K miai alapismeretek
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 73

K miai BSc PowerPoint PPT Presentation


  • 129 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

A k

Download Presentation

K miai BSc

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


K miai alapismeretek

Kmiai alapismeretek

Kmiai BSc


K miai bsc

A kmiai alapismeretek trgy ismeretanyaga szervesen bepl a trs termszettudomnyokba.

Kmia nlkl nem rthetnnk meg az elemi lettani, geolgiai, meteorolgiai folyamatokat, nem gygyulhatnnk fel sok-sok betegsgnkbl. Kmiai talaktsokkal tudunk ellltani j hasznlati anyagokat, trgyakat, vagy fel tudjuk ismerni az egszsgnket, krnyezetnket krost anyagokat.

A kmia az atomok, molekulk tudomnya. Ezekbl a parnyi rszecskkbl pl fel a minket krlvev vilg, a mindennapjainkat meghatroz legtbb anyag.


K miai bsc

Az alapvet kmiai fogalomrendszer hasznlata az anyagok tulajdonsgainak megismersnl s a kzttk lejtszd folyamatok lersnl nlklzhetetlen.

/pl.: vegyjel, kplet, ml, molris trfogat, anyag-, energia-, s tltsmegmaradsi trvnyek,vltozzokat ler egyenletek, peridusos rendszer, szerkezet, fzisok, stb./

A kmia az anyag felptsnak, tulajdonsgainak, az anyagfajtk egymsba alakulsainak tudomnya.


Term szettudom nyok

Csillagszat

Matematika

Fizika

Kmia

Biolgia

BSc

Biolgia

(Fizika)

Fldrajz

Kmia

Krnyezettudomny

Informatika

Matematika

Termszettudomnyok

EKF TTK


Technoszf ra bioszf ra emberi tev kenys g term szeti k rnyezet produktuma

Technoszfra BioszfraEmberi tevkenysg-Termszeti krnyezet produktuma

  • Krnyezetvdelem, krnyezeti kmia

  • Tpllkozs. Gygyszerek hatsa

  • Energiaellts


K miai bsc

Az ember tevkenysge rvn termszeti krnyezett llandan alaktja, vltoztatja. A Fld, mint e tevkenysg szntere vezredeken t gyakorlatilag korltlan kapacits puffernek bizonyult, azaz az emberi tevkenysget gy trte el, hogy ekzben alapvet vltozst nem szenvedett. m az elmlt nhny vtizedben nyilvnvalv vlt, hogy az emberisg ltszmnak s ezzel egytt az ipari termelsnek ugrsszer nvekedse, az lvilg egyes fajtinak visszaszorulsa, illetve kihalsa maradandan megvltoztatja a krnyezetet. A leveg, a vz, a talaj egyre tbb idegen anyagot, olyan kemiklikat tartalmaz, amelyeket mg 100 vvel ezeltt sem ismert az emberisg.


K miai bsc

  • A civilizcis fejlds eredmnyeknt a kt globlis rendszer: a technoszfra s a bioszfra egyenslya megbomlott. Technoszfrn azoknak az objektumoknak az sszessgt rtjk, amelyek emberi tevkenysggel jttek ltre, s nem a termszetben keletkeztek. Bioszfrnak a termszeti krnyezetet, vagyis a Fld biolgiai s geolgiai rendszereinek egyttest nevezzk. Hossz ideig a technikai fejlds nyersanyag- s energiaignynek kielgtse szinte korltlannak ltszott, msrszt a technoszfrbl szrmaz hulladkot a bioszfra kpes volt maradktalanul befogadni.


K miai bsc

Ez a kp jelenleg kedveztlen vltozst mutat: 1950 s 1990 kztt a vilg npessge megktszerezdtt, a vilggazdasgi termels pedig kzel ngyszeresre ntt. Ezrt a nyersanyag- s energiaforrsok vgessge s a krnyezet hulladktr kpessge egyre hatrozottabban kirajzoldott az utbbi vtizedekben.


