Odgovor na mnoga pitanja obezbedjujući nam razumevanje sveta u kome živimo

odgovor na mnoga pitanja obezbedjujući nam razumevanje sveta u kome živimo

• odgovor na mnoga pitanja obezbedjujući nam razumevanje sveta u kome živimo

• Proizvodi

• lekovi (aspirin-1899, antibiotici 10 milijardi dolara u godini)

• proizvodnja hrane

• proizvodnja odeće

• proizvodnja gradjevinskog materijala

Nauka o supstancama: njihovoj strukturi, njihovim osobinama, i reakcijama koje ih menjaju u druge supstance (Pauling, 1947)

• Nauka o supstancama: njihovoj strukturi, njihovim osobinama, i reakcijama koje ih menjaju u druge supstance (Pauling, 1947)

• Proučavanje materije i promena kroz koje ona prolazi (Chang, 1998)

• proučavanje veza između molekula i makroskopskih događaja

• Hemija je ono što rade hemičari (XX vek)

Gde počinje hemija, ko je bio prvi hemičar?

• Gde počinje hemija, ko je bio prvi hemičar?

• Bronzano doba, gvozdeno doba – metalurgija, dobijanje metala iz ruda

• Egipćani (4000 godina pre nove ere) – prerada kože, balsamovanje, boje za odeću, staklo, mirisi, lekovi

• Bazni karbonat bakra – zelene boje, leči bakterijsku upalu očnih kapaka, senka za oči danas je načešće zelena??

Grci

• Grci

• Pokušavali da odgovore na pitanje o sastavu materije

• Tales iz Mileta (7. vek p.n.e.) – voda je pramaterija i od nje su sastavljena sva tela

• Anaksimen (6. vek p.n.e.) – vazduh

• Heraklit (5.vek p.n.e.) – vatra

• Svi ovi filozofi su mislili da je materija jedinstvena i da samo može da menja oblik, pa prema tome sve se može napraviti

• Npr. Treba ti zlato, uzmeš čašu vode i uradiš pravu stvar i dobiješ grumen zlata!?

Grci

• Grci

• Empedokle – komplikuje stvari, materija nije jedinstvena već se sastoji od 4 osnovna elementa – vazduh, voda, vatra i zemlja.

• ARISTOTEL (384-322 p.n.e.) – Apsolutni autoritet od tog vremena pa sve do kraja srednjeg veka. Prihvatio Empedoklovo učenje o 4 elementa i dodao peti element “etar”. Svako telo ima četiri svojstva – toplo, hladno, suvo i vlažno.

• Njihovim kombinovanjem u različitim masenim odnosima nastala su sva tela u prirodi

• Leukip i Demokrit (400 g. pre n.e.)

• Pet stavova atomista Antičke Grčke:

• 1. Sva materija se sastoji iz atoma koji su toliko mali da se ne mogu videti.

• Ovi atomi se ne mogu dalje deliti na sitnije delove.

• Na grčkom prefiks ”a” znači ”ne” a reč ”tomos” znači ”seći”. Otuda i reč atom od grčkog ”atomos” sa značenjem ”nedeljiv”.

• Smatrali su da kada bi se materija mogla beskonačno deliti tada bi ona bila podložna potpunoj dezintegraciji, pa se ne bi mogla ponovo ”sastaviti”.

• Međutim, materija se može reintegrisati u nove oblike materije.

• Proces dezintegracije i reintegracije je, prema tome, reverzibilan.

• Princip reverzbilnosti neminovno uslovljava donju granicu do koje se

• materija može deliti. Ako bi se materija mogla deliti beskonačno, tada

• ne bi ništa moglo da zaustavi takvo delenje i sva materija bi iščezla!

2. Između atoma postoji prazan prostor.

• 2. Između atoma postoji prazan prostor.

• Danas bi verovatno upotrebili izraz ”vakuum”, ali stari Grci nisu znali za taj pojam.

• Ako prihvatamo da se sva materija sastoji iz atoma (kao njenih najsitnijih nedeljivih čestica) tada svaka promena mora da je posledica kretanja atoma. Medjutim, da bi se atomi kretali mora da postoji prazan prostor – prostor koji se ne sastoji od materije – kroz koji atomi mogu da se premeštaju s jednog mesta na drugo.

3. Atomi su potpuno čvrsti.

• 3. Atomi su potpuno čvrsti.

• Danas znamo da ovo nije tačno. Ernest Rutherford je 1911. godine otkrio atomsko jezgro i pokazao da se jedan atom sastoji uglavnom od praznog prostora.

