Chemické vlastnosti

Rozlišovacie látky

Látky sa môžu navzájom líšiť a ich presne definovaný súbor vlastností umožňuje ich rozpoznanie a vhodné použitie. Tieto vlastnosti sa nazývajú aj vlastnosti konkrétnej látky. Môžete napríklad zvážiť použitie noža z viacerých látok – plastu, dreva a kovu na krájanie jablka. Je ľahké vidieť, že každá z uvedených látok má rôzne charakteristické vlastnosti. Na rezanie bude najlepšou voľbou nôž vyrobený z kvalitnej kovovej zliatiny, ktorá umožňuje správne ostrenie. Pri výrobe nožov však majú svoje využitie aj iné látky – na jednorazové príbory sa používa lacný plast, na nože určené na natieranie niečoho na krajec chleba sa hodí drevo.

Charakteristika látky

Popisujeme vlastnosti látky, pričom berieme do úvahy dva hlavné vzťahy – fyzikálne javy a chemické reakcie. Vlastnosti, ktoré možno skúmať zmyslami (pomocou čuchu alebo zraku), ako aj vhodnými prístrojmi (napríklad hustomerom), sa nazývajú fyzikálne vlastnosti. Sú to okrem iného stav agregácie, farba, tvrdosť, hustota a zmeny tvaru pod vplyvom príslušných síl (krehkosť, elasticita, kujnosť). O niečo zložitejšie môže byť určenie chemických vlastností látok, ktoré nás zaujímajú. To všetko sú vlastnosti, ktoré sa dajú opísať len na základe ich reakcie na iné, teda napríklad toxicita, horľavosť, reaktivita. Definujeme ich na základe chemických zmien, ku ktorým dochádza medzi danou látkou a inými faktormi, často so zmenou štruktúry.

Reaktivita

Reaktivita je široký pojem, ktorý v praxi popisuje počet reakcií, ktorými daná látka prechádza, a účinnosť, ktorú dostáva za normálnych podmienok. To znamená, že ak uvažovaná reakcia prebieha s vysokou účinnosťou a vyžaduje len nepatrnú zmenu teplotných a tlakových podmienok, ide o chemickú vlastnosť látky. Akékoľvek reakcie, ktoré sa vyskytujú len pod vplyvom niekoľkých stoviek stupňov alebo atmosfér a s nízkymi výťažkami, sú však odmietnuté. Túto vlastnosť nám naznačuje periodická tabuľka prvkov , pretože pri zvyšovaní atómového čísla v prípade kovov sa reaktivita v rámci skupiny zvyšuje a v rámci periódy klesá, zatiaľ čo v prípade nekovov sa v rámci periódy znižuje. skupiny a v danom období sa zvyšuje. Najmenej reaktívne látky v periodickej tabuľke sú vzácne plyny , pretože majú najstabilnejšie elektronické stavy (dublet a oktet), reagujú neochotne s inými látkami.

Reakcie s kyslíkom

Spaľovanie alebo skôr schopnosť reagovať s kyslíkom nám umožňuje určiť ďalšiu chemickú vlastnosť látky – horľavosť. Ak materiál podstúpi túto exotermickú reakciu s uvoľňovaním tepla a svetla, môže byť horľavý alebo horľavý. Experimentálne stanovenie horľavosti je založené na stanovení faktora OI, teda kyslíkového indexu , ktorý vyjadruje percento kyslíka v zmesi s dusíkom potrebné na udržanie horenia materiálu, ktorého teplota v čase vznietenia je 20 ^o C. Ak je faktor menší ako 21, látka sa považuje za horľavú, v rozsahu od 21 do 28 sa materiály považujú za spomaľovače horenia a nad 28 sa látka považuje za nehorľavú. Medzi horľavé látky patrí benzín a zemný plyn, spomaľovače horenia zahŕňajú polyester a medzi nehorľavé patrí oxid uhličitý, betón, freóny a kamenná vlna.

Škodlivý účinok na organizmy

Toxicita opisuje schopnosť látky spôsobiť poškodenie tela pri požití alebo absorpcii cez kožu alebo vdýchnutí. Môže viesť k dysfunkcii buniek a orgánov a následne k otrave organizmu. Takéto účinky sa skúmajú najmä v toxikologických experimentoch in vitro s použitím buniek alebo biomarkerov a in vivo na laboratórnych zvieratách. Napríklad arzén, teda oxid diarzénový, je veľmi toxická látka.

Príklad – chemické vlastnosti vody

Pri zvažovaní chemizmu vody sa skúmajú parametre ako pH, oxidačno-redukčné podmienky, kyslosť a zásaditosť, mineralizácia, sušina a tvrdosť. Ide o znaky založené najmä na reaktivite látky a úzko súvisiace s konkrétnym typom vody. Iné parametre bude mať destilovaná voda, ktorá je čistou látkou a iné bude mať dažďová voda s trochu iným zložením. Existujú však aj také chemické vlastnosti, ako je nehorľavosť, neudržujúce horenie, netoxicita a dobrá schopnosť rozpúšťať iné látky.

Príklad – chemické vlastnosti kovov

V prípade kovov je najjednoduchšie nájsť vzťahy ich rozdelením na bloky s, p a d v súlade s periodickou tabuľkou. Kvôli elektrónovej konfigurácii kovov s-bloku nevyžaduje prechod valenčných elektrónov veľa energie. Vďaka tomu sú chemicky najaktívnejšie. Reakciou s vodou tvoria alkalické hydroxidy, podliehajú chemickým premenám aj v styku s kyselinami. Majú redukčné vlastnosti, viditeľné pri reakciách s vodou, kyslíkom, vodíkom alebo anaeróbnymi kyselinami, ktoré sa zvyšujú so zvyšovaním atómového čísla v skupine. Horením v plameni dávajú charakteristickú farbu, napríklad bárium ho farbí na žltozeleno. Kovy p-bloku majú valenčné elektróny umiestnené iba v poslednom obale a sú tiež reaktívne. Chemicky najdôležitejším prvkom v tejto skupine je hliník, ktorý napriek svojej reaktivite pri použití v zliatinách eliminuje korozívne pôsobenie oxidačných kyselín, čím vzniká pasívna vrstva. Je to amfotérne redukčné činidlo a reaguje s kyselinami aj zásadami. Na druhej strane kovy d-bloku majú valenčné elektróny v poslednom a predposlednom vonkajšom obale, preto sa väčšinou vyskytujú v rôznych oxidačných stavoch a ochotne darujú elektróny z obalu S. Atóm železa môže darovať dva alebo tri elektróny na vytvorenie iónov Fe2 ⁺ alebo ^Fe3+ . Je to stredne reaktívna látka, ktorá reaguje s nekovmi, ako je síra alebo chlór , s vodnou parou a kyslíkom v podmienkach vodnej pary. Reaguje tiež s kyslíkovými kyselinami a vytvára pasívnu vrstvu. Kovy zinku 12. skupiny zvyčajne tvoria bi-pozitívne katióny. Ich reaktivita klesá so zvyšujúcou sa atómovou hmotnosťou. Medzi kovmi majú kovy medi najnižšiu schopnosť chemickej reakcie. Sú to slabé redukčné činidlá a ich najtypickejšie reakcie sú s oxidačnými kyselinami. Nie sú schopné vytesniť vodík z anaeróbnych kyselín .