K miai bsc

A kutatsok eredmnyeknt eddig tbb, mint tmilli kmiai vegyletet lltottak el. A vilg vegyipara vente mintegy szztven milli tonna vegyi anyagot termel. Ezek jelents rsze n. termszetidegen vegylet. Msknt fogalmazva, az emberisg ma az addig csak a termszetben elfordul vegyletek sort technikai mretekben lltja el, tovbb olyan termszettl idegen anyagok milliit szintetizlja, amelyek specilis tulajdonsgokkal s alkalmazsi terlettel rendelkeznek.


K miai bsc

Mindez termszetesen nem maradhatott hats nlkl a termszeti krnyezetre, hanem elvezetett a kmiai elemek krforgsnak felgyorsulshoz, a legknnyebben kitermelhet nyersanyagtelepek kimerlshez. Kzben a hulladkok hatalmas mennyisge keletkezik, amelyek elhelyezst s hatst a biolgiai rendszerekre nem tudjuk egyrtelmen megoldani, illetve megtlni.


K miai bsc

A vilggazdasg mai szintje azt kvnja meg, hogy a Fld rvid id alatt nem regenerld erforrsaibl vente mintegy 105 Mt = 1011 tonna = 1014 kg anyagot hasznljunk fel. Ennek a roppant anyagmennyisgnek egy rsze hulladkknt jelenik meg. Felmerlt az a veszly, hogy ha a biokmiai krfolyamatokban mkd ellenrz s talakt mechanizmusok kapacitst ezzel a krfolyamatok kompenzl kpessgt tllpjk, az kolgiai rendszerek mkdse irreverzibilisen is megvltozhat. A krnyezetszennyezst teht gy is definilhatjuk, mint az kolgiai rendszerek dinamikus egyenslynak megzavarst vagy megszntetst.


A l gk r k mi j hoz

A lgkr kmijhoz

Az, hogy a Fldn kialakulhatott az let, a Naptl val kedvez tvolsgnak, a hliumnl nehezebb elemek kpzdsnek, valamint a vzburok s a lgkr kialakulsnak ksznhet. Hiszen gondoljuk arra, hogy az ember tpllk nlkl t htig is lhet, de vz nlkl kb. t napot, leveg nlkl pedig kevesebb, mint t percet br ki. A felntt ember normlis letmkdshez naponta 15 kg (kb. 13 m3) leveg szksges. Az anyagcsere-folyamatokon kvl a leveg alapvet felttele a ltsnak, a hallsnak s a szaglsnak is.


K miai bsc

Hogyan vltozik a tengerszint feletti magassggal a lgnyoms? A tengerszintnek megfelel magassgban kis ingadozsoktl eltekintve amit a vltoz pratartalom okoz j kzeltssel 101 kPa a lgnyoms. 1000 mter magassgban (pl. Kkestetn) mr csak 89 kPa, 2000 mteren 79 kPa, 3000 mter magassgban 70 kPa, 4000 mter magas hegycscson 61 kPa, 5000 mter magassgban (kzel ennyi a Monc Blanc cscsa) csak 54 kPa a lgnyoms, ami igen nagy megterhelst okozhat az ilyen krlmnyekhez nem szokott hegymszknak.

A lgkr fbb kmiai alkoti:

  • 78% N2

  • 21% O2

  • Kb. 1% Ar

  • 0,035% CO2 (35ppm)

  • vzgz


C o 2 co 2 co 2 h 2 o h 2 co 3

Szn- dioxid (CO2)

