HALINA GRODECKA‘°BARBARA WINNICKA
L iś110?
'(ŹAióJ1 p^cetj^iJo W ocGi-cTiWm


WYDAWNICTWA SZKOLNE I PEDAGOGICZNE
Okładkę projektował
Stanisław Szymański
Ilustracje wykonał
Józef Marzec
Fotografie:
CAF; H. Hermanowicz; F. Karasicwicz; A. Marczak;
Muzeum Ziemi; K. Najdenow
Podręcznik zatwierdzony do użytku szkolnego
Redaktor
Jadwiga Sobczak
Redaktor techniczny
Bożenna Stępień
Korektorzy
Danuta Boniecka, Ewa Piwarska
WYDAWNICTWA SZKOLNE I PEDAGOGICZNF
WARSZAWA 1977
Wydanie czternaste.
Nakład 160 on»+ 220 egzemplarzy.
Arkuszy drukarskich 8,5; wydawniczych 6.90.
Oddano do składania !2 V 1977 r.
Podpisano do druku 18 vn 1977 r.
Druk ukończono w lipcu 1977 r
Papier offsetowy rolowy ki. V. 70 g 86 cm
Zamówienie nr -H87/223/k. Cena zł 5 —
WSiP Zakład Graficzny w Lodzi
WSTĘP
W tym roku zaczynacie się uczyć chemii; nauka ta otworzy Wam
oczy na wiele zjawisk, których nie spostrzegaliście lub obok których prze-
chodziliście obojętnie. Teraz będziecie je badać i tłumaczyć; dowiecie
się także, jak człowiek stosuje zdobytą wiedzę dla poprawienia warunków
swego życia.
„Chemia żywi, leczy, ubiera i broni” — powiedziano o tej nauce —
a to dowodzi, jak wielkie jest jej znaczenie w życiu społeczeństwa.
Istotnie, wiedza chemiczna umożliwiła rozwój wszystkich gałęzi prze-
mysłu o wielkim znaczeniu dla gospodarki narodowej.
Chemia żywi — bo dostarcza rolnikom nawozów sztucznych, by mogli
uzyskać znacznie większe plony. Gdy roślinom uprawnym zagraża plaga
szkodników, rolnik zwalcza szkodniki za pomocą środków chemicznych.
Na zdobyczach chemii opiera się także hodowla zwierząt, przemysłowa
produkcja cukru, olejów, margaryny, konserw i wielu innych produktów
spożywczych.
Chemia leczy —•• bo dzięki dobrze rozwiniętemu przemysłowi che-
micznemu mamy mnóstwo cennych i skutecznych leków. Słyszeliście
na pewno o tym, jak to w dawnych czasach różne epidemie dziesiątko-
wały ludność miast i osiedli. Dzisiaj choroby zakaźne zwalczane są spraw-
nie i szybko dzięki licznym środkom leczniczym produkowanym przez
przemysł chemiczny.
Chemia ubicra — bo dostarcza środków do przeróbki i barwienia na-
turalnych włókien roślinnych i skóry; przemysł chemiczny produ-
kuje takie materiały, jakich nie spotyka się w przyrodzie, np nylon,
stylon, elana, sztuczna skóra, kauczuk syntetyczny, tworzywa sztuczne itp.
Czy wymieniliśmy już wszystko, co zawdzięczamy chemii ? A nasze
budownictwo ? Przecież do postawienia domu potrzebne są : cement, wap-
no cegły, stal, szkło, tworzywa sztuczne, farby a chemia nauczyła
nas jak je produkować. Zaopatrywanie miast w wodę do picia, zakładanie
instalacji elektrycznych i urządzeń służących do ogrzewania mieszkań
i utrzymywania ich w czystości wymagają wielu materiałów, które
otrzymuje się dzięki znajomości chemii.
Otrzymaliście w tym roku nowy podręcznik chemii, traktujcie go jak
przyjaciela, który wprowadzi Was w nieznane krainy. Dzięki chemii
nauczycie się lepiej rozumieć otaczający nas świat i poznacie wiele spo-
sobów wykorzystania bogactw naturalnych Ziemi dla dobra człowieka.
Pamiętajcie, że dobrze rozwinięty przemysł chemiczny w kraju jest
podstawą dobrobytu ludności.
Nowa Huta, Dwory pod Oświęcimiem, Kędzierzyn, Tarnobrzeg, Pu-
ławy, Płock są to miasta, o których z dumą mówi się w całej Polsce. Na
lekcjach geografii dowiedzieliście się, że powstały w nich lub są w budo-
wie nowoczesne zakłady przemysłowe o ogromnym znaczeniu dla naszej
gospodarki narodowej. Rozwijający się przemysł chemiczny potrzebuje
coraz więcej zdolnych, pełnych zapału pracowników. Wielka Chemia
czeka na Was.
W celu ułatwienia korzystania z podręcznika zamieszczono wr niektó-
rych miejscach znaki:

pytania i zadania; gdy spotkasz podobny znak na ilustracji do-
świadczenia — opowiedz, jaki był wynik eksperymentu i zrób
odpowiedni szkic w zeszycie;
ćwiczenia;
prace do wykonania wr domu;
doświadczenia przeznaczone do wykonania w klasie;
czarna kolbka — to znak, że wykonanie doświadczenia wymaga
szczególnej ostrożności, gdyż substancje, którymi się posługuje-
my, są żrące, trujące, bądź wybuchowe.
Metale spotykamy w życiu codziennym na każdym kroku. Na przy-
kład żelazo stosuje się do konstrukcji maszyn, lokomotyw, wagonów,
szyn, potężnych budowli żelazobetonowych oraz wyrabia się z niego na-
rzędzia i wiele przedmiotów’ powszechnie stosowanych. Z aluminium
produkuje się naczynia kuchenne, części samochodów, samolotów i silni-
ków elektrycznych. Nie ma dziedziny życia praktycznego, w której nie
spotykalibyśmy się z metalami. Stanowią one niezwykle cenne surowce
do budowy narzędzi pracy; są dla człowieka niezbędne.
1. Badanie metali
Naukę chemii rozpoczniemy od zapoznania się z metalami. Nie bę-
dziemy przy tym zastanawiać się, czy oglądany przez nas kawałek np. że-
laza jest gwoździem, blaszką od buta, podkową czy innym przedmiotem.
Nie będziemy badać ciał: gwoździa, blaszki, podkowy, lecz żelazo, to
jest substancję, z której te przedmioty są wykonane.
J DOŚWIADCZENIE 1. a) Obejrzyj otrzymane próbki żelaza, miedzi,
cynku i glinu*, staraj się uważnie zbadać ich cechy tak, byś zawrze
umiał metale te rozpoznać. Określ ich stan skupienia, barwę i po-
łysk, a następnie oczyść powierzchnię i porównaj z poprzednim wy-
glądem.
* Zwanego potocznie aluminium.
4
b)	Zbadaj twardość tych metali, próbując zarysować jeden metal dru-
gim, a także rysując je scyzorykiem. Na podstawie doświadczenia ułóż
metale według ich twardości i porównaj wyniki z podanymi na wykre-
sie (rys. 1).
Rys. 1. Porównanie twardości niektórych metali
c)	Uderzaj młotkiem na kowadełku w końce drutów z tych metali
i zanotuj, jakie zachodzą przy tym zmiany. Czy wszystkie metale
dadzą się kuć jednakowo łatwo ?
d)	Ująwszy w imadło koniec cienkiego drutu miedzianego, ciągnij
go za pomocą obcążków, badając w ten sposób jego wytrzymałość
na zerwanie. Powtórz doświadczenie z drutami: aluminiowym i żelaz-
nym o tym samym przekroju.
e)	Przeprowadź próby wymienione w punktach a, b i c z kawałkami
cyny, ołowiu i magnezu.
f)	Obejrzyj rtęć w naczyniu i opisz właściwości tego metalu.
g)	Porównaj (w ręku) masy właściwe wszystkich wymienionych
metali. Które z nich zaliczysz do lekkich, a które do ciężkich ?
h)	Porówmaj temperatury topnienia następujących metali: cyny,
ołowiu, cynku i glinu.
AV tym celu ułóż małe kawałki tych metali na brzegu krążka z blachy
żelaznej o średnicy’ około 8 cm i ogrzewaj środek krążka silnie i rów-
nomiernie (rys. 2). Obserwuj, w jakiej kolejności metale zaczną
się topić.
cyna
Rys. 2. Badanie temperatury topnienia metali
Na lekcjach zajęć technicznych zapoznałeś się z właściwościami nie-
których metali. Określ, jakie cechy wspólne posiadają metale oraz
czym się od siebie różnią.
Gładkie powierzchnie metali wyróżniają się charakterystycznym po-
łyskiem, zwanym połyskiem metalicznym. Nie mają go natomiast
metale w stanie rozdrobnionym, na przykład pył żelaza.
Znamy wiele substancji obdarzonych połyskiem, na przykład szkło,
diament, woda — lecz nie można o nich powiedzieć, że mają połysk
metaliczny. Jest on zupełnie różny od połysku wypolerowanego kawałka
cynku, drutu miedzianego czy blachy żelaznej.
Metale — z wyjątkiem rtęci — są w zwykłych warunkach ciałami sta-
łymi, barwy srebrzystoszarej o różnych odcieniach. Tylko miedź i złoto
mają inną barwę.
Na ogół metale spłaszczają się pod uderzeniem młotka, zwłaszcza
po ogrzaniu; mówimy, że są kowalne. Po nagrzaniu żelaza kowal
wykuwa z niego podkowy, części do pługa, okucia do wozów itp.
Dwa kawałki rozżarzonego żelaza, położone jeden na drugim i ude-
rzone młotkiem, łączą się ze sobą w jedną całość. Metale można także wal-
cować na blachy i wyciągać w druty.
Zestawmy wyniki przeprowadzonych badań.
Metale są w zwykłej temperaturze substancjami stałymi, tylko rtęć
jest cieczą. Barwa większości z nich jest srebrzystoszara o różnych od-
cieniach — tylko złoto i miedź mają inną barwę.
Wszystkie metale mają tak zwany połysk metaliczny. Metale są do-
brymi przewodnikami ciepła i elektryczności, o czym przekonaliście się
na lekcjach przyrody i fizyki.
Metale, których ciężar właściwy jest mniejszy niż 5 G/cm3, nazywa-
my lekkimi, a metale, których ciężar właściwy przekracza 5 G/cm3 —
ciężkimi.
Ciężary właściwe metali
Metal	|	c. wł. w G/cm3
magnez	'	1,74
glin	2,70
cynk	7,14
cyna	7,28
żelazo	7,86
miedź	8,93
srebro	10,50
ołów	11,34
rtęć	13,55
wolfram	19,30
złoto	19,32
platyna	21,45
1755
1529
651 660
'U
N
□
O
-39
Rys. 3. Temperatury topnienia niektórych
8
o
c
o
232
10631089
961
Metalami lekkimi są np.: magnez, glin — ciężkimi: żelazo, cynk,
miedź, srebro, ołów.
1 emperatury topnienia metali też znacznie się różnią. Na podstawie
doświadczenia udało się nam porównać temperatury topnienia cyny, oło-
wiu, cynku i glinu. Istnieją metale znacznie łatwiej topliwe niż cyna
i takie, które topią się trudniej niż glin (rys. 3).
Stopione metale można odlewać w formach.
3. Stopy metali
Stapiając zmieszane ze sobą różne metale otrzymujemy tak zwane
stopy. Mają one inne właściwości niż metale, z których się składają.
Temperatura topnienia stopów jest zwykle niższa niż temperatura top-
nienia metali, z których je otrzymano; mają one również inną twardość,
wytrzymałość, ciągliwość oraz inną odporność chemiczną.
Duże znaczenie techniczne mają tak zwane stopy lekkie, których głów-
nymi składnikami są glin i magnez. Odznaczają się one twardością, wy-
trzymałością na rozerwanie, a jednocześnie mają mały ciężar właściwy.
Stopy te są używane do budowy samolotów, samochodów, części okrę-
tów itp.
DOŚWIADCZENIE 2. Porównaj twardość miedzi, cynku i mosią-
dz dzu, próbując zarysować płytkę mosiężną krawędziami płytek cynko-
wej i miedzianej, i odwrotnie: zarysowując płytki cynkową i miedzia-
ną — krawędzią płytki mosiężnej. Obejrzyj próbki brązu i lutu mięk-
kiego.
Mosiądz jest stopem miedzi z cynkiem; jest twardszy od miedzi i cyn-
ku, nadaje się lepiej niż miedź na odlewy. Jest stosowany do wyrobu
części maszyn.
Najdawniej znanymi stopami miedzi są tak zwane brązy, składające
się zwykle z miedzi i cyny. Z brązu ludzie pierwotni wyrabiali narzędzia
i broń; obecnie odlewa się z niego części maszyn, pomniki i dzwony.
Tak zwana „cyna do lutowania” jest stopem cyny z ołowiem.
4. Zachowanie się metali w powietrzu
Z obserwacji wiemy, że powierzchnia wielu przedmiotów metalo-
wych pokrywka się na powietrzu nalotem i trzeba ją starannie czyścić,
aby odzyskała swój pierwotny wygląd. Zeskrob ująć ten nalot możemy
stwierdzić, że jest on substancją nie mającą właściwości metalu.
Niektóre metale pokrywają się nalotem bardzo szybko — u większości
jednak proces ten zachodzi powroli, a są i takie, które nie ulegają żad-
nym zmianom. Zbadajmy, jak zachowują się metale podczas ogrzewa-
nia wf powietrzu.
DOŚWIADCZENIE 3. a) Pasek oczyszczonej blachy miedzianej
albo drut żelazny włóż do probówki i ogrzewaj silnie w płomieniu;
ostudź metal i zbadaj jego powierzchnię, a następnie oczyść ją noży-
kiem nad kartą papieru. Porównaj właściwości zebranego proszku
z właściwościami metalu.
b) Ogrzewaj w parowniczce kawałki ołowiu, a po stopieniu metalu
obserwuj zmiany na jego powierzchni; tworzącą się powłokę zgarniaj
na brzeg parowniczki. Porównaj właściwości ołowiu i zgarniętego
nalotu.
Na podstawie przeprowadzonych doświadczeń możemy stwierdzić,
że na powierzchni wielu metali podczas ogrzewania powstaje nalot, któ-
rego właściwości są zupełnie inne niż właściwości metali. Co powoduje
powstanie nalotu na metalu — czy wysoka temperatura ? Przecież nalot
powstaje także w zwykłej temperaturze, tylko bardzo wolno. Może zetknię-
cie z płomieniem ? Przecież ołów ogrzewany w tygielku nie stykał się bez-
pośrednio z płomieniem. Więc może zetknięcie z powietrzem ? Aby się
o tym przekonać, będziemy ogrzewać metale bez dostępu powietrza.
Rys. 4. Ogrzewanie złożonej bla-
szki miedzianej
DOŚWIADCZENIE 4. a) Cienką
blaszkę miedzianą złóż na kształt
koperty, przyklep młotkiem, a na-
stępnie ujmij w szczypce i ogrzewaj
silnie w płomieniu (rys. 4). Po osty-
gnięciu rozwiń blaszkę i zaobser-
wuj, które części jej powierzchni
uległy zmianie.
b) Ogrzewaj ołów w tyglu, do
którego wrzuciłeś kawałek para-
finy; obserwuj wygląd powierz-
chni metalu po jego stopieniu. Jak
wygląda ołów po zakrzepnięciu ?
c) Porównaj wyniki doświadczeń
3 i 4. Czym się różnią ? Jaka jest
tego przyczyna ?
Z doświadczeń wynika, że na powierzchni metalu tworzy się nalot
wskutek zetknięcia się z powietrzem — i że ogrzewanie przyśpiesza to
zjawisko. Widzieliście nieraz, jak z płyt kuchennych po silnym nagrza-
niu odpadają szare płatki; możecie także sprawdzić, że igła zmienia
barwę już po ogrzaniu w płomieniu zapałki.
Czy nie znacie jednak metali, których wygląd nie zmienia się na po-
wietrzu, nawet podczas ogrzewania ?
DOŚWIADCZENIE 5. Wprowadź do płomienia drut platynowy;
potrzymaj, aż się rozżarzy, a następnie ostudź go w powietrzu i obej-
rzyj powierzchnię.
Na niektórych metalach, takich jak platyna, złoto, srebro nie two-
rzy się nalot na powietrzu nawet podczas ogrzewania. Takie metale na-
zywamy szlachetnymi. Metale szlachetne są używane w złotnictwie
oraz do bicia monet.
Zbadajmy, czy powstawaniu nalotu na powierzchni metali towarzyszą
jeszcze inne zjawiska.
DOŚWIADCZENIE 6. a) Odważ w parowniczce około 20 g czystych
opiłków żelaznych, a następnie silnie je ogrzewaj, mieszając pręci-
kiem (rys. 5 a i b). Po ostygnięciu połóż ponownie parowniczkę,
wraz z jej zawartością, na szalce wagi (odważniki pozostaw te same
co przy pierwszym ważeniu). Co dzieje się teraz z szalkami wagi ?
b) Przedstaw to na rysunku w zeszycie.
Rys. 5 Zachowanie się żelaza w powietrzu
c) Zważ parowniczkę z około 10 g ołowiu, a następnie silnie ogrzewaj,
odsuwając stale na brzeg parowniczki tworzący się nalot. Po kilku
minutach ostudź parowniczkę, a następnie zważ razem z powstałą
substancją.
10
Jeżeli podczas ogrzewania metali na powietrzu tworzy się na ich po-
wierzchni nalot, to następuje przyrost ich ciężaru. Przyczynę tego wy-
jaśnimy w następnych rozdziałach.
PODSUMOWANIE TREŚCI ROZDZIAŁU

Wspólne cechy metali
Metale, w normalnych warunkach, są substancjami stałymi (z wy-
jątkiem rtęci) o barwie srebrzystoszarej (wyjątek: miedź i złoto),
o swoistym połysku metalicznym; większość z nich jest kowalna
i ciągliwa, wytrzymała na rozciąganie; dobrze przewodzą ciepło
i elektryczność.
Odrębne cechy metali
Metale różnią się między sobą:
a) ciężarem właściwym,
b) temperaturą topnienia,
c) twardością,
d) także przewodnictwo cieplne i elektryczne jest różne u różnych
metali.


Metale dzielimy na nieszlachetne i szlachetne. Metale nieszlachetne
na powietrzu pokrywają się nalotem, na szlachetnych nalot nie po-
wstaje.
Praca domowa
1. Przygotuj sobie kolekcję różnych metali. W tym celu poszukaj
wr domu niepotrzebnych kawałków różnych metali; mogą to być blaszki,
kapsle i zakrętki do butelek, kawałki drutu. Postaraj się rozpoznać, jakie
to są metale.
2. Oczyść dokładnie paseczki blachy miedzianej, żelaznej, cynkowej
i aluminiowej. Przebij je gwoździem i zawieś na sznurku za oknem.
Obserwuj codziennie zmiany, jakie zachodzą na powierzchni metali.
Po kilku dniach przynieś blaszki do szkoły i porównaj wyniki swego
doświadczenia z wynikami doświadczeń kolegów. Zanotuj w zeszycie
spostrzeżenia i wnioski, które można wysnuć z doświadczenia.
12
PYTANIA I ZADANIA
1.	Daj przykłady zastosowania: a) aluminium, b) cynku i wytłumacz,
jakie właściwości tych metali są przy tym wykorzystane.
2.	Dlaczego do produkcji przewodów elektrycznych używamy mie-
dzi ?
3.	Jakie metale nazywamy szlachetnymi? Wymień kilka zastosowań:
srebra, złota, platyny.
4.	Które metale mają mały ciężar właściwy, a które duży ? Które
metale przewodzą ciepło dobrze, a które słabiej ?	|
5.	Oblicz, jaką objętość ma 1 kg aluminium. Jaką objętość ma 1 kg	|
żelaza, a jaką 1 kg platyny?	I
6.	Stop do lutowania, o temperaturze topnienia równej 186°C,	9
można sporządzić z 3 części wagowych ołowiu i 5 części wago-	9
wych cyny.	|
Ile ołowiu i ile cyny należy użyć do otrzymania 40 g stopu ?	|
Porównaj temperaturę topnienia tego stopu z temperaturą top-	|
nienia jego składników ?	|
7.	Jeden z gatunków brązu zawiera 90% miedzi—resztę stanowi cyna.	I
Jaka ilość brązu zawiera 20 kg cyny? Ile miedzi zawiera ta ilość	|
brązu ?	I
s
14
POWIETRZE. TLEN
5. Badanie powietrza
Metale na powietrzu pokrywają się nalotem. Ciężar metalu wraz z na-
lotem jest większy od pierwotnego ciężaru metalu. Zbadajmy, co dzieje
się przy tym z powietrzem. W tym celu przeprowadzimy doświadczenie
z określoną ilością powietrza w przestrzeni zamkniętej.
na początku doświadczenia
po doświadczeniu Rys. 7. Badanie
składu powietrza
krążek azbestowy nasypmy drobnych
DOŚWIADCZENIE 7N*. Na
opiłków żelaza, rozżarzmy je i szybko umieśćmy na małym trójnogu
ustawionym na dnie płaskiego szklanego naczynia z wodą. Następ-
nie nakryjmy je skalibrowaną butelką bez dna, którą zaraz potem
szczelnie zakorkujmy (rys. 7). Co stało się z opiłkami żelaznymi
i jak zmienił się poziom wody w butelce ?
• Doświadczenia oznaczone literą N są przewidziane nie jako ćwiczenia uczniow-
skie, lecz jako pokaz.
Teraz dolejmy do szklanego naczynia tyle wody, aby zrównać po-
ziomy na zewnątrz i wewnątrz butelki. Odczytajmy, o jaką część
objętości początkowej zmniejszyła się ilość powietrza zawartego
w butelce. Zaobserwuj, co stanie się z palącą się drzazgą, gdy
wprowadzimy ją do wnętrza tej butelki.
Ilość powietrza w butelce zmniejszyła się mniej więcej o 1/5 poprzed-
niej objętości.
Pozostała część powietrza (4/5) ma inne właściwości niż powietrze
„zwykłe”, bo umieszczona w nim paląca się drzazga gaśnie.
Nasuwa się pytanie: co się stało z tą częścią powietrza, która ubyia
z butelki ?
Przypomnijmy sobie podobne doświadczenie z opiłkami żelaznymi,
w którym stwierdziliśmy, że ciężar opiłków z nalotem powstałym pod-
czas ogrzewania jest większy niż ciężar samych opiłków bez nalotu
(doświadczenie 6, s. 11). Zestawiając wyniki doświadczeń 6 i 7 do-
chodzimy do wniosku, że ta „ubywająca” w ćwiczeniu 7 część powie-
trza przyłączyła się do ogrzewanego żelaza.
Ten przyłączający się do żelaza składnik powietrza nazywamy tlenem.
Pozostała część powietrza — ów gaz, w którym gaśnie paląca się drzaz-
ga — nazywamy azotem.
Głównymi składnikami powietrza są dwa gazy: tlen i azot.
Pomiary wykazały, że tlen stanowi około 21% objętości powietrza,
azot zaś około 78%. Pozostałą część objętości (około 1%) zajmują inne
gazy, które poznacie w dalszym ciągu nauki.
1 litr powietrza w temperaturze 0 °C i pod ciśnieniem 1 atmosfery
waży 1,293 g. Powietrze otacza kulę ziemską grubą warstwą tworząc
atmosferę.
6.	Tlen
Zapoznajmy się bliżej z tlenem.
““I DOŚWIADCZENIE 8. Wprowadź pod wodą tlen z dętki gumowej
?Ł. do dużej probówki; zatkaj probówkę korkiem i wyjmij z wody. Po-
’ równaj wygląd tlenu i powietrza zawartego w drugiej, „pustej” pro-
bówce. Uchyl korek i sprawdź, czy tlen posiada zapach. Włóż do
probówki z tlenem tlejące łuczywo.
15
Tlen jest gazem bezbarwnym, bezwonnym, trochę cięższym od po-
wietrza; 1 litr tlenu w temperaturze 0°C i pod ciśnieniem jednej atmosfe-
ry waży 1,429 g. W wodzie rozpuszcza się stosunkowo słabo, dlatego
można go zbierać nad wodą. Przez silne oziębienie i zwiększenie ciśnie-
nia można tlen skroplić. Dokonali tego w końcu dziewiętnastego wieku
(1883 r.) dwaj polscy uczeni: Karol Olszewski (1846—1915), profesor
chemii, i Zygmunt Wróblewski (1845—1888), profesor fizyki Uniwer-
Rys. 8. Zygmunt Wróblewski i Karol Olszewski
sytetu Jagiellońskiego w Krakowie, którzy prowadzili wspólnie prace
nad skraplaniem gazów. Świetne osiągnięcia polskich uczonych przy-
niosły im światowy rozgłos.
W przemyśle otrzymuje się tlen ze skroplonego powietrza; podczas
parowania najpierw ulatnia się z powietrza azot i oddziela się w ten spo-
sób od mniej lotnego tlenu. Tlen silnie sprężony przechowuje się w stalo-
wych grubościennych butlach.
Łuczywo, które w powietrzu tli się i przygasa, w tlenie zapala się
jasnym płomieniem. Za pomocą takiej próby rozpoznajemy tlen w pra-
cowni chemicznej.
16
7.	Reakcja utlenienia. Spalanie metali w powietrzu i w tlenie
Podczas ogrzewania w powietrzu większości metali tworzą się z nich
nowe substancje o odmiennych właściwościach. Proces ten polegający
na łączeniu się metalu z tlenem zawartym w powietrzu nazywa się utle-
nianiem. Metale nieszlachetne utleniają się juz w zwykłej temperaturze,
obserwujemy wówczas, że tracą połysk, a powierzchnia ich pokrywa się
warstwą tlenku.
Jeśli zjawisko to jest niepożądane, człowiek chroni metal przed utle-
nieniem izolując jego powierzchnię od dostępu powietrza przez pokrycie
jej lakierem, smarem, lub w inny sposób.
Przypomnij sobie (doświadczenie 4)j że powierzchnia ołowiu nic
zmieniała się, gdy metal był ogrzewany pod warstwą parafiny.
DOŚWIADCZENIE 9N. Napełniamy słoik
WL lub cylinder tlenem — lecz tak, by w naczy-
niu pozostało trochę wody; przykrywamy je
pod wodą płytką szklaną i ustawiamy na sto-
le. Drucik żelazny zwijamy w spiralę i na
jednym jego końcu przytwierdzamy kawałek
zapałki; drugi koniec spirali przymocowujemy
do grubego drutu żelaznego, przełkniętego
przez korek lub kawałek tektury azbestowej.
Zapałkę zapalamy i szybko przenosimy spiralę
do naczynia z tlenem (rys. 9). Obserwujemy
przebieg spalania żelaza i badamy jego pro-
dukty.
DOŚWIADCZENIE 10. Kawałek wstążki
magnezowej ujmij w szczypce i po zapaleniu
w płomieniu palnika trzymaj nad siatką azbe-
stową. Zapalony magnez wprowadź następnie
do cylindra z tlenem. Porównaj, jak spala się
magnez w powietrzu, a jak w tlenie. Zbadaj
produkt spalania.
Rys. V. Spalanie że-
laza w tlenie
DOŚWIADCZENIE 11N. Do tego doświadczenia użyjemy wapnia.
Wapń tak łatwo przyłącza tlen, że — dla ochrony przed zetknięciem
z powietrzem — przechowujemy go w nafcie. Należy on do metali
lekkich.
Wyjmujemy z nafty szczypcami wiór wapnia, wycieramy go bibułą,
i zapalamy w silnym płomieniu palnika gazowego lub palnika spi-
rytusowego Barthla. Po spaleniu badamy otrzymany produkt.
Chemia V11 — 2
17
W cylindrze z tlenem utlenianie żelaza zachodzi gwałtownie, sypią
się z niego iskry; żelazo pali się w tlenie. Produktem spalania drucików
żelaznych jest taki sam tlenek żelaza jak ten, który powstajc na po-
wierzchni metalu podczas jego ogrzewania w powietrzu.
Magnez i wapń palą się jasnym światłem już w powietrzu, lecz
znacznie intensywniej zachodzi ten proces w tlenie.
Z naszych doświadczeń wynika, że palenie się metalu jest utlenia-
niem, czyli łączeniem się metalu z tlenem.
Spalaniem nazywamy gwałtowne utlenianie, któremu towa-
rzyszy wydzielanie się ciepła i świecenie.
• -'1^	J*. _—£_~
W czystym tlenie proces spalania przebiega dużo intensywniej
niż w powietrzu. Nic w tym dziwnego, wszak powietrze zawiera objętoś-
ciowo tylko 1 /5 część tlenu.
Rys. 10. Antoni Wawrzyniec La\oisier
Prawidłowe objaśnienie pro-
cesu spalania podał dopiero
w końcu XVIII w. uczony fran-
cuski Antoni Wawrzyniec
Lavoisier (czytaj: Lawuazje)
(rys. 10). Przed jego badaniami
nie znano składu powietrza. La-
voisier wykazał doświadczalnie,
że powietrze jest mieszaniną
tlenu z azotem i określił skład
procentowy powietrza. Na tej
podstawie mógł on wyjaśnić ro-
lę tlenu w procesie spalania. Do-
świadczenie, które wykonał La-
voisier dla ustalenia składu po-
wietrza, było w zasadzie po-
dobne do przeprowadzonego
przez nas doświadczenia z opił-
kami żelaza. Ogrzewał on rtęć
(rys. 11); w retorcie a połą-
czonej z kloszem b, które zawie-
18
Rvs. 11. Doświadczenie Lavoisiera
9
raly odmierzoną ilość powietrza. Rtęć w retorcie pokrywała się nalotem
tlenku rtęciowego, a poziom rtęci zamykającej klosz b podnosił się, gdyż
w naczyniach zmniejszała się objętość powietrza. Doświadczenie trwało
12 dni — po upływie tego czasu
nie zachodziły już żadne zmia-
ny, gdyż składnik powietrza
podtrzymujący palenie został
zużyty. Okazało się, że z naczy-
nia ubyła 1 /5 część objętości
powietrza. W pozostałym gazie
świeca gasła.
W Polsce postępowi wiedzy
chemicznej utorował drogę Ję-
drzej Śniadecki (rys. 12),
żyjący współcześnie z Lavoisie-
rem. Jędrzej Śniadecki był pro-
fesorem Akademii Wileńskiej
i członkiem Towarzystwa Przy-
jaciół Nauk w Warszawie.
Wprowadzi! on do swoich wy-
kładów teorię Lavoisiera, która
tłumaczyła we właściwy sposób
spalanie i utlenianie. Jędrzej
Rys. 12. Jędrzej Śniadecki

