ce4+, etc.CRITERII PENTRU STABILIREA NUMERELOR DE OXIDARE

1. N.O. al atomilor n stare liber este 0. Na0 , Cl20

2. N.O. al ionilor mono i poliatomici este egal cu sarcina ionului. Na+, Mg+2, Cl, NO3, NH4+.

3. N.O. al hidrogenului este +1. Excepie fac hidrurile metalelor alcaline i alcalino-pmntoase cnd N.O.H = 1. Li+H, Mg+2H2

4. N.O. al oxigenului este 2. Excepie fac peroxizii cnd N.OO = 1. H2+O2.

5. NO. depinde de electronegativitatea elementelor. C4H4+, C+2O2, C+4O22.

5. Suma N.O. a elementelor dintr-o molecul neutr este 0. H2+S+6O426. Suma N.O. a elementelor dintr-un ion este egal cu sarcina ionului. (N3H4+)+.

ETAPELE N STABILIREA COEFICIENILOR REDOX AI UNEI REACII

1. Trecerea N.O. a tuturor elementelor.

2. Marcarea elementelor care i-au schimbat N.O.

3. Scrierea proceselor de oxidare i reducere.

4. Bilanul electronic.

5. Trecerea coeficienilor rezultai pe reacie.

6. Bilanul atomic.

7. Hidrogenul i oxigenul se egaleaz ultimele.

ELEMENTE GALVANICE

Elementele galvanice (pile) produc energie electric din energie chimic. Principiul lor de funcionare are la baz reacii redox.

Pila Daniell

Reaciile la electrozi sunt:

Anod Zn - 2e Zn2+ oxidare

Catod Cu2+ +2e Cu0 reducere

Notaia : () Zn/Zn2+//Cu2+/Cu0 (+).

PILA LECLANCH

Pila Leclanch folosit astzi e foarte similar cu cea originala. Electrolitul const ntr-o mixtur de clorur de amoniu i clorur de zinc n form de past. Electrodul

negativ e alctuit din zinc, fiind "carcasa"pilei, i electrodul pozitiv e o tij de carbon nconjurat de o mixtur de carbon i dioxid de magneziu. Pila Leclanche produce aproximativ 1,5 V.

Pila Leclanch este frecvent utilizat pentru alimentarea aparatelor de radio cu tranzistori, a lanternelor de buzunar, la instalaii de semnalizare etc. Reaciile care au loc la electrozi sunt complexe, si se pot reprezenta astfel: () Zn Zn2+ + 2e

(+) 2NH4+ + 2MnO2 + 2e Mn2O3 + 2NH3 + H2OACUMULATORUL CU PLUMB

Acumulatorii sunt echipamente ce transform energia chimic n electricitate.

Acumulatorii sunt un mod eficient de a face electricitatea portabil. n plus, acumulatorii furnizeaz energie n scopul de a nlocui energia electric furnizat de reteaua electric i sunt rencrcabili.

Alctuirea acumulatorului cu plumb

1. Plci interne pozitive i negative, realizate din plumb.

2. Separatori plci din material poros sintetic.

3. Electrolit, o soluie diluat din acid sulfuric i ap.

4. Borne din plumb, legtura dintre baterie i corpul ce are nevoie de energie.

5. Borne exterioare

Electrod negativ (Pb) grtar de plumb n ochiurile cruia se gsete plumb spongios

Electrod pozitiv (PbO2) grtar de plumb n ochiurile cruia se gsete dioxid de plumb

Electrolitul este H2SO4 de concentraie 38% (=1,29g/cm3)Fiecare celul produce 2V. Este format din 6 astfel de celule legate n serie.

Reaciile la electrozi sunt:

(+)PbO2 + 4H+ + SO42 + 2e = PbSO4 + 2H2O

( - ) Pb + SO42 = PbSO4 + 2e _________________________________________________________

Reacia global: Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42 = 2 PbSO4 + 2H2O ELECTROLIZA

Electroliza este un fenomen ce se petrece la trecerea curentului electric continuu prin soluia sau topitura unui electrolit.