C + O2 CO2 CO2 + H2O H2CO3

Szn s szntartalm anyagok tkletes gsekor keletkezik. Hossz ideig egyenslyban volt a Fld szn-dioxid-hztartsa, mert a nvnyek fotoszintzisk sorn jelents mennyisg szn-dioxidot ktnek meg s oxignt bocstanak ki. Szz vvel ezeltt a lgkri szn-dioxid-koncentrci mg csak 290 ppm volt, jelenleg 350 ppm. Az utbbi vtizedekben viszont a trpusi erdk terletnek cskkensvel a szn-dioxid megktse jelentsen cskkent, az iparosods s a kzlekeds fejldse viszont azt eredmnyezte, hogy a kibocsts llandan s gyors temben ntt. A szn-dioxid-molekula stabilis, tlagos tartzkodsa a lgkrben mintegy 1015 v. Ez a hromfle hats egyttesen okozza azt a tnyt, hogy az egyensly megbomlott, s vrl vre rohamosan n az n. nett kibocsts. Ez Magyarorszgra vonatkoztatva vi 3035 milli tonna. A teljes kibocsts a Fldn jelenleg 25 millird tonna/v.


Sz n monoxid co

Szn-monoxid (CO)

  • Szntelen, szagtalan, vzben kevsb oldd gz. Szntartalm anyagok tkletlen gsekor keletkezik. Rendkvl mrgez emberre, llatra egyarnt. A vr hemoglobinjval stabilisabb komplexet kpez, mint az oxign, gy megakadlyozza annak a megktst s szlltst, azaz a gzcsert, ezrt fulladsos hallt okoz.

  • Jelljk az oxignnel kpzett komplexet Hem.O2-nel, a szn-monoxid-komplexet pedig Hem.CO-dal. Felrhatjuk a kvetkez egyenslyi folyamatot:

  • CO + Hem.O2 O2 + Hem.CO

  • A folyamat egyenslyi llandjnak rtke: 200.


K miai bsc

  • A folyamat egyenslyi llandjnak rtke: 200.

  • K =

  • Az egyenslyi lland nagy rtke azt jelenti, hogy mr kis szn-monoxid-koncentrci is lekti a hemoglobint.

  • Ha pl. a [CO] elri az [O2] 200-ad rszt, akkor

  • Ez azt jelenti, hogy a hemoglobin fele a szn-monoxiddal kpez komplexet az oxign helyett. gy kevs Hem. O2 komplex marad ahhoz, hogy ellssa a szervezetet oxignnel. Ha 20%-ban talakul a Hem. O2 Hem.CO-d, az mr vgzetes lehet.


Benzin g se

Benzin gse

  • Ttelezzk fel, hogy a benzin fleg C8H18 sszettel oktnbl ll, a leveg 1 molja pedig 0,21 mol O2-bl s 0,79 mol N2-bl, tlagos molris tmege 29 g/mol. Ha a benzin gse nem tkletes a robbanmotorban, akkor a kvetkez folyamat megy vgbe:

    C8H18 + 8,5 O2 = 8 CO + 9 H2O

  • A benzin tkletes gsnek reakciegyenlete:

    C8H18 + 12,5 O2 = 8 CO2 + 9 H2O

  • 12,5 mol O2 mellett a leveg sszettelnek megfelelen 47,0 mol N2 is jelen van. A reakciegyenlet alapjn kiszmthatjuk, hogy 1 mol, azaz 114 g (8*12 + 18) benzin elgshez 1725 g (59,5*29) leveg szksges. Teht az elmleti leveg: zemanyag tmegarny =


Sz nhidrog nek

Sznhidrognek

  • A legegyszerbb sznhidrognbl, a metnbl (CH4) 67 millird tonna van a lgkrben. Ennek jelents rsze termszetes forrsokbl, a szerves anyagok anaerob bomlsa rvn kerl a levegbe.

  • Nagy mennyisg metn keletkezik pl. a vzzel elrasztott rizsfldeken. Az llatok, klnsen a szarvasmarhk emsztse is jelents metnforrs. A kzetekbl is szmottev mennyisg metn szabadul ki a bnyamvels s a fldgzkitermels sorn. vente globlisan kb. 1 millird tonna metn jut a levegbe, ennek 70%-a antropogn eredet. A magyarorszgi kibocsts 700800 ezer tonnra becslhet.