• 4. Atomi su homogeni, bez unutrašnje strukture.

• Ovo je moglo da bude prihvatljivo sve do 1897. godine kada je J.J.Thomson otkrio elektron i pokazao da atom ima unutrašnju strukturu

• 5. Atomi se razlikuju po veličini, obliku i njihovoj težini.

• Grci nisu ništa eksperimentalno proveravali. Jednostavno su verovali da se sve može saznati razumom.

Aleksandrija i Arapi

• Aleksandrija i Arapi

• Aleksandrija je početkom nove ere bila najveći grad na svetu i na neki način centar sveta. Sve kulture su se mešale u Aleksandriji. Imala je svoju akademiju nauka a “sveta božanska veština” – hemija je imala svoju zgradu (hram Serapisa)

• U spisima koji su nađeni u Aleksandrijskoj biblioteci se nalaze opisi raznih hemijskih operacija (destilacije, cedjenja, rastvaranja...)

• Pod uticajem učenja Grka o pretvaranju jednog elementa u drugi smatrali su da mogu da neke neplemenite metale pretvore u zlato

Aleksandrija i Arapi

• Aleksandrija i Arapi

• Reč hemija se prvi put pominje u jednom ediktu cara Dioklecijana iz 296 godine n.e. gde se kaže da sve knjige hemije iz biblioteke u Aleksandriji treba spaliti. Sjajan početak jedne nauke!

• Egipatska reč kēme što znači “crna zemlja” ili “sveta božanska veština”

• Grčka reč χυμεία (khymeia) što znači “topiti metal”

• Persijska reč kimia što znači “zlato”

Aleksandrija i Arapi

• Aleksandrija i Arapi

• U 7. veku n.e. Aleksandriju osvajaju Arapi i uzimaju sve knjige iz aleksandrijske biblioteke.

• Zadržavaju reč hemija ali joj dodaju prefiks “al” pa tako nastaje alhemija.

• Arapi su se bavili isključivo alhemijom tj. potragom za kamenom mudraca i eliksirom mladosti.

• Preko Španije alhemija prodire i u Evropu.

• Alhemičari su ipak otkrili neke bitne stvari (npr. elemente Sb, As, Bi, P, neka jedinjenja – NH3, HCl, HNO3 itd.)

• Period alhemije je period od 300. do 1600. godine

Reforma u 16. veku- Evropa preuzima primat.

• Reforma u 16. veku- Evropa preuzima primat.

• Paracelsus

• Reformu u hemijskoj medicini izvodi Paracelsus (1493-1541) (Phillip von Hohenheim, Theophrastus Philippus Aureolus Bombastus von Hohenheim, Paracelsus – jednak ili veći od Celzusa) -Jatrohemija (medicinska hemija)

• Smatrao da male doze otrova mogu da deluju kao lek pa je u svojim lekovima koristio živu, arsen i olovo.

• Mrzeo alhemiju, cilj hemije je da izleči tj. da nadje lek

Paracelsus

• Paracelsus

• “Alle Ding' sind Gift, und nichts ohn' Gift; allein die Dosis macht, daß ein Ding kein Gift ist.”

• (Sve stvari su otrovi i ništa nije bez otrova, samo doza čini da nešto ne bude otrov)

• Isteran sa Univerziteta u Bazelu jer je spalio sve tradicionalne medicinske knjige, pravio talismane...

Reforma u 16. veku

• Reforma u 16. veku

• Georgius Agricola (Nemac Georg Pawer (1494-1555)) – otac industujske hemije i osnivač metalurgije.

• Proučavao metale (minerale uopšte) način njihovog otkrivanja (izbacio iz upotrebe rašlje, viskove i slične stvari), način njihove prerade, bolesti koje dobijaju rudari koji vade rudu...

• Njegova knjiga De Re Metalica (O prirodi metala) je sledećih 200 godina bila glavni priručnik pri vadjenju ruda.  

Naučna hemija – kvalitativna hemija

• Naučna hemija – kvalitativna hemija

• Robert Boyle (1627-1691)

• – hemija je nauka o sastavu supstanci!!!!!!

• Postavlja hemiju na naučnu osnovu

• Insistira na eksperimentu

• “Element je jednostavna materija koja se do sada poznatim sredstvima ne može razložiti dalje”

• Bojlov zakon – radićemo ga kod gasova

• Knjiga “Chyimista scepticus”

Flogistonska teorija

• Flogistonska teorija

• Georg Ernst Stahl (1660-1734)

• 17. vek, počinje doba pušaka, topova, ratova... Hemija se uglavnom bavi dobijanjem metala iz ruda. Jedan od procesa koji tome smetaju je oksidacija tj. gorenje metala

• Štalov profesor J. Beher postavio teoriju po kojoj tela sagorevaju otpuštajući “vatreni princip”

• Štal uveo naziv flogiston

• drvo → pepeo + flogiston↑

Flogistonska teorija

• Flogistonska teorija

• Medjutim gorenjem metala stvara se oksid koji je teži od samog metala (Lomonosov); flogistonska teorija pred problemom.

