Anorganické chemické zlúčeniny
Voda
Voda je chemická látka skladajúca sa z vodíka a kyslíka. Jej vzorec je H2O. Z chemického hľadiska to je zlúčenina s veľmi špecifickými vlastnosťami. Dobre rozpúšťa iónové zlúčeniny(soli). Najväčšiu hustotu má pri 3,98°C(zaokrúhľujeme na 4°C), čo je veľmi špecifické, pretože väčšina vo väčšine látok platí, že čím vyššia teplota, tým menšia hustota. Voda je za bežných podmienok bezfarebná kvapalina bez chuti a zápachu. Organizmy vodu potrebujú na prežitie.
Voda zaberá 70% povrchu zeme, ale z toho len 1% vieme využiť ako pitnú vodu(97%-slaná voda, 2%-ľadovce 1%-voda, ktorú môžeme využiť na pitie). Podľa pôvodu vodu delíme na povrchovú, zrážkovú a podzemnú. Podľa použitia vodu delíme na pitnú, úžitkovú a odpadovú.
Oxidy
Oxidy sú dvojprvkové zlúčeniny kyslíka, v ktorých má oxidačné číslo -II. Existujú oxidy pevné a plynné. Voda je tiež oxid(jediný kvapalný). Oxidy môžu vznikať prudkou reakciu s kyslíkom(horenie), pomalou oxidáciou s kyslíkom(napríklad hrdzavenie je pomalá oxidácia) a pri ďalších chemických reakciách.
Významné oxidy
Oxid vápenatý sa v stavebníctve nazýva pálené vápno. Z páleného vápna sa pripravuje hasené vápno, malta, omietky a cement. V poľnohospodárstve sa ním vápni pôda a v sklárskom priemysle sa používa pri výrobe skla.
Oxidy síry: síra tvorí dva oxidy: oxid siričitý a oxid sírový. Oxid siričitý je bezfarebný, jedovatý, zapáchajúci plyn, ktorý dráždi dýchacie cesty. Do vzduchu sa dostáva najmä pri spaľovaní hnedého uhlia s veľkým obsahom síry. Tento plyn je hlavnou príčinou vzniku kyslých dažďov. Reaguje s vodnou parou zo vzduchu, pričom vznikne kyselina.
Oxidy dusíka (zvyknú sa označovať NOx) sú jedovaté, pôsobia dráždivo na oči a dýchacie cesty. Vznikajú najmä pri spaľovaní v motoroch dopravných prostriedkov a dostávajú sa do vzduchu vo výfukových plynoch. Na znečisťovaní životného prostredia sa najviac podieľajú oxid dusnatý a oxid dusičitý. Hneď po oxide siričitom sú hlavnými príčinami vzniku kyslých dažďov. Oxid dusnatý je bezfarebný plyn, ktorý reaguje so vzdušným kyslíkom, pričom vzniká červenohnedý plyn – oxid dusičitý. Reakciou oxidu dusičitého s vodnou parou zo vzduchu vznikajú kyseliny, ktoré dopadajú so zrážkami na zem ako kyslé dažde.
Kyslé dažde majú negatívny vplyv na rastliny, vodné živočíchy, budovy, ale aj na človeka. Dochádza k poškodzovaniu lesov, úhynu vodných živočí- chov, korózii častí budov z vápencov. U človeka sa vdychovaním kyslého vzduchu poškodzujú sliznice a stáva sa náchylnejším na ochorenia dýchacej sústavy (zápal priedušiek, astma).
Oxidy uhlíka: uhlík tvorí dva oxidy: oxid uhoľnatý a oxid uhličitý. Oxid uhoľnatý vzniká pri horení látok obsahujúcich uhlík pri nedostatoč- nom prístupe kyslíka. Je to bezfarebný plyn, bez zápachu, prudko jedovatý. Viaže sa na červené krvné farbivo – hemoglobín, ktoré prenáša kyslík. Po naviazaní oxidu uhoľnatého stráca hemoglobín schopnosť prenášať kyslík a človek sa udusí. Oxid uhoľnatý vzniká pri horení palív, nachádza sa aj vo výfukových plynoch automobilov. Preto pri používaní týchto palív treba dostatočne vetrať a nenechávať v uzavretej garáži naštartovaný motor automobilu. Pri otrave oxidom uhoľnatým treba postihnutému čo najskôr zabezpečiť prísun čerstvé- ho vzduchu a privolať lekársku pomoc.