  • Az utols 100 vben a metnkoncentrci is jelents nvekedst mutat: a tbbszz vig lland 0,77 ppm rtkrl hirtelen 1,7 ppm-re ntt. (1ppm=1cm3/m3)


Met n ch 4

Lgkri tlagos tartzkodsi ideje 510 v. A teljes troposzfrban elkeveredik, ahol rvidebb-hosszabb id alatt szn-monoxidd, majd szn-dioxidd oxidldik, s gy visszatr a lgkrbl a bioszfrba s az cenokba.

s: halognezett sznhidrognek

aroms sznhidrognek

policiklusos sznhidrognek

Metn (CH4)


A v z k rforg sa 1000 km 3 v

A vz krforgsa (1000 km3/v)


K miai bsc

O2


K miai bsc

CO2


K miai bsc

Az veghzhats

4


K miai bsc

Az veghzhatst szemlltet ksrlet


Az lelmiszerek s a szervezet sav l g egyens lya

Az lelmiszerek s a szervezet sav-lg egyenslya

  • Az anyagcsere-folyamat sorn a felvett tpllk szmos kmiai vltozson megy keresztl, s vagy bepl a szervezetbe, vagy energiaknt hasznldik fel. Megfelel kzegben ezek a folyamatok optimlisan mkdnek. A vrplazmban enyhn lgos kmhatsnak (pH~7,1) kell lennie az egszsg fenntartsa s a betegsgek megelzse rdekben. A savas kmhats fel val eltolds szmos betegsg elidzje lehet, klnsen izleti s reumatikus problmk jelentkezse vrhat.


K miai bsc

Az anyagcsere folyamn rengeteg savas kmhatst okoz anyag keletkezik. A szervezetben foly lass gs, az exoterm oxidci sorn keletkez szn-dioxid a vrben sznsavknt nyeldik el. A sejtanyagcsere kapcsn szmos sav, pl. piroszlsav, tejsav stb. keletkezik. Mindezek az elsavasodshoz vezetnnek, ha a szervezet nem tenne vintzkedseket ennek megakadlyozsra. Pldul a vrben felszaporod sznsav ingerknt hat a lgzkzpontra, gyakoribb s mlyebb vlik a lgzs, gy tbb szn-dioxid tvozik (lgzsi pufferls). A vizelet pH-ja is szles skln mozog, gy a vese is jelents kiegyenlt szerepet jtszik. Fontos a vr n. pufferkapacitsa, amely megkti az ersebb savakat. Ha a pufferkapacitsnak tbb, mint a fele elfogy, az egyensly felbomlik, savasods jn ltre, amely fradkonysgot, lmatlansgot, nyugtalansgot okoz.


K miai bsc

A szervezet sav-lg egyenslynak megvsa rdekben igen fontos tpllkunk sszettelnek megvlasztsa. Az telek egy rszbl savas, ms rszbl lgos s igen kis rszbl semleges kmhatst okoz anyagcseretermkek keletkeznek. Nagyon fontos a megfelel arny a lg- s a savkpz telek kztt. Egyes kutatsok szerint a termszetes arny 4 : 1, azaz 80% lgos, 20% savas. Ennek betartsakor legersebb a szervezet ellenll kpessge. 3 : 1 arnynl a lgtartalk kimerl, a szervezet tbbet nem tud kompenzlni, s savasods kvetkezik be.