• 4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3

• ,,Genijalno rešenje,,: flogiston ima negativnu masu(?).

• Pobornici teorije Pristli, Kevendiš i Šele su kasnije svojim otkrićima doprineli njenom padu

• Otkrićem kiseonika 1774. Pristli je objasnio proces gorenja, što je kasnije potvdrio i Lavoazije.

• Gde su druge nauke u to vreme?

• Fizika-Galileo (1564-1642) okretanje Zemlje oko Sunca, Jupiterovi sateliti, tela padaju istom brzinom, teleskop;

• Newton (1643-1727) gravitacija, Philophie Naturalis Principia Mathematica.

Hemija proučava osobinu materije i promene u njoj!

• Hemija proučava osobinu materije i promene u njoj!

Čiste supstance imaju stalan sastav i definisane fizičke i hemijske osobine.

• Čiste supstance imaju stalan sastav i definisane fizičke i hemijske osobine.

• Fizičke, hemijske osobine?
• Fizičke, hemijske promene?

Fizičke promene– menja se se fizički izgled ali ne identitet, odnosno sastav suptance (isparavanje...)

• Fizičke promene– menja se se fizički izgled ali ne identitet, odnosno sastav suptance (isparavanje...)

• Hemijske promene- opisuju način kako se supstanca menja, odnosno reaguje (hemijske reakcije) –sagorevanje

• Ekstenzivne osobine zavise od veličine uzorka. npr.: masa, zapremina...

• Intenzivne osobine NE zavise od veličine uzorka. npr.: gustina (specifična težina), temperatura...

Elementi su supstance koje se ne mogu razložiti na prostije hemijskim metodama. (118 elemenata od cega 91 (92) u prirodi)

• Elementi su supstance koje se ne mogu razložiti na prostije hemijskim metodama. (118 elemenata od cega 91 (92) u prirodi)

• Jedinjenja su supstance sastavljene iz elemenata u određenom i stalnom hemijskom sastavu.

Smeše predstavljaju kombinaciju dve ili više čistih supstanci.

• Smeše predstavljaju kombinaciju dve ili više čistih supstanci.

• Homogene i heterogene smeše

• Osobine smeša:

• Svaka supstanca u smeši zadržava svoje karakteristične osobine
• Sastav smeše je promenljiv
• Osobine smesa su promenljive i zavise od količine i karakteristika pojedinih komponenti smeše
• Pojedine supstance iz smeše se mogu izdvojiti pogodnim metodama

Metode se dele u zavisnosti od osobina komponenti i agregatnih stanja komponenti smeše

• Metode se dele u zavisnosti od osobina komponenti i agregatnih stanja komponenti smeše

• Npr.

• Filtriranje (ceđenje)
• Sedimentacija
• Centrifugiranje
• Dijaliza
• Magnetno odvajanje
• Destilacije
• Sublimacija
• Hromatografije

SI jedinice

• SI jedinice

• Veličina Osnovna jedinica

• dužina 1 metar (1 m)

• masa 1 kilogram (1 kg)

• vreme 1 sekunda (1 s)

• jačina struje 1 amper (1 A)

• temperatura 1 kelvin (1 K)

• hemijska količina 1 mol (1 mol)

• intenzitet svetlosti 1 kandela (1 cd)

Prefiks Ime Značenje

• Prefiks Ime Značenje

• G giga 109

• M mega 106

• k kilo 103

• d deci 10−1

• c centi 10−2

• m mili 10−3

• μ mikro 10−6

• n nano 10−9

• p piko 10−12

Dužina 1 Å (°Angström) = 10−10 m

• Dužina 1 Å (°Angström) = 10−10 m

• Zapremina 1 L (litar) = 10−3 m3

• Pritisak 1 atm (atmosfera) = 1,01325×105 Pa

• 1 Tor (Torr) = 133,3 Pa

• 1 mm/Hg = 133,3 Pa

• 1 bar = 105 Pa

• Energija 1 cal (kalorija) = 4,184 J

• 1 eV = 1,6022×10−19 J

• 1 eV = 96,485 kJ/mol

• 1 kWh = 3,600×103 kJ