Fenomenul este complex i const att n migraia ionilor pozitivi ctre catod i a ionilor negativi spre anod, ct i n neutralizarea acestora. Astfel la electrozi, ionii capteaz, respectiv cedeaz electroni, transformndu-se n atomi neutri sau grupe de atomi. Acetia se pot depune ca atare pe electrod sau pot reaciona: cu moleculele dizolvantului, cu electrodul, sau ntre ei. Se formeaz astfel produi secundari ai electrolizei.

De fapt, procesele la electrozi, avnd loc un transfer de electroni snt transformri redox.

Electroliza solutiei de NaCl

n unele cazuri, n procesul de electroliz intervin i ionii apei; pe lng reaciile de descrcare a ionilor la electrozi (reacii primare) au loc i alte reacii la care particip ionii solventului (reacii secundare). un tub ndoit n form de U; electrozi de crbune; un dop strbtut de un tub efilat; o surs de alimentare la curent; fire conductoare. Reaciile sunt:

(+) Cl 1e Cl

() H+ +1e H

Reacia global:

2NaCl + 2H2O electroliz 2NaOH + H2 + Cl2

Electroliza este o metod de obinere a:

metalelor

nemetalelor

substanelor compuse

TESTUL 3

1. Egalai redox urmtoarele reacii:

MnSO4 +Na2CO3 +KNO3 NaMnO4 +KNO2 +Na2SO4 +CO2

KMnO4 +Fe(OH)2 +H2O MnO2 +Fe(OH)3 +KOH

H2O2+ CrCl3 +NaOH NaCrO4 +H2O +NaCl

3p

2. Egalai redox urmtoarele reacii:

HCl +K2Cr2O7 H2O +KCl +CrCl3 +Cl2

K2MnO4 +H2O KMnO4 +MnO2 +KOH

KI +H2SO4 +H2O2 I2 +K2SO4 +H2O

3p

3. Scriei ecuaiile reaciilor ce au loc la electrozi ct i reacia global cn cazul electrolizei KI

3p

OFICIU

1p

TOTAL

10p C. REACII CU SCHIMB DE IONI SAU MOLECULE

REACII DE COMPLEXARE

Sunt reaciile prin care se obin combinaii complexe. Combinaiile complexe,compuii de coordinaie sau, simplu, compleci sunt combinaiile care conin un atom sau un ion central (de obicei un metal) de care sunt legai prin legturi covalente coordinative molecule neutre sau ioni (aa-numiii liganzi).

n funcie de suma sarcinilor ionului central i a gruprilor care-l nconjoar, combinaia complex poate fi un anion sau un cation : ; [Fe(CN)6]4 ; [NH4]+. Numrul de molecule sau ioni (liganzi) care se leag de ionul central poart numele de numr de coordinaie. n general, numrul de coordinaie are valori cuprinse ntre 2 i 6 i foarte rar valoarea 7 sau 8. Ca atom central poate funciona aproape oricare din elementele sistemului periodic, dar cea mai mare tendin de a forma compleci o au metalele tranziionale; la rndul lor, liganzii pot fi foarte diferii, de la ioni monoatomici simpli pn la substane organice cu structuri foarte complicate. Ca liganzi n aceti compui apar fie molecule neutre, ca: NH3 , H2O, H2N - H2C - CH2 - NH2 (etilendiamina),

fie ioni, ca : F, Cl , Br , SO3 2 , SCN.

OBINEREA UNOR COMBINAII COMPLEXE

EXPERIMENT 1 : Se introduc ntr-o eprubet 2 - 3 ml dintr-o soluie de CuSO4 i apoi se adug o soluie apoas de NH3 pn la apariia precipitatului de culoare verde-albastru. Se adug n continuare o soluie de amoniac pn la dizolvarea precipitatului; se observ c n eprubet culoarea soluiei se schimb n albastru intens.

Scriei ecuaia reaciei

..