Anorganické kyseliny
Kyselina je chemická zlúčenina skladajúca sa z katiónu vodíka a z aniónu kyseliny. Tento anión je buď halogén či síra, alebo ľubovoľný nekov plus kyslík. Na základe toho delíme kyseliny na kyslíkaté a bezkyslíkaté. Kyseliny sú kvapalné látky, vo vode sa štiepia, sú žieravé.
Čo spôsobuje tieto vlastnosti? Odpoveď je štiepenie vo vode. Vodík v kyseline odovzdá svoj jediný elektrón. Tak z neho ostane len jadro, ktoré je nestabilné(čiže nemôže samostatne existovať), a preto sa hneď naviaže na molekulu vody. Logicky nám vyplýva, že H++H2O dáva H3O. H3O má kladný náboj a nazýva sa oxóniový katión. Oxóniový katión spôsobuje kyslosť kyseliny. Bez vody teda kyselina nie je kyslá.
Významné anorganické kyseliny
Kyselina chlorovodíková sa predáva ako 37 % vodný roztok. Je prchavá. Technická HCl sa predáva pod obchodným názvom kyselina soľná. Jej žltkasté sfarbenie spôsobujú zlúčeniny železa.Veľmi zriedený roztok kyseliny chlorovodíkovej obsahuje žalúdočná šťava, má veľký význam pri trávení potravy (ničí aj mikroorganizmy, ktoré prijmeme s potravou). Používa sa na čistenie kovov, výrobu farieb, liekov, plastov.
Kyselina dusičná sa predáva ako 65 % vodný roztok. Je prchavá. Na svetle sa čiastočne rozkladá, preto môže byť sfarbená nažlto až červenohnedo. Jej rozkladom vznikajú jedovaté oxidy dusíka. Používa sa na výrobu výbušnín, liekov, farieb, hnojív.
Kyselina sírová sa predáva ako 96 % vodný roztok. Nie je prchavá. Pohlcuje vzdušnú vlhkosť (je hygroskopická). Kyselina sírová je najdôležitejšia a najpoužívanejšia kyselina v chemických laboratóriách a v priemysle (nazýva sa aj „krv chemického priemyslu“). Používa sa na výrobu hnojív, plastov, liekov, farieb, výbušnín, v textilnom priemysle, papierenskom priemysle, spracovaní ropy, ako náplň do akumulátorov áut, ďalej pri úprave rúd, na sušenie a odvodňovanie látok.
Hydroxidy
Hydroxidy sú chemické látky skladajúce sa z katiónu kovu(K+, Ca+, Fe+...) alebo amónneho katiónu(NH4+) a hydroxidového aniónu(OH-). Vo vode sa na tieto ióny štiepia.
Významné hydroxidy
Hydroxid sodný a hydroxid draselný sa používajú na výrobu mydla, papiera, plastov, textilných vláken z celulózy. Používajú sa aj na čistenie rôznych nádob, odtokov. Prostriedky na čistenie odtokov obsahujú hydroxid sodný. Silne zásadité roztoky rozkladajú aj vlasy, ktoré sú zvyčajne príčinou ich upchatia. Hydroxid sodný sa nachádza tiež v umývacích prostriedkoch do umývačiek riadu. Veľa úrazov poleptaním vzniká preto, že sa tieto prostriedky často neuložia mimo dosahu detí.
Hydroxid vápenatý sa používa v stavebníctve, v poľnohospodárstve na vápnenie kyslých pôd, v potravinárstve pri výrobe cukru a pri výrobe sódy.
Soli
Soľ je chemická látka skladajúca sa z katiónu kovu alebo amónneho katiónu a aniónu kyseliny. Soli sa vo vode na tieto ióny štiepia.