K miai bsc

Savkpz telek:

  • az sszes hsok, hal, baromfi, tojs

  • llati zsr, nvnyi zsiradk (margarin)

  • az sszes gabonanemek (kivve a kles)

  • di, mogyor, mandula

  • fehrliszt, fehrkenyr, rozskenyr

  • hvelyesek

  • rizs, savany gymlcsk

    Lgkpz telek:

  • gyakorlatilag minden zldsg s gymlcs

    Semleges telek:

  • tej, tejtermkek, nvnyi olajok


Civiliz ci s fejl d s nk

Technoszfra

Technoszfra

Technoszfra

Technoszfra

Technoszfra

Civilizcis fejldsnk

Bioszfra

XIX. szzad

XX. szzad

XXI. szzad


Elemek

ELEMEK

  • azonos atomok:

    Jellse: VEGYJEL-lelHe, Ca

    Elnevezs:

  • H hidrogn: vzkpz (Wasserstoff)

  • O oxign: savkpz (Sauerstoff)

  • P foszfor: fny hordoz

  • I jd: ibolya szn

  • He Nap

  • Se Hold

  • U, Np, Pu bolygk

  • Es, Md, Cm tudsok

  • Ge, Fr, Eu, Ga fldrajzi nevek


Vegy letek

VEGYLETEK

  • alkotrszek arnya lland

  • Molekulk: (szzalkos sszettel)

    Jellse: KPLET-tel

    H2O, C6H12O6, NaCl(sz) CO, CO2, CaCO3

  • De: Elemmolekulk: H2, O2 P8

  • Molris tmeg Mltmeg Relatv /atom/moltmeg

  • Ml fogalma

  • 6.1023 db

  • ATE, (u)


K miai anyag csoportos t s

Kmiai anyag/ Csoportosts/

  • Elemek, Vegyletek, Keverkek

    2. ANYAG /szerkezete sz./

  • DISZKONTINUUSKONTINUUS

    rszecske j. korpuszkulris folytonos mez

  • Nem abszolt! (Pl. atomok, molekulk tltsfelhi)

    KMIA fogl.FIZIKA fogl.


K miai anyag csoportos t s1

Kmiai anyag/ Csoportosts/

3. Szervetlen Szerves

4. Szilrd Cseppfolys Lgnem /Halmazll./

  • Kristlyos a.FolyadkokGzok

  • s /amorf/s/plazma ./

  • egykomponens

  • tbbkomponens

  • OLDATOK

  • /Kolloidok/


Az atom ok szerkezete

Az ATOM-ok szerkezete

  • Atommag s Elektronhj

  • p+,no,e

  • Nukleonok

  • Rutherford ksrlete: 1010 m; 1015 m

  • Rendszm: p+ szma

  • Tmegszm: no szma + p+ szma

  • /146n+92p/


Izot p ok izot p elemek

IZOTP-ok/izotp elemek/

  • Ugyanazon kmiai elem vltozatai rendszm azonos, tmegszm klnbzik

  • TermszetesMestersges/Tiszta elemek/

  • s

    35,5 slyozott tl.

  • 75% 25%

  • gygyszat

  • Radioaktv s nem radioaktv izotpok

  • Pl. Au


Energia

Energia

  • Eredete: grg sz, munkt jelent (Arisztotelsz)

  • E = m x v2 / E = m x c2 /Joule = kg x m2x s-2

  • Minden kmiai vltozs ENERGIA vltozssal jr

  • /Energiafajtk / Termokmia/

  • Kolaj, fldgz, kszn, atomenergia

  • Megjul energiaforrsok (Nap Szl Vz Geotermikus energia --Bioenergia)


N h ny anyag k znapi neve k plete s tudom nyos neve

Nhny anyag kznapi neve, kplete, s tudomnyos neve


K miai bsc

Nhny anyag kznapi neve, kplete, s tudomnyos neve


K miai bsc

Nhny anyag kznapi neve, kplete, s tudomnyos neve


K miai k t sek sszefoglal sa

Kmiai ktsek sszefoglalsa

Elsrend s msodrend ktsek


1 anyagi r szecsk k

1. Anyagi rszecskk

  • Atomok

  • Ionok

  • Molekulk

  • Kmiai kts: Azonos vagy klnbz rszecskk klcsnhatsa.