EXPERIMENT 2 : ntr-o eprubeta cu 1 - 2 cm3 de soluie de CuSO4 de concentraie 0,1 M turnai cteva picturi de soluie de NaOH 1M . Se formeaz un precipitat albastru, gelatinos de Cu(OH)2. Se aduga , n picturi, soluie de NH3 1M, agitnd eprubeta. Se observ dispariia precipitatului i colorarea soluiei n albastru intens, datorit formrii combinaiei complexe, hidroxidul de tetraaminocupru (II).

Ecuaiile reaciilor care au loc sunt:

.

.

EXPERIMENT 3 : ntr-o eprubet ce conine 3 ml soluie de AlCl3 se introduce, n picturi, o soluie de NaOH. Se observ apariia unui precipitat gelatinos alb de Al(OH)3. Dac se continu adugarea de NaOH, se observ dizolvarea precipitatului . Ecuaiile reaciilor care au avut loc sunt :

AlCl3 + 3 NaOH = Al(OH)3 + 3NaCl

Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4].Aplicaiile combinaiilor complexe

Cele mai frecvente utilizri ale combinaiilor complexe sunt n analiza chimic. O serie de ioni ai metalelor, datorit uurinei de a forma combinaii complexe, caracterizate prin culoare intens sau prin solubilitate redus, se pot determina prin analiza calitativ sau cantitativ.

Exemple de identificare a unor ioni:

(I) ntr-o eprubet se introduc 2-3 ml dintr-o soluie de FeCl3 n care se adug o soluie apoas de K4[Fe(CN)6]. Se observ apariia unui precipitat albastru (albastru de Berlin) insolubil n H2O i n HCl diluat. Ecuaia reaciei este: 4FeCl + 3K4[Fe(CN)6] = Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KClReacia este caracteristic pentru ionul Fe3+; daca soluia ce conine ionii respectivi este foarte diluat, se obine o soluie albastr, ceea ce permite determinarea prezentei Fe3+ n urme.(II) ntr-o eprubeta n care se gsesc 2-3 ml soluie conc. de Co(NO3)2 se adug 1-2 ml eter etilic i apoi o soluie de KSCN. Se obine o coloraie intens albastra, caracteristic pentru Co2+. Ecuaia reaciei este:Co2+ + 4SCN [Co(SCN)4]2(III) ntr-o eprubet n care se afl 2-3 ml dintr-o soluie de CuSO4 se adug cteva picturi de acid acetic i apoi 2 ml dintr-o soluie de K4[Fe(CN)6]. Se observ formarea unui precipitat de culoare brun-rocat. Ecuaia reaciei este:

2CuSO4 + K4[Fe(CN)6] Cu2[Fe(CN)6] + 2K2SO4.Dac ionii de Cu2+ sunt n concentraie mic, n soluie se obine o coloraie roz. Reacia permind evidenierea Cu n urme.ACTIVITATE DE TIP PROIECT

ntocmete un referat cu tema:

1. ,,Rolul i importana unei alimentaii echilibrate n meninerea echilibrelor acido-bazice din organism la valori normale.

Pentru documentare: www.wikipedia.com 2. ,,Influena factorilor de mediu ( poluare, calitate alimente, stres) asupre meninerii pH-ului fiziologic n organism.

Pentru documentare: www.ph-health.com

3. ,,Efectele folosirii cianurilor n instalaiile industriale, asupra mediului nconjurtor .

Pentru documentare: www.wikipedia.com www.spartacusscholnet.co.ukAutor profesor chimie ILCO GHEORGHE, grad didactic I

A

A

B

COOH

COOH

A

B

A

C

B

D

C

E

F

A

A

A

B

A

B

A

PAGE 4

_1392110668.unknown

_1392110670.unknown

_1392110671.unknown

_1392110669.unknown

_1392110664.unknown

_1392110666.unknown

_1392110667.unknown

_1392110665.unknown

_1392110662.unknown

_1392110663.unknown

_1392110661.unknown

_1392110660.unknown