19

Śniadecki był jednym z pierwszych profesorów, którzy wykładali po
polsku, a nie po łacinie; napisał pierwszy podręcznik chemii w języku
ojczystym.
Większość tlenków metali ma duże znaczenie gospodarcze. Z tlenków
żelaza, cynku, ołowiu otrzymuje się żelazo, ołów, cynk. Tlenek wapnia,
zwany wapnem palonym, ma zastosowanie w budownictwie. Z tlenku
cynku, tzw. bieli cynkowej, otrzymuje się białą farbę olejną, z tlenków
ołowiu — pomarańczową lub żółtą. Tlenek cynku i tlenek magnezu
mają zastosowanie w lecznictwie (maść cynkowa, magnezja palona).
8.	Reakcja syntezy. Tlenki metali
Nową substancję, która powstaje w wyniku utleniania metalu, na-
zywamy tlenkiem tego metalu:
tlenek metalu.
Żelazo łączy się z tlenem i jako produkt reakcji powstaje substancja
o ciemnym zabarwieniu — tlenek żelaza (dośw. 6 i 9):
żelazo + tlen -> tlenek żelaza.
Mówimy, że nastąpiła synteza tlenku żelaza z tlenu i żelaza. W po-
dobny sposób zachodzi synteza tlenku miedzi i tlenku ołowiu (dośw. 3):
miedź + tlen -> tlenek miedzi,
ołów tlen tlenek ołowiu.
Z magnezu i tlenu powstaje tlenek magnezu, z wapnia i tlenu jtlenek
wapnia:
magnez tlen —> tlenek magnezu,
wapń + tlen tlenek wapnia.
Jeżeli dwa różne pierwiastki połączą się ze sobą tworząc
substancję *o innych właściwościach, to taką przemianę
chemiczną nazywamy reakcją syntezy.
DOŚWIADCZENIE 12. Porównaj próbki żelaza, miedzi, cynku,
ołowiu, rtęci, wapnia, magnezu z tlenkami tych metali przygotowa-
nymi na szkiełkach zegarkowych. Zwróć uwagę na barwę, spoistość,
ciężar właściwy metali i ich tlenków.
9.	Reakcja rozkładu
Doświadczenie Lavoisiera, w którym otrzymał on tlenek rtęci, trwa
bardzo długo, dlatego nie możemy przeprowadzić go w szkole. Zbadajmy
natomiast, co nastąpi, jeżeli tlenek rtęci będziemy ogrzewać do tempera-
tury wyższej niż to czynił Lavoisier.
DOŚWIADCZENIE 13N. Wsypmy do probówki z trudno topliwe-
go szkła około 1 /4 g tlenku rtęci i zamknijmy ją korkiem z rurką
odprowadzającą (rys. 13). Koniec rurki umieśćmy w wodzie pod
wylotem probówki odwróconej do góry dnem i napełnionej wodą. Pro-
bówkę z tlenkiem rtęci ogrzewajmy stopniowo coraz mocniej.
Obserwujmy, jak zmienia się jej zawartość oraz jakie powstają pro-
dukty reakcji.
Po zakończeniu doświadczenia natychmiast wyjmijmy z wody rurkę,
a następnie wypełnioną gazem probówkę; wprowadźmy do probówki
tlejące łuczywo.
Rvs. 13. Rozkład tlenku rtęci
21
20
Podcras ogrzewania tlenku rtęci, jego ilość stopniowo się zmniejsza.
Jednocześnie na chłodnych ściankach probówki osiadaj;} drobne kropel-
ki rtęci mctalicmcj, w probówce zas zbiera się tlen
W czasie ogrzewania tlenku rtęci następuje jego rozkład, czyli analiza.
Jeżeli związek chemiczny ulega rozkładowi, to przemianę
taką nazywamy analizą.
Tlenek rtęci —> tlen + rtSĆ-
Tylko z nielicznych tlenków metali można uwalniać metal tak łatwo,
jak z tlenku rtęci.
10.	Związek chemiczny. Pierwiastek
Tlenek rtęci składa się z dwóch związanych ze sobą pierwiastków:
tlenu i rtęci, czyli jest zw iązkiem chemicznym.
W pewnych warunkach ze związku chemicznego można ponownie
otrzymać pierwiastki, które wchodzą w jego skład; w naszym przykładzie
wystarczyło ogrzać tlenek rtęci Gdybyśmy próbowali w dalszym ciągu
rozłożyć rtęć lub tlen i otrzymać z nich inne, prostsze substancje, nie
udałoby się nam tego dokonać
Rtęć i tlen są pierwiastkami. Tlenek rtęci jest związkiem tych dwu
pierwiastków.
Znamy obecnie ponad sto pierwiastków, to jest substancji, których
chemik nie może rozłożyć na prostsze. Do pierwiastków zaliczamy na
przykład tlen, rtęć, miedź, żelazo, cynk, magnez, wapń.
11.	Prawo zachowania masy
Gdy ogrzaliśmy w otwartym naczyniu opiłki żelaza, stwierdziliśmy
przyrost masy, gdyż żelazo połączyło się z tlenem powietrza. Sprawdźmy
teraz za pomocą wagi, jakie zjawiska zachodzą, gdy ogrzewamy metal
w obecności powietrza w naczyniu zamkniętym.
22
przed doświadczeniem
po doświadczeniu
Rys. 14. Spalanie żelaza w tlenie pod kontrolą wagi
DOŚWIADCZENIE 14N. Napcłnijmy kolbę tlenem i zatkajmy ją
szczelnie korkiem, w którym zamocowane są dwa druty połączone
cienkim żelaznym drucikiem tak, jak pokazano na rysunku 14. Tak
zamkniętą kolbę zważmy.
Wystające z korka końce drutów włączmy do źródła prądu. Roz-
żarzony drucik ulegnie spaleniu. Teraz zważmy kolbę ponownie.
Porównaj wskazania wagi przed spaleniem drucika i po jego spaleniu.
Żelazny drucik, spalając się,
pobrał tlen z zamkniętej kolby.
Masa powstałego tlenku żelaza
jest, jak wiemy, większa od ma-
sy spalonego drucika, ale masa
całości nie zmieniła się. Wi-
docznie masa tlenku żelaza jest
o tyle wńększa od masy drucika
żelaznego, o ile zmniejszyła się
masa wolnego tlenu w zamknię-
tej kolbie.
Podobne doświadczenie po
raz pierwszy wykonał i objaś-
nił przed przeszło dwustu laty
rosyjski uczony Michał Ło-
monosow. Ogrzewał on metale
w naczyniach szklanych zato-
Rys. 15. Michał Łomonosow
23
piony ch tak, że podczas doświadczenia powietrze nie mogło ani z nich
uchodzić, ani do nich dopływać Ważąc naczynia przed i po doświad-
czeniu stwierdził, że ich masa nic uległa zmianie.
Łomonosow udowodnił swoimi doświadczeniami, że przyrost masy
obserwowany przy ogrzewaniu metalu w powietrzu nie powstaje z ni-
czego: Metal zwiększa swa masę o tyle, o ile zmniejszyła się masa po-
wietrza. Dlatego masa zamkniętego naczynia wraz z zawartością nic
wzrosła, choć metal uległ utlenieniu.
W dwadzieścia kilka lat później doszedł do tych samych wniosków
Lavoisier. Ogrzał on powyżej 420 C tlenek rtęci, który otrzymał w do-
świadczeniu opisanym na s. 19, i stwierdził, że po jego rozkładzie wy-
dzieliło się dokładnie tyle tlenu, ile go ubyło z powietrza podczas powsta-
wania tlenku.
Na podstawie doświadczeń Lavoisicr sformułował treść podstawo-
wego prawa chemicznego, zwanego prawem zachowania masy.
Masy substancji użytych do przemiany chemicznej i otrzy-
manych w wyniku tej przemiany są sobie równe.
Masa związku chemicznego równa jest sumie mas pierwiastków,
z których ten związek poyvstał.
Prawo zachowania masy zostało potwierdzone bardzo wieloma róz-
nymi przykładami, jest ono zasadniczym prawem całej przyrody.
12.	Znaczenie i zastosowanie tlenu
O tym, że tlen jest niezbędny do oddychania dla wszystkich organiz-
mów ży wych, wiesz już z wiadomości o przyrodzie (kl. I V i V). Bez tlenu
giną zwierzęta i rośliny. Już przy obniżeniu zawartości tlenu w powietrzu
do 15°o występują zaburzenia w naszym organizmie. Jeżeli człowiek ma
przebywać w przestrzeni zawierającej mało tlenu lub zupełnie go po-
zbawionej, to musi się zaopatrzyć w aparat tlenowy. Aparat taki jest po-
łączony ze stalową butlą zawierającą sprężony tlen, który (po uprzednim
zmieszaniu z azotem) dostaje się podczas wdechu do płuc człowieka.
Z aparatów tlenoyyych korzystają lotnicy, nurkowie, strażacy, członkowie
24
brygad ratowniczych w kopalniach. W zbiorniki z tlenem zaopatrzone
są łodzie podwodne. Specjalne aparaty tlenowe stosuje się w lecznictwie,
aby ułatwić oddychanie ludziom ciężko chorym. Zwierzęta i rośliny wodne
korzystają z tlenu rozpuszczonego w wodzie.
Tlen znajdujący się w powietrzu bierze udział u spalaniu węgla,
drewna, benzyny i innych paliw; do nagrzania płyty kuchennej tlen z po-
wietrza jest równie potrzebny jak węgiel.
W przemyśle tlen jest stosowany do uzyskiwania wysokich temperatur,
głównie w palnikach acetylenowo-tlenowych używanych do spawania
i cięcia metali.
Obserwowaliście nieraz pracę spawacza. Widzieliście w jego ręku
palnik, w którym spalał się gaz, a płomień skierowany na metal rozżarzał
go do białości. Do takiego palnika zamiast powietrza doprowadzany jest
specjalnymi przewodami tlen z butli i gaz palny — acetylen (rys. 16).
tlen
Rys. 16. Palnik acetylenowo-
-tlenowy
Płomień acetylenowo-tleno-
wy ma bardzo wysoką tem-
peraturę — 3000 °C. To wy-
starcza do stopienia części
metalu przylegających do sie-
bie. Jednocześnie spawacz
przykłada do miejsca spawa-
nego pręt z tego samego
metalu; pręt topi się i zalew?
szczelinę (rys. 17).
Rys. 17. Spawanie metalu
JT.t	< e 1'	•’
’•/t -Al

Stosując palnik do cięcia metali, trzeba doprowadzić większe ilości
tlenu. Wtedy silnie nagrzany metal spala się, a wytworzony tlenek roz-
pryskuje się w postaci iskier. Metal zostaje w tym miejscu rozcięty. W ten
sposób można przecinać twadre płyty stalowe, belki używane do budowy
mostów itp.
13.	Ochrona powietrza
Rozwój przemysłu, motoryzacji, rozbudowa miast i ośrodków prze-
mysłowych powoduje zanieczyszczenie powietrza i wpływa na zmianę
jego składu. Setki dymiących kominów, tysiące samochodów, transport
pylistych materiałów, wysypiska odpadów z hut, kopalń i osiedli ludzkich
zanieczyszczają powietrze dymem i gazami szkodliwymi dla zdrowia.
Obliczono, że w Warszawie na 1 km2 powierzchni osiada rocznie około
400 ton pyłu. Miasta przemysłowe w województwie katowickim są zapy-
lone przeciętnie 2 razy więcej. Wyobraź sobie usypisko jakie powstałoby,
gdyby tę ilość pyłu złożono w jednym miejscu. Jednocześnie w procesach
spalania zużywa się wielka ilość tlenu.
Rys. 18. Krajobraz Górnego Śląska
26

r
i ubogie w tlen powietrze działa szkodli-
wie na wszystkie żywe organizmy.
Aby zmniejszyć zanieczyszczenie atmosfery, prowadzi się w wielu
krajach, również w Polsce, różne zabiegi pod hasłem ochrony naturalnego
środowiska człowieka.
Zakłady przemysłowe obowiązane są instalować urządzenia odpyla-
jące spaliny i usuwające z nich szkodliwe gazy.
Ludność miast, zwłaszcza miast dużych, w coraz większym stopniu
korzysta z energii cieplnej wytwarzanej w centralnych elektrociepłow-
niach lub ogrzewa pomieszczenia prądem elektrycznym. W ten sposób
gęsto rozsiane kominy domów mieszkalnych zastępuje się niewielką
liczbą bardzo wysokich kominów elektrowni, budowanych najczęściej
poza miastem, posiadających wysokosprawne instalacje odpylające.
W ochronie powietrza szczególną rolę ma do spełnienia chemia,
która dysponuje różnorodnymi sposobami i ciągle poszukuje nowych
sposobów przeróbki i zagospodarowania wszelkich odpadów przemy-
słowych i komunalnych. Dzięki odpowiednim reakcjom chemicznym
można unieszkodliwiać najbardziej nawet trujące substancje występu-
jące w gazach i dymach odpadowych. Obecnie poszukuje się, między
innymi, sposobu usuwania z węgla domieszek, które tworzą szkodliwe
dla zdrowia produkty spalania.
W Polsce istnieje ustawa o ochronie powietrza, wód i gleby. Ustawa
ta reguluje prawnie sposoby walki z zanieczyszczeniami. Ministerstwo
Administracji, Gospodarki Komunalnej i Ochrony Środowiska (
władze wojewódzkie i miejskie czuwają nad prawidłową realizacją
ustawy.
r- i
KI-
PODSUMOWANIE TREŚCI ROZDZIAŁU
Najważniejsze składniki powietrza to tlen i azot. Powietrze zawiera
objętościowo około 21% tlenu, 78% azotu i 1% innych gazów.
Proces łączenia się tlenu z metalami nazywamy utlenianiem; pro-
duktami utleniania są tlenki metali.
Spalanie to
intensywne utlenianie; towarzyszy mu świecenie i wv
dzielame się ciepła. W tlenie spalanie zachodzi znacznie gwałtowi
tuz w powietrzu.	8 ano w niej
Łączenie się metalu z tlenem jest przykładem syntezy
Rozkład tlenku metalu na tlen i metal jest przykładem analizy
U’ najProst8za substancja chemiczna. Związek chemicz-
dwóch pierwiastków.
na tlen i metal jest przykładem analizy.
ny to substancja złożona powstała przez połączenie się ™ n^jmZ
dwóch pierwiastków.	J
V. przemianach chemicznych obowiązuje prawo zachowania masy
(Łomonosow, Lavoisier). Masa w czasie przemian chemicznych
nie ulega zmianie; choć z jednych substancji powstają inne, to ich
łączna masa ani się nie zwiększa, ani nie zmniejsza.
Praca domowa
1. Postaw na talerzu małą świecę, zapal ją i przykryj słoikiem. Jakie
wnioski można wysunąć na podstawie wyników doświadczenia ?
PYTANIA I ZADANIA
4.
Jakie doświadczenia dowodzą, że tlenki metali powstają przez łą-
czenie się metali z tlenem ?
Dlaczego przy podawaniu ciężaru właściwego tlenu wymieniono
ciśnienie i temperaturę, w których tlen był ważony ?
Wymień kilka tlenków metali.
Człowiek w pozycji siedzącej zużywa przy jednym wdechu około
0,25 1 tlenu. Policz, ile wykonasz wdechów w ciągu 1 minuty. Jaka
objętość tlenu zostanie zużyta w ciągu 45 minut w klasie liczącej
40 uczniów ? W jaki sposób należy podczas pauzy uzupełnić
ubytek tlenu w powietrzu ?
Oblicz, jaka objętość a) powietrza, b) tlenu znajduje się w pokoju
o wymiarach 6 m X 4 m X 3,5 m.	.	.
6.	Podczas rozkładu 2,17 g tlenku rtęci wytworzyło się 2,01 g rtęci.
Ile tlenu powstało jednocześnie ? Z jakiego prawa korzystasz przy
obliczeniach ?	. . .	.	.	?
7.	Jak można wykazać, że tlenek rtęci jest związkiem chemicznym.
8.	Ile tlenu znajduje się w 75 m3 powietrza:
(Przy obliczaniu uwzględnij zawartość procentową tlenu I
wnętrzu.)
28
m.
WODA. WODÓR
14. Działanie metali na wodę
Woda jest substancją bardzo rozpowszechnioną w przyrodzie.
O właściwościach i znaczeniu wody uczyliście się na lekcjach fizyki,
geografii, biologii; teraz poddamy wodę innym badaniom.
DOŚWIADCZENIE 15N. Na dno probówki z trudno topliwego
szkła wsypujemy trochę piasku (na wys. 2—3 cm) i zwilżamy go ostro-
żnie za pomocą rurki szklanej, tak by nie zamoczyć ścianek probówki.
Następnie wprowadzamy do niej luźny zwitek suchego azbestu oraz
trochę czystych drobnych opiłków żelaza. Probówkę umieszczamy
w statywie w położeniu wskazanym na rys. 19 i zamykamy korkiem
opiłki żelaza
piasek lub azbest
zwilżone woda
Rys. 19, Działanie żelaza na parę wodną
29
z rurką odprowadzającą, którą zanurzamy w wodzie
sdnte zelazo, zbliżając od czasu do czasu na chwil, płomSńT’^
stwy wdgotnego piasku. Przez rurkę uchodzą corlz szS T'
rzyki gazu. Po pewnym czasie, kiedy można przypuszczać3 źe^'
wwtrze zostało z probówki wyparte, zaczynamy zbierać gaz d^ dr
probówki, umieszczonej w wanience z wodą. g g ej
w probówce pozostawiamy do
Po doświadczeniu badamy, jak zmieniły się opiłki żelaza. Czy piasek
lub azbest uległy zmianie ? Gaz zebrany
dalszego badania.
Opiłki żelaza pokryły się nalotem tlenku tak, jak podczas ogrzewania
w powietrzu, choć probówkę wypełniała para wodna. Wskutek działania
żelaza na parę wodną powstał tlenek żelaza i wydzielił się bezbarwny
gaz.
—jŁ DOŚWIADCZENIE 16N. Wyjmujemy z wody probówkę z gazem,
Ł-zatkawszy ją uprzednio palcem. Zbliżamy płonącą drzazgę do wylotu
probówki. Gaz zapala się, płomień jego jest słabo widoczny.
Otrzymaliśmy nowy gaz, inny niż dotychczas poznane tlen i azot.
Gaz ten nie powstał z żelaza, bo jest on pierwiastkiem, musiał więc po-
wstać z wody. Gaz ten nazywa się wodorem; jest on pierwiastkiem.
Działanie żelaza na parę wodną można zapisać:
żelazo -r woda —> tlenek żelaza + wodór.
DOŚWIADCZENIE 17N. Zbadajmy działanie opiłków cynkowych
na parę wodną w ten sam sposób, jak to robiliśmy z opiłkami że-
laznymi w doświadczeniu 15.
w statywie
Sprawdzimy teraz jak reaguje z wodą magnez.
doświadczenie
(rys. 20). W korku kolby	k<®i«
...... tonalnie w kształcie szysz .	^ńcu drutu wkla-
D 'i' szybko . szczelnie z.myk«
y -alazł się w par*6
Sadzamy rurk, gumowj * P>"'
końcu spiralnie w kształcie sz
doprowadzamy wodę do wrzenia.
damy wióry magnezowe ^P^y je	em zn
kolbę korkiem, tak aby drut zPjonąy,	g
wodnej. Wydzielający się gaz o _
bówki wypełnionej wodą.
Rvs. 20. Działanie
magnezu
na parę wodną
Podobnie jak żelazo działają na parę wodną cynk, magnez i niektóre
inne metale:
cynk 4- woda
magnez
tlenek cynku + wodór.
4- woda —> tlenek magnezu 4_ wodór.
Co możemy stąd wnioskować o składzie wody i dlaczego ?
Zestawmy wyniki doświadczenia:
1) tlen w utworzonym tlenku metalu pochodził z wody;
2) z wody także wydzielił się wodór, zebrany w probówce.
Nasuwa się wniosek, że:
Woda jest związkiem chemicznym, który składa się z tlenu
i wodoru, czyli jest tlenkiem wodoru.
Użyte do doświadczeń metale działają na parę wodną, wypierają
z niej wodór i same łączą się z tlenem.

Proces tego rodzaju nazywamy wymianą: jeden pierwiastek wy
mienia swe miejsce z drugim — tu metal z wodorem
Czy wszystkie metale zachowują się w ten sposób w zetknięciu z wo-
dą ? Wiecie na podstawie codziennych obserwacji, ze powierzchnia
metali szlachetnych nic zmienia się w zetknięciu z wodą, np z parą w<xl.
ną powietrza lub wilgocią ziemi. Widocznie więc nie następuje reakcja
wymiany pomiędzy wodą i tymi metalami.
15. Właściwości wodoru
DOŚW IADCZENIE 19. a) l staw w łapach statywu dwie probówki
wypełnione wodorem, jak na rysunku 21. Po paru minutach zbliz
płomień zapałki do obydwu probówek. W której z nich pozostał wo-
dór ? < ’zy wodór posiada zapach ? Czy jest lżejszy, czy cięższy od po-
wietrza ?
b) Dwie szerokie probówki: jedną z powietrzem, drugą z wodorem,
trzymamy dnem do góry, równolegle do siebie, tak że brzegi ich »>t
i powietrza
Rv» 22 Przelewanie wodoru
stykają (rys. 22). Probówkę z wodorem powoli przechylamy, aż jej
wylot znajdzie się pod wylotem probówki z powietrzem Za pomocą
płonącego łuczywa sprawdzamy, w której probówce znajduje się
wodór.
Wodór jest gazem bez barwy i zapachu, słabo rozpuszczalnym w wo-
dzie, lżejszym od powietrza. Dlatego w doświadczeniu 19 probówkę
z wodorem umieszczamy nie nad, lecz pod naczyniem, do którego ma
być przelany. Litr wodoru wazy 0,0899 g w temperaturze 0 C i pod
ciśnieniem 1 atmosfery. Jest on najlżejszym z gazów.
Wodór można skroplić przez bardzo silne oziębienie (do 240 C)
i wywieranie ciśnienia (12,8 atmosfery).
16. Rozkład w
prądem
elektrycznym
DOŚWIADCZENIE 20*. Roz-
kład wody przeprowadzamy
w aparacie Hofmanna (rys.
23). Rurki a i 6, zaopatrzone
w podziałkę, zamykane są u
góry kurkami; w dolnej części
znajdują się spirale platynowe,
tak zwane elektrody, połączone
z przewodami przełkniętymi
przez korki. Obie rurki połączo-
ne są z trzecią, środkową rurką
r, zaopatrzoną w kulisty zbior-
nik. Nalewamy do środkowej
rurki wody zakwaszonej, a gdy
wypełni ona rurki u i 6, zamy-
kamy krany i łączymy przewo-
dy z biegunami baterii ogniw
lub akumulatorów . Sprawdźmy,
gdzie wydzielają się i gdzie
zbierają gazy. Odczytajmy i po-
równajmy objętości gazów, wy
dzielonych w obu rurkach.
9
Rji. 21 Elrlrtrnłi.a wod-
Przy elektrodzie ujemnej ( ), połączonej z biegunem ujemny
źródła prądu, wydzieliła się dwukrotnie większa objętość gazu niz ph.
elektrodzie dodatniej ( ). Sprawdźmy, co to za gazy.
DOŚWIADCZENIE 21n. Otwieramy kranik rurki b, której clektroi
połączona była z dodatnim biegunem źródła prądu. Nad wyloten
rurki trzymamy tlejące łuczywo. Gaz z rurki a, której elektroda pc>
Uczona bvła z ujemnym biegunem źródła prądu, wypuszczamy dr
malej probówki odwróconej dnem do góry i następnie zapalana
Stosunek wagowy tlenu i wodoru w wodzie jest tlały i wy-
nosi (w przybliżeniu) 8 : 1.
17. Spalanie wodoru
W aparacie Hofmanna woda uległa rozkładowi na tlen i wodór
Rozkład wody spowodowany przepływem prądu elekt tycznego nazywa
my elektrolizą wody.
Z doświadczeń przekonaliśmy się, że woda jest związkiem tlenu i wo
doru. Aby upewnić się, że w skład jej nic wchodzą jeszcze inne pier
wiastki, dokonamy syntezy wody.
Woda (tlenek wodoru)-r tlen h- wodór.
Stosunek objętości tlenu i wodoru wydzielonych z danej
ilości wody wynosi 1 : 2.
DOŚW IADCZENIE 22N. Zebrany w zbiorniku, czysty wodor zapa-
lamy u wylotu zwężonej rurki metalowej. Nikły, ledwie widoczny
płomień wodoru skierujemy na zimną płytkę szklaną. Co obserwu-
jemy na szkiełku ? Dlaczego produkt reakcji można zauważyć do-
piero po zetknięciu z zimną pły tką ?
Uwaga! Domieszka powietrza może spowodować wybuch.
Na każdy litr tlenu wydziela się jednocześnie 2 litry wodoru.
Inaczej przedstawia się stosunek wagowy gazów’ wydzielonych z wo-
dy, bo wodór jest przecież znacznie lżejszy od tlenu.
Znając stosunek objętości tlenu i wodoru otrzymanych z wodv
łatwo obliczymy ich stosunek wagowy.
wodór jest przecież znacznie lżejszy od tlenu.
Produktem spalania wodoru jest woda. Można zebrać większą
jej ilość i sprawdzić, że ma ona wszystkie właściwości zwykłej wody
Potwierdza to nasz pogląd, ze woda jest tlenkiem wodoru.
Płomień wodoru ma bardzo wysoką
temperaturę, stosuje się go do spawania
i cięcia metali w palnikach tleno-wo-
Wydzielone objętości gazów;
1 litr tlrnu |
2 litry wodoru
Ich masy .
1,429 g
2 • 0,0899 g =
0,1798 g
1 litra tlenu przez masę 2 litrów wodoru.
1429 g
0,1798 g ~ •
Taki sam stosunek otrzymamy biorąc inne niż w naszym przykh
ilości tlenu i wodoru, na przykład:
15 cm3 tlenu i 30 ern3 wodoru; 500 cm3 tlenu i 1000 cm3 wodoru
Dzielimy masę
Rys. 24. Sprawdzanie czystości wodoru
wodór
DOŚWIADCZENIE 23. Dwie pro-
bówki — jedną z wodorem, drugą
z powietrzem — złóż otworami i zmie-
szaj ich zawartość przez obrócenie
o 180°. Wyloty obu probówek kolej-
no zbliż do płomienia.

