Chemické vlastnosti

Rozlišovací látky

Látky se mohou od sebe lišit a jejich přesně definovaný soubor vlastností umožňuje jejich rozpoznání a vhodné použití. Tyto vlastnosti se také nazývají vlastnosti konkrétní látky. Můžete například zvážit použití nože vyrobeného z několika látek – plastu, dřeva a kovu, na krájení jablka. Je snadné vidět, že každá z uvedených látek má různé, charakteristické vlastnosti. Pro řezání bude nejlepší volbou nůž vyrobený z kvalitní kovové slitiny, která umožňuje správné ostření. Své využití při výrobě nožů však mají i další látky – na jednorázové příbory se používá levný plast, na nože určené k namazání něčeho na krajíc chleba se zase hodí dřevo.

Charakteristika látky

Popisujeme vlastnosti látky s přihlédnutím ke dvěma hlavním vztahům – k fyzikálním jevům a chemickým reakcím. Vlastnosti, které lze zkoumat smysly (čichem nebo zrakem), jakož i vhodnými přístroji (jako je hustoměr), se nazývají fyzikální vlastnosti. Jsou to mimo jiné stav agregace, barva, tvrdost, hustota a změny tvaru pod vlivem příslušných sil (křehkost, pružnost, kujnost). Poněkud složitější může být stanovení chemických vlastností látek, které nás zajímají. To vše jsou vlastnosti, které lze popsat pouze na základě jejich reakce na ostatní, tj. např. toxicita, hořlavost, reaktivita. Definujeme je na základě chemických změn, ke kterým dochází mezi danou látkou a dalšími faktory, často se změnou struktury.

Reaktivita

Reaktivita je široký pojem, který v praxi popisuje počet reakcí, kterými daná látka prochází, a účinnost, kterou dostává za normálních podmínek. To znamená, že pokud uvažovaná reakce probíhá s vysokou účinností a vyžaduje jen nepatrnou změnu teplotních a tlakových podmínek, jde o chemickou vlastnost látky. Jakékoli reakce, které probíhají pouze pod vlivem několika set stupňů nebo atmosfér as nízkými výtěžky, jsou však zamítnuty. Tuto vlastnost nám napovídá periodická soustava prvků , protože s rostoucím atomovým číslem se v případě kovů reaktivita v rámci skupiny zvyšuje a v periodě klesá, zatímco u nekovů se v rámci periody snižuje. skupiny a během období se zvyšuje. Nejméně reaktivními látkami v periodické tabulce jsou vzácné plyny , protože mají nejstabilnější elektronové stavy (dublet a oktet) a reagují neochotně s jinými látkami.

Reakce s kyslíkem

Spalování, respektive schopnost reakce s kyslíkem, nám umožňuje určit další chemickou vlastnost látky – hořlavost. Pokud materiál podstoupí tuto exotermickou reakci s uvolněním tepla a světla, může být hořlavý nebo hořlavý. Experimentální stanovení hořlavosti je založeno na stanovení faktoru OI, tj. kyslíkového indexu , který vyjadřuje procento kyslíku ve směsi s dusíkem potřebné k udržení hoření materiálu, jehož teplota v okamžiku vznícení je 20 ^o C. Pokud je faktor menší než 21, látka je považována za hořlavou, v rozsahu od 21 do 28 jsou materiály považovány za zpomalující hoření a nad 28 je látka považována za nehořlavou. Mezi hořlavé látky patří benzín a zemní plyn, zpomalovače hoření zahrnují polyester a mezi nehořlavé patří oxid uhličitý, beton, freony a kamenná vlna.

Škodlivý účinek na organismy

Toxicita popisuje schopnost látky způsobit poškození těla při požití nebo absorpci kůží nebo vdechováním. Může vést k poruše funkce buněk a orgánů a následně k otravě organismu. Tyto účinky se zkoumají především v toxikologických experimentech in vitro s použitím buněk nebo biomarkerů a in vivo na laboratorních zvířatech. Například arsen, tedy oxid diarseničitý, je velmi toxická látka.

Příklad – chemické vlastnosti vody

Při posuzování chemismu vody se zkoumají parametry jako pH, oxidačně-redukční podmínky, kyselost a zásaditost, mineralizace, sušina a tvrdost. Jde o znaky založené především na reaktivitě látky a úzce související s konkrétním typem vody. Jiné parametry bude mít destilovaná voda, která je čistou látkou, a jiné bude mít dešťová voda s trochu jiným složením. Existují však i takové chemické vlastnosti, jako je nehořlavost, neudržující hoření, netoxicita a dobrá schopnost rozpouštět další látky.

Příklad – chemické vlastnosti kovů

V případě kovů je nejjednodušší najít vztahy jejich rozdělením do bloků s, p a d v souladu s periodickou tabulkou. Vzhledem k elektronové konfiguraci kovů s-bloku nevyžaduje přechod valenčních elektronů mnoho energie. Díky tomu jsou chemicky nejaktivnější. Reakcí s vodou tvoří alkalické hydroxidy, podléhají chemickým přeměnám i ve styku s kyselinami. Mají redukční vlastnosti, viditelné při reakcích s vodou, kyslíkem, vodíkem nebo anaerobními kyselinami, které se zvyšují s rostoucím atomovým číslem ve skupině. Hořením v plameni dávají charakteristickou barvu, baryum je například barví žlutozeleně. Kovy p-bloku mají valenční elektrony umístěné pouze v posledním obalu a jsou také reaktivní. Chemicky nejvýznamnějším prvkem této skupiny je hliník, který i přes svou reaktivitu při použití ve slitinách eliminuje korozivní účinek oxidačních kyselin, vytváří pasivní vrstvu. Je to amfoterní redukční činidlo a reaguje s kyselinami i zásadami. Na druhé straně kovy d-bloku mají valenční elektrony v posledním a předposledním vnějším obalu, proto se většinou vyskytují v různých oxidačních stavech a ochotně darují elektrony z obalu S. Atom železa může darovat dva nebo tři elektrony za vzniku iontů Fe ²⁺ nebo Fe ³⁺ . Je to středně reaktivní látka, která reaguje s nekovy, jako je síra nebo chlór , s vodní párou a kyslíkem za podmínek vodní páry. Reaguje také s kyslíkatými kyselinami a vytváří pasivní vrstvu. Kovy zinku 12. skupiny obvykle tvoří bi-pozitivní kationty. Jejich reaktivita klesá s rostoucí atomovou hmotností. Mezi kovy mají kovy mědi nejnižší schopnost chemicky reagovat. Jsou to slabá redukční činidla a jejich nejtypičtější reakce jsou s oxidačními kyselinami. Nejsou schopny vytěsnit vodík z anaerobních kyselin .