2 k miai k t sek

2. Kmiai ktsek

Delokalizlt elektronok

-

+

Fm atomtrzsek (ionok)

-

-

+

+

+

-

-

-

-

-

-

-

+

+

+

-

-

-

-


3 k miai anyagok a elemek

3. Kmiai anyagok a.) Elemek

Pldk:

Cl + Cl Cl-Cl Cl2

O + O O=O O2

N + N N N N2

Apolrismolekulk


3 k miai anyagok b vegy letek

3. Kmiai anyagok b.) Vegyletek

Pldk:

C+O2CO2 O=C=O

apolris

H2+Cl22HCl H-Cl

polris (dipol)

2H2+O22H2O O

H H molekulk polris (dipol)

Mg+Cl2MgCl2Ionok

Mg2+ 2Cl-

1 : 2

+ -

-

+

-

+


M sodrend k t sek

Msodrend ktsek

  • Van der Waals

  • Hidrogn(hd)kts


K miai bsc

Felhasznlt irodalom:

  • Nray-Szab Gbor: Kmia (Akadmiai kiad, Budapest, 2006.)

  • BodonyiPitter: Kmiai sszefoglal (Mszaki Knyvkiad, Budapest, 1993.)

  • Rzsahegyi MrtaVajand Judit: Kmia itt, kmia ott, kmia mindenhol! (Nemzeti Tanknyvkiad, ELTE Etvs Kiad Budapest 1995.)

  • GergelyErddiVereb: ltalnos s bioszervetlen kmia (Semmelweis Kiad, 1997.)

  • Dr.Kiss Attila: Kmiai ismeretek (Oktatsi segdanyag) EKF

  • Papp SndorRalf Kmmer: Krnyezeti kmia (Tanknykiad Bp.1992.)

  • Dr. Bodor Endre: Szervetlen kmia I. (Veszprmi Egyetemi Kiad, Veszprm, 1994.)

  • Simndi Pter: Alkalmazott kmia (Tessedik Smuel Fiskola, Szarvas, 2003.)

    Megjegyzs: A konzultcin megismert anyag egyni feldolgozsra brmilyen ms kmiai jegyzet, tanknyv, kiadvny felhasznlhat.


K miai bsc

A konzultcin feldolgozott anyag:

A kmia trgya, a kmia s a termszettudomnyok, a kmia s a trsadalom kapcsolata. Kmiai alapfogalmak. Sztchiometria: atom- s molekulatmeg, a kmiai anyagmennyisg fogalma ml, elemek, vegyletek jellse. A kmiai reakcik, a kmiai vltozs paramterei. Egyszer sztchiometriai szmtsi feladatok megoldsa. Az atomok elektronszerkezete, az atommodellek. Az elemek peridusos rendszere. Molekulk kpzdse, a kmiai ktsek. Halmazok szerkezete.Halmazllapotok s vltozsaik. A vz fzisdiagramja. Oldatok, elegyek, koncentrciszmts. Termokmia alapjai. Reakcisebessg. Homogn s heterogn egyenslyok. Sav-, bzis egyenslyok, pH. Redoxi reakcik. Standard potencil. Galvnelemek. Elektrolzis. Kolloidok. Legfontosabb szerves kmiai vegyletcsoportok.

A konzultcin bemutatott ksrletek:

  • A szn-dioxid veghzhatsnak szemlltetse

  • CO2 fejleszt Kipp kszlk

  • A hidrogn ellltsa (Kipp k.), gse, srsge, oldhatsga,-durrangz

  • Oldhatsgi ksrletek

  • Extrakci (Megoszls)

  • Kolloid oldatok ellltsa

  • Elektrolzis (H2, O2 kimutatsa)

  • Galvnelem ksztse, Kapocsfeszltsg, Elektromotoros er

    Dr. Rcz Lszl


  • Login