Wodór czysty spala się spokojnie, zmieszany zaś z powietrzem lub
tlenem spala się gwałtownie i wybuchowo. Gdy spalanie odbywało się
w probówce otwartej, słyszeliśmy coś w rodzaju szczeknięcia. Gdyby
wodór zmieszany z powietrzem zapalił się w naczyniu zamkniętym,
wybuch rozerwałby naczynie.
Szczególnie gwałtownie wybucha mieszanina 1 objętości tlenu
i 2 objętości wodoru, tzw. mieszanina piorunująca. Aby przy do-
świadczeniach z wodorem uniknąć niebezpiecznego wybuchu, należy
zawsze przed zbliżeniem płomienia wykonać próbę czystości wodoru.
W tym celu wodór z aparatu, w którym go
otrzymujemy, wprowadza się do małej probówki
(rys. 24), trzymając ją wylotem na dół. Gdy
strumień wodoru wypchnie już powietrze z pro-
bówki, wyjmujemy z niej ostrożnie rurkę, zaty-
kamy otwór probówki palcem i zbliżamy do jej
wylotu płomień. Jeżeli wodór jest czysty, spala 
się spokojnie, gdy zaś przy spalaniu- słyszymy I
charakterystyczny dźwięk, musimy chwilę odcze- I
kać i powtórzyć próbę.	<
Przeprowadźmy syntezę wody mierząc użyte j
do procesu objętości tlenu i wodoru.	J
DOŚWIADCZENIE 24N. Jeden otwór gru- 1
bościennej rurki szklanej zamykamy mocno /
korkiem gumowym, przez który przewleczone I
są dwa druty miedziane. Końce drutów •
w rurce są zagięte ku sobie. Na rurkę nakła- I
damy w jednakowych odległościach (mierząc j
od góry) cztery pierścienie gumowe, zazna- j
czając cztery równe objętości wewnątrz
rurki (rys. 25). W ten sposób sporządziliśmy I
prymitywny eudiometr, tj. rurkę z podział- |
ką służącą do mierzenia objętości gazów. '
Do eudiometru wprowadzamy pod wodę
najpierw czysty tlen do wysokości dwu po-
dzialek, a następnie taką samą objętość wo-
doru. W eudiometrze wywołujemy iskrę elek-
tryczną, która przeskakuje między drucikami.
Następuje wybuch świadczący o zachodzącym
procesie chemicznym, o połączeniu się wo-
doru z tlenem. Po ostygnięciu mierzymy i
Rys. 25. Synteza wody
w eudiometrze
36

♦
°bjęt°sc gazu pozostałego w eudiometrze. Następnie, zatkawszy
rur ę pa cem, wyjmujemy ją z wody obracamy i za pomocą tlącego
się łuczywka sprawdzamy, jaki gaz w niej pozostał.
Doświadczenie potwierdza dotychczasowe wiadomości o składzie
wo y . podczas syntezy wody łączą się ze sobą dwie objętości
wo oru i jedna objętość tlenu (odmierzone w tych samych warun-
kach temperatury i ciśnienia).
18. Redukcja
DOŚWIADCZENIE 25N. Do probówki ze szkła trudno topliwego
nasypujemy niewielką ilość czarnego tlenku miedzi. Probówkę
umieszczamy w położeniu wskazanym na rysunku 26. Do probówki
wprowadzamy następnie strumień suchego wodoru (zrób próbę
na czystość), a gdy już zostanie wypchnięte z niej powietrze, ogrze-
wamy tlenek miedzi. Po paru minutach odsuwamy palnik i w dal-
szym ciągu przepuszczamy przez probówkę wodór, aż do jej osty-
gnięcia.
Z tlenku miedzi wydzieliła się miedź metaliczna, na zimnych zaś
ściankach probówki osiadła rosa. Wodór odebrał tlen od tlenku miedzi
i sam połączył się z nim, tworząc wodę. Zaszła tu wymiana:
tlenek miedzi 4- wodór miedź 4- woda (tlenek wodoru).
37
Odbieranie tlenu od tlenków nazywamy redukcją.
Tlenek miedzi uległ redukcji — otrzymaliśmy z niego wolną miedź
W odór łączy się nic tylko z tlenem gazowym, lecz może go odbierać
od innych substancji, na przykład od tlenków metali. Mówimy, że wo-
dór ma właściwości redukcyjne, jest dobrym reduktorem. Znamy
wiele innych substancji, posiadających właściwości redukcyjne
Redukcja jest procesem odwrotnym do utleniania.
Utlenianie: metal-H tlen-> tlenek metalu.
Redukcja: tlenek metalu 4- wodór-> metal 4 woda.
Po zredukowaniu tlenku metalu otrzymujemy na nowo metal.
19. Zastosowania wodoru
W odór jako najlżejszy z gazów jest używany do wypełniania bało-
nów-sond, które służą celom badawczym w meteorologii.
Wodór jest stosowany także do redukcji niektórych tlenków metali.
Na przykład trudno topliwy metal wolfram, używany między innymi
do wyrobu drucików żarzeniowych w żarówkach, jest otrzymywany
z jego tlenku przez redukcję wodorem.
Przeprowadza się próby zastosowania wodoru do redukcji rud (tlen-
ków) żelaza. Pozytywne rozwiązanie tego problemu miałoby wielkie
znaczenie w hutnictwie przy otrzymywaniu metali z rud.
Płomień wodoru spalanego w tlenie ma bardzo wysoką tempera-
turę: 2800°C (por. płomień acetyleno-tlenowy s. 25).
Wykorzystano to w technice stosując palniki tleno-wodorowe do spa-
wania i cięcia metali.
Największe ilości wodoru zużywa przemysł chemiczny do wielu
syntez, np. do otrzymywania amoniaku, do syntezy paliw płynnych
i wt innych procesach o dużym znaczeniu gospodarczym.
20. Stałość składu związku chemicznego

Wykonajmy doświadczenie, które pozwoli nam zbadać, czy istnieje
zależność pomiędzy ilością użytego do redukcji tlenku miedzi a ilością
otrzymanej miedzi.
ę | DOŚWIADCZENIE 26n. Ważymy (tarujemy) probówkę ze szkła
trudno topliwego i wsypujemy do niej odważoną niewielką ilość
(nP- 1 g, 1,5 g, 2 g) czarnego tlenku miedzi. Przeprowadzamy redukcję
tlenku miedzi wodorem, a następnie ogrzewamy całą probówkę, aby
usunąć osiadłe na jej ściankach krople rosy. Probówkę studzimy,
wciąż przepuszczając wodór, a po ostygnięciu zamykamy dopływ
wodoru i ważymy probówkę wraz z zawartością.
1 eraz obliczamy: a) ile miedzi i ile tlenu zawierała użyta do doświad-
czenia próbka tlenku miedzi, b) jaki jest stosunek wagowy miedzi do
tlenu w tlenku miedzi.
Oto przykład obliczeń. Wiemy, że zgodnie z prawem zachowania
masy, masa tlenku miedzi
(m) — masa miedzi (wj-fmasa tlenu (?w2);
ni
1,0 g
1,5 g
2,0 g

0,2 g
0,3 g
0,4 g.
Odejmując masę miedzi od masy m użytego do reakcji tlenku,
uzyskujemy masę m2 zawartego w nim tlenu.
Stosunek wagowy miedzi do tlenu w tlenku miedzi wynosi:
"'1 _ °>8g	_ ’.2g _	l,6g = 4
m2 0,2g	0,3g '	0,4g	1
Aby mieć pewność, że otrzymaliśmy prawidłowe wyniki, należy
doświadczenie przeprowadzić wielokrotnie, redukując różne ilości tlenku.
Wszystkie pomiary potwierdzają tę zależność.
Stosunek wagowy miedzi do tlenu w tlenku miedzi jest
stały i wynosi 4:1.
39
Przeprowadzając elektrolizę wody (s. 34) stwierdziliśmy, że stosu-
nek wagowy wodoru do tlenu w wodzie jest również stały i wynosi 1 : g
Dokonując analizy dokładnie odważonej ilości denku rtęci, możemy
się przekonać, że zawsze z 1,08 g tego związku otrzymamy 0,08 g tlenu,
a więc na 1 g rtęci przypada zawsze 0,08 g tlenu.
We wszystkich przeprowadzanych syntezach i analizach można stwier-
dzić, że w każdym związku na daną liczbę gramów jednego pierwiastka
przypada ściśle określona liczba gramów drugiego.
Na podstawie bardzo wielu doświadczeń zostało sformułowane przez
uczonego francuskiego J. L. Prousta (czytaj Prusta) w 1792 r. prawo
stałości składu.
Pierwiastki tworzące związek chemiczny łączą się ze sobą
w ściśle określonych stałych stosunkach wagowych.
Podczas redukcji 1 g tlenku miedzi wodór przepływał nad nim w du-
żych ilościach, lecz zużyła się tylko określona jego część, potrzebna do
związania tlenu, zawartego w tej ilości tlenku miedzi.
Po syntezie wody w eudiometrze (doświadczenie 25) pozostał nad-
miar tlenu, bo nie wystarczyło wodoru do jego związania.
Gdy znamy stosunek wagowy pierwiastków w danym związku, mo-
żemy wyrazić go w procentach.
W tlenku miedzi np. stosunek wagowy miedzi do tlenu wynosi 4:1,
co oznacza, że na przykład w 5 g tlenku miedzi zawiera się 4 g miedzi
i 1 g tlenu.
.	4	. .	1
Zatem w tlenku miedzi — stanowi miedź, a — — tlen.
Ponieważ
- = 80%,	- = 20%,
przeto możemy powiedzieć, że w tlenku miedzi jest 80% miedzi i 20%
tlenu.
40
21. Korozja metali
XV poprzednich rozdziałach poznaliśmy właściwości tlenu i wodoru
oraz najczęściej spotykany ich związek — wodę. Poznaliśmy wystę-
powanie tych pierwiastków, a więc i rolę jaką spełniają w życiu człowieka.
Dotychczas zwracaliśmy uwagę przede wszystkim na ich pożyteczne
znaczenie w środowisku. Nie można jednak pominąć faktu, że tak nie-
zbędne w naszym życiu substancje, jak powietrze i woda, mogą bvć
przyczyną olbrzymich strat
materiałowych zarówno w na-
szym bezpośrednim otocze-
niu jak i całej gospodarce
narodowej.
Stwierdziliśmy doświad-
czalnie, że na powierzchni
metali nieszlachetnych pod
wpływem powietrza tworzą
się naloty tlenków. Jeżeli
naloty te są spoiste, to za-
bezpieczają głębiej położone
warstwy metalu przed dal-
szym utlenieniem. Niektóre
tlenki mają jednakże taką
właściwość, że pod wpływem
wody stają się gąbczaste,
porowate, i już nie zabezpie-
czają przed utlenieniem. Jed-
nocześnie łatwo nasiąkają
wodą, a rozpuszczony w wo-
dzie tlen bardzo aktywnie ata-
kuje kolejne warstwy metalu
na powierzchni zetknięcia.
Szczególnie wyraźnie wy-
stępuje to w' przypadku że-
laza. Każdy, kto uważnie ob-
serwuje otoczenie, spostrzega
naloty rdzy na kłódkach, za-
wiasach i żelaznych okuciach
Rys. 27. Walczymy z koro/i ।
niezabezpieczonych przed dostępem wilgotnego powietrza,
przeżarte przez rdzę łatwo dają się rozkruszyć w palcach.
I i zed mioty
Niszczenie metali pod działaniem wody i rozpuszczonego
w wodzie tlenu nazywamy korozją. Korozja metali jest
procesem zaczynającym się na ich powierzchni.
— DOŚWIADCZENIE 27. Oczyść papierem ściernym kawałek zar
3F_l dzcwiałcgo żelaza. Przyjrzyj się jego powierzchni po oczyszczeniu
Jak wytłumaczysz istnienie wgłębień na powierzchni metalu?
Nie wszystkie metale ulegają korozji w tym samym stopniu co że-
lazo. Na powierzchni takich metali jak, glin, cynk, chrom, nikiel, cyna
wytwarza się silnie przylegająca odporna na wodę warstewka tlenku,
która chroni głębsze warstwy metalu przed utlenieniem.
Korozja jest przyczyną wielkich strat gospodarczych. Obliczono
na przykład, że w Polsce wskutek korozji niszczeje rocznie około 2% że-
laza będącego w użyciu, co daje straty kilku miliardów złotych.
Abv zapobiec korozji, staramy się chronić łatwo utleniające się me-
tale przed niszczącym działaniem wody i rozpuszczonym w niej tlenie.
W tym celu najczęściej pokrywamy powierzchnię metalu warstwą ochron-
ną. Może nią być lakier lub farba olejna, smoła, wazelina, olej mineralny
lub emalia.| Ta ostatnia jest polew ą o składzie zbliżonym do szkła.
Stosuje się również warstwy ochronne z innych metali, nie ulegają-
cych tak łatwo korozji. Blacha żelazna ocynkowana służy do pokrywania
dachów, do wyrobu wiader, zbiornikówr na wodę; z blachy żelaznej
kniej cyną, tzw. blachy białej, wytwrarza się puszki do konserw. Rów-
nież chrom i nikiel dobrze chronią żelazo przed korozją. Kable elektryczne
układane w ziemi lub wodzie zaopatrzone są w szczelną powłokę wykonaną
z twrorzywa sztucznego, tzw. polichlorku winylu.
Bardzo dobrą warstwę ochronną stanowią oczywiście metale szla-
chetne. Widzieliście na pewno srebrzone nakrycia stołowre lub ozdobne
przedmioty metalowre pokryte cienką warstwrą złota.
W celu przedłużenia funkcjonowania narzędzi i mechanizmom
wykonanych z metali, zwłaszcza z żelaza, każdy z was powinien należycie
42
Rys. 28. Złom — surowiec dla huty
je konserwować i ochraniać przed korozją. Nie nadające się już do użytku
skorodowane części urządzeń należy przekazywać punktom skupu złomu,
z którego po przerobieniu w hucie odzyskuje się zawarty w nim metal
(rys. 28).
PODSUMOWANIE TREŚCI ROZDZIAŁU
Żelazo i niektóre inne metale wypierają z wody wodór, przy czym
powstaje tlenek metalu. W skład wody wchodzą tlen i wodór.
Podczas działania wielu metali na wodę zachodzi wymiana składni-
ków : metal wypiera wodór i zajmuje jego miejsce, przy czym powstaje
tlenek metalu.
43
js tlen

wodoru
iWWi I :
m.<ow\ w>d. ichmrgo tlenu do wodoru wynosi 8 1
l\xh ..> .patatu’ wodoru w powietrzu pow staje \mh.Li. Woda jest
tlenkiem wodoru I‘mprowadzając syntezę wody w eudiometrze
scwierd smy. :tlen i wodor łączą się w stosunku objętośdow \ ni
Redukcja polega na odbieraniu tlenu od tlenków za pomocą sub-
stamu które same łatwo łączą się i tlenem.
Ws^stkie wiązki chemiczne cechuje stałość składu tworzące jc
pierwiastki są połączone nic w dowolnym, lec/ w stałym stosunku
wagowym
Kor "ja metali to ich mszczenie pod wpływem powietrza i wody
Praca domowa -dłk-
Przeprowadź elektrolizę wody.
W’ tym celu przygotuj dwa
kawałki drutu izolowanego, bate-
ryjkę do latarki kieszonkowej
i małą miseczkę z wodą.
Usuń izolację z obu końców
drutu i połącz je z biegunami ba-
teryjki (rys. 29). Wolne końce
każdego z drutów dołącz do dwu
żelaznych gwoździ. Gwoździe włóż
do miseczki z wodą, do której dosy-
pałeś uprzednio szczyptę sody.
Wydzielające się gazy mozesz
zebrać w dwu małych probów-
kach, które po napełnieniu wodą
trzeba umieścić w miseczce nad
elektrodami. Przeprowadź sprawdzającą próbę na obecność tlenu i wo-
doru (dośw\ 21 k	—
Pamiętaj, że przy wszystkich pracach domowych powinieneś zacho
Wywać jak największą ostrożność.
Do doświadczeń używaj małych ilości substancji i przeprowadzaj
doświadczenia uważnie i dokładnie według wskazówek podręcznika.
Nic próbuj wykonywać żadnych innych doświadczeń własnego pomysłu,
dopóki nie omówisz ich ze swoim nauczycielem. Niedokładność w pracy,
lekkomyślność i nierozsądna brawura mogą być przyczyną nieszczę-
śliwych wypadków, grożących kalectwem.
2.	Ochrona metali przed korozją.
Przygotuj kilka gwoździ żelaznych, oczyść dokładnie ich powierzch-
nię i pokryj jc kolejno: a) warstwą oliwy, b) naftą, c) lakierem bezbarw-
nym, d) parafiną, e) wazeliną. Gwoździe te — oraz dwa inne, niczym
nie pokry te — zawieś za oknem. Zbadaj, czy substancje pokrywające
metal chronią go przed korozją. Możesz wypróbować jeszcze inne
sposoby ochrony przed korozją. Po kilkunastu dniach przynieś
gwoździe do szkoły i porównaj wyniki swrego doświadczenia z wynikami
doświadczeń kolegów.
PYTANIA I ZADANIA
1.	Porównaj fizyczne i chemiczne właściwości tlenu i wodoru.
Jakie wspólne cechy mają te pierwiastki, a czym różnią się
od siebie ?
2.	W jednej probówce znajduje się tlen, w’ drugiej wodór. Jak
rozpoznasz te gazy ?
3.	Obmyśl doświadczenia, za pomocą których wykażesz, że wodór
jest lżejszy od powietrza.
4.	Dlaczego podczas syntezy wody z wfodoru i tlenu w eudiometrze
(doświadczenie 25) nie można było zauważyć wytworzonej
w’odv ?

5.	Oblicz, ile razy 1 litr a) powietrza, b) tlenu jest cięższy od 1 litra
wodoru.
6.	Ile wodoru i ile tlenu zawarte jest w 18 g wody?
7.	W eudiometrze zmieszano 10 cm3 tlenu z 16 cm3 wodoru i spo-
wodowano wybuch mieszaniny za pomocą iskry elektrycznej.
Który z gazów i w jakiej ilości pozostał po syntezie?
8.	Podczas elektrolizy wody na elektrodzie ujemnej wydzieliło
się 0,6 1 wodoru. Ile tlenu zebrano na elektrodzie dodatniej ?
9.	Ile trzeba zużyć tlenu, aby utlenić 8 g miedzi ?
10.	Uzasadnij, dlaczego w ćwiczeniu 26 po redukcji tlenku miedzi
przepuszczaliśmy nad otrzymaną miedzią wodór aż do osty-
gnięcia probówki ?
11.	Oblicz, jaka jest zawartość procentowa wodoru i tlenu w wodzie.
45
12.	Przypomnij, co nazywamy redukcją. Czy działanie magnezu
na parę wodną można nazwać redukcją ? Wskaż, co tu jest re-
duktorem.
13.	Daj przykład zastosowania blachy żelaznej:
a) cynkowej, b) cynowanej.
14.	Wymień metale, których używałeś podczas zajęć praktycznych.
Przypomnij sobie, jak była zabezpieczona przed korozją blacha
żelazna lub drut żelazny ?
W jaki sposó b zabezpieczono przed korozją metalowe podstawy
do ławek i inne przedmioty żelazne?



IV.
ZWIĄZKI METALI
Z CHLOREM I SIARKĄ
Wiemy, źc metale łączą się z tlenem, a z wody wypierają wodór.
Zbadajmy, jak zachowują się w zetknięciu z niektórymi innymi substan-
cjami, np. chlorem lub siarką.
22.	Chlor
Zapoznajmy się z chlorem.
DOŚWIADCZENIE 28N. Na tle białego arkusza papieru ustawiamy
szklane cylindry z chlorem, przykryte doszlifowanymi płytkami.
Obserwujemy barwę chloru. Przesunąwszy nieznacznie płytkę, kieru-
jemy ostrożnie ruchem dłoni ku sobie powietrze znad cylindra, aby
dowiedzieć się, jaki jest zapach chloru.
Chlor jest żółtozielonym gazem o przykrym, duszącym zapachu,
który' można wyczuć nawet przy bardzo małej zawartości tego gazu
W' powietrzu.
Chlor jest pierwiastkiem; jego nazwa pochodzi od wyrazu greckiego:
chloros — żółtozielony. Jest on gazem cięższym od powietrza; w wodzie
rozpuszcza się dość dobrze; daje się skraplać znacznie łatwiej niż tlen
lub wodór, bo już w zwykłej temperaturze i pod ciśnieniem około
6 atmosfer. Chlor ciekły’ jest przechowywany i przewożony w grubo-
ściennych butlach stalowych pod zwiększonym ciśnieniem.
Dla organizmu ludzkiego chlor nawet w' małych ilościach jest szko-
dliwy. Działa zabójczo na bakterie. Ze względu na trujące właściwości
chloru i niektórych jego związków, nie powinno się odprowadzać do
47
rzek żadnych ścieków zawierających te substancje. Należy przedtem
substancje te przeprowadzić w związki nie wywierające ujemnego wpływu
na organizmy żywe.
Jeżeli podczas procesów produkcyjnych w zakładach przemysłowych
wywiązuje się chlor — należy bardzo skrupulatnie przestrzegać, by nie
zanieczyszczano tym gazem powietrza atmosferycznego.
23.	Działanie chloru na metale
DOŚWIADCZENIE 29N. Mamy dwa cylindry z chlorem.
a)	Do jednego z nich wprowadzamy szybko pęczek drucików mie-
dzianych silnie rozgrzanych w płomieniu palnika;
b)	do drugiego wprowadzamy rozgrzany do czerwoności drucik że-
lazny skręcony w spiralkę. Opiszcie przebieg reakcji i obejrzyjcie
otrzymane produkty.
DOŚWIADCZENIE 30N. Do tego doświadczenia użyjemy sodu.
Sód jest metalem bardzo lekkim i miękkim. Można z łatwością kroić
go nożem. Tlen i woda działają na sód energiczniej niż na wszystkie
dotychczas poznane przez nas metale. Aby uchronić sód przed do-
stępem powietrza i wilgoci, przechowujemy go w nafcie.
Zbadajmy, jak wygląda powierzchnia kawałka sodu zaraz po przecię-
ciu, a jak po paru minutach leżenia na powietrzu. Biorąc sód posłu-
gujemy się szczypcami — nie dotykamy go ręką. Sód nie powinien
również stykać się z wodą.
Do cylindra z chlorem wrzucamy dokładnie oczyszczony cienki
skrawek sodu i zakrywamy cylinder doszlifowaną płytką szklaną. Po
kilkunastu minutach badamy, jak wygląda powierzchnia metalu, na
następnej zaś lekcji wysypujemy otrzymaną substancję na płytkę
szklaną i oglądamy ją.
Metale łączą się z chlorem, przy czym wydziela się ciepło.
Sód	4-chlor-> chlorek sodu,
miedź 4-chlor->chlorek miedzi,
żelazo 4-chlor-> chlorek żelaza.
Z dwu pierwiastków: chloru i metalu powstaje związek chemiczny
chlorek metalu.
Łączenie się chloru z metalami następuje już w temperaturze pokojo-
wej, można je jednak znacznie przyspieszyć przez ogrzanie metali.
48
Reakcja jest wtedy gwałtowna, metal rozgrzewa się i świeci — można
powiedzieć, że pali się w chlorze. Chlor łączy się także z metalami szla-
chetnymi. Nawet złoto i platyna ulegają jego działaniu; mówimy, że chlor
jest pierwiastkiem bardzo aktywnym (czynnym).
24.	Siarka. Siarczki
Zapoznajmy się z siarką.
DOŚWIADCZENIE 31. Przyjrzyj się kawałkowi siarki, zwróć
uwagę na jej barwę i połysk. Zbadaj, czy rozpuszcza się w wodzie.
Spróbuj zarysować kawałek siarki paznokciem, drutem miedzianym,
scyzorykiem; uderz w kawałek siarki na kowadełku.
Siarka jest substancją stałą, dość miękką i kruchą — barwy żółtej
o szklistym połysku. W wodzie nie rozpuszcza się.
DOŚWIADCZENIE 32. a) Ogrzej w probówce siarkę aż do wrze-
nia i wtedy włóż do probówki zwitek cienkiego drutu miedzianego
lub blaszkę miedzianą, trzymając miedź w parze siarki. Jak zacho-
wuje się siarka podczas ogrzewania? Po czym poznajemy, że zachodzi
reakcja miedzi z siarką? Jak wygląda produkt reakcji?
b)	7 g opiłków żelaza i 4 g pyłu siarki zmieszaj dokładnie i wysyp
na siatkę azbestową, formując z proszku stożek. Do wierzchołka
stożka wprowadź rozżarzony koniec drutu żelaznego lub tlejącą
drzazgę. Jak przebiega reakcja siarki z żelazem? Otrzymany produkt
pozostaw do dalszych doświadczeń.
c)	W małym moździerzu porcelanowym rozetrzyj kropelkę rtęci
z pyłem siarki.
Ogrzewana siarka topi się (113°C) tworząc jasnożółtą ciecz, która
przy dalszym ogrzewaniu ciemnieje, a następnie wrze (445 CC).
Metale łatwo łączą się z siarką. Miedź rozżarza się w zetknięciu
z parą siarki, przy czym powstaje niebieskoczarny, kruchy siarczek
miedzi:
miedź -f- siarka -> siarczek miedzi.
Żelazo tworzy z siarką siarczek żelaza (podczas syntezy wydziela się
dużo ciepła — obserwowaliśmy żarzenie się substancji na siatce):
żelazo-psiarka-^siarczek żelaza.
Chemia VII — 4
49
Rtęć także wiąże się z siarką, tworząc siarczek,
rtęć4-siarka-^siarczek rtęci.
Synteza siarczku miedzi i siarczku żelaza zachodziła szybko i gwał-
townie, z objawami ciepła i światła — można powiedzieć, że było to
spalanie.
25.	Występowanie siarki i siarczków w Polsce
Siarka występuje w przyrodzie jako pierwiastek w stanie wolnym
(siarka rodzima) lub też w postaci związków, np. siarczków metali.
Siarka rodzima tworzy najczęściej złoża w skałach osadowych. Wydo-
byta z pokładów siarkonośnych jest zanieczyszczona materiałem skalnym,
od którego oddzielana jest podczas wytapiania.
Polska posiada bogate złoża siarki w okolicach Tarnobrzega. Odkryto
je stosunkowo niedawno. W 1958 r. ruszyła pierwsza kopalnia siarki
w Piasecznie, a następnie zbudowano znacznie większą od niej w Macho-
wie. Na tych terenach siarkę wydobywa się metodą odkry wkową, gdyż
jej pokłady zalegają stosunkowo płytko pod pow ierzchnią ziemi. Na zachód
od Tarnobrzega w Grzybowie złoża siarki znajdują się znacznie głębiej
i tam wydobywa się ją już inną metodą.
Siarka stanowi nasze wielkie bogactwo. Zasoby i wydobycie tego mi-
nerału są tak duże, iż po zaspokojeniu potrzeb krajowych możemy
siarkę eksportować.
Produkcja siarki w Polsce
Rok	1949	1959	1960	1961	1963	1968	1971	1973	1975
Produkcja siarki w tysiącach ton	8,7	17,2	25,4	132	235	1316	2713	3541	4771
Siarka i jej związki mają bardzo duże zastosowanie wr wielu gałęziach
przemysłu, w medycynie, wT rolnictwie do zwalczania chorób i szkodników
roślin, a przede wszystkim w' przemyśle chemicznym. Jest bowiem
niezbędnym surowcem do produkcji kwasu siarkowego — zwanego ze
względu na swe olbrzymie znaczenie ,,krwią przemysłu chemicznego .
50

Rys. 30. Odkrywkowa kopalnia siarki
Siarczki metali występują w przyrodzie jako minerały. Poznamy tu
piryt, związek siarki z żelazem, blendę cynkową — siarczek cynku,
galenę — siarczek ołowiu, chalkopiryt — związek siarki z miedzią i że-
lazem.
51
DOŚWIADCZENIE 33. Obejrzyj siarczki naturalne: galenę, blen-
dę cynkową, piryt, chalkopiryt. Zwróć uwagę na ich barwę, połysk,
łupliwość. Zbadaj twardość tych minerałów próbując zarysować
je nożem. Porównaj (w ręku) ich ciężary z ciężarem kawałka siarki.
Który z nich ma największą twardość i największy ciężar ? Jeśli to
możliwe sprawdź, jak zachowują się kawałeczki kruszców po uderze-
niu młotkiem. Czy są kowalne jak metale?
Z kruszców cynku, ołowiu, miedzi otrzymuje się najczęściej drogą
hutniczą metale: z blendy cynkowej otrzymuje się cynk, z chalkopirytu_
miedź, z galeny ołów. Jednocześnie otrzymuje się z nich kwas siarkowy,
produkt o bardzo dużym znaczeniu gospodarczym.
W Polsce złoża blendy cynkowej i galeny występują w okolicach
Olkusza i Bytomia, chalkopirytu — na Dolnym Śląsku w okolicach
Bolesławca i Głogowa.
Piryt natomiast jest minerałem bardzo rozpowszechnionym w przy-
rodzie. Spotyka się go w różnych skałach łącznie z innymi minerałami.
Na pewno każdy z Was spostrzegł nie raz na bryłach węgla złociste blaszki.
To właśnie piryt, który powstał wśród pokładów węgla. Znaczenie gór-
nicze mogą mieć tylko bogate jego złoża. W Polsce piryt towarzyszy
pokładom blendy cynkowej i galeny.
26.	Mieszanina a związek chemiczny
DOŚWIADCZENIE 34. Zmieszaj dokładnie bardzo drobne opiłki
żelaza ze sproszkowaną siarką, a następnie obejrzyj otrzymaną mie-
szaninę przez lupę. Oddziel od siebie składniki otrzymanej miesza-
niny: ....
a) zbliżając do niej magnes sztabkowy lub namagnesowaną igłę,
b) wstrząsając niewielką jej ilość w probówce z wodą.
Za pomocą lupy można spostrzec, że otrzymana mieszanina składa
się z drobnych 'ziarenek żelaza i siarki, różniących się barwą i kształtem.
Jest ona niejednorodna, choć tego nie można zauważyć gołym okiem.
Składniki tej mieszaniny można oddzielić posługując się magnesem,
który przyciąga żelazo. Gdy mieszaninę siarki i żelaza wstrząśniemy
w probówce z wodą, żelazo, jako cięższe, szybko opada na dno; odlewając
wodę z siarką możemy rozdzielić oba składniki mieszaniny.
52
DOŚWIADCZENIE 35. Rozetrzyj w moździerzu porcelanowym pro-
dukt reakcji siarki z żelazem z doświadczenia 32 a i badaj go tak, jak
mieszaninę w doświadczeniu 34.

