Izvori i podjela tvari

Riješite sljedeće zadatke i ponovite kojim se tvarima iz svakodnevnog života koristimo u kemijskom laboratoriju.

Na ambalaži kemikalija koje se rabe u kućanstvu, laboratoriju i industriji obvezno je naznačiti međunarodno dogovorene znakove opasnosti i upozorenja. Prije rada s određenom kemikalijom treba proučiti naljepnice na boci u kojoj se čuva, uočiti piktograme opasnosti koji upozoravaju na opasnost te upućuju na pojačan oprez pri radu.

Tvar je sve što ima masu i volumen te karakteristična fizikalna svojstva. U širem smislu, tvari su sve ono iz čega su izrađeni predmeti oko nas.

Općenito možemo reći: tvari izgrađuju svijet koji nas okružuje, a prepoznaju se po karakterističnim svojstvima, fizikalnim i kemijskim.

Fizikalna svojstva tvari kao što su masa i volumen koja ovise o veličini uzorka nazivaju se ekstenzivna svojstva. Intenzivna svojstva tvari ne ovise o veličini uzorka kao što su boja, električna provodnost, gustoća, viskoznost i dr.

Kemijska svojstva tvari su reaktivnost, zapaljivost, bazičnost, kiselost i dr.

Sve tvari u prirodi nalaze se u jednome od triju agregacijskih stanja: čvrstom (s), tekućem (l) i plinovitom (g). Ono ovisi o stupnju uređenosti strukture, odnosno o jakosti privlačnih sila među česticama tvari.

Promjenu agragacijskoga stanja tvari uzrokuje promjena temperature, tlaka ili i temperature i tlaka unutar sustava. 

Najvažniji i nama dostupni izvori tvari su:

Proučite predložene dijagrame koji prikazuju rasprostranjenost elemenata: a) u Zemljinoj kori,   b) na planetu Zemlji i c) u svemiru.

• Koji se od navedenih elementa nalaze i u ljudskom tijelu.
• Razlikuju li se kemijski elementi u ljudskom tijelu od onih koji se nalaze u prirodi?

U Zemljinoj kori nalazimo mineralne tvari, rudna ležišta, ležišta ugljena, nafte, zemnoga plina i još mnoge industrijski važne sirovine. Neke minerale rabimo kemijski neprerađene, kao npr. kuhinjsku sol, a većinu valja preraditi da bismo dobili željene tvari. Tako, npr. metale ili kovine dobivamo preradom oksidnih, sulfidnih, karbonatnih i sulfatnih ruda.

Ugljen je smjesa ugljika i različitih organskih spojeva u čijem sastavu osim ugljika ima vodika, kisika, dušika i sumpora. Prirodni je ugljen nastao davno, postupnim raspadanjem i pougljenjivanjem biljnih ostataka bez pristupa zraka. Drveni ugljen nastaje suhom destilacijom, pod utjecajem topline uz ograničen pristup zraka.

Nafta je masna, zapaljiva tekućina koja se nalazi duboko ispod površine Zemlje i poznata je još iz starih vremena. Nastala je raspadanjem sitnih morskih organizama bez pristupa zraka, a proces raspadanja trajao je više milijuna godina.

Pozorno pogledajte videozapis Frakcijska destilacija i saznajte više o ovom procesu.

Nakon što ste pozorno pogledali videozapis odgovorite na pitanja.

Osim kao sirovina za proizvodnju goriva, iz nafte se dobivaju sirovine za sintezu plastičnih masa, sintetskoga kaučuka i drugo.

Zemni plin dobiva se najčešće iz bušotina na naftonosnim poljima. Rabi se kao gorivo, ali i prerađuje, pri čemu se kemijskom obradom dobivaju važne sirovine za proizvodnju čitavoga niza kemijski važnih spojeva, na primjer plastičnih masa, umjetnih gnojiva i drugo.

Ljudi, životinje i biljke mogu vrlo kratko vrijeme preživjeti bez vode. Voda nas prati u svim vidovima života. Rabimo je npr. za piće, pranje i kuhanje te u industriji.

Bez zraka, kao ni bez vode, ne bi bilo života na Zemlji. Zrak je homogena smjesa plinova. Stalni sastojci zraka su dušik, kisik i argon, te vrlo malo ostalih plemenitih plinova. Promjenjivi sastojci zraka uglavnom su vodena para, ugljikov(IV) oksid i prašina. Kisik iz zraka nužan je za sve procese gorenja.

Frakcijskom destilacijom tekućeg zraka dobivaju se dušik, kisik i plemeniti plinovi.

Svi organizmi trebaju za život hranu. Biljke, koje sadrže klorofil, stvaraju iz anorganskih tvari, ugljikova(IV) oksida i vode pomoću Sunčeve svjetlosne energije organsku tvar: glukozu, kisik i vodu. Tu reakciju nazivamo reakcijom fotosinteze.

Jednadžba kemijske reaakcije fotosinteze: 

[latex]{6CO_2\textrm{(g)}+{6H_2O\textrm{(l)}{\space \stackrel{Sunčeva\space energija,\space klorofil}{\longrightarrow }}C_6H_{12}O_6\textrm{(s)}+6O_2\textrm{(g)}}}[/latex]

O fotosintezi ovisi život na Zemlji. Iz glukoze nastaju najrazličitije organske tvari potrebne za rast biljaka (npr. škrob i celuloza). Tvari koje nastaju u biljkama svakodnevno se rabe u prerađenom i neprerađenom obliku. Predmeti biljnoga podrijetla su, na primjer, vaša bilježnica, knjiga, olovka kojom pišete, možda košulja ili majica koju nosite, klupa ili stolica na kojoj sjedite. Tvari biljnoga podrijetla su, primjerice, razni lijekovi i čajevi, brašno i šećer te mnoge druge tvari svuda oko nas.

Danas znamo da postoje milijuni različitih tvari. S koliko različitih svojstava obiluje to mnoštvo tvari? Neke su nevjerojatno tvrde kao dijamant, druge, kao na primjer glinu, može smrviti dječja ruka. Neke su tvari slane, druge slatke ili kisele. Tvari mogu biti crne kao ugljen ili bijele kao kreda, ali i svih drugih boja. Postoje tvari koje se skrućuju pri vrlo niskim temperaturama, a neke se ne tale ni pri vrlo visokim temperaturama.

Istražite tvari koje se koriste u kućanstvu, a koristimo ih i u kemijskome laboratoriju.

• Pronađite deset tvari koje svakodnevno ili često koristite u domaćinstvu, zapišite njihove nazive.
• Na temelju iskustva za svaku navedenu tvar napišite što više fizikalnih svojstava.
• Zapišite kemijska svojstva koja poznajete za navedene tvari.
• Izdvojite tvari koje na svojoj ambalaži imaju piktograme opasnosti, odredite koji su to piktogrami te ponovite njihovo značenje.
• Za koju vrstu tvari na ambalaži se obvezno ističu piktogrami opasnosti?
• Navedene tvari razvrstajte prema organizatoru podjele tvari.
• Prikupljene informacije i odgovore na pitanja izložite i usporedite na online zidu u Padletu.