Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
KE01 Kemiaa kaikkialla - Coggle Diagram
KE01 Kemiaa kaikkialla
1 Kemiaa kaikkialla
1.1 Kemikaaleja kaikkialla
Kemikaali on kemiallinen aine, jolla on rakenteensa mukainen nimi
Synteettinen kemikaali on teollisesti tuotettu tiettyä käyttötarkoitusta varten
Lisäaineita merkitään E-koodeilla
Lisäaineiden turvallisuus ilmoitetaan AD-arvona (päivittäinen hyväksytty määrä) mg/kg/vrk
Bioaktiiviset aineet ovat esim. marjojen väriaineet eli antosyaanit sekä kasvisten väriaineet eli karotenoidit
biokatiiviset aineet ovat tunnetusti terveyttä edistäviä
1.2 Maailmankaikkeuden ja solujen kemiaa
30% maailmankaikkeuden aineesta heliumia ja n. 70% vetyä
syntynyt alkuräjähdyksessä (Big Bang)
muut alkuaineet syntyneet tähtien ydinreaktioiden seurauksena
ydinreaktiossa atomien ytimet yhdistyvät eli protonien ja neutronien määrä lisääntyy
Metalleja raksaammat alkuaineet syntyvät supernovaräjähdyksissä
soluissa esiintyviä, elämälle välttämättömiä orgaanisia molekyylejä kutsutaan biomolekyyleiksi
hiilihydraatit, rasvat, proteiinit, nukleiinihapot
Kehossa eniten neljää alkuainetta: happi O, hiili C, vety H, typpi N
myös kuitenkin fosforia, kalsiumia ja kalsiumfosfaattia (luusto)
myös hivenaineita, eli aineita, joiden pitoisuus on erittäin pieni (kuten rauta)
1.3 Kemia yhteiskuntamme peruspilarina
Kemianteollisuus on tärkeimpiä Suomen vientialojamme
Bio- ja kiertotalous, erilaiset cleantech-sovellukset sekä energiaa säästävät ratkaisut tukevat kestävää kehitystä
Suomessa on suuret biomassavarannot
Biotalous pohjautuu biologian, kemian ja tekniikan yhteiskäyttöön
2 Erilaisia aineita ja erotusmenetelmiä
2.1 kolme olomuotoa
kiinteä (s), neste (l), kaasu (g), vesiliuos (aq)
olomuoto määräytyy kemiallisten sidosten vahvuuksista, joilla rakenneosat ovat kiinni
ionit, atomit, molekyylit
lämpöä sitovat olomuodonmuutokset ovat endotermisia (neste kaasuksi, sulaminen)
lämpöä vapauttavat olomuodonmuutokset ovat eksoterlmisia (jähmettyminen, tiivistyminen)
sublimoituminen tarkoittaa aineen muuttumista kiinteästä kaasuksi (jodi, ammióniumkloridi)
härmistyminen taas tarkoittaa kaasusta kiinteäksi muuttumista
sidostyyppejä on mm. disperisovoimat, ionisidokset ja vetysidokset
2.2 Puhtaat aineet ja seokset
aineet voidaan jakaa puhtaisiin aineisiin sekä seoksiin
puhtaita aineita ovat kaikki alkuaineet
yhdisteet koostuvat vähintään kahdesta alkuaineesta
muodostuu joko ioni- tai molekyyliyhdisteitä
seos voi olla heterogeeninen tai homogeeninen
alkuaineet jakautuvat metalleihin, puolimetalleihin ja epämetalleihin
joillain alkuaineilla on allotropisia muotoja (happpi ja otsoni)
aine voi olla koostumukseltaan joko kiteinen tai amorfinen
amorfisella aineella ei ole tiettyä hilarakennetta
ei ole tarkkaa sulamispistettä
2.3 Seosten erotusmenetelmiä
suodatus
heterogeenisen seoksen kiinteän ja nestemäisten komponenttien erotteluun
haihdutus
liuottimen poisto lämmittäen seosta
tislaus
eritellään eri kiehumispisteiset nesteet toisistaan
dekantointi
jos kiinteä aine sakkaantuu pohjalle, voidaan päällä oleva neste kaataa pois
sentrifugointi
raivokkaasti pyörittämällä voidaan erotlella erilaiset komponentit joistain aineista (eism verisolut verestä)
sublimointi
soveltuu erotusmenetelmäksi kun seoksessa on aine, joka muuttuu kiinteästä suoraan kaasuksi (sublimoituu)
uutto
jos seoksen aineilla on eri liukenemisominaisuuksia, voidaan valita liuotin, joka luo seokseen useamman faasin, jolloin kerrokset on helppo eritellä toisistaan
kromatografisia menetelmiä
paperikromatografia
ajoliuso ja paikallaan pysyvä faasi (paperi)
tutkittava aine pisteeksi
ajoliuos saa tutkittavan aineen matkaamaan paperia ylöspäin
ohutlevykromatografia
pylväskromatografia
2.4 Seoksen pitoisuuslaskuja
massaprosentti
tilavuusprosentti
3 Kaikki koostuu atomeista
3.1 Atomin rakenneosat
ydin (protonit ja neutronit) ja kiertävät elektronit
protonien lukumäärä kertoo alkuaineen
protonien lukumäärä Z
massaluku A on protonien ja neutronien yhteismäärä
isotoopissa saman aljuaineen neutronien määrä on eri
3.2 Elektronirakenteen mallintaminen
Bohdin kuorimalli 1913
jokaiselle kuorelle mahtuu elektroneja kaavan
mukaan, kun n on kuoren numero
kuoret täyttyvät minimienergiaperiaatteen mukaan
pääkuorilla on myös alakuoret s,p,d ja f
3.3 Muutokset elektronirakenteessa
inertti kaasu ei reafoi muiden aineiden kanssa (helium, argon)
inetrteillä aineilla oktetti, eli uloin elektronikuoren s ja p kuoret täynnä
ioni on joko luovuttanut (+/hapettunut/kationi) tai vastaanottanut (-/pelkistynyt/anioni) oktetin saavuttamiseksi
virittyminen on elektronin lyhytaikainen, korkeaenerginen tila
virittymisessa elektroni siirtyy korkeammalle energistasolle
viritystilan purkautuminen vapauttaa sähkömagneettista säteilyä (valoa)
3.4 Jaksollisen järjestelmän rakenne
alkuaineet on järjestetty kasvavan järjestysluvun mukaisesti
vaakarivejä kutsutaan jaksoiksi
pystyrivejä ryhmiksi
4 Aineiden ominaisuudet ja kemialliset sidokset
4.1 alkuaineet
Metalliatomin uloimmalla kuorella on yleensä 1-3 elektronia
yksittäisten atomien yhdistyessä kukin luovuttaa elektroninsa yleiseen käyttööm, jolloin muodostuu metallihila
lämmönjohtavuus, sähkönjohtavuus, muotoiltavuus ja kesto hilan ansiota
epämetalleja esiintyy huoneenlämmössä jokaisessa muodossa
huokoisempaa ja heiveröisempää kuin metallit, eriste
4.2 Yhdisteet