Posługując się lupą stwierdzamy, że sproszkowany siarczek żelaza
składa się z jednakowych cząstek — jest substancją jednorodną. Nie moż-
na już z niego oddzielić żelaza ani siarki sposobami podanymi w doświad-
czeniu 34 *. Siarczek żelaza jest związkiem chemicznym. Różni się on
od siarki i żelaza barwą, ciężarem właściwym — ma zupełnie inne właści-
wości niż jego składniki.
Podobnie woda ma inne właściwości niż tlen lub wrodór, a tlenek me-
talu inne niż tlen lub metal.
Składniki mieszaniny można dobierać w dowolnych stosunkach, lecz
gdy powstaje związek, pierwiastki łączą się w ściśle określonych stosun-
kach Wagowych, zgodnie z prawem stałości składu. Mała ilość wodoru
może być zmieszana z dowolnie dużą ilością tlenu i na odwrót; gdy
jednak pierwiastki te tworzą związek chemiczny, to z daną ilością wo-
doru łączy się ściśle określona ilość tlenu. Żelazo z siarką można mie-
szać w dowolnych stosunkach, ale podczas syntezy siarczku żelaza na
7 g żelaza musi przypaść 4 g siarki. Gdybyśmy spróbowali połączyć
żelazo i siarkę w innym stosunku wagowym, to okazałoby się, że nadmiar
jednego lub drugiego pierwiastka pozostanie nie związany. Porównajmy
właściwości mieszaniny i związku chemicznego:
Mieszanina
Związek chemiczny
Składniki można odróżnić gołym okiem
albo za pomocą lupy lub mikroskopu.
Składników nie można odróżnić.
Składniki zachowują swe właściwości,
dzięki czemu można je rozdzielić.
Ma inne właściwości niż jego skład-
niki.
Składniki można dobierać w dowolnym
stosunku wagowym.
Składniki połączone są w ściśle okre
ślonym stosunku wagowym.
• Badając właściwości siarczku żelaza nieraz możemy spostrzec, że magnes przy-
ciąga jednak niewielką ilość roztartego proszku. Zdarza się to wtedy, gdy podczas reakcji
część siarki ulotni się; w siarczku pozostanie wtedy trochę wolnego żelaza.
53
27.	Reakcja chemiczna a zjawisko fizyczne
Poznaliśmy szereg procesów chemicznych, w których biorą udział
metale: z tlenem tworzą one tlenki, z chlorem — chlorki, z siarką —
siarczki. Zwróćmy uwagę, że we wszystkich tych przypadkach powstają
nowe substancje mające zupełnie inne właściwości niż metale. Porów-
najmy na przykład właściwości miedzi i tlenku miedzi:
Właściwości
Miedź
Tlenek miedzi
Stan skupienia
Barwa
Połysk
Ciężar właściwy
Przewodnictwo
Inne właściwo-
ści
stały
czerwonawa
metaliczny
8,93 G/m3
bardzo dobry przewodnik
ciepła i elektryczności
kowalna, ciągliwa, daje się
walcować
stały
czarna
bez połysku
ok. 6,4 G/cm3
słaby przewodnik ciepła i elek-
tryczności
kruchy, odpada z powierzchni
metalu w postaci łuseczek,
tworzy czarny proszek
Powstanie tlenków, chlorków i siarczków metali, spalanie wodoru,
rozkład wody to przykłady reakcji chemicznych.
Poznaliśmy trzy typy reakcji chemicznych:
a)	reakcję łączenia, czyli syntezy, w której z dwu pierwiastków po-
wstaje związek chemiczny, np.:
wodór4-tlen—>woda (tlenek wodoru);
b)	reakcję rozkładu, czyli analizy, w której ze związku chemicznego
powstają dwa pierwiastki, np.:
tlenek rtęci->tlen+rtęć;
c)	reakcję wymiany, w której jeden pierwiastek wypiera ze związku
inny i sam zajmuje jego miejsce, np.:
woda (tlenek wodoru)+magnez->tlenek magnezu+wodór.
Takie przemiany, jak synteza, analiza i wymiana, nazywamy
reakcjami chemicznymi.
54
Zwróćmy uwagę na to, że reakcjom chemicznym towarzyszy wydzie-
lanie lub pochłanianie ciepła.
Na lekcjach fizyki omawialiście liczne zjawiska, podczas których nie
powstawały nowe substancje różniące się składem od substancji wyjścio-
wych — na przykład wydłużanie się sprężyny pod wpływem siły, zmiany
objętości ciała przy ogrzewaniu itp. Były to zjawiska fizyczne.
Badając jakąś substancję, opisujemy jej właściwości fizyczne, np. stan
skupienia, barwę, gęstość, temperaturę topnienia, wrzenia, rozpuszczal-
ność itp., oraz właściwości chemiczne, np. jak zachowuje się ona w zetknię-
ciu z tlenem, z wodą, czy jest aktywna chemicznie, to znaczy czy łatwo
wchodzi w reakcje chemicżne z innymi pierwiastkami i związkami.
PODSUMOWANIE TREŚCI ROZDZIAŁU
Chlor i siarka to pierwiastki niemetaliczne (podobnie jak tlen i wo-
dór). Metale w reakcji z chlorem tworzą chlorki, a z siarką—siarczki.
Chlorki i siarczki metali są to związki chemiczne; ich właściwości
są zupełnie inne niż właściwości pierwiastków, z których powstały.
Przemiana, w której z danych substancji powstają substancje nowe
o odmiennych właściwościach, nazywa się reakcją chemiczną. Syn-
teza chlorków i siarczków metali, spalanie wodoru, rozkład tlenku
rtęci, redukcja tlenku miedzi za pomocą wodoru to przykłady reakcji
chemicznych. Reakcjom chemicznym towarzyszą zjawiska cieplne.
Gdy z danej substancji nie powstaje inna, lecz zmienia się np. jej
kształt, objętość, stan skupienia, to zachodzi zjawisko fizyczne.
Praca domowa
Obmyśl sposoby rozdzielania następujących mieszanin: 1) piasku
z solą, 2) piasku z roztartym węglem drzewnym, 3) sproszkowanej kredy
z solą kuchenną.
Do doświadczenia będą ci potrzebne probówki, lejek, sączki z bibuły,
miseczka lub spodeczek emaliowany, parowniczka porcelanowa, palnik
spirytusowy, blaszka żelazna, trójnóg z drutu.
55

PYTANIA 1 ZADANIA
1.	Wymień właściwości fizyczne i chemiczne chloru — porównaj je
z właściwościami tlenu. Po czym możesz poznać, że w naczyniu
znajduje się chlor r
2.	Czym różni się mieszanina od związku chemicznego ?
3.	W lampce spirytusowej spirytus paruje, a jego pary spalają się.
Które z tych zjawisk zaliczysz do fizycznych, a które do chemicz-
nych ? Odpowiedź uzasadnij.
4.	Podaj przykłady zjawisk fizycznych i przemian chemicznych.
5.	Z jaką ilością tlenu połączy się 10 g wodoru, tworząc związek
chemiczny ?
6.	Zmieszano 8 g opiłków żelaza z 4 g pyłu siarki i mieszaninę
zapalono. Ile powstało siarczku żelaza? Który pierwiastek po-
został nie związany i w jakiej ilości ?
7.	Na przykładzie doświadczenia Lavoisiera (str. 19) wykaż, że
synteza jest reakcją odwrotną względem reakcji analizy.
8.	Do jakiego typu reakcji zaliczysz redukcję tlenku miedzi za
pomocą wodoru ?
9.	Zapisz, jak przebiega proces łączenia się a) chloru, b) tlenu
z następującymi metalami: miedzią, magnezem, cynkiem.
Przykład: miedź chlor -> chlorek miedzi.
10.	Woda w sieci wodociągowej i w basenach kąpielowych jest
chlorowana. Dlaczego ?
11.	Porównaj właściwości: a) chlorku miedzi z właściwościami
chloru i miedzi; b) siarczku żelaza z właściwościami siarki
i żelaza.
ATOM. CZĄSTECZKA
/<
28. Co to jest atom?
Poznaliśmy już wiele pierwiastków i wiemy, że nie można ich rozło-
żyć na substancje inne, prostsze. Daną ilość pierwiastka można jednak
rozdrabniać na coraz mniejsze cząstki. Możemy np. sztabę żelazną po-
ciąć na mniejsze części, potem zetrzeć te kawałki na drobne opiłki, a na-
stępnie otrzymać z nich pył żelazny. Pyłek żelaza można by podzielić
na cząstki jeszcze mniejsze, niedostrzegalne już okiem. Czy można bez
końca rozdrabniać żelazo na dowolnie małe cząstki ? Czy może wreszcie
uzyskałoby się cząstki, które nie dałyby się już podzielić? Jak jest zbudo-
wana materia, która tworzy pierwiastek ? Czy jest jednolita, czy składa się
może z oddzielnych cząstek/ma budowę ziarnistą?
Niektórzy filozofowie greccy wyrażali przypuszczenie, że rozdrabnia-
jąc pierwiastek można by uzyskać w rezultacie tak (niezmiernie) małe
cząsteczki, które już dalej nie dadzą się dzielić. Cząsteczki te nazwano
atomami. Obecnie wiadomo, że wszystkie pierwiastki składają się z atomów.
Każdy atom ma określoną objętość i masę. Wszystkie atomy jednego
pierwiastka są jednakowe *.
Atomy różnych pierwiastków różnią się natomiast masą, rozmiarami
i innymi właściwościami. Liczba różnych rodzajów atomów odpowiada
liczbie znanych chemii pierwiastków. Atomy mogą się wzajemnie łączyć
w cząsteczki, przy czym ich masa nie ulega zmianie.

• Ucząc się chemii w starszych klasach dowiecie się, żc są pewne odchylcma od
lej zasady, ale w naszych rozważaniach nie będziemy ich brać pod uwagę.
t
57
atom żelaza
atom siarki
Rvs. 31
Jeżeli wyobrazimy sobie atoiny
jako maleńkie kuleczki, to przedsta-
wiając graficznie np. atomy siarki
i żelaza, musimy zaznaczyć różnice
ich wielkości (rys. 31).
Wszystkie atomy siarki mają jed-
nakową objętość, masę i są do siebie
bliźniaczo podobne.
Każdy atom żelaza ma większą
objętość, a także większą masę niż atom siarki, natomiast wszystkie
atomy żelaza są jednakowe. Możemy zatem określić pierwiastek, jako
zbiór atomów jednego rodzaju.
W’ waszych doświadczeniach będziecie posługiwali się kulkowymi
modelami atomów. Należy dobrze sobie uświadomić, że zarówno model
kulkowy jak i rysunek atomu na płaszczyźnie mają znaczenie pomocni-
cze, przedstawiając nam obrazowo różne atomy, lecz stanowią tylko
bardzo uproszczone odwzorowanie ich rzeczywistego wyglądu (rys. 32).
otom wodoru
atom tlenu
atom miedzi
atom rtęci
Rvs. 32
9
atom chloru
atom węgla
A ĆWICZENIE 1. Ulepcie z plasteliny o różnych barwach modele
kulkowe atomów: a) wodoru, b) tlenu, c) siarki, d) żelaza, e) miedzi,
f) magnezu, dobierając średnice atomów zgodnie z rysunkiem.W ten
sposób stosunek wielkości (średnic) modeli będzie odpowiadał sto-
sunkowi wielkości atomów. Pozostawcie modele do następnego ćwi-
czenia.
58
Naukę o budowie atomów za-
początkował angielski uczony John
Dalton (1766—1844) rys. 33.
Opierając się na licznych obser-
wacjach i doświadczeniach sfor-
mułował on w 1808 r. założenia
teorii atomistycznej, była to pier-
wsza próba wyjaśnienia praw, rzą-
dzących reakcjami chemicznymi.
Poprzednicy Daltona swą wiedzę
o budowie materii opierali na roz-
ważaniach filozoficznych i wyo-
braźni. Dalton natomiast swą teo-
rię oparł na wynikach szeregu ba-
dań i doświadczeń.
Przyjęcie teorii atomistycznej
Daltona przyczyniło się do szyb-
kiego rozwoju chemii i fizyki, oraz
Rvs. 33. Jan Dalton
dalszego rozszerzenia i pogłębienia wiedzy o atomie. Obecnie wiadomo
już jak zbudowane są atomy i cząsteczki różnych substancji i jak się
zachowują np. w czasie przebiegu reakcji chemicznych. Stwierdzono
także, iż są one w ustawicznym ruchu.
29.	Objętość i masa atomów
Dzięki współpracy chemików i fizyków' udało się ustalić dokładne
masy atomów i ich wielkość. Atomy są tak małe, że trudno nawet sobie
wyobrazić ich rzeczywiste rozmiary. Średnica atomu wodoru wynosi
np. 0,000 000 0092 cm.
W 1 cm3 tego gazu jest tyle atomów, że gdyby liczyć po dwa
atomy na sekundę, to na policzenie wszystkich trzeba by było ok. 900
miliardów lat!
Średnica innego dobrze znanego Wam pierwiastka a mianowicie
atomu tlenu wynosi 0,000 000 012 cm.
Atomy są zbyt małe, by można uzyskać ich obraz w mikroskopie
optycznym. W ostatnich czasach, przy użyciu doskonałych przyrządów'
badawczych udało się fizykom stwierdzić obecność i układ atomów w róż-
59
Rys. 34. Obrazy atomów i cząsteczek przy wielkich powiększeniach (od 3 do 5 milio-
nów razy): a. Ostrze igły wykonanej z wolframu, b. Atomy żelaza i siarki w krysztale
pirytu, c. Atomy węgla, tlenu i azotu w cząsteczkach mocznika
nych substancjach. Zbadano np., że atomy w kryształach układają się
regularnymi warstwami, a w każdej warstwie też są rozmieszczone pra-
widłowo (rys. 34).
W jaki sposób wyrazić masę tak znikomo małej cząstki materii,
jaką jest atom ? XV gramach ? Ale przecież masa jednego grama jest zbyt
wielka, by ją porównać z masą atomu. Nikt nie próbuje wyrażać masy
60
ziarnka maku w tonach, choć w jednej tonie jest bez porównania mniej
ziarnek maku niż atomów w jednym gramie żelaza.
Uczeni współcześni znają sposoby — i to bardzo dokładne — wyzna-
czania mas atomów w gramach. Wiemy na przykład, że masa atomu
wodoru wyraża się następującym ułamkiem grama:
0,000 000 000 000 000 000 000 001 67 g.
W ułamku tym pierwsza cyfra znacząca znajduje się na 24 miejscu
po przecinku.
Masa atomu tlenu = 0,000 000 000 000 000 000 000 026 56 g.
Wartości tych mas atomów wyrażone w gramach stanowią tak małe
ułamki, że są trudne do odczytania i kłopotliwe przy obliczeniach.
Trzeba było do pomiaru mas atomów przyjąć jednostkę odpowiednio
dobraną do ich wielkości. Przyjęto w tym celu tzw. atomową jednostkę
masy *; jest ona tak maleńka, że masy atomów wyrażone za pomocą
tej jednostki są już liczbami większymi od jedności. I tak np. masa atomu
wodoru, najlżejszego z pierwiastków wynosi 1,008 (w zaokrągleniu 1)
atomowych jednostek masy. Mówimy krócej: masa atomowa wodoru = 1.
Masa atomu tlenu = 15,9994 (w zaokrągleniu 16) atomowych jed-
nostek masy, lub — masa atomowa tlenu = 16.
ĆWICZENIE 2. Ułóż modele kulkowe atomów z ćwiczenia 1
według wzrastających mas atomowych. Narysuj je na kartce, pod
rysunkiem każdego atomu napisz symbol pierwiastka i wartość
masy atomowej.
Porównaj masę i objętość atomów różnych pierwiastków.
Zwróćcie uwagę, jak wielkie są osiągnięcia nauki. Człowiek zdołał
obliczyć średnice, wyznaczyć masy i zdobyć wiele innych wiadomości
o atomach, choć nigdy nie mógł ich dostrzec zmysłami.
Fakty te budzą zaufanie do potęgi myśli ludzkiej i potwierdzają war-
tość systematycznej pracy i wysiłków, zdążających do zgłębienia tajemnic
przyrody.
Na s. 133 macie podaną tablicę, w której znajdziecie wartości mas
atomowych różnych pierwiastków. W klasie VII posługiwać się będziecie
wartościami mas atomowych zaokrąglonymi do całości.
Dokładniej poznacie tę jednostkę w klasie VIII.
61
30.	Symbole chemiczne
Uczony szwedzki J. Berzelius wprowadził w 1815 roku do nauki
metodę oznaczania pierwiastków symbolami literowymi. Atom pierwia-
stka oznacza się pierwszą (wielką) literą jego nazwy, najczęściej łacińskiej.
Na przykład symbolem atomu wodoru jest H od jego nazwy „Hydroge-
nium”, a symbolem atomu tlenu jest O — od „Oxygcnium”.
Jeżeli nazwy kilku pierwiastków zaczynają się od tej samej litery, to
dla ich odróżnienia umieszcza się w symbolu drugą literę, jedną z dal-
szych liter nazwy, np. H to symbol atomu wodoru, Hg zaś to symbol
atomu rtęci — od słowa Hydrargyrum.
A oto symbole chemiczne atomów kilku innych pierwiastków:
Cu oznacza 1 atom miedzi — od Cuprum (czytaj: kuprum),
Zn oznacza 1 atom cynku — od Zincum (czytaj: cinkum),
Pb oznacza 1 atom ołowiu — od Plumbum,
Fe oznacza 1 atom żelaza — od Ferrum,
S oznacza 1 atom siarki — od Sulphur (czytaj: sulfur),
Cl oznacza 1 atom chloru — od Chlorum.
Odczytując symbole należy wymienić każdą literę oddzielnie, np. Cu
jak ce-u, nie cu; Fe jak ef-e, nie fe.
Symbolu chemicznego używa się czasem jako skrótu nazwy danego
pierwiastka. Tak więc symbol H oznacza nie tylko jeden atom wodoru,
ale i pierwiastek wodór w ogóle. W tabeli zamieszczonej na str. 133
znajdziecie symbole niektórych pierwiastków i ich masy atomowe.
31.	Łączenie się atomów w reakcjach chemicznych. Cząsteczki
Atomy bardzo rzadko występują w przyrodzie pojedynczo, zwykle
łączą się ze sobą tworząc cząsteczki (molekuły).
Cząsteczki mogą się składać z jednakowych atomów, wtedy są cząs-
teczkami pierwiastka. I tak np. dwa atomy wodoru łącząc się ze sobą
tworzą cząsteczkę wodoru: dwa atomy tlenu — cząsteczkę tlenu.
A ĆWICZENIE 3. Zbuduj z modeli kulkowych:
a)	cząsteczkę wodoru,
b)	dwie cząsteczki wodoru.
62
Skład cząsteczki wodoru możemy wyrazić, pisząc przy symbolu
pierwiastka z prawej strony małą cyfrę 2, która oznacza z ilu atomów
składa się ta cząsteczka:
H2 — jedna cząsteczka wodoru, składająca się z 2 atomów.
Jest to tak zwany wzór cząsteczki.
Chcąc wyrazić liczbę takich cząsteczek piszemy przed wzorem cząsteczki
odpowiedni współczynnik.
2H2 — dwie cząsteczki wodoru.
ĆWICZENIE 4. Zbuduj modele i napisz wzory:
a) cząsteczki tlenu,
b) trzech cząsteczek tlenu.
Cząsteczki pierwiastków gazowych: wodoru, tlenu, chloru (i wielu
innych) są dwuatomowe.
Jeżeli łączą się ze sobą atomy różnych pierwiastków, powstają cząs-
teczki związku chemicznego.
Rozpatrzmy na przykład syntezę tlenku miedzi.
atom tlenu
atom miedzi
czqsteczka tlenku miedzi
Rys. 35
Zarówno miedź jak i tlen składają się z atomów. Gdy ogrzewamy miedź
przy dużym dostępie tlenu, powstaje czarny tlenek miedzi — atomy mie-
dzi łączą się z atomami tlenu, który jak wiemy występuje jako gaz w dwu-
atomowych cząsteczkach. Dwuatomowe cząsteczki gazu zanim połączą
się z atomem metalu same rozpadają się na pojedyncze atomy.
ĆWICZENIE 5. Zbuduj model cząsteczki tlenku miedziowego, za-
kładając, że jeden atom miedzi wiąże jeden atom tlenu. Korzystając
z tablicy (s. 133) oblicz, jaki jest stosunek wagowy miedzi do tlenu
63






w tej cząsteczce. Porównaj wyniki doświadczenia 26, w którym eks
perymentalnie wyznaczono stosunek wagowy miedzi do tlenu w do'
wolnej ilości tlenku.
Stosunek mas miedzi i tlenu zawartych w dowolnej porcji tlenku
miedzi jest taki sam, jak stosunek mas pojedynczych atomów tlenu
i miedzi w cząsteczce. Widzimy więc, że nasz model zbudowany jest
prawidłowo.
Cząsteczka tlenku miedzi składa się z 1 atomu miedzi i 1 atomu
tlenu. Nowo powstały związek jest zbiorem ogromnej liczby pojedynczych
jego cząsteczek. Cząsteczki są „cegiełkami”, z których zbudowany jest
związek chemiczny. Wszystkie cząsteczki tej samej substancji mają
jednakową wielkość i masę. Wynika z tego, że
stosunek wagowy
związku jest taki sam, jak w jednej cząsteczce tego związku.
iędzy pierwiastkami w dowolnej ilości
ĆWICZENIE 6. Oblicz, jaki byłby stosunek wagowy miedzi do
tlenu, gdyby w cząsteczce tlenku na jeden atom miedzi przypadały
dwa atomy tlenu. Dlaczego nie możemy przyjąć takiego składu
cząsteczki ?
32.	Równania chemiczne
ĆWICZENIE 7. Posługując się modelami kulkowymi atomów przed-
| staw przebieg reakcji żelaza z siarką (dośw. 32) zakładając, że jeden
B atom żelaza łączy się z jednym atomem siarki.
Oblicz, jaki jest stosunek wagowy żelaza do siarki w takiej cząsteczce;
przypomnij, jaki był ten stosunek w siarczku żelaza otrzymanym do-
świadczalnie. Czy skład cząsteczki zaproponowaliśmy prawidłowo '
Napisz wzór cząsteczki otrzymanego siarczku żelaza.
W reakcji syntezy siarczku żelaza, każdy atom żelaza łączy się z ato-
mem siarki i powstaje cząsteczka siarczku żelaza.



Cząsteczki danej substancji mają wszystkie właściwości chemiczne
tej substancji. Jedna cząsteczka tlenku miedziowego posiada takie właści-
wości chemiczne, jak każda ilość tego związku.
Skład cząsteczki związku chemicznego można krótko i dokładnie
podać za pomocą wzoru chemicznego, pisząc obok siebie symbole ato-
mów tworzących tę cząstkę.
Wzór CuO oznacza cząsteczkę tlenku miedzi, złożoną z 1 atomu mie-
dzi i 1 atomu tlenu.
Wzór MgO oznacza cząsteczkę tlenku magnezu, złożoną z 1 atomu
magnezu i 1 atomu tlenu.
Wzór FeS oznacza cząsteczkę siarczku żelaza, złożoną z 1 atomu że-
laza i 1 atomu siarki.
czqsteczka siarczku żelaza
atom siarki
nania r
Istnieją też cząsteczki złożone z trzech, czterech i większej liczby atomów.
Chemia VII — 5
64
atom żelaza
Rys. 36
FeS.
cząsteczka siarczku żelaza
Wyrażenie składu cząsteczki związku chemicznego za
pomocą symboli chemicznych nazywamy wzorem che-
micznym związku.

Zamiast rysować modele atomów, możemy przebieg reakcji przed-
stawić za pomocą równania chemicznego:
Fe + S
1 atom żelaza 1 atom siarki
Układając równanie reakcji piszemy po lewej jego stronie symbole
lub wzory substancji wyjściowych, tzw. substratów reakcji, po prawej
zaś otrzymanych produktów reakcji.
W rozpatrywanym przykładzie siarka i żelazo to substraty, zaś siar-
czek żelaza — produkt reakcji.
Przed napisaniem równania musieliśmy ustalić, ile atomów żelaza
a ile siarki tworzy cząsteczkę siarczku żelaza — nie można ułożyć rów-
eakcji nie znając składu chemicznego otrzymanego produktu.
65
Przypomnijmy sobie jak przebiega synteza wody w eudiometr?A
Ustaliliśmy doświadczalnie, że w tej reakcji łączą się ze sobą bez resz
dwie objętości wodoru z jedną objętością tlenu (dośw. 25). Obliczyliśrn
także, iż taki stosunek objętościowy odpowiada stosunkowi Wagowemu
wodoru do tlenu 1 : 8 inaczej 2 : 16. Wynika z tego, że na jeden atom
tlenu przypadają w cząsteczce wody dwa atomy wodoru (rys. 37)
Rys. 37
Cząsteczka wody H2O składa się z dwu atomów wodoru i jednego
atomu tlenu. Mała cyfra z prawej strony symbolu wskazuje ile atomów
danego pierwiastka wchodzi w skład cząsteczki.
ĆWICZENIE 8. Posługując się modelami cząsteczek wodoru (H2)
i tlenu (O2) przedstaw przebieg reakcji syntezy wody. Ile cząsteczek
wody powstanie w wyniku reakcji jednej cząsteczki tlenu a dwoma
cząsteczkami wodoru.
Przebieg tej reakcji ilustruje poniższy rysunek.
2 cząsteczki wodoru
1 cząsteczka tlenu
2 cząsteczki wody
Rys. 38
Możemy to krótko zapisać:
2H2 + O2->2H2O.
Zapamiętajcie, że liczbę oddzielnych cząsteczek substancji zazna-
czamy za pomocą dużej cyfry z lewej strony wzoru. Rysunek 39 przedsta-
wia modele cząsteczek tlenu i wodoru przed reakcją i cząsteczek wody po
reakcji syntezy.
66


Rys. 39
ĆWICZENIE 9. Posługując się modelami kulkowymi przedstaw
reakcję rozkładu tlenku rtęci HgO tak, aby powstający gazowy tlen
tworzył cząsteczkę dwuatomową.
Podczas rozkładu jednej cząsteczki HgO powstaje tylko jeden atom
tlenu, a więc by mogła się utworzyć dwuatomowa cząsteczka tlenu (O2),
muszą ulec rozkładowi dwie cząsteczki tlenku rtęci.
2 cząsteczki tlenku rtęci 1 cząsteczka tlenu 2 atomy rtęci
Rys. 40
co zapisujemy w postaci równania 2HgO —> O2 -r
67

Podczas reakcji wymiany, jaka zachodzi między magnezem i
wodną (dośw. 19), każde 12
Stosunek wagom magnezu do wypartego wodoru
= 24 : 2, a
atomów wodoru.
Parą
tu.
2 g magnezu wypiera z wody 1 g wodor
-	-	1 wynosi 12 ; 1
więc odpowiada stosunkowi mas 1 atomu magnezu idwL
ĆWICZENIE 10. Odtwórz przebieg tej reakcji posługując
modelami kulkowymi atomow.	5	S1£
Przebieg reakcji zapisujemy tak:
HtO
+ Mg
1 arom
magnezu
MgO 4-
1 cząsteczka
tlenku magnezu
H2.
1 cząsteczka
wodoru
Zapis przebiegu reakcji za pomocą wzorów związków che-
micznych i symboli pierwiastków nazywamy równaniem
" takim równaniu strzałki wskazują kierunek przebiegu reakcji,
auwazcie. ze w każdym równaniu po obu stronach strzałki znajduje się
sama liczba atomów każdego pierwiastka.
Prawidłowo napisane równanie musi być zgodne z prawem zachowa-
nia masy, ponieważ podczas przemian chemicznych atomy pierwiastków
łączą się lub rozdzielają, ale żaden z nich nie ginie.
ĆWICZENIE 11. Oblicz liczbę
obu stronach równania reakcji:
atomów każdego pierwiastka po
a) syntezy wody
hi	.< u 2H» +	2H‘°’
o; analizy tlenku rtęci
. A	2Hg° - 2Hg + o21
cj u ody z magnezem
HjO + Mg -> MgO + H2.
atomów każdego pierwiastka przed reakcją jest taka sama jak
i po reakcji.
68
33.	Wartościowość
Na podstawie przeprowadzonych doświadczeń i ćwiczeń przeko-
naliście się, że atomy łączą się w cząsteczki u sposób uporządkowany
w ściśle określonych stosunkach.
W reakcji syntezy wody np. atom tlenu wiążc dwa atomy wodoru
tworząc cząsteczkę wrody o składzie 1I2O (por. dośw. 24). Dlaczego
atomy łączą się ze sobą tworząc cząsteczki? Dlaczego cząsteczkę wody
tworzy zawsze taka sama liczba atomów tlenu i wodoru ?
Pomiędzy atomami tlenu i wodoru działają siły tworzące tzw. wią-
zania chemiczne, które utrzymują atomy w cząsteczkach •.
ĆWICZENIE 12. Zbudujcie model cząsteczki wody posługując się
dostępnymi Ci kulkowymi modelami atomów. Co przedstawiają
łączniki między atomami ?
Atom tlenu tworzy w cząsteczce wody dwa wiązania chemiczne —
mówimy, że tlen jest dwuwartościowy, zaś atom wodoru tworzy tylko
jedno wiązanie, a zatem wodór jest jednowartościowy. Dwuwartościowy
atom tlenu może związać dwa atomy wodoru lub innego jednowartościo-
wego pierwiastka.
Atom każdego pierw lastka wykazuje zdolność do łączenia się z okreś-
loną liczbą atomów' innego pierwiastka — czyli posiada określoną war-
tościowość.
Przedstawiając wiązania między atomami za pomocą kresek, rysu-
jemy tzw. wzór strukturalny cząsteczki, który obrazuje jej budowę
(strukturę). Wzór sumaryczny w odróżnieniu od strukturalnego wskazuje
tylko rodzaj i liczbę atomów' w cząsteczce:
wzór strukturalm
H,0
wzór sumaryczny
cząsteczki wody.
• O rym w jaki sposób powstają wiązania chemiczne dowiecie się w czasie dalszej
nauki chemn.
69
Wiązania między atomami w cząsteczce są wzajemne-
wiąże dwa atomy wodoru, a jednocześnie atomy wodoru
tlenu.
at,"» tlcnil
UliR atom
(2x 23) : 16, z czego wynika,
Znając wartościowość j
wartościowość innego pierwiastka, który z nim tw
Zbadano np. dosw ladczalnie, że sód z tlenem h
wagowym 46 : 16
wiązc dwa atomy sodu (masa atomowa sodu =
test dwuwartościowy, sód musi być jednowartościowy, a wi "
strukturalny cząsteczki sodu ma postać	ZOr
jednego pierwiastka można ustalić ;ai. .
__.l-	_	•	JdKa jest
orzy związek.
y 3 * s'ę W stosunku
ze 1 at°m tlenu
Rozpatrzmy przykład reakcji chloru z metalami (str 41)
1. Ustalono doświadczalnie, że w chlorku sodowym 1 atom sodu
wiąże 1 atom chloru.
Atom chloru tak jak i atom sodu tworzą tu jedno wiązanie, a więc
chlor w związku z sodem jest jednowartościowy:
Na — Cl.
2. Gdy miedź spala się w chlorze, atom miedzi wiąże dwa atomy
chloru. Pow staje chlorek miedziowy, w którym miedź jest dwuwartoś-
cioua, gdyż atom miedzi tworzy dwa wiązania z dwoma jedno wartościo-
wymi atomami ch loru:
Cl
Cu\
XC1.
3. Żelazo spalane w chlorze tworzy związek o składzie FcCI3. Wynika
z tego, ze atom żelaza jest w tym zw-iązku trójwartościowy:
ZC1
Fe^CI
XCL
Atomy sodu, miedzi, żelaza mogą przyłączać różne liczby- atomów
chloru, mówimy, że mają różną wartościowość.
Miarą wartościowości pierwiastka jest liczba wiązań, jaką atom tego
w cząsteczce zw-iązku.
70
ĆWICZENIE 13. a) Obejrzyj modele kulkowe atomów z przygo-
(uwanego zestawu Zauważ, że kulki, reprezentujące różne atomy
posiadają określoną liczbę otworków do umieszczania plastykowych
łączników. Ile otworków ma model atomu: wodoru, tlenu, glinu,
węgla ?
b) Zbuduj modele cząsteczek:
tlenku magnezu i siarczku żelaza — w których oba pierwiastki są
dwuwartościowe; narysuj wzory strukturalne tych cząsteczek, obok
nich napisz wzory1 sumaryczne.
Wartościowość pierwiastka oznaczamy z prawej strony w górnej
części symbolu.
W tablicy na str. 116 podane są wartościowości różnych pierwiastków .
ĆWICZENIE 14. Zbuduj modele dwu różnych tlenków miedzi
opierając się na danych z tablicy (s. 133). Napisz wzory struktu-
ralne i sumaryczne tych tlenków.
Zależnie od warunków’, w jakich przebiega reakcja, mogą powstać
dwa różne związki miedzi z tlenem.
W czarnym tlenku miedzi (poznaliście go podczas doświadczeń
miedź jest dwuwartościowe, w czerwonym — jednowartościowa.
Każdy z tych tlenków ma inną nazwę:
CuO — w którym miedź jest dwuwartościowa — to tlenek
miedziowy;
Cu/) — w którym każdy atom miedzi tworzy tylko jedno
wiązanie — tlenek miedziawy.
Drugi wyraz nazwy związku jest przymiotnikiem i posiada końcówkę
mi przy wyższej, zaś -awyj przy niższej wartościowości tworzą-
cego związek metalu. W podobny sposób tworzy się nazwy siarczków
i chlorków' metali. Jeśli metal ma tylko jedną wartościowość np. Mg11,
to drugi wyraz nazwy jest albo przymiotnikiem z końcówką—owy, albo
(rzadziej) rzeczownikiem w II przypadku, np.
MgO— tlenek magnezowy (tlenek magnezu);
MgS — siarczek magnezowy (siarczek magnezu).
ĆWICZENIE 15. Zbuduj modele cząsteczek, napisz wzory struk-
turalne, sumaryczne i nazwy powstałych związków:
a) siarczków miedzi jedno- i dw*u wartościowej;
b) chlorków żelaza dwru- i trójwartościowego.
71
34. Określanie wzorów cząsteczek związku
podstawie wartościowości pierwiastków
chemicznego na
Znając wartościowości pierwiastków, możemy ]_
będzie skład cząsteczek związków, które z nich powstaną.
przewidzieć,
ĆWICZENIE 16. Posługując się danymi z tabeli (s. 133) 2k
modele i napisz wzory strukturalne i sumaryczne cząsteczek-
a) siarczku sodowego, b) chlorku magnezowego.
wtedy napisany
atomy jednego
Wzór cząsteczki złożonej z dwu pierwiastków jest
prawidłowo, gdy liczby wiązań utworzonych przez
i drugiego pierwiastka są jednakowe.
Jeżeli cząsteczka składa się tylko z dwu atomów, to muszą one mieć
jednakową wartościowość: np. Mg = O.
Jeżeli związek składa się z dwu pierwiastków o różnej wartościowości
to w cząsteczce tego związku jest więcej atomów pierwiastka o wartościo-
C1
wości mniejszej, np. Fe^-Cl.
^C1
Jak napisać wzór cząsteczki związku, w którym atomy jednego
pierwiastka są np. dwuwartościowe, a drugiego trójwartościowe ?
Musimy wledy znaleźć takie liczby atomów' obu pierwiastków,
aby liczby wiązań jednego i drugiego pierwiastka w cząsteczce były sobie
rówme. Tlenek glinu ma wzór A12O3, gdyż iloczyn liczby atomów glinu
i jego wartościowości (2 • 3 = 6), jest rówmy iloczynowi liczby atomów
tlenu razy wartościowość tego pierwiastka (3-2 = 6).
Liczbę atomów’ glinu i tlenu w cząsteczce tlenku można ustalić,
posługując się proporcjami.
Zakładamy, że wzór cząsteczki jest AlxOy. Musimy ustalić
Liczba wiązań atomów glinu w cząsteczce = x • 3
Liczba wiązań atomów' tlenu w’ cząsteczce = y • 2
Suma wartościowości atomów' glinu = łącznej wartościowości atomów
tlenu w- cząsteczce.
stąd y ~ J wzór cząsteczki jest więc A12O3.
ĆWICZENI!: 17. Zbuduj model cząsteczki: a) tlenku potasowego,
b) siarczku magnezowego, c) chlorku wapniowego i napisz ich
wzory strukturalne i sumaryczne.
Znajomość wartościowości pierwiastków okazała się dla nas bardzo
przydatna, bo możemy pisać wzory cząsteczek bez uprzedniego wyzna-
czania składu wagowego związku. Nie musimy także uczyć się na pamięć
wzorów cząsteczek różnych związków chemicznych, gdyż możemy je
łatwo odtworzyć.
35. Określenie wartościowości pierwiastków na podstawie
wzoru związku chemicznego
ĆWICZENIE 18. Ilu wartościowa jest rtęć w związku — HgO,
cynk w ZnCl2, siarka w Na2S ?
Odczytaj wzory cząsteczek tych związków i narysuj ich wzór)- struk-
turalne. Na jakiej wiadomości opierasz się, podając wartościowość:
a) rtęci, b) cynku, c) siarki ?
Aby określić nieznaną wartościowość pierwiastka w cząsteczce związ-
ku, musimy znać wartościowość drugiego pierwiastka, który z nim ten
związek tworzy.
Na przykład w związku CaCl2 wapń jest dwuwartościowy, bo jeden
atom wapnia wiąże dwa atomy jednowartościowego chloru:
zC1
Ca<
XC1.
W związku FeO żelazo jest dwuwartościowe, bo 1 atom żelaza musi
wytworzyć dwa wiązania z dwuwartościowym atomem tlenu.
Obliczmy, jaka jest wartościowość glinu w siarczku glinu, A12S3:
wartościowość glinu = Wx;
wartościowość siarki = 2;
liczba wiązań utworzonych przez atomy Al = 2\\x;
liczba wiązań utworzonych przez atomy S = 3 • 2
2 • W = 3 • 2
Wx = 6.
Glin w siarczku A12S3 jest trójwartościowy.
73
ĆWICZENIE 19. Oblicz, jaka jest wartościowość ołowiu w tlenia i
PbO, PbO,, cynku w ZnS.	e"kach
Napisz wzory strukturalne tlenków ołowiu i siarczku cynku.