Soli, ktoré v kryštáloch obsahujú viazané molekuly vody, sa nazý- vajú hydráty (kryštalohydráty). Ich názov sa tvorí pridaním číslovkovej predpony k slovu hydrát pred názov soli, napr. pentahydrát síranu meďnatého (CuSO4 • 5 H2O). Vo vzorci sa počet molekúl píše za vzorec soli. Zahrievanie modrej skalice: CuSO4 • 5H2O CuSO4 + 5H2O CaSO4 • 2H2O – sadrovec (dihydrát síranu vápenatého) Zahrievanie sadrovca: CaSO4 • 2H2O CaSO4 • 0,5H2O + 1,5H2O CaSO4 • 0,5H2O – sadra (hemihydrát síranu vápenatého)
Významné soli
Chloridy (soli kyseliny chlorovodíkovej)
Chlorid sodný(NaCl) je biela tuhá látka, dobre rozpustná vo vode. V prírode sa vyskytuje ako minerál kamenná soľ(halit). Chlorid sodný je životne dôležitá látka. Mnohé živočíchy potrebujú chlorid sodný na udržiavanie stabilného prostredia v organizme a látkovej premeny. Človek potrebuje denne 2–3g soli. Potrebuje ju napr. na tvorbu kyseliny chlorovodíkovej v žalúdku. V lekárskej praxi sa v prípade potreby pri niektorých ochoreniach zavádza do žíl fyziologický roztok. Je to roztok chloridu sodného (roztok obsahuje 0,9% chloridu sodného). Nadmerné solenie jedál je však škodlivé, lebo môže vyvolať zvýšenie krvného tlaku a iné poruchy zdravia. Obsah soli v mnohých potravinách (napr. údeniny, konzervy, niektoré syry) je taký veľký, že človek prekročí dennú spotrebu soli už po zjedení primeraného množstva týchto potravín. Chlorid sodný sa predáva pod názvom jedlá soľ a používa sa najmä na dochutenie potravín. Roztokom kuchynskej soli sa dajú konzervovať ľahko kaziace sa potraviny, napr. mäso alebo ryby. Chlorid sodný má mnohostranné použitie ako priemyselná soľ(technický chlorid sodný), napr. v textilnom priemysle ako prísada pri farbení látok. V chemickom priemysle sa používa pri výrobe vodíka, chlóru, hydroxidu sodného a kyseliny chlorovodíkovej. V zime sa veľké množstvo chloridu sodného spotrebuje ako soľ na posýpanie pri rozmrazovaní zľadovatených ciest. Na rozlíšenie od jedlej soli je táto soľ obyčajne zafarbená. Počas rozmrazovania vzniká roztok soli, ktorý má podstatne nižšiu teplotu tuhnutia ako voda. Ľad sa na cestách netvorí ani pri teplote nižšej ako 0 °C. Použitie soli na posýpanie ciest je však škodlivé. Veľké množstvo soli sa spolu s dažďovou vodou a vodou z roztopeného ľadu dostáva do pôdy a do riek. Následok je ohrozenie vodných živočíchov, odumieranie rastlín, poškodzovanie životného prostredia a znečistenie spodnej vody.
Chlorid draselný (KCl) je biela tuhá látka, dobre rozpustná vo vode. V prírode sa vyskytuje ako minerál sylvín. V chemickom priemysle sa používa ako surovina pri výrobe hydroxidu draselného.
Sírany (soli kyseliny sírovej)
Síran vápenatý(CaSO4) je biela tuhá látka, málo rozpustná vo vode. Z vodného roztoku kryštalizuje s 2 molekulami vody (vo vzorci). V prírode sa vyskytuje ako minerál sadrovec. Používa sa napr. na výrobu sadry, v stavebníctve. Zahriatím sadrovca vzniká sadra (zostane 0,5 molekuly vody vo vzorci). Sadra pri zmiešaní s vodou opäť priberá vodu, zväčšuje svoj objem (vznikne tvrdá a pevná hmota). Sadra sa používa v lekárstve (sadrové obväzy), v stavebníctve.