do masy siarki jest w tym związku wielkością stałą i równą 56 : 32 =
36. Obliczenia chemiczne
Przypomnijcie sobie, że znając masy atomowe i stosunek wagowy
pierwiastków, które tworzą związek chemiczny, możemy wywnioskować
jaki jest skład cząsteczki związku. Na przykład: 3 g magnezu łączą się
z 2 g tlenu, tworząc tlenek magnezowy. Masa atomowa magnezu jest
24	7
równa 24, a masa atomowa tlenu 16. Stosunek tych liczb wynosi — = £
16	2’
tj. tyle, co stosunek wagowy magnezu do tlenu w tlenku magnezowym
Wynika stąd, że w cząsteczce tlenku magnezowego jeden atom magnezu
połączył się z jednymi atomem tlenu, a więc cząsteczka tlenku magnezo-
wego ma wzór MgO.
Aby obliczyć, ile g żelaza połączyło się z 2 g siarki, wpisujemy dane do
tabelki funkcyjnej:
masa żelaza 56 g 7 g x g
masa siarki	32 g 4 g 2 g
i rozwiązujemy rówmanie:
— = —, stąd x = 3,5 g Fe.
Zatem z 2 gramami siarki połączy się 3,5 grama żelaza.
2. Obliczmy teraz, ile miedzi połączyło się z 2 gramami siarki i ile
powstało przy tym siarczku, jeżeli wiadomo, że w powstałym związku
siarka jest dwuwartościowa, miedź zaś jednowartościowa.
Obliczenie
I na odwTÓt, mając wrzór cząsteczki, możemy obliczyć, jaki jest sto-
sunek wagowy tworzących ją pierwiastków. W cząsteczce tlenku magne-
zowego MgO na 1 atom magnezu przypada 1 atom tlenu. Uwzględniając
Wzór cząsteczki otrzymanego siarczku jest Cu2S, gdyż — zgodnie z wa-
runkami zadania — na każdy atom siarki przypadają 2 atomy miedzi.
Wynika z tego, że stosunek wagowy miedzi do siarki wynosi:
masy atomowa magnezu i tlenu, łatwo wywnioskujemy, że stosunek
wagowy’ tych pierwiastków w. związku (tak, jak w jednej cząsteczce) wy-
nosi 24 : 16 = 3 : 2.
Znając wrartościowrości pierwiastków oraz ich masy atomowe, mo-
żemy przeprowadzać w praktyce wiele pożytecznych obliczeń, na przy-
kład: dobierać odpowiednie ilości pierwiastków do reakcji, przewidywać
ilość produktu reakcji, ustalać skład procentowy związku oraz zawar-
tość poszczególnych pierwiastków7 w danej jego ilości itp.
1. Obliczmy na przykład, ile żelaza połączyło się z 2 g siarki, jeżeli
w otrzymanym związku żelazo i siarka są dwuwartościowe.
Obliczenie
Skoro siarka i żelazo mają jednakową wartościowość, to 1 atom że-
laza łączy się z 1 atomem siarki; cząsteczka powstałego związku ma wzór
FeS.
Masa atomowa żelaza wynosi w przybliżeniu 56, siarki zaś 32.
Z ustalonego wzoru siarczku żelaza wynika, że stosunek masy żelaza
(2 • 64) : 32 = 128 : 32 = 4 : 1;
Na podstawie danych układamy tabelkę funkcyjną:
masa miedzi (2 • 64) g 4 g x
masa siarki 32 g 1 g 2 g
i rozwiązujemy równanie:
- = —, stąd x = 8 g Cu.
Odpowiedź. Z 2 gramami siarki wiąże się 8 gramów miedzi.
Ile waży otrzymany siarczek ? Zgodnie z prawem zachowania masy
musimy otrzymać 2 g —1— 8 g = 10 g siarczku miedziawego, gdyż do re-
akcji użyto 2 g siarki i 8 g miedzi.
Obliczenia takie mają duże znaczenie praktyczne. Gdy chcemy otrzy-
mać syntetycznie określoną ilość substancji złożonej, musimy do reakcji
dobrać odpowiednie ilości wagowe
w reakcji bez reszty.
Szczególnie duże znaczenie mają
śle; stosując je można na przykład
pierwiastków, aby wzięły udział
obliczenia chemiczne w przemy-
przewidzieć, ile metalu otrzyma
się z danej ilości rudy lub ile wodoru i tlenu powstanie podczas
lizy określonej masy wody; można porównać zawartość procentom tr°'
talu w różnych jego kruszcach lub obliczyć, ile produktu reak "
mamy podczas dowolnej syntezy, analizy czy wymiany	otrzy-
PODSUMOWANIE TREŚCI ROZDZIAŁU
Atom to najmniejsza część pierwiastka zachowująca jego właści-
wości. Atomy jednego pieiwiastka są jednakowe: mają jednakową
masę, objętość i inne właściwości odróżniające je od właściwości
atomów innego pierwiastka.
Atomy pierwiastków oznaczamy za pomocą symboli chemicznych
Cząsteczka jest najmniejszą porcją danej substancji, posiadającą
jej właściwości chemiczne. Cząsteczka składa się z atomów. Czą-
steczki związków chemicznych składają się z różnych atomów,
cząsteczki pierwiastków — z jednakowych. Masy różnych atomów
wyrażamy w atomowych jednostkach masy.
Wartościowość pierwiastka wyraża się liczbą wskazującą, ile wią-
zań chemicznych tworzy w cząsteczce atom danego pierwiastka.
Praca domowa
1. Kryształek nadmanganianu potasowego wrzuć do 1 litra wody
i zamieszaj. Oblicz w gramach, ile tej substancji znajduje się w 1 cm3
wody, jeżeli rozpuścisz w 1 litrze kryształki o masie 1 mg. Jak wy-
tłumaczysz zabarwienie wody przez tak małą ilość substancji ?
2. Przygotuj różnobarwne kulki z plasteliny jako modele różnych ato-
mów. Łącząc kulki za pomocą małych patyczków zbuduj z nich modele
cząsteczek: a) wody, b) tlenku magnezowego, c) siarczku żelazawego,
d) siarczku miedziawego, e) tlenku glinowego.
76
PYTANIA I ZADANIA
1.	Jak wytłumaczysz za pomocą teorii atomistycznej: 1) rozchodze-
nie się zapachu perfum, 2) parowanie wody, 3) słony smak wody,
w której rozpuszczono nieco soli kuchennej ?
Czy wymienione zjawiska zaliczysz do zjawisk fizycznych czy
chemicznych ?
2.	Wiadomo, że przy powstawaniu tlenku wapniowego jeden atom
wapnia łączy się z jednym atomem tlenu. Dlaczego stosunek wa-
gowy wapnia i tlenu nie wynosi 1:1, choć w reakcji biorą udział
jednakowe liczby atomów obydwu pierwiastków ? Oblicz, jaki
jest stosunek wagowy wapnia do tlenu w tlenku wapniowym.
3.	Co oznaczają symbole: Hg, Na, Cl, S?
4.	Napisz i odczytaj wzory cząsteczek: tlenku wapniowego, chlorku
magnezowego, siarczku cynkowego.
5.	Napisz równanie reakcji syntezy chlorku sodowego.
6.	Napisz wzory strukturalne cząsteczek związków wymienionych
w § 36
7.	Napisz wzory strukturalne chlorku magnezowego, siarczku cyn-
kowego i siarczku sodowego, wiedząc, że cynk i magnez są dwu-
wartościowre, sód zaś jest jednowartościowy,
8.	Objaśnij znaczenie następujących wzorów: H2, O2, H2O, CuO,
Cu2O, 2CuO, 2Fe, 5FeS.
J	z	Z
9.	Jakie atomy i w jakiej liczbie wchodzą w skład cząsteczek na-
stępujących związków chemicznych: CuS, Cu2S, PbO, PbO2,
MgCl2 ?
Odczytaj nazwy tych związków.
10.	Napisz wzory strukturalne tlenku magnezowego, chlorku cyn-
kowego i tlenku sodowrego, wdedząc, że cynk i magnez są dwru-
wartościowe, sód zaś jednowartościowy.
11.	Jak obliczasz wartościowość pierwiastka w jego połączeniu:
a) z wodorem, b) z tlenem ? Podaj przykłady.
12.	Na podstawie wzorów cząsteczek tlenku rtęciowego i tlenku ma-
gnezowego oblicz, ile części w^agowych rtęci i magnezu przypa-
da w tych związkach na jedną część wagową tlenu.
13.	Znając stosunek wagowy magnezu do tlenu w cząsteczce MgO,
oblicz, ile procent magnezu zawiera ten tlenek.
W poprzednich rozdziałach poznaliśmy wiele pospolitych metali
badaliśmy ich cechy fizyczne oraz niektóre właściwości chemiczne*
Sprawdziliśmy mianowicie, że reagują one z tlenem, chlorem, siarką
Pierwiastki: tlen, chlor, siarka nie mają właściwości metalicznych, zali-
czamy je do niemetali. Zapoznajmy się bliżej z niektórymi pierwiast-
kami niemetalicznymi i ich związkami z tlenem.
37. Siarka. Dwutlenek siarki
Z siarką zetknęliście się już w poprzednich rozdzia-
łach. Obecnie poznamy ją lepiej. Zbadamy, jak przebiega
jej spalanie i jaki jest produkt tej reakcji.
DOŚWIADCZENIE 36. Umieść na łyżeczce do spa-
lań trochę siarki, zapal ją i wprowadź łyżeczkę do cylin-
dra z tlenem (rys. 41). Podczas spalania siarki w po-
wietrzu jej płomień jest nikły, bladoniebieski; po zanu-
rzeniu łyżeczki w tlenie siarka pali się gwałtowniej, pło-
mieniem większym i jaśniejszym. Reakcja spalania siarki
zachodzi w myśl zapisu S + 02->S02; jej produktem
jest dwutlenek siarki SO2, gaz bezbarwny o ostrym,
niemiłym zapachu, pobudzającym do kaszlu *.
Rys. 41.
Spalanie
siarki w
tlenie
• Dwutlenek siarki jest gazem .przezroczystym. Zawartość cylindra jest zwykle
mętna, gdyż podczas spalania siarki niewielka jej ilość nie spala się, lecz paruje, a po
oziębieniu zestala się w postaci drobnego pyłu.
78
ĆWICZENIE 20. Zbuduj model
cząsteczki dwutlenku siarki i napisz
jej wzór strukturalny.
DOŚWIADCZENIE 37.	1) Do
cylindra napełnionego dwutlenkiem
siarki wprowadź płonące drewienko.
2) Wlej trochę wody do probówki na-
pełnionej dwutlenkiem siarki i za-
mknij jej wylot zwilżoną dłonią. Przy-
trzymaj probówkę drugą dłonią,
wstrząśnij w niej wodę, a następnie
pozostaw tak, jak wskazuje rys. 42.
Dlaczego probówka przylega do
dłoni ?
Płonące drewienko gaśnie w cylindrze z dwutlenkiem siarki. Dwu-
tlenek siarki jest gazem duszącym, szkodliwym dla zdrowia; działa on
także zabójczo na owady, bakterie i pleśnie, dlatego jest używany do
tępienia owadów-szkodników, do dezynfekcji mieszkań po chorobach
zakaźnych, do odkażania piwnic itp. W wodzie rozpuszcza się dobrze.
Dwutlenek siarki jest jednym z gazów zatruwających powietrze w du-
żych miastach, zwłaszcza w miastach przemysłowych.
Powstaje on podczas spalania węgla kamiennego i innych paliw, które
mają w swym składzie niewielki nawet procent siarki. Olbrzymie zużycie
paliw w ośrodkach przemysłowych decyduje o zawartości w atmosferze
tego szkodliwego gazu. Jest szczególnie szkodliwy dla roślin. Jego obec-
ność w powietrzu powoduje stopniowe wyniszczenie drzew’ iglastych
w pobliżu okręgów przemysłowych. Wpływa on też ujemnie na plony
zbóż i innych roślin uprawnych.
Oczyszczenie spalin z dwutlenku siarki jest przedsięwzięciem dość
trudnym i kosztownym. Zadaniem nauki, a w tym przede wszystkim
chemii, jest opracowanie skutecznych i łatwych metod usuw7ania szkod-
liwych zanieczyszczeń gazowych ze spalin.
79
38. Dwutlenek węgla

Zapoznajmy się z produktem utlenienia węgla. W tym ceiu
będziemy węgiel drzewny, który otrzymuje się z drewna. Węgiel drz^^
zawiera około 92% czystego węgla. Jest lekki, porowaty i kruchy, 0 bar'^
czarnej i lekkim połysku.	’ Wle
DOŚWIADCZENIE 38. Do probówki zawierającej kilka kaw
Ł. węgla drzewnego i zatkanej korkiem z dwiema rurkami, jak to w k
~L zuje rys. 43, doprowadź tlen rurką sięgającą dna. Probówkę ogJew^
do chwili rozżarzenia się węgla. Uchodzący drugą rurką gaz od
wadź do cylindra. Możesz jeden cylinder napełnić gazein w sposób
wskazany na rysunku, do drugiego zaś zbierać gaz pod wod/ fini
tlen i wodór).	ą Uak
ĆWICZENIE 21. Posługując się modelami
reakcję spalania węgla.
Rys. 43. Spalanie węgla
w tlenie
kulkowymi przedstaw
Produktem spalania węgla jest dwutlenek węgla o wzorze cząs-
teczki C09.
c + O2 -> co2.
Poznajmy właściwości tego gazu. Można go otrzymać bez trudu, gdyż
znajduje się w wodzie sodowej. Wystarczy nałożyć gumową rurkę na
rurkę syfonu z wodą sodową, syfon odwrócić dnem do góry (rys. 36)>
nacisnąć rączkę i wprowadzić gaz do probówki lub cylindra.
80
•*
powietrze
Rys. 45. Przelewanie dwutlenku węgla
Rys. 44. Uzyskiwanie dwutlenku węgla
z wody sodowej
DOŚWIADCZENIE 39. 1. Do cylindra z dwutlenkiem węgla włóż
3ŁL zapaloną świecę osadzoną na zgiętym drucie.
2. ,,Przelej” dwutlenek węgla z jednego naczynia do drugiego, tak
jakby to była woda. Sprawdź za pomocą płonącej świecy, czy Ci się
to udało.
3. ,,Przelej” dwutlenek węgla z jednej zlewki do drugiej, zrównowa-
żonej na wadze (rys. 45). Jakie wnioski możesz wysnuć na podstawie
wyników doświadczeń 1, 2 i 3?
4. Sprawdź, czy dwutlenek węgla rozpuszcza się w wodzie — po-
stępuj tak jak z dwutlenkiem siarki w doświadczeniu 37.

Dwutlenek węgla jest gazem bezbarwnym, bez zapachu. W wodzie
rozpuszcza się dość dobrze. Nie pali się i nie podtrzymuje palenia.
Jest P/2 raza cięższy od powietrza. Jeden litr dwutlenku węgla waży
1,96 g w temp. 0°C i pod ciśnieniem 1 atmosfery.
DOŚWIADCZENIE 40. Do cylindra lub probówki z dwutlenkiem
węgla wlej trochę wody wapiennej.
Zmętnienie wody wapiennej wskazuje na obecność dwutlenku węgla
w naczyniu. Dwutlenek węgla powstaje podczas spalania węgla i w wielu
procesach utleniania substancji złożonych, zawierających w swym składzie
węgiel.

| DOŚWIADCZENIE 41. a) Posługując się rurką szklaną, wprowadź
1 powietrze z płuc do wody wapiennej w probówce.
b) Jeden z dwu szklanych cylindrów umieść na wolnym powietrzu
drugi — w me wietrzonej klasie szkolnej; po godzinie nalej do nich
po kilkanaście ml wody wapiennej, przykryj je płytkami i wstrząśnij.
Dwutlenek węgla znajduje się w powietrzu: w stosunku do innych
składników jest go tu niewiele, bo zaledwie 0,03%, co znaczy, że 10 000
litrów czystego powietrza zawiera tylko 3 litry dwutlenku węgla. Podczas
oddychania zużywa się tlen, a wydziela się dwutlenek węgla — oddychanie
jest więc szczególnym przypadkiem powolnego utleniania. Zawartość dwu-
tlenku węgla w powietrzu wydychanym jest około 100 razy większa niż
w powietrzu czystym. Gdy w powietrzu znajduje się 0,4% dwutlenku
węgla, jest ono już dla organizmu bardzo szkodliwe. Dlatego tak duże
znaczenie dla zdrowia ma staranne wietrzenie mieszkań przed ułożeniem
się do snu oraz klas szkolnych w przerwach międzylekcyjnych.
Dwutlenek węgla jest sprzedawany w butlach stalowych pod zwiększo-
nym ciśnieniem Służy m in. do produkcji napojów musujących, np.
wody sodowej. Wytwarzanie wody sodowej w saturatorach polega na
rozpuszczaniu pod ciśnieniem dwutlenku wTęgla w wodzie.
39. Tlenek węgla
Tlenek węgla, o wzorze cząsteczki CO, powitaj e, gdy spalanie węgla
zachodzi przy słabym dopływie powietrza.
ĆWICZENIE 22. Zbuduj model cząsteczki tlenku węgla. Porównaj
wartościowości obu pierwiastków'.
Tlenek węgla jest gazem bezbarwmym, bez zapachu, trochę lżejszym
od powietrza, bardzo słabo rozpuszczalnym w wodzie. Jest to gaz silnie
trujący. Oddychanie powietrzem zawierającym nawet minimalną do-
mieszkę tlenku wręgla może spowodować śmiertelne zatrucie, zwane
,,zaczadzeniem”. Wypadki zaczadzenia zdarzają się najczęściej prz)
nieumiejętnym obchodzeniu się z piecami. Gdy za wrcześnie zakręcimy
drzwiczki od pieca, odcinając przez to dopływ' tlenu do paleniska, przez
szczeliny wydostaje się tak zwany „czad”, którego głównym składnikiem
jest tlenek węgla. Niebieskie płomyki, pełgające po rozżarzonym węglm
82
które widzimy przez otwarte drzwiczki pieca, to płonący tlenek wę-
gla. Spala się on przy dostępie powietrza, a produktem reakcji jest dwu-
tlenek węgla:
2CO 4 O2 2CO,.
1 lenek węgla znajduje się też w gazie świetlnym, dlatego tak groźne
w skutkach jest niedokładne zamykanie kurków' od przewodów z gazem.
Znajduje się on również w gazach uchodzących z silników spalinowych,
me należy w ięc zapuszczać motorów samochodowych ani motocyklowych
w' zamkniętych pomieszczeniach, np. garażach.
40. Redukcja tlenków metali za pomocą węgla
Wiemy, że węgiel w wysokiej temperaturze łatwo łączy się z tlenem
wolnym. Zbadajmy, czy może on także odbierać tlen od tlenków metali.
I DOŚWIADCZENIE 42. Do probówki z trudno topliwrego szkła
wsyp mieszaninę tlenku miedziowego ze sproszkowanym węglem
drzewnym w stosunku: 0,6 g węgla na 4 g CuO. Zamknij probówkę
korkiem z rurką odprowadzającą i silnie ją ogrzewaj, wprowadziwszy
rurkę do wody wapiennej (rys. 46). Po wypaleniu się węgla sprawdź,
co zostało w probówce.
Rys. 46. Redukcja tlenku
miedziowego węglem
Węgiel nie tylko łączy się z tlenem wolnym, lecz może go odbierać
od tlenków metali.
Można by to zapisać tak: CuO + C CO2 -j- Cu
83

Jeżeli jednak po obu stronach równania zaznaczymy po jednej cząs-
teczce i jednym atomie reagujących substancji, to zapis nasz będzie
niepełny.
Do utworzenia cząsteczki dwutlenku węgla potrzebne są dwa atomy
tlenu, a więc z jednym atomem węgla musiały przereagować dwie czą-
steczki CuO, zgodnie z równaniem
2CuO + C -> CO2 + 2Cu.
Rozpatrując istotę procesu chemicznego, jaki tu nastąpił, spostrzega-
my, że węgiel odebrał tlen od tlenku miedziowego, a więc tlenek miedzio-
wy uległ redukcji (por. s. 38).
Przeprowadzimy teraz redukcję
tlenku ołowiawego PbO.
DOŚWIADCZENIE 43. Do
małego wgłębienia w węglu
drzewnym nasyp trochę tlenku
ołowiawego PbO, zwanego glej-
tą. Za pomocą dmuchawki
ustnej skieruj ostrożnie płomień
na glejtę i węgiel w jej otocze-
niu (rys. 47). Po paru minutach
usuń węgiel z płomienia, zbadaj
właściwości Otrzymanego meta- Rys. 47. Redukcja tlenku ołowiawego
lu i sprawdź, czy jest kowalny. węglem
Tlenek ołowiawy uległ redukcji za pomocą węgla zgodnie z równaniem

84
i otrzymaliśmy ołów metaliczny.
Węgiel jest bardzo dobrym środkiem redukcyjnym: łatwo odbiera
tlen od wielu tlenków metali. Podobne właściwości ma tlenek węg a.
Wykorzystano to w hutnictwie przy redukcji wielu metali z rud.


41.	Dwutlenek krzemu
Bardzo rozpowszechnionym pierwiastkiem jest krzem, oznaczany
symbolem Si. Jest on niemetalem. Nie spotykamy go w przyrodzie
w stanie wolnym, występuje tylko w postaci związków, tworzących więk-
szość skał i minerałów. Najpospolitszym związkiem krzemu jest dwutle-
nek krzemu SiO2, zwany krzemionką. Znamy wiele różnych postaci
krzemionki; jedną z nich jest kwarc.
DOŚWIADCZENIE 44. Obejrzyj okazy kwarcu, kryształu górskiego,
ametystu, granitu. Zbadaj, jaka jest ich twardość, połysk, barwa.
Wskaż, który składnik granitu jest kwarcem.
Kwarc jest minerałem krystalicznym, twardym, trudno topliwym.
Jest odporny na działania chemiczne i trudno się ściera. Piasek, który
powstaje w procesie wietrzenia granitów, składa się głównie z ziarenek
kwarcu, gdyż kwarc jest odporniejszy i twardszy od innych składników
wietrzejących skał. Pięknie ukształtowane bezbarwne kryształy kwarcu
znane są pod nazwą kryształu górskiego (rys. 48); zabarwione fioletowo
noszą nazwę ametystu.
Rys. 48. Kryształy kwarcu
Rys. 49. Narzędzia z krzemienia
85
Znane są odmiany dwutlenku krzemu nie mające wyraźnej budowy
krystalicznej. Jedną z nich jest krzemień. Jest on twardy, a jednocześnie
na tyle kruchy, że — uderzając umiejętnie drugim kawałkiem krzemienia
— można mu przez odłupywanie nadawać rozmaite kształty. Korzystał
z tego człowiek pierwotny, który z krzemienia wyrabiał noże, topory
ostrza dzid i strzał (rys. 49).
42.	Fosfor
Fosfor to pierwiastek niemetaliczny oznaczany symbolem P. W przy-
rodzie fosfor nie występuje w stanie wolnym; otrzymuje się go ze związ-
ków.
DOŚWIADCZENIE 45N. Zapalmy trochę fosforu na łyżeczce do
spalań, a następnie przenieśmy łyżeczkę do cylindra z tlenem i przy-
kryjmy cylinder płytką szklaną. Obserwujemy przez chwilę, co się
dzieje z produktem reakcji.
Fosfor spala się świecąc jaskrawo, a jako produkt reakcji powstaje
pięciotlenek fosforu w postaci białego dymu:
4P + 5O2-> 2P2O5.
Pięciotlenek fosforu jest ciałem stałym. Zebrany w większych iloś-
ciach stanowi białą sypką substancję, która rozpływa się w powietrzu,
gdyż bardzo łatwo wchłania wilgoć.
Fosfor ma zastosowanie w produkcji zapałek. Łebki zapałek składają
się z łatwo palnej masy, lecz nie zawierają fosforu; natomiast na bocznych
ściankach pudełka od zapałek znajduje się fosfor zmieszany z mielonym
szkłem i innymi dodatkami. Potarty o tę masę łebek zapałki zapala się.
I
43.	Występowanie pierwiastków na Ziemi
W toku dotychczasowej nauki poznaliście już kilkanaście pierwiastko^
Jedne zaliczamy do metali, inne do niemetali. Jedne z nich są
pospolite, inne spotyka się rzadko.	\
Uczeni znają już ponad 100 pierwiastków. Niektóre (bardzo nie ic
86


pierwiastki spotykamy w przyrodzie w stanie wolnym, większość wystę-
puje w postaci związków.
Zbadano, jaki jest udział rożnych pierwiastków w budowie skorupy
ziemskiej (z wodami i atmosferą). Wyniki tych badań, podane w procen-
tach Wagowych (w przybliżeniu), przedstawia rysunek 50.
• • • krzem

żelazo
Na
HMgk
wapń
lllll| sód
III l| potas
5 b [| magnez
wodór
pozostałe
pierwiastki
Rys. 50. Rozpowszechnienie pierwiastków na Ziemi
Tlen — 50%
krzem — 25%
glin — 8%
żelazo — 5%
wapń — 3%
sód
3°/
° /o
potas — 2%
magnez — 2%
wodór — 1%
inne — 1 %
Z podanego zestawienia widać, że rozpowszechnienie pierwiastków
w skorupie ziemskiej jest nierównomierne. Tlen stanowi niemal połowę,
krzem zaś przeszło 1/4 masy wszystkich pierwiastków; nie dziwi nas to,
gdy przypomnimy sobie, że tlen i krzem są podstawowymi pierwiastkami
wchodzącymi w skład minerałów skałotwórczych, tlen zaś wchodzi
ponadto w skład wody i powietrza. Jak wynika z podanego zestawienia,
masa dziewięciu wymienionych pierwiastków stanowi około 99% całej
rnasy skorupy ziemskiej, a masa wszystkich pozostałych pierwiastków
niewiele ponad 1%.
i
Na podstawie przeprowadzonych badań ustalono, że 1/4 nczb
wszystkich pierwiastków tworzy cale bogactwo związków chemicznych
w naszym otoczeniu, pozostałe zaś są znacznie mniej rozpowszechnione
Obecnie skonstruowano i wysyła się w kosmos sztuczne satelity
Ziemi, za pomocą których badana jest przestrzeń kosmiczna. Dotarto
do Księżyca, gdzie zainstalowano aparaty badawcze i skąd przywieziono
do zbadania próbki skal i minerałów.
Skład pierwiastkowy zbadanych substancji potwierdził jedność
Wszechświata — Ziemia jest tylko maleńką jego cząstką.
Dzięki ciągle doskonalonym metodom badań naukowych udało się
ustalić, jaki jest skład chemiczny planet, Słońca i dalekich gwiazd. Można
też łatwo poddać badaniom chemicznym przybyszów z kosmosu — meteo-
ryty, spadające od czasu do czasu na Ziemię. Okazało się, że gwiazdy,
Słońce, planety i meteoryty złożone są z tych samych pierwiastków co
Ziemia.
-
PODSUMOWANIE TREŚCI ROZDZIAŁU
Siarka, węgiel, krzem, fosfor to niemetale; w reakcjach spalania
pierwiastki te tworzą związki z tlenem.
Węgiel i tlenek węgla mają właściwości redukujące: odbierają tlen od
tlenków metali; wykorzystano to przy otrzymywaniu metali z ich
rud.
Znamy ponad sto różnych pierwiastków, ich występowanie w skoru-
pie ziemskiej jest niejednakowe.
Wszechświat i Ziemię cechuje jedność budowy*, na Słońcu, gwiaz-
dach i planetach występują te same pierwiastki co na Ziemi.
Praca domowa
\ Do słoika (lub butelki),w którym spaliłeś siarkę, i do słoi a ”P
gj łoz po kawałku pleśniejącego chleba. Słoiki zatkaj, p° Pe
czasie porównaj rozwój pleśni.	,,	• tr0-
2 Jeżeli rozporządzasz syfonem z wodą sodową, wypuść z m g
chę dwutlenku węgla i przeprowadź następujące doświadczenia,
a) Zanurz w słoiku z tym gazem płonące drewienko.
b) Ustaw na stole płonącą świecę i przechyl nad nią naczynie z dwutlen-
kiem węgla tak, jakbyś wylewał gaz na płomień.
c) Wlej wody wapiennej do słoika z dwutlenkiem węgla. Opisz zaobser-
wowane zjawisko.
3. Przygotuj zbiór różnych okazów krzemionki. Umieść je w pudeł-
kach z kartonu. Przy każdym podaj nazwę minerału i miejsce, w którym
go znalazłeś. Wśród okazów' mogą się znaleźć kawałki skał, np. granitów,
w których można wyróżnić ziarna kwarcu.
PYTANIA
1.	Dlaczego w tlenie spalanie siarki zachodzi znacznie intensywniej
niż w powietrzu ?
2.	Stare beczki do kiszenia kapusty należy przed użyciem „wyka-
dzić”, spalając w nich siarkę. Dlaczego ?
3.	Czym różnią się sposoby ,,przelewania” dwutlenku węgla i wodo-
ru ? Wytłumacz, co jest powodem różnicy.
4.	Dlaczego dwutlenek węgla używany jest do wypełniania gaśnic ?
5.	Do jakiego typu reakcji zaliczysz redukcję tlenków metali za po-
mocą węgla ?
6.	Wymień cechy znanych Ci pierwiastków niemetalicznych. Czym
się te pierwiastki różnią między sobą?
7.	Napisz wzory strukturalne dwutlenku siarki, dwutlenku węgla
i dwutlenku krzemu.
Rys. 51. Tarnobrzeg. Składowisko rudy siarkowej
89
88
44. Rozpuszczanie substancji w wodzie
DOŚWIADCZENIE 46. Wlej do trzech probówek po 10 ml wody;
do jednej wrzuć mielonej kredy, do drugiej kilka kryształków nadman-
ganianu potasu, a do trzeciej nieco cukru. Po dokładnym wymiesza-
niu zawartości każdej z probówek ustaw je na statywie.
Woda z kredą tworzy ciecz mętną, tak zwaną zawiesinę, której cząstki
można dostrzec nawet gołym okiem; po pewnym czasie opadają one na
dno probówki, oddzielając się od wody. Mówimy, że kreda nie rozpuszcza
się w wodzie.
Inaczej wygląda zawartość obu pozostałych probówek; już podczas
mieszania substancji można było spostrzec, że stopniowo ubywa kryształ-
ków nadmanganianu potasu i cukru i że w końcu znikły one zupełnie.
Ciecz jest przezroczysta i nawet pod mikroskopem nie znaleźlibyśmy
w niej śladów żadnego z tych ciał.
Nadmanganian potasu i cukier rozpuszczają się w wodzie i powstają
roztwory wodne nadmanganianu potasu i cukru. Woda jest rozpusz-
czalnikiem, sól lub cukier są substancjami rozpuszczonymi.
W roztworze cząsteczki substancji rozpuszczonej są tak do
kładnie wymieszane z cząsteczkami rozpuszczalnika, ze nie
można ich wyróżnić nawet przy silnych powiększemac .
Mówimy, że roztwory są mieszaninami jed"orodnJt^- Naieżą
Substancje rozpuszczalne w wodzie tworzą ą
do nich na przykład: cukier, sól kuchenna, soda. Oprócz nich istnieją
również substancje nierozpuszczalne w wodzie, na przykład kreda,
piasek, siarka.
Sprawdźmy, czy w danej ilości wody może się rozpuścić każda do-
wolna ilość soli.
DOŚWIADCZENIE 47. Odważ cztery porcje po 10 g soli kuchen-
nej. Do 100 g (100 ml) wody w zlewce wsyp pierwszą porcję soli
i wymieszaj z wodą. Po całkowitym rozpuszczeniu się soli powtórz
kolejno tę samą czynność z drugą, trzecią i czwartą porcją soli.
Przekonaliśmy się, że w danej ilości wody nie może rozpuścić się
dowolna ilość soli. W temperaturze pokojowej w 100 g wody rozpuściło
się 30 g soli, lecz dalsze 10 g rozpuszcza się tylko częściowo, choć sta-
rannie mieszamy. Część soli opada na dno.
Roztwór, w którym w danej temperaturze już więcej soli
nie może się rozpuścić, nazywamy nasyconym.
Roztwór nasycony soli kuchennej w temperaturze 20 °C zawiera 36 g soli
i 100 g wody.
Zbadajmy, jak przy podwyższaniu temperatury zmienia się ilość
substancji potrzebna do otrzymania roztworu nasyconego.
DOŚWIADCZENIE 48. Do probówki zawierającej około 5 ml wody
wsypuj po trochu saletrę potasową aż do otrzymania roztworu nasy-
conego, to znaczy do momentu, kiedy na dno probówki zaczną opadać
kryształki, które już nie mogą się rozpuścić. Ogrzej zawartość pro-
bówki, a gdy kryształki się rozpuszczą, dosypuj po trochu nowe porcje
saletry.
Nasycony w temperaturze pokojowej (20 °C) roztwór saletry stał się
nienasycony po ogrzaniu. Im wyższa temperatura, tym więcej saletry
potrzeba, aby doprowadzić daną objętość jej roztworu do stanu nasy-
cenia.
Jest reguła, że im wyższa temperatura, tym więcej substancji roz-
puści się w danej ilości rozpuszczalnika.
91
W temperaturze 20 CC w 100 g roztworu nasyconego znaid ’
np. 24 g saletry potasowej, a w temperaturze 80 °C już 62 8 lJe.s*ę
blisko trzy razy tyle.	to Jest
DOŚWIADCZENIE 49. Przygotuj w dwu probówkach po 10 g
7^ 10 rm3l wody o temperaturze pokojowej. Do jednej wsyp 5 g
Porównaj rozpuszczalność soli kamiennej 1 saletry.
Nie wszystkie substancje jednakowo łatwo rozpuszczają się w wodzie
Gips na przykład rozpuszcza się w niej w tak niewielkich ilościach •
gdy po ukończeniu mieszania opadnie na dno naczynia, trudno zauważ '
że go cokolwiek ubyło; cukier rozpuszcza się w wodzie bardzo dobrze ’
Rozróżniamy więc substancje dobrze rozpuszczalne, słabo rozpusz
czalne i nierozpuszczalne w wodzie. Do tych ostatnich zaliczamy na przy
kład kredę lub szkło. Substancje te przechodzą do roztworu w tak mini
malnym stopniu, że możemy je uważać praktycznie za nierozpuszczalne
45. Stężenie procentowe roztworu
W doświadczeniu 49 w danej ilości roztworu znajdowało się coraz
więcej rozpuszczonej soli; mówimy, że wzrastało stężenie roztworu.
W życiu codziennym i w technice bardzo duże znaczenie ma umiejęt-
ność przygotowywania roztworów o określonym stężeniu. .Stężenie wy-
raża się często w procentach, podając, ile gramów substancji rozpuszczonej
znajduje się w 100 g roztworu. Na przykład roztwór 2% (czytaj: dwupro-
centowy) zawiera w 100 gramach roztworu 2 gramy substancji rozpusz-
czonej.
Obliczmy, jakie było procentowe stężenie roztworu z doświadczenia
49 po dodaniu pierwszej porcji soli do wody.
Obliczamy masę roztworu:
100g+ 10g= IlOg
woda sól roztwór
w 110 g roztworu znajduje się 10 g soli, co stanowi
• 100% = 9,09%.
Zawartość soli w tym roztworze wynosiła 9,09%.
92

A
Rys. 52. Sporządzanie sączka z bibuły

Roztwór, który zawiera mały procent substancji rozpuszczonej, na-
zywamy rozcieńczonym, gdy zaś procent ten jest duży — stężonym.
Roztwór stężony można rozcieńczyć, mieszając go z wodą.
46. Wydzielanie substancji stałej z zawiesiny i z roztworu
wodnego
DOŚWIADCZENIE 50. a) Pozostaw w zlewce na kilka godzin za-
wiesinę kredy w wodzie. Po „ustaniu się” zawiesiny zlej wodę znad
osadu, b) Przygotuj z bibuły sączek,
tak jak to wskazuje rys. 52. W tym
celu złóż dwukrotnie kwadrat bibuły
(A, B), zetnij jego naroże (C) i roz-
wiń otrzymany krążek, nadając mu
kształt lejka (£)). Umieść sączek
w lejku i po zwilżeniu bibuły wodą
przefiltruj kilka ml zawiesiny, jak
wskazuje rys. 53.
Zwróć uwagę na sposób wprowa-
dzania cieczy na sączek oraz na
ustawienie rurki lejka w zetknięciu ze
ścianą zlewki. Postaraj się objaśnić
celowość takiego postępowania. Za-
stanów się, dlaczego sączek nie do-
tyka brzegów lejka. Gdyby otrzy-
many przesącz był mętny, przefil-
truj go powtórnie.
Rys. 53. Sączenie
sączek
93
Cząstki kredy w zawiesinie są olbrzymie w porównaniu z cząstecz-
kami wody; opadają one na dno naczynia i znad osadu można odlać
czystą wodę. Gdy składniki zawiesiny rozdzielamy za pomocą sączenia,
cząstki kredy pozostają na sączku, a cząsteczki wody przenikają przez
pory w bibule i spływają do naczynia pod lejkiem.
W jaki sposób można wydzielić substancję stałą z roztworu? Obie
stosowane poprzednio metody zawodzą. Cząsteczki substancji rozpusz-
czonej ani nie opadają na dno naczynia, ani nie dadzą się oddzielić od
rozpuszczalnika za pomocą sączenia, gdyż są tak maleńkie, że przenikają
przez pory sączka razem z cząsteczkami wody.
Są jednak inne sposoby rozdzielania składników roztworu.
* _ _ -
DOŚWIADCZENIE 51. Ogrzej w parowniczce kilka ml roztworu
soli kuchennej. Po odparowaniu wody zbierz osad ze ścianek parow-
niczki i sprawdź, jaki jest jego smak.
Woda wyparowała z roztworu, sól zaś pozostała w naczyniu w postaci
drobniutkich kryształków.
Kryształki substancji rozpuszczonej można też wydzielić z roztworu
innym sposobem.
—l DOŚWIADCZENIE 52. Sporządź w zlewce gorący, nasycony roz-
twór saletry i wstaw zlewkę z roztworem do zimnej wody. Obserwuj
powstawanie kryształków w miarę ostygania roztworu. Zlej znad
kryształków do drugiej zlewki zimny, nasycony roztwór, wrzuć do
niego parę kryształków saletry. Obejrzyj kryształy po upływie paru
dni.
Przy szybkim stygnięciu roztworu wydzielają się z niego drobne
kryształ}' saletry. Gdy pozostawimy roztwór przez dłuższy czas w tempe-
raturze pokojowej, wtedy w zlewce wskutek powolnego parowania wody
powstają duże kryształy saletry.
Zarówno odparowywanie, jak i krystalizacja są szeroko stosowane
w przemyśle przy wydzielaniu substancji stałych z roztworów.
DOŚWIADCZENIE 53. Ogrzewaj ostrożnie na szkiełku parę kropli
wody z kranu, a gdy szkiełko wyschnie, obejrzyj je uważnie.
94
Wszystkie wody naturalne zawierają większą lub mniejszą ilość roz-
puszczonych substancji.
Woda z kranu, pozornie czysta, jest bardzo rozcieńczonym roztwo-
rem różnych związków, które tworzą nikły osad na szkiełku.
Jak można oczyścić wodę od nielotnych składników w niej rozpusz-
czonych ? Przy odparowywaniu wydzielają się z roztworu substancje roz-
puszczone, a czysta woda ulatnia się w postaci pary.
Aby więc z wody naturalnej (morskiej, rzecznej, studziennej) uzyskać
czystą wodę, należy przeprowadzić ją w stan pary, następnie zaś tę parę
skroplić. Proces ten nazywamy destylacją. Dokładny opis destylacji
znajdziecie w podręczniku fizyki dla kl. VII.
Woda deszczowa powstaje także przez skroplenie pary wodnej; jest
więc produktem naturalnej destylacji, która zachodzi w przyrodzie.
Woda jest niezbędna do życia nie tylko człowiekowi, lecz także wszyst-
kim organizmom żywym. Ogromne ilości wody zużywane są do uprawy
roślin i hodowli zwierząt oraz przez przemysł.
Zapotrzebowanie na wodę stale wzrasta i tylko w części pokrywają
je wody gruntowe — pozostała część wody czerpana jest z rzek i jezior.
Szczególnie duże ilości wody zużywa przemysł, a w zamian za to
wpuszcza do rzek ścieki, zanieczyszczone różnymi trującymi substan-
cjami, jak np.: związkami ołowiu, miedzi, cynku, chloru, siarki itp.
Coraz częściej stosuje się w zakładach przemysłowych tzw. obieg
zamknięty. Po przejściu przez oczyszczalnię ścieki nie są odprowadzane
do rzek, lecz używane ponownie w produkcji. Wielokrotne stosowanie
tej samej wody znacznie zmniejsza jej zużycie, a jednocześnie zapobiega
zanieczyszczeniu rzek.
Duże zagrożenie dla czystości wód stanowią także środki chemiczne
stosowane przez rolnictwo. Część nawozów sztucznych nie przyswojona
przez rośliny jest wymywana przez wodę deszczową i spływa do rzek.
W trosce o czystość wód nasze władze uregulowały ten problem
ustawami dopingując tym samym zakłady przemysłowe do budowania
oczyszczalni ścieków. Powołano organy administracyjne, których za-
daniem jest czuwanie nad jakością wody i jej zdrowotnością. Przepro-
wadzane są badania składu wody w rzekach w pobliżu fabryk, aby skon-
trolować, czy odprowadzane ścieki są wystarczająco oczyszczone. Zakłady	•
winne zanieczyszczania wód płacą wysokie kary, a nawet może zostać	I
wstrzymana ich produkcja.	I
I
Postępowanie administracyjne tu jednak nie wystarczy. Każdy
obywatel powinien uświadamiać sobie znaczenie czystości wód i w miarę
swych możliwości przyczyniać się do pełnej realizacji idei ochrony
naturalnego środowiska człowieka, a więc i zasobów wodnych, których
nie mamy pod dostatkiem.
PODSUMOWANIE TREŚCI ROZDZIAŁU
Roztwory wodne otrzymujemy przez dodanie do wody substancji
w niej rozpuszczalnych. Cząsteczki substancji rozpuszczonej miesza-
ją się z cząsteczkami wody tak dokładniej że nie można ich rozróż-
nić nawet przy użyciu mikroskopu. W odróżnieniu od zawiesiny roz-
twory są przezroczyste; cząstki substancji rozpuszczonej nie opadają
na dno naczynia. Mówimy, że roztwory są mieszaninami jednorod-
nymi. Roztwór, zawierający w określonej ilości rozpuszczalnika małą
ilość substancji rozpuszczonej, nazywamy rozcieńczonym — w od-
różnieniu od stężonego, który rozpuszczonej substancji zawiera
dużo. Roztwór, w7 którym danej substancji nie można już więcej
rozpuścić, nazywa się nasyconym.
Stężenie roztworu podane w procentach wskazuje, ile gramów
substancji rozpuszczonej zawiera się w 100 g roztworu.
Substancję stałą można wydzielić z roztworu przez odparowanie.
Z wody naturalnej otrzymuje się czystą wodę przez destylację. ।
 Praca domowa
1 Przygotuj 500 g czteroprocentowego roztworu soh kuchennej; |
oblicz potrzebne ilości wody i soli, odważ je i wymieszaj w garn“ |
słoiku. Zbadaj, jaki jest smak roztworu o tym stężeniu i porow j
,«Fk^Saly soli kuchennej. W .ym * -gj
.re nasycony na gorąco roztwor soli i zanurz w nim ni
pręciku. Po paru godzinach wyjmij ostrożnie ni ę
niej kryształki, pozostawiając jeden kurzem
• roztworze; dla ochrony przed kurzem
lub w i
ze smakiem solonej zupy
2. „
w szklance nasycony na gorąco
szoną na ]_
i usuń osadzone na
większe. Nitkę zanurz ponownie w

96
Rys. 54. Hodowanie kryształów soli
przykryj luźno szklankę podziurkowanym papie-
rem i pozostaw ją na kilka dni w miejscu o sta-
łej temperaturze (rys. 54).
3. Oczyść sól kuchenną od domieszek pia-
sku za pomocą rozpuszczania, sączenia i odpa-
rowania roztworu.
?
PYTANIA I ZADANIA
1.	Podaj kilka przykładów substancji rozpuszczalnych i nierozpusz-
czalnych w wodzie.
2.	Jak oddziela się wodę od składników stałych, które tworzą w niej
zawiesinę, a jak od składników, które są w niej rozpuszczone ?
3.	Dlaczego w dośw. 51 ogrzewamy roztwór w parowniczce, a nie
w probówce ?
4.	Oblicz, jaki jest skład procentowy roztworu z doświadczenia 49
po dodaniu do tego roztworu a) drugiej, b) trzeciej, porcji soli.
5.	Ile procent soli kuchennej zawiera jej roztwór nasycony w tempe-
raturze równej 20 °C (patrz § 40) ?
6.	Która z wód naturalnych jest najbardziej zbliżona składem do
wody destylowanej ? Jakie zawiera domieszki?
7.	Ile saletry potasowej należy przygotować, aby otrzymać 300 g
nasyconego roztworu wodnego w temp. 20°C?
8.	Ile cukru, a ile wody zawiera 500 g 30% roztworu cukru ?
9.	W czasie leczenia niektórych chorób wprowadza się pacjentowi
dożylnie roztwór soli fizjologicznej, który jest 0,89% roztworem
chlorku sodowego w wodzie.
Ile soli wprowadzono do organizmu, któremu podano 1 kg roz-
tworu fizjologicznego soli ?

VIII.
ZAS M>\
47.	On al a nie wody na tlenki metali
\S ii-’.i*k powalają tlenki metali ot rzv mali siny niektóre t nich
do4«wodezalmt i puanahirm ich wlaaciwoaci fizyczne Obecnie zbadany,
czy za^biKlzi reakcja pomiędzy tlenkami metali i wodą
IX)S\\ 1 KDCZEN1E 54 \5vmicszaj z wodą w probówkach małe
dziel C!itr “d osado* przez iiltrowanic Kroplę każdego przesączu
krrrnjei pałeczką szklaną na razowy papierek lakmusowy* Do
ptMoatairi porcji jednego i drugiego przesączu dodaj po parę kropel
a k iholowrco roztworu fcnolol talr my ** Obserwuj. czy nastąpią
DOŚWIADCZENIE 55. Spal parę wiórów wapnia i zbierz otrzyma-
na tlenek wapniowy do parówniczki
a) Część tlenku wapniowego wsyp do probówki i dodawaj wody krop-
ieni dopoki będzie wsiąkać Obserwuj przebieg zjawiska
bj Dolej do probówki jeszcze kilka mdilitrów wody i wstrząśmj
Gdv oaad meto rmiądzic, zlej ciecz znad osadu
c l Kroplę rurtworu przenieś pałeczką szklaną na rufowy papirre
df LtoETrcotworu knoloftale.ny do czę*c> po»ufcgo
Papierek lakmusowy i roztwór femduf ta Iriny me rn irmają rabarwirrui
im u zetknięciu r czystą wodą. ani po kj uprzedni i * t fru*wjrnu i lim*
kicm reLazaw^m lub miedziowym Bezwodny rmrtw < frr*-Wt>lmvy n»c
imicnu się mwnirż * zetknięciu i tlenkiem wapr rrwyrr. Natornaaf
w cieczy, otrzymanej u wyniku do4w ia<l z< nu 55, fenol duto r.j prr.
brała barwę malino* 4. a papierek lak mu w* v	mehwską Widocznie
między tlenkiem wapniowym 1 wodą z baz La reakcja <hcmrzna 1 pr«ii,<t
tej reakcji spowodował zmianę barwy fenoloftalriny 1 lakmusu
Cząsteczki tlenku wapniowego tącsą »K * cząsteczkami wmH
produkt syntez} jest zw iązkiem chemicznym, którego cza teczki zło-
żone są 1 atnm<jw wapnia oraz atomów tlenu 1 wodoru, tworzących
grupy wodorotlenowe	O—H
Przebieg reakcji łączenia się tlenku wapniowego 1 wodą Aapału<m.
w postaci następująicj
CaO
casateadui rknku
uapniuwcgu
C«(OHy
11,0
wapnirwrfi
ĆWICZENIE 23 Przedstaw przebieg reakcji noędzy ci|^irrk
tlenku wapnia 1 cząsteczką wody posługując nę modchiTU at m w
Napisz wzór strukturalny wodorotlenku wapninw<-g<
Otrzymany związek nazywamy wodorotlenkiem wapniowym
U cząsteczce wodorotlenku wapniowego każda uarLScu-wuk atesnu
wapnia łączy się z jednowartościouą grupą wodorotlenową
\S ryciu cr»d7>ennvni tlenek wapniowy nazywamy wapnem p*l-<i^m.
wodorotlenek wapniowy wapnem gaszonym, a reakcje wapna palone -
go i winią — gaszeniem wapna.
' | DOŚWIADCZENIE 56. Nieco suchego w m1->rotłrnku wapniowego
°Kr2cuaJ * probówce, trzymając ją pochyl wyktem ku dołowi
Co spostrzegasz na oddalonych od płomienia wiankach probówki ’•
i


Ca(OH)t->CaO + HłO.
*1 manego wodon^tJSwtóSJSjp* bTdk^kl^^Y'’ '"‘‘^ '''^ °'rZy‘
™nx.:	«• '^-rss^
Po zmieszaniu z wodą wodorotlenek wapniowy tworzy zawiesinę.
Czy to dowodzi, ze me rozpuszcza się w wodzie ?
Odsączona ciecz (doświadczenie 55) jest roztworem, gdyż po odpa-
rowaniu pozostawia na szkiełku osad. Wynika z tego, że wodorotlenek
wapniowy (wprawdzie w niewielkim tylko stopniu) rozpuszcza się jednak
w wodzie. W roztworze wodorotlenku wapniowego, zwanym wodą wa-
pienną, papierek lakmusowy barwi się na niebiesko, roztwór zaś fenolo-
ftalciny — na malinowo •. Wodorotlenek wapniowy działa żrąco na tka-
niny i skórę. Po roztarciu w palcach wilgotnego wapna skóra staje się
śliska, gdyż zasada rozmiękcza i niszczy naskórek; podczas nieostrożnej
pracy z wapnem mogą powstać na dłoniach rany. Wodorotlenek wap-
niowy niszczy także bakterie, grzybki pasożytnicze oraz jajeczka i larwy
owadów.
DOŚWIADCZENIE 58. Spal nieco magnezu, zbiera otrzymany tle-
nek magnezowy do parowniczki, dolej wody i rozetrzyj pałeczką
szklaną.	_	,	__. ,
Zawartość parowniczki przesącz i przeprowadź próbę z fenolofu-
leiną i papierkami lakmusowymi (por. doświadczenie 55).
Tlenek magnezowy przereagował z wodą, a produkt reakcji tworn
z wodą roztwór, w którym lakmus barwi się na niebiesko, a fenolotta-
leina na malinowo.	ma-
W reakcji tlenku magnezowego z wodą powstał wo oro <
gnezowy:
• Zamiast: roztwór fcnoloftaleiny, papierek hkmuwwy
dla wygody mówić: fenoloftalctna, lakmus.
__ będziemy odtjd
100
ĆWICZENIE 24. a) Posługując się modelami kulkowymi atomow
odtwórz przebieg reakcji między tlenkiem magnezu i wodą
b) Napisz równanie reakcji posługując się wzorami strukturalnymi
substratów i produktów reakcji:
MgO + HfO^Mg(OH)r
Cząsteczka wodorotlenku magnezowego składa się z atomu magnezu
i dwu grup wodorotlenowych.
Z wielu tlenków metali i wody powalają wodorotlenki
metali.
Nie wszystkie tlenki metali reagują z wodą. Przekonaliśmy się o tym,
przeprowadzając doświadczenie 54.
48.	Działanie wapnia i sodu na wodę
DOŚWIADCZENIE 59**. Do probówki, zaopatrzonej w korek
z rurką szklaną połączoną z rurką gumową, nalewamy kilka milili-
trów wody, wrzucamy wiórek
wapnia, szybko zatykamy korek
i zbieramy nad wodą wydziela-
jący się gaz (rys. 55). Żebrany
gaz badamy płonącym łuczy-
wem; do produktu działania
wody na wapń dodajemy parę
kropel fenoloftaleiny.
ĆWICZENIE 25. Zobrazuj re-
akcję wapnia z wodą za pomocą
modeli atomów.
Ryt. 55. Działanie wody na wapń
W reakcji pomiędzy wapniem i wodą powstał wodór i wodorotlenek
wapniowy:
Ca 4- 2H.0 Ht+Ca(OH)r

DOŚWIADCZENIE 60N. Kawałeczek sodu wielkości grochu
oczyszczamy bibułą z nafty, owijamy bardzo starannie w gęstą
siatkę miedzianą, a następnie za pomocą szczypiec szybko układa-
101
Rys. 56. Działanie wody na sód
my pod otwór szklanego cylindra
z wodą, umieszczonego dnem do
góry w dużej miseczce z wodą
(rys. 56). Gaz zebrany w cylin-
drze badamy łuczywem. Ciecz
znajdującą się w miseczce badamy
lakmusem i fenoloftaleiną.
ICZENIE 26. Odtwórz prze-
-3 bieg reakcji sodu z wodą za po-
mocą modeli kulkowych.
Z przebiegu tego doświadczenia możemy wywnioskować, że podczas
działania wody na sód powstał również wodór oraz wodorotlenek sodo-
wy, który łatwo rozpuszcza się w wodzie. Atom sodu jest jednowartoś-
ciowy, łączy się więc z jedną grupą wodorotlenową:
2Na+2H2O^ H2+2NaOH.
49.	Wodorotlenek sodowy
b) bibułę, c) skrawek skóry.
Kroplę rozcieńczonego	t .
sprawdź ieero działanie na lakmus i fenoloftalemę.
2. — .	• u
go po kilkunastu minutach.
UWAGA! Przy wykonywaniu
szczypiec, _
Zapoznajmy się bliżej z wodorotlenkiem sodowym.
DOŚWIADCZENIE 61. 1. Parę kawałków wodorotlenku sodowego
wrzuć do probówki z małą ilością wody, wstrząśnij lekko, a po chwili
dotknij ręką dna probówki. Parę kropel stężonego roztworu wodoro-
tlenku sodowego przenieś pręcikiem szklanym na: a) kawałek drewna,
roztworu rozetrzyj między palcami oraz
FSeTwodZd^ =^>'=e« ™ Wielko i «»gr2yj
go po kilkunastu minutach.
tTWAC A । Przv wykonywaniu doświadczenia zachowaj ostrożność
Wodorotlenek sodowy jest subsunej, su!,
ozaln, w wodzie. Jego cz,steczka nui «zor 1
—g°A —k	P—>
używaj
102
się w szczelnie zamkniętych naczyniach lub zalutowanych blaszanych
puszkach, gdyż wchłaniając wilgoć z powietrza, rozpływa się; w handlu
wodorotlenek sodowy nosi nazwę sody kaustycznej lub sody żrącej, Istot-
nie, ma on właściwości żrące; niszczy drewno, papier, tkaniny i skórę.
Palce zwilżone roztworem wodorotlenku sodowego są śliskie. Przepro-
wadzając z nim doświadczenia należy zachować ostrożność, w szczegól-
ności zaś trzeba chronić oczy, gdyż może on spowodować trudno gojące
się rany, a nawet utratę wzroku.
50.	Zasady i ich zastosowanie
Zestawmy wzory cząsteczek poznanych wodorotlenków:
NaOH — wodorotlenek sodowy,
Ca(OH)2 — wodorotlenek wapniowy,
Mg(OH)2 — wodorotlenek magnezowy.
Każdy z tych związków zawiera w cząsteczce atom metalu
i jedną lub dwie grupy wodorotlenowe. Atom jednowartościowego
sodu związany jest z jedną grupą — OH, atomy zaś metali dwuwarto-
ściowych — z dwiema.
Przekonaliśmy się, że wszystkie te związki mają podobne właściwości
— nazywamy je zasadami. W roztworach zasad lakmus zmienia barwę na
niebieską, a fenoloftaleina barwi się na malinowo. Zasadami są wodoro-
tlenki: sodowy, potasowy, wapniowy, magnezowy i wiele innych.
Zasady, które bardzo dobrze rozpuszczają się w wodzie i mają właści-
wości żrące, nazywamy alkaliami, ich roztwory zaś — ługami. Roz-
twór wodny wodorotlenku sodowego nazywa się ługiem sodowym.
Nie wszystkie wodorotlenki metali są tak dobrze rozpuszczalne w wo-
dzie i mają tak silne właściwości zasadowe jak wodorotlenek sodowy.
Wodorotlenek sodowy ma zastosowanie w wielu gałęziach przemy-
słu: używa się go do produkcji mydła, papieru, sztucznych włókien,
barwników. W przemyśle naftowym jest używany do oczyszczania nafty
i innych produktów; w hutnictwie aluminium — do otrzymywania
czystego tlenku glinowego.
Wodorotlenek wapniowy ma przede wszystkim zastosowanie w bu-
downictwie. Mieszając wapno gaszone z piaskiem i wodą otrzymujemy
zaprawę murarską, która wiąże cegły i tworzy tynk (rys. 57).
103