Síran meďnatý(CuSO4) je biela tuhá látka. Z vodného roztoku kryštalizuje s 5 molekulami vody (vo vzorci) a nazýva sa modrá skalica. Modrá skalica sa používa na postrek viniča a ovocných stromov proti hubovým ochoreniam, na dezinfekciu vody v akváriách a pod. Zahrievaním stráca modrá skalica vodu a vzniká biela bezvodá prášková látka.
Dusičnany (soli kyseliny dusičnej)
Dusičnan draselný(KNO3) je biela tuhá látka, dobre rozpustná vo vode. Nazýva sa aj draselný liadok. Používa sa ako zložka hnojív, pri výrobe skla, v pyrotechnike(už pred storočiami sa používal na výrobu pušného prachu).
Dusičnan sodný(NaNO3) je biela tuhá látka, dobre rozpustná vo vode. Nazýva sa aj čílsky liadok. Používa sa ako zložka hnojív, pri výrobe skla, v pyrotechnike, v potravinárskom priemysle na konzervovanie a udržanie sfarbenia mäsových výrobkov.
Pre rastliny sú veľmi dôležité dusíkaté hnojivá. Ovplyvňujú množstvo a kvalitu úrody (napr. zlepšujú trvanlivosť zeleniny). Nadmerné používanie dusičnanov je však škodlivé. Nadbytok dusičnanov sa hromadí v pôde, odkiaľ sa vyplavuje do podzemných vôd. Zväčšujúci sa obsah dusičnanov v zdrojoch pitnej vody a prehnojené rastliny (napr. šalát, špenát, reďkovka) spôsobujú poškodenie zdravia (najmä detí). Nadmerné množstvo dusičnanov sa dostáva do organizmu aj pri zvýšenej konzumácii niektorých mäsových výrobkov.
Uhličitany a hydrogenuhličitany (soli kyseliny uhličitej)
Uhličitan sodný(Na2CO3) je biela tuhá látka, dobre rozpustná vo vode. Nazýva sa aj sóda. Z vodného roztoku kryštalizuje s 10 molekulami vody(vo vzorci) a nazýva sa kryštálová sóda. Používa sa na výrobu skla a pracích prostriedkov (na zmäkčovanie vody).
Hydrogenuhličitan sodný(NaHCO3) je biela tuhá látka, menej rozpustná vo vode. Nazýva sa aj sóda bikarbóna. Používa sa napr. pri žalúdočných ťažkostiach(na neutralizáciu zvýšenej žalúdočnej kyslosti), v kypriacom prášku do pečiva(vzniknutý CO2 spôsobuje zväčšenie objemu-„zdvihnutie“ cesta), na čistenie kovových predmetov, čistenie škvŕn.
Uhličitan draselný(K2CO3) je biela tuhá látka, dobre rozpustná vo vode. Používa sa napr. na výrobu skla a mydiel.
Uhličitan vápenatý(CaCO3) je biela tuhá látka, málo rozpustná vo vode. V prírode sa vyskytuje ako minerál vápenec. Používa sa ako stavebný materiál(mramor-kryštalický vápenec), na výrobu vápna, hnojivo.
Hydrogenuhličitan vápenatý(Ca(HCO3)2) je známy len vo forme vodného roztoku. Hydrogenuhličitan vápenatý spôsobuje tvrdosť vody. Vzniká v prírode pôsobením vody a oxidu uhličitého na horniny obsahujúce vápenec. Na povrchu vápencových hornín vznikajú ryhy, v podzemných vrstvách sa môžu tvoriť jaskyne. Odparením vody a oxidu uhličitého z roztoku hydrogenuhličitanu vápenatého vzniká vápenec, ktorý tvorí kvaple a vápencové terasy. Podobne sa rozkladá aj pri zahrievaní, pri- čom vzniká vápenec, ktorý sa usadzuje ako vodný kameň na hrncoch, ohrievacích špirá- lach, vykurovacom potrubí.