R> s. 57. Zastosowanie zaprawy murarskiej
Gęsta zawiesina wapna gaszonego w wodzie, zwana mlekiem wapien-
nym, jest używana do odkażania ścieków i dołów ustępowych, bielenia
ścian i pni drzew owocowych; jest ona także składnikiem płynów używa-
nych do spryskiwania roślin w walce z ich szkodnikami.
Wapnem nawozi się pewne gatunki gleby w celu zwiększenia ich
urodzajności. W przemyśle cukrowniczym wodorotlenek wapniowy jest
stosowany do oczyszczania soku buraczanego, a w przemyśle chemicznym
i farmaceutycznym — do otrzymywania wielu cennych produktów.
PODSUMOWANIE TREŚCI ROZDZIAŁU
Tlenek wapniowy i tlenek magnezowy reagują z wodą; produk-
tami reakcji są wodorotlenki: Ca(OH)2 i Mg(OH)2, będące za-
sadami. Cząsteczki tych wodorotlenków składają się z atomu me-
talu i jednowartościowych grup wodorotlenowych — OH. Zasadą
104
jest także wodorotlenek sodowy NaOFI, zwany sodą żrącą. W wod-
nych roztworach zasad fenoloftaleina barwi się na kolor malinowy*,
lakmus zaś na niebieski. Mocne zasady: sodowa i wapniowa mają
właściwości żrące; niszczą papier, tkaniny, skórę, są w dotyku
śliskie.
Wodorotlenki sodowy i wapniowy mają bardzo duże zastosowanie
w wielu dziedzinach gospodarki narodowej.
PYTANIA I ZADANIA
1.	Co to jest woda wapienna?
2.	Napisz równania reakcji zachodzących przy następujących prze-
mianach : Ca -> CaO -> Ca (OH)2.
3.	Jakie właściwości wodorotlenku sodowego odróżniają go od wo-
dorotlenku magnezowego ?
4.	Oblicz, ile procent tlenu, wodoru i sodu zawiera wodorotlenek
sodowy.
5.	Do jakiego typu reakcji zaliczamy gaszenie wapna ?
6.	Ile wodorotlenku sodowego zawiera się w 150 g jego dwudziesto-
• procentowego roztworu ?
7.	Napisz wzór strukturalny cząsteczki: a) wody, b) wodorotlenku
sodowego. Porównaj skład obu cząsteczek.
• Mocne zasady w stężonych roztworach niszczą również fenoloftaleinę, może się
więc zdarzyć, że w doświadczeniu zabarwienie fenoloftaleiny nie wystąpi łub zniknie
po wystąpieniu.
Chemia VII — 8
105
KWASY
51. Działanie wody na tlenki niemetali
Po zbadaniu działania wody na tlenki metali
dobne próby z tlenkami niemetali.
przeprowadzimy p0-
J DOŚWIADCZENIE 62. W dwóch napełnionych tlenem cylindrach
spal na łyżeczce: a) siarkę, b) węgiel drzewny. Wlej do^każdctm
PJ"?™ P° trochu wody- Przykryj cylindry płytkami szklanymi
wstrząsaj przez parę minut. Sprawdź, jaki jest smak otrzymanych
roztworow, a następnie zawartość każdego cylindra podziel na dwie
części, z jednej przenieś po kilka kropel cieczy na niebieski i różowy
papierek lakmusowy, do drugiej wpuść kilka kropli fenoloftaleiny.
Użyte do doświadczenia tlenki niemetali przereagowały z wodą,
a produkty ich reakcji mają smak kwaśny i zmieniają barwę lakmusu na
różową. Nazywamy je kwasami. W obecności kwasów fenoloftaleina
nie ulega zabarwieniu.
Produktem reakcji dwutlenku siarki z wodą jest kwas siarkawy:
SO2 + H2O -> H2SO3
dwutlenek siarki	woda	kwas siarkawy
Dwutlenek węgla z wodą tworzy kwas węglowy:
CO2 + H2O -> H2CO3.
dwutlenek węgla	woda	kwas węglowy	;
Otrzymane kwasy mają zupełnie inne właściwości niż zasady, inaczej
działają na lakmus i fenoloftaleinę, inny jest ich skład chemiczny.
Roztwory zasad odróżnia się od roztworów kwasów za pomocą lak-
musu lub fenoloftaleiny. Substancje te zmieniają zabarwienie w środo-
wisku kwaśnym lub zasadowym, wskazują obecność kwasów i zasad,
dlatego nazywamy je wskaźnikami.
Sok z czerwonej kapusty, płatków bratka lub z czarnych jagód także
zmienia zabarwienie w zależności od tego, czy znajduje się w środowisku
kwaśnym czy zasadowym — może więc być również użyty jako wskaźnik.
DOŚWIADCZENIE 63. Sprawdź za pomocą papierka lakmusowego
odczyn roztworu kwasu: a) siarkawego, b) węglowego; ogrzej do
wrzenia obydwa roztwory pod wyciągiem, a po paru minutach zbadaj
ponownie ich odczyn.
Kwas węglowy i siarkawy są kwasami nietrwałymi; przy ogrzewaniu
ulegają rozkładowi:
H2CO3->H2O+CO2ł *,
H2SO3->H,O+SO2t
Przez odparowanie wody nie można więc otrzymać ich roztworów stę-
żonych, a tym bardziej kwasów bezwodnych.
Stopniowy rozkład tych kwasów zachodzi nawet w zwykłych tempe-
raturach, dlatego kwas siarkawy ma zapach dwutlenku siarki.
Roztworem kwasu węglowego w wodzie jest woda sodowa i stąd po-
chodzi jej kwaskowaty, orzeźwiający smak. Zawiera ona dwutlenek węgla
rozpuszczony pod zwiększonym ciśnieniem. Wodę sodową przechowuje
się w syfonach lub szczelnie zamkniętych butelkach. Po otwarciu butelki
dwutlenek węgla zaczyna się gwałtownie wydzielać — mówimy, że
woda ,,musuje”.
• Dwutlenek siarki i dwutlenek węgla ulatniają się z roztworu, co w równaniu re-
akcji zaznaczamy strzałką zwróconą do góry.
107
Nic wszystkie tlenki niemetali rozpuszczaj, się w wodzie i z nią reaeu
nawNt PrZyk ad .P'a8ek kwarcowy> który jest dwutlenkiem krzemu s!o
nawet w najbardziej rozdrobnionej postaci w wodzie się nie rozpuśj
52. Kwas siarkowy
Wiemy juz, ze atom siarki może przyłączyć dwa atomy tlenu i utwo-
rzyć z mmi cząsteczkę dwutlenku siarki. Możliwe jest jednak również
po ączenie jednego atomu siarki z trzema atomami tlenu, w wyniku czego
powstaje trójtlenek siarki.	5
e^Tr^tlenek Slarkl S°3 m0Żna otrzymać utleniając dwutlenek siarki
b(J2. W zwykłych warunkach reakcia
2« W zwykłych warunkach reakcja taka przebiega wprawdzie nie-
zmiernie powoli, ale można ją łatwo przyspieszyć; wystarczy miano-
wicie ogrzewać mieszaninę dwutlenku siarki z tlenem (lub z powietrzem,
zawierającym, jak wiadomo, tlen) w obecności niektórych substancji,
np. platyny lub związku zwanego pięciotlenkiem wanadu. Jest rzeczą cie-
kawą, że ani platyna, ani pięciotlenek wanadu nie zmieniają się, przy
tym sama ich obecność wystarcza do spowodowania reakcji.
Substancje, które przyspieszają jakąś reakcję, choć same
nie ulegają przy tym zmianie, nazywamy katalizatorami.
----- - -	- - - - - - - — - — - — - ---- - - - — . —   —
Katalizator działa tylko tam, gdzie styka się z substancjami reagują-
cymi. Dlatego staramy się, by miał on dużą powierzchnię; używamy go
przeważnie w postaci ziaren lub porowatej masy.
g DOŚWIADCZENIE 64N. W parowniczce umieszczamy nieco siarki,
nad nią w odległości 1—2 cm umocowujemy lejek szklany, szerszą
stroną w dół (rys. 58). Lejek jest połączony z rurką ze szkła trudno
topliwego, wypełnioną ziarenkami mieszaniny pięciotlenku wanadu
z cementem lub szkłem wodnym. Za rurką znajduje się pusta kolba,
a za kolbą duża butla z wodą, zaopatrzona u dołu w korek i rurkę
z kurkiem lub ściskaczem. Gdy otworzymy kurek, woda wyciekając
będzie wciągać powietrze przez lejek i całą aparaturę.
Ogrzewamy silnie rurkę z katalizatorem, zapalamy siarkę w parow-
niczce i otwieramy kurek przy butli z wodą. Przez lejek wchodzi do
108
Rys. 58. Aparatura do syntezy kwasu siarkowego
aparatury mieszanina dwutlenku siarki z powietrzem. Po pewnym
czasie przerywamy doświadczenie, odstawiamy kolbę, dolewamy do
niej trochę wody i wstrząsamy kilkakrotnie. Otrzymany roztwór go-
tujemy pod wyciągiem, aby ulotniły się z niego resztki dwutlenku
siarki, a następnie badamy go papierkiem lakmusowym.
Po przejściu mieszaniny dwutlenku siarki i powietrza przez rurę
z katalizatorem w temperaturze 400°—450° C zjawiają się gęste białe dymy
trójtlenku siarki. W tych warunkach dwutlenek siarki ulega utlenieniu:
2SO2 4- O2 -> 2SO3.
ĆWICZENIE 27. Odtwórz za pomocą modeli atomów reakcję utle-
niania dwutlenku siarki. Iluwartościowa jest siarka w dwutlenku,
a ilu w trójtlenku siarki ? Napisz wzory strukturalne obu tlenków.
Trójtlenek siarki ściele się po dnie kolby w postaci białych dymów.
Trójtlenek siarki łączy się z wodą tworząc kwas, który nazywamy
kwasem siarkowym:
SO3 4- H2O -> HoSO4.

DOŚWIADCZENIE 65. Zbadaj właściwości stężonego kwasu siarko-
wego. 1. Wlej (ostrożnie) po ściankach probówki około 1 ml stężone-
go kwasu siarkowego do takiej samej objętości wody w probówce.
Obserwuj, patrząc pod światło, jak miesza się kwas z wodą. Dotknij
dna probówki, by sprawdzić, jaka jest jej temperatura.
2.	Zważ w malej parowniczce około 10 ml stężonego kwasu siarkowe-
1
109
go i pozostaw na powietrzu, a po upływie paru godzin sprawdź iaL
jest masa parowniczki z kwasem.	’jaKa
3.	Pod kloszem umieść parowniczkę ze stężonym kwasem siarkowy
a obok na szkiełku zegarkowym — trochę pokrojonych świeżych^’
rzyn (marchew, ziemniaki). Taką samą porcję jarzyn umieść w przy'
krytym słoiku. Na drugi dzień porównaj wygląd jarzyn pod kl
szem i w słoiku.
4.	Do dwu parowniczek wsyp trochę: a) cukru, b) mąki i wlej p
ok. | ml stężonego kwasu siarkowego.	J
5.	Wpuść po parę kropel stężonego kwasu siarkowego na: a) drewno
b) tkaninę, c) papier.	1
^Stężony kwas siarkowy jest cieczą oleistą, bezbarwną, bez zapachu
prawie dwa razy cięższą od wodyApdy kwas wlewamy do wody, opada on
na dno naczynia i miesza się z nią, przy czym wydziela się dużo ciepła
Przygotowując roztwór kwasu siarkowego, wlewamy zawsze
stężony kwas siarkowy do wody — w przeciwnym razie stę-
żony gorący kwas siarkowy mógłby wyprysnąć z naczynia
i spowodować poparzenie (rys. 59).

Rys. 59. Rozcieńcza-
nie kwasu siarkowego
/ Stężony kwas siarkowy tichłania wilgoć z powietrza i dlatego ,,przy-
bywa” go (oczywiście pozornie), gdy jest przechowywany w nieszczelnie
zamkniętym naczyniu. Dzięki tej zdolności wchłaniania wilgoci stężony
kwas siarkowy używany jest do osuszania gazów.
110
Kwas siarkowy stężony niszczy tkaniny, zwęgla cukier, drewno, skórę.
Należy więc obchodzić się z nim ostrożnie, gdyż może spowodować
niebezpieczne oparzenia, zniszczyć ubranie, sprzęty, podłogę.
W przemyśle kwas siarkowy otrzymuje się za pomocą metody podob-
nej do tej, którą zastosowaliśmy w doświadczeniu 64. Dwutlenek siarki
wytwarzamy przy tym przez spalanie siarki lub utlenianie naturalnych
siarczków metali.
Kwas siarkowy ma wielkie zastosowanie w różnych gałęziach prze-
mysłu. Służy do produkcji innych kwasów, do wyrobu barwników,
włókien i tworzyw sztucznych, środków wybuchowych, nawozów sztucz-
nych; w przemyśle naftowym jest używany do oczyszczania olejów, nafty
i parafiny; w elektronice — do napełniania akumulatorów.
Jest także stosowany do osuszania wilgotnych substancji oraz do
wielu innych celów. Słusznie ktoś nazwał kwas siarkowy „krwią prze-
mysłu chemicznego”, gdyż jest on dla rozwoju tego przemysłu tak
potrzebny jak krew dla organizmu.
Dlatego w narodowym planie gospodarczym uwzględnia się szeroko
rozbudowę zakładów przemysłowych dostarczających kwasu siarkowego.
Jego produkcja w Polsce Ludowej stale wzrasta.
W 1946 r. wyprodukowano 124 tys. ton,
„	1950	r.	„	285	„	„	,
„	1955	r.	„	450	„	„	,
„	1960	r.	„	685	„	„	,
„	1964	r.	„	1001	„	„	,
„	1968	r.	„	1314	„	„	,
„	1973	r.	„	2914	„	„	,
„	1975	r.	„	3410	„	„	.
Wielkie nowoczesne zakłady przemysłowe, w których produkuje
się kwas siarkowy z wydobytej i oczyszczonej na miejscu siarki — to
Tarnobrzeski Kombinat Siarkowy.
Wzmożona produkcja kwasu siarkowego gwarantuje rozwój naszego
przemysłu chemicznego.
53.	Kwas azotowy
W § 5 dowiedzieliśmy się o istnieniu pierwiastka niemetalicznego_____
azotu. Nie jest łatwo otrzymać jego tlenek, a z tlenku kwas azotowy
o wzorze cząsteczki HNO3.
Poznajmy właściwości kwasu azotowego.
DOŚWIADCZENIE 66. 1. Kroplę stężonego kwasu azotowego
opuść na a) papier, b) kawałek jasnej tkaniny wełnianej, c) pióro ptasie.
2. Sprawdź, jaki zapach ma kwas azotowy i jaka jest jego rozpuszczal-
ność w wodzie.
3.	Opuść parę kropel rozcieńczonego kwasu azotowego: a) na nie-
bieski papierek lakmusowy, b) do wywaru z czerwonej kapusty.
Czysty kwas azotowy jest cieczą bezbarwną, lotną, o charakterystycz-
nym, nieprzyjemnym zapachu, półtora raza cięższą od wody. W wodzie
rozpuszcza się w każdym stosunku. W handlu spotyka się najczęściej
jego 68-procentowy roztwór wodny, czyli stężony kwas azotowy. Powo-
duje on żółknięcie papieru, piór, wełny, skóry; nie zwęgla włókien tak jak
kwas siarkowy, ale niszczy tkanki roślinne i zwierzęce, wywołując nie-
bezpieczne i bolesne oparzenia.
W roztworze kwasu azotowego wskaźniki zmieniają zabarwienie
podobnie jak w roztworach innych kwasów.
Kwas azotowy jest stosowany do otrzymywania barwników, materia-
łów wybuchowych, nawozów sztucznych i wielu innych produktów.
Rozbudowa przemysłu przetwarzającego azot na związki azotowe
warunkuje należyty rozwój rolnictwa i wielu innych dziedzin gospodarki
narodowej.
W Polsce mamy duże zakłady przemysłu azotowego w Kędzierzynie,
Chorzowie, Tarnowie, Puławach i Włocławku.
54.	Kwas fosforowy
DOŚWIADCZENIE 67N. Spalamy fosfor w cylindrze napełnionym
tlenem tak, jak w doświadczeniu 36, a następnie wlewamy do cylindra
trochę wody, przykrywamy go płytką, wstrząsamy i otrzymany pro-
dukt reakcji poddajemy badaniom takim, jak roztwory w doświad-
czeniu 62.
Pięciotlenek fosforu reaguje z wodą i tworzy kwas fosforowy o wzorze
cząsteczki H3PO4. W wodzie rozpuszcza się bardzo dobrze. Kwas fosfo-
rowy jest kwasem trwałym.
W handlu spotyka się go najczęściej w postaci stężonego roztworu
wodnego.
Jest stosowany do wyrobu leków, a przede wszystkiem do produkcji
sztucznych nawozów fosforowych. Nawozy fosforowe, obok azotowych
i potasowych, są niezbędne do właściwej uprawy roślin. Zasilanie gleby
nawozami mineralnymi znacznie podwyższa jakość i ilość uzyskiwanych
plonów.
55.	Chlorowodór
DOŚWIADCZENIE 68N. Przez rurkę zwężoną na końcu przepusz-
czamy strumień wodoru z aparatury, w której gaz wytwarza się
i osusza. Po wykonaniu próby na czystość (por. 37) zapalamy wodór
u wylotu rurki i wprowadzamy ją do cylindra wypełnionego chlorem
(rys. 60). Do wylotu cylindra zbliżamy niebieski papierek lakmusowy
zwilżony wodą.
Co spostrzegacie nad cylindrem ?
O czym świadczy zmiana barwy papierka lakmusowego ?
Rys. 60. Spalanie wodoru
w chlorze
Wodór spala się w chlorze tak dobrze, jak w tlenie, a produktem reakcji
jest chlorowodór, bezbarwny gaz o ostrym, nieprzyjemnym zapachu.
113
Rvs. 61
•»
Zachodzi tu reakcja syntezy; dwa pierwiastki łączą się z sobą, a produktem
reakcji jest jeden związek chemiczny.
ĆWICZENIE 28. a) Zapisz słownie przebieg reakcji syntezy chloro-
wodoru.
b)	Stwierdzono doświadczalnie, że wodór łączy się z chlorem w sto-
sunku wagowym 1:35,5. Korzystając z tablicy na s. 133 oblicz,
ile atomów wodoru przyłącza jeden atom chloru. Ilu wartościowy
jest chlor w związku z wodorem ? Napisz wzór strukturalny cząsteczki
chlorowodoru.
c)	Przedstaw przebieg reakcji wodoru z chlorem za pomocą modeli
kulkowych, biorąc pod uwagę, że cząsteczki gazowych pierwiastków
chloru i wodoru są dwuatomowe.
d)	Napisz równania reakcji syntezy chlorowodoru.
56.	Kwas solny (chlorowodorowy)
Kwas solny jest roztworem wodnym chlorowodoru i ma taki sam
wzór cząsteczkowy HC1, otrzymał nazwę od soli kamiennej, z której
można go otrzymać. Zbadajmy właściwości tego kwasu.
DOŚWIADCZENIE 69. 1. Opuść parę kropli stężonego kwasu sol-
nego na kawałek tkaniny, cukru, papieru.
2.	Spróbuj, jaki jest smak bardzo rozcieńczonego kwasu solnego,
otrzymanego przez rozpuszczenie około 5 kropel stężonego kwasu
w 100 ml wody.
3.	Zbadaj za pomocą lakmusu odczyn tego roztworu.
Stężony kwas solny jest cieczą bezbarwną, przezroczystą, cięższą
od wody; na powietrzu „dymi”, gdyż ulatnia się z niego chlorowodór.
Nie zwęgla cukru ani tkaniny, lecz je niszczy w inny sposób, może też
spowodować oparzenia skóry. W wodzie rozpuszcza się w każdym sto-
sunku i — podobnie jak inne kwasy — barwi lakmus na różowo. Kwas
solny techniczny jest zwykle zanieczyszczony i dlatego ma zabarwienie
1 żółte. Bardzo rozcieńczony kwas solny znajduje się w soku żołądkowym,
jako składnik niezbędny w procesie trawienia białka. W przypadkach
|,,niedokwasoty” żołądka stosuje się rozcieńczony kwas solny jako le-
karstwo.
Kwas solny ma szerokie zastosowanie w przemyśle: używa się go
do produkcji barwników, do oczyszczania powierzchni metali, do otrzy-
mywania różnych związków chloru. W przemyśle spożywczym jest
stosowany do wyrobu syropu ziemniaczanego, żelatyny i innych produk-
tów. W laboratoriach chemicznych jest najpospolitszym odczynnikiem.
57.	Skład i właściwości kwasów
Chlorowodór bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie. Jego roz-
twór wodny jest kwasem. Zaobserwowaliście to w naszym doświadcze-
niu : chlorowodór rozpuszczał się w wodzie zwilżającej niebieski papierek
lakmusowy. Powstał kwas, który spowodował zmianę barwy lakmusu
na różową. Mgiełka tworząca się w wilgotnym powietrzu w obecności
chlorowodoru to właśnie drobniutkie kropelki kwasu chlorowodorowego.
114
Napiszmy wzory cząsteczek poznanych kwasów:
H2SO3 — kwas siarkawy
H2CO3 — kwas węglowy
H3PO4 — kwas fosforowy
Zwróćmy uwagę, że cząsteczki
H2SO4 — kwas siarkowy
HNO3 — kwas azotowy
HC1 — kwas solny
kwasów mają zawsze w swym składzie
atomy wodoru. W cząsteczce każdego kwasu atomy wodoru związane są
z grupą atomów, zwaną resztą kwasową. Reszta kwasowa jest w czą-
115

resztę trójwartościową związaną z trzema
W cząsteczce kwasu solnego HC1 reszta
i nie zawiera tlenu, dlatego
steczce każdego kwasu inna: kwas siarkowy zawiera resztę kwasowa
dwuwartościową, związaną z dwoma atomami wodoru: H2SO4, kwas
^7 reSZtę Jednowartościową związaną z jednym atomem wodoru:
rlfŃ(j3, a kwas fosforowy —
atomami wodoru: H3PO4. ~
kwasowa składa się tylko z jednego atomu i _
kwas ten zaliczamy do kwasów beztlenowych.
Poznawszy skład i właściwości kwasów, możemy je opisać dokładniej:
Kwasy są to związki chemiczne, których cząsteczki składają
się z atomów wodoru i z reszt kwasowych; w roztworach
wodnych kwasów lakmus barwi się na różowo.
PODSUMOWANIE TREŚCI ROZDZIAŁU
Dwutlenek siarki, trójtlenek siarki, dwutlenek węgla i pięciotlenek
fosforu reagują z wrodą, a produktami reakcji syntezy są kwasy.
Roztwory kwasów' barwią lakmus na różowro.
Bardzo duże znaczenie wt przemyśle mają kwrasy: siarkowy, azoto-
wy, solny, fosforowy.
Praca domowa
1. Przygotuj wywar z liści czerwonej kapusty. Otrzymany roztwór
będzie Ci służył za wskaźnik. Przynieś go na lekcję chemii i sprawdź, jak
zmienia się jego zabarwienie po dodaniu: a) kwasu, b) zasady.
2. Posługując się tym wskaźnikiem poszukaj w domu kwasów, na
przykład wśród produktów spożywczych. Możesz sprawdzić swe spo-
strzeżenia za pomocą papierka lakmusowego.
116
PYTANIA I ZADANIA
1.	Napisz wzory cząsteczek kilku znanych Ci kwasów.
Jakie pierwiastki wchodzą w skład reszt kwasowych ?
2.	W jednej probówce znajduje się kwas, w drugiej zasada, w trzeciej
woda. Podaj sposoby, które zastosowałbyś do rozróżnienia tych
substancji.
3.	Co nazywamy wskaźnikami ?
4.	Dlaczego kwas siarkowy nazwano „krwią przemysłu chemicz-
nego” ?
5.	Wymień zastosowania kwasów: azotowego i solnego.
6.	Lavoisier nazwał tlen Oxygenium, co znaczy „kwasotwórczy”.
Zastanów się, czy ta nazwa jest w każdym przypadku słuszna.
7.	Oblicz, ile kwasu siarkowego zawiera się w 200 g jego 10-procento-
wego roztworu.
8.	Stężony kwas fosforowy znajdujący się w sprzedaży jest 70%
roztworem wodnym H3PO4. Oblicz, ile kwasu i ile wody zawiera
5 kg tego roztworu.
9.	Przytocz wszystkie poznane dotychczas reakcje syntezy.
SOLE
58. Działanie kwasu solnego na metale
SS7 ‘’vl>k° p'obów5' lorl:“m! ",rk'i “<ipró«Zi^S™b’OTj
wydzielający się gaz nad wodą (rys. 62). Zbliż płonące drewienko
do wylotu probówki z gazem; kilka kropel cieczy pozostałej po reakcji
odparuj ostrożnie na szkiełku nad płomieniem palnika. Powtórz to
doświadczenie wrzucając do kwasu trochę: a) pociętej blachy cynko-
wej, b) opiłkow lub gwoździków żelaznych, c) opiłków lub pociętych
drucików miedzianych.	J
Porównaj szybkość reakcji metali użytych w doświadczeniu z kwasem.
Czy wszystkie metale reagują z kwasami ?


Hy». 62, Działanie kwasu aolnigo na ractalr
118
W zetknięciu magnezu z rozcieńczonym kwasem solnym tworzą się
pęcherzyki gazu — wydziela się wodór, metalu zaś stopniowo ubywa.
Po odparowaniu cieczy uzyskujemy na szkiełku proszek, który nie ma
już właściwości metalu, ani właściwości kwasu.
Otrzymany produkt reakcji nazywamy solą.
Kwas solny 4- magnez -> sól 4- wodór.

Na czym polega „znikanie” metalu w tej reakcji ? Wodór, związany
w cząsteczce kwasu z resztą kwasową, wydziela się jako wolny gaz, na
jego zaś miejsce wchodzi magnez. Atomy magnezu wypierają wodór
z cząsteczek kwasu i łączą się z resztami kwasowymi, tworzą
cząsteczki soli. Każdy atom magnezu wypiera dwa atomy wodoru
(gdyż jest dwu wartościowy), musi więc reagować z dwiema cząsteczkami
kwasu solnego.
Mg
atom magnezu
MgCI,
2 cząsteczki
kwasu solnego
cząsteczka
chlorku
magnezów ego
Hr
cząsteczka
(dwa atomy)
wodoru
ĆWICZENIE 29. Przedstaw* reakcję magnezu z kwasem solnym,
za pomocą modeli kulkowych.
Otrzymana sól to chlorek magnezowy. Wzór cząsteczki MgCL wskazu-
je na to, że składa się ona z jednego atomu magnezu i dwnj atomów chloru.
W reakcji kwasu solnego z cynkiem i żelazem powstają sole: chlorek
cynkowy i chlorek żelazawy (por. s. 119):
?1 -u FeCL 4
Żelazo i cynk reagują z kwasem solnym podobnie jak magnez i w iclc
innych metali. Miedź z kwasem solnym nie reaguje.
119
W reakcji kwasu solnego z wieloma metalami powstają sole
i wodór.
Jłfe— *i»— _ .. _	Hfk..... ’*	r*	*T
Z doświadczenia 66 wynika, że nie wszystkie użyte do reakcji metale
reagują z równą łatwością. Jedne reagują z kwasem solnym bardzo szybko,
mne wolniej, jeszcze inne nie reagują z nim wcale. Mówimy, że metale
mają różną aktywność.
k ĆWICZENIE 30. Zapisz kolejno metale użyte do reakcji z kwasem
® soln\m od najaktywniejszego do najmniej aktywnego.
Aktywność metali to stopień łatwości z jaką reagują one np. z tlenem,
wodorem lub innymi substancjami.
Zastanów się, czy do napisanego szeregu nie umiałbyś dopisać me-
talu bardziej aktywnego niż magnez ? Mniej aktywnego niż miedź ?
59. Działanie kwasu solnego na tlenki metali
DOŚWIADCZENIE 71. Wsyp do trzech probówek po troszku:
a) tlenku magnezowego, b) tlenku cynkowego, c) tlenku miedzio-
wego i dolej rozcieńczonego kwasu solnego. Ogrzej probówkę (c)
aby przyśpieszyć reakcję, która w temperaturze pokojowej zachodzi
powoli. Po reakcji odparuj na szkiełku po kilka kropli każdego roz-
tworu.
Tlenki metali reagują z kwasem solnym, a produktami reakcji są
sole — substancje o innych zupełnie właściwościach niż kwas i tlenki.
Czarny i nierozpuszczalny w wodzie proszek, tlenek miedziowy, w reakcji
z kwasem solnym tworzy niebieskozieloną sól, chlorek miedziowy,
dobrze
rozpuszczalny w wodzie.
3uO 4-	2I|C1
cząsteczka	2 cząsteczki
tlenku miedziowego kwasu solnego
CuCl2
cząsteczka
chlorku
miedziowego
cząsteczka
wody
120
Podczas reakcji nie wydziela się wodór, gdyż wiąże się on z tlenem,
tworząc wodę.
W podobny sposób przebiega reakcja między kwasem solnym i po-
zostałymi tlenkami; jako jej produkty powstają sole: chlorek magnezowy
i chlorek cynkowy:
MgCl2 4-
ZnO +|21|d
ZnCl2 +

W reakcjach kwasu solnego z tlenkami metali powstają sole i woda.
ĆWICZENIE 31. Przedstaw reakcję tlenku magnezu z kwasem sol-
nym posługując się modelami kulkowymi atomów.
60.	Działanie kwasu solnego na zasady
DOŚWIADCZENIE 72. Do probówki, zawierającej kilka ml roz-
cieńczonego roztworu zasady sodowej z dodatkiem fenoloftaleinv,
dolewaj kroplami rozcieńczonego kwasu solnego, stale wstrząsając
cieczą. Gdy zabarwienie fenoloftaleiny zacznie blednąc, wkraplaj dalej
kwas bardzo uważnie — do momentu, kiedy jedna jego kropla od-
barwi roztwór całkowicie. Produkt reakcji przelej do parowniczki
i odparuj do suchości. Obejrzyj otrzymaną substancję, rozpuść ją
w wodzie, zbadaj roztwór niebieskim i różowym papierkiem lakmu-
sowym i spróbuj, jaki jest smak roztworu.
W wyniku reakcji kwasu z zasadą otrzymaliśmy substancję, której
roztwór nie ma ani właściwości zasadowych, ani kwasowych: nie barwi
się w nim fenoloftaleina, nie zmienia barwy lakmus. Mówimy, że odczyn
roztworu jest obojętny.
121
+ »
NaCl
cząsteczka
zasady sodowej
cząsteczka
kwasu solnego
cząsteczka
chlorku
sodowego
cząsteczka
wody
"i grupa Wodorot,enowa (* cząsteczki zasady)
wodv	7 ™	(Z CZąSteCZki kWaSU) ł ^Orzy z nim ^czkę
ody	Znika więc 2 roztworu kwas i zasada. Atom metalu łączy się
z resztą kwasową, tworząc cząsteczkę soli. Po odparowaniu roztworu
na dnie parowniczki pozostaje biały osad o smaku słonym - chlorek
sodowy NaCl.
Związek ten otrzymaliśmy już poprzednio przez syntezę z chloru
i sodu (§ 20). Znamy go dobrze z życia codziennego pod nazwą soli
kuchennej. Chlorek sodowy jako minerał zwiany jest solą kamienną.
Wytworzyliśmy w pracowni zwdązek, który występuje w przyrodzie.
ĆWICZENIE 32. Przedstaw za pomocą modeli kulkowych przebieg
[‘i reakcji zobojętniania kwasu solnego zasadą sodową.
61.	Chlorki
Sole kwasu solnego nazywamy chlorkami. Można je otrzymać
dy. W reakcji powstawania chlorków metal
podczas reakcji chloru z metalami lub przez działanie kwasu solnego na
metale, tlenki metali i zasady. W reakcji powstawania chlorków metal
zastępuje wodór w cząsteczkach kwasów.
Zestawmy wzory cząsteczek paru poznanych chlorków oraz kwasu
solnego:
HC1 — kwas solny,
jęaCl — chlorek sodowy,
MgCLj — chlorek magnezowy,
ZnC^ — chlorek cynkowy,
C11CI2 — chlorek miedziowy.
Więtó Si®*
NaC,. W poapoM. U-
Rvs. 63. Knsztah'
• « <
soli kamiennej
chenną lub kamienną. Jest to substancja o słonym smaku, tworząca prze-
zroczyste kryształy w kształcie sześcianów (rys. 63). Rozdrobniona —
tworzy biały krystaliczny proszek.
Sól kuchenną stosuje się jako przyprawę do potraw oraz jako środek
konserwujący produkty spożywcze: ryby, mięso, warzywa. Spożycie soli
w Polsce wynosi 7 kg rocznie na głowę ludności. Zwierzęta domowe
także zużywają duże ilości soli kuchennej, którą hodowrcy dostarczają
im razem z paszą.
Jeszcze większe ilości soli kuchennej zużywa przemysł. Sól jest su-
rowcem chemicznym do produkcji wodorotlenku sodowego, chloru,
kwasu solnego i do wielu innych celów.
Rys. 64. Wpływ nawożenia solami potasowymi
123
Duże znaczenie praktyczne •___
sol krystaliczna, bezbarwna, bardzo dobrze
W przyrodzie występuje jako minerał
składnik innych minerałów.
niJnh6 P°ta*Te Są niezb?dne d° prawidłowego _„UJU lusllI1> a
niedobór w glebie znacznie obniża plony (rys. 64). Dlatego chlorek
tasowy jest stosowany jako nawóz mineralny.
ma także chlorek potasowy KC1. Jest to
 rozpuszczalna w wodzie,
zwany sylwinem, a także jako
o rozwoju roślin, a ich
 po-
62.	Działanie kwasu siarkowego na metale, tlenki i wodoro-
tlenki metali
DOŚWIADCZENIE 73. 1. Wrzuć do probówki: a) trochę pociętej
blachy cynkowej, b) kawałki magnezu i zalej je kilku ml roztworu
kwasu siarkowego. Zbadaj produkty reakcji, tak jak w doświadczeniu
70. 2. Pocięty lub zwinięty w kłębuszek cienki drucik miedziany
zalej w probówce roztworem kwasu siarkowego. Obserwuj, czy za-
chodzi reakcja.
3.	Roztwór kwasu siarkowego (1:5) ogrzewaj w zlewce i dosypuj do
niego po trochu tlenku miedziowego do momentu, kiedy zakończy
się reakcja. Po odsączeniu otrzymanego roztworu pozostaw go
w spokoju, aż do wykrystalizowania otrzymanej w reakcji soli.
4.	Wlej do probówki kilka ml roztworu kwasu siarkowego, dodaj
parę kropel roztworu fenoloftaleiny, a następnie wkraplaj roztwór
zasady sodowej aż do chwili zjawienia się bardzo słabo różowej bar-
wy, która zniknie po dodaniu kropli kwasu (doświadczenie 72). Od-
paruj na szkiełku kilka kropel roztworu.
Kwas siarkowy reaguje z wielu metalami, tlenkami i wodorotlenkami
metali, tworząc jako produkty reakcji sole, zwane siarczanami.
1 W reakcji kwasu z metalem wydziela się
Mg +	®°4	-*• Mgs°4
MgSO4
wodór:
atom
magnezu
cząsteczka
kwasu
siarkowego
cząsteczka
siarczanu
magnezowego
cząsteczka
(dwa atomy)
wodoru
Atom magnezu wypiera z
i łączy się z resztą kwasową; w
cząsteczki kwasu dwa atomy wodoru
ten sposób powstaje cząsteczka soli
siarczanu magnezowego.

W podobny sposób powstaje siarczan cynkowy w reakcji pomiędzy
cynkiem i kwasem siarkowym.
2. W reakcji z tlenkiem metalu powstaje sól i woda:
cząsteczka
tlenku
miedziowego
CuSO4
cząsteczka
wody
cząsteczka
kwasu
siarkowego
cząsteczka
siarczanu
miedziowego
Z roztworu siarczanu miedziowego wydzielają się po pewnym czasie
niebieskie kryształy tego związku.
3. Gdy kwas siarkowy reaguje z zasadą, zachodzi reakcja zobojętnie-
nia, a jej produktami są także sól i woda:
NaOH
+| J^SO4 -> Na2SO4 + 2H2O.
NąOH
W reakcji zobojętnienia na każdy atom wodoru z kwasu przypada
jedna grupa wodorotlenowa zasady. Ponieważ cząsteczka kwasu siarkowe-
go zawiera dwa atomy wodoru, reagują z nią dwie cząsteczki zasady
sodowej i w wyniku powstają dwie cząsteczki wody. W cząsteczce soli
z dwu wartościową resztą kwasową łączą się dwa atomy jednowartościo-
wego sodu.
Gdy zobojętniamy kwas siarkowy zasadą wapniową, powstaje sól —
siarczan wapniowy:
+^SO4 -> CaS°4
W tej reakcji jeden dwu wartościowy atom wapnia zastępuje dwa
atomy wodoru, wiążąc się z resztą kwasową.
63. Skład soli i sposoby ich otrzymywania
Na podstawie poznanych przykładów możemy ustalić skład soli.
Sole są to związki chemiczne, których cząsteczki składają się
125
cząsteczkach kwasów przez atomy metalu
HCl — NaCl
HtSOł — Na.SO,
Napisany wzory cząsteczek kilku soli:
chlorek
sodowy
Na2SO
siarczan
sodowy
CaCl2
chlorek
wapniowy
CaSO4
siarczan
wapniowy
Zauw ażcie, że w cząsteczce soli suma wartościowości atomów metalu
równa jest wartościowości reszt kwasowych. Nazwy soli składają się
z dwu wyrazów. Pierwszy z nich — rzeczownik — pochodzi od nazwy
kwasu, z którego sól powstała, drugi — przymiotnik — od nazwy metalu.
Na przykład: MgSO4 — siarczan magnezowy.
Zestawmy poznane sposoby otrzymywania soli. Mogą one
powstawać w reakcjach:
a)	metali z kwasami; atomy metalu wypierają wtedy z cząsteczek
kwasów atomy wodoru, twrorząc cząsteczki soli:
każdy kwas i nie każdy metal reagują
(zapamiętajmy jednak, że nie
w ten sposób),
b)	tlenków metali z kwasami:	_____
Mgffl-r 2H< ! -> MgCl2 4-J-1,0
(również nie każdy tlenek metalu i nie każdy kwas reagują ze sobą),
c) zasad z kwasami:
metal_______________
tlenek metalu_______
wodorotlenek metalu
sól 4* "’°^a
Niektóre sole powstają przez łączenie	^^chlorem
Aład chlorek sodowy można otrzym
na sód.
126
64. Siarczany
Sole kwasu siarkowego nazywamy siarczanami.
H2SO4 — kwas siarkowy
Na2SO4 — siarczan sodowy
CaSO4 — siarczan wapniowy
CuSO., — siarczan miedziowy
MgSO4 — siarczan magnezowy
Cząsteczki siarczanów składają się z atomów' metali i dwu wartościo-
wych reszt kwasu siarkowego.
Wiele siarczanów występuje w przyrodzie w postaci minerałów, nie-
które otrzymuje się sztucznie — ze względu na ich duże znaczenie
praktyczne.
DOŚWIADCZENIE 74. Obejrzyj kryształy siarczanu sodowego,
siarczanu magnezowego, gipsu, siarczanu miedziowego.
Zwróć uwagę na ich kształt, połysk, barwę, twardość.
Siarczan sodowy Na^SO, znajduje się w wodach wielu źródeł
leczniczych. Z roztworów wrodnych wydziela się w postaci krystalicznej
soli, zwanej solą glauberską.
Siarczan magnezowy MgSO4 jest składnikiem wód wielu źródeł
mineralnych i wody morskiej. Wchodzi także w skład niektórych mi-
nerałów. Pod nazwą soli gorzkiej stosuje się go w lecznictwie, jako środek
przeczyszczaj ący.
Siarczan wapniowy CaSO4 występuje w przyrodzie jako minerał
gips. Z minerału tego wytwarza się tzw. gips palony używany w budow-
nictwie, a także — na małą skalę — do zalepiania drobnych uszkodzeń
tynku w ścianach.
Pokłady gipsu występują w Polsce na Dolnym Śląsku i w wojewódz-
twie kieleckim w dolinie Nidy.
Siarczan miedziowy CuSO4 wydziela się z roztworu w postaci
niebieskich kryształków. Roztwór siarczanu miedziowego niszczy bak-
terie, pleśnie i grzybki pasożytnicze. Sporządza się z niego ciecz, którą
stosuje się do spryskiwania drzew i krzewów', a także do moczenia —
przed siewem — ziarna zbóż (jeżeli były’ one porażone grzybem paso-
żytniczym).
127
65.	Azotany
Azotanami nazywamy sole kwasu azotowego. Oto kilka z nich:
kwas azotowy — HNO3, •.	azotan potasowy — KNO3,
azotan sodowy — NaNO3,	azotan wapniowy— Ca(NO3)2.
DOŚWIADCZENIE 75. Obejrzyj próbki azotanów: sodowego, po-
tasowego i wapniowego. Sprawdź, czy dobrze rozpuszczają się w wo-
dzie.
Niektóre azotany występują w przyrodzie w postaci minerałów, jednak
większość soli kwasu azotowego otrzymuje się sztucznie.
Azotan sodowry NaNO3, zwany saletrą sodową lub chilijską (czy-
taj: czylijską), spotyka się w postaci dużych pokładów w Chile w Ame-
ryce Południowej. Jest to sól tworząca bezbarwne kryształy dobrze roz-
puszczalne wz wodzie. Pozostawiona na dłuższy czas w nieszczelnym
opakowaniu saletra sodowa rozpływa się, gdyż wchłania wilgoć z powie-
trza. Sól ta ma zastosowanie jako nawóz mineralny. W gospodarstwie
domowym i przy wyrobie wędlin używa się jej do konserwowania mięsa.
W skali przemysłowej otrzymuje się saletrę sodową z innych związków'
sodu i z kwasu azotowego.
Azotan potasowy KNO3 zwany jest saletrą potasową. Tworzy
bezbarwne kryształy dobrze rozpuszczalne w wodzie, lecz nie wchłania
tak silnie wilgoci jak saletra sodowa. Jest stosowany jako nawóz mineral-
ny, a także do wyrobu prochu strzelniczego czarnego (mieszaniny sa-
letry, siarki i węgla drzewnego).
Azotan wapniowy Ca(NO3)2, czyli saletra wapniowa, jest solą
krystaliczną, dobrze rozpuszczalną w wodzie. Wytwarza się ją na skalę
przemysłową, gdyż ma szerokie zastosowanie jako nawóz mineralny. Jed-
nym ze sposobów otrzymywania saletry wapniowej jest działanie kwasu
azotowego na wapno gaszone. Mamy tu typową reakcję zobojętnienia:
Ca|(OH)2 + 2HNO3 -> Ca(NO3)2 + 2H2O
OH HNO3
cf +	_>Ca(NO3)2+2H2O.
OH HNO3
128
66.	Węglany
Węglany są to sole kwasu węglowego. Np.:
H2CO3	kwas węglowy,	CaCO3 — węglan wapniowy,
Na2CO3	węglan sodowy, MgCO3 — węglan magnezowy.
Węglan sodowy Na2CO3, zwany potocznie sodą (lub „sodą kal-
cynowaną — dla odróżnienia od „sody żrącej”), występuje w przyro-
dzie w niewielkich ilościach w wodach niektórych jezior. Duże ilości tej
soli produkuje przemysł.
Soda używana jest do produkcji szkła, mydła, papieru, do wypełnia-
nia gaśnic oraz do wielu innych celów. W gospodarstwie domowym soda
jest stosowana do zmiękczania wody do prania i szorowania. Ze względu
na jej znaczenie praktyczne i rozmiary produkcji, soda zajmuje w prze-
myśle chemicznym pierwsze miejsce po kwasie siarkowym.
Produkcja sody w Polsce stale wzrasta. Wynosiła ona:
w r. 1947 — 81,2 tys. ton,
„	1950 — 149	........
1955 — 219
w r. 1960 — 533 tys. ton,
»	1%4 — 596 „	„ ,
„	1975 — 730 „	„ .
>>	ł
Węglan wapniowy CaCO3 spotykamy w przyrodzie jako tzw. wa-
pień. Tworzy on skały wapienne, a także pokłady kredy i marmuru.
Marmur posiada budowę krystaliczną.
DOŚWIADCZENIE 76. Obejrzyj okazy kamienia wapiennego,
kredy, marmuru; zbadaj ich twardość, połysk, rozpuszczalność
w wodzie.
Ze skał wapiennych zbudowana jest Wyżyna Krakowsko-Często-
chowska, spotykamy je też w Pieninach, Tatrach, Górach Świętokrzys-
kich, na Wyżynie Lubelskiej. Pasma górskie utworzone ze skał wapien-
nych odznaczają się wielką malowniczością (dolina Prądnika, Dolina
Kościeliska).
Kreda występuje w okolicach Chełma w województwie lubelskim,
marmury zaś koło Krzeszowic w woj. krakowskim i w okolicach Chęcin.
Kamień wapienny stosowany jest jako materiał budowlany; stosuje-
my go także do produkcji wapna, cementu i szkła oraz przy otrzymywa-
niu żelaza.
Chemia VII — 9
129
Węglan magnezowy MgCO, to lekki, biały proszek niern,„
T? "y W w°dzie; jest używany w przemyśle farmaceutycznym jak
Weil™ n e t0FyCh lckow> a ,akżc do wyrobu pasty i proszku do zębów
Węglan magnezowy jest składnikiem wielu skał.
67.	Fosforany
kwas fosforowy,
fosforan sodowy,
Fosforanami nazywamy sole kwasu fosforowego:
H3PO4
Na3PO
Ca3(PO4)j — fosforan wapniowy.
Piszac wzór cząsteczki fosforanu wapniowego pamiętamy, że sól ta powstaje przez
zastąpienie atomow wodoru w cząsteczce kwasu fosforowego przez atomy metalu. Reszta
kwasu fosforowego jest trójwartościowa, atom wapnia zaś — dwuwartościowy. W czą.
steczce fosforanu wapniowego na dwie reszty kwasowe (2 X 3 wartościowości = 6 warto-
ściowości) przypadają trzy atomy wapnia (3x2 wartościowości = 6 wartościowości),
a więc jej skład wyraża się wzorem Ca3(PO4)2.
Fosforan wapniowy Ca3(PO4)2, sól nierozpuszczalna w wodzie,
jest głównym składnikiem minerałów zwanych fosforytami; zawierają go
także kości zwierzęce. Sól ta jest stosowana w rolnictwie jako nawóz mi-
neralny, dostarczający roślinom fosforu. Przez zmielenie naturalnych
fosforytów otrzymuje się tzw. mączkę fosforytową, po odpowiedniej zaś
przeróbce kości — mączkę kostną.
Fosforan wapniowy nie rozpuszcza się w wodzie i dlatego rośliny mo-
gą z tego nawozu korzystać dopiero wtedy, gdy w glebie po jakimś czasie
powstaną z niego związki rozpuszczalne-.
W produkcji na skalę przemysłową fosforyty przerabia się na super-
fosfat, nawóz fosforowy, dość dobrze rozpuszczalny w wodzie i dlatego
szybciej wpływający na rozwój roślin. W Polsce niewielkie ilości fos-
forytów znajdują się nad Wisłą koło Annopola.
68.	Zastosowanie soli
Omawiając różne sole, wspominaliśmy już, jak wielkie znaczenie prak-
tyczne mają te związki. Wiele soli wchodzi w skład skorupy ziemskiej.
Z węglanu wapniowego i węglanu magnezowego są zbudowane całe pas-
130
ma górskie. Gips, sól kamienna, chlorek potasowy tworzą pokłady, które
eksploatuje człowiek.
Sole znajdują się w wodach mórz, jezior, źródeł mineralnych, rzek.
Wszystkie niemal wody naturalne zawierają rozpuszczone sole; niektóre
wody źródlane wykorzystuje się w celach leczniczych. Znamy źródła
lecznicze zawierające roztwory soli sodu, potasu, magnezu, żelaza.
W Polsce źródła mineralne znajdują się m. in. w Szczawnicy, Krynicy,
Iwoniczu, Dusznikach, Polanicy, Lądku, Inowrocławiu, Ciechocinku.
Sole stanowią surowce chemiczne bardzo cenne w gospodarce naro-
dowej. Poznaliśmy już olbrzymie znaczenie węglanu wapniowego, wie-
my, że używa się go bezpośrednio jako budulca, stosuje się w hutnictwie
metali i szkła, do nawożenia gleby, do produkcji sody lub też przerabia
na wapno i cement. Omawialiśmy również zastosowanie soli kamiennej
i gipsu.
Z niektórych soli, występujących w przyrodzie w postaci minerałów,
otrzymuje się metale: wapń, magnez, cynk, ołów' i inne. Sole mają też
wielkie znaczenie gospodarcze jako nawrozy sztuczne.
Nie sposób wymienić wszystkich zastosowań soli w gospodarce na- *
rodowej — podaliśmy tu zaledwie kilka przykładów.
W gospodarstwie domowym niezbędna jest nie tylko sól kamienna.
Do zmiękczania wody stosujemy sodę, która jest także zawarta w prosz-
kach do prania. Węglan magnezowy lub kreda zawarte są wr paście i prosz-
kach do czyszczenia zębów.
Sole znajdują się w tkankach żywych organizmów — są konieczne
dla przebiegu wielu procesów' życiowrych. Krew', pot i łzy są słone. Sole
dostają się do organizmu z pokarmami roślinnymi i zwierzęcymi oraz
z napojami.
131
Praca domowa
1. Poszukaj różnych soli w swoim otoczeniu domowym. Zapisz
w zeszycie, które z poznanych w szkole soli udało Ci się odnaleźć.
2. Słyszałeś na pewno o glebach kwaśnych i o tym, że nie udaje się
na nich uprawa roślin. Obmyśl, jak mógłbyś zbadać, czy dana gleba jest
kwaśna. Wykonaj taką próbę.
Rolnicy mów ią, że gleby kwaśne należy wapnować. Jak przetłumaczysz
to powiedzenie na „język chemiczny” ?O jaką tu chodzi reakcję?
3. Posługując się barwnymi kulkami plasteliny jako modelami ato-
mów, sporządź modele cząsteczek zasady sodowrej i kwasu solnego i przed-
staw z ich pomocą reakcję zobojętniania. Tak samo zobrazuj reakcję
kwasu solnego z a) żelazem, b) tlenkiem cynku.
PYTANIA
1.	Napisz równanie reakcji kwrasu siarkowego z cynkiem.
2.	a) Podaj przykłady i napisz rówmanie reakcji otrzymywania soli
magnezowej kwasu siarkowego różnymi sposobami.
3.	Napisz wzory cząsteczek soli sodowych kwasów: a) solnego,
b) siarkowego, c) azotowego, d) węglowego. Nazwij je.
4.	Dlaczego murarze zakopują wrapno gaszone do dołu, jeżeli
chcą je przechować przez dłuższy czas ?
5.	Napisz wzory cząsteczek: a) siarczanu sodowego, b) siarczanu
magnezowego, c) chlorku sodowego, d) chlorku potasowego,
e) chlorku wapniowego, f) chlorku glinowego (Al111) g) fosfo-
ranu sodowego.
6.	Napisz trzy równania reakcji zobojętnienia i nazwij związki,
które powstały w tych reakcjach.
7.	Wymień spośród poznanych soli te, które: a) dobrze rozpusz-
czają się w wodzie, b) są nierozpuszczalne w wodzie. Napisz
wzory ich cząsteczek.
8.	Dlaczego woda destylowana nie może służyć jako napój ?
9.	Po odparowaniu 30 g roztworu otrzymano 3 g soli. Jakie było
stężenie roztworu ?	. .
10.	Ile soli można otrzymać z 200 kg wody morskiej, która zawiera
3,5% tej soli ?
Tabela bardziej
znanych pierwiastków
Symbol
Maaa atomowa •
oraz jej wartość
Wartość
przybli-
Wartoiciowoić

Azot
Chlor
Chrom
Cyna
Cynk
Fosfor
Glin
Krzem
Magnez
Miedź
Nikiel
Ołów
Platyna
Potas
Rtęć
Siarka
Sód
Srebro
Tlen
Wapń
Węgiel
Wodór
Wolfram
Złoto
Żelazo
N
Cl
Sn
Zn
Al
Mg
Cu
Ni
Pb
Pt
Hg
Na
Ca
W
Au
Fe
14,0067
35,453
51,996
118,69
65,37
30,9738
26,9815
28,086
24,312
63,54
14
52
119
65
31
27
28
24
I, III, V, VII
II, III, VI
II, IV
II
III, V
III
IV
207,19
195,09
39,102
200,59
32,064
22,9898
107,870
15,9994
40,08
12,01115
1,00797
183,85
196,967
55,847
59
207
195
39
201
32
108
16
40
12
184
197
56

• Przy rozwiązywaniu zadań wartości
całkowitych.
II,
II,
II,
II
III
IV
IV
I, II
II, IV, VI
II
II
II, IV
II, III, IV, V, VI
I, III
II, III
mas atomowych zaokrąglamy do liczb
133
ODPOWIEDZI
I
Zad. 5. a) 370,37 cm\ b) 127,22 cm1, c) 46,62 cm1
Zad. 6. 15 g ołowiu i 2,5 g cyny
Zad. 7. 200 kg brązu i 180 kg miedzi
II
Zad. 4, Człowiek robi średnio 16 oddechów na 1 minutę; klasa zużywa, podczas godziny
lekcyjnej 7200 litrów tlenu.
Zad. 5, a) 84 m’> b) około 17 mJ
Zad. 6. 0,16 g
Zad. 8. 15,75 I
III
Zad. 5. a) około 14,4 raza, b) około 15,9 raza
Zad. 7. Tlen; objętość • 2 cm’
Zad. 9. 2 g
IV
Zad. 5. 80 g
V
Zad. 12. a) 12,5 : 1, b) 1,5 : 1
Zad. 13. 60%
VII
Zad. 4. a)
___________________20 g (masa soli) _ . 1(x)»o ~ 16ł7o(
120
Zad. 5. 26,5%;
g (mana roztworu)
Zad. 7. 72 gv
, Zad. 8. 150 g. 350 g; Zad. 9. 8,9 g.
134
IX
Zad. 7. 20 g;
VIII
Zad. 6. 30 g
Zad. 9. 10%; Zad. 10. 7 kg
SPIS TREŚCI
Wstęp.....
I.	Metale
1.	Badanie metali....................................................... 5
2.	Właściwości metali .................................................. 8
3.	Stopy metali.......................................................   9
4.	Zachowanie się	metali w powietrzu ................................... 9
II.	Powietrze. Tlen
5.	Badanie powietrza................................................	14
6.	Tlen............................................................... 15
7.	Reakcja utlenienia. Spalanie metali w powietrzu i w tlenie......... 17
8.	Reakcja syntezy. Tlenki metali..................................... 20
9.	Reakcja rozkładu .................................................. 21
10.	Związek chemiczny. Pierwiastek..................................... 22
11.	Prawo zachowania masy.............................................. 22
12.	Znaczenie i zastosowanie tlenu...............................,	...	24
13.	Ochrona powietrza ................................................. 26
III.	Woda. Wodór
14.	Działanie metali na wodę .......................................... 30
15.	Właściwości wodoru ..............................................	33
16.	Rozkład wody prądem	elektrycznym ................................ 34
17.	Spalanie wodoru ................................................... 36
18.	Redukcja........................................................... 38
19.	Zastosowania wodoru ........... ..................................  39
20.	Stałość składu związku chemicznego ..............................   40
21.	Korozja metali..................................................... 42
IV.	Związki metali z chlorem i siarką
22.	Chlor.............................................................. 47
23.	Działanie chloru na metale......................................... 48
24.	Siarka. Siarczki .................................................. 49
25.	Występowanie siarki i siarczków w	Polsce.................... 50
26.	Mieszanina a związek chemiczny..................................... 52
27.	Reakcja chemiczna a zjawisko fizyczne.............................. 54
V.	Atom. Cząsteczka
28.	Co to jest atom ?................................................   57
29.	Objętość i masa atomów............................................. 59
30.	Symbole chemiczne.................................................. 62
31.	łączenie się atomów w reakcjach	chemicznych. Cząsteczki ........... 62
32.	Równania chemiczne................................................. 65
135
33.
VI.
Wnrtoiciowoik’
< ‘bbczenia chemiczne ..........................
Niemetale i ich tlenki .............................
Siarka. Dwutlenek siarki
Dwutlenek węgla	......................
Tlenek węgla ...	..........................
Kedukcja tlenków' metali za pomoc, wyRU.........
Dwutlenek krzemu	...........
35.
36.
VII.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
Woda jako rozpuszczalnik
Występowanie pierwiastków na Ziemi
VIII.
IX.
,C2ne«° na podstawie war
z°ru z\vn|7,ku
45. Stężenie procentowe roztworu
46. Wydzielanie substancji stałej z zawiesiny i' z roztworu wodnego /
y
Działanie wody na tlenki metali
48. Działanie wapnia i sodu na wodę
Wodorotlenek sodowy...................
Zasady i ich zastosowanie........
47.
49.
50.
Kwasy
51.	Działanie wody na tlenki niemetali
52.	Kwas siarkowy...................
53.	Kwas azotowy ...................
54.	Kwas fosforowy..................
55.	Chlorowodór.....................
56.	Kwas solny (chlorowodorowy) . ..
57.	Skład i właściwości kwasów .....
Sole
58.	Działanie kwasu solnego na metale.......
59.	Działanie kwasu solnego na tlenki metali
60.	Działanie kwasu solnego na zasady........
61.	Chlorki .................................'	* *’*	.
62.	Działanie kwasu siarkowego na metale, tlenki i wo orot en i m
63.	Skład soli i sposoby ich otrzymywania ....................
64.	Siarczany................................................. .
...........................
65-	............................... .............................
66.	Węglany ........................ ............................
67.	Fosforany ........................ ..........................
68.	Zastosowanie soli...........••........... ...................
Tabela bardziej znanych pierwiastków...........  •...............
Odpowiedzi ......
69
72
73
74
78
80
82
83
85
86
86
90
92
93
98
101
102
103
106
108
112
112
113
115
115
118
120
121
122
124
125
127
128
129
130
130
133
134
Karta podręcznika